黄石市章山地区铅锌多金属矿床成矿地质及控矿条件分析

黄 婉，谢晓洪，吴永祥，刘 佳

（湖北省地质局第一地质大队，湖北 大冶 435100）

湖北省黄石—广济成矿带是鄂东南区域重要的铅锌矿成矿带，在矿带内，目前自西向东分别发现了狮子立山—凤梨山铅锌银矿﹑杨武山铅锌矿﹑阳城铅锌矿（湖北省地质科学研究所，1987），而对于位于矿带中部的章山地区的铅锌多金属矿没有进行系统的评价(黄智辉等，2003)。通过对前人资料进行综合研究整理，认为赋存在该地区的中上奥陶统宝塔组破碎带地层中铅锌矿具一定的找矿前景，目前在鄂东南地区，对于这种赋存在破碎带中脉状的铅锌多金属矿床的矿化特征及形成原因的研究还比较薄弱。因此在确定矿床成因类型的基础上，强化分析矿床（体）的控矿因素，总结成矿规律，这对于该区的下一步找矿工作具有重要的指导意义，并对该区域同类型矿床的研究具有重要的启示和借鉴意义。

1 区域地质背景

章山位于扬子准地台下扬子台褶带大冶凹褶断束北东缘，大冶复式向斜与鄂城--大幕山隆起带的复合部位，是一个地层出露较全﹑构造活动强烈的地区（图1）。

图1 章山地区地质构造简图（据湖北省地质局第一地质大队，2018）

区内地层出露比较全面，从寒武系至第四系，除了缺失中﹑下泥盆统和下石炭统外其余地层均有出露。其中古生界和中生界下三叠统分布最为广泛，主要集中在本区中部广大地区；黄石—大冶一线以西地区主要以中生界中--上三叠统﹑侏罗系和白垩系下统为主；新生界主要分布于大冶湖及其附近地区。

区内构造复杂，具有多期次﹑多旋回构造活动叠加﹑改造的特征。震旦纪以后持续抬升陆续形成浅海陆棚沉积，而后经历印支--燕山期由南向北的推覆剪切作用，形成北北东向略微凸出的弧形构造格式。区内褶皱构造主要包括有近东西向的汪仁--下陆复式背斜﹑大冶复式向斜；断裂构造主要为近东西向的下陆--章山断裂带及北东向的黄石--灵乡断裂带﹑下陆--姜桥断裂带等。这些构造控制了章山地区的各矿床和矿点的分布，并分别起着导矿﹑配矿及容矿等成矿作用（黄智辉等，2004；薛迪康等，1997；翟裕生等，1992）。

2 矿区地质特征

2.1 赋矿地层

区内奥陶系宝塔组的地层与成矿关系最为密切（图2）。

图2 章山铅锌矿床地质图（据湖北省地质局第一地质大队，2018）

龙马溪组(O3S1l)：上部紫灰－灰黑色含炭硅质页岩﹑硅质页岩，局部为薄层状硅质岩，下部为灰黄色薄层泥质瘤状灰岩﹑泥质灰岩﹑粘土质页岩﹑粘土岩。

宝塔组(O2-3b)。第三岩性段：灰黄色薄层泥质瘤状灰岩﹑泥质灰岩﹑粘土质页岩﹑粘土岩。为区内主要赋矿层位。第二岩性段：青灰－紫红色中厚层状龟裂纹灰岩﹑瘤状灰岩。为区内主要赋矿层位。第一岩性段：浅灰色网眼状白云质灰岩。为区内主要赋矿层位。

上覆的龙马溪组为一套灰黑色含炭硅质页岩﹑硅质页岩，下部为灰黄色薄层泥质瘤状灰岩﹑粘土质页岩。与下伏的宝塔组为整合接触。

2.2 控矿构造

主要的控矿断裂是东西向的铁山—四棵断裂带东段，该断裂带走向为近乎于东西向，断面倾角50°～80°，总体倾向南。断裂主要切割了奥陶系中—上统，为一系列顺层平行断裂组成，表现为一组密集的裂隙带；具有明显的层间滑动特征和多期活动性。断裂带岩石破碎强烈，角砾岩极为发育，宽达几米至几十米不等，由硅化角砾岩，构造透镜体及节理密集带组成，且可见方铅矿﹑闪锌矿充填（图3）。断层性质以逆断层为主。

图3 章山铅锌矿床发育的矿化角砾岩

该断裂带至少经历了三期活动：早期表现为压扭性；中期表现为张性；晚期表现为压性。

另有一组北北东向断层，组中F2﹑F3﹑F4断层为平移逆断层，水平错距50m～100m，断面呈波状弯曲，局部见有透镜状﹑扁豆状的碎裂岩分布，成分主要为碳酸盐，局部见含铜重晶石脉顺断层产出。

2.3 围岩蚀变

矿区内近矿围岩蚀变较为强烈，主要包括有碳酸盐化﹑硅化﹑重晶石化及萤石化等。其中与矿化关系密切的是硅化﹑重晶石化﹑及萤石化等蚀变（图4）。

硅化：岩石中石英一般呈脉状产出，石英脉分为两种：①与成矿有关，主要分布在F1破碎带中，呈暗灰—烟灰色，石英透明度高；②与矿化无关，主要分布在研究区南部地层中，分布范围广，规模小。一般呈混浊的乳白色，质纯，石英透明度低。

重晶石化是区内仅次于硅化的一种围岩蚀变，通常和石英脉（脉状的硅化）﹑碳酸盐化﹑白云石化相伴出现。主要与区内锌矿化关系较为密切，重晶石多呈复脉状或星点状分布于矿化围岩中。

碳酸盐化以在碳酸盐岩地层中以脉状充填为特征（图4a，4b）。

图4 章山铅锌矿床典型岩心照片

2.4 矿体特征

区内共圈定6个大小不等的矿体，其中工业矿体5个（1号﹑2号﹑3号﹑4号﹑6号），低品位矿体1个（5号）。区内1号矿体相对规模较大。

1号银铅矿体分布在2线至1线向东25m之间，矿体由1线TC1301﹑0线TC1303﹑2线TC1306工程揭露，为工业矿体。

矿体赋存在由断层F1形成的破碎带中。矿体走向与断层F1大体一致，总体走向近东西向，走向长141m。矿体埋深不大，主要分布于地表附近，矿体走向上受地形影响。矿体倾向南，倾角70°～75°，沿倾向延伸30m；矿体厚度2.16m～12.67m，平均厚度7.42m，厚度变化系数100.23%；赋存标高+80至+40m左右，埋深在0m至25m左右。整体而言，矿体中铅﹑银品位变化呈中部高两侧低地趋势。矿体铅品位变化系数为78.494%，伴生银品位变化系数为72.62%。

其余矿体为单工程控制矿体，具体特征见表1。

表1 章山矿床其他小矿体地质特征简表

2.5 矿石特征

2.5.1 矿石类型

（1）角砾（碎裂）状矿石。该类型矿石是本区最重要，也是最为最普遍的一种矿石类型，矿石矿物主要为角砾状的方铅矿和黄铁矿。矿石与围岩界线多呈渐变关系，无明确的界线。矿石由角砾和胶结物两部分组成，角砾含量80%左右，主要以不规则的灰岩角砾为主；胶结物是主要的赋矿部位，由方铅矿﹑闪锌矿﹑或白铁矿和其它混合物组成，胶结物含量约20%。

（2）细脉浸染状矿石。该类型矿石主要以细脉浸染状方铅矿矿石和细脉浸染状闪锌矿矿石为主，整体来看，矿石品位较低，产出于含矿角砾岩中，其中金属矿物沿岩石裂隙连续充填为细脉状，不连续时为稀疏浸染状，主要矿石矿物包含方铅矿﹑闪锌矿及黄铁矿等；脉石矿物主要为方解石，另有少量重晶石﹑天青石等。

2.5.2 矿石组成

矿石中见有16种矿物，主要金属矿物有方铅矿﹑闪锌矿﹑黄铁矿，非金属矿物主要有方解石﹑白云石﹑重晶石等。

矿石矿物组合有两种，一为银砷黝铜矿—黄铜矿—方铅矿多硫化物组合；一为黄铜矿—方铅矿（闪锌矿）—黝铜矿—孔雀石组合（表2）。

表2 矿石矿物分类统计表

2.5.3 主要矿物特征

（1）方铅矿（PbS）。铅灰色，金属光泽，常呈它形粒状，局部偶见呈自形晶产出。其粒径一般在0.1mm～0.2mm。方铅矿主要呈细脉状集合体充填于矿石空隙间。部分角砾岩矿石中方铅矿较为均匀的散布于含碳质方解石为主的胶结物中，呈似海绵陨铁结构。矿石中一般细脉状侵染状方铅矿品位较高。

（2）闪锌矿（ZnS）。棕褐色﹑棕黄色，树脂光泽，呈它形粒状，粒径多在0.02mm～0.1mm，与方铅矿相伴呈细脉状充填于岩矿石中。

（3）白铅矿（PbCO3）。分布于矿区地表浅部，多沿方铅矿的解理及边缘交代。

2.5.4 矿石结构构造

矿石主要结构有粒状结构（图5a）﹑交代结构（图5b﹑d）。同时也有少部分包裹（图5c）﹑胶状﹑鲕状﹑放射状结构等，其中粒状结构金属矿物主要是方铅矿﹑闪锌矿﹑白铁矿等，部分呈他形晶；交代结构表现为黄铁矿被方铅矿（图5d）﹑闪锌矿交代而成残留状﹑孤岛状。

图5 章山铅锌矿床典型矿石结构

矿石构造主要有角砾状构造﹑脉状构造和浸染状构造等，其中角砾状﹑浸染状最为常见。

3 矿床成因初探

近年研究铅锌矿床的类型时，主要是以海相火山作用﹑层控理论和多成因观点为起点，考虑围岩和地球化学特征（如同位素﹑微量元素等)，同时结合矿床的地质特征﹑成矿流体特征﹑成矿作用﹑成矿环境等进行铅锌矿床类型的划分(林孝先，2014)。根据含矿建造的不同，综合矿床的地质特征，通常将铅锌矿床主要分为SEDEX型﹑MVT型﹑VMS型﹑砂页岩容矿的沉积或沉积—变质型矿床﹑与岩浆岩有关的斑岩﹑矽卡岩﹑热液交代型矿床和陆相火山岩型矿床和非硫化物锌矿床。

章山铅锌矿床的基本地质特征：

（1）章山矿床矿体赋存于奥陶系碳酸盐地层的角砾岩中。而奥陶系是区域上一个重要的矿源层，特别是宝塔组(O2-3b)碳酸岩中，该层位的Pb﹑Zn﹑Ag平均含量远高于周边地层。主要岩性是一套白云岩﹑白云质灰岩﹑泥质灰岩的海相蒸发岩沉积建造，并且赋矿部位发生强烈的角砾岩化。角砾岩带渗透率高，有利于成矿流体进入，由于硫化物沉淀是一个生酸的过程，因此在硫化物沉淀过程中形成的酸会进一步造成碳酸盐岩地层的溶解，进一步发生性角砾岩化。矿体底板是奥陶系上统龙马溪组(O3S1l)泥页岩，对含矿热液有较好的屏蔽作用（表3）。

表3 章山铅锌矿矿体附近围岩成矿元素含量一览表（蔡恒安，2014）

（2）章山矿床矿体产出在空间上和东西向构造带密切相关，矿化多见于裂隙充填物中，裂隙呈网脉状，充填以含方铅矿的碳酸盐为主，常凸出于岩石表面。层间构造一般可识别，但也有地段被破坏，使岩石造成一种“角砾岩化”，形成广义的同生沉积角砾岩；矿体的形态﹑产状严格受破碎带制约，近东西向构造带为导矿和容矿构造。

褶皱构造与矿体的关系：矿区位为汪仁复背斜的东段，在向斜轴的两侧常伴有东西向纵向断裂构造，使层间发生破碎，初步形成的容矿空间。同时，早期存在岩石中的元素在经过构造变动后，形成近距离的迁移，并沿裂隙富集。这是区内的第一期改造富集阶段，这期次构造导致三叠系碳酸盐地层中地表岩溶现象较为普遍，由岩溶作用形成的角砾岩也较为常见。但是角砾岩中矿化微弱，特别是在渗滤层中基本不见铅锌矿化，但在铁泥质胶结角砾岩中，可见星点状﹑浸染状方铅矿化，区内5号矿体产于该部位，该处产出的矿体多较薄，且矿石品位较低。

断裂构造与矿体的关系：区内褶皱与断裂属同一构造体系，同属于淮阳山字型构造前弧挤压带的基本组成部分(谭秋明，1991)。断裂构造叠加层间破碎带上时，从而进一步形成的容矿空间，同时驱动成矿热液活动，成矿元素通过断裂构造进行运移使之进一步富集，这是区内的第二期改造富集阶段（李松生，1987）。这期次主要由近东西向断裂多活动引起形成的角砾岩，具有破碎强烈的特点，角砾成分以原岩为主，角砾大小悬殊，多呈棱角状﹑次棱角状，胶结以铁﹑泥质和方解石胶结为主，局部见重晶石胶结。章山矿体主要就赋存于其中，矿石均为角砾状，矿石矿物以胶结物中多见，矿化以铅锌铜银等多金属为主。

据以上特征显示，从矿物组合﹑围岩蚀变特征等现象来看，本矿床与MVT铅锌矿床类似，本矿床的成因类型为沉积-热液叠加改造矿床。基于此，章山矿床的成矿模式为：

在白云岩﹑灰岩等碳酸盐岩地层在奥陶纪形成的时候，同时地层中通过沉积作用形成少量的金属硫化物，初步富集了铅锌等物质。

由于印支—燕山期多期次﹑大规模的推覆活动，形成黄金山推覆滑脱构造，黄金山向斜层间滑脱﹑破碎明显，岩石空隙率增大，在地层中形成了渗透率较高的层位。

在后期大气降水的作用下，由于氧化还原条件的变化，地层中的硫化物进行二次富集，并形成工业矿体。

找矿标志：章山矿床的矿体赋存于奥陶系碳酸盐岩地层中，主要的矿石矿物为闪锌矿和方铅矿赋存于地层角砾岩中。通过研究表明章山矿床的形成可能与岩浆活动关系不大，矿体主要赋存在碳酸盐岩地层中，地层中有硫酸盐和有机物可以提供还原硫。其可能是一个密西西比河谷型(MVT）铅锌矿床，但是这类矿床通常具有大规模出现的特征，且矿体顺层分布。

章山矿床具有和典型MVT铅锌矿床相似的特征和形成环境，主要的区域找矿标志为：①奥陶系中上统和三叠系大冶组的存在，特别是该层位中近东西向构造破碎带是重要的地质找矿标志。②重晶石化﹑萤石化﹑硅化为区内此类型矿床的蚀变标志。③同时低阻﹑高激化的物探异常及与Pb﹑Zn﹑Ag综合化探异常组合是间接寻找本类型矿床的的物化探标志。

4 结论

通过对章山铅锌矿床详细的矿床地质特征研究，本文主要取得了以下结论和认识：

（1）章山矿床矿体分布与地层关系密切。赋矿层位为奥陶系中上统，而奥陶系是区域上一个重要的矿源层，特别是宝塔组(O2-3b)碳酸岩中，该层位的Pb﹑Zn﹑Ag平均含量远高于周边地层。主要岩性是以白云岩﹑白云质灰岩﹑泥质灰岩为主的一套海相蒸发岩沉积建造。矿体底板是奥陶系上统龙马溪组(O3S1l)泥页岩，对含矿热液有较好的屏蔽作用。

（2）章山矿床内矿体均赋存于含矿角砾岩中，角砾岩是沉积作用﹑岩溶作用﹑构造作用共同产物，其分布于黄金山向斜核部，或裸露于地表﹑或隐伏于地下。由于印支—燕山期多期次﹑大规模的推覆活动，形成黄金山推覆滑脱构造，黄金山向斜层间滑脱﹑破碎明显，岩石空隙率增大，为矿液的富集提供了场所。

（3）从矿石组合来看，章山矿床矿石矿物均为低温热液型矿物。矿石矿物主要为闪锌矿﹑方铅矿以及少量的黄铁矿，脉石矿物主要为方解石和白云石，以及极少量的萤石；矿石类型主要包含角砾岩型和脉状充填型两种；成矿温度比较低；成矿物质来源有两个方面，一方面奥陶系矿源层本身携带的Pb﹑Zn等矿质，另一方面受构造活动的影响，成矿热液携带来Pb﹑Zn等矿质，再通过水的循环在有利部位形成工业矿体。