湖南省邵東鉛鋅礦區的熱水沉積特征

鄧自賢,李欣文,劉峰, 肖旭華,王宇翔

文章編號：1672-5603（2020）02-05-5

摘 要 邵東鉛鋅礦區位于清水塘鉛鋅礦田東外圍，地處贑湘桂上古臺坳與湘中加里東坳陷的交匯部位，礦區地層為角度不整合的二元結構，鉛鋅礦體賦存于寒武系下統（∈1）地層的不整合面之上，受寒武系中上統（∈2+3）淺變質細碎屑巖與碳酸鹽巖地層控制，具有典型的熱水沉積特征。本文是在野外調研和分析總結前人成果的基礎上，針對礦區邊深部找礦而開展的新探討。

關鍵詞 邵東縣;鉛鋅礦;熱水沉積 ;地質特征

中圖分類號：P618.4 文獻標識碼：A

Hydrothermal Sedimentary Characteristics of Shaodong lead-zinc Mine， Hunan Province

Deng Zixian1 ， ?Li Xinwen1 ， ?Liu Feng2， ?Xiao Xuhua1， ?Wang Yuxiang1

（1.The 303rd brigade of Hunan Nuclear Geology Bureau， ?Changsha Hunan 410119; 2. Anhua County Natural Resources Bureau， Anhua Hunan ?413500）

Abstract： Shaodong lead-zinc mine is located in the East periphery of Qingshuitang lead-zinc mine field， at the intersection of the upper paleotai depression in Jiangxi-Hunan-Guangxi and the Caledonian depression in central Hunan. The strata in the mine area are of angular unconformity binary structures. The lead-zinc ore bodies are located on the unconformity surface of the lower Cambrian （∈1） strata and controlled by the Cambrian system in middle and upper （∈2+3） shallow metamorphic fine clastic rock and carbonate rock strata， which are typical hydrothermal sedimentary characteristics. On the basis of field investigation， analysis and summary of previous achievements， this paper is a new discussion on the exploration of the deep side of the metallogenic area.

Keywords： Shaodong county; lead-zinc mine; hydrotheral deposition; geological characteristics

邵東鉛鋅礦區位于清水塘鉛鋅礦田東外圍，邵東、衡陽、祁東三縣交界處，行政隸屬靈官殿鎮和石株橋鄉管轄。礦區包括金華山、馬鞍山、小山頭、耳石嶺、新坑里、茶果山等六個礦段。

1 區域地質背景

礦區大地構造位置為贑湘桂上古臺坳與湘中加里東坳陷的交匯部位、湘桂加里東復式向斜的北東部。區內NNE向和SE向構造發育，褶皺和斷層相互疊加，形跡清晰。礦區地層為不整合的二元結構。

基底地層為前泥盆系一套地槽型重力流—濱淺海相碎屑巖—碳酸鹽巖沉積建造，蓋層為早古生界一套地臺型陸棚滯流盆地相的復理石復陸屑—碎屑濁積沉積建造。鉛鋅礦產于角度不整合面之上的碳酸鹽巖地層中。

上覆關帝廟花崗巖為印支期侵入的酸性巖體，呈巖基產出。

2 礦區地質

2.1 地層

礦區出露的地層大部分隱伏于花崗巖之下，主要有震旦系上統、寒武系、奧陶系下統和第四系（圖1）。

震旦系上統留茶坡組（Zl）地層由厚層隱晶硅質巖組成，頂部見有薄層硅質巖，呈長透鏡狀分布于礦區東部和中南部;寒武系地層總體走向NNE，其中下統（∈1）地層由碳質板、薄層硅質巖組成，分布于礦區中部;寒武系中上統（∈2+3），由灰色夾紫紅砂質板巖、長石石英砂巖、同生角礫巖、深灰色含粒屑泥質灰巖、灰白色夾深灰色條帶狀灰巖、灰綠色泥質粉砂巖等組成，不整合于寒武系下統（∈1）之上，為鉛鋅賦礦層位;奧陶系下統（O1）由泥質粉砂質巖板、鈣質條帶板巖、鈣質板巖組成，產狀與下伏地層一致，為整合接觸關系;第四系（Q）風化花崗巖及砂板碎屑、泥土等分布于礦區低洼部位。

2.2 構造

礦區總體上為SE向裂陷槽與NNE向斷陷帶交匯而產生的滑脫變形構造，為一隱伏加里東NNE向復背斜，即區域橫沖背斜的北延部分。該背斜褶皺形跡被印支期巖體覆蓋而破壞嚴重，殘缺不全，軸向26°—205°，兩翼大致等斜，產狀為60°～80°。核部地層為寒武系下統（∈1），兩翼地層依次為寒武系中上統（∈2+3）至奧陶系下統（O1）。

礦區NNE向和SE向斷裂構造較發育，均為地層沉積成巖同期或后期變形作用的產物。NNE向斷裂為區域深大斷裂—馬杜橋孤形斷裂的次級構造。具有斷層規模大、活動時間長、地層切割深、順層產出、常有構造角礫巖或后期脈巖充填等特點，控制礦區的東西邊界;SE向斷層規模小，無充填或偶見泥質充填，常集束成群出現，為成礦后的切層構造。

2.3 巖漿巖

關帝廟巖體沿早古生代裂陷槽盆地中心出露，總體呈東西向展布于全礦區，因NNE向斷陷隆起而在礦區分為東、西兩部分，東段略呈圓形，西段呈瓶塞狀。主要巖性為二云母花崗巖、黑云母花崗巖，伴有電氣石白云母花崗巖脈、花崗斑巖脈等多種脈巖。巖體平均年齡為223.4 ± 1.9 Ma。

3 礦床地質

3.1 賦礦圍巖

據統計，區內地層成礦元素豐度值遠高于地殼平均值，Pb 高出5～12倍，Zn高出2～3倍，表明寒武系下統和奧陶系下統地層中淺變質巖系為成礦的原始礦源層。

含礦層頂、底板圍巖均為淺變質巖。底板圍巖為寒武系下統（∈1）灰色夾紫紅砂質板巖、長石石英砂巖，顏色較深;頂板圍巖為奧陶系下統（O1）灰綠色泥質粉砂巖，顏色較淺（圖2）。

3.2 礦化帶

礦化帶賦存時代為古生代早期，并嚴格受其拉張形成的構造環境控制。礦化帶隱伏于花崗巖之下，其巖性為灰黑色夾紫紅砂質板巖與灰綠色泥質粉砂質板巖、泥質灰巖、泥質粉砂質巖，夾泥質灰巖或泥質灰巖透鏡體，同生角礫、粒屑構造、水下滑塌等軟沉積變形構造發育。礦體直接容礦巖石主要是灰白色泥質灰巖，次為泥質粉砂巖，泥質粉砂巖常與泥質灰巖互為條帶或透鏡體。其主要特征：一是顆粒細，有大量的細粉砂級或粘土級的碎屑物;二是碳酸鹽、二氧化硅、黃鐵礦和有機質含量較高;三是具有板狀劈理和沿層理裂開的特征（圖3）。

礦化帶寬約5～30m，最寬度可達50m。礦化帶由上至下可細分三層：第一層礦化產于灰綠色泥質粉砂巖、粉砂質板巖夾泥質灰巖透鏡體巖性層中，重晶石及鉛鋅礦呈小透鏡體;第二層礦化產于灰白色夾深灰色粒屑灰巖層中，頂部為薄層狀含重晶石灰巖，中部方解石條紋、條帶及環帶狀灰巖夾淺紫色、淺藍色螢石，軟沉積變形特征明顯，底部產似層狀、網脈狀鉛鋅礦體;第三層礦化產于深灰色同生角礫狀灰巖夾條帶狀泥砂質灰巖層中，底部為層狀或板柱狀鉛鋅礦體（圖4）。

據坑道調查取樣，小山頭礦段光譜分析結果表明礦區具有明顯礦化分帶（表1）。礦區NNE向斷裂構造為同生斷層。斷裂帶由內向外呈現Cu→Pb→Zn→Ba分帶，從深部至淺部呈Cu→Zn→Pb→Ba分帶。

3.3 礦體特征

據各開采礦段的儲量核實報告統計（表2），礦區共圈出13個礦體。其中，馬鞍山礦段礦體2個，小山頭礦段礦體4個，耳石嶺礦段礦體5個，金華山礦段礦體2個。除地表少量氧化礦體外，均為隱伏硫化礦體，礦床規模為小型。

（1）鉛鋅礦體產出嚴格受背斜構造控制，均產于背斜東翼，產狀與圍巖一致。根據其平面分布特征，礦區可分為馬鞍山—新坑里、紫金山—耳石嶺、茶果山—金華山等3個成礦帶。

（2）礦體形態以似層狀、網脈狀為主，層狀、囊狀、柱狀、扁豆狀、透鏡狀次之。礦體走向上長30～150m，厚0.7～3.0m，延深80～500m，礦體走向多為100°～115°，傾向南東，傾角61°～73°。

（3）礦石結構主要有：半自形-自形粒狀結構、包含結構、文象結構、殘余結構等。

（4）礦石構造主要有：塊狀構造、條帶狀構造、浸染狀構造、角礫狀構造等 。

（5）礦石礦物組成：金屬礦物主要有方鉛礦、閃鋅礦，次為黃銅礦黃鐵礦;脈石礦物主要是重晶石、螢石、白云石等，次為方解石。

（6）礦區圍巖蝕變總體較弱，礦體與圍巖界線不明顯，圍巖蝕變主要是白云石化、重晶石化和螢石化，其次為硅化。

4 成礦控制因素

4.1 礦體產出受層位控制

礦區鉛鋅礦賦存于寒武系下統（∈1）砂質板巖與奧陶系下統（O1）灰綠色泥質粉砂巖之間的過渡部位，礦體主要產于泥質灰巖透鏡體或條帶狀同生角礫狀灰巖中。含礦層頂部為灰綠色泥質粉砂巖、粉砂質板巖夾薄層狀含重晶石灰巖透鏡體;中部為礫屑灰巖夾條紋、條（環）帶狀灰巖及脈狀重晶石、螢石條帶，底部為同生角礫狀灰巖夾條帶狀泥砂質灰巖。盡管礦區地層發生了強烈的褶皺和巖體侵蝕，含礦層遭受了變形變質與構造破壞，但鉛鋅礦體的層控性仍十分明顯。

4.2 礦體產出受同生斷裂和次級沉積洼地控制

礦區鉛鋅礦體空間分布上局限于上生古代裂陷槽盆地和早古生代晚期的斷陷帶的疊加部位。前者呈東西走向，控制前寒武系沉積盆地的南北邊界，基底斷裂切割深，為成礦熱流的裂隙式噴發通道，控制著沉積盆地的空間展布及沉積建造組合。在該沉積盆地內，除囊狀、脈狀和透鏡狀鉛鋅礦體外，還形成有與硅質板巖有關的鐵銅礦化（祁東鐵礦），為上古裂陷槽盆地內的次級同生斷層，切割了新太古—古元古代結晶基底，控制了礦區的東、西邊界和南北兩側的沉積建造組合。礦區南側以淺海相砂質、砂泥質巖石為主，巖性主要為泥質砂巖、等礦區北側則以淺海相-半深海相粉砂泥質巖石為主，夾多層厚度不等的泥質碳酸鹽巖沉積。礦區內為有利于鉛鋅成礦的泥質碳酸鹽巖夾砂質板巖、硅質板巖沉積建造組合。

4.3 礦體產出受巖相和沉積環境的控制

礦區鉛鋅化類型明顯受巖相和沉積環境雙重制約。區鉛鋅礦形成于陸緣沉積盆地中，圍巖銅、鉛、鋅含量高，含泥質和硅質，碳酸鹽礦物有方解石、白云石，其含量比例變化大，碳酸鹽巖大多呈透鏡狀產出，分布不連續，地層中廣泛出現沉積型黃鐵礦，含有機質分解而來的碳質物，說明鉛鋅礦形成于相對封閉、水動力緩和、有機質豐富的淺海滯留還原環境。

4.4 礦體產出受成礦熱流的控制

根據中南工大測定的清水塘礦田礦體流體包體分析資料：脈石英、重晶石、閃鋅礦包體主要為液相，氣液界線不清晰，形態規則。均一法測溫表明，礦區閃鋅礦形成于中低溫度，中等鹽度時期，結束于常溫期，爆裂法測溫顯示本區成礦具有階段性和脈動性;包體成分特征表明脈體中富Na、Cl而貧Ca、Mg，具沉積和層控礦床特征;氣相成分中O2、N2明顯偏高，閃鋅礦中包體成分貧CO2，反映主要礦化段在深部。

根據南京大學測定的清水塘礦田同位素分析資料：礦區礦石中的硫主要來源于深源巖漿，并受到上部地殼物質的混染;鉛主要來源于地殼，可能混有少量地幔物質;成礦流體以巖漿水為主，并有大氣降水的混入;成礦流體中的碳主要來自深源巖漿，直接熱源為上古時期地殼深部存在的巖漿房。源自上地幔及下地殼的巖漿熱流在構造動力驅動下，沿深大斷裂噴出地表，引起其周圍海盆內海水對流循環和熱水活動，為熱水沉積成礦作用提供了前提條件。因距熱源遠近的差異和熱水溫度的不同，形成構造部位上的噴氣沉積型—噴流沉積型鉛鋅礦床。

5 結論

邵東鉛鋅礦區礦化受上古裂陷槽盆地控制，且局限于馬杜橋深大斷裂北段的次級、同生—后期多次復活斷裂帶之間，產于古生代早期劇烈沉降的淺海半封閉沉積盆地中的次級背斜東翼。賦礦地層為寒武系中上統（∈2+3），礦體圍巖常見同生成因的熱水沉積硅質鈣質泥質條帶灰巖，呈層狀產出，微晶-細晶結構，塊狀、層紋狀和條（環）帶狀構造發育。因此，可以認為邵東鉛鋅礦屬噴流沉積型礦床。

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