陜西省南鄭縣馬元鉛鋅礦床礦石特征

鄭析科

（成都理工大學，四川 成都 610059）

1 大地構造背景

馬元鉛鋅礦床位于上揚子地臺北緣，與秦嶺—大別造山帶相接，區域內包含大巴山構造帶和米倉山碑壩穹窿兩個構造單元[1]。區域內出露地層主要有晚元古代震旦系地層；早古生代寒武系地層、奧陶系地層及志留系地層和晚古生代二疊系[2]。上震旦統燈影組地層為馬元鉛鋅礦床的賦礦層位，并顯示出嚴格地層控性質，最大的控礦構造為碑壩穹窿構造[3]。

2 礦石類型

馬元地區的鉛鋅礦主要賦存于角礫狀白云巖中，由于風化礦石部分在淺水區礦石氧化形成氧化礦，該區域可分為五種類型礦石：角礫狀白云巖角礫白云巖型混合鋅礦、角礫白云巖氧化鋅礦石、鉛鋅礦、角礫白云巖型混合鉛鋅礦石和角礫白云巖混合鉛礦石，其中角礫巖和角礫巖鉛鋅礦氧化礦石在礦區最常見。

圖1 馬元鉛鋅礦礦石類型

角礫狀鉛鋅礦礦石中可見大量的閃鋅礦和相對較少的方鉛礦及很明顯的白云巖角礫。在鉛鋅礦脈與白云石角礫的交界處黑色碳質碎屑條帶發育，呈現條帶狀構造。礦石中發育有少量瀝青及重晶石脈，重晶石晶形發育較為完整，可明顯見其解理。除此之外，在白云巖中還可見少量閃鋅礦、方鉛礦，及重晶石白云石顆粒。同時，發育有石英脈與黃鐵礦化共生。

角礫狀鉛鋅礦氧化礦石中可見大量經過氧化的閃鋅礦，礦石經過氧化整體顏色偏黃褐色，部分晶洞中發育的六棱錐狀石英也因為次生作用呈黃色。

3 礦物組成

在馬元鉛鋅礦床中礦石礦物主要為閃鋅礦和方鉛礦。內容大約是10%。除了金屬礦物有黃鐵礦、和少量的次生礦物如黃銅礦、水鋅礦、鉛釩；非金屬礦物有白云石、方解石、石英。

4 礦石的結構

在礦相顯微鏡下我們主要觀察到了以下幾種主要的結構：他形粒狀結構、自形－半自形晶粒結構、交代殘余結構、包含結構、褶皺結構、聚片雙晶結構等。

他形粒狀結構：方鉛礦，閃鋅礦，黃鐵礦都具有他形粒狀結構。如圖2（A），方鉛礦邊緣呈破布狀、島狀及不規則狀，呈現他形粒狀結構；圖2（D）中黃鐵礦邊緣也呈現交代作用后殘余的不規則狀邊緣，為他形粒狀結構。

自形－半自形晶粒結構：方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦、白云石都可在鏡下看到半自形－自形晶粒結構。如：圖2（B）及圖2（A）中的方鉛礦、圖2（A）中的閃鋅礦，他們的邊緣都較為自形，可以大概分辨其晶形，為自形－半自形晶粒結構。

交代殘余結構：黃鐵礦和閃鋅礦在鏡下可見交代殘余結構，黃鐵礦被方鉛礦和閃鋅礦交代形成破布狀和島狀殘余。閃鋅礦被方鉛礦沿裂隙交代，局部也形成交代殘余結構，交代結構殘余一般為先生成的礦物被后生成的礦物交代，反應黃鐵礦早于方鉛礦和閃鋅礦形成，而閃鋅礦早于方鉛礦而形成。如圖 2（D）、2（A）及2（C）所示。

圖2 馬元鉛鋅礦床礦石結構

包含結構：白云石中包含著少量較為自形的黃鐵礦形成包含結構，如圖2（C）所示。

褶皺結構：鏡下可見方鉛礦中黑色三角孔出現彎曲現象，這反映了方鉛礦結晶過程中受應力影響。如圖2（A）所示。

聚片雙晶結構：探針片下偶爾可見白云石具有聚片雙晶結構。

此外還可以見到比較奇特渾圓狀、月牙狀的瀝青。如圖2（B）。

5 礦石的構造

礦石的構造主要有角礫狀構造、晶洞構造、浸染狀構造、網脈狀構造、細脈狀構造、條帶狀構造等。

礫石構造：礦石最重要的構造，角礫巖主要是早期形成的白云石，大小不相等，沒有方向性，不規則，長條狀角，部分圓形。如圖3（A）中角礫狀白云巖，被后生成的白云石膠結，黑色碳質條帶圍繞在礦石周圍。

晶體結構：由白云石重熔而成，主要發育于礦石或巖石裂隙中，該晶體的大小是不均勻的，洞中的礦物一般是熱液后形成的產物。

細脈浸染狀構造：主要為方鉛礦、閃鋅礦瀝青等礦物，細脈沿白云質裂隙重新結晶分布，如圖3（D）所示閃鋅礦和方鉛礦呈細脈浸染狀穿插于白云巖裂隙中。

圖3 馬元鉛鋅礦床礦石構造

細脈狀構造：閃鋅礦、瀝青分別呈細脈狀穿插在白云石脈體內和白云巖角礫內。如圖3（B）所示，可見被氧化的鉛鋅礦脈呈細脈狀穿插于白云巖中。

網脈狀構造：含礦白云石脈穿插膠結在白云巖角礫間和白云巖角礫內的裂隙中呈網脈狀，這是由于較早形成的白云巖受應力作用破碎或形成網格狀的裂隙，被后期熱液填充，礦物沉淀形成網格狀的構造。如圖3（C）所示，為后期形成的石英穿插于早期形成的白云巖裂隙中。

條帶狀構造：在鉛鋅礦脈與白云石角礫的交界處可看到條帶狀黑色碳質碎屑，與白色白云石脈重復出現形成條帶狀構造,如圖3（A）。

表1 礦物生成順序表

6 成礦期次

由野外觀察和鏡下的礦物共生組合關系，可以大致將馬元鉛鋅礦床的成礦期初步劃分為三個階段：沉積期、熱液期和表生作用期。沉積期可以分為早期的成巖階段和較晚的后生階段。熱液期同樣可以分為兩個階段，早期的石英－黃鐵礦階段，熱液活動較弱，主要是硅化白云巖和黃鐵礦生成；后期的白云石－閃鋅礦階段，后期熱液活動較強，主要形成閃鋅礦和方鉛礦，為主要的成礦階段[4]。具體礦物生成階段詳見下表1：可知在沉積期形成白云巖；熱液期晚期先后形成了重熔作用形成的白云石，石英，閃鋅礦，紅鋅礦，稍晚形成了方解石、方鉛礦瀝青。其中黃鐵礦在前兩個階段均有生成。熱液作用結束后的表生作用期，由于氧化作用等形成了白鉛礦和褐鐵礦。

[1]李厚民, 陳毓川, 王登紅, 等． 陜西南鄭地區馬元鋅礦的地球化學特征及成礦時代[J]． 地質通報, 2007, 26(5)：546-552．

[2]陳高潮, 王炬川, 張俊良,等． 揚子地塊西北緣震旦系燈影組鉛鋅礦的成礦地質背景[J]． 地質通報, 2012, 31(5)：773-782．

[3]侯滿堂, 王黨國, 高杰,等． 陜西馬元地區鉛鋅礦礦石特征研究[J]．陜西地質, 2007, 35(1)：1-10．

[4]陳翠華． 四川盆地邊緣震旦系熱液作用及其鉛鋅成礦-成藏效應[D]．成都理工大學, 2013．