四川洪雅县白沙河铅锌矿地质特征与成因

赵逊，吴鸿锦，林浩，辛堂



四川洪雅县白沙河铅锌矿地质特征与成因

赵逊，吴鸿锦，林浩，辛堂

（成都理工大学地球科学学院，成都 610059）

白沙河铅锌矿区位于扬子准地台成矿省西缘荥经～汉源黑区远景区汉源～团宝山铅锌矿靶区。通过对该矿区的区域地质、矿区地质、矿体地质特征、成矿物质来源、成矿时代与温度的研究探讨，总结该矿区的地质特征、成矿成因与类型、成矿模式，认为该铅锌矿属于典型的密西西比河谷型（MVT）铅锌矿床，经历了“沉积-成岩-后期热液改造-次生改造”的成矿模式，以上结论为进一步研究该矿床的成矿规律，指导下一步地质找矿作提供了参考。

铅锌矿；地质特征；成因探讨；白沙河

白沙河铅锌矿区大地构造位置位于康滇地轴北段汉源—峨边东西向基地隆起构造带上。该区分布有团宝山、黑区-雪区、唐家、乌斯河、牛心山、宝溪水、银厂沟、老鹰岩等铅锌矿床。关于该地区矿床成因的观点众多，如张燕等提出了沉积-改造原因[1]；曾忻耕等提出了峨眉山玄武岩提供成矿物质或成矿热动力[2]；郑传仑等认为是由于燕山运动引起的地下热卤水运移导致矿床的形成[3]；王小春认为是密西西河谷型（MVT）铅锌矿床（MVT）[4]；邵世才等认为容矿围岩地层和深部矿石提供矿物来源的混合成因[5]；张立生认为是喀斯特成因[6]等。笔者在对该矿床进行了矿床特征、矿石矿物、围岩蚀变、地球化学等方面的研究后，认为该矿床属于典型的密西西河谷型（MVT）铅锌矿床[7]。

1 区域地质背景

白沙河区铅锌矿位于扬子准地台西缘，上扬子台坳、峨眉山断拱的组成部分，西与南北延伸的康滇地轴的泸定—米易台拱相邻，南与凉山褶皱束相连[8]。区内以晚古生代的寒武系地层、震旦系最为发育，其次有奥陶系、第四系等，其他地层在本区缺失；震旦系主要为一套沉积及火山岩系，寒武系地层主要为一套海相碳酸盐岩；该区位于川滇经向构造体系东部亚带的北段，地质构造复杂，断裂和褶皱构造发育，发育有多组北西向及南西向的构造体系；区域岩浆岩不发育，种类少，分布范围小，发育有前震旦纪变质基性火山岩和花岗岩，早震旦纪的酸性、中性火山岩及黑云母花岗岩（图1）；区域内铅锌矿主要分布于震旦系顶部和寒武系底部的层间破碎带，以及后期沿构造裂隙充填交代而成的铅锌矿。

图1 白沙河地区区域地质与矿产简图

S1龙马溪组；O2宝塔组； O1奥陶系红石崖组+巧家组；∈1梅树村组； Zb震旦系灯影组；Zb震旦系观音崖组； Za震旦系流纹岩段；1 地质界线；2断层；3铅锌矿区；4 白沙河铅锌矿区；

2 矿区地质特征

2.1 地层

矿区内出露地层主要有：

1）灯影组第二段：岩性为灰至浅灰色厚层状微粒、细粒白云岩，以葡萄状、皮壳状构造发育为主要特征，厚311.31～368.30m，中下部可见核形石。

2）灯影组第三段：岩性为浅灰、灰色厚层状微粒白云岩、层纹状白云岩，普遍含有深色的芝麻点状凝胶碎屑，以及见有较多的叠层石，厚201.37～323.34m，该段中下部层间破碎带中局部富集铅锌矿。

3）灯影组第四段：岩性为灰白～浅灰色中厚～厚层状微～粉晶白云岩，常夹燧石条带或结核，厚130.95～134.45m。

4）其它出露有寒武系下统麦地坪组、筇竹寺组、沧浪铺组、龙王庙组、寒武系中统陡坡寺组（图2）。

2.2 构造

矿区内断裂构造普遍发育，按断层性质、展布方向及成矿关系可分为三组

1）近南北向断裂构造，位于矿区南部，以F7断层为代表，倾向70°～79°，倾角58°～65°，断裂宽0.5～1.8m，断层带内可见黑色断层泥、黄铁矿化、铅锌矿（化），可见断层阶步，为正断层，该断层为Ⅳ号矿体成矿提供的空间。

2）近东西向、北西向断裂构造，主要有F1、F2、F3、F4、F5、F8，F1断层为区域上流沙坡断层的东段，F2、F3、F断层为流沙坡断层的分支，倾角42°～56°，属于压扭性断层；F5、F8断层在区域上与白沙河断层相连，走向108°～115°，断层两盘岩层无挤压，仅有破碎现象，属于张性断裂，以上断层与白沙河矿区的成矿无关。

3）层间破碎带及层间滑动，主要分布在整个矿区地层灯影组三段中下部，倾向85°～160°，倾角5°～12°，宽0.1～3m,层间破碎带具有张性特征，往往具有菱镁矿（化）、铅锌矿（化）、

方解石（化）等，为本矿山Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号矿体的主要含矿构造。

图2 白沙河矿区地质简图

Zb2震旦系灯影组二段； Zb3震旦系灯影组三段；Zb4震旦系灯影组四段；∈1c+1寒武系沧浪铺组、龙王庙组∈1m+q寒武系麦地坪组、筇竹寺组；1 地层界线；2 断层；3矿体

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

白沙河铅锌矿根据其矿体特征可分为两种，一种是赋存于寒武系灯影组三段中下部灰色微晶中-厚白云岩层间破碎带中的铅锌矿，主要由层状、似层状、扁豆状、透镜状、囊状等，分布有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号矿体；另一种是赋存与断层破碎带中的脉状、筒状矿体，主要为F7断层控制的Ⅳ号矿体。

1）Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号矿体：位于矿区中部寒武系下统麦地坪组灯影组第三段底部和灯影组第二段顶部之间，总体为不连续似层状，局部为不规则透镜状、囊状、豆荚状。矿体走向90°～235°，倾向180°～325°，倾角6°～12°，厚度0.2～2.5m，矿体厚度变化较大，品位Pb+Zn 2%～5%。

2）Ⅳ号矿体：位于矿区南部一窝盆草的寒武系

下统麦地坪组、沧浪铺组、龙王庙组中，矿体赋存于F7断层中，穿层特征明显，呈脉状、透镜状产出，矿体走向160°～169°，倾角53°～65°，厚度为0.5～1.0m，矿体厚度较稳定，品位Pb+Zn 3%～15%。

图3 条带状矿石（Ⅱ号矿体）

图4 致密状黑矿（Ⅳ号矿体）

3.2 矿石特征及围岩蚀变

白沙河矿区的矿石类型主要有两种：

第一种主要赋存于层间破碎带中的矿石（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号矿体中），该矿石矿物成分简单，以褐红色闪锌矿为主，少量铅灰色方铅矿及黄铁矿；脉石矿物有白云石、重晶石、石英、方解石等；矿石结构以粗～巨晶自形～半自形结构为主，以中细～细晶半自形～它形结构次之；矿石构造主要由层状构造、似层状构造、透镜状构造、团块状构造、花斑状构造、细脉侵染状构造、网脉状构造等组成（图3）。

第二种是赋存于断层破碎带（F7断层）中的“黑矿[9]”（Ⅳ号矿体中），该矿石成分组分复杂，以深色方铅矿为主，闪锌矿次之，部分矿体边缘出现大量的黄铁矿；脉石矿物有菱镁矿、白云石、黄铁矿、方解石等；矿石结构以深色细晶它形粒状机构为主，粗晶半自形-自形结构次之，构造以致密块状、团块状、角砾状和细脉侵染状构造为主（图4）。

矿石的物质组分及成矿的围岩蚀变类型简单，并且呈现出其与矿化地层岩性组合之间的依附关系。围岩蚀变主要为菱镁矿化、重晶石化、少量硅化和黄铁矿化。

4 矿床成因

4.1 成矿物质来源

4.1.1 铅的来源

对于本区域铅锌矿床铅的来源，根据林方成[10]，曾忻耕[2],徐旃章[9]等人的研究，本区铅锌矿的成矿物质的来源常具有多源的特点，成矿物质主要来自赋矿围岩（震旦系灯影组碳酸盐岩）及其下部的澄江组火山岩系，Pb、Zn、Fe部分可能来自二叠纪玄武岩。

表1 白沙河地区相邻铅锌矿床铅同位素特征表 矿区矿物206Pb/204Pb207Pb/204Pb208Pb/204Pb模式年龄（Ma）ΔβΔγ资料来源 团宝山方铅矿20.04516.91642.100525.0105.96148.96引自四川省地质矿产局攀西地质大队[16] 方铅矿19.72816.73241.435536.294.01131.39 方铅矿21.05117.77244.291714.8163.42218.92 方铅矿19.71016.71441.288529.392.78127.03 方铅矿19.71016.75341.403565.8110.51152.68 方铅矿21.05017.77044.290713.6163.26218.83据徐旃章等[9] 方铅矿19.55016.71041.280618.593.14131.22 方铅矿19.71016.75041.400563.195.36131.75 方铅矿18.37015.77038.470399.030.2844.18 方铅矿18.65015.82039.190263.032.8457.53 唐家方铅矿17.89615.64837.943589.723.4738.46引自四川省地质矿产局攀西地质大队[16] 方铅矿17.91615.67738.066608.125.4942.67 方铅矿17.87615.62237.872574.621.6735.83 闪锌矿17.84515.58337.756552.218.9831.64 黄铁矿17.83015.56737.792544.517.8832.28 牛心山方铅矿18.35215.63838.314256 据李同柱[11] 宝水溪闪锌矿19.12515.56238.975425 闪锌矿19.12615.63139.086327 银长沟方铅矿18.51715.80938.469218 据刘文周[12] 方铅矿18.41715.79538.729187

本次研究收集了白沙河铅锌矿区相邻地区铅同位素值20个（表1），从铅同位素测试结果分析，该区域内，矿石铅同位素的组成不稳定，206Pb/204Pb=17.845～21.051，207Pb/204Pb=15.562～17.772，208Pb/204Pb=37.756～44.290；根据样品模式年龄显示，铅模式年龄为187Ma～714.8 Ma，从中反映了矿石铅具有不同的来源。为了进一步确定白沙河铅锌矿床矿石铅源区的构造环境，查明铅的来源（参照团宝山铅同位素），将铅同位素数据投影到Zartman构造模式示踪图（图5）分析显示，样品投影点主要分落在造山带增长线上方，可分析其铅来源为上地壳围岩；根据铅同位素Δβ-ΔγΔ成因分类图（图6）显示，白沙河铅锌矿种铅部分来源于地幔混合的俯冲带铅、上地壳源的混合。

综上分析，该区域的铅主要来源于上地壳和地幔混合的俯冲带铅、上地壳源的混合。由于白沙河铅锌矿与团宝山铅锌矿的含矿层位于同一地层（灯影组碳酸盐岩）、同属于冷桶山向斜的北西翼、相同的两种矿石类型和地质成矿背景，因此，参照团宝山铅同位素结果，我们可以得出，白沙河铅锌矿的铅源主要来自源于上地壳，即铅锌矿主要来自赋矿地层灯影组碳酸盐岩以及其下部的澄江组流纹斑岩，部分来源于上地壳和地幔混合的俯冲带铅，即可能来自二叠纪的玄武岩。

图5 白沙河地区相邻矿山铅同位素组成图[9] [11] [12] [16]

（底图据Zartman等[17]）分类图解（据朱炳泉[14]）

图6 白沙河地区相邻铅锌矿山铅同位素Δβ-ΔγΔ成因分类图解[9] [11] [12] [16]（底图据朱炳泉[13]）

1.地幔源铅；2.上地壳源铅；3.上地壳与地幔混合的俯冲带铅（3a岩浆作用；3b.沉积作用）；4.化学沉积型铅；5.海底热水作用铅；6.中深变质作用铅；7.深变质下地壳铅；8.造山带铅；9.古老页岩上地壳铅；10.退变质；

4.1.2 硫的来源

本次研究收集了白沙河铅锌矿相邻地区硫同位素值45个（表2），通过对整个区域统计结果显示，δ34S值得变化范围在3.1%～23.6%之间，平均值在14.38%，主要集中在16%～18%之间，δ34S值均为正值，反映它们以富重硫为特征，说明硫主要是由蒸发硫酸盐和海水硫酸盐提供；此外，黄铁矿中δ34S出现个别为负值，说明其硫源有部分是生物成因的；结合白沙河矿区和本区域相邻矿山的成矿特征和规律，我们可以得出：白沙河铅锌矿的硫源，是由大气降水、地下水淋滤及深部热卤水循环从本区的赋矿地层（灯影组碳酸盐岩）中带出的硫以及部分生物硫组成。

表2 白沙河地区相邻铅锌矿山硫同位素特征表

4.2 成矿时代及温度

根据白沙河铅锌矿区相邻矿山的样品铅同位素测试（表1）可以看出，该地区铅锌矿的成矿时代大体可分为两组，一组为544.5～714.8Ma，另一组187.8～399.0Ma。根据这两组年龄值，结合白沙河铅锌矿的矿化、富矿层位的时代，前者为矿源层的形成时代，即晚震旦世到早寒武世，以震旦系灯影组到下部澄江组地层的时限，该时间为沉积-成岩期成矿物质初始富集、早期矿化的形成时间；后者年龄值与本区及区域的华里西-印支-燕山期构造活动、玄武岩喷发的时代相近，该时间限内，为后生改造成矿作用时期，即成矿物质活化、迁移、再富集并在有利的构造部位富集成矿。根据刘文周[12]，徐旃章[9]等人的研究，该区铅锌矿成矿主要温度范围125～250℃，属于中低温矿床，白沙河铅锌矿与团宝山铅锌矿同属于木桶山向斜西北翼， 两者具有相同的的成矿温度及时代。

4.3 形成过程及成矿模式

综合全文，关于白沙河铅锌矿的形成过程和成矿模式，我们可以得出以下结论：首先，在前震旦-寒武纪，矿物质在沉积-成岩期得到了初步的富集；其次，在华力西期-印支燕山期，经过后生改造作用，成矿物质经历活化、迁移、富集后在有利的空间（主要在层间破碎带、断层破碎带）成矿；最后，部分矿体再经历次生改造氧化作用，矿体被构造破坏，裸露地表，部分矿体在大气降水、地下水作用下，形成次生氧化物，并在岩溶岩穴、构造破碎空间中赋存下来。综上所述，白沙河铅锌矿床属于典型的密西西比河谷型矿床（MVT），经历了“沉积-成岩-后期热液改造-次生改造”的模式。

5 结论

1）矿体主要赋存于寒武系灯影组三段中下部的层间破碎带中，呈层状、似层状、透镜状、囊状等；其次是赋存于断层破碎带中，呈脉状、筒状等。

2）铅源主要来自赋矿地层灯影组碳酸盐岩以及其下部的澄江组流纹斑岩，部分来源于上地壳和地幔混合的俯冲带铅；硫源主要是由灯影组碳酸盐岩中硫以及部分生物硫组成。

3）该矿床的成矿温度范围为125～250℃，属于中低温热液矿床；成矿时代主要有两期，早期从晚震旦世到早寒武世，后期从华里西-印支-燕山期。

4）白沙河铅锌矿床属于典型的密西西比河谷型矿床（MVT），经历了“沉积-成岩-后期热液改造-次生改造”的模式。

参考文献:

[1] 孙燕，肖渊甫，李承德.汉源唐家铅锌矿同位素地球化学特征及地质意义[J].四川地质学报，1995,16（3）:211～215.

[2] 曾忻耕.地台活化与层控铅锌矿床[J].矿物岩石，1990,10（1）：43～51.

[3] 郑传仑.黔西北铅锌矿的铅锌来源[J].桂林冶金地质学院报，1994.14（2）：113～124.

[4] 王小春.天宝山铅锌矿床成因分析[J].程度地质学院学报，1992,19（3）：10～20

[5] 邵世才，李朝阳.扬子地块西缘震旦系灯影组层控铅锌矿床的成矿规律及形成超大型矿床的可能性[J].云南地质，1996,15[4]:245～353.

[6] 张立生.滇东北地区层控Pb-Zn的热液喀斯特成因 [J].地球学报，1997,18（1）：38～55.

[7] 刘英超，候增谦等.密西西比河谷型（MVT）铅锌矿床：认识与进展 [J].矿床地质，2002,27（2）：254～260.

[8] 四川省地质矿产局.四川省区域地质志[M].北京：地质出版社1991.

[9] 徐旃章，张寿庭.四川汉源团宝山铅锌矿资源调查与评价[M].成都：程度科技大学出版社，1993.

[10] 林方成.论扬子地台西缘层状铅锌矿床热水沉积成矿作用[D].成都理工大学，2005:25～39.

[11] 李同柱，大渡河谷中段铅锌矿床成因与成矿模式研究[D].成都理工大学，2007:43～48.

[12] 刘文周，王奖臻，李泽琴.康滇地轴东缘铅锌矿床地球化学特征[J].矿床地质，2002，21（增刊）:173～176.

[13] 朱炳泉.地球科学中同位素体系理论与应用—兼论中国大陆壳幔演化[M].北京：科学出版社，1998.

[14] 杨应选，管士平，林方成等.康滇地轴东缘铅锌矿床成因及成矿规律[M].成都：四川科技大学出版社，1994.

[15] 林方成. 扬子地台西缘大渡河谷超大型层状铅锌矿床地质地球化学特征及成因[J].地质学报，2005,79（4）：540～556.

[16] 四川省地质矿产局攀西地质大队.康滇地轴东部汉源至会理会东地区铅锌矿富集规律与靶区研究[R]..1992.

[17] Zartman R E,Haines S M.The plunbotectonic model for Pb isotopic systematic among major terrestrial reservoirs-a case for bidirectional transport [J].Geochim.Chsmochim.Acta，1988,52：1327~1339.

Geological Features and Ore Genesis for the Baishahe Pb-Zn Deposit in Hongya, Sichuan

ZHAO Xun WU Hong-Jin LIN Hao XIN Tang

（College of Earth Sciences, Chengdu University of Technology, Chengdu 610059）

The Baishahe Pb-Zn deposit in Hongya is located in the Yinjing-Hanyuan Pb-Zn ore belt on the east edge of the Yangtze paraplatform metallogenic province. The paper has a discussion on the regional geology, geological features, ore material source, mineralization temperature and metallogenic epoch of the deposit and believes it is a typical Mississippi valley type （MVT） Pb-Zn deposit.

Pb-Zn deposit; geologic feature; ore genesis; Baishahe

P618.41、42

A

1006-0995（2016）03-0401-05

10.3969/j.issn.1006-0995.2016.03.011

2015-11-20

赵逊（1989-），男，四川省都江堰市人 ，研究生在读，研究方向：构造地质学