湖北武当山地区铅锌矿控矿条件及成矿规律

2014-12-23杨清富

科技视界 2014年2期

杨清富宋汉

(湖北省地质调查院，湖北武汉 430034)

0 引言

位于扬子地台中段北缘的青峰断裂带地区上元古界地层灯影组内已发现众多的铅锌矿床（点）（图1），它们均赋存在海相沉积岩系中，并较明显地受构造控制。经过近两年的评价，已在该区探求333+3341铅锌资源量80 余万吨，预测3342铅锌资源量200 余万吨，表明该区沉积岩系内的铅锌矿具有极大的找矿潜力。然而，本区的铅锌矿找矿工作虽然开展较早，但仅局限于单个矿点的踏勘调查，工作程度相对较低，未能从区域角度对其铅锌矿化特征与成矿特点进行总结。本文着重分析并探讨了青峰断裂带地区上震旦统灯影组沉积岩内铅锌矿控矿条件及成矿规律，以期对类似矿床的研究和勘查提供参考意义。

1 区域地质背景

本区跨秦岭褶皱系与扬子地台两个一级大地构造单元（图2），构造较复杂。青峰断裂呈北东东-近东西向展布，是本区南北沉积相、沉积建造、岩浆活动、变质变形成矿作用的分划性构造。断裂以北属南秦岭印支褶皱带东段南缘（地槽区），南为扬子准地台大巴山-大洪山台缘褶带（地台区）[1]。

秦岭地槽区主要出露中上元古界武当岩群-古生界志留系。武当岩群为变细碧-石英角斑岩建造及碎屑沉积岩，下震旦统耀岭河组为一套变细碧-角斑岩建造，上震旦统陡山沱组和灯影组为碎屑岩-碳酸盐建造，寒武系为浅海相炭硅泥质岩-碳酸盐岩建造，奥陶系主要为浅海相细碎屑岩和泥质岩组合。中上元古界武当岩群以变中酸性火山岩为主夹少量细碎屑的上亚组，是银金多金属的含矿地层。扬子地台区主要出露震旦系上统灯影组，寒武系下统牛蹄塘组、石牌组、天河板组、石龙洞组，中统覃家庙组和上统娄山关组[2-3]。其中震旦系上统灯影组及寒武系下统牛蹄塘组为铅锌的主要矿源建造。具工业价值的铅锌矿主要分布于上扬子台坪北缘，赋矿地层主要为灯影组，富镁碳酸盐岩是有利的赋矿围岩[4]。

青峰断裂构造线呈近东西向展布，断面呈波状起伏，倾向北，倾角20-45°。断裂以北的地槽区发育一系列北西向及北东向的紧密线性褶皱和脆韧性走向断层（图1），以南的地台区则发育一系列东西向近平行、向北倾斜的逆冲断裂。槽区岩浆活动频繁，岩浆岩分布较广，根据岩浆岩侵位的主要层位及变质程度，大致将区内岩浆活动分为晋宁旋回和加里东旋回，晋宁旋回伴随基性火山岩-酸性火山岩同源演化派生的基性、超基性岩，并以前者为主，多侵位于武当岩群、耀岭河组；北西部地区岩浆岩主要为加里东期碱性-粗面质火山喷发岩和侵入岩，伴随有超基性-正长岩的岩浆活动，局部见碳酸岩，多侵位于下古生界地层之中。前者为大陆边缘活动带的产物，后者为加里东再生地槽的陆间裂谷产物[5]。区内地层均遭受不同程度的区域变质作用，变质程度属低绿片岩相。此外，区内动力变质岩分布广泛，多集中于韧-脆性剪切带内，主要有糜棱岩、构造片岩、碎裂岩等。台区岩浆活动弱，未见岩浆岩分布。

图1 湖北青峰断裂带地区地质矿产略图

2 矿床特征

2.1 矿体特征

图2 秦岭褶皱系东段构造单元示意图

矿床以铅锌为主伴生银，铅锌平均比值为1∶2.8-1∶34，银含量与铅锌含量呈正相关关系。矿体呈层状、似层状、局部呈大的透镜状产出（图3、图4），产状与地层产状近于一致。矿体严格受构造和地层双重控制，铅锌矿化呈网脉状、细脉状、局部为团块状赋存于背斜核部灯影组内的顺层断裂破碎带中，含矿围岩为碎裂状角砾岩化白云岩。主矿体长600-4090m，平均厚度1.37-19.25m，平均品位Pb1.04-3.79%，Zn3.72-13.07%，Ag13.08-21.84g/t。单样最高品位Pb9.88%，Zn29.33%，Ag57.10g/t。

2.2 矿石特征

矿石矿物主要有闪锌矿、方铅矿、菱锌矿、纤锌矿、黄铁矿、磁铁矿、伴生银矿物等，次生矿物有褐铁矿、铅矾等，脉石矿物主要为白云石、方解石、石英等。少量矿石全分析结果显示，矿石中S、W、Ag 含量较高。方铅矿呈细粒集合体沿主裂隙带交代充填于白云岩中，闪锌矿呈他形和半自形粒状交代充填于白云石脉中，纤锌矿呈纤维状、柱状集合体分布于闪锌矿间。根据地表及浅部氧化程度，目前暂将其归为混合矿石类（铅锌氧化率10-30%）。矿石结构主要为他形粒状结构、交代残余结构和碎裂结构，矿石构造主要为细脉浸染状构造，次为块状构造、条带状构造和角砾状构造等。

2.3 围岩蚀变

围岩蚀变主要有褐铁矿化、碳酸盐化、硅化及黄铁矿化等。其中，褐铁矿化为主要蚀变种类，地表表现为极易识别的褐红色铁帽。碳酸盐化以白云石化为主，方解石化次之，白云石呈菱形及它形粒状，粒度0.01-0.08。硅化以烟灰色糖粒状石英细脉为主，石英呈半自形粒状。含矿围岩受构造作用影响普遍发生强度不等的机械破碎和角砾岩化。根据围岩蚀变、蚀变矿物组合及矿化特征，认为青峰断裂带地区的铅锌矿属层控-碳酸盐岩型铅锌矿床。

图3 贵子沟铅锌矿区地质略图

图4 朝阳铅锌矿区地质略图

3 控矿条件

本区位处扬子地台前寒武、加里东、燕山期金、锑、金刚石、铅、锌、银Ⅲ级成矿区，青峰断裂带铅锌多金属Ⅳ级成矿带。根据已发现的铅锌矿床（点）的成矿条件分析，本区主导成矿因素，主要体现为地层、构造、古地理环境及有利的地球化学、地球物理场等对成矿的控制作用。

3.1 赋矿地层

区内的铅锌矿床较严格受一定的地层层位控制，表现为层控特点，属初始矿源层。绝大部分具工业价值的铅锌矿床分布在上震旦统灯影组，含矿岩性主要为角砾状、碎裂状白云岩。其次是下寒武统牛蹄塘组含炭白云质灰岩、灰质白云岩。上震旦统灯影组及下寒武统牛蹄塘组为成矿元素高背景地层，是铅锌矿矿源建造。它们受后期地质作用改造，促使矿源层中的成矿物质活化迁移至有利岩性或构造部位富集成矿。

3.2 控矿构造

构造对区内矿产具有明显的控制作用，断裂构造是本类矿床的加富因素。本区位于秦岭褶皱系与扬子准地台两个一级大地构造单元的接合部位，处于大构造的边缘，区内构造活动十分强烈，它不仅是金属元素富集的有利场所，而且是后期成矿流体运移、沉淀的极佳构造空间。区内已知铅锌矿床主要受近东西向青峰断裂带控制，赋存于以上震旦统灯影组为核部的倒转背斜中，严格受顺层断裂破碎带控制。青峰大断裂及其次级断裂是控制铅锌矿的重要断裂构造，青峰断裂导矿性好，本身及其旁侧次级断裂成为良好的配矿、容矿构造。

3.3 古地理环境

本区具有形成铅锌矿的有利古地理环境及成矿物质来源。中晚元古代，沉积盆地处于扬子准地台北部，北与鄂北裂陷海槽相连通，南以川鄂古陆作为屏障，向西延伸到四川广元，向东则通达随州大洪山，形成了一个北西西向展布的狭长的而毗连古陆的坳陷盆地。上震旦统地层是发育在早期陆壳基底之上的被动大陆边缘沉积盆地的产物，沉积一套巨厚的含陆屑-藻礁的富镁碳酸盐岩建造，其海域性质具陆缘海特征和濒临于古陆的陆表海环境。中晚元古代海盆南侧的川鄂古陆载有成矿物质的碎屑被带入海盆中，从而形成矿源层。

3.4 地球化学、地球物理场

本区元素富集系数揭示在地壳化学成份上富集Cu、Ni、Au、As、Sb，在上地幔化学成份上较富集Cu、Pb、Zn、Mn、Ni、Li、Zr 等。本区地球化学场特征较为复杂。槽区地球化学场主要为K2O、Na2O、Nb、La、Y、Ba、Au、Ag、Pb、Zn 等多元素高值区，台区则以富含Cu、Ag、Pb、Zn、Zr、Au、Cr、Ni 而贫Ca、Al2O3为特征[6]。从异常分布规律看，铅锌异常大多呈近东西向分布于震旦系，与已发现矿产的赋矿层位完全吻合。经异常查证说明，较强的分散流、金属晕和重砂异常区，通常是矿化所在地，证明异常真实存在，与矿化关系密切，充分说明了该类异常属矿致异常。

本区处于扬子准地台一级磁场区武当随枣磁场亚区，表现为负磁场，总体反映区内磁场强度从东至西逐渐变低趋势，局部异常以线性排列为主。位于太行-武陵重力梯度带上，莫霍面向西陡倾，自东而西地壳厚度变大，重力负值变高，该梯度带西部，场值仅-126×10-5-40×10-5m/s2，为湖北省内最低值，等值线呈SN 向，近于平行。局部重力异常小而少，幅值低，可能反映了扬子台区大型隐伏构造岩浆岩带的存在。本区位于以NNE 向展布的太行-武陵深层构造变异带上，反映出莫霍面构造格局为脊状幔坡的总态势，基底结构类型属大别式基底，已有资料表明，扬子地台基底向北越过青峰-广济断裂，伏于本区武当岩群之下。本区恰处郧阳幔坡与旬阳幔坪转换过渡带上，反映活动性较强的深层构造背景。

4 成矿规律

（1）铅锌矿化严格受一定时代层位控制，主要呈团块状、网脉状、星散状赋存于上震旦统灯影组上段的碎裂状、角砾状白云岩中。不仅矿化发生在特定的沉积相中，并且成矿元素异常明显出现于该层位，在其它层位中成矿元素异常不明显。本区处于毗连古陆的坳陷盆地，具有利的沉积古地理环境及成矿物质来源。中晚元古代海盆南侧的川鄂古陆，载有铅锌质的碎屑被带入海盆中，经过机械搬运及溶解等化学反应，一部分以胶体形式沉淀下来而存在于白云岩中，从而形成区内初始沉积时期以星散尘埃状为主的第一世代白云岩型铅锌矿化。可以认为早期成岩是这类矿源层重要成矿期。

（2）初始沉积期形成矿源层后，地壳形变强度是本类矿床的加富因素，本区位处于两个大地构造单元的结合部位，构造活动强烈。经历了多期次构造变动的叠加与改造。早期形成的动力变质岩，再次发生破碎、变形，形成新的脆性动力变质岩组合。铅锌矿严格受位于上震旦统灯影组上段白云岩背斜核部的逆冲推覆断层破碎带控制。成矿物质在断裂带的次级裂隙中沉淀而形成角砾岩型和碎裂岩型铅锌矿。

（3）断裂带内的地球化学异常范围、峰值高低，与断裂带的宽度成正比。断裂带内地球化学异常与断层岩原岩关系极为密切，由白云岩原岩形成的构造岩，成矿元素易出现强度高、宽度大的构造地球化学异常。反映出断裂活动过程中有较多的流体参与，对断裂带的成矿作用具有重要的影响。

（4）矿床空间分布上具有明显的成带性，受深部构造及成矿物理化学场等多种因素控制，铅锌矿床集中分布在上扬子台缘褶带区内，呈近东西向带状分布。