安徽金寨汞洞沖鉛鋅礦“三位一體”成礦特征研究

陳海鋒，劉忠，周皓宇，胡飛平，周鵬超

安徽金寨汞洞沖鉛鋅礦“三位一體”成礦特征研究

陳海鋒，劉忠，周皓宇，胡飛平，周鵬超

（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局313地質(zhì)隊(duì)，安徽 六安 237000）

安徽金寨汞洞沖鉛鋅礦是北淮陽(yáng)地區(qū)重要的鉛鋅多金屬礦床，文章分析研究了汞洞沖鉛鋅礦床區(qū)域地質(zhì)背景、礦床地質(zhì)特征，進(jìn)一步結(jié)合前人所做的同位素地球化學(xué)、礦產(chǎn)勘查工作以及礦山開(kāi)采實(shí)踐等，討論了鉛鋅礦床成因與區(qū)內(nèi)構(gòu)造-巖漿活動(dòng)的聯(lián)系，分析了其成礦地質(zhì)體、成礦構(gòu)造、成礦結(jié)構(gòu)面以及成礦作用特征標(biāo)志，建立了汞洞沖鉛鋅礦床“三位一體”成礦模型。成礦特征研究表明：區(qū)內(nèi)鉛鋅礦床受構(gòu)造-巖漿控制作用明顯，燕山晚期的中酸性巖漿熱液活動(dòng)是其成礦來(lái)源，構(gòu)造-巖漿帶附近的斷裂交匯部位是礦床形成的優(yōu)越部位。此外，結(jié)合“三位一體”成礦理論分析，可以通過(guò)多種綜合找礦手段在該區(qū)尋找深部隱伏鉛鋅礦體，從而擴(kuò)大礦床規(guī)模。

鉛鋅礦床；汞洞沖；“三位一體”；礦床模式；找礦預(yù)測(cè)

汞洞沖鉛鋅礦床是北淮陽(yáng)地區(qū)（安徽境內(nèi)）目前已知的最大鉛鋅礦床，礦床規(guī)模為中型，它的發(fā)現(xiàn)表明了北淮陽(yáng)構(gòu)造-巖漿帶的鉛鋅多金屬礦的找礦潛力，對(duì)本地區(qū)鉛鋅多金屬礦床的尋找具有重要意義。本文對(duì)汞洞沖鉛鋅礦床的區(qū)域地質(zhì)背景、礦床地質(zhì)、成礦條件及成礦模式進(jìn)行了分析，通過(guò)研究礦床的成礦地質(zhì)體、成礦構(gòu)造和成礦結(jié)構(gòu)面、成礦作用特征標(biāo)志等，建立了本地區(qū)鉛鋅礦床的“三位一體”礦床模式和找礦預(yù)測(cè)地質(zhì)模型。

圖1 汞洞沖礦區(qū)大地構(gòu)造位置圖

1 區(qū)域地質(zhì)背景

北淮陽(yáng)地區(qū)位于秦嶺-大別造山帶東部，處于華北與揚(yáng)子兩大板塊接合部位。該構(gòu)造帶北以六安-明港深斷裂為界，南以襄樊-廣濟(jì)深斷裂為界，東止于郯城-廬江斷裂帶，西與秦嶺褶皺系相連，是由深大斷裂合圍的地質(zhì)塊體。實(shí)際上為華北與揚(yáng)子兩大板塊經(jīng)多次裂解、閉合形成的復(fù)合型碰撞造山帶（圖1）（王波華等，2016）。

北淮陽(yáng)地區(qū)巖漿巖總體呈北西向帶狀分布，與構(gòu)造帶的展布方向基本一致，受構(gòu)造作用控制明顯。區(qū)內(nèi)主要有北東向、北西向兩組構(gòu)造，沿構(gòu)造帶兩側(cè)或兩組構(gòu)造的交匯部位常常形成巨大的復(fù)式巖體。該區(qū)構(gòu)造-巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，為該區(qū)鉛鋅多金屬礦床的形成創(chuàng)造了有利條件。

整個(gè)北淮陽(yáng)構(gòu)造帶是大別造山帶內(nèi)最為重地的金、銀、鉛鋅、鉬多金屬成礦帶，礦床成帶分布，東西分段集中現(xiàn)象明顯，主要礦床產(chǎn)于北西向邊界斷裂帶或其兩側(cè)。金寨地區(qū)已發(fā)現(xiàn)的鉛鋅多金屬礦床基

本分布在金寨斷裂帶內(nèi)或其兩側(cè)，礦化主要受韌性剪切帶、基底變質(zhì)巖及燕山晚期侵入巖控制，典型礦床有老灣金礦、皇城山、白石坡銀礦、馬畈金礦、汞洞沖和銀水寺鉛鋅礦。其中汞洞沖鉛鋅礦床就是本文研究對(duì)象。

圖2 汞洞沖礦區(qū)礦床地質(zhì)圖

2 礦床地質(zhì)

汞洞沖鉛鋅礦床產(chǎn)于北淮陽(yáng)東段，地處安徽省金寨縣鮮花嶺地區(qū)，位于北西向金寨斷裂帶和北東向古碑-熬藥尖斷裂交匯部位，屬北西向金寨-鮮花嶺構(gòu)造巖漿巖帶一部分。

礦區(qū)出露地（巖）層主要為新元古界-下古生界佛子嶺巖群二云石英片巖、白云石英片巖等綠片巖相淺變質(zhì)巖，礦區(qū)內(nèi)目前尚未發(fā)現(xiàn)任何巖體，礦區(qū)外圍出露的巖漿巖主要為燕山晚期中酸性淺成侵入體，按侵入先后次序有閃長(zhǎng)（玢）巖-二長(zhǎng)斑巖-正長(zhǎng)斑巖。

區(qū)內(nèi)構(gòu)造以斷裂為主，其中北西向斷裂持續(xù)活動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)面表現(xiàn)為壓性、壓扭性質(zhì)，是區(qū)內(nèi)重要導(dǎo)礦構(gòu)造；晚期北西向斷裂被北東向脆性斷裂疊加，表現(xiàn)為張性、張扭性質(zhì)，成為本區(qū)最主要容礦構(gòu)造。在兩組構(gòu)造交匯部位巖石多構(gòu)造破碎（如構(gòu)造角礫巖），并多有中-淺成閃長(zhǎng)巖小巖枝侵位，局部地區(qū)巖漿侵位過(guò)程還可形成爆發(fā)角礫巖、隱爆角礫巖體等，汞洞沖鉛鋅礦床的形成就與燕山期巖漿巖侵位過(guò)程中形成的爆發(fā)-隱爆角礫巖體有關(guān)（圖2）。

汞洞沖鉛鋅礦床目前僅發(fā)現(xiàn)一個(gè)主礦體，控制的鉛鋅資源量達(dá)中型規(guī)模，礦體形態(tài)、產(chǎn)狀主要受角礫巖控制。該角礫巖地表走向50°～230°，傾向北西，傾角70°～90°，向南西側(cè)伏，側(cè)伏角70°左右。角礫巖地表長(zhǎng)約110m，寬8～34m，控制最大斜深大于775m。整個(gè)角礫巖呈筒狀，橫切面呈橢圓狀、縱切面呈柱狀，與圍巖二云石英片巖接觸界面清晰（圖3）。

角礫巖成分主要為佛子嶺巖群各類片巖，部分為閃長(zhǎng)玢巖等脈巖角礫，大小相差懸殊，一般1～10cm，大者可達(dá)50cm，角礫絕大多數(shù)棱角清楚，雜亂排列，局部地段具定向排列。角礫磨圓度一般較差差。膠結(jié)物以礦質(zhì)、硅質(zhì)、碳酸鹽膠結(jié)為主，而且膠結(jié)物含量較高15%～20%，上部以硅質(zhì)為主，中部則以礦質(zhì)為主，下部主要為碳酸鹽類。金屬硫化物多分布于膠結(jié)物的空洞或角礫空隙中，呈團(tuán)塊狀或脈狀產(chǎn)出。線性蝕變主要出現(xiàn)于角礫巖體上部脈狀礦體周圍，一般自脈體向外依次出現(xiàn)硅化帶、硅化黃鐵礦化帶、方解石化帶，鉛鋅多金屬礦化主要出現(xiàn)在硅化帶與硅化黃鐵礦化帶中，地表常出現(xiàn)高嶺石、黃鉀鐵礬，局部出現(xiàn)鉛丹。整個(gè)角礫巖體內(nèi)部未見(jiàn)明顯的蝕變現(xiàn)象，反映含礦熱液以充填形式成礦。

3 礦床成因分析

汞洞沖鉛鋅礦床的大地構(gòu)造單元屬秦嶺-大別造山帶北秦嶺構(gòu)造成礦帶，佛子嶺構(gòu)造亞帶和盧鎮(zhèn)關(guān)構(gòu)造亞帶西部。通過(guò)對(duì)汞洞沖鉛鋅礦床的綜合研究、分析，結(jié)合礦區(qū)內(nèi)及周邊蝕變礦化信息論證，揭示汞洞沖鉛鋅礦床的成因模式。

3.1 成礦地質(zhì)體

前人對(duì)礦床成礦特征研究表明，汞洞沖成礦地質(zhì)作用為氣液隱爆作用，成礦流體和成礦物質(zhì)來(lái)源于巖漿流體。H、O、S、Pb同位素地球化學(xué)研究特征表明，汞洞沖鉛鋅礦床的成礦熱液來(lái)源于地幔、下地殼或它們的混合源，礦床形成過(guò)程中礦質(zhì)受圍巖、大氣降水的影響較小（趙麗麗等，2012）。

圖3 汞洞沖鉛鋅礦床形態(tài)立體圖

根據(jù)區(qū)域構(gòu)造幾何學(xué)特征分析，本區(qū)佛子嶺巖群的下伏巖層應(yīng)為廬鎮(zhèn)關(guān)巖群。而同位素分析結(jié)果表明，區(qū)內(nèi)鉛源應(yīng)為造山帶內(nèi)部的物質(zhì)，成礦時(shí)代為燕山期。成礦物質(zhì)可能部分來(lái)源于成礦圍巖（廬鎮(zhèn)關(guān)巖群、佛子嶺巖群）。因此，高含礦背景的各類侵入巖和地殼深部被混染的地（巖）層以及區(qū)內(nèi)的成礦圍巖也可能成為本礦床的主要礦源層。

3.2 成礦構(gòu)造

位于汞洞沖礦區(qū)西南側(cè)從響洪甸庫(kù)區(qū)通過(guò)的金寨斷裂是區(qū)內(nèi)最主要的導(dǎo)巖導(dǎo)礦構(gòu)造帶，也是北淮陽(yáng)地區(qū)重要的區(qū)域性導(dǎo)巖導(dǎo)礦構(gòu)造。沿金寨斷裂兩側(cè)多發(fā)育北東向、北西脆性小斷裂，區(qū)域上，這兩組構(gòu)造交匯部位常出現(xiàn)構(gòu)造角礫巖和中酸性中-淺成侵入體。汞洞沖礦區(qū)隱爆角礫巖體向外呈放射狀分布，表現(xiàn)為張性、張扭性質(zhì)，角礫巖本身即為鉛鋅礦體，鉛鋅成礦與角礫膠結(jié)物同期形成，先存斷裂和熱液活動(dòng)是角礫巖形成的主要機(jī)制。

3.3 成礦結(jié)構(gòu)面

汞洞沖鉛鋅礦床受控于由頂蝕和崩塌作用形成的角礫巖筒，角礫巖筒的形成與深部巖漿氣液活動(dòng)有關(guān)。在角礫巖體形成過(guò)程中，成礦物質(zhì)隨巖漿氣液活動(dòng)充填于隱爆角礫巖中爆破張性裂隙中或充作隱爆角礫巖中的膠結(jié)物，礦化即發(fā)育上述位置，與角礫巖為同一地質(zhì)作用的產(chǎn)物，礦體與角礫巖屬同一空間結(jié)構(gòu)，兩者相伴相生。山開(kāi)采實(shí)踐顯示，鉛鋅礦化主要發(fā)生在巖筒中上部塊狀角礫巖中，鉛鋅礦斑雜狀分布于角礫之間的膠結(jié)物中，貧化與富集具有很大的隨機(jī)性，沒(méi)有明顯的空間分布規(guī)律。

前人的研究表明，Pb2+和Zn2+在高溫度、高酸度和高鹽度的流體環(huán)境中易與Cl-結(jié)合形成穩(wěn)定絡(luò)合物，汞洞沖成礦過(guò)程早階段所發(fā)生的沸騰作用，使得Pb、Zn在高鹽度的流體進(jìn)一步富集，并以氯的絡(luò)合物形式存在。到中階段，隱爆形成的張性空間為大氣水下滲提供了通道，大氣降水的加入，使流體鹽度和溫度降低，Cl-大量減少，造成Pb2+和Zn2+的沉淀（吳皓然等，2015）。

3.4 成礦作用特征標(biāo)志

礦區(qū)內(nèi)目前發(fā)現(xiàn)兩種礦化類型：

1）隱爆角礫巖型鉛鋅（金）礦化：是汞洞沖鉛鋅礦床中的主要礦化類型，規(guī)模、形態(tài)、產(chǎn)狀等嚴(yán)格受角礫巖的所控制，金屬礦物主要為結(jié)晶完好的方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、黃鐵礦，以及結(jié)晶完好的石英、碳酸鹽、絹云母非金屬礦物，且共同組成礫間膠結(jié)物。

2）裂隙充填型脈狀金、鉛鋅礦化

該類礦脈分布在隱爆角礫巖型礦體上方，沿?cái)嗔褞Х植迹ǔＲ?guī)模較小，延伸不大，寬度一般在0.2～1.0m之間，為熱液充填型礦化。脈石礦物主要為石英，兩側(cè)伴有絹云母化，在其尖滅頂部和兩端常出現(xiàn)脈狀粘土化。礦體規(guī)模小，通常不具工業(yè)意義，向深部逐漸尖滅，并轉(zhuǎn)化為角礫巖型鉛鋅礦體，因此，該類礦化可作為氣爆角礫巖型鉛鋅礦體的找礦標(biāo)志。

野外地質(zhì)調(diào)查及蝕變樣品的巖礦分析表明，礦區(qū)的蝕變類型主要是硅化、褐鐵礦化、黃鐵礦化、碳酸鹽化、絹云母化、綠泥石化、粘土化等，表現(xiàn)為一套較低溫的蝕變礦物組合。其中鉛鋅礦化主要與硅化、綠泥石化密切相關(guān)。

上述對(duì)汞洞沖鉛鋅礦床的成礦地質(zhì)體、成礦構(gòu)造、成礦作用特征標(biāo)志進(jìn)行了細(xì)致分析研究，結(jié)合區(qū)域成礦地質(zhì)背景、區(qū)域成礦規(guī)律和成礦元素組合，按照“三位一體”的成礦模式對(duì)汞洞沖鉛鋅礦床成礦成因分析如下表（葉天竺等，2015a；葉天竺等，2015b）。

礦床成因分析表

成礦地質(zhì)作用成礦地質(zhì)體成礦構(gòu)造成礦結(jié)構(gòu)面成礦作用特征標(biāo)志礦床類型 侵入巖漿地質(zhì)作用、巖漿后期氣化熱液作用燕山晚期中酸性侵入巖和佛子嶺巖群片巖北西向構(gòu)造和北東向構(gòu)造的交匯部位侵入體與佛子嶺群片巖接觸帶、片巖中的片理和裂隙，其次為巖體內(nèi)部裂隙和孔隙由內(nèi)而外的鉛鋅銅礦化、黃鐵礦化和硅化帶-碳酸鹽化、高嶺土化帶-黃鐵絹英巖化帶中低溫?zé)嵋盒豌U鋅銅多金屬礦

4 找礦預(yù)測(cè)

4.1 礦床模式

汞洞沖隱爆角礫巖的形成是深部巖漿流體的后期氣化熱液和區(qū)域上北東向?yàn)橹鞯膲簯?yīng)力綜合作用的結(jié)果，其形成過(guò)程以張裂和頂蝕作用為主。汞洞沖鉛鋅多金屬礦成礦物質(zhì)來(lái)源于地幔、下地殼及它們的混合源，并可能與下伏新元古界-下古生界盧鎮(zhèn)關(guān)巖群、佛子嶺巖群富礦層位有關(guān)。

圖4 汞洞沖隱爆角礫巖型礦床成因模式圖

據(jù)文獻(xiàn)（方明等，2019；劉忠等，2019）修改

北東向壓應(yīng)力形成一組共軛斷裂，使發(fā)育透入性片理的白云（二云）石英片巖形成由兩組斷裂和一組片理圍合成的碎塊（角礫的前身），深部巖漿流體在巖漿演化晚期產(chǎn)生大量氣液，富含揮發(fā)份的氣化熱液攜熱源礦質(zhì)在特定的物化條件下沿?cái)嗔巡课簧锨郑皂斘g和崩塌的形式形成隱爆角礫巖筒。近地表環(huán)境下，地表水的加入及理化條件的改變，成礦物質(zhì)析出沉淀，以填隙物的方式參與了對(duì)角礫的膠結(jié)，此外，地表水下滲環(huán)流在一定條件下也萃取圍巖（礦源層）中的小部分礦質(zhì)進(jìn)入角礫巖，增加了礦床規(guī)模。

綜上，可以繪制出汞洞沖隱爆角礫巖型礦床成因模式圖（圖4）。

4.2 找礦模式

前文已經(jīng)厘定汞洞沖鉛鋅礦床的成礦地質(zhì)作用，汞洞沖鉛鋅礦床受構(gòu)造-巖漿控制作用明顯，燕山期中酸性侵入巖和次火山巖為區(qū)內(nèi)鉛鋅多金屬礦床的成礦地質(zhì)體，鉛鋅礦床在空間上位于火山盆地邊部淺剝蝕基巖的導(dǎo)巖導(dǎo)礦構(gòu)造帶附近，成礦構(gòu)造部位常常是導(dǎo)巖斷裂帶邊部次級(jí)構(gòu)造帶與火山盆地等地層不整合面的結(jié)合部位。在滿足上述條件的地段，重點(diǎn)關(guān)注地球化學(xué)異常區(qū)，地球物理異常區(qū)，背斜、斷裂破碎帶，層間破碎帶等易富集成礦的地段。

5 結(jié)論

1）汞洞沖鉛鋅礦體的形成是與區(qū)內(nèi)燕山晚期中酸性侵入巖和晚期巖脈密切相關(guān)的，燕山晚期中酸性巖漿熱液活動(dòng)是其成礦物質(zhì)來(lái)源。

2）汞洞沖鉛鋅礦體產(chǎn)于區(qū)內(nèi)早古生代淺變質(zhì)巖系地層，其直接賦礦建造為隱爆角礫巖，其形成受區(qū)內(nèi)北西向主干斷裂和北東向次級(jí)斷裂構(gòu)造控制，位于上述兩組斷裂的交匯部附近。

3）根據(jù)礦床成礦模式及找礦模式，在工作區(qū)應(yīng)綜合多種找礦手段尋找礦床。區(qū)內(nèi)找礦工作的方向是巖漿熱液型鉛鋅多金屬礦床；區(qū)內(nèi)構(gòu)造-巖漿帶附近的斷裂交匯部位是找礦的重點(diǎn)部位，尤其是北西向斷裂和北東向斷裂形成的構(gòu)造破碎帶或構(gòu)造角礫巖；還應(yīng)研究與鉛鋅成礦關(guān)系密切的巖漿演化后期形成的各類中酸性淺成、超淺成的脈狀侵入體；此外結(jié)合三位一體成礦理論分析交匯部位深部有可能找到富礦體，從而擴(kuò)大礦床規(guī)模，在本地區(qū)找礦工作中取得重大突破。

王波華，王愛(ài)國(guó)，徐曉春，楊志誠(chéng)，鮑曉明，何俊，王興會(huì)，范子良，吳浩然，張凱. 2016. 安徽省金寨縣沙坪溝鉬鉛鋅多金屬礦整裝勘查區(qū)專項(xiàng)填圖與技術(shù)應(yīng)用示范成果報(bào)告[R]. 六安：安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局313地質(zhì)隊(duì).

趙麗麗，陸三明，阮林森，王波華，張懷東，亓華勝. 2012.安徽金寨汞洞沖、銀水寺鉛鋅礦床穩(wěn)定同位素研究[J]. 合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），41（09）：1252-1258.

吳皓然，謝玉玲，鐘日晨，王愛(ài)國(guó)，安衛(wèi)軍. 2015. 安徽省汞洞沖鉛鋅-多金屬礦床流體包裹體研究[A]. 中國(guó)礦物巖石地球化學(xué)學(xué)會(huì).中國(guó)礦物巖石地球化學(xué)學(xué)會(huì)第15屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集（4）[C]. 中國(guó)礦物巖石地球化學(xué)學(xué)會(huì):中國(guó)礦物巖石地球化學(xué)學(xué)會(huì),2015:2.

葉天竺，呂志成，龐振山，張德會(huì)，劉士毅，王全明，劉家軍，程志中，李超嶺，肖克炎，甄世民，杜澤忠，陳正樂(lè).2015a. 勘查區(qū)找礦預(yù)測(cè)理論與方法(總論)[M]. 北京. 地質(zhì)出版社.

葉天竺，韋昌山，王玉往，等. 2015b. 勘查區(qū)找礦預(yù)測(cè)理論與方法(各論)[M]. 北京. 地質(zhì)出版社.

方明，劉忠，陳海鋒，趙康，王萍，徐偉，安永芳. 2019. 安徽金寨沙坪溝鉬鉛鋅多金屬礦整裝勘查區(qū)礦產(chǎn)調(diào)查與找礦預(yù)測(cè)成果報(bào)告（2016年度）[R]. 六安：安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局313地質(zhì)隊(duì).

劉忠，方明，陳海鋒，趙康，周皓宇，張懷東，李麗娜，張振，張舜杰. 2019. 安徽金寨沙坪溝鉬鉛鋅多金屬礦整裝勘查區(qū)礦產(chǎn)調(diào)查與找礦預(yù)測(cè)成果報(bào)告（2017年度）[R]. 六安：安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局313地質(zhì)隊(duì).

A Study of the "Trinity" Metallogenic Characteristics of the Gongdongchong Pb-Zn Deposit in Jinzhai, Anhui

CHEN Hai-feng LIU Zhong ZHOU Hao-yu HU Fei-ping ZHOU Peng-chao

(The 313rd Geological Team, Anhui Bureau of Geology and Mineral Exploration, Lu’an, Anhui 237010)

The Gongdongchong Pb-Zn deposit in Jinzhai, Lu’an, Anhui is an important one in the north Huaiyang area. This paper deals with its regional geological background, geological features, isotopic geochemistry, host structures, ore criteria, geological exploration and mining practices based on the predecessors. A "trinity" metallogenic model for the Gongdongchong Pb-Zn deposit is set up. The study indicates that the Pb-Zn deposit is controlled obviously by structure and magmatism. The ore material and ore fluids were derived from intermediate-acid magmatic hydrothermal activity in the Late Yanshanian epoch. The Fault junction near the tectono-magmatic zone is thepreferred site for the formation of the deposit.

Pb-Zn deposit; Gongdongchong; trinity; metallogenic model; range of reconnaissance

2019-11-29

中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局項(xiàng)目（121201004000150017-1，121201004000160901-10）

陳海鋒（1992-），男，安徽宿州人，助理工程師，研究方向：地質(zhì)調(diào)查與礦產(chǎn)勘查

P611

A

1006-0995（2021）01-0052-05

10.3969/j.issn.1006-0995.2021.01.009