湖南省水口山鉛鋅地質(zhì)特征與成因機(jī)制分析

左 宗

(湖南省衡陽市常寧市水口山有色金屬集團(tuán)公司康家灣礦，湖南 衡陽 421513)

湖南省水口山礦是一個(gè)多金屬大型礦田，礦床的開采歷史非常悠久，鉛鋅礦產(chǎn)資源豐富。水口山礦出露的地層自上而下主要包括白堊系、侏羅系、三疊系、二疊系和石炭系地層，沉積厚度大，以淺海碳酸鹽巖地層為主，夾含煤地層。

1.地質(zhì)特征分析

1.1 礦體基本情況

水口山礦體主要分布于倒轉(zhuǎn)背斜軸部，以F1、F2逆沖斷層為主，控制了十八個(gè)礦體，主要為鉛鋅礦和黃鐵礦。礦體厚度從幾米到幾十米不等，鉛鋅礦產(chǎn)狀變化較大，形態(tài)以豆莢狀和透鏡狀為主。鉛鋅礦的品位良好，鉛的含量達(dá)1.6%，鋅的含量達(dá)5.7%。

鉛鋅礦石結(jié)構(gòu)主要為粒狀結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)為主，構(gòu)造以塊狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造和條帶狀構(gòu)為主，因此礦石類型也主要為塊狀、浸染狀和條帶狀。

1.2 圍巖蝕變與角礫巖

工區(qū)鉛鋅礦圍巖蝕變均為不理想的蝕變分帶，巖體自內(nèi)而外依次為鉀長石化、綠泥石化、絹云母化、桂化、碳酸鹽化—大理巖化，蝕變類型繁多。角礫巖類型復(fù)雜多樣，發(fā)育良好，主要類型包括斷層角桂化角礫巖、層間桂化角礫巖、隱爆角礫巖。

2.成因機(jī)制分析

2.1 花崗閃長巖基本特征

(1)主要元素分析

從顯微照片觀察可知，花崗閃長巖呈斑狀結(jié)構(gòu)，以斜長石、鉀長石和石英礦物為主。統(tǒng)計(jì)水口山花崗閃長巖的主要元素 (圖2(a))，強(qiáng)蝕變的各種氧化物含量變化大，不穩(wěn)定，而弱蝕變巖石的氧化物含量相對較小。強(qiáng)弱蝕變會(huì)導(dǎo)致巖石的化學(xué)成分有所差異，鐵、鎂、鈣含量增高，而鉀和鈉的含量降低。

(2)微量元素分析

圖2(b)可知，工區(qū)花崗閃長巖中的鈾、釷等大離子親石元素和鉛元素相對富集，銻、磷等高強(qiáng)場元素與鋇、鍶等元素相對虧損。對比分析強(qiáng)弱蝕變花崗閃長巖的微量元素?cái)?shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)兩者變化不大，但虧損程度不同。

圖2 水口山礦體花崗閃長巖基本特征分析

(3)稀土分析

從圖2(c)中可以看出，強(qiáng)弱蝕變花崗巖稀土配分的趨勢基本一致，表明稀土元素為同源巖漿產(chǎn)物，并且都是向右趨于減緩，重稀土虧損，分餾不明顯，而輕稀土富集，分餾明顯。

(4)年代分析

對花崗閃長巖鋯石原位Hf同位素進(jìn)行分析得出，其初始比值在－10.8～8.7之間，平均為－9.7，二階段模式年齡平均值為1.82Ga，推斷巖漿的結(jié)晶年代主要為燕山早期巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物，而成巖物質(zhì)則主要來自于古元古界。

2.2 流體包裹體分析

采用LinKamTHMS600型冷熱臺(tái)對流體包裹體進(jìn)行顯微測試。流體包裹體分為富液相兩相水溶包裹體、富氣相兩相水溶液包裹體和含子晶三相水溶液包裹體。其中，富液相兩相水溶液包裹體溫度平均為182℃，冰點(diǎn)為－6.8℃;富氣相兩相水溶液包裹體均一溫度平均為297℃，冰點(diǎn)為－2.3℃。水口山鉛鋅礦流體的密度平均為0.93g/cm3，包裹體壓力平均為18.3MPa，流體形成的深度平均在1800米附近。

2.3 同位素分析

(1)礦石硫同位素平均為－0.11%，其中方鉛礦中硫同位素平均為0.10%，黃鐵礦同位素平均為－0.12%，說明礦石中硫來源于深源巖架。

(2)礦石中206pb/204pb、207pb/204pb、208pb/204pb平均值為18.150、15.73和38.87，說明鉛同位素主要來源于地殼物質(zhì)。

(3)在方解石中，C13平均為 －1.3%，氧同位素為16%;在石灰?guī)r中，C13平均為0%，氧同位素為15.5%，說明礦石中的碳主要來源于上古生代的石灰?guī)r。

3.成礦分析

綜合以上分析，工區(qū)花崗閃長巖主要來源于古元古界地殼，成礦物質(zhì)來源于地殼，部分礦元素可能來源于含礦的圍巖。水口山的成礦模式主要是燕山早期強(qiáng)烈的地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和巖漿活動(dòng)，引發(fā)大規(guī)模的地殼溶融，并形成水口山花崗閃長巖，在構(gòu)造與大氣混合作用下，鉛、鋅、銅、金等元素在倒轉(zhuǎn)背斜的軸部富集成礦。

4.結(jié)論

湖南省水口山鉛鋅礦儲(chǔ)量豐富，為進(jìn)一步分析礦體的成礦機(jī)制，本文從工區(qū)的地層構(gòu)造、地層情況及圍巖蝕變與角礫巖特征進(jìn)行了詳細(xì)的分析，并對花崗閃長巖基本特征、流體包裹體特征和同位素特征進(jìn)行了細(xì)致的闡述，最終確定了水口山礦體的地質(zhì)特征和成因模式，為預(yù)測礦體預(yù)測提供了必要的地質(zhì)信息。

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