向 華，羅長(zhǎng)江

（湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局四一三隊(duì)，湖南 常德 415000）

湘西辰溪-沅陵黃鐵、鉛鋅礦集中區(qū)是我國(guó)重要的黃鐵、鉛鋅礦床分布區(qū)。到目前為止已發(fā)現(xiàn)大型礦床2處，中型礦床3處、小型礦床及礦點(diǎn)數(shù)十處；從北往南，沅陵縣的升天坪、池坪、木杜坪、張家灘、董家河、用坪、低爐、巖坪等，辰溪縣的尖巖、火馬沖、常榮等地均有分布。這些礦床（點(diǎn)）以辰溪-沅陵一帶最為集中，也最為典型，屬于沉積改造型（MVT型）礦床。以往地質(zhì)勘查工作積累了豐富的資料，取得了找礦的較大進(jìn)展，然而勘查成果基本上都是獨(dú)立的，彼此間缺少對(duì)比綜合分析。近年來(lái)，通過(guò)對(duì)該區(qū)以往勘查成果及礦山開(kāi)采地質(zhì)資料進(jìn)行歸納總結(jié)和綜合分析,對(duì)該礦集區(qū)的地質(zhì)特征、控礦因素以及找礦標(biāo)志進(jìn)行了總結(jié)和探討,對(duì)一些重大地質(zhì)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)也進(jìn)一步深化；更為重要的是,對(duì)該區(qū)黃鐵、鉛鋅礦資源的找礦方向有了更為客觀的認(rèn)識(shí)；對(duì)在該區(qū)及外圍找礦，增加礦床資源儲(chǔ)量、開(kāi)發(fā)該區(qū)黃鐵、鉛鋅礦產(chǎn)資源具有重要的指導(dǎo)意義。

1 區(qū)域成礦地質(zhì)背景

本區(qū)板溪群，震旦系及古生界地層分布最廣，約占總面積的75%（圖1）。冷家溪群、板溪群為地槽型復(fù)理石、類復(fù)理石建造和沉積火山碎屑巖建造，南華系主要是冰川-冰海相碎屑巖建造，下震旦統(tǒng)-志留系為淺海泥質(zhì)、砂質(zhì)、粉砂質(zhì)沉積和少量碳酸鹽沉積，上古生界為標(biāo)準(zhǔn)地臺(tái)型碳酸鹽建造，并含海陸交互相或海相含煤建造，中-新生界為陸相河湖或山麓堆積。

圖1 沅陵-辰溪黃鐵、鉛鋅礦集區(qū)區(qū)域地質(zhì)圖Fig.1 Regional geological map of Yuanling-Chenxi pyrite,Pb-Zn deposit,western Hunan province

大地構(gòu)造上本區(qū)處于揚(yáng)子克拉通的東南緣江南造山帶[1]西段的雪峰弧型隆起區(qū)（雪峰地體），沅辰坳陷與冷家溪窿起接壤的西南部，總體呈略向SE傾斜NW歪倒的較寬緩-開(kāi)闊的復(fù)背斜。斷裂構(gòu)造較為發(fā)育，其中以走向斷層為主，斷層線走向與褶皺軸線基本一致，主要分NE-NEE和E-W向兩組斷裂構(gòu)造。

區(qū)內(nèi)已知巖漿活動(dòng)主要在前震旦系、震旦系末期，表現(xiàn)為火山凝灰?guī)r沉積，板溪群五強(qiáng)組和震旦系上統(tǒng)燈影峽階巖石中見(jiàn)火山碎屑物。區(qū)內(nèi)中部的竹園、毛崗頭、肖家村等地有小的燕山期輝綠巖體、云斜煌斑巖及輝云煌斑巖脈產(chǎn)出，除此之外無(wú)大規(guī)模巖漿活動(dòng)。

自震旦系至下古生界，在雪峰山及其鄰區(qū)為一套大陸邊緣沉積，它們自北西向南東依次出現(xiàn)臺(tái)地相→斜坡相→深水盆地相，其沉積物質(zhì)主要來(lái)自揚(yáng)子古陸，震旦系陡山沱早期，該區(qū)位于湘西淺海區(qū)和芷江、龍?zhí)端铝稹⒀┓逅铝鹬g的過(guò)渡斜坡區(qū)，海底凹凸不平，水下地形復(fù)雜，沉積了潮下－瀉湖環(huán)境的碳酸鹽-炭泥質(zhì)交替巖相。

2 礦床地質(zhì)特征

本區(qū)含礦巖系為震旦系陡山沱階底部（Z1bd），為包括容礦微晶白云巖、隔礦層炭質(zhì)板巖和無(wú)礦結(jié)晶白云巖的一套含黃鐵、鉛鋅礦的巖性自然組合（圖2）。在巖相上屬于海進(jìn)旋回的底部，自下而上，海水由淺變深。在該區(qū)主要分布于潭家場(chǎng)、池坪、符家山、董家河、用坪、低爐、升天坪一帶的背斜、向斜。

圖2 辰溪-沅陵黃鐵、鉛鋅礦集中區(qū)含礦巖系及頂、底板地質(zhì)特征Fig.2 The geological features of ore-bearing rock series and the upper and lower wall rock，in the Chenxi-Yuanling Pyrite and Leadzinc Mineralized Clusters

礦層頂板一般為炭質(zhì)板巖，由南向北逐漸相變成白云質(zhì)板巖，絹云母含量逐漸減少，白云石含量逐漸增多，顏色逐漸變淺，與上覆無(wú)礦白云巖和下伏礦石（容礦白云巖）界線逐漸變得模糊。礦層底板為上南華統(tǒng)南沱組（Nh2n）灰綠色冰磧砂礫巖，由冰磧含礫砂巖和冰磧含礫砂質(zhì)板巖組成。

黃鐵、鉛鋅礦體主要產(chǎn)于“上礦層”，“下礦層”主要為鋅礦體。礦體產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀基本一致，其形態(tài)及規(guī)模不僅在不同礦區(qū)有差異，而且在同一礦區(qū)不同礦段也有不同。有的礦區(qū)有兩層礦，而有的礦區(qū)只有一層礦。

黃鐵礦體主要產(chǎn)于“上礦層”的“上黃鐵礦亞層”，礦體多呈扁豆?fàn)詈退茖訝町a(chǎn)出，礦體形態(tài)變化中等，礦化連續(xù)性屬“微間斷”，含礦系數(shù)80%左右。厚度一般小于1 m，最厚2.25 m，厚度變化系數(shù)37%～61%；走向延伸一般200～300 m，最長(zhǎng)達(dá)3000 m?！跋碌V層”的“下黃鐵礦亞層”相對(duì)不太發(fā)育，厚度小、變化大、不穩(wěn)定、工業(yè)意義小。

鉛礦體主要產(chǎn)于“上礦層”的“上鉛鋅礦亞層”，其它部位有礦化，但無(wú)工業(yè)礦體。鉛礦體絕大部分與鋅礦體共生。礦體形態(tài)極復(fù)雜，多呈囊狀和透鏡狀；礦化極不連續(xù)，常有尖滅、變薄現(xiàn)象。單礦體規(guī)模小，走向延伸一般100 m左右，最長(zhǎng)610 m。

鋅礦體主要產(chǎn)于“上礦層”的“上鉛鋅礦亞層”，其次產(chǎn)于“下礦層”的“下鉛鋅礦亞層”。產(chǎn)于“上礦層”中的鋅礦體，絕大部分鋅礦體緊靠黃鐵礦之下分布，少數(shù)與黃鐵礦共生或遠(yuǎn)離黃鐵礦分布；其形態(tài)多呈似層狀、透鏡狀和扁豆?fàn)睿黄浜穸纫话?.6～1.2 m，最厚3.44 m，厚度變化系數(shù)9%～71%；走向延伸一般150～300 m，最長(zhǎng)達(dá)5000 m。

礦石物質(zhì)成分比較簡(jiǎn)單，礦石礦物以黃鐵礦、閃鋅礦為主，次為方鉛礦，脈石礦物以白云石、方解石為主，次為石英、玉髓，少量絹云母、白云母等粘土礦物，微量的重晶石、石膏、膠磷礦等。礦石結(jié)構(gòu)以半自形-他形粒狀結(jié)構(gòu)最普遍，次為自形粒狀結(jié)構(gòu)、他形粒狀結(jié)構(gòu)，交代假象結(jié)構(gòu)、骸晶交代包裹結(jié)構(gòu)、變膠狀結(jié)構(gòu)，局部可見(jiàn)壓碎結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造主要有致密塊狀、浸染狀、條紋條帶狀、團(tuán)塊狀、脈狀、斑雜狀和晶洞充填構(gòu)造，偶見(jiàn)角礫狀構(gòu)造。

礦石化學(xué)成分主要為S、Zn、Pb。礦石中伴生有益元素主要有Cd、Ag、Au，Ag一般品位為1.26×10-6～9.17×10-6，最高 211.00×10-6；Gd 的含量一般0.01%～0.02%，最高0.15%；Au的含量一般0.01%～0.12%，最高0.29%。礦石伴生有害雜質(zhì)主要有As、F等，其含量一般為As 0～0.063%，F(xiàn) 0.010%～0.065%。

3 控礦因素

3.1 巖性

該區(qū)黃鐵、鉛鋅礦賦存于震旦系陡山沱階底部（Z1bd）的微晶白云巖中，其礦化范圍嚴(yán)格受微晶白云巖的控制。該控礦巖性，具有質(zhì)純、性脆，受力易產(chǎn)生脆性變形以及高孔隙度、內(nèi)部組構(gòu)不穩(wěn)定等特點(diǎn)；而且它又是基底富含Pb、Zn的高豐度厚大礦源巖及基底不整合面之上的第一個(gè)高化學(xué)活動(dòng)性的富鎂碳酸鹽巖沉積蓋層。按照最高活性巖層優(yōu)先獲得物質(zhì)補(bǔ)給和富集的原理，它應(yīng)是該區(qū)鉛鋅礦最有利的含礦層位，為成礦提供了有利的容礦空間條件。通過(guò)對(duì)該黃鐵、鉛鋅集中區(qū)內(nèi)有代表性的三個(gè)礦區(qū)（董家河、木杜坪、池坪）“礦化層”的巖性厚度以及黃鐵、鉛鋅礦化強(qiáng)弱對(duì)比分析，其特征為:區(qū)內(nèi)含礦巖系的厚度，最大達(dá)14.82 m，最小為3.26 m，一般6～9 m；含礦巖系厚度小于6 m者，一般鉛鋅礦化弱，大于6 m者，一般鉛鋅礦化較強(qiáng)，以6～11 m者，礦化最佳。

3.2 巖相古地理

巖相是本區(qū)礦床最重要的控礦因素之一，它控制各個(gè)礦區(qū)礦化帶和礦體的分布。在某一區(qū)域內(nèi)，脫離某個(gè)特定的巖相帶不能奢望找到有價(jià)值的同類礦床[2]。該“礦化層”屬陡山沱階早期產(chǎn)物，位于湘西北水下平緩區(qū)與雪峰山水下窿起區(qū)、芷江龍?zhí)端铝饏^(qū)間的董家河海灣區(qū)。在陡山沱早期其處于潮下-瀉湖的沉積環(huán)境中，期間海退海進(jìn)，沉積了一套白云巖相-含炭泥質(zhì)白云巖相-泥質(zhì)巖相組合地層。潮下-瀉湖的白云巖相控制著礦體的分布。陡山沱早期潮下-瀉湖白云巖相帶的環(huán)帶狀展布特點(diǎn)，決定該區(qū)黃鐵、鉛鋅礦床亦圍繞古島分布。

3.3 “礦化層”頂、底板圍巖

含礦巖系是一個(gè)利于成礦的相對(duì)封閉、較完備的成礦巖性組合，微晶白云巖屬化學(xué)性質(zhì)較活潑的易溶交代巖類，是有利的容礦場(chǎng)所。其頂板的炭質(zhì)、白云質(zhì)板巖滲透性差，并具柔性，在構(gòu)造應(yīng)力作用下其相對(duì)白云巖、硅質(zhì)巖易發(fā)生形變而不易破碎、斷裂；能夠很好的阻擋成礦物質(zhì)向外擴(kuò)散。底板冰磧砂礫巖，膠結(jié)較緊密，并且與容礦層的微晶白云巖存在非常明顯的巖石物理、化學(xué)差異。頂、底板圍巖的控制作用，為成礦流體提供了有利的地球物理障壁和地球化學(xué)障壁，致使成礦物質(zhì)局限在“陡山沱階的微晶白云巖層”，并從成礦流體中分離出來(lái)，沉淀富集成礦。

3.4 褶皺構(gòu)造

該黃鐵、鉛鋅礦集中區(qū)所處的雪峰隆起是江南隆起的西南段，為一隸屬于揚(yáng)子板塊東南緣的北東－南西走向往北西突出的弧形構(gòu)造變形帶，該弧形構(gòu)造具有一般弧形構(gòu)造所不具有的特征和意義[3-5]，是多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)期發(fā)展的結(jié)果。雪峰隆起區(qū)經(jīng)歷的三次大的構(gòu)造變形使該區(qū)發(fā)育了一系列與成礦關(guān)系密切的褶皺及層內(nèi)構(gòu)造。雪峰基底隆起產(chǎn)生的褶皺構(gòu)造，一方面控制了含礦地層的展布；另一方面褶皺的軸部、兩翼及轉(zhuǎn)折部位，通常是應(yīng)力集中釋放的部位，由于隆升引起容礦白云巖層發(fā)生層間滑動(dòng)及滑脫，產(chǎn)生層間斷裂或?qū)娱g小褶皺，造成巖層內(nèi)部物理性質(zhì)不穩(wěn)定；加之白云巖含泥質(zhì)甚微，性脆，受應(yīng)力擠壓易破碎，從而形成層間網(wǎng)絡(luò)式裂隙系統(tǒng)；這就為礦液的流動(dòng)和礦質(zhì)的停積創(chuàng)造了數(shù)量和類型更多的容礦空間條件。除了在原生孔隙內(nèi)充填了鉛鋅礦，形成浸染狀、斑塊狀礦石外，還有眾多鉛鋅礦細(xì)脈穿插其間，形成了環(huán)帶狀-細(xì)脈狀礦石，在環(huán)帶狀構(gòu)造和脈狀構(gòu)造發(fā)育地段的白云巖中，鉛鋅礦明顯富集。

此外，區(qū)內(nèi)的控礦褶皺構(gòu)造還存在甚為匹配的“儲(chǔ)、蓋”巖性組合；特別是背斜構(gòu)成了很好的構(gòu)造－巖性圈閉的成礦條件，在接近背斜軸部鉛鋅明顯的相對(duì)富集。從目前該區(qū)黃鐵、鉛鋅礦的分布情況看，2處大型礦床分布于傾伏背斜中，3處中型礦床分布于背斜中，小型礦床多分布于背向斜中，礦點(diǎn)幾十處多分布于背斜，僅部分分布于向斜或單斜中。礦化強(qiáng)弱有如下規(guī)律:背斜（強(qiáng)）－向斜（較強(qiáng)）－單斜（弱）。

3.5 斷裂構(gòu)造

本區(qū)黃鐵、鉛鋅礦床成礦作用最為關(guān)鍵的是“源→運(yùn)→聚→儲(chǔ)”這一完整的地質(zhì)過(guò)程，基本是受雪峰弧型隆起這種演化程序的構(gòu)造背景所控制。該區(qū)在0.8 Ga左右華夏陸塊與揚(yáng)子陸塊的拼接[6]，使得該區(qū)西部的慈利-鳳凰大斷裂、東部的安化-黎平大斷裂、桃江-城步同生大斷裂火山強(qiáng)烈活動(dòng)?；鹕絿姲l(fā)將Pb、Zn、Fe等成礦元素的氣液排放于海水中，并在同期沉積物中原始積聚，為礦床的成礦作用提供礦源。接受多期次構(gòu)造演變的雪峰基底隆起，使得容礦層內(nèi)部和其下伏巖層因隆起產(chǎn)生裂隙，為深部礦質(zhì)的排泄和深循環(huán)熱液的運(yùn)移，提供了良好的通道條件。該集中區(qū)內(nèi)雖有較多斷層通過(guò)，但本區(qū)礦床中的礦體產(chǎn)出和礦化均不直接受斷層控制，僅僅在斷層通過(guò)處的礦層發(fā)生局部的富集變化，對(duì)礦層的形態(tài)不起主導(dǎo)作用。然而，在成礦后期改造過(guò)程中，斷層是成礦流體運(yùn)移的主要通道，是連接礦源層和容礦層的橋梁和紐帶。

4 與MVT型礦床對(duì)比

本區(qū)礦床與一般MVT型鉛鋅礦相比，共同點(diǎn)主要表現(xiàn)在:它們均分布在克拉通邊緣的碳酸鹽巖建造中，具有明顯的巖控特征；都經(jīng)過(guò)沉積-熱液改造的成礦過(guò)程，經(jīng)受的后期改造都與基底隆起（地質(zhì)構(gòu)造事件）關(guān)系密切，與巖漿巖無(wú)關(guān)；盡管遭受強(qiáng)烈的后期改造，但仍保留了原始沉積成礦特征的條帶狀、層紋狀礦體；礦床均形成于低溫?zé)嵋涵h(huán)境；礦物組合都比較簡(jiǎn)單；硫同位素均具有富重硫特征；并且都具有礦床規(guī)模大、礦化范圍廣的特點(diǎn)。兩者差異主要表現(xiàn)在:本區(qū)黃鐵、鉛鋅含礦巖系是一個(gè)利于成礦的相對(duì)封閉的較完備的成礦巖性組合，自上而下具有明顯的礦化分層現(xiàn)象，受構(gòu)造控制作用主要表現(xiàn)為褶皺的控制作用，斷層對(duì)礦體形態(tài)控制不起主導(dǎo)作用；成礦后期的改造是多期次的，并與雪峰隆起區(qū)經(jīng)受的構(gòu)造地質(zhì)事件有關(guān)。具體對(duì)比情況見(jiàn)表1。

5 成礦物質(zhì)來(lái)源

駱學(xué)全（1990）[7]通過(guò)同位素研究認(rèn)為，本區(qū)礦床硫同位素組成以富重硫34S為特征，成巖期紋層狀黃鐵礦明顯富重硫，僅比海水34S略低，具有較高的正位和較小的變化范圍。與表生期方鉛礦、閃鋅礦共生的方解石較含礦圍巖明顯地富12C和16O，表生期礦脈和晶洞中的石英包裹體水δD值均在大氣水δD值的區(qū)間，同礦脈中富含大量玉髓的存在，都說(shuō)明表生成礦溶液主要來(lái)自雨水，并得出結(jié)論:礦質(zhì)來(lái)自震旦系火山硅質(zhì)巖建造。曾勇等（2007）[8]通過(guò)同位素研究認(rèn)為，本區(qū)大多數(shù)樣品均表現(xiàn)為富集重硫34S，少數(shù)樣品富集輕硫32S，總體低于典型沉積層狀黃鐵礦的硫同位素值。Pb、Zn成礦物質(zhì)主要來(lái)源于下伏含礦地層，部分來(lái)自基底變質(zhì)巖。成礦經(jīng)歷了沉積成巖和后期熱液改造階段；在沉積成巖階段，本區(qū)可能存在富含Pb、Zn的沉積層位，成巖后的低溫盆地內(nèi)熱鹵水作用以及低溫構(gòu)造熱液活動(dòng)使下伏巖石、賦礦圍巖及局部基底變質(zhì)巖石中的Pb、Zn元素發(fā)生了活化遷移而在有利的層位最終富集成礦。

表1 湘西辰溪-沅陵黃鐵、鉛鋅礦床與MVT型鉛鋅礦床對(duì)比簡(jiǎn)表Table 1 Comparative summary between pyrite,Pb-Zn deposits and MVT Pb-Zn deposits

湖南省地勘局四○七隊(duì)對(duì)董家河礦區(qū)地層（Nh2n～C1）各層巖石的系統(tǒng)取樣，分析結(jié)果表明:P僅在含磷層附近才有明顯的濃集，比其它地層高4～40 倍，S、Pb、Zn、Cd、Ag在陡山沱階地層底部白云巖有明顯的濃集，Pb、Zn含量比其上下的各層巖石高13～20倍，Ag高出4～8倍。這說(shuō)明“礦化層”沉積時(shí)，Pb、Zn、Ag等元素，有很高的濃集和富集作用，并且Co/Ni遠(yuǎn)小于1，從而說(shuō)明S、Pb、Zn與巖漿巖沒(méi)有關(guān)系。Pb、Zn元素在南沱組冰磧砂礫巖中平均含量分別為100×10-6和1500×10-6，其中黑色硅質(zhì)頁(yè)巖中分別為50×10-6和500×10-6，黑色炭質(zhì)頁(yè)巖中分別為30×10-6和15000×10-6；而賦礦的陡山沱階地層是整個(gè)揚(yáng)子地塊邊緣最重要的多金屬富集層位，區(qū)域上Pb、Zn元素含量最高可達(dá)140×10-6和150×10-6[9]，反映礦床圍巖特別是上覆和下伏巖石含有豐富的成礦元素，具有提供礦質(zhì)的基礎(chǔ)。

本區(qū)黃鐵、鉛鋅礦蓋層中（上覆地層震旦系燈影峽階、寒武系小煙溪組）廣泛分布有硅質(zhì)巖，且距該容礦層距離近。從董家河礦區(qū)各層巖層的系統(tǒng)取樣分析結(jié)果可知，寒武系小煙溪組底部的黑色薄層硅質(zhì)巖與炭質(zhì)板巖互層巖層中Zn的含量達(dá)到了1.50%（達(dá)到了工業(yè)品位要求），但未形成工業(yè)礦體。曾有學(xué)者[9]對(duì)該區(qū)震旦-寒武系硅質(zhì)巖的有機(jī)巖石學(xué)進(jìn)行研究，表明該區(qū)硅質(zhì)巖在成巖過(guò)程中發(fā)生過(guò)二氧化硅的重結(jié)晶作用，作用的結(jié)果導(dǎo)致某些微量元素被不同程度的移除，即所謂的“去雜質(zhì)作用”；二氧化硅的結(jié)晶使有機(jī)質(zhì)含量減少，硅質(zhì)沉積物中的微量元素及其它雜質(zhì)成分隨之發(fā)生遷移；去雜質(zhì)作用從另一方面說(shuō)明了硅質(zhì)巖并不是很好的容礦圍巖，但卻是良好的礦源層。該區(qū)地球化學(xué)特征反映了該圍巖特別是上覆和下伏巖石含有豐富的成礦元素，具有提供礦質(zhì)的基礎(chǔ)；同時(shí)一定程度上反映了當(dāng)時(shí)的海退海進(jìn)的氧化還原沉積環(huán)境。

眾多學(xué)者的研究表明MVT礦床的硫主要來(lái)源于海相蒸發(fā)巖（硫酸鹽），蒸發(fā)巖的硫酸鹽轉(zhuǎn)變?yōu)镸VT礦床硫化物中的還原態(tài)硫的還原機(jī)制，有兩種可能:一種是細(xì)菌還原，另一種為熱化學(xué)還原。而該礦床的成礦溫度遠(yuǎn)高于細(xì)菌起作用的范圍[10]。后者所需的還原劑，有學(xué)者認(rèn)為是有機(jī)質(zhì)，但本區(qū)地層的系統(tǒng)取樣分析結(jié)果表明，其有機(jī)質(zhì)的質(zhì)（成熟度低）和量（含量很少）難以提供成礦所需要的還原劑。再則，Spirakis和Hey[11]的研究表明有機(jī)質(zhì)作為還原劑效能在硫化物沉淀所用的時(shí)間內(nèi)也不能滿足成礦動(dòng)力學(xué)的需要。Shank等（1981）[12]在研究洋中脊塊狀硫化物時(shí)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)（200～350℃、500×105Pa）證實(shí)，其中的硫可由海水硫酸鹽通過(guò)氧化大洋玄武巖中的Fe2+而來(lái)，玄武巖中的Fe2+是一個(gè)有效的還原劑。Graham和 Ohmoto（1994）[13]通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，在 200℃，HCl+NaCl+Fe1-x+H2O+CaSO4體系中大量H2（aq）、H2S（aq）和單質(zhì)硫生成，比無(wú)CaSO4的體系生成的量還要大得多。周朝憲[15]在研究密西西比河谷鉛鋅礦床時(shí)指出，在logfo2-Ph-T-∑S相圖中，隨著溫度的升高，氧化態(tài)硫的穩(wěn)定域縮小而還原態(tài)的硫穩(wěn)定域擴(kuò)大；如在logfo2=-50，∑S=0.1 mol/L，pH近中性的溶液中，25℃時(shí)，硫酸鹽為穩(wěn)定相，150℃時(shí)，黃鐵礦為穩(wěn)定相而硫酸鹽為不穩(wěn)定相，250℃時(shí)，磁黃鐵礦為穩(wěn)定相而硫酸鹽和黃鐵礦皆為不穩(wěn)定相；并得出溫度的升高可能就是硫酸鹽被還原的根本原因。受上述理論的啟發(fā)，結(jié)合該區(qū)的構(gòu)造、古地理特征，認(rèn)為早南華期，由于該區(qū)西部的慈利-鳳凰大斷裂、東部的安化-黎平大斷裂、桃江-城步同生大斷裂的活動(dòng)，火山噴發(fā)強(qiáng)烈；火山噴發(fā)將Pb、Zn、Fe等成礦元素的氣液排放于海水中，并在同期沉積物中原始積聚，為礦床的成礦作用提供礦源。而陡山沱期該區(qū)處于半封閉潮下-瀉湖環(huán)境中，由于東南方向古陸（島）的屏障作用，湖水相對(duì)比較安靜，大量含無(wú)機(jī)硫和鐵的火山物質(zhì)和火山噴氣物質(zhì)在本區(qū)沉積富集；并在沉積初期，在一定溫度的氧化還原沉積環(huán)境下，F(xiàn)e2+與海水中硫酸鹽離子反應(yīng)形成黃鐵礦（FeS2）。

該黃鐵、鉛鋅礦集中區(qū)S來(lái)自海水硫酸鹽、Fe來(lái)自于含鐵火山物質(zhì)；Pb、Zn的物質(zhì)主要來(lái)源為上覆及下伏含礦地層。黃鐵礦主要為同生沉積，部分為后生成因，鉛鋅礦在同生沉積期僅形成礦胚（原始富集），在后期熱液的改造作用下活化了上覆、下伏地層中的Pb、Zn而進(jìn)一步富集成礦。并且該區(qū)大部分黃鐵礦是由海水硫酸鹽中的硫與含鐵火山物質(zhì)還原而形成，還原機(jī)制為熱化學(xué)還原（溫度的升高）；而方鉛礦、閃鋅礦以及脈狀黃鐵礦應(yīng)主要是后期熱液作用形成的。

6 成礦機(jī)制

6.1 成礦流體和能量

成礦流體是溝通礦源場(chǎng)、運(yùn)移場(chǎng)和容礦場(chǎng)的紐帶和媒介，是成礦系統(tǒng)中最為活躍的要素；礦床形成的規(guī)模與產(chǎn)出狀態(tài)，與成礦流體的規(guī)模與產(chǎn)出狀態(tài)密切相關(guān)[16]。本區(qū)褶皺和切割礦層的斷裂構(gòu)造發(fā)育（特別是同生斷裂），對(duì)礦質(zhì)的運(yùn)移、聚集有明顯的控制作用。在礦床形成過(guò)程中來(lái)源于海水（或有大氣水的加入）的成礦流體沿著深大斷裂（基底隆起過(guò)程中產(chǎn)生的裂隙也有利于海水下滲以及熱水循環(huán)成礦系統(tǒng)的發(fā)育）下滲，滲入地下深處的水體，由于地?zé)嵩鰷?、?gòu)造作用及地幔熱源的影響，從而形成循環(huán)熱液流體，爾后萃取、運(yùn)移上覆、下伏地層中的Pb、Zn，形成成礦流體，最終在陡山沱階底部的有利成礦部位形成礦床。成礦流體的形成是多形式的，是隨著該區(qū)所在的雪峰隆起區(qū)演化過(guò)程中逐漸發(fā)展形成的。

成礦能量是驅(qū)動(dòng)成礦的自然力，沉積改造型鉛鋅礦主要是由于壓實(shí)和重力作用引起流體的萃取、運(yùn)移，流體輸運(yùn)過(guò)程中同時(shí)伴隨水-巖反應(yīng)，其經(jīng)過(guò)了長(zhǎng)距離的運(yùn)移，出現(xiàn)大規(guī)模的流體作用，因而具有較大的能量。壓實(shí)和重力作用為成礦流體提供了下向、側(cè)向運(yùn)動(dòng)的能量，地?zé)嵩鰷?、長(zhǎng)期活動(dòng)的同生斷裂及區(qū)域變質(zhì)熱源為成礦流體提供了上向運(yùn)動(dòng)的能量。

6.2 成礦過(guò)程

在0.8 Ga左右的晉寧（雪峰）造山運(yùn)動(dòng)期，華夏陸塊與揚(yáng)子陸塊的拼接，雪峰隆起初步形成隆起雛形。該區(qū)處于在雪峰水下隆起西北側(cè)局限臺(tái)地上古島周圍的指狀海灣盆地（董家河海灣），在結(jié)束冰水相沉積后便開(kāi)始了本區(qū)的震旦系陡山沱期的沉積。當(dāng)時(shí)該區(qū)處于半封閉的潮下-瀉湖環(huán)境中，由于東南方向古陸（島）的屏障作用，湖水相對(duì)比較安靜。在華夏陸塊與揚(yáng)子陸塊的拼接演化過(guò)程中，由于該區(qū)西部的慈利-鳳凰大斷裂、東部的安化-黎平大斷裂、桃江-城步同生大斷裂的活動(dòng)，火山噴發(fā)強(qiáng)烈?；鹕絿姲l(fā)將Pb、Zn、Fe等成礦元素的氣液排放于海水中，并在同期沉積物中原始積聚，為后期Pb、Zn的進(jìn)一步富集成礦提供礦源；大量的火山硅質(zhì)物質(zhì)、火山噴發(fā)物質(zhì)以及古陸（島）中的無(wú)機(jī)硫和鐵質(zhì)至本區(qū)富集；在沉積初期氧化還原的沉積環(huán)境下，F(xiàn)e2+與海水中硫酸鹽離子反應(yīng)形成黃鐵礦（FeS2）。在其沉積的過(guò)程中，由于海進(jìn)海退的沉積環(huán)境變化，使得在陡山沱初期經(jīng)歷了潮下（下礦層）－潮間（無(wú)礦層）－潮下（上礦層）－瀉湖－潮下（隔礦層、無(wú)礦層）－瀉湖（頂板標(biāo)志層）的巖相沉積歷史；從而最終沉積了碳酸鹽－炭泥質(zhì)交替巖相；而黃鐵礦則富集在潮下環(huán)境的白云巖中，并沉積于容礦層。其后繼承邊緣海斜坡環(huán)境，沉積了一套炭硅泥質(zhì)巖、淺海泥質(zhì)、砂質(zhì)巖相蓋層。

在早古生代末期的加里東構(gòu)造事件，使得該區(qū)進(jìn)一步發(fā)生基底隆起，褶皺、斷裂發(fā)育，同時(shí)隆起使地幔中的熱量上升致使區(qū)內(nèi)地殼巖石發(fā)生不同程度的區(qū)域變質(zhì)，陡山沱階沉積的白云巖也發(fā)生了重結(jié)晶使得晶粒變粗孔隙度增大，為礦質(zhì)富集就位提供了良好的容礦空間。褶皺變形使該區(qū)抬升；源于海水、地層水（或有大氣降水的加入）的沿著深大斷裂（包括基底隆起過(guò)程中產(chǎn)生的裂隙）下滲，滲入地下深處的水體，由于地?zé)崽荻仍鰷亍?gòu)造綜合熱力、區(qū)域熱變質(zhì)等作用的影響，從而形成循環(huán)熱液流體，爾后萃取、運(yùn)移上覆、下伏地層中的Pb、Zn，形成成礦熱液流體。當(dāng)成礦流體運(yùn)移至儲(chǔ)蓋層條件好，即環(huán)境相對(duì)較封閉的容礦空間時(shí)，在降溫減壓、流體的沸騰作用、不同類型流體之間的混合作用、流體相的分離或不混溶作用、以及熱液蝕變作用（水-巖反應(yīng)）等因素的影響下，成礦流體中的金屬氯絡(luò)合物與容礦層內(nèi)的還原硫發(fā)生氧化還原反應(yīng)，在陡山沱階底部的有利成礦部位大量積聚PbS、ZnS。

在這個(gè)過(guò)程中，成礦流體呈弱酸性，其與容礦層的白云巖反復(fù)作用，使局部白云巖溶解、裂隙加寬，進(jìn)一步形成溶蝕孔洞。白云巖的溶解，導(dǎo)致礦液的pH值提高礦液由酸性過(guò)度，于是出現(xiàn)了方解石、白云石的沉淀，礦液中的Pb、Zn也交代黃鐵礦而沉淀。在溶解的同時(shí)使白云巖發(fā)生硅化而變硬變脆，在構(gòu)造應(yīng)力作用下，硅化的白云巖更易破碎產(chǎn)生裂隙。礦液則在巖石裂隙發(fā)育，巖石結(jié)構(gòu)構(gòu)造復(fù)雜、背斜軸部和傾伏端、虛脫部位等有利于礦液流動(dòng)和聚集的部位，富集、沉淀就位。由于巨厚的底部冰磧含礫砂巖和頂部炭質(zhì)板巖滲透能力差，阻止了含礦熱液的散失，為該容礦地層提供了有利的地球化學(xué)障、地球物理障或構(gòu)造物理化學(xué)障，以及巖性圈閉、構(gòu)造巖性復(fù)合圈閉；使礦液在該層白云巖中充分反復(fù)作用，又在有利的構(gòu)造巖性條件下以脈狀、條紋條帶狀充填或交代成礦。

在褶皺的背、向斜中熱量不易外逸并能在一定時(shí)期內(nèi)使其保持一定的成礦溫度；該區(qū)成礦后期改造多次，使礦質(zhì)的活化、運(yùn)移、富集改造過(guò)程更加完善徹底。

根據(jù)上述分析，將其成礦過(guò)程分為兩個(gè)階段:第一階段為同生－成巖階段，大部分黃鐵礦在此階段形成，鉛鋅在同生沉積期僅形成礦胚（原始富集）；第二階段為成巖－后生階段，在循環(huán)熱液的作用下，上覆、下伏地層及圍巖地層中的Pb、Zn經(jīng)萃取、活化形成成礦流體，運(yùn)移至儲(chǔ)蓋層條件好的陡山沱階底部的第一個(gè)白云巖層中富集成礦。其成礦后期的改造是多期次的，并與雪峰隆起區(qū)經(jīng)受的構(gòu)造地質(zhì)事件有關(guān)。

7 找礦標(biāo)志

1、震旦系陡山沱階（Z1bd）為本區(qū)的找礦層位。

2、區(qū)域上的潮下－瀉湖白云巖相為該區(qū)域的巖相古地理找礦標(biāo)志。

3、找礦構(gòu)造標(biāo)志為白云巖相（富鎂碳酸鹽巖相）內(nèi)的背斜，尤其是長(zhǎng)索形傾伏背斜，其次是向斜、單斜。

4、露頭上鉛鋅氧化礦的數(shù)量多且分布廣，是礦化強(qiáng)度高的反映，是直接找礦標(biāo)志。

5、1︰20萬(wàn)區(qū)域化探圈出Pb、Zn水系沉積物綜合異常和重砂測(cè)量Pb、Zn異常多與已知礦床（點(diǎn)）吻合，是有利找礦標(biāo)志。

6、陡山沱階巖層與上覆燈影峽組硅質(zhì)巖及下伏南沱組冰磧砂礫巖因巖性差異而遭受差異風(fēng)化剝蝕作用所形成的特殊地貌特征是尋找礦層露頭線的指示標(biāo)志。

7、本區(qū)較多的民采老窿可作為最直接的找礦標(biāo)志。

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