安徽金寨汞洞冲铅锌矿“三位一体”成矿特征研究

陈海锋，刘忠，周皓宇，胡飞平，周鹏超

安徽金寨汞洞冲铅锌矿“三位一体”成矿特征研究

陈海锋，刘忠，周皓宇，胡飞平，周鹏超

（安徽省地质矿产勘查局313地质队，安徽 六安 237000）

安徽金寨汞洞冲铅锌矿是北淮阳地区重要的铅锌多金属矿床，文章分析研究了汞洞冲铅锌矿床区域地质背景、矿床地质特征，进一步结合前人所做的同位素地球化学、矿产勘查工作以及矿山开采实践等，讨论了铅锌矿床成因与区内构造-岩浆活动的联系，分析了其成矿地质体、成矿构造、成矿结构面以及成矿作用特征标志，建立了汞洞冲铅锌矿床“三位一体”成矿模型。成矿特征研究表明：区内铅锌矿床受构造-岩浆控制作用明显，燕山晚期的中酸性岩浆热液活动是其成矿来源，构造-岩浆带附近的断裂交汇部位是矿床形成的优越部位。此外，结合“三位一体”成矿理论分析，可以通过多种综合找矿手段在该区寻找深部隐伏铅锌矿体，从而扩大矿床规模。

铅锌矿床；汞洞冲；“三位一体”；矿床模式；找矿预测

汞洞冲铅锌矿床是北淮阳地区（安徽境内）目前已知的最大铅锌矿床，矿床规模为中型，它的发现表明了北淮阳构造-岩浆带的铅锌多金属矿的找矿潜力，对本地区铅锌多金属矿床的寻找具有重要意义。本文对汞洞冲铅锌矿床的区域地质背景、矿床地质、成矿条件及成矿模式进行了分析，通过研究矿床的成矿地质体、成矿构造和成矿结构面、成矿作用特征标志等，建立了本地区铅锌矿床的“三位一体”矿床模式和找矿预测地质模型。

图1 汞洞冲矿区大地构造位置图

1 区域地质背景

北淮阳地区位于秦岭-大别造山带东部，处于华北与扬子两大板块接合部位。该构造带北以六安-明港深断裂为界，南以襄樊-广济深断裂为界，东止于郯城-庐江断裂带，西与秦岭褶皱系相连，是由深大断裂合围的地质块体。实际上为华北与扬子两大板块经多次裂解、闭合形成的复合型碰撞造山带（图1）（王波华等，2016）。

北淮阳地区岩浆岩总体呈北西向带状分布，与构造带的展布方向基本一致，受构造作用控制明显。区内主要有北东向、北西向两组构造，沿构造带两侧或两组构造的交汇部位常常形成巨大的复式岩体。该区构造-岩浆活动强烈，为该区铅锌多金属矿床的形成创造了有利条件。

整个北淮阳构造带是大别造山带内最为重地的金、银、铅锌、钼多金属成矿带，矿床成带分布，东西分段集中现象明显，主要矿床产于北西向边界断裂带或其两侧。金寨地区已发现的铅锌多金属矿床基

本分布在金寨断裂带内或其两侧，矿化主要受韧性剪切带、基底变质岩及燕山晚期侵入岩控制，典型矿床有老湾金矿、皇城山、白石坡银矿、马畈金矿、汞洞冲和银水寺铅锌矿。其中汞洞冲铅锌矿床就是本文研究对象。

图2 汞洞冲矿区矿床地质图

2 矿床地质

汞洞冲铅锌矿床产于北淮阳东段，地处安徽省金寨县鲜花岭地区，位于北西向金寨断裂带和北东向古碑-熬药尖断裂交汇部位，属北西向金寨-鲜花岭构造岩浆岩带一部分。

矿区出露地（岩）层主要为新元古界-下古生界佛子岭岩群二云石英片岩、白云石英片岩等绿片岩相浅变质岩，矿区内目前尚未发现任何岩体，矿区外围出露的岩浆岩主要为燕山晚期中酸性浅成侵入体，按侵入先后次序有闪长（玢）岩-二长斑岩-正长斑岩。

区内构造以断裂为主，其中北西向断裂持续活动时间最长，结构面表现为压性、压扭性质，是区内重要导矿构造；晚期北西向断裂被北东向脆性断裂叠加，表现为张性、张扭性质，成为本区最主要容矿构造。在两组构造交汇部位岩石多构造破碎（如构造角砾岩），并多有中-浅成闪长岩小岩枝侵位，局部地区岩浆侵位过程还可形成爆发角砾岩、隐爆角砾岩体等，汞洞冲铅锌矿床的形成就与燕山期岩浆岩侵位过程中形成的爆发-隐爆角砾岩体有关（图2）。

汞洞冲铅锌矿床目前仅发现一个主矿体，控制的铅锌资源量达中型规模，矿体形态、产状主要受角砾岩控制。该角砾岩地表走向50°～230°，倾向北西，倾角70°～90°，向南西侧伏，侧伏角70°左右。角砾岩地表长约110m，宽8～34m，控制最大斜深大于775m。整个角砾岩呈筒状，横切面呈椭圆状、纵切面呈柱状，与围岩二云石英片岩接触界面清晰（图3）。

角砾岩成分主要为佛子岭岩群各类片岩，部分为闪长玢岩等脉岩角砾，大小相差悬殊，一般1～10cm，大者可达50cm，角砾绝大多数棱角清楚，杂乱排列，局部地段具定向排列。角砾磨圆度一般较差差。胶结物以矿质、硅质、碳酸盐胶结为主，而且胶结物含量较高15%～20%，上部以硅质为主，中部则以矿质为主，下部主要为碳酸盐类。金属硫化物多分布于胶结物的空洞或角砾空隙中，呈团块状或脉状产出。线性蚀变主要出现于角砾岩体上部脉状矿体周围，一般自脉体向外依次出现硅化带、硅化黄铁矿化带、方解石化带，铅锌多金属矿化主要出现在硅化带与硅化黄铁矿化带中，地表常出现高岭石、黄钾铁矾，局部出现铅丹。整个角砾岩体内部未见明显的蚀变现象，反映含矿热液以充填形式成矿。

3 矿床成因分析

汞洞冲铅锌矿床的大地构造单元属秦岭-大别造山带北秦岭构造成矿带，佛子岭构造亚带和卢镇关构造亚带西部。通过对汞洞冲铅锌矿床的综合研究、分析，结合矿区内及周边蚀变矿化信息论证，揭示汞洞冲铅锌矿床的成因模式。

3.1 成矿地质体

前人对矿床成矿特征研究表明，汞洞冲成矿地质作用为气液隐爆作用，成矿流体和成矿物质来源于岩浆流体。H、O、S、Pb同位素地球化学研究特征表明，汞洞冲铅锌矿床的成矿热液来源于地幔、下地壳或它们的混合源，矿床形成过程中矿质受围岩、大气降水的影响较小（赵丽丽等，2012）。

图3 汞洞冲铅锌矿床形态立体图

根据区域构造几何学特征分析，本区佛子岭岩群的下伏岩层应为庐镇关岩群。而同位素分析结果表明，区内铅源应为造山带内部的物质，成矿时代为燕山期。成矿物质可能部分来源于成矿围岩（庐镇关岩群、佛子岭岩群）。因此，高含矿背景的各类侵入岩和地壳深部被混染的地（岩）层以及区内的成矿围岩也可能成为本矿床的主要矿源层。

3.2 成矿构造

位于汞洞冲矿区西南侧从响洪甸库区通过的金寨断裂是区内最主要的导岩导矿构造带，也是北淮阳地区重要的区域性导岩导矿构造。沿金寨断裂两侧多发育北东向、北西脆性小断裂，区域上，这两组构造交汇部位常出现构造角砾岩和中酸性中-浅成侵入体。汞洞冲矿区隐爆角砾岩体向外呈放射状分布，表现为张性、张扭性质，角砾岩本身即为铅锌矿体，铅锌成矿与角砾胶结物同期形成，先存断裂和热液活动是角砾岩形成的主要机制。

3.3 成矿结构面

汞洞冲铅锌矿床受控于由顶蚀和崩塌作用形成的角砾岩筒，角砾岩筒的形成与深部岩浆气液活动有关。在角砾岩体形成过程中，成矿物质随岩浆气液活动充填于隐爆角砾岩中爆破张性裂隙中或充作隐爆角砾岩中的胶结物，矿化即发育上述位置，与角砾岩为同一地质作用的产物，矿体与角砾岩属同一空间结构，两者相伴相生。山开采实践显示，铅锌矿化主要发生在岩筒中上部块状角砾岩中，铅锌矿斑杂状分布于角砾之间的胶结物中，贫化与富集具有很大的随机性，没有明显的空间分布规律。

前人的研究表明，Pb2+和Zn2+在高温度、高酸度和高盐度的流体环境中易与Cl-结合形成稳定络合物，汞洞冲成矿过程早阶段所发生的沸腾作用，使得Pb、Zn在高盐度的流体进一步富集，并以氯的络合物形式存在。到中阶段，隐爆形成的张性空间为大气水下渗提供了通道，大气降水的加入，使流体盐度和温度降低，Cl-大量减少，造成Pb2+和Zn2+的沉淀（吴皓然等，2015）。

3.4 成矿作用特征标志

矿区内目前发现两种矿化类型：

1）隐爆角砾岩型铅锌（金）矿化：是汞洞冲铅锌矿床中的主要矿化类型，规模、形态、产状等严格受角砾岩的所控制，金属矿物主要为结晶完好的方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、黄铁矿，以及结晶完好的石英、碳酸盐、绢云母非金属矿物，且共同组成砾间胶结物。

2）裂隙充填型脉状金、铅锌矿化

该类矿脉分布在隐爆角砾岩型矿体上方，沿断裂带分布，通常规模较小，延伸不大，宽度一般在0.2～1.0m之间，为热液充填型矿化。脉石矿物主要为石英，两侧伴有绢云母化，在其尖灭顶部和两端常出现脉状粘土化。矿体规模小，通常不具工业意义，向深部逐渐尖灭，并转化为角砾岩型铅锌矿体，因此，该类矿化可作为气爆角砾岩型铅锌矿体的找矿标志。

野外地质调查及蚀变样品的岩矿分析表明，矿区的蚀变类型主要是硅化、褐铁矿化、黄铁矿化、碳酸盐化、绢云母化、绿泥石化、粘土化等，表现为一套较低温的蚀变矿物组合。其中铅锌矿化主要与硅化、绿泥石化密切相关。

上述对汞洞冲铅锌矿床的成矿地质体、成矿构造、成矿作用特征标志进行了细致分析研究，结合区域成矿地质背景、区域成矿规律和成矿元素组合，按照“三位一体”的成矿模式对汞洞冲铅锌矿床成矿成因分析如下表（叶天竺等，2015a；叶天竺等，2015b）。

矿床成因分析表

成矿地质作用成矿地质体成矿构造成矿结构面成矿作用特征标志矿床类型 侵入岩浆地质作用、岩浆后期气化热液作用燕山晚期中酸性侵入岩和佛子岭岩群片岩北西向构造和北东向构造的交汇部位侵入体与佛子岭群片岩接触带、片岩中的片理和裂隙，其次为岩体内部裂隙和孔隙由内而外的铅锌铜矿化、黄铁矿化和硅化带-碳酸盐化、高岭土化带-黄铁绢英岩化带中低温热液型铅锌铜多金属矿

4 找矿预测

4.1 矿床模式

汞洞冲隐爆角砾岩的形成是深部岩浆流体的后期气化热液和区域上北东向为主的压应力综合作用的结果，其形成过程以张裂和顶蚀作用为主。汞洞冲铅锌多金属矿成矿物质来源于地幔、下地壳及它们的混合源，并可能与下伏新元古界-下古生界卢镇关岩群、佛子岭岩群富矿层位有关。

图4 汞洞冲隐爆角砾岩型矿床成因模式图

据文献（方明等，2019；刘忠等，2019）修改

北东向压应力形成一组共轭断裂，使发育透入性片理的白云（二云）石英片岩形成由两组断裂和一组片理围合成的碎块（角砾的前身），深部岩浆流体在岩浆演化晚期产生大量气液，富含挥发份的气化热液携热源矿质在特定的物化条件下沿断裂部位上侵，以顶蚀和崩塌的形式形成隐爆角砾岩筒。近地表环境下，地表水的加入及理化条件的改变，成矿物质析出沉淀，以填隙物的方式参与了对角砾的胶结，此外，地表水下渗环流在一定条件下也萃取围岩（矿源层）中的小部分矿质进入角砾岩，增加了矿床规模。

综上，可以绘制出汞洞冲隐爆角砾岩型矿床成因模式图（图4）。

4.2 找矿模式

前文已经厘定汞洞冲铅锌矿床的成矿地质作用，汞洞冲铅锌矿床受构造-岩浆控制作用明显，燕山期中酸性侵入岩和次火山岩为区内铅锌多金属矿床的成矿地质体，铅锌矿床在空间上位于火山盆地边部浅剥蚀基岩的导岩导矿构造带附近，成矿构造部位常常是导岩断裂带边部次级构造带与火山盆地等地层不整合面的结合部位。在满足上述条件的地段，重点关注地球化学异常区，地球物理异常区，背斜、断裂破碎带，层间破碎带等易富集成矿的地段。

5 结论

1）汞洞冲铅锌矿体的形成是与区内燕山晚期中酸性侵入岩和晚期岩脉密切相关的，燕山晚期中酸性岩浆热液活动是其成矿物质来源。

2）汞洞冲铅锌矿体产于区内早古生代浅变质岩系地层，其直接赋矿建造为隐爆角砾岩，其形成受区内北西向主干断裂和北东向次级断裂构造控制，位于上述两组断裂的交汇部附近。

3）根据矿床成矿模式及找矿模式，在工作区应综合多种找矿手段寻找矿床。区内找矿工作的方向是岩浆热液型铅锌多金属矿床；区内构造-岩浆带附近的断裂交汇部位是找矿的重点部位，尤其是北西向断裂和北东向断裂形成的构造破碎带或构造角砾岩；还应研究与铅锌成矿关系密切的岩浆演化后期形成的各类中酸性浅成、超浅成的脉状侵入体；此外结合三位一体成矿理论分析交汇部位深部有可能找到富矿体，从而扩大矿床规模，在本地区找矿工作中取得重大突破。

王波华，王爱国，徐晓春，杨志诚，鲍晓明，何俊，王兴会，范子良，吴浩然，张凯. 2016. 安徽省金寨县沙坪沟钼铅锌多金属矿整装勘查区专项填图与技术应用示范成果报告[R]. 六安：安徽省地质矿产勘查局313地质队.

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A Study of the "Trinity" Metallogenic Characteristics of the Gongdongchong Pb-Zn Deposit in Jinzhai, Anhui

CHEN Hai-feng LIU Zhong ZHOU Hao-yu HU Fei-ping ZHOU Peng-chao

(The 313rd Geological Team, Anhui Bureau of Geology and Mineral Exploration, Lu’an, Anhui 237010)

The Gongdongchong Pb-Zn deposit in Jinzhai, Lu’an, Anhui is an important one in the north Huaiyang area. This paper deals with its regional geological background, geological features, isotopic geochemistry, host structures, ore criteria, geological exploration and mining practices based on the predecessors. A "trinity" metallogenic model for the Gongdongchong Pb-Zn deposit is set up. The study indicates that the Pb-Zn deposit is controlled obviously by structure and magmatism. The ore material and ore fluids were derived from intermediate-acid magmatic hydrothermal activity in the Late Yanshanian epoch. The Fault junction near the tectono-magmatic zone is thepreferred site for the formation of the deposit.

Pb-Zn deposit; Gongdongchong; trinity; metallogenic model; range of reconnaissance

2019-11-29

中国地质调查局项目（121201004000150017-1，121201004000160901-10）

陈海锋（1992-），男，安徽宿州人，助理工程师，研究方向：地质调查与矿产勘查

P611

A

1006-0995（2021）01-0052-05

10.3969/j.issn.1006-0995.2021.01.009