摘要要:湖南桃源縣花香坪鉛鋅礦為低溫?zé)嵋盒豌U鋅礦,以閃鋅礦為主,兼有方鉛礦。鉛鋅礦體受層位和構(gòu)造雙重控制,主要控礦層位為震旦系下統(tǒng)陡山沱組硅質(zhì)白云巖;礦體形態(tài)受構(gòu)造的影響,變化較大,主要為脈狀、透鏡狀和似層狀。本文從成礦溫度、成礦物質(zhì)條件、成礦物質(zhì)的聚集與礦體形成三個(gè)方面分析了花香坪鉛鋅礦成礦條件,與MVT型鉛鋅礦相似,提出該礦床為MVT型鉛鋅礦。
關(guān)鍵詞:花香坪;鉛鋅礦;成礦條件;MVT
1 地質(zhì)概況
花香坪鉛鋅礦位于湖南省常德市境內(nèi)。礦區(qū)出露地層為晚元古界板溪群馬底驛組灰綠色砂質(zhì)條紋狀板巖,五強(qiáng)溪組灰白、灰色砂質(zhì)板巖,震旦系南沱組含礫砂巖,陡山沱組雜色頁巖、硅質(zhì)白云巖,燈影組炭質(zhì)頁巖、硅質(zhì)巖,以及白堊系紅塵。該區(qū)位于Ⅱ級(jí)大地構(gòu)造單元江南臺(tái)隆西北側(cè)與Ⅱ級(jí)大地構(gòu)造單元上揚(yáng)子臺(tái)褶帶的交接地帶,元古界地層為本區(qū)最老地層,分布面積較小,最發(fā)育的地層為中、新生界的白堊系和第三系紅色巖系,次為古生界地層,主要分布在礦區(qū)北側(cè),構(gòu)造線以NEE向?yàn)橹?,并有向北東收斂、向南西撒開的(太平橋)帚狀構(gòu)造伴生。斷裂構(gòu)造為本區(qū)的熱液礦床的產(chǎn)生創(chuàng)造了有利的條件。該區(qū)主要的褶皺構(gòu)造有天星堰—泥頭山背斜,該背斜構(gòu)成了本區(qū)的褶皺構(gòu)造骨架。背斜軸部為中元古界板溪群五強(qiáng)溪組,兩翼分別為震旦系下統(tǒng)和上統(tǒng)以及下古生界寒武系下統(tǒng)。礦區(qū)內(nèi)未見巖漿活動(dòng),但熱液活動(dòng)普遍,區(qū)內(nèi)普遍發(fā)育與鉛、鋅礦化有關(guān)的重晶石、石英脈。
2 礦床地質(zhì)特征
2.1 礦體形態(tài)及產(chǎn)狀
花香坪鉛鋅礦現(xiàn)探明的鉛鋅礦體受層位和構(gòu)造雙重控制,寒武系陡山沱組硅質(zhì)白云巖為主要賦礦層位,礦區(qū)內(nèi)主要構(gòu)造有天星堰—泥頭山背斜,北東向宋家灣—張家灣—木林堉大斷裂,礦體產(chǎn)狀主要受這兩個(gè)構(gòu)造控制,礦體位于背斜南東翼,傾向東南,傾角50°左右。礦體主要為似層狀、透鏡狀和脈狀。似層狀礦體產(chǎn)狀跟圍巖一致。脈狀礦體大多穿層產(chǎn)出,部分順層產(chǎn)出。主要賦礦層位是寒武系陡山沱組硅質(zhì)白云巖,礦體受構(gòu)造影響,呈不連續(xù)產(chǎn)出。
2.2 礦體的頂?shù)装?/p>
礦體頂板為震旦系上統(tǒng)燈影組炭質(zhì)頁巖,黑色、隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造、性脆、污手、頁理發(fā)育。該層大多以直接頂板的形式與下層陡山沱組硅質(zhì)白云巖整合接觸,部分地區(qū)中間夾了一層硅質(zhì)巖。底板為震旦系下統(tǒng)南沱組含礫砂巖,與含礦層整合接觸。南沱組含礫砂巖中局部見黃鐵礦化,經(jīng)采樣分析,其中鉛鋅含量較少,不具備開采意義。
2.3 礦物特征
礦物成分較簡單,礦石礦物以黃鐵礦、閃鋅礦為主,其次為方鉛礦;脈石礦物主要為重晶石、石英,方解石較少。礦體多與重晶石、黃鐵礦共伴生。黃鐵礦:銅黃色、金屬光澤,多呈星點(diǎn)狀和團(tuán)塊狀產(chǎn)出。閃鋅礦:半透明、棕紅色、粒度較粗、自形—半自形,多呈脈狀及浸染狀產(chǎn)出。方鉛礦:鉛灰色、分布不均勻,呈脈狀或集合體產(chǎn)出。重晶石:白色、自形—半自形晶簇狀延裂隙充填。石英:無色—白色、多延裂隙充填,較寬裂隙和溶蝕孔洞中自形程度較好,結(jié)晶較大較完整。方解石:白色—乳白色、半自形—它形、呈脈狀充填在裂隙中,較為少見。
2.4 圍巖蝕變
本礦床與硅化白云巖有關(guān),灰白色白云質(zhì)巖石往往就是礦體所在。近礦圍巖蝕變有碎裂化、硅化、重晶石化、黃鐵礦化等,地瀝青也與鉛鋅礦成礦密切相關(guān),這些蝕變都是本地區(qū)鉛鋅礦找礦的直接標(biāo)志。
3 成礦條件初探
花香坪鉛鋅礦特征與MVT鉛鋅礦特征相吻合。礦床產(chǎn)于穩(wěn)定地臺(tái)或淺水碳酸鹽中,特別是白云巖;成礦區(qū)域內(nèi)缺少火成巖;礦床顯示后生特征,硫化物滲透交代于碳酸鹽先存孔隙中;礦床礦物組成比較簡單,主要礦石礦物為方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦,常見重晶石、螢石;成礦溫度范圍80—200℃,含礦流體高鹽度,容礦巖石中具有干酪根或?yàn)r青形式出現(xiàn)的有機(jī)質(zhì)。
3.1 成礦溫度
鉛鋅礦的成礦溫度區(qū)間非常大,從中溫—低溫都能成礦,溫度區(qū)間為70—350℃。如果閃鋅礦中常有Fe元素加入,晶胞直徑發(fā)生變化,使含鐵多的閃鋅礦呈金屬光澤,但該礦區(qū)閃鋅礦多為褐紅色半透明狀,含鐵較少。根據(jù)合成實(shí)驗(yàn),含鐵較少的閃鋅礦成礦溫度較低,為150℃以下。部分礦段閃鋅礦結(jié)晶非常粗大(約2-5mm),一般認(rèn)為閃鋅礦的結(jié)晶溫度達(dá)到了100℃以上。所以該礦區(qū)閃鋅礦成礦溫度在100—150℃之間。
3.2 成礦物質(zhì)來源
根據(jù)巖相古地理,礦區(qū)震旦系陡山沱早期為湘北淺海區(qū),由于該區(qū)域內(nèi)沒有巖漿活動(dòng)的跡象,筆者認(rèn)為,天水、古海水下滲到達(dá)地層深部形成鹵水,并在地殼運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)下沿深大斷裂開始上移,上移過程中鹵水受地?zé)嵩鰷囟c圍巖發(fā)生水/巖反應(yīng),萃取圍巖中有用物質(zhì)(如鉛、鋅),形成成礦流體。
3.3 成礦物質(zhì)的聚集與礦體形成
該地區(qū)硅質(zhì)白云巖為主要控礦巖性,鉛鋅礦主要分布在硅質(zhì)白云巖裂隙中,而鉛、鋅的運(yùn)移值得討論。根據(jù) MVT礦床成礦模式,鉛、鋅的高溶解度需要氧化條件,而氧化條件下硫只能以SO42-的形式存在。由于成礦流體為含有NaCl的熱鹵水,鹵水搬運(yùn)金屬的能力取決于其中還原硫的含量,一種溶液在100℃左右不可能既搬運(yùn)大量金屬,又搬運(yùn)大量還原硫成礦,所以筆者更傾向于鉛、鋅以氯化物或者絡(luò)合物的形式進(jìn)行遷移、富集,而地層中的SO42-在圈閉構(gòu)造內(nèi)被還原成H2S,鉛、鋅氯化物絡(luò)合物在圈閉構(gòu)造中(或相對(duì)封閉的容礦空間內(nèi))與H2S反應(yīng)沉淀形成閃鋅礦、方鉛礦。礦區(qū)內(nèi)有大量黃鐵礦的伴生也證明了這一點(diǎn)。礦體頂板為頁巖,這層頁巖裂隙不發(fā)育,化學(xué)性質(zhì)不活潑,不適合礦液的運(yùn)移,成為良好的物理化學(xué)障,阻擋礦液的運(yùn)移,而在陡山沱組硅質(zhì)白云巖中富集成礦。
4 結(jié)語
綜上所述,本區(qū)礦床為產(chǎn)于碳酸鹽巖中的沉積—改造型礦床,其成礦環(huán)境、含礦建造、礦體和礦石特征、圍巖蝕變等方面都同MVT 礦床相似,故提出屬于MVT 鉛鋅礦床的觀點(diǎn)。希望能推進(jìn)本區(qū)找礦工作以及為礦床成因理論研究提供依據(jù),實(shí)現(xiàn)找礦新突破。
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