西秦岭凤太矿集区银洞山铅锌矿床成矿地质特征及成因探讨

文耀辉

（宝鸡八方山铅锌矿业有限责任公司，陕西 宝鸡 721703）

1 凤太矿区成矿地质特征

1.1 矿体产出特征

根据银洞山铅锌矿体产出特征可将其矿体划分为两类：Ⅰ.赋存于下部中泥盆统古道岭组（D2g）生物碎屑灰岩与上部上泥盆统星红铺组（D3x）含碳泥灰岩和含碳钙质千枚岩接触带中的似层状矿体，为铅锌主矿体，Ⅱ.赋存于接触带下部的古道岭组（D2g）生物碎屑灰岩中的透镜状矿体（图1）。

图1 银硐山铅锌矿床100勘探线地质剖面图

第Ⅰ类有Ⅰ—1、Ⅰ—2、Ⅰ—3、Ⅳ—1、Ⅴ—1号五条铅铅锌矿体（图1），总体为NWW走向，同区域构造线方向一致。矿体呈似层状和透镜状产于白杨沟—银洞山背斜（f1）和长沟—打柴沟背斜（f3）北翼。Ⅰ-3号矿体为主矿体，总体呈似层状；地表控制矿体长约340m，深部钻探控制矿体长约740m，矿体沿走向总体连续分布；矿体厚度不稳定，变化在0.51～3.45m，沿倾向最大延伸约365m。矿体的东段产状为200°∠70°；西段产状为20～30°∠80～90°。其它的小矿体长100～300m，厚度变化较大，且矿体受到横向断层的破坏，造成矿体在空间上不连续，但位错不大。矿石Pb平均品位1.40%，Zn平均品位3.57%。

第Ⅱ类矿体产于白杨沟—银洞山背斜（f1）北翼古道岭组（D2g）灰岩中，主要有Ⅱ—1、Ⅱ—2、Ⅲ—1号三条矿体（图1）。铅锌矿体规模较小，局部可见铜矿化，黄铜矿零星分布，形态不规则。矿体为层状和透镜状，呈透镜状的矿体不连续。矿体总体走向120°～125°，矿体长30～200m，厚度变化较大，在0.73～1.95m。矿石Pb平均品位0.74%，Zn平均品位2.77%。

1.2 成矿阶段

1.2.1 早期成矿阶段

早期成矿阶段以碳酸盐—多金属硫化物为主，主要特征是形成富闪锌矿的矿脉，方铅矿和黄铁矿与闪锌矿共生，构成了主要的工业矿体（图2）。

图2 Ⅰ成矿阶段矿体特征

矿物组成：矿石矿物以闪锌矿为主，其次为方铅矿和黄铁矿，可见少量的黄铜矿和磁黄铁矿。闪锌矿颜色多变，包括棕褐色、灰褐色及红褐色等；普遍为中—细粒半自形粒状（图3—j）；大多为浸染状和团块状，少量细脉状。方铅矿多呈细脉状、星散状和团块状与闪锌矿共生；多为细粒半自形—它形粒状。黄铁矿大多呈星散状、细脉状，少量团块状，半自形—自形粒状，与闪锌矿、方铅矿共生。少量的黄铜矿和磁黄铁矿，呈细粒它形—半自形粒结构与黄铁矿、闪锌矿共生。脉石矿物主要为方解石、白云石、绢云母及少量的石墨。方解石呈灰白色，呈脉状、不规则团块状与金属矿物共生；白云石呈白色，半自形—它形粒状，粒径0.05～0.25mm，均匀地分布于岩石中；绢云母呈无色，丝绢光泽，鳞片状，定向排列。

矿石结构：主要有交代结构、结晶结构、压力结构和固溶体分离结构。（1）交代结构包括：溶蚀结构，闪锌矿被方铅矿交代溶蚀（图3—a），黄铁矿被闪锌矿交代溶蚀，黄铜矿溶蚀交代黄铁矿，（图3—b）黄铜矿沿磁黄铁矿裂隙交代（图3—c）；交代残余结构，闪锌矿交代黄铁矿，黄铁矿呈孤岛状残留结构（图3—e）。（2）结晶结构包括：自形晶结构，在矿石和蚀变岩中可见自形晶的黄铁矿（图3—f）；半自形—它形晶状结构，团块状闪锌矿中常见中—细粒闪锌矿被细粒它形方铅矿胶结，磁黄铁矿呈半自形晶状结构，黄铜矿多呈它形晶状结构；共生边结构，闪锌矿与方铅矿接触边界平直，形成共生边界（图3—g）。（3）压力结构主要表现为黄铁矿的斑状压碎结构（图3—h）；蚀变岩中绢云母和微细粒石英的定向变晶结构。（4）固溶体分离结构表现为乳滴状结构，闪锌矿中含有乳滴状黄铜矿（图3—e）。

图3 Ⅰ阶段典型矿石手标本及镜下特征

矿石构造：矿石构造主要为块状、浸染状、细脉状及角砾状。（1）块状构造，矿物以中—细粒浅棕褐色闪锌矿为主，方铅矿较少，包裹有少量斑点状和团块状的石英，构成致密块状矿石。（2）浸染状构造，闪锌矿、方铅矿及黄铁矿呈浸染状产于由石英、碳酸盐等矿物组成的蚀变岩中（图3—i、j）。（3）细脉状构造，黄铁矿呈裂隙脉分布于团块状碳酸盐中（图3—k），闪锌矿呈裂隙脉分布于硅化蚀变岩中（图3—l）。（4）角砾状构造，中—细粒闪锌矿和石英胶结含碳硅化蚀变岩的角砾，形成角砾状矿石，而被胶结的灰岩角砾常呈透镜状、棱角状、次棱角状和不规则状。

1.2.2 晚期成矿阶段

晚期成矿阶段以石英—多金属硫化物脉为主，规模较小，可见其穿插了早期的碳酸盐—多金属硫化物矿脉（图4）。

图4 Ⅱ成矿阶段矿体特征

矿石组成：矿石矿物以闪锌矿、方铅矿及黄铁矿为主，含少量的黄铜矿。闪锌矿、方铅矿及黄铁矿多以团块状和细脉状的形式产出，黄铜矿呈零星状。方铅矿和闪锌矿都呈中—细粒它形—半自形晶状，黄铁矿呈半自形—自形晶状，黄铜矿都呈微细粒它形。脉石矿物以石英为主，其次为方解石和白云石，含少量的石墨。石英呈烟灰色，它形粒状，粒径0.1～1.0mm，常呈细脉状。

矿石结构：主要发育结晶结构、交代结构和固溶体分离结构。（1）结晶结构包括：自形晶结构，黄铁矿大多呈自形晶状结构（图4—c）；闪锌矿和方铅矿呈它形—半自形晶结构产于石英脉中。（2）交代结构以溶蚀结构为主，主要为方铅矿交代溶蚀闪锌矿（图4—d、e、f）。（3）固溶体分离结构主要为乳滴状结构，表现为闪锌矿中含乳滴状的黄铜矿。

矿石构造：主要为团块状、细脉状及浸染状构造。（1）团块状构造，方铅矿呈团块状分布于石英脉中，细粒黄铁矿零星分布；石英脉穿插灰绿色泥灰岩角砾。（2）细脉状构造，黄铁矿呈细脉状分布于石英脉中，可见少量的细粒黄铜矿、方铅矿及闪锌矿。（3）浸染状构造，闪锌矿、方铅矿及黄铁矿呈浸染状分布于硅化蚀变岩中。

1.3 围岩蚀变

银洞山铅锌矿体的形态较简单，矿体赋存部位比较稳定，矿体与围岩界线清楚。围岩主要为细晶灰岩、薄层含碳泥灰岩，围岩蚀变普遍发育。主要蚀变类型有：硅化、白云石化、大理岩化、黄铁矿化等。蚀变主要发育在顶底板近矿围岩，蚀变强度表现为越接近矿脉蚀变越强，远离矿脉蚀变减弱。白云石化、大理岩化、石墨化主要发生在早期成矿阶段，硅化和黄铁矿化贯穿两个成矿阶段。具体的蚀变特征如下。

硅化：硅化是矿区中最主要的一种围岩蚀变，分布广泛，发育在矿体内部及近矿体两侧的围岩中。表现为细晶灰岩发生硅化，硅化灰岩颜色较浅，常呈灰白色，岩石硬度增强；隐晶质石英呈乳白色，以脉状、不规则团块状形式穿插于矿体中。硅化与矿化有着极为密切的关系，硅化越强，矿化越好。有矿化必有硅化，但当出现大量乳白色石英脉时则无矿化。

白云石化：白云石化呈不规则脉状、囊状、团块状等，由中—细粒集合体组成，分布于硅化灰岩或矿体内。白云石化与黄铜矿的生成密切相关，有黄铜矿矿化时均有不同程度的白云石化。

大理岩化：大理岩化在矿区内较发育，主要表现为方解石的重结晶，原有的细粒方解石在热液作用下发生重结晶，分散于硅化灰岩或近矿体的围岩中。多呈灰白色，褪色化明显。

黄铁矿化：黄铁矿化普遍存在于矿体和蚀变围岩中。有些黄铁矿呈细粒状分散在硅化灰岩、大理岩和千枚岩中；有些与金属矿物共生，伴有磁黄铁矿。黄铁矿呈自形—半自形粒状结构，晶形主要有立方体和五角十二面体，晶体大小不等。

石墨化：在千枚岩与灰岩接触带之间靠近灰岩一侧发生石墨化，形成含碳质成分较高的黑色蚀变岩。

2 矿床成因探讨

银洞山铅锌矿床的矿体主要呈似层状赋存于中泥盆统古道岭组（D2g）顶部生物灰岩与上泥盆统星红铺组（D3x）底部钙质千枚岩的接触带处，少量矿体呈透镜状赋存于中泥盆统古道岭组（D2g）灰岩内部。铅锌矿体的产出特征表明：生物灰岩与钙质千枚岩的接触部位是主要的赋矿空间，暗示了不同的岩性因为能干性的差异而在它们的接触带部位易于形成构造扩容空间，为成矿流体提供运移通道和沉淀场所。由于生物灰岩和钙质千枚岩岩石力学性质的差异，生物灰岩能干性较强，在构造作用下易发生脆性破裂，容易形成网脉状的裂隙，所以成矿流体易于沿着灰岩内部网脉状裂隙而形成网脉状的矿化。而钙质千枚岩含有较多的泥质成分，在构造作用下易于发生韧性变形，不易形成裂隙空间，且渗透性差，成矿流体难以流入钙质千枚岩内部，因此钙质千枚岩内部矿化弱。

银洞山铅锌矿床早期成矿阶段为碳酸盐—多金属硫化物阶段。矿石矿物以闪锌矿为主，普遍为中—细粒半自形粒状，表明其结晶程度较高，是缓慢结晶作用的结果。常见黄铜矿呈乳滴状分布于闪锌矿中的固溶体分离结构（图3—f、l），暗示着成矿热液温度较高，且温度下降速度缓慢。而同生沉积铅锌矿床的硫化物矿物多为微细粒，这是由于中高温气液喷出海底与海水接触后迅速冷却，硫化物结晶往往较差，粒度小。早期成矿阶段的矿石中，可见闪锌矿呈裂隙脉分布于硅化蚀变岩中及闪锌矿胶结含碳硅化蚀变岩角砾（图2—a）；这些现象暗示围岩经历了构造作用，形成构造裂隙，部分岩石发生构造破碎而呈角砾状，后期成矿热液沿构造裂隙进行充填，从而形成了脉状和角砾状构造的矿石。

银洞山铅锌矿床晚期成矿阶段为石英—硫化物脉，有些石英—硫化物脉顺着灰岩岩层分布，有些石英—硫化物脉切割灰岩岩层。在灰岩与石英脉接触部位矿化较强，石英脉中发育黄铜矿，可见黄铁矿、磁黄铁矿与之共生。这些广泛发育的石英—硫化物脉是热液成矿作用的有力证据。

银洞山铅锌矿床的围岩蚀变发育，主要发育在近矿体围岩和矿体内部。表现为灰岩的硅化、褪色化、石墨化，钙质千枚岩的硅化、绢云母化。硅化与矿化有着极为密切的关系，硅化越强，矿化越好。矿区内所表现的围岩蚀变特征指示了它们是在构造变形过程中成矿流体充填交代的产物。此外，在千枚岩与灰岩接触带之间靠近灰岩一侧发育含碳质成分较高的黑色蚀变岩，部分石墨化，这可能是构造流体活动过程中灰岩脱碳作用的产物。富碳质的灰岩角砾被块状闪锌矿胶结，表明这是在灰岩成岩后，经构造作用发生灰岩脱碳，并产生一定的构造裂隙，为后期的成矿热液的充填交代提供了空间。

根据对银洞山铅锌矿床成矿地质特征的分析，认为矿区的褶皱构造是在印支期造山作用过程中形成的，成矿流体沿着断裂和裂隙运移，到达背斜翼部的虚脱空间，最终在背斜翼部沉淀并富集成矿。所以，认为银洞山铅锌矿床是一个热液流体充填交代矿床。

3 结论

（1）银洞山铅锌矿体划分为两类：Ⅰ.赋存于下部中泥盆统古道岭组（D2g）生物碎屑灰岩与上部上泥盆统星红铺组（D3x）含碳泥灰岩和含碳钙质千枚岩接触带中的似层状矿体，为铅锌主矿体，Ⅱ.赋存于接触带下部的古道岭组（D2g）生物碎屑灰岩中的透镜状矿体。

（2）银洞山铅锌矿床分为早期碳酸盐—多金属硫化物和晚期石英—多金属硫化物两个成矿阶段。早期成矿阶段主要特征是形成富闪锌矿的矿脉，方铅矿、黄铁矿与闪锌矿共生，构成主要的工业矿体。晚期成矿阶段以石英—多金属硫化物脉为主，规模较小。

（3）根据对银洞山铅锌矿床成矿地质特征的分析，认为矿区褶皱构造是在印支期造山作用过程中形成的，成矿流体沿着断裂和裂隙运移，到达背斜翼部的虚脱空间，最终在背斜翼部沉淀并富集成矿，认为银洞山铅锌矿床是一个热液流体充填交代矿床。