青铜沟汞锑矿床成矿地质条件分析及深部找矿方向讨论

任 轲，王育龙，付 渝

（陕西地矿第一地质队有限公司，陕西 安康 725000）

1 区域及矿区地质背景

本区位于秦岭褶皱系南秦岭印支褶皱带东段，区域构造复杂、褶皱形态多样；断裂构造发育，构造多呈线状分布。青铜沟汞锑矿床分布在南秦岭印支褶皱带东段上古生代——三叠纪坳陷区-山（阳）-柞（水）-旬（阳）泥盆纪沉积盆地南部、区域性仁河－松山复式背斜与南羊山断层的复合部位。

2 矿体地质特征

2.1 矿体及分布特征

青铜沟汞锑矿床已发现29个汞锑矿体和81个汞锑盲矿体；矿床的汞锑矿体主要分布在大青铜沟脑的朝阳寨、王家沟、小青铜沟脑的鹰嘴石-铁山寨三地段，又以朝阳寨、王家沟地段所构成的“金三角地区”汞锑矿体分布集中、汞锑矿石质量好、矿体规模大。“金三角地区”虽然面积仅0.14平方公里，却韵藏了全矿床85%以上的汞锑资源量。矿床的赋矿层位为下泥盆统公馆组第一岩性段（D1g1）的结晶白云岩；矿石类型有单汞型的硫化物矿石及以汞为主、汞锑共生的汞锑硫化物矿石两种，又以汞锑硫化物矿石为主要矿石类型。

2.2 蚀变及种类

矿床内围岩蚀变有硅化、碳酸盐化，重晶石化、角砾化，褪色化等。其表现形式是含矿热水溶液沿断裂破碎带迁移、充填过程中各类脉体（单一的或多种脉石组合体）的穿插及对断裂破碎带围岩的渗透及与围岩的成分交代所发生的物质成分的代出与代入，致使断裂带边缘岩石的结构、构造发生变化及颜色的改变等。以强烈的硅化蚀变与汞锑矿化关系密切。

2.3 矿石类型、结构构造及组分

矿石为原生矿石。根据矿石中有用矿物组分相对含量，可进一步分为单汞硫化物矿石、汞锑硫化物矿石、锑汞硫化物矿石。矿石构造类型有浸染状构造（包括稀疏浸染状构造、稠密浸染状构造、细脉浸染状构造）、脉状构造、条带状构造、块状构造、星（点）散状构造、角砾状构造等。

矿石主要有用矿物以辰砂为主，次为辉锑矿。脉石矿物以石英为主，其次为白云石、重晶石、方解石，局部含少量发萤光的白云石。另外，微量矿物有黄铁矿、磁黄铁矿，偶尔见有黑辰砂、闪锌矿、方铅矿、黄铜矿、铜兰、银黝铜矿及褐铁矿、红锑矿、锑华等。

2.4 矿床成因

根据矿床汞锑矿体的产出严格受下泥盆统公馆组下部（D1g1）白云岩、北东向、北西向、南北向次级陡倾斜断层等多种因素控制、汞锑矿形成于印支-燕山运动时期、北东向构造应力场是成矿的重要条件、结合围岩蚀变、矿物组合、同位素测试值显示汞锑成矿物质可能来源于壳幔深部混溶流体等资料分析，并参考我们近五十年对我国及世界汞锑矿产的对比、分析、研究，认定青铜沟汞锑矿床矿床成因类型属层控断裂型低温热液矿床。

2.5 富集规律

青铜沟矿床的分布和矿化富集是在南北向及北东向构造应力的长期作用下，区域性F3压扭性断层及其两侧次级斜、横向断裂的形成、演化、发展，为来自壳幔深部的含矿流体提供了迁移、富集、沉淀的空间，下泥盆统公馆组下部（D1g1）白云岩性脆易碎、易破裂，容易为矿液贮存提供场所。受断层、白云岩双重因素的控制，断裂构造和含矿地层的组合是形成矿床的必要条件。

3 成矿地质条件分析

3.1 汞锑矿产的分布与地层

矿区汞锑矿体、盲矿体均分布于公馆组地层中，主要分布于公馆组下岩性段D1g1地层的白云岩中，在其中、上部D1g2、D1g3岩性段局部虽有含矿构造或小盲矿体分布，但其规模远远不如下岩性段。域地层内泥盆系地层以及公馆组地层Hg、Sb元素丰度较高，其Hg、Sb丰度分别为地壳（或褶皱区）丰度的3.2~3.6倍及2.4~3倍（见表1）。

表1 区域地层成矿元素丰度

3.2 汞锑矿产与岩性

公馆组为一套以白云岩为主的碳酸盐岩石。D1g1为白云岩，底部夹粘土质白云岩。D1g2为含砂粘土质白云岩、千枚岩和白云岩。D1g3为粘土质白云岩、白云岩与泥灰岩、千枚岩互层。矿床及矿体主要分布于公馆组下部D1g1白云岩岩石分布地段；经物性测定白云岩抗压、抗剪断强度大于粘土质白云岩，抗拉强度及内磨擦角小于粘土质白云岩，这些数据表明，在同一应力作用下，白云岩属脆性岩石，不易产生变形，易于产生破裂和断裂，形成有利的容矿空间；粘土质白云岩属揉性岩石，不易产生破裂，形成有利的封闭条件。

3.3 汞锑矿产与构造

矿床特征表明，矿床的分布与成矿受构造和地层岩性双重因素的控制，断裂构造是矿床成矿和矿化富集的主导因素。

青铜沟矿床的空间分布和矿化的产生，除受有利的地层、岩性因素控制外，受多级别断裂构造控制是矿床形成的重要条件。青铜沟矿床主要受F3（二级断裂构造）压扭断层及其两侧次级斜、横向断裂构造（四、五级断裂构造）的控制，褶皱对成矿的控制作用不如断裂明显。汞锑矿体沿断裂分布的规律及断裂分布规律的一致性特别明显。

3.4 关于成矿物质来源的问题

成矿物质主要系指组成辰砂、辉锑矿的Hg、Sb、S和脉石矿物白云石、方解石等碳的来源，已获同位素及其它相关资料表明成矿物质具有多来源的特征。其依据为。

3.4.1 地层中汞锑元素的丰度值

公馆组地层Hg、Sb丰度较高。地层为矿床的形成可能提供部分汞锑金属元素及其它成矿物质来源。各类岩石含汞量统计表受构造、地层控制。

主要有热液裂隙充填型或沉积－改造型汞锑、金、铅锌、铜、重晶石等矿产。区域地层成矿元素丰度见表2。寒武系下统Hg、Sb、Au、Pb、Zn、Cu、Ag及志留系上统Hg、Sb、Au等成矿元素丰度较高，多为地壳（或褶皱区）丰度的数倍、数十倍，有的为百余倍；泥盆系以及公馆组Hg、Sb元素丰度较高，其Hg、Sb丰度分别为地壳（或褶皱区）丰度的3.2~3.6倍及2.4~3倍。3.4.2 同位素特征

（1）铅同位素：矿床3个含矿体5件辉锑矿中微量铅同位素测定，辉锑矿显示了高度均一的铅同位素组成，206Pb/204Pb18.3706~18.643，207Pb/204Pb15.5717~15.633，208Pb/204Pb37.992~38.557，具正常普通铅特征，模式年龄为105.1Ma（Doe值）、101.5Ma（Stacer值），辉锑矿中的微量铅属燕山期产物。

根据Zartman的铅构造模式，辉锑矿铅落入岛孤铅的范围，矿床中铅的源区属壳幔混合的造山带。据此可排除矿石铅来源于地层以及主要由地层提供金属成矿物质的可能性。

（2）硫同位素：对矿床4个含矿体18件辰砂、11件辉锑矿、2件黄铁矿及1件地层黄铁矿硫同位素样品测定值统计，硫同位素组成分布范围窄，除1件辰砂δ34S为10.37‰外，其余皆为＜10%的正值。辰砂δ34S均值为7.44‰~8.56‰。辉锑矿δ34S均值为5.95‰~7.97‰。这种分布范围很小的硫同位素组成，表明了硫源均一。根据共生矿物对平衡分馏原理，解得成矿流体δ34S∑S为8.13‰，与地层黄铁矿的δ34S的6.11‰相近，据此认为成矿流体的硫主要和地层硫化物及硫酸盐的溶解有关。

铅、硫同位素值表明，矿区存在二种不同的流体，一种携带有深源铅；一种携带着地层中的硫，它们在一定阶段互相混合。

（3）碳、氧、氢同位素：地层白云岩2件样品δ13C值基本为零（－0.1~0.3‰）,δ18O值为26.8‰~27.8‰,与reizer（1976）报导泥盆纪白云岩碳、氧同位素组成一致。3件与成矿有关的方解石、白云岩样品δ13C为－1.0‰~－8.1‰、δ18O值为16.8‰~24.6‰，低于白云岩值。

辰砂、辉锑矿、石英和方解石流体包裹体的δD值为－52‰~－110‰，变化较大，这意味着有多种来源水的混合。

3.5 成矿温度

矿石中与辰砂、辉锑矿紧密伴生的石英流体包裹体，气液比多＜5%，少数为6%，均一温度为108℃~254.2℃，大多数集中在130℃~254.2℃，与辰砂相伴生的石英均一温度为108℃~224.7℃，而多数在130℃~224.7℃,与辉锑矿相伴生的石英均一温度为196℃~254.2℃。辰砂爆裂温度150℃~225℃,辉锑矿爆裂温度225℃~258℃，最有利的成矿温度在130℃~230℃间。

3.6 成矿时期

矿区基本构造格架是在印支－燕山两构造运动期间形成的，含矿体均赋存于印支－燕山期断裂中，经辉锑矿中微量铅的测定，模式年龄为105.1Ma（Doe值）、101.5Ma（Stacey），表明矿床的形成经由泥盆纪－燕山期的演化，主要成矿时期为燕山期。

4 成矿机制设想

依据陕南公馆-迴龙汞锑矿带中公馆、青铜沟等汞锑矿床地质特征的研究,反映出青铜沟汞锑矿床的成矿主要是与地壳内部构造运动中的断裂活动密切相关,而表生聚汞作用不明显。经对资料分析,青铜沟汞矿的成矿作用与深断裂依附性较强,与地壳深部或上地幔物质密切相关。从而提出青铜沟矿床汞矿的成矿作用属沿深断裂导流向上迁移的含汞（络合物）热水流体,在地壳上部适当有利的地方（合适的岩性，流体迁移、储留空间，适宜的物理、化学条件）沉积、成矿的地质作用。

5 矿床成矿规律分析

（1）矿床成矿地质特征表明青铜沟汞锑矿床成矿受断裂构造和地层、岩性双重因素的控制，褶皱构造的形成，促使已经成岩的脆性白云岩类岩石更易断裂、形成含矿热水溶液迁移、沉淀、富集、储存的空间；断裂是矿床成矿和矿化富集的主导因素，斜、横向断裂与容矿层白云岩的结合是矿床成矿的必要条件。

（2）在有利地层、岩性因素制约下，矿床、矿化集中地段、矿体、盲矿体分布主要受青铜沟背斜北翼F3主干断层及两侧次级斜、横向断裂的控制，F3主干断裂控制着矿床的分布范围，其两侧次级斜、横向断裂控制着矿体、盲矿体的分布及形态，矿体、盲矿体主要沿北东向（扭性兼张性）和近南北向（张性，张扭性）以及近东西向（压性、压扭性）断裂分布。控矿断裂沿走向的弯曲、沿倾向的起伏及主、支断裂交汇处是矿化富集和汞锑矿体赋存的最佳部位。

（3）矿床均分布于下泥盆统公馆组地层中，矿化富集主要与公馆组岩石组合特征及物理、化学性质关系密切。矿体、盲矿体主要分布在公馆组下部（D1g12、D1g14）岩性段白云岩中，下泥盆统公馆组上部地层D1g2－1、D1g2－2中虽有汞锑矿化体、矿体分布，但规模小、汞锑品位、厚度远远不及下部岩性段内的汞锑矿体。

（4）矿床围岩蚀变以硅化蚀变为主，次为白云石化、方解石化、重晶石化及角砾化、褪色化，以强硅化蚀变与汞锑矿化关系最为密切。

6 结语

因时间仓促，本文只是对我队几代地质工作者矿区辛勤劳动成果的初浅分析，谬误之处敬望批评、指正！