淺析金寨縣汞洞沖鉛鋅礦礦體地質特征與成礦

周皓宇

摘要：汞洞沖鉛鋅礦床是桐柏—大別造山帶已知最大的鉛鋅礦床，礦床規模為中型，礦床內圈出工業礦體一條，含礦圍巖為隱爆角礫巖，該礦床以鉛鋅為主，伴生金。礦體δ34S值變化范圍很窄，在2.5‰～4.5‰之間，總體上，礦區礦化階段的δ34S值顯示較小的正值。

關鍵詞：鉛鋅礦；地質特征；礦床成因

1.前言

鉛鋅是我國的優勢資源，但是隨著我國經濟的發展鉛鋅資源跟不上現代化建設進程，所以迫切的需要尋找新的鉛鋅礦床。前人對我國的鉛鋅礦特征以及礦床成因做了大量的研究工作，并進行了分類。我國比較出名的鉛鋅礦有蘭坪鉛鋅礦、會澤鉛鋅礦、凡口鉛鋅礦等，汞洞沖鉛鋅礦床地處安徽省大別山北麓，產于北西向的金寨—鮮花嶺構造巖漿巖帶內，海拔高程150m～550m之間，總體屬于低山區。南部為響洪甸水庫，中部為薄刀嶺山脊，北部是熬藥尖山峰，研究區內分布有山間盆地。

2.區域地質特征

區內地層簡單，主要為新元古界—下古生界佛子嶺巖群淺變質巖系。該區大地構造位置屬北淮陽構造帶的東段，金寨斷裂帶的北側，區內的基底構造單元及新生代盆地大致經歷了褶皺變形、拆離滑覆及脆性斷裂三大構造演化階段。區內巖漿活動強烈，除礦區北部外圍分布的早白堊紀火山巖外，還廣泛發育侵入巖。侵入巖主要是中性淺成—超淺成巖體，分布于跌馬石、孫沖、石門沖、東沖等處，巖體的長軸方向為近南北向，所處構造位置為北西向和北東向斷裂交匯處。在礦區西北出露有鮑沖巖體，巖性主要是閃長巖—石英閃長巖花崗閃長巖組合。

汞洞沖鉛鋅礦床是桐柏—大別造山帶已知的最大鉛鋅礦床，礦床規模為中型。區內出露地層主要為佛子嶺巖群組佛庵巖組白云石英片巖。外圍出露的巖漿巖主要為燕山晚期中酸性淺成侵入體，按侵入先后次序有閃長巖—二長斑巖—正長巖。礦區西南側為北西向金寨斷裂，區域上稱之為龜梅斷裂，該超殼斷裂活動期次多，加里東期以及印支期為韌性剪切變形，形成一系列韌性剪切帶和層間剪切帶，結構面表現為壓性、壓扭性質，燕山期為產狀近于陡立的張性斷裂帶，控制北淮陽地區燕山期火山盆地和侵入巖區的分布，是區內重要導巖構造，從西向東，已發現有老灣金礦、銀洞溝金礦、劉山崖銅鋅礦、天目山鉬礦、母山鉬礦、皇城山銀多金屬礦、銀水寺鉛鋅礦、汞洞沖鉛鋅礦，因此該斷裂也是北淮陽成礦亞帶導巖導礦構造帶。礦區內發育多條北東向—北西脆性小斷裂，從角礫巖體向外呈放射狀分布，表現為張性、張扭性質。區域上，這兩組構造交匯部位常有中—淺成閃長巖巖珠—巖枝侵位。除斷裂構造外，汞洞沖鉛鋅礦床最主要的控礦構造是隱爆角礫巖筒構造。

3.礦床地質特征

汞洞沖鉛鋅礦床到目前為止僅發現達到工業指標的礦體一條，其富存于隱爆角礫巖筒內部，鉛鋅儲量為中型，該礦床以鉛鋅為主，伴生金，后者氧化帶富集后可形成獨立礦體。礦體長約100多m，寬8m～34m，其形態、產狀嚴格受角礫巖體控制，走向北東，傾向北西，傾角較陡，局部地區向南西側伏，工程控制角礫巖筒最大斜深大于770m。整個角礫巖體呈筒狀，橫切面呈橢圓狀、縱切面呈近于直立的柱狀，圍巖為白云石英片巖，兩者接觸界面清晰。此外，在部分地塹式坍塌的斷層角礫巖中還發育有多期硅化—黃鐵礦化蝕變作用，反應深部流體房在氣爆作用之后仍有一定的活動性。在角礫巖筒內常見少量直立的微小裂隙，可能與該類蝕變相對應。

礦石的礦物組分：金屬礦物主要為方鉛礦、閃鋅礦，少量黃銅礦等；脈石礦物主要為石英、方解石。礦石以中—粗粒它形、半自形粒狀結構為主，次為包含結構；浸染狀、脈狀及團塊狀構造為主，表現為一套較低溫的蝕變礦物組合。其中鉛鋅礦化主要與硅化、綠泥石化密切相關。

4.硫同位素研究

在熱液礦床中硫化物的硫同位素組成是由成礦溶液總硫同位素組成、氧逸度（fO2）、pH、離子強度和溫度的相關函數。熱液硫化物的硫同位素組成取決于其源區的δ34S成礦流體演化過程中的物理條件。

針對汞洞沖礦床礦化期次中的主要金屬硫化物進行了硫同位素的分析，樣品取自圍巖角礫之間膠結物中的硫化物礦物。測試結果以CDT為標準，見表1。

由表可知，汞洞沖礦床成礦期主要硫化物的δ34S值變化范圍很窄，在2.5‰～4.5‰之間，總體上，礦區礦化階段的δ34S值顯示較小的正值，說明礦區硫的來源主要為深源，很有可能是巖漿成因。

5.礦床成因分析

通過成礦地質特征及穩定同位素分析等，可以看出汞洞沖鉛鋅礦的形成與深部巖漿熱液活動密不可分。

流體包裹體研究結果表明，與絹云母化硅化有關的流體為中高溫、較高鹽度流體，而與石英—多金屬硫化物—碳酸鹽階段有關的流體為中溫、低鹽度、貧CO2流體。隨著成礦作用的進行，成礦溫度和鹽度均有從高降低的趨勢。包裹體中水的氫氧同位素結果顯示，成礦流體主要來自于巖漿水，并在石英—多金屬硫化物—碳酸鹽階段有部分大氣降水的加入。方解石的碳氧同位素結果也表明，成礦流體中的碳可能來自深部巖漿，并有與沉積巖混染作用的存在。礦石中主要硫化物的S同位素組成也顯示了主要以深源S為主的特征，并有地層S的貢獻。

汞洞沖含礦角礫巖本身即為鉛鋅礦體，鉛鋅成礦與角礫膠結物同期形成，因此該礦床為一熱液角礫巖型礦床，先存斷裂和熱液活動是角礫巖形成的主要機制。成礦流體可能來自深部巖漿活動，早期成礦流體具有高溫、較高鹽度的特征，液壓致裂和隱爆作用造成壓力快速降低和流體沸騰，形成高鹽度液相和低鹽氣相。前人的研究表明，Pb2+和Zn2+在高溫度、高酸度和高鹽度的流體環境中易與Cl-結合形成穩定絡合物，汞洞沖成礦過程石英—黃鐵礦—絹云母階段所發生的沸騰作用，使得Pb、Zn可以在高鹽度的流體進一步富集，并以氯的絡合物形式存在。

隱爆作用發生后，成礦進入到石英—多金屬硫化物—碳酸鹽階段。由于隱爆作用的發生，除中心地帶形成角礫巖外，周邊較大范圍內形成了放射狀裂隙和相關斷裂，同時流體的溫度、壓力也必將迅速降低，形成相對低溫的負壓空間，這樣將導致圍巖中的大氣水快速加入導致流體鹽度和溫度降低，隱爆作用的另外一個效果是在迅速擴容的過程中導致流體汽化、散逸，使得流體Cl-、HCO3-大量減少，造成Pb2+和Zn2+等金屬的沉淀。

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