呂召俊

(昆明理工大學國土資源工程學院，云南昆明，650093)

SEDEX礦床是指富金屬流體在海底或湖底噴流，通過沉積而形成的礦床(Sedimentary exhalative deposit，簡稱Sedex)，其以規(guī)模大、延伸穩(wěn)定為特征，是近代礦產(chǎn)勘查所發(fā)現(xiàn)的很重要的一類礦床。通常產(chǎn)于受裂谷控制的克拉通內(nèi)或其邊緣的沉降盆地，以沉積巖為賦礦圍巖，礦石富含Pb、Zn，伴生Ag和Ba，貧Cu，幾乎不含 Au。涂光熾教授(1990)[1]綜合各家觀點，給出了SEDEX型礦床詳細的定義：“在水溫70℃～350℃或更高的熱水介質(zhì)(海水、湖水、熱泉水等)中形成的主體，以沉積方式形成于水—巖石界面之上水體中之層狀、似層狀礦體，但也包括此界面之下可能存在的，以充填和交代形成筒狀、錐狀或面型熱液含礦蝕變體，二者可共生或分別出現(xiàn)。礦種上，既包括眾多的金，也包括一些非金屬?！?/p>

Sangster(1994)[2]研究指出，世界鉛鋅礦床主要賦存于沉積巖中，礦床類型為密西西比型(MVT型)和噴流沉積型(SEDEX型)，兩者合計占Pb、Zn產(chǎn)量及儲量的三分之二。MVT型礦床一般單個礦床的礦石噸位為幾千噸到1000～2000萬噸，礦石平均品位多為3ω%～10ω%，礦床可成群出現(xiàn)；SEDEX型礦床數(shù)量相對較少，礦床不成群分布，但單個礦床的儲量巨大，并且礦石品位富(Pb+Zn一般>10ω%，有的高達30ω%)，特別是元古代中的SEDEX型礦床比MVT型礦床和產(chǎn)于火山巖中的塊狀硫化物礦床(VMS型)大得多。因此，對于SEDEX型鉛鋅礦床的研究顯得尤為重要。

1 噴流沉積型(SEDEX型)礦床成礦與定位規(guī)律

目前對SEDEX 型鉛-鋅礦床成礦與定位規(guī)律的認識主要有以下幾個方面[3]：

(1)SEDEX 型鉛-鋅礦床形成于大陸裂谷、弧后裂谷和伸展盆地的中部或邊部次級沉積盆地和同生斷裂附近。該類礦床形成于大陸伸展體制或總體大陸擠壓體制下的局部伸展背景中。沉積盆地的構造動力學類型主要有：裂陷盆地、走滑-拉分盆地、斷陷盆地，多具有區(qū)域基底-沉積盆地充填地層體-后期改造與巖石地層等組成的“三層式”構造-巖石地層結構，區(qū)域基底巖石多富集 Pb-Zn 等成礦物質(zhì)，并具有成礦物質(zhì)可活化的礦源層特點。這些特征是戰(zhàn)略靶區(qū)優(yōu)選宏觀標志和成礦區(qū)帶優(yōu)選的宏觀依據(jù)。

(2)沉積盆地是SEDEX 型鉛-鋅礦床的主要定位構造，其主要特征是沉積盆地具有明顯的分級。一級沉積盆地?？刂浦?SEDEX型鉛鋅成礦帶，和多個大型-超大型SEDEX型鉛鋅礦床集中區(qū)；二級沉積盆地控制著大型-超大型金屬礦床集中區(qū)中 SEDEX 型鉛—鋅礦床的礦床分帶；三級熱水沉積成礦盆地是大型-超大型礦床的定位空間，其內(nèi)部常被低序次同生斷裂分割、盆地基底隆起或生物(點)礁隆分隔，有些地區(qū)常發(fā)育多個四級熱水洼地，它們是熱水沉積礦床和熱水沉積巖相的沉積容納空間。因此，劃分沉積盆地分級特征并圈定三級熱水沉積成礦盆地或四級熱水洼地是縮小成礦靶區(qū)有效途徑。

(3)同生斷裂(或稱同沉積斷層)不但是成礦-成盆的主控因素和熱水運移的構造通道(翟裕生，1997)[4]，而且也是巖石圈深部和大陸表殼相互作用和耦合的參量。發(fā)現(xiàn)高序次同生斷裂是圈定沉積盆地空間位置的關鍵，追跡和發(fā)現(xiàn)低序次同生斷裂是尋找SEDEX型鉛-鋅礦床深部勘查和勘探目標的有效途徑之一。

(4)熱水沉積巖相發(fā)育齊全，分異良好，它們是形成SEDEX 型鉛鋅礦床賦礦巖石建造和巖相組合。在物質(zhì)組成上，SEDEX型鉛鋅礦床常有直接賦存于熱水沉積巖相之中，有些熱水沉積巖相本身就是礦床中礦石的組成部分(如重晶石巖亞相、硫化物巖、菱鐵礦巖等)；熱水沉積巖相在 SEDEX 型鉛鋅礦床的賦礦地層具有惟一性和不可分割性，也是沉積盆地內(nèi)十分重要的沉積體系和地層充填體組成部分，熱水沉積巖相的亞相和微相類型劃分、特征和判別的地質(zhì)地球化學依據(jù)和標準是成礦預測的核心內(nèi)容之一。合理劃分熱水沉積巖相的亞相和微相類型有助于確定同生斷裂(或稱同沉積斷層)的空間位置、進行三級熱水沉積成礦盆地或四級熱水洼地的空間結構精細描述和成礦預測。

(5)多組分、多因素及多過程流體成礦作用地球化學動力學形成不同類型的礦石建造組合多組分耦合的熱水場空間拓撲結構是超大型金屬礦床所特有的，也是主要的勘探目標區(qū)。熱水成巖成礦作用常具有突發(fā)性，若熱水沉積成礦盆地中有先存的成礦流體，后繼噴溢進入的熱水因具有不同成分、性態(tài)，形成混合熱水(或與正常沉積混合)的非平衡體系。在不同成分、性狀熱水混合體系的邊界協(xié)同學約束條件下，兩類熱水場形成的熱水混合體系的空間拓撲結構為：并型熱水場和交型熱水場。礦石建造類型及其在巖石—礦石組構學的空間變化規(guī)律研究和總結有助于在詳查評價和勘探過程中礦體定位預測。

(6)SEDEX 型鉛鋅礦床的礦床組合類型：有(銅)銀鉛鋅型、菱鐵礦-重晶石-銀-銅-鉛-鋅礦床組合型、含銀-鉛-鋅礦床型和天青石-石膏-鎘-鉛-鋅礦床組合型等4種典型礦床組合類型。

2 典型礦床實例

通過以下分析幾個典型的SEDEX型Cu、Pb-Zn礦床特征，及其找礦方法進行敘述。

2.1 四川黎溪黑箐銅礦

四川會理黎溪地區(qū)是西南地區(qū)重要的銅礦產(chǎn)地。黎溪黑箐銅礦位于康滇地軸中段會理-東川坳拉槽西緣，區(qū)內(nèi)構造由黑箐向斜組成，斷裂構造包括南北向、北西向和北東向3組。多種特征顯示，黑箐銅礦為 SEDEX型礦床。

2.1.1 四川黎溪黑箐銅礦控礦規(guī)律

(1)地層控礦：該銅礦礦體主要賦存于東川群落雪組中部中厚層狀石英白云大理巖中，呈似層狀、透鏡狀，與圍巖產(chǎn)狀一致，沿走向和傾向較穩(wěn)定。由于黎溪地區(qū)因民組和河口群地層普遍含銅量較高，且礦體在含礦地層中較穩(wěn)定，故該區(qū)落雪組成礦的礦源豐富。

(2)有機質(zhì)的作用：該區(qū)銅礦與有機質(zhì)關系密切。當含礦物質(zhì)通過水巖反應形成富銅熱液后，在上升過程遇到有機質(zhì)的還原環(huán)境，發(fā)生還原反應，銅-氯絡合物失穩(wěn)而沉淀銅的硫化物。由于有機質(zhì)的還原作用，使得銅元素能較快較好的沉淀富集，可見其意義重大。

(3)巖性控礦：該區(qū)含礦地層巖性為富有機質(zhì)黑色條紋白云大理巖。由于白云巖的孔隙度大，滲透率高，因而為含礦物質(zhì)的沉淀提供了有利的場所。并且其上部地層的滲透率較低，將含礦熱液限定于白云巖中而呈層狀分布。

(4)構造的作用：從該區(qū)地質(zhì)特征分析可知，含礦部位都位于斷裂帶附近的有機質(zhì)黑色條紋白云大理巖中。由于構造能夠為含礦熱液的運移、存儲提供較好的通道，因此，構造的重要作用不能忽略。

2.1.2 找礦方法的總結

從該礦區(qū)的地質(zhì)特征及控礦規(guī)律可知，四川會理黎溪銅礦除受地層及巖性控礦外，還在很大程度上受斷裂構造的控制及有機質(zhì)作用的影響。在找礦時，有機質(zhì)黑色條紋白云大理巖是重要的找礦標志。

2.2 云南蘭坪金頂鉛鋅礦床

云南蘭坪金頂鉛鋅礦床是我國著名的超大型鉛鋅礦床(圖1)，多數(shù)研究者認為其礦床成因?qū)賁EDEX型礦床。

圖1 蘭坪盆地中新生代地質(zhì)與構造簡圖(據(jù)曾榮等[8]，2005)

2.2.1 控礦作用

該礦床的控礦作用對礦化富集影響相當明顯，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

(1)蘭坪盆地的演化(圖1)為金頂鉛鋅礦床的形成提供了良好的地質(zhì)條件，也為金頂鉛鋅礦床金屬活化、遷移提供了條件：侏羅紀至古新世，蘭坪盆地發(fā)展為陸內(nèi)拉張盆地。盆地依次縮小，最后發(fā)展為東，西兩個三級盆地，中間為一隆起區(qū)的塹-壘體系。金頂?shù)V床即產(chǎn)于受泌江斷裂控制的三級云龍測向地塹盆地的東部。隨著盆地中部的持續(xù)下降，構成高山深盆沉積環(huán)境，為深源熱水匯聚的理想場所。封閉的內(nèi)陸盆地在干旱的古氣候環(huán)境下濃縮，形成厚層的硬石膏和含鹽紅色建造，既為盆地周邊的金屬活化提供了條件，又為金頂?shù)V床硫化物的形成提供了大量硫源。泌江斷裂的長期活動及不斷深切，為深源的熱水噴溢提供了通道。

(2)金頂鉛鋅礦床位于南北向泌江斷裂和北東向隱伏斷裂的交匯部位，成礦受兩大斷裂的控制，在兩條斷裂的交匯地帶礦化作用最強，兩地帶的交匯部位具有高地熱梯度特征，為區(qū)域上最高熱點，由此釋放出大量的熱和金屬，形成組分復雜的特大型金頂 Pb，Zn礦床；沿斷裂向外側礦化作用有逐淅減弱的趨勢。

(3)金頂鉛鋅礦礦層之上最底部為中侏羅統(tǒng)花開左組(J2h)紅層是良好的隔水層，其覆蓋了整個礦區(qū)。該紅層在熱水噴溢成礦階段和成巖期后的成礦階段均起到了極為重要的屏蔽作用，阻止細菌和有機質(zhì)還原硫酸鹽質(zhì)碎屑巖形成一個酸氣田，促成了溶液中 Fe，Pb，Zn等絡合物的分解，并以硫化物的形式沉淀下來。

(4)分選好、孔隙度發(fā)育的砂巖型礦石，且又直接位于中侏羅統(tǒng)花開左組(J2h)隔擋層之下，利于向上擴散的金屬物質(zhì)集中，為賦礦的有利巖石；透水性差的泥質(zhì)膠結碎屑巖與漫洪帶灰色粉砂巖、頁巖交互重迭，礦化強度驟減，幾乎不含礦。

(5)穹窿控礦使礦體厚度產(chǎn)生了厚→薄→厚的變化，具體表現(xiàn)為：穹窿褶皺過程中，在側壓力的作用下，礦體隨翼部地層產(chǎn)生滑動，平緩地段即為引張地帶，因而礦體變得富厚；陡傾地段即為擠壓地段，因而礦體變薄、變貧。

2.2.2 找礦方法的總結

通過以上分析可知，區(qū)域上的成礦地質(zhì)背景對成礦具有極其重要的影響，只有在認清區(qū)域地質(zhì)背景的基礎上，才能較好的開展下一步找礦工作。該礦區(qū)所處蘭坪盆地的地質(zhì)演化，為其成礦提供了首要的基礎。其次，斷裂構造為成礦提供了有利的通道，特別是斷裂的交匯部位，因此找礦的有利部位要特別注意各斷裂的交匯部位。另外，金頂鉛鋅礦礦層之上最底部為具良好隔水性的中侏羅統(tǒng)花開左組(J2h)紅層，該紅層在熱水噴溢成礦階段和成巖期后的成礦階段均起到了極為重要的屏蔽作用，并阻止細菌和有機質(zhì)還原硫酸鹽質(zhì)碎屑巖，促使溶液中 Fe，Pb，Zn等絡合物分解、沉淀，花開左組是尋找鉛鋅礦的有利地層。分選好，孔隙度發(fā)育的砂巖型礦石，且又直接位于中侏羅統(tǒng)花開左組隔擋層之下，有利于金屬物質(zhì)集中，是找礦的有利巖石。最后，褶皺部位的變化對礦體的厚度變化影響極大，在找礦過程中要弄清褶皺的形態(tài)，在褶皺的有利部位尋找富礦、厚礦體。

2.3 秦嶺廠壩-李家溝鉛鋅礦床

2.3.1 地質(zhì)特征

廠壩-李家溝鉛鋅礦床是我國第二大鉛鋅礦床，屬典型的沉積-噴流礦床(涂光熾[11]，1984；李英[12]，1983)。它位于我國秦嶺巨型鉛鋅礦帶的西和-成縣礦田內(nèi)。

2.3.2 控礦作用

前人研究[10]表明，該區(qū)域泥盆紀地層不存在區(qū)域性礦源層，該礦床成礦金屬來源于元古界碧口群和志留系白龍江群(圖2)；礦區(qū)經(jīng)歷了多期(加里東期、海西期、印支期)構造運動和較大幅度的裂陷發(fā)育史，為大量礦質(zhì)的噴流和聚集提供了十分有利的導礦和容礦構造條件；而區(qū)內(nèi)多期熱事件的發(fā)生、花崗巖類及其他巖類的巖漿活動不僅為含礦熱液的運移提供了大量熱源，還為區(qū)內(nèi)提供了部分礦源和水源。因此，該區(qū)的成礦地質(zhì)特征顯示，成礦物質(zhì)由元古界碧口群和志留系白龍江群等老地層以及花崗質(zhì)巖漿提供，在熱事件的作用下，使成礦物質(zhì)發(fā)生活化并遷移，在成礦的有利部位(構造運動產(chǎn)生的導礦及容礦構造)沉淀成礦。廠壩-李家溝鉛鋅礦床賦存于中泥盆統(tǒng)安家岔組下部的頁巖-灰?guī)r-白云巖組合中。

圖2 廠壩-李家溝鉛鋅礦床地質(zhì)簡圖(據(jù)匡文龍等[10]，2009)

Ⅰ-微晶灰?guī)r及大理巖；Ⅱ-石英黑云母砂巖；Ⅲ-白云巖；Ⅴ-大理巖及結晶灰?guī)r；Ⅵ-黑云母石英砂巖；Ⅶ-黑云母砂巖；Ⅷ-石英砂巖；Ⅰ-Ⅷ：中泥盆統(tǒng)安家岔組(其中Ⅳ層因出露太少未標出)；1-輝石閑長巖；2-二云母花崗巖；3-花崗閃長巖；4-鉛鋅礦體及編號；5-斷層；6-勘探線及編號

2.4.3 找礦方法的總結

通過該礦床的地質(zhì)特征及控礦作用的分析可知，該地區(qū)尋找鉛鋅礦的有利部位主要有：首先是中泥盆統(tǒng)安家岔組地層，該地層為賦礦層位，是找礦的有利層位；其次是要注意安家岔組下部的頁巖-灰?guī)r-白云巖組合，該套巖性組合是容礦的有利巖性，也是找礦的有利標志之一。

3 SEDEX礦床找礦勘查技術方法總結

通過上述典型SEDEX型Cu、Pb-Zn礦床的分析可知，將其找礦預測勘查技術方法總結如下。

3.1 對SEDEX礦床中銅礦的找礦勘查技術方法

(1)銅礦體多產(chǎn)在鉛鋅礦體的根部或周邊。

(2)找銅礦不僅要注意鉛鋅礦床的周邊，而且應重視與控制鉛鋅礦床更次一級的構造。

(3)鉛鋅礦不但與硅質(zhì)巖有關，而且與碳質(zhì)關系最為密切；銅礦化卻與鐵白云質(zhì)硅質(zhì)巖關系密切，圍巖碳質(zhì)含量極少。

(4)銅礦除受地層及巖性控礦外，還在很大程度上受斷裂構造的控制及有機質(zhì)作用的影響。在找礦時，有機質(zhì)黑色條紋白云大理巖是重要的找礦標志。

3.2 對于規(guī)模極大的SEDEX型鉛鋅礦的找礦勘查技術方法

(1)區(qū)域上的成礦地質(zhì)背景對成礦具有極其重要的影響，因此首先要認真研究并認清區(qū)域地質(zhì)背景，掌握研究區(qū)的構造背景的演化過程。

(2)斷裂構造為成礦提供了有利的通道，特別是斷裂的交匯部位，因此找礦的有利部位要特別注意各斷裂的交匯部位。

(3)找準賦礦標志層。SEDEX型鉛鋅礦大多產(chǎn)于特定的層位，對賦礦標志層的尋找是一個較為便捷的方法。

(4)尋找賦礦特定的巖石組合及巖性。SEDEX型鉛鋅礦多賦存于分選好，孔隙度發(fā)育的砂巖型礦石，以及孔隙度較大的白云巖。

(5)賦礦層位其上大多有屏蔽作用較好的層位存在，該層位往往對熱水噴溢成礦階段和成巖期后的成礦階段均起到重要的屏蔽作用，并阻止細菌和有機質(zhì)還原硫酸鹽質(zhì)碎屑巖，促使溶液中 Fe、Pb、 Zn等絡合物分解、沉淀。

(6)在找礦時，有機質(zhì)黑色條紋白云大理巖是重要的找礦標志。

(7)褶皺部位的變化對礦體的厚度變化影響極大，在找礦過程中要弄清褶皺的形態(tài)，在褶皺的有利部位尋找富礦、厚礦體。

對于找礦勘查工作，礦床成因的認識相當重要。SEDEX礦床成礦地質(zhì)特征上與VMS型鉛鋅礦及沉積-改造型鉛鋅礦極其相似，往往會產(chǎn)生不同的認識，給找礦勘查工作帶來一定的負面影響，只有對整個礦床甚至區(qū)域上有了較好的認識，才能有效的指導找礦工作。而世界上的每一個礦床都并非完全相同，每個礦床都有其特殊性，所以應全面、客觀地分析各礦床的地質(zhì)特征，確定礦床的成因類型，據(jù)現(xiàn)有地質(zhì)理論，對比典型礦床，并結合該礦區(qū)的自身特點，進行綜合預測。