羅邦良，楊宗文，劉 靈，石慶鵬，楊貴龍

(貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局101地質(zhì)大隊(duì)，貴州 凱里 556000)

近年，通過天柱地區(qū)重晶石勘查與研究，在大河邊-云洞地區(qū)發(fā)現(xiàn)鉛鋅礦，鉛鋅礦賦存于震旦系陡山沱組碳酸鹽巖中，礦體呈層狀、似層狀產(chǎn)出，延伸規(guī)模較大。前人報(bào)道了天柱大河邊(云洞)地區(qū)鉛鋅礦的發(fā)現(xiàn)(劉靈 等，2017；石慶鵬 等，2018；黃林 等，2020)，認(rèn)為鉛鋅礦形成與熱水噴流作用有關(guān)(溫漢捷 等，2017)。為進(jìn)一步研究鉛鋅礦成成礦作用和礦床成因問題，本文依托《黔東震旦系鉛鋅礦成礦規(guī)律及靶區(qū)預(yù)測》局管科研項(xiàng)目，從區(qū)域地質(zhì)背景、賦礦地層、控礦構(gòu)造、礦體規(guī)模、礦石特征及礦化階段等方面，通過與湘西董家河鉛鋅礦床對比，總結(jié)該區(qū)鉛鋅礦成礦作用和建立礦床模式，對開展區(qū)域成礦規(guī)律及成礦預(yù)測具有重要意義。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

云洞鉛鋅礦床位于揚(yáng)子陸塊東南緣。構(gòu)造演化經(jīng)歷了雪峰-加里東、海西-印支-燕山和喜馬拉雅構(gòu)造階段。在新元古代至早古生代大致經(jīng)歷了大陸裂解、裂陷、沉積盆地的演化過程，形成的沉積盆地屬陸內(nèi)斷陷盆地，其發(fā)展與江南隆起作用相伴相生，先后經(jīng)歷了盆地裂陷、充填沉積和盆地關(guān)閉階段，其中裂陷、充填沉積階段為重晶石、鉛鋅成礦的重要時(shí)期。本區(qū)以雪峰-加里東期構(gòu)造發(fā)育為主，發(fā)育有北東向、北東東向的褶皺和斷裂構(gòu)造，其中北東東向的鎮(zhèn)遠(yuǎn)-芷江斷裂可能屬于湘西黔東古裂陷槽的同生斷裂，該斷裂可能形成于雪峰期(陳建書 等，2011)，加里東期主要表現(xiàn)為北東向褶皺、斷裂構(gòu)造，控制天柱-新晃-玉屏震旦系-寒武系沉積成礦盆地，為重晶石、鉛鋅成礦提供有利儲(chǔ)礦場所。在海西-燕山期沉積了石炭系-二疊系地層，與下伏青白口系呈角度不整合接觸，喜馬拉雅時(shí)期為整體抬升，且后期遭受改造。

本區(qū)屬于南華裂谷盆地之雪峰次級(jí)裂谷盆地(圖1A)(周琦 等，2016，2017；杜遠(yuǎn)生 等，2018)。盆地的下部為陸源碎屑-火山碎屑沉積，有時(shí)盆地底部還發(fā)育磨拉石沉積；中部為炭硅泥質(zhì)沉積 ；上部為碳酸鹽巖與陸源碎屑巖沉積。青白口紀(jì)為一套厚度巨大的海相陸源碎屑巖與火山碎屑巖建造；南華紀(jì)為冰川-海洋雜礫巖及含錳炭泥巖建造；埃迪卡拉(震旦)紀(jì)為陸棚硅泥巖夾白云巖建造；寒武紀(jì)早期為斜坡-盆地炭泥巖夾灰?guī)r建造，晚期為臺(tái)地碳酸鹽巖建造。不同時(shí)期的沉積建造，代表盆地充填序列特征。

圖1 貴州天柱云洞鉛鋅礦床地質(zhì)簡圖

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 賦礦地層

鉛鋅礦賦存于震旦系陡山沱組頂部、中部和底部。礦體頂板主要為炭質(zhì)頁巖，局部地段為泥質(zhì)白云巖，礦層與頂板為整合接觸。底板多為鉛鋅礦化白云巖，局部地段與南沱組直接接觸，巖性為含礫砂巖，礦層與底板亦為整合接觸。主要巖性由下至上為灰色中厚層細(xì)晶白云巖、硅質(zhì)白云巖，泥質(zhì)白云巖夾黃鐵礦、炭質(zhì)頁巖以及粉砂巖，白云巖常發(fā)育馬牙狀及鉤狀構(gòu)造，粉砂巖常發(fā)育水平細(xì)砂紋層理構(gòu)造。

本區(qū)鉛鋅礦化主要有兩層。第一層位于陡山沱組下部，容礦巖石主要為硅質(zhì)白云巖和細(xì)晶白云巖，以閃鋅礦為主，方鉛礦為次，閃鋅礦以細(xì)脈浸染狀份布于白云巖裂隙中，方鉛礦以團(tuán)粒狀嵌布，閃鋅礦多數(shù)產(chǎn)于燧石條帶間隙中，部分產(chǎn)于白云石脈邊緣。第二層位于陡山沱組中部及上部，容礦巖石主要為白云巖，以閃鋅礦為主，有兩種形式，其中一種閃鋅礦以星點(diǎn)狀產(chǎn)于白云巖中；另一種以細(xì)脈浸染狀產(chǎn)于白云巖裂隙中，常與白云石共生。

2.2 控礦構(gòu)造

區(qū)內(nèi)發(fā)育北東走向-寬緩背斜褶皺構(gòu)造，背斜軸部出露地層為南華系和震旦系，兩翼近于對稱，出露地層為寒武系。斷裂構(gòu)造呈北東走向，其中F1、F3分布于背斜兩翼，為逆斷層性質(zhì)，且與背斜變形同期； F2為分布于背斜核部，為正斷層，形成晚于背斜褶皺，對鉛鋅礦具控礦作用。

2.3 礦體形態(tài)、產(chǎn)狀及規(guī)模

礦體形態(tài)呈層狀、似層狀、透鏡狀產(chǎn)于震旦系陡山沱組頂部、中部和底部白云巖裂隙中，主要以閃鋅礦為主，偶見方鉛礦。其中。產(chǎn)于陡山沱組底部(Ⅰ號(hào)礦體)和中部(Ⅱ號(hào)礦體)的礦(化)層厚度、品位相對較穩(wěn)定。頂部礦(化)層厚度、品位極不穩(wěn)定，呈透鏡狀分布。

2.4 礦石特征

礦石礦物：主要由閃鋅礦、黃鐵礦、白鐵礦、少量方鉛礦及黃銅礦組成，脈石礦物主要由石英(燧石)、白云石、方解石、重晶石及瀝青。閃鋅礦礦物有兩種形式，一種呈米黃色細(xì)晶與黃鐵礦、方解石和石英共生構(gòu)成稠密浸染狀構(gòu)造，另一種棕黃色閃鋅礦-黃鐵礦與白云巖構(gòu)成條紋狀構(gòu)造；黃鐵礦主要呈自形立方體狀結(jié)構(gòu)，其中主礦化階段的黃鐵礦主要為細(xì)粒狀及塊狀，部分黃鐵礦在閃鋅礦表面形成鑲邊結(jié)構(gòu)；白鐵礦呈針狀、柱狀與細(xì)晶黃鐵礦、閃鋅礦共生；石英為白色和煙灰色兩種，主要與主礦化階段的硫化物共生，部分石英生長紋層中常充填有硫化物(閃鋅礦)及重晶石；方解石和白云石呈團(tuán)塊狀和細(xì)晶狀兩種，團(tuán)塊狀方解石和白云石生長在硫化物(閃鋅礦、黃鐵礦)及石英的裂隙中呈細(xì)粒狀方解石和白云石與細(xì)晶閃鋅礦和黃鐵礦交代生長，部分肉眼看上去為煙灰色-淺灰色。石膏和重晶石為白色，主要呈塊狀與硫化物共生，部分呈紋層狀分布在石英生長紋理之間。黃鐵礦與閃鋅礦共生。瀝青為黑色粒狀分布在石英晶隙中，部分瀝青還包含黃鐵礦、閃鋅礦等硫化物。暗示成礦作用可能有瀝青參與硫酸鹽還原成S2-過程。

礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造：礦石構(gòu)造主要有碎裂狀和網(wǎng)脈狀兩種，前者為米黃色閃鋅礦呈浸點(diǎn)狀構(gòu)造(圖2a)，后者為棕黃色閃鋅礦網(wǎng)脈狀狀構(gòu)造(圖2b)；礦石結(jié)構(gòu)有粗晶結(jié)構(gòu)和細(xì)晶結(jié)構(gòu)兩種，前者為粗晶結(jié)構(gòu)(圖2c)，閃鋅礦與方解石共生；后者為細(xì)晶結(jié)構(gòu)(圖2d)與白云石共生。

圖2 天柱云洞鉛鋅礦床礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征

礦石類型：礦石自然類型以浸點(diǎn)狀礦石、脈狀礦石為主，少量見角礫狀礦石；工業(yè)類型為硫化礦石。

圍巖蝕變：主要以硅化和黃鐵礦化為主，少量方解石化(白云石化)、重晶石化。硅化是本區(qū)最主要蝕變現(xiàn)象，黃鐵礦化有兩種，一種是成巖期黃鐵礦化，與地層巖石同時(shí)形成；另一種是成礦熱液期的黃鐵礦化，與閃鋅礦、方鉛礦關(guān)系密切。

2.5 礦化階段

礦物生成序列可分為成巖階段、早成礦階段、主成礦階段及晚成礦階段。成巖階段的礦物組合主要為草莓狀黃鐵礦散布在含炭頁巖、泥巖與粉砂巖互層的砂巖層及白云巖中，白云巖中見少量重結(jié)晶的方解石。早成礦階段以團(tuán)塊狀、粗晶黃鐵礦居多，夾雜少量棕黃色閃鋅礦，并伴有大量石英沉淀(強(qiáng)硅化現(xiàn)象)，這一階段主要是對陡山沱組地層的部分金屬元素進(jìn)行萃取活化。主成礦階段主要礦物組合為細(xì)晶黃鐵礦、白鐵礦、細(xì)晶(米黃色)閃鋅礦及少量方鉛礦；與細(xì)晶硫化物共生的主要為方解石和石英，方解石、石英圍繞閃鋅礦等硫化物生長或充填在硫化物果粒之間；晚成礦階段為方鉛礦、黃銅礦和粗晶立方體狀黃鐵礦充填在早階段已有礦物之中，伴有大量重晶石、方解石、白云石和瀝青沉淀，多分布在已形成的硫化物裂隙中，或者呈團(tuán)塊狀分布在礦脈中。

3 與董家河礦床對比

通過云洞鉛鋅礦賦礦地層、容礦巖石、礦體特征、礦石特征、蝕變特征、礦體頂?shù)装寮皧A石、地球化學(xué)特征與湖南董家河鉛鋅礦床特征(曾勇 等，2007；湯朝陽 等，2009；左勇 等，2015；陳寅薩 等，2017；司妍博 等，2018)對比研究。

表1 天柱云洞鉛鋅礦特征與湖南董家河鉛鋅床特征對比表

綜上所述，從兩礦床的礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造、礦物組合，圍巖蝕變及流體包裹體特征來看，表明礦床的成礦流體屬中低溫成礦流體，成礦作用受地層、巖相及構(gòu)造熱液雙重因素控制，礦床成因?yàn)榈蜏爻练e改造型礦床(段其發(fā)，2014)。

4 成礦作用分析

4.1 成礦控制

(1)地層控礦

鉛鋅礦床嚴(yán)格受地層層位控制，具層控型礦床特點(diǎn)，賦礦層位為震旦系陡山沱組底部的白云巖中，頂板為灰色泥質(zhì)白云巖，與白云巖的界線不明顯。泥質(zhì)白云巖的厚度變化大，向上出現(xiàn)暗色泥質(zhì)頁巖，底板為冰為在云洞礦區(qū)，擾動(dòng)層的擾動(dòng)程度不強(qiáng)，主要是形成順層的裂隙-充填構(gòu)造，“角礫化”的程度不高。裂隙間的充填物和其他地區(qū)蓋帽白云巖中擾動(dòng)層的充填物一致，早期為乳白色白云石，晚期為煙灰色的燧石、石英，在構(gòu)造裂隙中，早期乳白色白云石不發(fā)育。

(2)沉積相控礦

埃迪卡拉紀(jì)-寒武世時(shí)期，該區(qū)處于盆地邊緣斜坡。在盆地邊緣斜坡帶上老堡組沉積了厚度較大的硅質(zhì)巖夾炭頁巖組合，發(fā)育滑塌滑移構(gòu)造，局部形成滑塌角礫巖，代表斜坡相特征。而在盆地邊緣斜坡下部陡山沱組主要沒積了碳酸鹽巖夾少量陸源碎屑巖組合，碳酸鹽巖以泥質(zhì)白云巖為主，碎屑巖以粉砂巖為主，發(fā)育水平層理和細(xì)粒黃鐵礦紋理，代表淺海陸棚相特征(圖3a)。

圖3 天柱大河邊-云洞鉛鋅礦床成礦模式圖Fig.3 Mineralization model of Dahebian-Yundonglead-zinc deposit in Tianzhu

(3)構(gòu)造控礦

鉛鋅礦床主要產(chǎn)于北東走向背斜內(nèi)部，在背斜軸部發(fā)育一個(gè)大型正斷層，兩翼發(fā)育平行褶皺樞紐的逆斷層，后者可能與褶皺構(gòu)造變形同期，而正斷層晚于褶皺形成，切穿褶皺。該區(qū)褶皺及斷層主要為淺表層構(gòu)造樣式，與江南加里東期構(gòu)造特征一致，背斜構(gòu)造是內(nèi)生熱液礦床的主要控礦構(gòu)造。本區(qū)鉛鋅礦主要圍繞云洞背斜核部分布，在背斜核部或近核部兩側(cè)礦化較強(qiáng)，品位較富；遠(yuǎn)離背斜構(gòu)造，礦化相對較弱，若在背斜核部有斷層疊加對礦化更有利，如F2斷層破碎帶中見到鉛鋅礦化，表明鉛鋅礦化與構(gòu)造關(guān)系密切。

4.2 礦床成因分析

5 成礦模式

云洞鉛鋅礦床受地層、巖相及構(gòu)造熱液作用的雙重控制，礦床成因?qū)僦械蜏責(zé)嵋焊脑斓V床。成礦物質(zhì)來源主要來源于下伏含礦地層，部分來自基底變質(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的沉積地層，成巖后的低溫盆地內(nèi)熱鹵水作用以及構(gòu)造熱液活動(dòng)使下伏巖石、賦礦圍巖及局部基低變質(zhì)巖石中Pb、Zn元素發(fā)生了活化遷移而在有利的層位(陡山沱組)及容礦巖石(白云巖)最終富集成礦(圖3b)。

6 結(jié)論

天柱云洞鉛鋅礦床賦存于震旦系陡山沱組，嚴(yán)格受地層層位控制，具有淺海陸棚相控礦特征，其受構(gòu)造控礦明顯。成礦物質(zhì)主要來源于震旦系陡山沱組，部分來自于基底變質(zhì)巖，鉛鋅礦成礦作用成礦經(jīng)歷了沉積成巖和后期熱液改造階段，礦床成因?qū)僦械蜏爻练e改造礦床。