浅析广东省凡口铅锌矿矿床模型

陈志柠

（广东省地质局第三地质大队，广东 韶关 512029）

广东省凡口铅锌矿床的成因目前认识上存在分歧，有同生说和后生说两种看法。例如，程学明等（1998）认为凡口铅锌矿床属海底热泉喷溢成矿，而王璞等（1995）认为属同构造热液充填胶交代矿床，众多学者认为矿床属沉积—改造成因（如林绍标，1998）。两大因素影响着该矿床模型的建立：一是至今没有高精度的矿床年代学数据，二是层状矿体的成因归属。

1 密西西比河谷型（MVT）铅锌矿床模型

矿床的成矿金属（Pb、Zn、Fe）来源于上地壳，部分来自于下地壳，与深部多种建造的物质有关。矿石中的硫化物以具δ34S大部分在+15‰～+25‰之间，总体上有较大δ34S正值的特征。黄铁矿、闪锌矿和方铅矿的众值依次降低，分别为+20‰、+19‰和+17‰，与该地区同时代的重晶石δ34S值较为接近，矿石中硫化物组成比较均一表明硫源组成单一，或成矿流体中H2S发生了强烈的均一化作用。矿石的硫来源于海水硫酸盐的可能性最大。围岩中黄铁矿的δ34S值，以分散和无明显众值为特征。其δ34S值在-15‰～+28‰之间，围岩中部分黄铁矿的硫元素具有生物硫特征，但大多数硫可能由于海水中硫酸盐被生物活动还原而成。在相对高的温度条件下，地下循环热液中有机质可迅速把海水硫酸根还原转化为硫化氢，并基本保持海水硫酸盐的同位素组成特征。

矿床的成矿溶液组分属K+—Na+—Ca+—Cl-—SO2-24型(即卤性元素为主的热卤水），硫化物包裹体溶液为富含CO2的 K+—Ca2+—Cl-型溶液，盐度为5.7%，其中含量钾＞钠、钙＞镁、氯＞氟。此成矿溶液在钾钠总量与钙、镁的比值接近于海水、软泥水；流体包裹体富甲烷和氢气特点表明成矿过程中有机质参与了成矿。主成矿期硫化物包裹体中水的氢氧同位素分析组成表明流体中水介质为深部建造水特征，这个热液流体来源可能与太平洋板块俯冲于亚洲版块之下，太平洋板块楔形体（带有较多海洋沉积物）被熔融所形成的岩浆热液相关。晚期成矿流体投影落在雨水线附近，表明成矿后期的热卤水混入了有大量陆源水，推测岩浆活动晚期深部流体与大量陆源水相混，为低温热液型矿床特征。

矿石中小粒度黄铁矿爆裂校正温度140℃～190℃，粗粒黄铁矿爆裂校正温度110℃～255℃，脉状闪锌矿爆裂校正温度150℃～240℃，矿石中脉石矿物方解石均一温度160℃～220℃；围岩中脉状方解石均一温度50℃～117℃，平均为80℃。根据上述数据，成矿温度变化幅度较大，但基本连续，温度上限：220℃～255℃，下限：110℃～140℃，残余溶液温度50℃～110℃。

金属的有机配合物和氯化物配合物共同构成了矿质的主要迁移形式，由于逆冲推覆构造体系与层间滑动构造共同组成三度空间范围的复杂通道网络，当富含金属的流体沿着逆冲推覆构造体系的主控矿断裂向上迁移时，一旦遇到在盖层中沿着区域性层间滑动构造循环的SO42-流体，由于有机质作用，SO42-被还原产生H2S，导致金属硫化物矿物沉淀富集（如图1）。

2 与燕山期岩浆岩活动有关的热液型矿床模型

通过分析研究凡口矿区铅同位素资料，发现具有不同产状、不同矿石结构构造的铅锌矿体的铅同位素组成有明显差异，对应代表不同期次成矿的产物；邱小平等应用铅同位素模式，研究得出凡口矿床各期成矿作用发生的大致年龄，初步认为该矿床的成矿分为三个成矿期的4个成矿时间所组成。邱小平建立的凡口成矿作用模型概括如下。

2.1 海西运动泥盆纪赋矿层位的同生富集作用

加里东运动时期粤北大部分地区褶皱隆起成为陆地，海西运动期间泥盆系地层不整合沉积覆盖在寒武系八村群地层之上。据岩性古地理研究和原生晕资料分析：凡口矿区范围内，背景值分别为：Pb 2.48×10-4、Zn 4.28×10-4，浓集系数分别为28和20倍，根据邱小云等对矿区大部分矿石样品研究，铅同位素的Doe单阶段模式年龄所指示的矿物原始形成时代为370Ma～340Ma，说明晚泥盆世至早石炭世的地层的中初步沉积了Pb、Zn、Fe等元素，但并未富集形成有用矿体。

图1 凡口铅锌矿成矿模式图

2.2 印支期末的早期成矿作用

海西运动末期—印支期，华南地块与扬子地块之间的弧后扩张运动，在凡口矿区及外围引发了与上地壳伸张活动有关的辉绿岩墙、闪长玢岩脉、花岗闪长岩体及流纹岩等岩浆上升侵入及喷发活动（时代240Ma～228Ma）；岩浆活动后期热液活动剧烈，岩浆活动带来的地下深部流体与地表水混合形成的碳酸盐岩热卤水萃取赋矿地层中Pb、Zn等矿元素，活化迁移并富集形早期铅锌矿石，这些矿石具有细脉状、细粒结构；其铅同位素组成接近正常铅，测年为200Ma～192Ma，指示印支期末的早期成矿作用；该期成矿量的贡献约占10%。

2.3 燕山运动与岩浆活动有关的中低温热液成矿作用

进入中生代三叠纪晚期以后，由于太平洋板块向亚洲版块俯冲，弧后扩张运动更加强烈，所以中生代华南地块发生强烈构造运动，形成大规模岩浆侵位活动和成矿作用，在粤北形成了贵东复式岩体、诸广山复式岩体、大东山复式岩体等。前人对成矿期包裹体成分分析、氢和氧同位素分析、矿化蚀变碳酸盐的碳和氧同位素分析等结果表明，凡口矿区燕山期成矿热液主要是地表水与岩浆活动相关深部流体的混合热液。根据成矿作用的差异，本成矿期可分成两个成矿亚期：①沿断裂产出的主矿体：结晶矿石矿物颗粒粗大，沿断层热液蚀变改造强烈，矿石铅同位素206Pb/204Pb比值为18.30～18.50，显示放射性成因铅的含量较富，与产在矿区北部诸广山花岗岩中长江211铀矿的铅同位素组成、成矿年龄基本上一致，测年为97Ma，属于早白垩纪世花岗岩侵入活动有关的热液矿床，花岗岩侵入活动后带来强烈的热液活动，成矿热液有较大部分来源于诸广山岩体，北北东向大断裂是凡口矿成矿热液运移的通道。此成矿亚期是凡口矿区最主要的成矿期，其成矿量贡献约为75%。②“固态位移作用”，在随后的地质构造运动发生了推覆构造，已形成的小矿体在矿区地下深部逆掩断层强烈剪切环境中和深部高压应力驱动下，原先形成的矿体被切割成小矿体并且固态状位移进一步形成为富铅矿体，矿体大体上沿断裂分布，其铅同位素组成与①亚期矿石相近，206Pb/204Pb比值为18.40～18.70，放射性成因的铅含量更高，测年为85Ma，指示晚白垩世热液成矿，并且燕山运动结束后深部热液成矿活动有可能延续到48Ma，其成矿量贡献为15%。

综上所述，凡口铅锌矿床是矿质来源多、成因多样、成矿多阶段的中低温热液矿床，属于与燕山期花岗质岩浆作用有关的热液矿床。

3 矿床模型应用

（1）矿床产于中-上泥盆统碎屑岩建造向碳酸盐岩建造之间过渡的层位；成矿作用与燕山期地壳重熔型花岗岩浆热液活动具有密切关系。

（2）晚泥盆世至早石炭世地碳酸盐岩是主要赋矿层位。

北北东向构造断裂带（Ⅱ级逆冲推覆断裂组）控制了矿床的展布，Ⅱ级逆冲推覆断裂组周边及派生断裂（Ⅲ级逆冲推覆断裂组）富集岩层中的滑脱构造、层间裂隙和层间滑动构造则为矿体提供了容矿空间。

（3）近矿体的围岩蚀变有硫铁矿化、硅化、白云岩化、方解石化、绿泥石化、云英岩化；矿体较远处的蚀变为菱铁矿化。

（4）矿区周围有巨大的U、Th地球化学异常，矿区地表有Pb、Zn、As、Hg、Ag等原生晕和次生晕异常。