陜西旬陽泗人溝鉛鋅礦成礦地質(zhì)特征及成因探討

任 軻，付 渝，王育龍

（陜西地礦第一地質(zhì)隊(duì)有限公司，陜西 安康 725000）

1 區(qū)域成礦地質(zhì)背景

本區(qū)位于揚(yáng)子板塊北部的被動(dòng)大陸邊緣--南秦嶺、大別構(gòu)造帶中部，鎮(zhèn)-旬古生代沉積盆地南緣。區(qū)域內(nèi)的褶皺、斷裂等構(gòu)造十分發(fā)育，主要構(gòu)造線由東向西縱橫交錯(cuò)、相互切割，向大羊山方向復(fù)向斜、麻坪一旬陽復(fù)背斜及南羊山斷裂、大羊山斷裂、麻坪河斷裂、甘溪斷裂等構(gòu)成了區(qū)內(nèi)主體構(gòu)造格架（圖1）。

圖1 旬陽北部地區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)簡圖（據(jù)宋小文等，2003和張國偉等，2001資料編制）

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 地層

礦區(qū)內(nèi)主要出露中志留統(tǒng)雙河鎮(zhèn)組（S2s）一套淺變質(zhì)泥質(zhì)碎屑巖夾少量碳酸鹽巖，是泗人溝鉛鋅礦的賦礦層位。地層呈現(xiàn)出近東西向并傾向北，傾角角度在30°至60°之間。按巖石的組合，由下至上分為3個(gè)巖性段。礦區(qū)僅出露第二、第三巖性段。

雙河鎮(zhèn)組的第二巖性段（S2s2）呈現(xiàn)出深灰色含炭粉砂質(zhì)千枚巖及粉砂質(zhì)千枚巖，并且局部有夾條帶狀粉砂巖。是區(qū)內(nèi)較為重要的含礦層位。

雙河鎮(zhèn)組的第三巖性段（S2s3）呈現(xiàn)出灰色粉砂質(zhì)千枚巖夾條帶狀（薄層）粉砂巖以及白云巖透鏡體。

（1）地層單斜構(gòu)造。該礦區(qū)處于大羊山復(fù)向斜南翼，漢江復(fù)背斜北翼，巖層總體呈現(xiàn)為向北傾斜的單斜構(gòu)造，地層產(chǎn)狀變化在0°~24°∠51°~70°。該單斜構(gòu)造不僅有效地控制含礦地層，又能控制順層斷裂現(xiàn)象的產(chǎn)生。

（2）地層斷裂構(gòu)造。在礦區(qū)中部可見，有3條斷裂構(gòu)造，大體平行產(chǎn)出，發(fā)育于雙河鎮(zhèn)組（S2s）第二巖性段粉砂質(zhì)千枚巖中。該組斷裂是早期經(jīng)過較深構(gòu)造層次形成的劈理化帶經(jīng)后期構(gòu)造活動(dòng)而成，呈基本順層產(chǎn)出，斷裂產(chǎn)狀0°~26°∠60°~84°。在礦區(qū)的走向延伸均2000m以上，寬0.5m~5m之間，具有多期次活動(dòng)的特征。沿?cái)嗔褞Оl(fā)育劈理化帶、石英脈及斷層角礫、斷層泥。礦區(qū)發(fā)現(xiàn)所發(fā)現(xiàn)的鉛鋅礦體均沿該組斷裂產(chǎn)出的。

（3）地層變質(zhì)作用。區(qū)內(nèi)地層變質(zhì)作用相對(duì)較弱。以區(qū)域變質(zhì)作用的分布最為普遍，變質(zhì)程度僅達(dá)綠片巖相，形成一套淺變質(zhì)的泥砂質(zhì)板巖或千枚巖。韌一脆性構(gòu)造變形主要形成線狀分布的碎裂巖，初糜棱巖系列巖石。巖石變形強(qiáng)烈普遍發(fā)育順層劈理和小型順層掩臥摺皺，局部發(fā)育順層剪切帶。

3 礦體地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

泗人溝鉛鋅礦床地表共圈出3個(gè)鉛鋅礦體以及2個(gè)隱伏礦體，礦體產(chǎn)于雙河鎮(zhèn)組粉砂質(zhì)千枚巖內(nèi)近東西向脆一韌性系列斷層中。呈似層狀、透鏡狀產(chǎn)出。地表礦體長多在200m，深部礦體長度在650m~2025m，厚0．50m～5．35m，鋅品位1.52%～31.83%，鉛品位0.30%～17.49%。礦體形態(tài)、產(chǎn)狀受斷層控制且與圍巖、斷層產(chǎn)狀基本一致。

3.2 礦石特征

礦區(qū)礦石礦物成分相對(duì)簡單，主要以閃鋅礦、方鉛礦為主，黃鐵礦，黃銅礦，磁黃鐵礦都較為少見。脈石礦物以石英為主，次為絹云母、長石、綠泥石及方解石等。

礦石結(jié)構(gòu)主要有它形粒狀結(jié)構(gòu)、他形—半自形粒狀結(jié)構(gòu)、自形粒狀結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)等。

礦石的主要構(gòu)造有塊狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造，其次還會(huì)有條帶狀構(gòu)造、層紋狀構(gòu)造、脈狀構(gòu)造、角礫狀等構(gòu)造。

根據(jù)礦石有用組分及其加工技術(shù)性能的不同，將泗人溝鉛鋅礦區(qū)礦石的工業(yè)類型確定為以鉛鋅礦石為主，閃鋅礦石次之。

3.3 圍巖蝕變

區(qū)內(nèi)圍巖蝕變與斷裂活動(dòng)密切相關(guān)，主要沿?cái)嗔褬?gòu)造分布，呈帶（線）狀產(chǎn)出，蝕變帶的寬帶一般是2-5米。主要有硅化、絹云母化、綠泥石化、黃鐵礦化等，其中硅化、絹云母化與鉛鋅礦化關(guān)系密切。

硅化：主要分布于斷層帶及礦化圍巖部位。由于熱液的貫入，使圍巖硅質(zhì)成份增高，顏色變淺，硬度增大，常形成糖粒狀石英集合體和隱晶質(zhì)致密塊狀石英。其中糖粒狀石英與區(qū)內(nèi)鉛鋅礦化關(guān)系密切。

絹云母化：在構(gòu)造活動(dòng)及熱液作用的影響下，原巖與石英脈界線附近絹云母含量增高。在含礦構(gòu)造帶中以較大的石英脈體邊部較為發(fā)育，呈鱗片狀集合體。多與隱晶質(zhì)致密塊狀石英脈伴生，與鉛、鋅礦化關(guān)系密切。

4 地球化學(xué)特征

4.1 巖石地球化學(xué)特征

2005年泗人溝鉛鋅礦地質(zhì)普查報(bào)告對(duì)該區(qū)地層含礦性研究，雙河鎮(zhèn)組的微量元素含量見表1，通過對(duì)泗人溝鉛鋅礦所處的雙河鎮(zhèn)組進(jìn)行成礦元素統(tǒng)計(jì)，礦區(qū)內(nèi)地層Pb平均含量為13.82×10-6，Zn平均含量為139.24×10-6；志留紀(jì)背景值Pb平均值為7.31×10-6，Zn平均值為107.03×10-6；地殼元素豐度值Pb為12×10-6，Zn為70×10-6，雙河鎮(zhèn)組Pb、Zn含量遠(yuǎn)高于志留紀(jì)背景值和地殼克拉克值，說明雙河鎮(zhèn)組是泗人溝鉛鋅礦的礦源層。

表1 雙河鎮(zhèn)組巖石地層單位微量元素

4.2 硫同位素組成

根據(jù)研究數(shù)據(jù)顯示，在泗人溝鉛鋅礦區(qū)內(nèi)閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦等8件硫同位素測試樣品結(jié)果。（見表2）其中閃鋅礦4件、方鉛礦1件、黃鐵礦3件。礦區(qū)δ34S值平均為-3.78×10-3，變化范圍為-9.81--3.83×10-3，離差為13.64×10-3，說明礦床內(nèi)δ34S值變化范圍較大。礦床中硫來源不一致，屬混合型。

表2 泗人溝鉛鋅礦區(qū)硫同位素組成

4.3 鉛同位素組成

根據(jù)前人研究，鉛同位素測試樣品共4件，其中閃鋅礦1件，方鉛礦1件，黃鐵礦2件。

根據(jù)測試結(jié)果，泗人溝鉛鋅礦206pb／204Pb平均值為17.861；207Pb／204Pb平 均 值 為15.592，208Pb／204Pb平 均 值 為38.248；207Pb／206Pb平均值為0.873，通過數(shù)據(jù)對(duì)比可以看出（見表3），方鉛礦的鉛同位素相對(duì)穩(wěn)定，組成比較均勻一致。

表3 泗人溝鉛鋅礦鉛同位素組成

根據(jù)扎特曼源區(qū)圖注解（圖2），泗人溝鉛鋅礦礦石的鉛同位素組成及其特征值的投影點(diǎn)總體上落在造山帶的增長線上方，這說明研究區(qū)內(nèi)鉛鋅礦礦源區(qū)年齡逐步老化，源區(qū)古老地層中初始富集的鉛經(jīng)過造山運(yùn)動(dòng)后，主要通過沿生長斷裂運(yùn)移至更加有利的容礦構(gòu)造最終富集成礦，故礦區(qū)內(nèi)鉛鋅礦具有后期改造的特征。

圖2 泗人溝鉛鋅礦鉛同位素構(gòu)造模式圖鉛演化曲線

5 礦床成因探討

南秦嶺早古生代沉積斷陷盆地是在揚(yáng)子板塊北緣被動(dòng)大陸邊緣基礎(chǔ)上形成的，主要發(fā)育了一套富有機(jī)質(zhì)的碳質(zhì)、硅質(zhì)、泥質(zhì)沉積建造；其內(nèi)部又有更低序次的局部水下隆起及同生斷裂所分隔的四級(jí)熱水沉積洼地，同時(shí)鉛鋅礦體或礦源層就位于此。

中晚志中記載，伴隨著揚(yáng)子板塊的向北運(yùn)動(dòng)，南秦嶺開始處于被擠壓應(yīng)力場下，大部分地區(qū)開始逐步隆升，盆地總體由伸展背景轉(zhuǎn)為擠壓背景，沉積作用范圍明顯性縮小，盆地開始逐步抬升并出現(xiàn)局部坳陷現(xiàn)象。隨著成礦作用的進(jìn)行，熱水間歇周期性活動(dòng)而生成浸染狀、層狀、條帶狀同生沉積礦石。形成了一系列鉛鋅礦床，泗人溝鉛鋅礦即位于其中。

華力西運(yùn)動(dòng)中期為研究區(qū)志留紀(jì)鉛鋅礦成礦改造期的主要階段；晚古生代華力西運(yùn)動(dòng)區(qū)內(nèi)以中淺部構(gòu)造層次、構(gòu)造變形及脆性變形為主，同時(shí)形成一系列新的層間破碎帶等容礦構(gòu)造，早期形成的熱水沉積型鉛鋅礦及礦源層，在剪切帶降壓作用下運(yùn)移，并發(fā)生蝕變礦化作用。

6 結(jié)論

（1）通過對(duì)泗人溝鉛鋅礦床的研究，闡述了與成礦有關(guān)的含礦地層、源區(qū)性質(zhì)和成巖構(gòu)造環(huán)境等，認(rèn)為礦床的形成主要受地層、巖性、巖相、構(gòu)造等多因素的控制。

（2）認(rèn)為鉛鋅礦成礦物質(zhì)來源與區(qū)域旬陽三級(jí)盆地?zé)崴练e關(guān)系密切，礦床屬熱水沉積成因，并具后期改造的特點(diǎn)。

（3）礦床的形成經(jīng)歷了熱水沉積－成巖成礦期，構(gòu)造改造富集期和表生氧化期三個(gè)時(shí)期。