湖南龙山——保靖铅锌矿成矿规律及找矿标志

李烙，张文海

（1.昆明理工大学国土资源学院， 云南昆明 650504;2.西藏大学工学院， 西藏拉萨 850012）

1 区域地质概况

1.1 区域地层

龙山- 保靖地区是一系列沉积岩-浅变质沉积岩分布区。地层除石炭系、侏罗系、第三系缺失外，自元古界板溪群到第四系均有分布，其中寒武系、奥陶系发育最为完整，分布最为广泛。其中白垩系、第四系为陆相地层，其余均为海相地层。以茶洞-花垣-张家界深大断裂为界，南东侧主要分布元古界和古生界地层，北西侧主要分布古生界和中生界地层。受区域构造控制，地层呈北北东-北东向展布。

1.2 区域构造

该地区位于上扬子地块东南缘与江南地块之间的过渡带。该地区地壳构造运动经历了武陵期、雪峰加里东期、海西期、印支期和燕山期四个主要发展阶段。

区域构造线方向逐渐由东北向北偏转，形成湘西弧形构造带。该地区一级褶皱主要包括桑林向斜和古张复背斜。它们基本上控制了该地区的矿产分布。该地区一级断裂包括华源-张家界断裂、马利昌断裂(包泾-同仁-玉坪深断裂北段)、吉首-古掌断裂和乌朝河断裂。它们直接构成湘西弧构造带，在区域控相和控矿中发挥着十分重要的作用。

1.3 岩浆岩

区域内岩浆岩仅在古丈-吉首断裂带上的古丈龙鼻咀分布有面积约4km2，呈北东向展布的雪峰期基性-超基性浅成辉绿岩体出露，它呈岩床或岩盆形态整合产于板溪群地层中，与区域成矿物源有一定的联系。

表1 水质分析成果表

1.4 区域水文地质

研究区位于云贵高原东侧，八面山脉与武陵山脉的过渡地带。地形切割深，地势陡峻，群山起伏，“V”形谷发育，海拔标高一般在500m～800m，最大海拔标高位于缺台河上游王家坡山头，标高为1310.4m，最低海拔标高位于保靖县隆头镇以南约3km处的酉水河谷，标高为218.2m，相对高差一般在150m～300m。地貌类型以峡谷及中低山台地为主，次为中- 低山丘陵，局部为山前谷地或山间洼地。区内植被发育，覆盖率达90%。

区内区域上属长江水系，为澧水和沅水的上游地区，研究区自北至南主要水系有澧水北源支流、澧水南源支流、沅水上游酉水各支流，以酉水支流为主。主要河流有猛洞河、澧水北源河、洗车河、皮渡河等，均常年有水。丰水期流量一般在10～50m3·s-1，枯水期流量一般在1～8m3·s-1，7～8月雨期山洪爆发时最高流量可达500m3·s-1以上，最高洪水位可上升8m～10m。

研究区内以碳酸盐岩为主，次为第四系松散岩类和碎屑岩类，地下水类型以岩溶水为主，次为孔隙水和裂隙水，岩溶水赋存于碳酸盐岩中的溶洞、暗河、溶隙、溶孔内，孔隙水赋存于第四系松散岩类中，裂隙水赋存于碳酸盐岩及碎屑岩裂隙中。溶洞、溶隙、孔隙既是地下水储存的主要场所，又是地下水补给、迳流、排泄的通道。区内管道状岩溶发育，管道状岩溶水表现为溶洞水、暗河水、岩溶泉型式，其中以暗河水、溶洞较大，裂隙水往往水量不大，排泄方式为顺裂隙节理、层面、风化面等通道排出地表或排往附近暗河。孔隙水主要赋存于第四系松散沉积层中，分布范围较大，是区内地下水重要形式之一。

2 铅锌成矿规律

2.1 成矿物质来源

区域内广泛分布的寒武系地层（下统牛蹄塘组与石牌组页岩地层除外）主要为沉积厚度巨大的碳酸盐岩地层，岩性主要以亮晶残余砂屑云岩为主夹细～粉晶云岩及亮晶砂屑灰岩，藻灰岩等，岩石中有不同程度的白云石与方解石化，镜下见兰绿藻、藻鲕和藻屑，局部见充填构造和小型交错层理。岩石浅滩化序列发育，并见多个沉积韵律，为台地边缘浅滩相沉积环境。早-中奥陶世继承了寒武纪的沉积环境，也为台地边缘浅滩相。此时的沉积环境交替频繁，时而封闭（南津关期），时而开放（分乡期）到又封闭（红花园期）等，形成了矿田内奥陶系下统地层由亮晶不等粒砂屑灰岩，含云质灰岩-页岩-生物屑灰岩等复杂岩性组合，此间有大量的藻类繁殖。由于环境交替频繁，故未形成大面积分布的藻礁。

此外，根据铅和锌含量的分布特征区域地层见表2，较高的铅和锌丰度值出现在寒武系石牌组以下的地层中，而铅和锌层以上的丰度值只相当于或低于本地区的背景值。原因是前寒武纪早期石牌期，该地区的断裂(谷)的发展，和海底火山活动频繁，和金属元素从盆地的火山喷发堆积，导致增加铅、锌和其他元素在地层中。

表2 区域地层铅、锌元素含量表

然而，早寒武纪石牌期以后，火山活动停止，由于没有补充来源，上层地层铅、锌等元素丰度较低。

2.2 矿床成因

综上所述，本区铅锌矿床的矿源层为铅锌丰度相对较高的寒武系下统石牌组至元古界板溪群地层，铅属壳幔混合型铅，硫属同沉积和古海水硫酸盐中的硫，硅质来源于海底热泉；成矿溶液具还原性质，主要来自于上部地壳的Na+-Cl--Ca2+型或Na+-Cl--Mg2+热卤水；矿化度在热卤水正常范围内，成矿压力较低，平均深度约1.30km，成矿温度为99 ℃～197℃，属低温，成矿年龄普遍低于含矿地层年龄。此外，成矿液中普遍含有丰富的烷烃，表现出层控矿床的特征，与野外地质调查铅锌矿体主要集中分布在寒武系中统敖溪组与下统清虚洞组或奥陶系下统南津关组，分乡组及红花园组地层中是一致的。据此综合分析认为矿田铅锌矿床成因类型属层控型低温热液矿床。

3 控矿因素及找矿标志

3.1 控矿因素

3.1.1 地层岩性对成矿的控制

地层岩性对成矿的控制作用主要表现在区内矿体有选择性地分布在某些地层中的部分岩性内。花垣-张家界深大断裂以北工作区内的铅锌矿体主要分布在奥陶系下统南津关组、分乡组和红花园组地层中，极少量的矿体分布在中统宝塔组地层中。岩性以砂屑灰岩，生物屑灰岩中矿体分布最多，次为含云质灰岩。花垣-张家界深大断裂以南工作区内的铅锌矿体主要分布在寒武系下统清虚洞组下段与中统敖溪组上段地层中，少量的矿体分布在寒武系下统清虚洞组上段地层中。岩性以藻灰岩、藻屑灰岩、砂砾屑灰岩、细～粉晶云岩中矿体分布最多，次为含藻砂屑灰岩、含云质灰岩等。由于藻灰岩、砂屑灰岩、含藻砂屑灰岩、藻屑灰岩、砂砾屑灰岩、生物屑灰岩,岩石的孔隙结构是成矿热液溶液较好的通道并成为降水富集空间，而且在岩石周围有围岩蚀变现象和富矿化矿体。

3.1.2 构造对成矿的控制

构造作用主要体现在断层，节理，构造和裂隙。层间崩溃和关节致密区和解散差距由于应力集中,提供为含热液流体运移通道和降水空间，从而形成矿体。二平之间的过渡区背斜和洛塔向斜控制夏庄镇铅锌矿的分布范围的区域,红岩溪背斜轴和它相邻的两个翅膀控制大喜铅锌矿的区域，打溪的分布范围和盐井背斜轴及其相邻的两翼控制卡西湖铅锌矿的分布范围的区域。上述褶皱构造的配套次级构造在矿区内的各个地段发育程度是不一致的，如果层间虚脱，层间破碎带或北西向节理密集带，小断裂发育的地段，则为成矿有利地段。在成矿有利地段内矿化相对集中，矿体分布较密集或矿体规模较大，矿区内的各个矿段都是如此。它们的分布特征受背斜轴部或背斜与向斜的转折部位的次级配套构造发育程度所控制。

3.1.3 围岩蚀变对成矿的控制

围岩蚀变对矿化的控制作用主要表现在严格控制矿化阶段方解石、白云石化、黄铁矿化、重晶石和硅化蚀变所产生的铅锌矿体的空间位置。如花垣-张家界断裂北部工作区内已发现的铅锌矿体均100%地分布在含矿硅化灰岩蚀变体中，无论是似层状矿体，还是脉状矿体等均是如此；而花垣-张家界断裂南部工作区已发现的铅锌矿体均100%地与方解石化、白云石化、黄铁矿化、重晶石化中的一种或数种相伴出现，相互之间关系十分密切。

综上所述，研究区铅锌矿产出是上述控矿因素的最佳组合，形成岩性和岩相是成矿的基础和必要条件。构造在成矿过程中起主导作用，围岩蚀变在成矿过程中起重要作用。

3.2 找矿标志

3.2.1 地层标志

研究区内的寒武系下统清虚洞组、中统敖溪组和奥陶系下统南津关组、分乡组（及红花组地层是区内的主要含矿地层，为地层找矿标志。其中清虚洞组下段第三亚段与第四亚段及敖溪组上段地层是花垣-张家界断裂南侧工作区寻找似层状铅锌矿体的主要地层，而清虚洞组上段地层则为该区寻找脉状矿体的主要地层；南津关组第一段、第二段地层是花垣-张家界断裂北侧工作区寻找似层状铅锌矿体的主要地层，而第四段、分乡组及红花园组地层是寻找该区脉状铅锌矿体的主要地层。

3.2.2 构造标志

研究区内次级褶皱与断裂构造局部发育，其中背斜构造轴部及其附近、背斜和向斜构造的转折带则是区内的构造找矿标志。其层间破碎带，滑动面虚脱空间、岩溶空间为寻找似层状铅锌矿体的构造，而北东或北西向的节理密集带，溶隙，小断裂破碎带等是寻找脉状矿体的构造。

3.2.3 岩性岩相标志

清虚洞组藻礁灰岩，结晶云岩，敖溪组角砾状云岩和南津关组、分乡组及红花园组地层中的砂屑灰岩及生物屑灰岩均是工作区成矿有利岩性，为区内的岩性找矿标志。台地边缘浅滩相灰岩地层为区内铅锌矿的岩相找矿标志，区内所发现的铅锌矿床（点）均分布在该沉积亚相范围内。

3.2.4 矿化蚀变标志

花垣-张家界断裂北侧研究区的铅锌矿化均分布在含矿硅化蚀变灰岩体内，因此寻找南津关组、分乡组及红花园组。地层中的硅化砂屑灰岩与硅化生物屑灰岩蚀变体尤其重要，并判别它是否含矿。它是该区最直接的找矿标志之一；而花垣-张家界断裂南侧工作区的铅锌矿化均分布在方解石化、白云石化、黄铁矿化、重晶石化，角砾岩化灰岩或白云岩内，因此寻找区内的矿化蚀变体则是该区的直接找矿标志。