貴州施秉—余慶地區重晶石礦及鉛鋅礦礦床成因及成礦模式討論

齊兵德，周云龍，馬蘭蘭

（四川省核工業地質局二八三大隊，四川 達州 635000）

1 概況

貴州施秉-余慶地區重晶石礦礦以點多規模小為特征，已發現礦點3處，礦化點17處，鉛鋅礦點共發現2處（圖1），在空間上緊靠金坑東西大斷裂分布，特別是主斷裂與次級斷裂交匯處最為密集，說明構造運動對重晶石礦的分布有明顯的控制作用。區內重晶石礦石礦物為單一重晶石，乳白色、白色，潔白度高，呈板狀集合體，具塊狀構造，有時礦脈被構造破碎后，重晶石成碎裂狀或與粘土混雜產出，礦石含BaSO493.95%～99.42%，品質較高，開發潛力較大。

區內鉛鋅礦礦石礦物主要是方鉛礦、閃鋅礦，脈石礦物主要是方解石、白云石、重晶石，少量石英。主要屬于“方鉛礦-閃鋅礦-碳酸鹽組合”及“方鉛礦-閃鋅礦-重晶石組合”，已發現礦點均為小型礦點。

圖1 重晶石礦、鉛鋅礦點分布圖

本文是以1:5萬平溪幅區調所獲資料為依據，通過分析該區的地質背景及構造，提出了該區的重晶石及鉛鋅礦成礦模式，并分析了其找礦潛力靶區。

2 區域地質背景

區內出露地層主要為中元古代、新元古代和古生代地層，另有少量中生代和新生代地層出露，分別有清白口系、南華系、震旦系、寒武系、奧陶系、志留系、二疊系、白堊系、新近系以及第四系地層。清白口系主要為海相的陸源碎屑、火山-陸源碎屑巖組合；南華系早期表現為冰海重力流沉積，中期為一套含錳鈣質砂頁巖的陸源近瀉湖沉積，晚期則為大陸冰蓋周緣盆地發育的冰海重力流沉積及盆地邊緣帶冰濱海冰磧巖；震旦系早期為海相碳酸鹽及碎屑巖沉積，晚期為較深-深水炭硅質沉積組合；寒武系早期表現為深水碳酸鹽和碎屑巖沉積，中晚期表現為一套斜坡-盆地相帶灰巖質的粗屑堆積（灰巖礫巖和礫質灰巖）與深水碳酸鹽沉積組合；奧陶系-志留系表現為淺海碳酸巖與碎屑巖組合；二疊系為濱海-淺海相陸源碎屑巖及碳酸鹽巖組合；白堊系下統地層缺失，只保留有上統地層，巖性單一，為一套紅色礫巖及鈣質砂巖；新近系分布十分局限，僅見于施秉縣城東北下翁哨谷地內；第四系分布廣泛，由多種成因的陸相松散堆積物組成，并以一定的厚度覆于不同時代的基巖之上。沉積環境和沉積類型多樣，有淺水臺地相、斜坡相和深水盆地相等。它們形成于不同的沉積環境、產出于不同的盆地類型、具有不同的沉積組合。

其中震旦系早期、寒武系、奧陶系的特殊沉積環境及建造，為重晶石的形成提供了得天獨厚的地質條件。

圖2 1-泥質白云巖 2-重晶石脈體

3 礦床成因類型分析

施秉-余慶地區重晶石礦含礦建造，賦礦巖石主要為婁山關組、桐梓組的白云巖、白云質灰巖、灰質白云巖，呈中-薄層狀，質地堅硬，脆性，在構造應力作用下易于破碎形成賦礦空間（圖2）；含礦圍巖蓋層多為鈣質頁巖、砂質頁巖以及粘土巖等，在構造應力作用下，產生塑性變形，當成礦熱液沿斷裂帶上升運移至近地表淺部是，因其特有的性質阻礙了礦液的散失，在成礦物質形成過程中起到了屏蔽遮擋控制作用。據貴州工學院測試，蓋雷重晶石形成溫度似以低于200℃為主，同時包裹體中氣液比很低，一般0.05—0.10,最高0.15，絕大部分為液相，因而判斷成礦流體屬低溫熱液，同時對白色重晶石作了硫同位素測試，δ34S‰值23.01—28.80,顯示硫為海水沉積及蒸發巖的硫酸鹽，表明來自地層。

依上述特征，推測熱液可能主要沿鎮遠、黃平等斷裂帶運移，于次級斷裂破碎帶和有利的巖性組合以及適宜的地球化學環境，礦質沉淀成礦。推測區內重晶石為低溫熱液充填交代礦床。區域大量研究成果表面，凱里-都勻-銅仁一帶的鉛鋅礦形成于加里東期，少量鉛鋅礦形成于早震旦世，距今約840Ma，大致與雪峰運動相當。對這一區域內型相近的鉛鋅礦成因進行分析，研究結果表明，測區鉛鋅礦主要產于斷層破碎帶中，嚴格受斷層控制，圍巖為震旦系陡山沱組與寒武系婁山關組，通過對閃鋅礦進行測試，其檢測結果為，閃鋅礦包體均一溫度為180～195℃，方解石均一溫度為180～243℃。由上可見，測區鉛鋅礦應歸屬中低溫熱液充填交代型礦床。對相鄰區域類似礦床資料收集，其分析結果顯示，鉛同位素中的μ值為9.3～9.9，平均值為9.733；ω值為38.99～41.77，平均值為40.294；其硫同位素以δ32S為主，表明蓋雷礦床以殼源鉛為主，認為該礦床成礦熱液來源及其可能與巖漿熱液有關。

4 成礦物質來源

通過分析，鉛鋅礦和重晶石物質來源為，深部礦物質流體在地殼運動的驅動下，沿深東西向大斷裂向上運移，至一定深度后可向其派生北東、北西向輸送；

鹵水熱液始于成巖壓實水以及沿東西向深大斷裂帶下滲的古海水、大氣降水，下滲途中由地熱增溫并白云巖中變為鹵水熱液，到了較深的部位由于熱驅動而發生對流循環，在流經震旦系～寒武系地層中萃取等成礦物質從而演變成為含礦鹵水熱液，并在地殼運動的驅動下，沿不整合面向盆地邊緣通道遷移；上升的深部礦物質流體至上地殼與含礦鹵水熱液在大斷裂帶內混合、形成高礦化度的混合鹵水熱液并繼續向上遷移；鹵水熱液中的鉛、鋅、硫酸鋇等含礦流體在圈閉構造內（或相對封閉的容礦層空間內）與發生反應而沉淀出PbS、ZnS、BaSO4等，形成閃鋅礦、方鉛礦、重晶石等硫化物聚積而成礦。

5 成礦模式

通過對金坑大斷裂鉛鋅礦和重晶石礦床地質特征綜合分析，并結合野外調查及已有資料，從而建立了與金坑大斷裂有關的成礦模式。

由于東西向大斷裂，為一個多期次活動的斷層，其多期次的活動為后期不同成礦熱液提供了良好導礦通道，與之相對應的次級北東、北西和層間破碎帶則為配礦和容礦提供了有利條件，與金坑大斷裂有關的成礦作用可分4個階段：

a.東西向斷裂活動階段:在震旦—寒武紀地層沉積后，區內東西向斷裂活動，破壞地層原有的沉積特征，形成了導礦通道。

圖3 成礦模式圖

b.北東向斷裂形成階段:在上次東西向斷裂活動后，區內北東活動，形成了多組以逆斷層為主的北東向斷裂帶，形成了配礦構造

c.鉛鋅礦形成階段:在北東向斷裂活動后，東西向斷裂再次活動，并有富礦流體通過導礦構造、配礦構造，最終在層間破碎帶（容礦構造）中富集成礦，形成了區域上的浪洞鉛鋅礦及柿花樹鉛鋅礦。

圖4 浪洞鉛鋅礦層序圖

圖5 似層狀鉛鋅礦與重晶石

d.重晶石形成階段:鉛鋅礦形成后，東西向斷裂再次活動，并相伴有北西、北東的次級斷裂，成礦熱液再次運移至斷層及層間破碎帶等容礦產所富集形成重晶石，部分鉛鋅礦在斷層再次活動時形成角礫狀（圖6），被重晶石熱液包裹（柿花樹鉛鋅礦），部分則形成上為重晶石（圖4、圖5），下為鉛鋅礦的復合礦產（浪洞鉛鋅礦）。

圖6 角礫狀鉛鋅礦

6 結束語

依據上述成礦模式以及區域研究資料，測區重晶石礦以及鉛鋅礦的形成主要受構造以及地層巖性等控制。區域上金坑大斷裂以及其次生斷裂的形成，是形成地下熱液滲透、運移的良好通道，主斷裂與次級斷裂交匯處以及斷層破碎帶、層間破碎帶等形成了良好的容礦空間。北西向、北東向、北東東向扭性-扭壓性斷裂帶、脆性-過渡性剪切帶、密集構造帶，尤其是它們與近東西向構造的交匯處，控制了礦脈（點）的分布，如同陽洞坳、柿花樹、浪洞等礦脈（點）；節理裂隙帶、層間剝離帶、小斷裂交切部位，以及層間斷裂系統（層間破碎帶、層間剝離構造帶）等，控制了礦脈的分布、形態和產狀。

同時測區發現的礦脈，賦礦巖石主要為陡山沱組、婁山關組、桐梓組的白云巖、白云質灰巖、灰質白云巖，呈中-薄層狀，質地堅硬，脆性，在構造應力作用下易于破碎形成賦礦空間；含礦圍巖蓋層多為鈣質頁巖、砂質頁巖以及粘土巖等，在構造應力作用下，產生塑性變形，當成礦熱液沿斷裂帶上升運移至近地表淺部是，因其特有的性質阻礙了礦液的散失，在成礦物質形成過程中起到了屏蔽遮擋控制作用。

綜上，金坑大斷裂形成的通道，使得鉛鋅含礦流體（含變質熱液、深部熱液和大氣降水）攜帶著深部來源的礦物質，沿導礦-配礦構造運移，在有利的容礦地層、構造中匯聚，尤其是在碳酸鹽巖的斷層破碎帶、層間破碎帶空間中充填沉淀成礦；同時金坑大斷裂繼續運動過程中，先期形成的鉛鋅礦脈被破壞，同時又形成新的空間，深部的重晶石含礦流體，沿導礦-配礦構造運移，在新形成的空間中充填富集沉淀成礦。