浅析金寨县汞洞冲铅锌矿矿体地质特征与成矿

周皓宇

摘要：汞洞冲铅锌矿床是桐柏—大别造山带已知最大的铅锌矿床，矿床规模为中型，矿床内圈出工业矿体一条，含矿围岩为隐爆角砾岩，该矿床以铅锌为主，伴生金。矿体δ34S值变化范围很窄，在2.5‰～4.5‰之间，总体上，矿区矿化阶段的δ34S值显示较小的正值。

关键词：铅锌矿；地质特征；矿床成因

1.前言

铅锌是我国的优势资源，但是随着我国经济的发展铅锌资源跟不上现代化建设进程，所以迫切的需要寻找新的铅锌矿床。前人对我国的铅锌矿特征以及矿床成因做了大量的研究工作，并进行了分类。我国比较出名的铅锌矿有兰坪铅锌矿、会泽铅锌矿、凡口铅锌矿等，汞洞冲铅锌矿床地处安徽省大别山北麓，产于北西向的金寨—鲜花岭构造岩浆岩带内，海拔高程150m～550m之间，总体属于低山区。南部为响洪甸水库，中部为薄刀岭山脊，北部是熬药尖山峰，研究区内分布有山间盆地。

2.区域地质特征

区内地层简单，主要为新元古界—下古生界佛子岭岩群浅变质岩系。该区大地构造位置属北淮阳构造带的东段，金寨断裂带的北侧，区内的基底构造单元及新生代盆地大致经历了褶皱变形、拆离滑覆及脆性断裂三大构造演化阶段。区内岩浆活动强烈，除矿区北部外围分布的早白垩纪火山岩外，还广泛发育侵入岩。侵入岩主要是中性浅成—超浅成岩体，分布于跌马石、孙冲、石门冲、东冲等处，岩体的长轴方向为近南北向，所处构造位置为北西向和北东向断裂交汇处。在矿区西北出露有鲍冲岩体，岩性主要是闪长岩—石英闪长岩花岗闪长岩组合。

汞洞冲铅锌矿床是桐柏—大别造山带已知的最大铅锌矿床，矿床规模为中型。区内出露地层主要为佛子岭岩群组佛庵岩组白云石英片岩。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岩—二长斑岩—正长岩。矿区西南侧为北西向金寨断裂，区域上称之为龟梅断裂，该超壳断裂活动期次多，加里东期以及印支期为韧性剪切变形，形成一系列韧性剪切带和层间剪切带，结构面表现为压性、压扭性质，燕山期为产状近于陡立的张性断裂带，控制北淮阳地区燕山期火山盆地和侵入岩区的分布，是区内重要导岩构造，从西向东，已发现有老湾金矿、银洞沟金矿、刘山崖铜锌矿、天目山钼矿、母山钼矿、皇城山银多金属矿、银水寺铅锌矿、汞洞冲铅锌矿，因此该断裂也是北淮阳成矿亚带导岩导矿构造带。矿区内发育多条北东向—北西脆性小断裂，从角砾岩体向外呈放射状分布，表现为张性、张扭性质。区域上，这两组构造交汇部位常有中—浅成闪长岩岩珠—岩枝侵位。除断裂构造外，汞洞冲铅锌矿床最主要的控矿构造是隐爆角砾岩筒构造。

3.矿床地质特征

汞洞冲铅锌矿床到目前为止仅发现达到工业指标的矿体一条，其富存于隐爆角砾岩筒内部，铅锌储量为中型，该矿床以铅锌为主，伴生金，后者氧化带富集后可形成独立矿体。矿体长约100多m，宽8m～34m，其形态、产状严格受角砾岩体控制，走向北东，倾向北西，倾角较陡，局部地区向南西侧伏，工程控制角砾岩筒最大斜深大于770m。整个角砾岩体呈筒状，横切面呈椭圆状、纵切面呈近于直立的柱状，围岩为白云石英片岩，两者接触界面清晰。此外，在部分地堑式坍塌的断层角砾岩中还发育有多期硅化—黄铁矿化蚀变作用，反应深部流体房在气爆作用之后仍有一定的活动性。在角砾岩筒内常见少量直立的微小裂隙，可能与该类蚀变相对应。

矿石的矿物组分：金属矿物主要为方铅矿、闪锌矿，少量黄铜矿等；脉石矿物主要为石英、方解石。矿石以中—粗粒它形、半自形粒状结构为主，次为包含结构；浸染状、脉状及团块状构造为主，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。

4.硫同位素研究

在热液矿床中硫化物的硫同位素组成是由成矿溶液总硫同位素组成、氧逸度（fO2）、pH、离子强度和温度的相关函数。热液硫化物的硫同位素组成取决于其源区的δ34S成矿流体演化过程中的物理条件。

针对汞洞冲矿床矿化期次中的主要金属硫化物进行了硫同位素的分析，样品取自围岩角砾之间胶结物中的硫化物矿物。测试结果以CDT为标准，见表1。

由表可知，汞洞冲矿床成矿期主要硫化物的δ34S值变化范围很窄，在2.5‰～4.5‰之间，总体上，矿区矿化阶段的δ34S值显示较小的正值，说明礦区硫的来源主要为深源，很有可能是岩浆成因。

5.矿床成因分析

通过成矿地质特征及稳定同位素分析等，可以看出汞洞冲铅锌矿的形成与深部岩浆热液活动密不可分。

流体包裹体研究结果表明，与绢云母化硅化有关的流体为中高温、较高盐度流体，而与石英—多金属硫化物—碳酸盐阶段有关的流体为中温、低盐度、贫CO2流体。随着成矿作用的进行，成矿温度和盐度均有从高降低的趋势。包裹体中水的氢氧同位素结果显示，成矿流体主要来自于岩浆水，并在石英—多金属硫化物—碳酸盐阶段有部分大气降水的加入。方解石的碳氧同位素结果也表明，成矿流体中的碳可能来自深部岩浆，并有与沉积岩混染作用的存在。矿石中主要硫化物的S同位素组成也显示了主要以深源S为主的特征，并有地层S的贡献。

汞洞冲含矿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，因此该矿床为一热液角砾岩型矿床，先存断裂和热液活动是角砾岩形成的主要机制。成矿流体可能来自深部岩浆活动，早期成矿流体具有高温、较高盐度的特征，液压致裂和隐爆作用造成压力快速降低和流体沸腾，形成高盐度液相和低盐气相。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，汞洞冲成矿过程石英—黄铁矿—绢云母阶段所发生的沸腾作用，使得Pb、Zn可以在高盐度的流体进一步富集，并以氯的络合物形式存在。

隐爆作用发生后，成矿进入到石英—多金属硫化物—碳酸盐阶段。由于隐爆作用的发生，除中心地带形成角砾岩外，周边较大范围内形成了放射状裂隙和相关断裂，同时流体的温度、压力也必将迅速降低，形成相对低温的负压空间，这样将导致围岩中的大气水快速加入导致流体盐度和温度降低，隐爆作用的另外一个效果是在迅速扩容的过程中导致流体汽化、散逸，使得流体Cl-、HCO3-大量减少，造成Pb2+和Zn2+等金属的沉淀。

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