湘西花垣铅锌矿田成矿模式

隗含涛，邵拥军，熊伊曲，刘伟，孔华，李群，隋志恒2,



湘西花垣铅锌矿田成矿模式

隗含涛1, 2，邵拥军1, 2，熊伊曲1, 2，刘伟3，孔华1, 2，李群1, 2，隋志恒2, 3

(1. 中南大学有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室，湖南长沙，410083；2. 中南大学地球科学与信息物理学院，湖南长沙，410083；3. 湖南省地质矿产开发局405队，湖南吉首，416099)

基于湘西花垣铅锌矿田位于扬子地块东南缘与雪峰(江南)造山带的过渡区，矿体主要呈层状和脉状赋存于清虚洞组下段第三、四亚段的藻灰岩中，构造和岩相是铅锌矿形成的关键控制因素，分析矿田地质特征、同位素地球化学、构造、岩相及矿源层等，并建立花垣铅锌矿田的成矿模式。研究结果表明：成矿硫来自板溪群马底驿组至寒武系地层中的硫酸盐的还原；铅锌来自板溪群马底驿组至寒武系下统石牌组地层；成矿流体为变质水、地层水和大气降水的混合流体；花垣—张家界断裂具明显的控相控矿特征，其派生的北东向雁列脉为流体运移的通道；台缘浅滩−生物礁相控制着矿床和矿体的分布。花垣铅锌矿田是在前陆盆地演化环境中受加里东构造运动影响而形成的MVT型铅锌矿床。

同位素；构造；岩相；矿源层；成矿模式；花垣铅锌矿田

花垣铅锌矿田位于湖南省西北部花垣县境内，具有规模大、品位低(Pb+Zn质量分数约3%)、易开采、易选冶等特征。目前，矿田范围内已发现矿床(点) 30余处，由北往南分布有杨家寨、大脑坡、李梅、芭茅寨、土地坪、长登坡、老虎冲、清水塘等矿床，形成了具千万吨级规模的铅锌矿田。但对于花垣铅锌矿田的成因，人们一直存在较大争议，主要有沉积成岩 型[1]、沉积改造型[2−3]、密西西比河谷(MVT)型[4−5]和浅成低温热液层控型[6]4种观点，这些成因由于存在差异在一定程度上制约了该区的找矿工作。究其原因在于前人对该矿田的成矿物质来源、成矿流体来源以及关键控矿因素等方面的认识存在不确定性。为此，本文作者在总结矿床地质特征基础上，进行系统的S，Pb，H，O多元同位素地球化学研究，结合构造及岩相古地理控矿特征分析以及地层成矿元素丰度分析，探讨区内铅锌矿成矿物质和成矿流体来源，分析花垣铅锌矿田的成因，并建立其成矿模式。

1 成矿地质背景

在大地构造上，湘西花垣铅锌矿田处于扬子地块东南缘与雪峰(江南)造山带的过渡区(图1(a))，湘西—鄂西成矿带的中部。区域自南华纪至早古生代经历了由裂谷阶段到被动大陆边缘阶段，再到前陆盆地阶段的演化过程[7−8]。在南华纪时期，扬子—华夏联合陆块发生裂解，在扬子地块内部形成了广泛的拉张环境，普遍分布有由支裂谷和大断裂控制的沉积沉降带。自震旦纪开始至裂谷活动停止，扬子地台东南缘远离洋中脊，进入被动大陆边缘阶段，陆壳由拉张向热沉降转换，沉积作用由陆源碎屑向碳酸盐沉积过渡[7]，直至早奥陶世沉积了广阔的碳酸盐台地[8]；自中奥陶世至志留纪，扬子与华夏两大地块发生陆陆碰撞，加里东造山运动剧烈，形成黔中、雪峰等多个隆起[9]，湘西北地区碳酸盐台地被来自于造山带的碎屑岩淹没，成为典型的周缘前陆盆地，此为闭合造山阶段。

区域广泛分布元古界板溪群、震旦系、古生界寒武系、奥陶系、志留系、泥盆系地层，尤以下古生界最为发育，沉积厚度超过4 km，岩浆活动不发育。区域褶皱总体平缓，北部为燕山期桑植复向斜，南东为加里东期古丈复背斜，花垣铅锌矿田位于桑植复向斜与古丈复背斜之过渡带中的次级构造摩天岭背斜两翼(图1(b))。区域断裂以NEE向和NE向为主，有松桃—张家界深大断裂(花垣—张家界断裂带是其北段一部分)、保靖—铜仁—玉屏断裂带(又称为麻栗场断裂带)及松桃—水田断裂带等，控制了本区早寒武世清虚洞期以及整个下古生代的地层、岩相及矿床的产出[10]。

花垣铅锌矿田总体走向NNE，主要出露寒武系下统石牌组含钙质、粉砂质页岩，清虚洞组白云岩(上段)和灰岩(下段)；寒武系中统高台组泥质白云岩；寒武系中上统娄山关群砂屑白云岩及第四系。各地层除第四系外，均整合接触。其中清虚洞组灰岩可细分为4个亚段，由下至上泥质含量减少，钙质含量增加。第三亚段(Є2q1−3)为浅灰—灰色巨厚层状(或块状层)泥晶−细晶藻灰岩，为铅锌矿主要赋矿层位；第四亚段(Є2q1−4)为浅灰—灰色厚—巨厚层状亮晶、泥晶粒屑、鲕粒灰岩，为次要赋矿层位。矿田褶皱以NE向的摩天岭背斜为代表，核部出露板溪群与震旦系，两翼为寒武系各统(群)、组，岩层产状平缓，倾角通常为5°~12°。矿田内断裂构造发育，以NE向断裂为主，次为NNE，NW和近SN向断裂，其中与成矿关系密切的断裂为NE向花垣—张家界断裂带(F1)、两河—长乐断裂带(F3)和NNE向麻栗场断裂带(F2)(图1(c))。

2 典型矿床地质特征

花垣铅锌矿田矿床(点)众多(图1(c))，矿体多为隐伏产出，主要呈层状，次为脉状赋存于清虚洞组下段第三、第四亚段(Є2q1−(3+4))厚层藻灰岩、粒屑灰岩中。各矿床矿体、矿石及围岩蚀变等特征均具有明显相似性，现以土地坪矿床为例，对矿床地质特征进行具体研究。

(a) 花垣铅锌矿田大地构造位置图；(b) 区域构造纲要图(据文献[4]修改)；(c) 矿田地质简图

土地坪矿床位于花垣铅锌矿田中部偏南，是当前开采规模最大的矿床。矿区出露地层主要为寒武系白云岩和灰岩，断裂不发育，褶皱有太阳山向斜及NNE向背斜，矿床位于两者复合部位。矿体按其形态和产状主要分为层状和脉状2类，此外，还有产于古岩溶孔洞或同生角砾部位的角砾状矿体，但较少见。层状矿体与围岩产状近于一致，呈似层状、透镜状、囊状，倾角一般为8°~15°，常具多层性，一般为4~7层。单层矿体厚度1~5 m(图2(a))，长数十米，沿走向常有尖灭再现现象。此类矿体规模较大，但品位较低，Zn品位平均为3%，Pb品位为0.1%~1.5%。脉状矿体既有形态规则的脉状(图2(b))，也有不规则的脉状和囊状，多沿规模相对较大的构造裂隙分布，走向为30°~50°，近直立，宽为3~20 cm，局部膨大可达50 cm；沿走向延伸长数米至数百米，Pb+Zn品位常大于10%，最富可达50%。脉状矿体中多含有围岩角砾，胶结物主要为方解石或白云石，围绕角砾矿化发育，反映其为流体液压致裂成因，后生成矿作用特征明显。矿区矿物组成简单，金属矿物主要为闪锌矿，次为方铅矿，含少量黄铁矿；非金属矿物以方解石为主，白云石次之，含少量重晶石、萤石、炭质沥青等。矿石结构以自形—半自形粒状结构为主，次为交代、填隙、包含等结构(图2(g)~(i))；矿石构造以花斑状(图2(c))、斑脉状构造为主(图2(e))，浸染状(图2(f))、细脉状、块状、角砾状、条带状等构造次之，偶见有环带状、球粒状构造。矿区围岩蚀变简单，以方解石化、白云石化为主，含少量重晶石化、萤石化、褪色化等低温蚀变。

(a) 土地坪层状矿体；(b) 土地坪脉状矿体；(c) 花斑状闪锌矿矿石；(d) 闪锌矿−方铅矿脉切断方解石−闪锌矿脉；(e) 斑脉状方铅矿闪锌矿矿石；(f) 浸染状方铅矿矿石；(g) 方铅矿交代闪锌矿、黄铁矿(−)；(h) 方铅矿呈细脉状充填于闪锌矿裂隙中(−)；(i) 方铅矿包含黄铁矿(−)

3 矿床地球化学特征

3.1 S-Pb同位素

花垣铅锌矿田硫同位素分析结果见表1。从表1可见：硫化物的硫同位素组成(34SV-CDT)分布范围为28.1‰~33.9‰，平均为31.8‰。其中，方铅矿的(34SV-CDT)为28.1‰~33.2‰，平均为30.2‰；闪锌矿的(34SV-CDT)为30.4‰~33.9‰，平均为33.2‰。硫酸盐(重晶石) 2个样品中，(34SV-CDT)分别为36.1‰和37.3‰，平均为36.7‰。花垣铅锌矿田硫同位素明显富集重硫，具典型壳源特征。样品KD2-7，KDB9-1-1A，KDT5-4-5b和KDH3-1-1中的闪锌矿和方铅矿，样品KDB9-1-1A和 T4-1中的重晶石和闪锌矿均各自为共生关系，其(34SV-CDT)富集顺序表现为(34S重晶石)＞(34S闪锌矿)，(34S闪锌矿)＞(34S方铅矿)，与硫同位素在热液矿物体系中的平衡结晶顺序一致，表明研究区矿物沉淀时基本达到硫同位素分馏平衡。

对2组重晶石−闪锌矿和4组闪锌矿−方铅矿的(34SV-CDT)进行硫同位素交换的(34S∑S)−(34S)投图(图3)，从图3可知，成矿热液的总硫同位素(34S∑S)为33.6‰~33.9‰，高于寒武纪海水硫酸盐的(34SV-CDT) (27‰~32‰)，说明本区成矿所需的硫除直接来自寒武纪硫酸盐的还原外，应有更富集(34SV-CDT)的源区。研究表明，寒武系下统牛蹄组重晶石(34SV-CDT)为33.04‰~41.02‰[11]，震旦系上统陡山沱组磷块岩(34SV-CDT)为34.2‰~42.4‰[12]，震旦系下统民乐组黄铁矿(34SV-CDT)为39.45‰~58.59‰[13]，显示研究区清虚洞组下伏地层普遍富集重硫，具有为成矿提供硫源的可能。

硫酸盐由氧化态的SO42−到还原态的S2−的转变，主要有热化学还原模式(TSR)和细菌还原模式(BSR) 2种机制。其中BSR的反应温度较低(＜150 ℃)，对热液矿床成矿的贡献较小，形成的硫化物(34SV-CDT)变化较大，且多具较大负值[14]；而TSR的反应温度更接近中低温热液矿床成矿温度，引起的硫同位素分馏值主要分布范围为2.5%~13.82%[15]。花垣铅锌矿田硫化物(34S)均为正值，分馏值为5%左右，故而推测TSR是研究区生成还原硫的主要模式。综上所述，花垣铅锌矿田硫源自板溪群马底驿组至寒武系地层沉积的硫酸盐，由热液萃取并携带至赋矿地层后，在有机质参与下发生TSR反应生成了成矿所需的还原硫。

图3 花垣铅锌矿田共生矿物对硫同位素交换的δ(34S∑S)−Δ(34S)图解

花垣铅锌矿田5种方铅矿、5种闪锌矿的铅同位素分析结果如表1所示。硫化物的(206Pb)/(204Pb)为17.88~18.13，平均为18.00；(207Pb)/(204Pb)为15.52~15.75，平均为15.66；(208Pb)/(204Pb)为37.63~38.51，平均为38.06。各矿物铅同位素组成变化较小，各矿床铅同位素组成也无明显变化，显示矿田铅来源一致。硫化物铅同位素特征值为9.36~9.81，平均为9.63，略高于来自U和Th相对富集的上地壳(9.58)；质量分数为35.22~39.68，平均为37.76，比正常铅的高(35.55±0.59)；为3.64~3.93，平均为3.79，与全球上地壳平均值3.88接近。上述特征表明矿床铅源物质成熟度较高，铀铅富集，钍铅略微亏损，具有上地壳或沉积物的特点。

表1 花垣铅锌矿田硫、铅同位素分析结果

测试单位：广州澳实矿物实验室；空白表示未检测；=(238U)/(204Pb)；=(232Th)/(204Pb)；(Th)/w(U)。

(207Pb)/(204Pb)−(206Pb)/(204Pb)图解与(208Pb)/(204Pb)−(206Pb)/(204Pb)图解见图4。从(207Pb)/(204Pb)−(206Pb)/(204Pb)图解可见：投影点大部分落于上地壳演化线之上，部分落于上地壳演化线和造山带演化线之间，少量落于造山带演化线与地幔演化线之间，说明硫化物铅为混合来源。在(208Pb)/(204Pb)−(206Pb)/(204Pb)图解中样品投影点也表现出相似特征，均显示铅主要来自上地壳，但有幔源物质参与成矿的信息。由于花垣地区未见到岩浆活动痕迹，矿床地质特征上未见成矿与岩浆活动相关的证据，因此，认为研究区成矿物质来自上地壳地层，这与SCHNEIDER等[17]所得结论一致。此外，SCHNEIDER等[17]对比了研究区硫化物铅同位素与地层(清虚洞组、石牌组及牛蹄塘组)的初始铅同位素组成，清虚洞组、石牌组及牛蹄塘组地层相比硫化物富含放射性成因铅，认为上述地层并非金属物质的主要来源，并推测成矿所需的金属物质主要来自基底地层。

3.2 H-O同位素

本次研究测定了成矿期14种方解石，2种重晶石样品中流体包裹体水的氢同位素(氘)(D)和氧同位素(18OSMOW)，见表2。成矿流体中的(18OH2O)由方解石和重晶石的(18OSMOW)进行换算所得，换算公式为： 1 000ln方解石−水=4.01×106/2−4.66×103/2+1.71， 1 000ln重晶石−水= 3.94×106/2−5.47×103/2+1.86[19]。在计算过程中，温度取流体包裹体测温结果峰值(见表2)。成矿期方解石(D)为−66.7‰~−32.3‰，平均为−46.8‰；(18OSMOW)为16.1‰~22.0‰，平均为19.40‰；(18OH2O)为−2.1‰~5.1‰，平均为1.69‰。2个重晶石样品的(D)，(18OSMOW)及(18OH2O)平均值分别为−62.2，−21.3‰及1.8‰。

表2 花垣铅锌矿田氢、氧同位素分析结果

测试单位：核工业北京地质研究院分析测试研究中心，2015年和2016年。

研究区氢、氧同位素在(D)−(18OH2O)图解见图5。从图5可见：数据投点主要位于变质水区域与大气降水线之间，且有向大气降水线漂移的趋势，另有少数点(早期方解石)落于变质水范围内，表明成矿流体并非单一来源。对比川滇黔地区大部分MVT铅锌矿床氢、氧同位素特征((D)为−94.3‰~−40.3‰，(18OH2O)为−8.21‰~10.08‰)[20]，花垣铅锌矿田氢、氧同位素((D)为−48.2‰~−32.3‰，(18OH2O)为−2.1‰~5.0‰)与其具明显相似性。川滇黔铅锌矿床成矿流体主要来自大气降水[20]，结合本区地质特征，推测花垣铅锌矿田初始成矿流体为变质水和地层封存水；随着成矿作用进行，有大气降水加入。

图5 花垣铅锌矿田成矿流体氢、氧同位素δ(D)−δ(18OH2O)图解(底图据文献[20])

4 构造及岩相控矿特征

4.1 构造控矿特征

花垣铅锌矿田各典型矿床空间分布上主要局限于花垣—张家界断裂与两河—长乐断裂之间(图1(c))，二者形成的断夹块为成矿有利部位。2条断裂成岩期控制了藻灰岩相带的展布，成矿期为流体的运移提供了通道[21]。研究区雁行断裂控矿特征明显。在矿田范围内，孔华等[22]认为存在2条北东走向的矿带，分别为以李梅—芭茅寨—土地坪—清水塘等矿床为主的李梅矿带和以大脑坡矿床为主的大脑坡矿带，两者呈雁行排列，其间约1.5 km的空白段为雁列之间的中断(图6(a))。在单个矿床内，矿体同样具有雁行排列现象。以清水塘矿床为例，依据见矿与未见矿钻孔控制的边界可知，矿体存在右行雁列，方位约NE40°，雁列间距约500 m，单个雁行段1~3 km(图6(b))。此外，本次研究统计了李梅、芭茅寨、土地坪、长登坡及老虎冲等矿床23个工作面内的33条碳酸盐脉(25条为矿脉)，脉体走向为30°~50°，单脉产状稳定，侧列排布，推测这些脉为雁行断裂的分支脉。综上所述，研究区应存在走向30°~50°的雁行断裂控制了矿床及矿体的产出，该断裂是在花垣—张家界断裂的左行剪切派生应力场作用下形成的张性次级断裂[22]，不仅为含矿热液的运移提供了通道，而且为矿质的沉淀提供了空间。

(a) 花垣铅锌矿田矿床雁列示意图；(b) 清水塘矿床矿体雁列示意图

4.2 岩相控矿特征

本次层序地层学及岩相古地理研究表明，研究区寒武系地层主要为台地体系，根据其沉积特征，又可分为开阔台地、台缘浅滩、台缘生物礁及斜坡等多种亚相。平面上，花垣铅锌矿田的矿化范围与台缘浅滩—生物礁相的展布高度一致(图7)，且藻礁越发育、厚度越大的地方矿化越好；垂向上，台缘浅滩—生物礁相具有多期叠加的特征，沉积了多期次的藻灰岩层，对应形成多层矿体。综上所述，台缘浅滩—生物礁相对成矿的控制作用明显，这是由于该类沉积环境宜于藻类的生长发育，有利于藻灰岩的形成。藻灰岩中富含有机质，为硫酸盐热化学还原反应的发生提供了物质基础。此外，藻灰岩富含藻腐孔，粒间孔隙发育，质纯性脆受力易产生脆性变形，化学性质活泼易发生交代作用等特征，均有利于含矿热液的运移及矿质的沉淀。

5 “矿源层”分析及判定

前人有关花垣铅锌矿田铅锌来源的认识存在较大争议，包括以下几种观点：1) 含矿层藻灰岩[1, 23]；2) 寒武系下统牛蹄塘组地层[24]；3) 震旦系至寒武系下统牛蹄塘组地层[21]；4) 来自震旦纪基底地层[16]；5) 奥陶系—寒武系地层[25]；6) 壳幔混合[2, 5]。

矿床地球化学特征表明，花垣铅锌矿田成矿物质主要来自地层。湘西北地层中Pb和Zn较高的丰度均出现在寒武系下统石牌组以下的地层[26](图8(a))，而其之上的地层中的Pb和Zn丰度均较低，其中清虚洞组地层Pb和Zn丰度分别为2×10−6~6×10−6和10×10−6~20×10−6 [26]，与中国东部碳酸盐岩地层丰度(Pb丰度为8×10−6，Zn为18×10−6)[27]相当，不足以为成矿提供所需的大量金属来源。花垣矿田清虚洞组(Pb与Zn的总丰度(40.4×10−6~190.3×10−6，平均为95.5×10−6)[21]远比湘西北清虚洞组地层的高，且以清虚洞组下段第三、四亚段Є2q1−(3+4)丰度最高(Pb与Zn的总丰度为190.3×10−6)[21]，在其上覆和下伏碳酸盐地层中Pb和Zn元素的丰度都较低，且表现出离含矿层愈远含量愈低的变化趋势(图8(b))。这可能是由以下2个原因引起。

1) 沉积期的原始积累，包括2种情况：①花垣矿田在清虚洞期处于特殊的地理环境，由地层风化产生的富Pb和Zn的碎屑物沉积形成；②由于同沉积构造活动驱使海底热卤水喷流作用带来Pb和Zn。2) 成岩后热液作用的富集，在热液活动作用下，下伏地层中的Pb和Zn元素发生迁移，在清虚洞组地层(尤其是Є2q1−(3+4))中富集。

早寒武世中晚期川黔湘一带处于斜坡—次深海环境[28]，湘西北地区处于台缘斜坡，花垣矿田处于台缘浅滩，在花垣矿田周围并无陆地出露，而康滇、泸淀及摩天岭古陆距离又远，源自陆源的成矿物质很难远距离运移至此，说明花垣矿田清虚洞组地层中的Pb和Zn并非来自陆源碎屑。蒋少涌等[29]认为湘西北地区在牛蹄塘期发生了海底喷流作用，影响范围较广，致使其富含Mo，Ni，V，Cu，Pb和Zn等金属离子，但此后喷流活动已结束[21]，说明清虚洞组高质量分数的Pb和Zn并非喷流作用形成，这与花垣铅锌矿无明显喷流沉积构造特征的地质事实相符。综上所述，研究区清虚洞组地层Pb和Zn的富集主要是后期热液活动作用的结果，经对比区域地层Pb和Zn元素丰度认为，花垣矿田成矿所需铅锌可能来自板溪群马底驿组至寒武系下统石牌组的地层。

(a) 花垣铅锌矿田清虚洞组下段第三亚段；(b) 第四亚段

(a) 湘西北区域地层铅锌元素质量分数分布[26]；(b) 花垣矿田地层铅锌元素质量分数分布[21]

6 矿床成因及成矿模式

6.1 矿床成因

花垣铅锌矿田成矿年龄约为410 Ma[16]，形成于扬子地块东南缘的前陆盆地环境中；矿体呈层状、脉状产于清虚洞组第三、四亚段藻灰岩、粒屑灰岩中；矿物组合以方解石—黄铁矿—方铅矿—闪锌矿为主；矿石结构包括自形—半自形粒状结及交代、填隙、包含等结构；矿石构造主要为花斑状、斑脉状构造，次为浸染状、细脉状、角砾状等构造；围岩蚀变主要为方解石化和白云石化；硫同位素明显富集重硫，反映硫来自板溪群马底驿组至寒武系地层沉积的硫酸盐的热化学还原反应；铅同位素组成稳定，具有上地壳铅特征，显示金属成矿物质来自上地壳；氢、氧同位素综合研究表明，成矿流体主要为地层水，有大气降水和少量变质水参与；矿体、矿床的分布受北东向各级断裂构造控制作用明显；矿化范围与台缘浅滩−生物礁相展布一致；赋矿层并非矿源层，金属成矿物质来自板溪群马底驿组至寒武系石牌组的地层。对比典型MVT矿床特征[30−31]，花垣矿田内铅锌矿床与其在成矿地质背景、矿体形态、矿石组构、围岩蚀变、成矿物质来源、成矿流体来源及关键控矿因素等方面均具有明显相似性，为MVT型铅锌矿床。

6.2 成矿模式

综合上述各项研究成果，结合区域大地构造演化特征，建立花垣铅锌矿田成矿模式，见图9。具体表述如下。

图9 花垣铅锌矿田成矿模式图

在裂谷及被动大陆边缘阶段，随着岩层的深度增大，地层中残余海水、粒间水受压力作用而被释放，黏土和膏盐类矿物因地温增高而脱水，形成地层水，并沿深大断裂和构造薄弱层向下渗透，到达深部的基底地层，混入少量的变质水。在此过程中，受地热梯度的增温作用形成了热的盆地流体。受上覆地层的负荷作用，流体被封存于深部，在温度梯度和浓度梯度作用下发生对流循环，淋滤及溶解了各地层中的卤素、铅锌元素以及硫酸盐，形成了含矿热卤水。

进入闭合造山阶段，湘西北地区处于前陆盆地环境，加里东构造运动的影响波及到花垣—张家界断 裂[32]，含矿热卤水在构造挤压应力、构造热以及盆地边缘隆起产生的地势差异等作用的驱动下，沿花垣—张家界深大断裂及其次级雁行断裂向上运移，且继续淋滤、萃取地层中的有用成矿元素。当含矿流体运移至清虚洞组藻灰岩时，受上、下低渗透性地层的隔挡，而滞留于该层位发生横向运移。此时，藻灰岩中生物骨骼腐烂后留下的孔隙及藻隙、各种同生角砾或鲕粒之间的空隙、古岩溶孔洞、层面间隙及缝合线构造等为流体的运移和矿质的沉淀提供了空间。流体及赋矿层中的硫酸盐在有机质的参与下发生热化学还原反应(TSR)，生成还原硫与流体中的金属离子结合形成金属硫化物。此外，成矿过程中大气降水的加入，会导致流体的物理化学条件发生变化，有利于成矿物质的沉淀。最终流体在向上运移的断裂中形成脉状矿体以及脉状、斑脉状、块状矿石；在藻灰岩孔隙、藻隙、层间微裂隙及缝合线构造等部位形成了层状矿体，花斑状、细脉状、浸染状矿石；在同生角砾、古岩溶孔洞中形成了角砾状矿体，角砾状、块状矿石。

7 结论

1) 花垣铅锌矿田各矿床主要分布于花垣—张家界断裂与两河—长乐断裂之间的断夹块部位，赋矿地层为寒武系清虚洞组上段第三、第四亚段，其岩性为藻砂屑灰岩和鲕粒灰岩。

2) 闪锌矿、方铅矿及重晶石硫同位素特征显示硫主要来自板溪群马底驿组至寒武系地层中的硫酸盐；硫化物铅同位素特征指示成矿金属来源于上地壳。方解石氢、氧同位素特征表明成矿流体并非单一来源，主要为地层水，含有少量变质水，有大气降水加入。

3) 花垣—张家界断裂成岩期控制了藻灰岩相带的展布，成矿期派生的次级雁列脉为流体运移提供了通道；台缘浅滩—生物礁相控制了矿床和矿体的分布；赋矿层清虚洞组地层并非矿源层，成矿金属来自板溪群马底驿组至寒武系下统石牌组的地层。

4) 研究区铅锌矿床是在前陆盆地环境中，受加里东构造运动影响形成的MVT型铅锌矿床。

致谢：

在野外工作中，得到湖南省地矿局405地质队余沛然总工程师、曾健康副总工程师以及余冰、杨兵、张劲松等工程师的热情帮助，在此深表谢意！

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武象廷把毛泽连和李云凤领到了车站办公室，又把毛泽东出的买票钱给了车站主任，说了一些感激的话，终于把毛泽连和李云凤送走了。

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(编辑 陈灿华)

Metallogenic model of Huayuan Pb-Zn ore field in the western Hunan Province, South China

WEI Hantao1, 2, SHAO Yongjun1, 2, XIONG Yiqu1, 2, LIU Wei3, KONG Hua1, 2, LI Qun1, 2, SUI Zhiheng2, 3

(1. Key Laboratory of Metallogenic Prediction of Nonferrous Metals and Geological Environment Monitoring, Ministry of Education, Central South University, Changsha 410083, China;2. School of Geoscience and Info-Physics, Central South University, Changsha 410083, China;3. 405 Geological Prospecting Party, Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development of Hunan Province, Jishou 416099, China)

Huayuan Pb-Zn ore field is located in the transition zone between the southeastern margin of the Yangtze Block and the Xuefeng(Jiangnan) orogenic belt of South China. Ore bodies are mainly layered and secondly vein-like in shape, and hosted within both the algal limestone of the third submemeber and the sand limestone of the fourth submemeber of the Lower Cambrian Qingxudong Formation. Considering that faults and lithofacies are the most important ore-controlling factors for formation of the Pb-Zn orebodies, the characteristics of ore geology, isotope geochemistry, faults, lithofacies and ore source bed were analyzed. The metallogenic model of Huayuan Pb-Zn ore field was built. The results show that the sulfur is derived from the in-situ thermochemical reduction of sulfates from the older basement to the Cambrian sediments; the ore metals are likely derived from the older basement to the Shipai Formation,and the ore-forming fluids are mixture of metamorphic, formation and meteoric waters. The Huayuan—Zhangjiajie fault belt largely controls the distribution of sedimentary facies and mineralization, and the secondary faults with NE dip direction act as channels for migration of the ore-forming fluids. Moreover, the distribution of deposits and orebodies are controlled by shallow and biological reef facies near platform margins. Huayuan Pb-Zn ore field is MVT-type Pb-Zn deposit, which is formed in a foreland basin due to the Caledonian orogeny.

isotope; structure; lithofacies; ore source bed; metallogenic model; Huayuan Pb-Zn ore field

10.11817/j.issn.1672-7207.2017.09.020

P618.42；P618.43

A

1672−7207(2017)09−2402−12

2016−01−10；

2017−03−21

中国地质调查局整装勘查项目(12120114052201)；中南大学“创新驱动计划”项目(2015CX008)；中南大学博士生自主探索创新项目(2015zzts069) (Project(12120114052201) supported by the Monoblock Exploration Program of the China Geological Survey; Project(2015CX008) supported by the Innovation-driven Plan of Central South University; Project(2015zzts069) supported by the Independent Innovation Program for Doctoral Candidates of Central South University)

邵拥军，教授，博士生导师，从事矿床学与成矿预测学研究；E-mail: shaoyongjun@126.com