湖南省邵东铅锌矿区的热水沉积特征

邓自贤,李欣文,刘峰, 肖旭华,王宇翔

文章编号：1672-5603（2020）02-05-5

摘 要 邵东铅锌矿区位于清水塘铅锌矿田东外围，地处贑湘桂上古台坳与湘中加里东坳陷的交汇部位，矿区地层为角度不整合的二元结构，铅锌矿体赋存于寒武系下统（∈1）地层的不整合面之上，受寒武系中上统（∈2+3）浅变质细碎屑岩与碳酸盐岩地层控制，具有典型的热水沉积特征。本文是在野外调研和分析总结前人成果的基础上，针对矿区边深部找矿而开展的新探讨。

关键词 邵东县;铅锌矿;热水沉积 ;地质特征

中图分类号：P618.4 文献标识码：A

Hydrothermal Sedimentary Characteristics of Shaodong lead-zinc Mine， Hunan Province

Deng Zixian1 ，  Li Xinwen1 ，  Liu Feng2，  Xiao Xuhua1，  Wang Yuxiang1

（1.The 303rd brigade of Hunan Nuclear Geology Bureau，  Changsha Hunan 410119; 2. Anhua County Natural Resources Bureau， Anhua Hunan  413500）

Abstract： Shaodong lead-zinc mine is located in the East periphery of Qingshuitang lead-zinc mine field， at the intersection of the upper paleotai depression in Jiangxi-Hunan-Guangxi and the Caledonian depression in central Hunan. The strata in the mine area are of angular unconformity binary structures. The lead-zinc ore bodies are located on the unconformity surface of the lower Cambrian （∈1） strata and controlled by the Cambrian system in middle and upper （∈2+3） shallow metamorphic fine clastic rock and carbonate rock strata， which are typical hydrothermal sedimentary characteristics. On the basis of field investigation， analysis and summary of previous achievements， this paper is a new discussion on the exploration of the deep side of the metallogenic area.

Keywords： Shaodong county; lead-zinc mine; hydrotheral deposition; geological characteristics

邵东铅锌矿区位于清水塘铅锌矿田东外围，邵东、衡阳、祁东三县交界处，行政隶属灵官殿镇和石株桥乡管辖。矿区包括金华山、马鞍山、小山头、耳石岭、新坑里、茶果山等六个矿段。

1 区域地质背景

矿区大地构造位置为贑湘桂上古台坳与湘中加里东坳陷的交汇部位、湘桂加里东复式向斜的北东部。区内NNE向和SE向构造发育，褶皱和断层相互叠加，形迹清晰。矿区地层为不整合的二元结构。

基底地層为前泥盆系一套地槽型重力流—滨浅海相碎屑岩—碳酸盐岩沉积建造，盖层为早古生界一套地台型陆棚滞流盆地相的复理石复陆屑—碎屑浊积沉积建造。铅锌矿产于角度不整合面之上的碳酸盐岩地层中。

上覆关帝庙花岗岩为印支期侵入的酸性岩体，呈岩基产出。

2 矿区地质

2.1 地层

矿区出露的地层大部分隐伏于花岗岩之下，主要有震旦系上统、寒武系、奥陶系下统和第四系（图1）。

震旦系上统留茶坡组（Zl）地层由厚层隐晶硅质岩组成，顶部见有薄层硅质岩，呈长透镜状分布于矿区东部和中南部;寒武系地层总体走向NNE，其中下统（∈1）地层由碳质板、薄层硅质岩组成，分布于矿区中部;寒武系中上统（∈2+3），由灰色夹紫红砂质板岩、长石石英砂岩、同生角砾岩、深灰色含粒屑泥质灰岩、灰白色夹深灰色条带状灰岩、灰绿色泥质粉砂岩等组成，不整合于寒武系下统（∈1）之上，为铅锌赋矿层位;奥陶系下统（O1）由泥质粉砂质岩板、钙质条带板岩、钙质板岩组成，产状与下伏地层一致，为整合接触关系;第四系（Q）风化花岗岩及砂板碎屑、泥土等分布于矿区低洼部位。

2.2 构造

矿区总体上为SE向裂陷槽与NNE向断陷带交汇而产生的滑脱变形构造，为一隐伏加里东NNE向复背斜，即区域横冲背斜的北延部分。该背斜褶皱形迹被印支期岩体覆盖而破坏严重，残缺不全，轴向26°—205°，两翼大致等斜，产状为60°～80°。核部地层为寒武系下统（∈1），两翼地层依次为寒武系中上统（∈2+3）至奥陶系下统（O1）。

矿区NNE向和SE向断裂构造较发育，均为地层沉积成岩同期或后期变形作用的产物。NNE向断裂为区域深大断裂—马杜桥孤形断裂的次级构造。具有断层规模大、活动时间长、地层切割深、顺层产出、常有构造角砾岩或后期脉岩充填等特点，控制矿区的东西边界;SE向断层规模小，无充填或偶见泥质充填，常集束成群出现，为成矿后的切层构造。

2.3 岩浆岩

关帝庙岩体沿早古生代裂陷槽盆地中心出露，总体呈东西向展布于全矿区，因NNE向断陷隆起而在矿区分为东、西两部分，东段略呈圆形，西段呈瓶塞状。主要岩性为二云母花岗岩、黑云母花岗岩，伴有电气石白云母花岗岩脉、花岗斑岩脉等多种脉岩。岩体平均年龄为223.4 ± 1.9 Ma。

3 矿床地质

3.1 赋矿围岩

据统计，区内地层成矿元素丰度值远高于地壳平均值，Pb 高出5～12倍，Zn高出2～3倍，表明寒武系下统和奥陶系下统地层中浅变质岩系为成矿的原始矿源层。

含矿层顶、底板围岩均为浅变质岩。底板围岩为寒武系下统（∈1）灰色夹紫红砂质板岩、长石石英砂岩，颜色较深;顶板围岩为奥陶系下统（O1）灰绿色泥质粉砂岩，颜色较浅（图2）。

3.2 矿化带

矿化带赋存时代为古生代早期，并严格受其拉张形成的构造环境控制。矿化带隐伏于花岗岩之下，其岩性为灰黑色夹紫红砂质板岩与灰绿色泥质粉砂质板岩、泥质灰岩、泥质粉砂质岩，夹泥质灰岩或泥质灰岩透镜体，同生角砾、粒屑构造、水下滑塌等软沉积变形构造发育。矿体直接容矿岩石主要是灰白色泥质灰岩，次为泥质粉砂岩，泥质粉砂岩常与泥质灰岩互为条带或透镜体。其主要特征：一是颗粒细，有大量的细粉砂级或粘土级的碎屑物;二是碳酸盐、二氧化硅、黄铁矿和有机质含量较高;三是具有板状劈理和沿层理裂开的特征（图3）。

矿化带宽约5～30m，最宽度可达50m。矿化带由上至下可细分三层：第一层矿化产于灰绿色泥质粉砂岩、粉砂质板岩夹泥质灰岩透镜体岩性层中，重晶石及铅锌矿呈小透镜体;第二层矿化产于灰白色夹深灰色粒屑灰岩层中，顶部为薄层状含重晶石灰岩，中部方解石条纹、条带及环带状灰岩夹浅紫色、浅蓝色萤石，软沉积变形特征明显，底部产似层状、网脉状铅锌矿体;第三层矿化产于深灰色同生角砾状灰岩夹条带状泥砂质灰岩层中，底部为层状或板柱状铅锌矿体（图4）。

据坑道调查取样，小山头矿段光谱分析结果表明矿区具有明显矿化分带（表1）。矿区NNE向断裂构造为同生断层。断裂带由内向外呈现Cu→Pb→Zn→Ba分带，从深部至浅部呈Cu→Zn→Pb→Ba分带。

3.3 矿体特征

据各开采矿段的储量核实报告统计（表2），矿区共圈出13个矿体。其中，马鞍山矿段矿体2个，小山头矿段矿体4个，耳石岭矿段矿体5个，金华山矿段矿体2个。除地表少量氧化矿体外，均为隐伏硫化矿体，矿床规模为小型。

（1）铅锌矿体产出严格受背斜构造控制，均产于背斜东翼，产状与围岩一致。根据其平面分布特征，矿区可分为马鞍山—新坑里、紫金山—耳石岭、茶果山—金华山等3个成矿带。

（2）矿体形态以似层状、网脉状为主，层状、囊状、柱状、扁豆状、透镜状次之。矿体走向上长30～150m，厚0.7～3.0m，延深80～500m，矿体走向多为100°～115°，倾向南东，倾角61°～73°。

（3）矿石结构主要有：半自形-自形粒状结构、包含结构、文象结构、残余结构等。

（4）矿石构造主要有：块状构造、条带状构造、浸染状构造、角砾状构造等 。

（5）矿石矿物组成：金属矿物主要有方铅矿、闪锌矿，次为黄铜矿黄铁矿;脉石矿物主要是重晶石、萤石、白云石等，次为方解石。

（6）矿区围岩蚀变总体较弱，矿体与围岩界线不明显，围岩蚀变主要是白云石化、重晶石化和萤石化，其次为硅化。

4 成矿控制因素

4.1 矿体产出受层位控制

矿区铅锌矿赋存于寒武系下统（∈1）砂质板岩与奥陶系下统（O1）灰绿色泥质粉砂岩之间的过渡部位，矿体主要产于泥质灰岩透镜体或条带状同生角砾状灰岩中。含矿层顶部为灰绿色泥质粉砂岩、粉砂质板岩夹薄层状含重晶石灰岩透镜体;中部为砾屑灰岩夹条纹、条（环）带状灰岩及脉状重晶石、萤石条带，底部为同生角砾状灰岩夹条带状泥砂质灰岩。尽管矿区地层发生了强烈的褶皱和岩体侵蚀，含矿层遭受了变形变质与构造破坏，但铅锌矿体的层控性仍十分明显。

4.2 矿体产出受同生断裂和次级沉积洼地控制

矿区铅锌矿体空间分布上局限于上生古代裂陷槽盆地和早古生代晚期的断陷带的叠加部位。前者呈东西走向，控制前寒武系沉积盆地的南北边界，基底断裂切割深，为成矿热流的裂隙式喷发通道，控制着沉积盆地的空间展布及沉积建造组合。在该沉积盆地内，除囊状、脉状和透镜状铅锌矿体外，还形成有与硅质板岩有关的铁铜矿化（祁东铁矿），为上古裂陷槽盆地内的次级同生断层，切割了新太古—古元古代结晶基底，控制了矿区的东、西边界和南北两侧的沉积建造组合。矿区南侧以浅海相砂质、砂泥质岩石为主，岩性主要为泥质砂岩、等矿区北侧则以浅海相-半深海相粉砂泥质岩石为主，夹多层厚度不等的泥质碳酸盐岩沉积。矿区内为有利于铅锌成矿的泥质碳酸盐岩夹砂质板岩、硅质板岩沉积建造组合。

4.3 矿体产出受岩相和沉积环境的控制

矿区铅锌化类型明显受岩相和沉积环境双重制约。区铅锌矿形成于陸缘沉积盆地中，围岩铜、铅、锌含量高，含泥质和硅质，碳酸盐矿物有方解石、白云石，其含量比例变化大，碳酸盐岩大多呈透镜状产出，分布不连续，地层中广泛出现沉积型黄铁矿，含有机质分解而来的碳质物，说明铅锌矿形成于相对封闭、水动力缓和、有机质丰富的浅海滞留还原环境。

4.4 矿体产出受成矿热流的控制

根据中南工大测定的清水塘矿田矿体流体包体分析资料：脉石英、重晶石、闪锌矿包体主要为液相，气液界线不清晰，形态规则。均一法测温表明，矿区闪锌矿形成于中低温度，中等盐度时期，结束于常温期，爆裂法测温显示本区成矿具有阶段性和脉动性;包体成分特征表明脉体中富Na、Cl而贫Ca、Mg，具沉积和层控矿床特征;气相成分中O2、N2明显偏高，闪锌矿中包体成分贫CO2，反映主要矿化段在深部。

根据南京大学测定的清水塘矿田同位素分析资料：矿区矿石中的硫主要来源于深源岩浆，并受到上部地壳物质的混染;铅主要来源于地壳，可能混有少量地幔物质;成矿流体以岩浆水为主，并有大气降水的混入;成矿流体中的碳主要来自深源岩浆，直接热源为上古时期地壳深部存在的岩浆房。源自上地幔及下地壳的岩浆热流在构造动力驱动下，沿深大断裂喷出地表，引起其周围海盆内海水对流循环和热水活动，为热水沉积成矿作用提供了前提条件。因距热源远近的差异和热水温度的不同，形成构造部位上的喷气沉积型—喷流沉积型铅锌矿床。

5 结论

邵东铅锌矿区矿化受上古裂陷槽盆地控制，且局限于马杜桥深大断裂北段的次级、同生—后期多次复活断裂带之间，产于古生代早期剧烈沉降的浅海半封闭沉积盆地中的次级背斜东翼。赋矿地层为寒武系中上统（∈2+3），矿体围岩常见同生成因的热水沉积硅质钙质泥质条带灰岩，呈层状产出，微晶-细晶结构，块状、层纹状和条（环）带状构造发育。因此，可以认为邵东铅锌矿属喷流沉积型矿床。

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