陜西鎮安黃土嶺鉛鋅礦礦床成因淺析

屈笑冬，高向玲

（西北礦冶研究院，甘肅 白銀 730900）

關鍵字：地質構造；熱液活動；鉛鋅礦床；鎮安

礦區位于錫銅溝-板巖鎮鉛、鋅、金、汞、銻成礦帶之中，據現有資料分析，礦床具有明顯的裂隙充填成礦特點。區域構造線方向以近東西向為主，且經多期的造山作用，使該區的構造變形更加復雜化，由此亦伴隨著不同程度的變質作用和熱液成礦作用。因此，對礦區礦床的成礦地質成因進行分析，對該地區的找礦工作具有積極的意義。

1 區域地質

礦區處于秦嶺褶皺系（Ⅱ）南秦嶺印支褶皺帶（Ⅱ4）鳳縣-鎮安褶皺束（Ⅱ41）中部，其北為禮縣-柞水華力西褶皺帶（Ⅱ3），南界為留鳳關-金雞嶺褶皺束（Ⅱ42）[1]，其南界與北界均表現出通過區域性逆掩斷裂或逆斷裂接觸。區域構造線方向以近平行于東西向方向為主，復式背斜褶皺構造和區域性斷裂構成了區域主體格架。地層由上至下為：泥盆系，寒武系—奧陶系及志留系地層和震旦系地層。泥盆系地層與寒武系—奧陶系及志留系地層平行不整合接觸，震旦系地層連續沉積于寒武系-奧陶系地層之下[2]。

多期的造山作用，使該區的構造變形更加復雜化，由此亦伴隨著不同程度的變質作用和熱液成礦作用，黃土嶺礦區及其周邊的鉛鋅礦化，在宏觀上即為上述構造變動、變質作用和熱液活動的綜合產物。

2 礦區地質

2.1 地層

秦嶺造山帶分為北、中、南三個黑色巖系帶，礦區位置處于中帶，山陽與鎮安大斷裂之間的鏈狀古陸邊緣，南秦嶺地塊北緣部位。根據礦區地質、巖石化學組分與及其分布特征，礦區出露地層由老至新為早古生界寒武-奧陶系石甕子組（∈-Osh）、中泥盆統大楓溝組（D2d）、古道嶺組（D）及上泥盆統星紅鋪組（D3x），分述于下。

（1）寒武-奧陶系石甕子組（∈-Osh）自下而上分三個巖性段。第三巖性段（∈-Osh3工程已揭露）：淺灰色厚層狀微-細晶白云巖，含少量燧石團塊，普遍具硅化，該層為礦區鉛、鋅、銅礦主要賦礦層，厚度15.77～產狀35°～50°∠60°～85°。第二巖性段（∈-Osh2工程已揭露）：據出露巖性觀察為淺灰—灰色中—厚層白云巖夾條紋狀含同生角礫，團塊普遍含燧石條帶，厚度41m～144m，產狀5°～35°∠70°～78°。第一巖性段（∈-Osh1）：區內探礦工程未見出露。

（2）中泥盆統大楓溝組（D2d）分D2d1、D2d2兩個巖性段。第一巖性段（D2d1）：于礦區東南部廣泛分布，巖性為灰綠—灰色中—厚層長石石英砂巖、雜砂巖夾白云巖透鏡體，底部為白云質砂巖及含礫砂巖。第一巖性段第一亞段（D2d1-1工程已揭露）：礦區經探礦工程揭露，主要巖性表現為變長石石英砂巖、角巖化變鈣質長石石英粉砂巖夾角巖化變長石石英粉砂巖、含粉砂微晶灰巖、透閃透輝長英質角巖，斷裂接觸于寒武-奧陶系石甕子組地層。厚度42.97m～232.57m。產狀30°～45°∠65°～82°。第一巖性段第二亞段（D2d1-2工程未揭露）：礦區北側為白云質礫巖夾變長石石英粉砂巖、西部過渡為角巖化白云質灰巖夾大理巖、含粉砂微晶灰巖、變長石石英粉砂巖，南側為含粉砂微晶灰巖，向西過渡為大理巖、含粉砂微晶灰巖夾變長石石英粉砂巖，厚度31.11m～189.02m，產狀35°～85°∠30°～75°。第二巖性段（D2d2工程未揭露）：變長石石英粉砂巖、角巖化變長石石英粉砂巖、角巖化含鈣長石石英粉砂巖夾薄-中厚層狀含粉砂微晶灰巖、斑點狀粉砂絹云千枚巖，厚度131.83m～429.18m。產狀280°～330°∠52°～62°。

（3）中泥盆統古道嶺組（D2g工程未揭露）：分布于礦區北部，巖性為灰綠色中厚層粉砂質板巖夾灰色薄-中層狀細晶灰巖、千枚巖，產狀5°～340°∠45°～50°。

（4）上泥盆統星紅鋪組（D3x工程未揭露）：灰-灰綠色絹云母粉砂質板巖夾灰色中、薄層細晶灰巖，產狀350°～20°∠50°～70°。

2.2 構造

區內作為揚子地臺北緣南秦嶺印支褶皺帶的次級構造單元，歷經多次構造運動，多期擠壓變形，構造形態復雜迭加，褶皺、斷裂十分發育。礦區范圍內可分為褶皺和斷裂并存的東西向構造和以斷裂為主的北東向構造兩組構造。魯班溝背斜是礦區褶皺的主要組成，屬于冷水溝-蔡家莊復式背斜南翼的次級褶皺。中泥盆統大楓溝組地層構成褶皺的南翼和北翼，奧陶系石甕子組地層構成褶皺核部。軸面向北向傾斜，傾角中等，軸向近東西向方向。南翼地層倒轉，地層傾向40°左右，北翼地層正常，地層傾向0°～40°，兩翼傾角50°～85°[2]。礦區內主要為北東向、東西向兩組斷裂。北東向斷裂錯斷了東西向構造線，斷層走向20°～55°，傾向以北西300°～310°為主，傾角38°～81°。該組斷裂具有一定的破壞性，對礦區礦體的連續性起到了破壞作用。東西向斷裂主要以泥盆系和寒武糸-奧陶系層間斷裂為主，斷面呈舒緩波狀，破碎帶寬5m左右，帶內有擠壓片理及透鏡狀、糜棱狀等構造塊體。沿斷裂方向其中充填石英脈及石英方解石脈，該組斷裂早期表現為壓扭性、張扭性，經多期活動作用后，后期表現為逆沖推覆。礦區的成礦后期，該組斷裂構造對于礦床的形成具有一定的積極作用。該斷裂在成礦期間，熱液從斷裂進入，經改造活動后，形成礦床。

2.3 巖漿巖

經對礦區露頭及探礦工程進行勘查，東江口巖體在礦區北部有部分出露，為中酸性巖類，區內有少量脈巖。①東江口巖體。呈巖基狀產出，侵入于中上泥盆統地層，接觸面產狀傾向170°～210°，傾角68°～85°。混染巖化、角巖化和熱力變質作用在其外接觸帶部分地段產生。②脈巖。礦區內脈巖比較發育，主要表現為長英巖脈、石英脈、強蝕變黑云母閃長巖脈、方解石石英脈等。

2.4 變質作用

礦區地層及巖石在長期復雜的地質演化過程中，普遍伴隨不同程度的區域變質和熱動力變質作用。但變質程度屬低級變質相范疇，碎屑巖石表現為砂巖的石英巖化、粘土質巖石的綠泥石化、絹云母化、碳酸鹽和重結晶化等。

2.5 圍巖蝕變

礦區礦體的主要含礦層為寒武-奧陶系石甕子組第三巖性段，其巖性表現為淺灰—灰色中—厚層層狀白云巖。地層經長期的區域變質作用，圍巖蝕變表現為輕度大理巖化及重結晶作用。成礦作用有關的熱液蝕變，表現得十分明顯和強烈，蝕變方式主要是以含礦熱水溶液的滲濾交代作用和充填交代作用的方式進行主要的圍巖蝕變白云巖化、硅化、黃鐵礦化、碳酸鹽化、透閃石化。

3 礦體特征

礦區礦體在地表自西至東由探礦工程控制，主要為硅化、褐鐵礦化蝕變帶，延伸較穩定，控制蝕變帶長約780m，地表蝕變帶出露最低標高798m，最大標高980m，工業礦體富集僅限于礦區部分礦體。經現場施工平硐查看，礦體基本由多個穿脈工程控制。控制礦體長度為550m～760m，礦體傾向延伸40m～140m，礦體厚度最薄0.92m，最厚13.39m，平均厚度5.33m，厚度變化系數67.91%。礦體沿走向呈似層狀，波浪狀蛇形展布，連續性較差，局部礦體出現分支，總體走向110°～145°，傾向北東，傾角60°～88°。礦體在礦體傾向方向延伸，呈不規則帶狀、透鏡狀產出，其延伸效果基本不穩定。

4 成礦控制條件

黃土嶺鉛鋅礦地質特征表明，礦體受地層、構造、巖性、熱流作用等多因素控制，地層巖性和構造條件提供了導礦和容礦的有效場所和空間，含礦熱流作用是提供礦源的主導因素。

（1）地層條件。礦區的石甕子組地層表現為一套淺變質的深海相臺地碳酸鹽巖沉積，中泥盆統大楓溝組下部的碎屑巖覆蓋于石甕子組地層。長期遭受剝蝕，又受后期構造作用，界面產生斷裂活動，碳酸鹽巖巖性自身活化性能較高，遇高鹽度含礦流體，易于形成賦礦地層。

（2）構造條件。據現有工程揭露和地質觀察表明，含礦地層細晶白云巖處于冷水溝-蔡家莊復式背斜南翼，又處于時空差距較大的泥盆系和寒武-奧陶系兩套地層的南側，后期的構造變形和迭加，由南向北的逆沖推覆和左旋剪切變形，巖層自身形成定向性的層間斷裂和原地震碎裂作用。巖性易產生剛性破碎，為造成構造空間提供了有利的條件，為地下含礦熱液的導流提供溝通，形成富集場所。

（3）熱流體條件。分析黃土嶺礦區的礦石類型和蝕變特征，礦區成礦的最重要條件之一是該地區的熱液活動。白云巖本身并不具備礦源條件，但其巖性物理性質和構造條件卻為地下深部含礦熱液形成了較理想的導礦和賦礦空間。礦區熱液經過一系列活動，礦體圍巖普遍產生蝕變，熱流體在上升的過程中，隨著壓力溫度和圍巖界質的變化，使攜帶鋅、鉛等有用金屬得以卸載富集成礦。成礦早期，鉛鋅以鹵化物為配體在其周圍高鹽度、高水鹽比條件下，經過遷移形成鉛鋅絡合物，與周圍環境下的海水、沉淀物及噴流物中的含硫物質，在適宜的條件下發生反應，形成鉛鋅沉淀，其主要結構為致密塊狀、條帶狀。脈狀構造、網脈狀構造、斑雜-團塊狀構造，交代溶蝕結構、交代充填結構等表明礦床后期受多期次的巖漿熱液、構造熱液疊加活化、富集和改造，對早期層狀礦體的加大和富集起著重要作用。

5 礦床成因

黃土嶺鉛鋅礦，據現有資料分析，含礦熱液帶有明顯的裂隙充填方式。交代作用所伴隨的物質或組分的帶入和帶出不甚明顯，賦礦巖石寒武-奧陶系石甕子組白云質細晶白云巖、含硅質條帶微晶灰巖，系深海相臺地沉積。礦床成礦期間，因存在地熱對流作用，靜水壓力作用于海水，海水向下滲透并逐漸加熱，在此過程中，海水中的SO4-2離子被捕獲，形成酸性熱水溶液，對其中所含豐富的鋅、鉛、銅、銀等金屬物質進行溶解。在熱對流的驅動下，沿一定的裂隙通道，不斷向上循環，由高勢能向低勢能轉換。由于壓力、溫度和酸堿度的不斷變化，礦化劑的不斷散失，最終選擇在活性較高、構造空間有利的碳酸鹽巖中，導致Zn、Pb、Cu、Ag元素的卸載及S元素的還原。

綜上所述，從礦床成因類型上分析表明，黃土嶺多金屬鉛鋅礦礦床應屬熱液充填式礦床。