毛黨龍

(湖南省礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量評(píng)審中心)

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湖南省花垣縣大腦坡鉛鋅礦地質(zhì)特征及成因

毛黨龍

(湖南省礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量評(píng)審中心)

摘要花垣大腦坡鉛鋅礦位于湖南省花垣縣城南西方向直距約2 km處，賦存于花(花垣)—張(張家界)斷裂以南的角弄—毛溝礁體中，嚴(yán)格受清虛洞下段第三、四亞段礁相帶控制。在分析礦區(qū)地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上，首先分析了礦區(qū)地層、巖性、巖相、構(gòu)造等成礦地質(zhì)條件；然后從成礦物質(zhì)來(lái)源、成礦流體等2個(gè)方面討論了礦床成因，認(rèn)為花垣大腦坡鉛鋅礦屬沉積成巖及成巖期后低溫?zé)猁u水成因礦床；最后總結(jié)了礦區(qū)地球化學(xué)、地球物理找礦標(biāo)志，為區(qū)內(nèi)找礦工作提供參考。

關(guān)鍵詞角弄—毛溝礁體地質(zhì)特征成礦地質(zhì)條件礦床成因找礦標(biāo)志

大腦坡鉛鋅礦位于揚(yáng)子微板塊東南邊緣、上揚(yáng)子地塊與江南地塊的過(guò)渡帶上，區(qū)內(nèi)廣泛分布古生界沉積巖和淺變質(zhì)巖，以斷裂為主，褶皺簡(jiǎn)單、巖漿巖不發(fā)育。早在武陵運(yùn)動(dòng)褶皺成陸過(guò)程中，形成了保—銅—玉和花—張2條深大斷裂，兩者聯(lián)合構(gòu)成向NW凸出的湘西北弧形構(gòu)造帶，控制著其兩側(cè)的構(gòu)造、地層、沉積建造及區(qū)域礦產(chǎn)的展布規(guī)律。花—張斷裂帶往南依次有呈NNE向展布的李梅、芭茅寨、土地坪、長(zhǎng)登坡與老虎沖等5個(gè)鉛鋅礦區(qū)，均已得到開發(fā)利用，該5個(gè)礦區(qū)屬同一礦床類型且位于同一藻礁帶內(nèi)，僅所在的藻礁體不同。大腦坡鉛鋅礦位于湘西北弧形構(gòu)造帶內(nèi)的?！~—玉和花—張深大斷裂的“入” 字型交匯部位(花—張斷裂帶西段南側(cè))，李梅鉛鋅礦區(qū)的NEE方向。

湖南地礦局405隊(duì)先后在區(qū)內(nèi)開了3次工作，取得的成果有：①區(qū)內(nèi)控礦層位為清虛洞組灰?guī)r段，主要控礦因素為巖相和構(gòu)造，以燕山期成礦為主；②區(qū)內(nèi)鉛鋅礦床與臺(tái)地邊緣淺灘相藻礁純灰?guī)r的空間就位關(guān)系密切，藻灰?guī)r厚30～100 m,間有鋅礦體(品位2%～4%)分布，厚度大于100 m方有品位不低于4%的鋅礦體產(chǎn)出，含礦熱液通過(guò)深大斷裂上升至該區(qū)域并從北部向南部運(yùn)移，Pb 含量在垂向上具有由下往上、平面上由北往南增高的特點(diǎn)，以加里東期成礦為主，區(qū)內(nèi)礦床類型屬層控低溫油氣鹵水混合型鉛鋅礦床[1-2]。以往地質(zhì)工作均認(rèn)為大腦坡一帶處于控礦的銅—漁—駐同生斷裂帶以東，巖性已漸變?yōu)榱Ｐ蓟規(guī)r類，再往東將過(guò)渡為臺(tái)地邊緣斜坡相泥晶灰?guī)r，不利于鉛鋅礦成礦，資源潛力有限，因此該區(qū)地質(zhì)工作程度很低。為進(jìn)一步指導(dǎo)區(qū)內(nèi)找礦工作，本研究結(jié)合區(qū)內(nèi)大量勘探資料，對(duì)礦區(qū)地質(zhì)特征、成礦地質(zhì)條件、礦床成因及找礦標(biāo)志進(jìn)行詳細(xì)分析。

1礦區(qū)地質(zhì)特征

1.1地層

清虛洞組巖性分為上下2段：下段為灰?guī)r段(分為4個(gè)亞段)，上段為白云巖段(分為2 個(gè)亞段)。

(1)下段第一亞段(∈1q1-1)。巖性為深灰色薄層狀泥—粉晶灰?guī)r與含泥云質(zhì)灰?guī)r互層，風(fēng)化后往往灰?guī)r部分溶蝕凹陷，含泥云質(zhì)灰?guī)r呈條帶狀突出，常被描述為條帶狀灰?guī)r。

(2)下段第二亞段(∈1q1-2)。巖性為灰色厚層不規(guī)則條帶(網(wǎng)紋)狀粉—細(xì)晶細(xì)砂屑灰?guī)r，網(wǎng)紋成分為含云質(zhì)、泥質(zhì)灰?guī)r，風(fēng)化后網(wǎng)紋常突出表面，呈豹皮狀，故常稱豹皮灰?guī)r。

(3)下段第三亞段(∈1q1-3)。為礦區(qū)內(nèi)鉛鋅礦床的主要賦礦層位。巖性為灰—淺灰色巨厚層狀泥—細(xì)晶藻灰?guī)r，底部和上部夾灰色厚—巨厚層狀亮晶藻屑灰?guī)r和砂屑灰?guī)r。頂部見大型滑動(dòng)變形層理、粒序?qū)永怼L(fēng)暴截切構(gòu)造、袋模、渠模、浪成沙紋層理等。巖石中鳥眼藻腐孔或壓溶縫合線孔隙中斑狀方解石脈石發(fā)育。藻灰?guī)r中主要藻類及生物有腎形藻、薄蒂維尼藻、表附藻、直管藻、尼科爾森藻、上射小波托曼藻、葛萬(wàn)藻、斑點(diǎn)藻、隱藻、少量凱內(nèi)拉藻等。礦區(qū)上部見三葉蟲、有孔蟲等生物碎片；礦區(qū)中部藻灰?guī)r較厚，兩側(cè)變薄，東部至拐帶坡附近發(fā)生相變，藻灰?guī)r消失，厚0～189 m，從平面上看，藻類組合越復(fù)雜，藻灰?guī)r疊加越厚。

(4)下段第四亞段(∈1q1-4)。為區(qū)內(nèi)鋅礦床的次要賦礦層位。巖性為灰—淺灰色厚—巨厚層狀亮晶、泥晶粒屑、鮞?；?guī)r，粒屑以粉—細(xì)砂屑為主，部分為礫屑。藻屑、藻團(tuán)粒有一定的分帶性：覆蓋于藻礁核上部的以亮晶藻屑結(jié)構(gòu)為主，往兩側(cè)過(guò)渡為以泥晶雜屑結(jié)構(gòu)(砂屑、藻屑、鮞粒、生物碎片等混雜)為主。巖石具大型楔狀、槽狀、板狀交錯(cuò)層理，韻律層理，夾亮晶藻屑灰?guī)r。

(5)上段第一亞段(∈1q2-1)。下部巖性為灰—淺灰色薄—中層狀層紋石細(xì)晶白云巖、灰色薄—中層紋粉晶白云巖，局部夾頁(yè)巖或含白云母泥質(zhì)白云巖；中部見生物屑云巖、藻疊層石白云巖、藻白云巖；上部為灰色中—厚層狀泥晶砂屑白云巖，厚21.03～74.44 m。

(6)上段第二亞段(∈1q2-1)。巖性以灰色厚層狀細(xì)晶白云巖、灰色厚層狀砂屑白云巖為主，底部為淺灰色薄層紋層狀粉晶白云巖，厚66.24～108.18 m。

高臺(tái)組(∈2g)巖性為一套臺(tái)地碳酸鹽巖風(fēng)暴、濁流沉積。婁山關(guān)組(∈2-3ls)下部巖性為灰—淺灰色厚層狀粉—細(xì)晶白云巖夾淺灰色中—厚層紋層狀粉—細(xì)晶白云巖；中部為灰—深灰色薄—中厚層紋層狀泥質(zhì)白云巖；上部為灰色厚—巨厚層狀亮晶礫屑白云巖夾灰色厚層狀細(xì)—中晶白云巖，局部夾紋層狀細(xì)晶白云巖、姜狀白云巖、鮞粒白云巖等，厚度大于450 m。

1.2賦礦地層巖相特征

1.2.1賦礦地層直接底板

礦區(qū)賦礦地層直接底板為清虛洞組下段第二亞段。巖層內(nèi)所含的碳酸鹽細(xì)碎屑由下至上逐漸增多增粗，風(fēng)暴作用亦逐漸由弱轉(zhuǎn)強(qiáng)，顯示同時(shí)有海底地震的發(fā)生，反映在層序上由下部的遠(yuǎn)源風(fēng)暴巖向上演化為中上部至上部的近積風(fēng)暴巖遠(yuǎn)端沉積和完整的近積風(fēng)暴巖，可見由未完全固結(jié)的巖石撕裂形成的近源震積巖。

1.2.2賦礦地層

清虛洞組下段第三亞段為主要賦礦地層，沉積時(shí)期局部水流出現(xiàn)差異，形成造礁環(huán)境，發(fā)育礁前砂壩、前礁、礁核、后礁、礁后瀉湖。礁核幾乎全為藻礁灰?guī)r，藻類組合復(fù)雜；后礁沉積有藻礁灰?guī)r，夾雜砂屑、鮞?；?guī)r，藻類組合相對(duì)簡(jiǎn)單；礁后瀉湖沉積以豹皮灰?guī)r為主，無(wú)藻灰?guī)r沉積，泥(云)質(zhì)(團(tuán)塊狀泥質(zhì)物)含量相對(duì)較高，水動(dòng)力相對(duì)較弱；前礁為藻礁灰?guī)r與砂屑灰?guī)r混合沉積，藻類組合簡(jiǎn)單，泥(云)質(zhì)含量少，水動(dòng)力相對(duì)較強(qiáng)；礁前砂壩含砂屑灰?guī)r，層理平直，層面較平整，可見未完全固結(jié)的巖石撕裂形成的近源滑塌(或震積)巖類，顯示相對(duì)深水環(huán)境，海底出現(xiàn)顯著高低不平的現(xiàn)象。清虛洞組下段第四亞段為次要賦礦地層，沉積時(shí)期由于條件變化，藻類因生態(tài)環(huán)境的改變而生長(zhǎng)減慢，直至陸續(xù)停止生長(zhǎng)，藻礁逐漸消亡，沉積物中白云質(zhì)增多。

角弄—毛溝礁體在老鴉塘一帶(礦區(qū)北界)被花—張斷裂切割，斷裂以北左行平移約6.5 km ，劃分為楊家寨礦區(qū)。角弄—毛溝礁體的三維生長(zhǎng)方向特征：①豎向，具韻律性，表現(xiàn)為藻灰?guī)r-砂屑灰?guī)r韻律結(jié)構(gòu)，大致經(jīng)歷了8 個(gè)藻繁殖—沙灘化覆蓋的往復(fù)過(guò)程；②長(zhǎng)軸方向，由南至北發(fā)展，隨礁體往上間斷性生長(zhǎng)，礁核位置向北移動(dòng)；③短軸方向，由東至西發(fā)展，礁核位置總體向西移動(dòng)，第二次藻繁殖之后，海水有一次短暫消退，礁核東移之后繼續(xù)西移。

1.2.3賦礦地層直接頂板

礦區(qū)賦礦地層直接頂板為清虛洞組上段第一亞段。沉積期海平面幾次整體上升和下降，海水咸化，礁生長(zhǎng)停止，海底地形差異縮小，發(fā)育大面積、厚度大的白云巖，原先高的礁體之上沉積物中泥質(zhì)物少、相對(duì)干靜(成分相對(duì)單純)，結(jié)晶后較粗；原先低的地段之上沉積物中泥質(zhì)物略多(成分相對(duì)復(fù)雜)，結(jié)晶后較細(xì)，海底地貌由顯著高(礁)低(礁間)不平逐漸變?yōu)槁杂懈叩筒黄健?/p>

1.3構(gòu)造

1.3.1褶皺

礦區(qū)褶皺構(gòu)造簡(jiǎn)單，為一傾向SE的單斜構(gòu)造。

1.3.2斷裂

礦區(qū)斷裂構(gòu)造較復(fù)雜，斷裂主要分布于礦區(qū)北部和中部，以NE向斷層為主，局部發(fā)育NW向斷層。節(jié)理構(gòu)造在全礦區(qū)都較發(fā)育，尤其在婁山關(guān)組白云巖中，短小節(jié)理裂隙縱橫交錯(cuò)。

(1)花—張斷裂。主要由6 條大致平行的NE向斷層組成，即F1、F1-1、F1-2、F1-3、F1-4、F1-5，其中F1為主斷層，具多期次活動(dòng)特點(diǎn)，傾向305°～335°，傾角65°～75°，北西盤下降，垂直斷距500 m 以上，左行平移距離6.5～8.5 km，為平移正斷層，先張性后剪性，屬長(zhǎng)期活動(dòng)的區(qū)域性深大斷裂，具區(qū)域性導(dǎo)礦作用，后期破礦作用明顯。

(2)阿碧林場(chǎng)—清水塘斷層構(gòu)造帶。主要由F2、F2-12條交叉的NE向斷層和數(shù)條短N(yùn)W向小斷層組成?？傮w呈弓頂朝南東的弧狀，北東端有與F1-5相交的趨勢(shì)，推測(cè)為花—張斷裂大規(guī)模平移活動(dòng)時(shí)的派生構(gòu)造,因而稱之為破礦構(gòu)造。

(3)開支鋪—涼水井?dāng)鄬訕?gòu)造帶。發(fā)育于大腦坡礦區(qū)南部一帶，由3組斷層構(gòu)成，分別是以F3、F3-1為代表的NE向斷層，以F3-2、F3-3為代表的NEE向斷層和以F107為代表的NW向斷層。3組斷層相互穿插、聯(lián)合和限制，使礦區(qū)東南部分呈斷片拼接狀而顯得復(fù)雜。一般情況下，NE向斷層被NEE向斷層切割或聯(lián)合，NW向斷層切割前2組斷層或被限制；NE，NEE向斷層之間派生了小型的NE—NNE向斷層。

1.3.3節(jié)理

礦區(qū)NE走向的節(jié)理最為發(fā)育，其次為NW向和近EW向節(jié)理，傾向以NW為主，SE，近SN，SW向次之，以剪節(jié)理為主。該類節(jié)理的特征與斷層構(gòu)造的主要發(fā)育方向、產(chǎn)狀、性質(zhì)基本一致，對(duì)于長(zhǎng)期具有爭(zhēng)論的花—張斷層產(chǎn)狀、性質(zhì)的判斷具有佐證作用。

1.3.4縫合線和孔隙

縫合線普遍分布于清虛洞組厚—巨厚層灰?guī)r內(nèi)，可分為高角度傾斜、直立和大致順層3組，常呈幅度大、尖銳的鋸齒狀形態(tài)，并常有擴(kuò)張現(xiàn)象。相對(duì)而言，大致順層的一組其“鋸齒”幅度較小，大部分延伸不遠(yuǎn)，可能是成巖期壓溶縫合線經(jīng)構(gòu)造應(yīng)力改造而成。其余2組可能為成巖期“同生構(gòu)造活動(dòng)邊緣應(yīng)力作用”所致。無(wú)擴(kuò)張大致順層縫合線內(nèi)通常充填瀝青、微—細(xì)粒黃鐵礦等。擴(kuò)張后的順層縫合線以及高角度縫合線普遍都有含礦脈石充填?？紫吨饕l(fā)育于含礦體內(nèi)，有藻腐孔、粒間孔隙等，前者常形成斑脈狀礦石，后者常形成浸染狀礦石。

1.4礦體特征

大腦坡鉛鋅礦礦化帶嚴(yán)格受清虛洞下段第三、四亞段礁相帶控制，礦化帶呈NE40°向展布，長(zhǎng)約8 km，寬2.4 km。由下至上分為7 個(gè)礦層，13 個(gè)亞層，連接出25 個(gè)礦體，其中有9 個(gè)主要礦體，下、中、上部位各3個(gè)。礦體呈似層狀、順層透鏡體狀產(chǎn)出，與巖層接近整合狀，總體產(chǎn)狀平緩，傾向SE，傾角3°～10°。單礦體厚1～10 m，間距3～15 m 不等，單工程礦體累積一般厚約10 m，單工程礦體累計(jì)最大厚44.97 m。

礦體間及礦體中有夾石數(shù)層，其巖性與容礦體巖性差異極小，均為質(zhì)純的厚—巨厚層質(zhì)純微晶灰?guī)r(藻灰?guī)r、鮞?；?guī)r、砂屑灰?guī)r等)，常存在鉛鋅礦化，與礦體界線為過(guò)渡狀態(tài)，無(wú)明顯巖性差異標(biāo)志，可區(qū)分礦(礦體)與非礦(圍巖及夾石)。全礦區(qū)共圈出25 個(gè)礦體，總礦石量2.08 億t，Pb+Zn金屬量487.5萬(wàn)t，為一超大型礦床，其中13 個(gè)大型礦體的金屬總量為453.5萬(wàn)t，占礦床金屬總量的93%，6 個(gè)中型礦體的金屬總量為29.1萬(wàn)t，占礦床金屬總量的6%。

平面上看，礦區(qū)中部礦體厚度大，向外逐漸變薄。總體上，南西段下部礦體穩(wěn)定性優(yōu)于上部礦體，北東段上部礦體優(yōu)于下部礦體。礦體厚度屬穩(wěn)定—不穩(wěn)定，厚度變化系數(shù)10%～112%。單工程Zn品位0.5%～17.8%，一般1%～4%，品位變化系數(shù)3%～134%，Zn品位分布屬均勻—較均勻。單工程Pb品位0%～3.4%，一般0.1%～0.8%，總體上Pb品位變化系數(shù)5%～141%，Pb品位分布屬均勻—較均勻。

大腦坡鉛鋅礦具有一定的分帶現(xiàn)象，藻體殼部附近的碎屑灰?guī)r中主要為Pb，次為Zn，藻灰?guī)r中主要為Zn，次為Pb。Pb、Zn含量從礁后咸化盆地藻礁到淺灘具有明顯的分帶現(xiàn)象，總趨勢(shì)為遠(yuǎn)離礁相Zn含量逐漸降低，Pb含量逐漸增高，至淺水盆地相基本以Pb為主，在垂向上Pb、Zn含量也有一定的差異，下部Zn含量高于上部，Pb含量分布特征則與之相反，w(Pb)/w(Zn)值自上而下呈遞減趨勢(shì)，與礦物的生成順序(黃鐵礦—閃鋅礦—方鉛礦)一致。

1.5礦石質(zhì)量特征

礦石的自然類型有硫化鋅礦石、硫化鉛礦石、硫化鉛鋅礦石，偶見混合鉛鋅礦石、氧化鉛礦石、氧化鋅礦石。礦石礦物成分主要有閃鋅礦，次為方鉛礦、黃鐵礦等；主要脈石礦物有方解石，次為白云石，少量重晶石、石英，微量螢石、瀝青、石膏等。礦石結(jié)構(gòu)以自形—半自形晶粒結(jié)構(gòu)為主，少量他形顯微晶粒結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、填隙結(jié)構(gòu)、溶蝕結(jié)構(gòu)等。礦石構(gòu)造以斑脈狀構(gòu)造為主，脈狀構(gòu)造次之，偶見浸染狀構(gòu)造、環(huán)帶狀構(gòu)造、球粒狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造、晶洞狀構(gòu)造等。Zn、Pb為主要有用金屬組分，Zn主要以閃鋅礦單礦物的形式存在，w(Zn) 2%～3%，品位變化平穩(wěn)；Pb主要以方鉛礦單礦物的形式存在，礦石中w(Pb)0.14%～2.02%，品位變化較大。其它有用組分：w(Cd) 0.012%～0.03%，w(Ag) (2.5～ 7.5)×10-6，w(Se) 0.002%～0.01%，均達(dá)到了綜合利用要求。其余主要組分：w(CaO)49.39%～53.31%，SiO2等有害組分含量低，為較好的石灰?guī)r礦產(chǎn)原料。

2成礦地質(zhì)條件

2.1地層、巖性、巖相條件

花垣地區(qū)層控鉛鋅礦屬“漁塘式”層控型礦床，嚴(yán)格受寒武系下統(tǒng)清虛洞組下段第三、四亞段礁相灰?guī)r控制[3]。

(1)花垣地區(qū)具規(guī)模的層控鉛鋅礦都產(chǎn)于寒武系下統(tǒng)清虛洞組下段第三、四亞段內(nèi)，尚未在其余層位發(fā)現(xiàn)同規(guī)模的層控型鉛鋅礦。

(2)礁帶控制礦帶。貴州松桃、湖南花垣、永順一帶成規(guī)模的鉛鋅礦床分布于松(桃)—花—張?zhí)妓猁}巖礁帶。

(3)礁體控制礦床，如漁塘、李梅鉛鋅礦分布于漁塘—李梅礁，大腦坡、楊家寨鉛鋅礦分布于角弄—毛溝礁。

(4)礦化與礁厚度成正相關(guān)，大腦坡鉛鋅礦礁灰?guī)r厚18.86～217.04 m，形成的礁面積20 km2。前礁厚度大于60 m，有見礦希望；后礁厚度大于100 m，有見礦希望；礁體厚度150 m以上，見礦較好。

(5)成礦前巖石孔洞(隙)為有利的容礦構(gòu)造，如斑脈礦、浸染狀礦的容礦構(gòu)造。

2.2構(gòu)造條件2.2.1斷裂構(gòu)造

礦區(qū)鉛鋅礦與斷裂構(gòu)造關(guān)系密切，花—張斷裂為主要導(dǎo)礦構(gòu)造：①該斷裂控制礁帶，松(桃)—花—張?zhí)妓猁}巖礁帶大致沿花—張斷裂帶展布，礁體(盤)沿該帶兩側(cè)分布；②花垣一帶主要礦床均位于該斷裂帶兩側(cè)礁體中，斷裂帶附近成礦較好，反之相對(duì)較差；③該斷裂帶附近礦體長(zhǎng)度、寬度均較大，反之較小，斷裂帶附近礦體累計(jì)厚度大，反之較?。虎茉摂嗔褞Ц浇V床Pb+Zn 品位相對(duì)較高，w(Zn)/w(Pb)值為5.0～2，反之礦床Pb+Zn品位相對(duì)較低，w(Zn)/w(Pb)值為2.0～1.0；⑤礦田內(nèi)包裹體均一法測(cè)定礦物晶出溫度89°～240°，其中閃鋅礦99°～190°，北部李梅礦區(qū)成礦溫度高于南部漁塘礦區(qū)。因此，花—張斷裂在成礦前為基底斷層，為表層與地殼深層的聯(lián)系通道；沉積期的同生活動(dòng)為海洋提供礦源物質(zhì)；成礦期為低溫?zé)釀?dòng)力基本源泉，使易碎巖石產(chǎn)生構(gòu)造裂隙或擴(kuò)張縫合線、藻腐孔等容礦微空間，成礦后期對(duì)礦床產(chǎn)生破壞。

礦區(qū)其余斷裂構(gòu)造如開支鋪—涼水井?dāng)鄬訕?gòu)造帶處于大腦坡鉛鋅礦南東邊界，斷層南東盤尚未見礦，而北西盤靠近斷層見礦率極高。主斷層兩盤清虛洞組的巖性和巖相存在差異，由北西往南東，清虛洞組下段第三、四亞段迅速變薄，藻灰?guī)r甚至消失，代之以藻屑、砂屑灰?guī)r。但斷層規(guī)模不大，垂直斷距小于50 m，不具備控相構(gòu)造特征，可能為古老盆地邊緣在構(gòu)造后期復(fù)活，也可能為同沉積活動(dòng)構(gòu)造，其對(duì)成礦作用的影響尚難判定。NW向小斷裂對(duì)礦體的切割破壞證據(jù)較充分，如F106、F107、F110等，雖然其斷距小、產(chǎn)狀陡、破碎帶狹窄，但卻使礦體的完整性受到破壞。

2.2.2褶皺構(gòu)造

前人認(rèn)為NE向背斜具有控制礦床分布的作用，但大腦坡鉛鋅礦所在區(qū)為一單斜構(gòu)造，顯然該觀點(diǎn)值得商榷。其余小型褶皺構(gòu)造，特別是斷裂牽引褶皺與成礦作用幾乎無(wú)聯(lián)系。

2.2.3孔、裂隙構(gòu)造

縫合線、藻腐孔、收縮裂隙等成巖期微構(gòu)造使成礦巖層的古水文通透性大大增強(qiáng)，使成礦熱鹵水得以大面積滲透、大范圍對(duì)流。其卸壓作用改變了成礦巖層的化學(xué)壞境，使熱鹵水中的成礦物質(zhì)得以卸載成礦。因此，巖石中的孔、裂隙為有利的容礦構(gòu)造。

3成礦物源與成礦流體

3.1Pb同位素

Pb同位素含量變化幅度較大：w(206Pb)/w(204Pb)為17.467～18.235，平均17.87，離差0.271；w(207Pb)/w(204Pb) 為15.149～15.798，平均15.46，離差0.221；w(208Pb)/w(204Pb)為37.234～38.978，平均38.2，離差0.62。在卡農(nóng)w(206Pb)+w(207Pb)+w(208Pb)=100%三角坐標(biāo)圖中，單階段正常鉛在小三角形的月牙形區(qū)域內(nèi)偏U 型鉛一側(cè)，顯示以幔源鉛為主，次為造山帶鉛[4]，經(jīng)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，落于造山帶鉛平均增長(zhǎng)曲線附近的鉛為殼-幔混合的結(jié)果。在w(Pb207)/w(Pb204)-w(Pb206)/w(Pb204)坐標(biāo)圖上具有線性關(guān)系，該直線與單階段增長(zhǎng)曲線交于一點(diǎn)(即斜率較大)，與初始等時(shí)線近于平行，為正常鉛范圍內(nèi)的混合鉛。

3.2S同位素

硫化物中的w(34S)為+24‰～+29.79‰，極差約5‰，富34S，據(jù)H·A·葉爾緬科等圖解，屬古海洋硫酸鹽硫的范疇，與礦區(qū)震旦系、寒武系的一些層位都存在較多的重晶石和膏鹽相吻合。在同一成礦階段形成的(共生的)礦物中，閃鋅礦w(S34)平均28.95‰，方鉛礦w(S34)平均24.27‰，礦區(qū)S同位素組成已到達(dá)了平衡。鉛鋅礦w(32S)/w(34S)為21.557～21.695，平均21.624，極差0.118，方鉛礦、閃鋅礦w(32S)/w(34S)分別為21.692～21.695(極差0.003)、21.577～21.609(極差0.032)。S同位素組成特征表明，礦區(qū)鉛鋅硫化物形成于一個(gè)硫酸鹽開放的體系中，成礦過(guò)程為一個(gè)逐漸降溫和pH值顯著升高的過(guò)程，故形成在后的閃鋅礦較富重硫。

3.3C、O同位素

(1)未蝕變含礦圍巖。區(qū)內(nèi)容礦體內(nèi)的未蝕變?cè)寤規(guī)rw(13C)為+0.46‰,w(18O)為+21.490‰，與基恩、韋伯對(duì)海相碳酸鹽巖樣品的測(cè)定結(jié)果(w(C13)均值分別為0.56‰、0.49‰)近似。礦區(qū)海相石灰?guī)r樣品w(18O)為21.49‰，與石炭紀(jì)和中寒武世碳酸鹽巖O同位素含量基本一致，具有隨年代變老含量逐漸降低的特點(diǎn)，表明未蝕變灰?guī)r中的18O含量基本無(wú)變化，其值可代表早寒武世清虛洞期海相灰?guī)r的背景值。

(2)輕微蝕變含礦圍巖。含礦圍巖藻屑灰?guī)r具輕微退色重結(jié)晶現(xiàn)象，2件圍巖樣品w(18O)平均21.085‰，相對(duì)于未蝕變灰?guī)r，18O含量?jī)H降低了0.405‰，可認(rèn)為在熱液蝕變過(guò)程中可能曾發(fā)生過(guò)同位素交換。

(3)方解石脈石。方解石脈石13C、18O含量與正常碳酸鹽巖差別較小，13C含量與礦化強(qiáng)度有負(fù)相關(guān)趨勢(shì),18O含量略高于正?；?guī)r，13C、18O含量無(wú)明顯相關(guān)性；成礦白云石w(13C)為1.353‰，w(18O)為25.051‰，與方解石相對(duì)比較，其C、O同位素組成差別較大。

3.4包裹體

4找礦標(biāo)志

(1)地球化學(xué)標(biāo)志。清虛洞組下段第三、四亞段露頭區(qū)內(nèi)Pb、Zn、Cd、Ag、Hg等異常較好，為非常有利的找礦標(biāo)志，但大腦坡礦區(qū)的清虛洞組下段第三、四亞段隱伏區(qū)內(nèi)地表難以獲得清晰的化探異常信息。

(2)地球物理標(biāo)志。大腦坡礦床同屬“漁塘式”層控鉛鋅礦床，硫化物品位低，物探異常不強(qiáng)，但有一定的作用。容礦地層埋深小于300 m時(shí)，采用激電測(cè)深法[7]，發(fā)現(xiàn)有較大規(guī)模的高阻高極化地質(zhì)體，即可能為礁灰?guī)r體。容礦地層埋深300～1 000 m時(shí)，采用CSAMT測(cè)量法[8]可區(qū)分礦區(qū)鉛鋅礦容礦地層頂板之上高臺(tái)組泥質(zhì)條帶白云巖低阻層和寒武系下統(tǒng)石牌組頁(yè)巖等低阻層、容礦地層等高阻層，可相對(duì)探測(cè)容礦地層的大致埋深、厚度及分界線，可在中—深埋藏(埋深300～800 m)的條件下間接找礦(先找礁，再礁中找礦)。0.012 5～8 129 Hz(寬頻)最佳，與鉆孔控制的礁灰?guī)r厚度對(duì)應(yīng)。

5討論

大腦坡鉛鋅礦的成礦主要與地層、巖性、巖相和構(gòu)造等密切相關(guān)，較強(qiáng)的鉛鋅礦化與化學(xué)成分極純的巖石以及原生孔隙、后生裂隙發(fā)育的高滲透性藻灰?guī)r有關(guān)；化學(xué)成分不純、巖層塑性大、孔隙裂隙不發(fā)育的巖石，僅有微弱礦化或無(wú)礦化。礦區(qū)藻灰?guī)r控礦主要為巖石物理、化學(xué)性質(zhì)控礦。大腦坡鉛鋅礦的Pb具有多源性，主要來(lái)自深部(殼幔)，Zn主要來(lái)自下部地殼，由深大斷裂導(dǎo)入礦區(qū)賦礦體，S主要為古海洋硫酸鹽硫，熱鹵水為中—弱堿性還原性溶液，礦床屬低溫?zé)猁u水成因。

在寒武世早期，隨揚(yáng)子陸塊被動(dòng)邊緣受同生斷裂控制走滑盆地的形成，Pb、Zn幔源物質(zhì)進(jìn)入還原水體或封存于海水的集中、沉淀過(guò)程中，藻類生物對(duì) Pb、Zn直接吸取，起到富集劑的作用。隨著地層的深埋，沉積了含礦的泥狀物質(zhì)(礦源層)，在封存熱鹵水的作用下，使同生沉積的礦泥發(fā)生了重結(jié)晶及礦物重新組合，在厭氧海相沉積物中，細(xì)菌將硫酸鹽還原為H2S，H2S與 Pb2+、Zn2+等離子反應(yīng)形成硫化物沉淀，于有利的巖相部位形成了整合型似層狀、透鏡狀鉛鋅礦體，隨著同生斷裂的復(fù)活和深部熱流的驅(qū)動(dòng)，上升的幔源 Pb、Zn及萃取的殼源物質(zhì)進(jìn)入具有孔隙度大的礁相，沿有利構(gòu)造和巖性部位成礦或疊加富集，使貧鉛鋅礦富集并形成脈狀及不規(guī)則狀礦體，即為最典型的似層狀礦體，其規(guī)模最大、最密集的地段即為NE向構(gòu)造兩側(cè)地段。

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Geological Characteristics and Genesis of the Danaopo Pb-Zn Deposit in Huayuan County, Hunan Province

Mao Danglong

(Hunan Province Mineral Resources Reserves Assessment Center)

AbstractThe Danaopo PB-Zn mine is located in the area that is 2 km distance from Huayuan county in the southwest direction,it is occurred in the Jiaonong-Maogou reefs in the south of Huangyuan-Zhangjiajie fracture, it is controlled by the third and fourth sub-segment reef facies belt of Qingxudong lower segment strictly.Based on analyzing the geological characteristics of the the Danaopo Pb-Zn mining area,firstly,the ore-forming geological conditions of strata,lithology,lithofacies and structure are discussed;then,the deposit genesis is studied from the two aspects of metallogenic materials and ore-forming fluids,it is show that the Danaopo Pb-Zn deposit is belongs to the sedimentary rock low temperature thermal brine deposit and the low temperature thermal brine deposit after diagenetic stage;finally, the geochemical and geophysical prospecting indicators of the mining area are summarized to provide reference for the prospecting work in the mining area.

KeywordsJiaonong-Maogou reefs, Geological characteristics, Ore-forming geological conditions, Mineral deposit genesis, Prospecting indicators

(收稿日期2015-12-08)

毛黨龍(1970—)，男，高級(jí)工程師，410007 湖南省長(zhǎng)沙市雨花區(qū)芙蓉中路二段223號(hào)。