陕西旬阳泗人沟铅锌矿成矿地质特征及成因探讨

任 轲，付 渝，王育龙

（陕西地矿第一地质队有限公司，陕西 安康 725000）

1 区域成矿地质背景

本区位于扬子板块北部的被动大陆边缘--南秦岭、大别构造带中部，镇-旬古生代沉积盆地南缘。区域内的褶皱、断裂等构造十分发育，主要构造线由东向西纵横交错、相互切割，向大羊山方向复向斜、麻坪一旬阳复背斜及南羊山断裂、大羊山断裂、麻坪河断裂、甘溪断裂等构成了区内主体构造格架（图1）。

图1 旬阳北部地区地质矿产简图（据宋小文等，2003和张国伟等，2001资料编制）

2 矿床地质特征

2.1 地层

矿区内主要出露中志留统双河镇组（S2s）一套浅变质泥质碎屑岩夹少量碳酸盐岩，是泗人沟铅锌矿的赋矿层位。地层呈现出近东西向并倾向北，倾角角度在30°至60°之间。按岩石的组合，由下至上分为3个岩性段。矿区仅出露第二、第三岩性段。

双河镇组的第二岩性段（S2s2）呈现出深灰色含炭粉砂质千枚岩及粉砂质千枚岩，并且局部有夹条带状粉砂岩。是区内较为重要的含矿层位。

双河镇组的第三岩性段（S2s3）呈现出灰色粉砂质千枚岩夹条带状（薄层）粉砂岩以及白云岩透镜体。

（1）地层单斜构造。该矿区处于大羊山复向斜南翼，汉江复背斜北翼，岩层总体呈现为向北倾斜的单斜构造，地层产状变化在0°~24°∠51°~70°。该单斜构造不仅有效地控制含矿地层，又能控制顺层断裂现象的产生。

（2）地层断裂构造。在矿区中部可见，有3条断裂构造，大体平行产出，发育于双河镇组（S2s）第二岩性段粉砂质千枚岩中。该组断裂是早期经过较深构造层次形成的劈理化带经后期构造活动而成，呈基本顺层产出，断裂产状0°~26°∠60°~84°。在矿区的走向延伸均2000m以上，宽0.5m~5m之间，具有多期次活动的特征。沿断裂带发育劈理化带、石英脉及断层角砾、断层泥。矿区发现所发现的铅锌矿体均沿该组断裂产出的。

（3）地层变质作用。区内地层变质作用相对较弱。以区域变质作用的分布最为普遍，变质程度仅达绿片岩相，形成一套浅变质的泥砂质板岩或千枚岩。韧一脆性构造变形主要形成线状分布的碎裂岩，初糜棱岩系列岩石。岩石变形强烈普遍发育顺层劈理和小型顺层掩卧摺皱，局部发育顺层剪切带。

3 矿体地质特征

3.1 矿体特征

泗人沟铅锌矿床地表共圈出3个铅锌矿体以及2个隐伏矿体，矿体产于双河镇组粉砂质千枚岩内近东西向脆一韧性系列断层中。呈似层状、透镜状产出。地表矿体长多在200m，深部矿体长度在650m~2025m，厚0．50m～5．35m，锌品位1.52%～31.83%，铅品位0.30%～17.49%。矿体形态、产状受断层控制且与围岩、断层产状基本一致。

3.2 矿石特征

矿区矿石矿物成分相对简单，主要以闪锌矿、方铅矿为主，黄铁矿，黄铜矿，磁黄铁矿都较为少见。脉石矿物以石英为主，次为绢云母、长石、绿泥石及方解石等。

矿石结构主要有它形粒状结构、他形—半自形粒状结构、自形粒状结构、交代结构等。

矿石的主要构造有块状构造、浸染状构造，其次还会有条带状构造、层纹状构造、脉状构造、角砾状等构造。

根据矿石有用组分及其加工技术性能的不同，将泗人沟铅锌矿区矿石的工业类型确定为以铅锌矿石为主，闪锌矿石次之。

3.3 围岩蚀变

区内围岩蚀变与断裂活动密切相关，主要沿断裂构造分布，呈带（线）状产出，蚀变带的宽带一般是2-5米。主要有硅化、绢云母化、绿泥石化、黄铁矿化等，其中硅化、绢云母化与铅锌矿化关系密切。

硅化：主要分布于断层带及矿化围岩部位。由于热液的贯入，使围岩硅质成份增高，颜色变浅，硬度增大，常形成糖粒状石英集合体和隐晶质致密块状石英。其中糖粒状石英与区内铅锌矿化关系密切。

绢云母化：在构造活动及热液作用的影响下，原岩与石英脉界线附近绢云母含量增高。在含矿构造带中以较大的石英脉体边部较为发育，呈鳞片状集合体。多与隐晶质致密块状石英脉伴生，与铅、锌矿化关系密切。

4 地球化学特征

4.1 岩石地球化学特征

2005年泗人沟铅锌矿地质普查报告对该区地层含矿性研究，双河镇组的微量元素含量见表1，通过对泗人沟铅锌矿所处的双河镇组进行成矿元素统计，矿区内地层Pb平均含量为13.82×10-6，Zn平均含量为139.24×10-6；志留纪背景值Pb平均值为7.31×10-6，Zn平均值为107.03×10-6；地壳元素丰度值Pb为12×10-6，Zn为70×10-6，双河镇组Pb、Zn含量远高于志留纪背景值和地壳克拉克值，说明双河镇组是泗人沟铅锌矿的矿源层。

表1 双河镇组岩石地层单位微量元素

4.2 硫同位素组成

根据研究数据显示，在泗人沟铅锌矿区内闪锌矿、方铅矿、黄铁矿等8件硫同位素测试样品结果。（见表2）其中闪锌矿4件、方铅矿1件、黄铁矿3件。矿区δ34S值平均为-3.78×10-3，变化范围为-9.81--3.83×10-3，离差为13.64×10-3，说明矿床内δ34S值变化范围较大。矿床中硫来源不一致，属混合型。

表2 泗人沟铅锌矿区硫同位素组成

4.3 铅同位素组成

根据前人研究，铅同位素测试样品共4件，其中闪锌矿1件，方铅矿1件，黄铁矿2件。

根据测试结果，泗人沟铅锌矿206pb／204Pb平均值为17.861；207Pb／204Pb平 均 值 为15.592，208Pb／204Pb平 均 值 为38.248；207Pb／206Pb平均值为0.873，通过数据对比可以看出（见表3），方铅矿的铅同位素相对稳定，组成比较均匀一致。

表3 泗人沟铅锌矿铅同位素组成

根据扎特曼源区图注解（图2），泗人沟铅锌矿矿石的铅同位素组成及其特征值的投影点总体上落在造山带的增长线上方，这说明研究区内铅锌矿矿源区年龄逐步老化，源区古老地层中初始富集的铅经过造山运动后，主要通过沿生长断裂运移至更加有利的容矿构造最终富集成矿，故矿区内铅锌矿具有后期改造的特征。

图2 泗人沟铅锌矿铅同位素构造模式图铅演化曲线

5 矿床成因探讨

南秦岭早古生代沉积断陷盆地是在扬子板块北缘被动大陆边缘基础上形成的，主要发育了一套富有机质的碳质、硅质、泥质沉积建造；其内部又有更低序次的局部水下隆起及同生断裂所分隔的四级热水沉积洼地，同时铅锌矿体或矿源层就位于此。

中晚志中记载，伴随着扬子板块的向北运动，南秦岭开始处于被挤压应力场下，大部分地区开始逐步隆升，盆地总体由伸展背景转为挤压背景，沉积作用范围明显性缩小，盆地开始逐步抬升并出现局部坳陷现象。随着成矿作用的进行，热水间歇周期性活动而生成浸染状、层状、条带状同生沉积矿石。形成了一系列铅锌矿床，泗人沟铅锌矿即位于其中。

华力西运动中期为研究区志留纪铅锌矿成矿改造期的主要阶段；晚古生代华力西运动区内以中浅部构造层次、构造变形及脆性变形为主，同时形成一系列新的层间破碎带等容矿构造，早期形成的热水沉积型铅锌矿及矿源层，在剪切带降压作用下运移，并发生蚀变矿化作用。

6 结论

（1）通过对泗人沟铅锌矿床的研究，阐述了与成矿有关的含矿地层、源区性质和成岩构造环境等，认为矿床的形成主要受地层、岩性、岩相、构造等多因素的控制。

（2）认为铅锌矿成矿物质来源与区域旬阳三级盆地热水沉积关系密切，矿床属热水沉积成因，并具后期改造的特点。

（3）矿床的形成经历了热水沉积－成岩成矿期，构造改造富集期和表生氧化期三个时期。