向 华,罗长江
(湖南省地质矿产勘查开发局四一三队,湖南 常德 415000)
湘西辰溪-沅陵黄铁、铅锌矿集中区是我国重要的黄铁、铅锌矿床分布区。到目前为止已发现大型矿床2处,中型矿床3处、小型矿床及矿点数十处;从北往南,沅陵县的升天坪、池坪、木杜坪、张家滩、董家河、用坪、低炉、岩坪等,辰溪县的尖岩、火马冲、常荣等地均有分布。这些矿床(点)以辰溪-沅陵一带最为集中,也最为典型,属于沉积改造型(MVT型)矿床。以往地质勘查工作积累了丰富的资料,取得了找矿的较大进展,然而勘查成果基本上都是独立的,彼此间缺少对比综合分析。近年来,通过对该区以往勘查成果及矿山开采地质资料进行归纳总结和综合分析,对该矿集区的地质特征、控矿因素以及找矿标志进行了总结和探讨,对一些重大地质问题的认识也进一步深化;更为重要的是,对该区黄铁、铅锌矿资源的找矿方向有了更为客观的认识;对在该区及外围找矿,增加矿床资源储量、开发该区黄铁、铅锌矿产资源具有重要的指导意义。
本区板溪群,震旦系及古生界地层分布最广,约占总面积的75%(图1)。冷家溪群、板溪群为地槽型复理石、类复理石建造和沉积火山碎屑岩建造,南华系主要是冰川-冰海相碎屑岩建造,下震旦统-志留系为浅海泥质、砂质、粉砂质沉积和少量碳酸盐沉积,上古生界为标准地台型碳酸盐建造,并含海陆交互相或海相含煤建造,中-新生界为陆相河湖或山麓堆积。
图1 沅陵-辰溪黄铁、铅锌矿集区区域地质图Fig.1 Regional geological map of Yuanling-Chenxi pyrite,Pb-Zn deposit,western Hunan province
大地构造上本区处于扬子克拉通的东南缘江南造山带[1]西段的雪峰弧型隆起区(雪峰地体),沅辰坳陷与冷家溪窿起接壤的西南部,总体呈略向SE倾斜NW歪倒的较宽缓-开阔的复背斜。断裂构造较为发育,其中以走向断层为主,断层线走向与褶皱轴线基本一致,主要分NE-NEE和E-W向两组断裂构造。
区内已知岩浆活动主要在前震旦系、震旦系末期,表现为火山凝灰岩沉积,板溪群五强组和震旦系上统灯影峡阶岩石中见火山碎屑物。区内中部的竹园、毛岗头、肖家村等地有小的燕山期辉绿岩体、云斜煌斑岩及辉云煌斑岩脉产出,除此之外无大规模岩浆活动。
自震旦系至下古生界,在雪峰山及其邻区为一套大陆边缘沉积,它们自北西向南东依次出现台地相→斜坡相→深水盆地相,其沉积物质主要来自扬子古陆,震旦系陡山沱早期,该区位于湘西浅海区和芷江、龙潭水下窿起、雪峰水下窿起之间的过渡斜坡区,海底凹凸不平,水下地形复杂,沉积了潮下-泻湖环境的碳酸盐-炭泥质交替岩相。
本区含矿岩系为震旦系陡山沱阶底部(Z1bd),为包括容矿微晶白云岩、隔矿层炭质板岩和无矿结晶白云岩的一套含黄铁、铅锌矿的岩性自然组合(图2)。在岩相上属于海进旋回的底部,自下而上,海水由浅变深。在该区主要分布于潭家场、池坪、符家山、董家河、用坪、低炉、升天坪一带的背斜、向斜。
图2 辰溪-沅陵黄铁、铅锌矿集中区含矿岩系及顶、底板地质特征Fig.2 The geological features of ore-bearing rock series and the upper and lower wall rock,in the Chenxi-Yuanling Pyrite and Leadzinc Mineralized Clusters
矿层顶板一般为炭质板岩,由南向北逐渐相变成白云质板岩,绢云母含量逐渐减少,白云石含量逐渐增多,颜色逐渐变浅,与上覆无矿白云岩和下伏矿石(容矿白云岩)界线逐渐变得模糊。矿层底板为上南华统南沱组(Nh2n)灰绿色冰碛砂砾岩,由冰碛含砾砂岩和冰碛含砾砂质板岩组成。
黄铁、铅锌矿体主要产于“上矿层”,“下矿层”主要为锌矿体。矿体产状与地层产状基本一致,其形态及规模不仅在不同矿区有差异,而且在同一矿区不同矿段也有不同。有的矿区有两层矿,而有的矿区只有一层矿。
黄铁矿体主要产于“上矿层”的“上黄铁矿亚层”,矿体多呈扁豆状和似层状产出,矿体形态变化中等,矿化连续性属“微间断”,含矿系数80%左右。厚度一般小于1 m,最厚2.25 m,厚度变化系数37%~61%;走向延伸一般200~300 m,最长达3000 m。“下矿层”的“下黄铁矿亚层”相对不太发育,厚度小、变化大、不稳定、工业意义小。
铅矿体主要产于“上矿层”的“上铅锌矿亚层”,其它部位有矿化,但无工业矿体。铅矿体绝大部分与锌矿体共生。矿体形态极复杂,多呈囊状和透镜状;矿化极不连续,常有尖灭、变薄现象。单矿体规模小,走向延伸一般100 m左右,最长610 m。
锌矿体主要产于“上矿层”的“上铅锌矿亚层”,其次产于“下矿层”的“下铅锌矿亚层”。产于“上矿层”中的锌矿体,绝大部分锌矿体紧靠黄铁矿之下分布,少数与黄铁矿共生或远离黄铁矿分布;其形态多呈似层状、透镜状和扁豆状;其厚度一般0.6~1.2 m,最厚3.44 m,厚度变化系数9%~71%;走向延伸一般150~300 m,最长达5000 m。
矿石物质成分比较简单,矿石矿物以黄铁矿、闪锌矿为主,次为方铅矿,脉石矿物以白云石、方解石为主,次为石英、玉髓,少量绢云母、白云母等粘土矿物,微量的重晶石、石膏、胶磷矿等。矿石结构以半自形-他形粒状结构最普遍,次为自形粒状结构、他形粒状结构,交代假象结构、骸晶交代包裹结构、变胶状结构,局部可见压碎结构。矿石构造主要有致密块状、浸染状、条纹条带状、团块状、脉状、斑杂状和晶洞充填构造,偶见角砾状构造。
矿石化学成分主要为S、Zn、Pb。矿石中伴生有益元素主要有Cd、Ag、Au,Ag一般品位为1.26×10-6~9.17×10-6,最高 211.00×10-6;Gd 的含量一般0.01%~0.02%,最高0.15%;Au的含量一般0.01%~0.12%,最高0.29%。矿石伴生有害杂质主要有As、F等,其含量一般为As 0~0.063%,F 0.010%~0.065%。
该区黄铁、铅锌矿赋存于震旦系陡山沱阶底部(Z1bd)的微晶白云岩中,其矿化范围严格受微晶白云岩的控制。该控矿岩性,具有质纯、性脆,受力易产生脆性变形以及高孔隙度、内部组构不稳定等特点;而且它又是基底富含Pb、Zn的高丰度厚大矿源岩及基底不整合面之上的第一个高化学活动性的富镁碳酸盐岩沉积盖层。按照最高活性岩层优先获得物质补给和富集的原理,它应是该区铅锌矿最有利的含矿层位,为成矿提供了有利的容矿空间条件。通过对该黄铁、铅锌集中区内有代表性的三个矿区(董家河、木杜坪、池坪)“矿化层”的岩性厚度以及黄铁、铅锌矿化强弱对比分析,其特征为:区内含矿岩系的厚度,最大达14.82 m,最小为3.26 m,一般6~9 m;含矿岩系厚度小于6 m者,一般铅锌矿化弱,大于6 m者,一般铅锌矿化较强,以6~11 m者,矿化最佳。
岩相是本区矿床最重要的控矿因素之一,它控制各个矿区矿化带和矿体的分布。在某一区域内,脱离某个特定的岩相带不能奢望找到有价值的同类矿床[2]。该“矿化层”属陡山沱阶早期产物,位于湘西北水下平缓区与雪峰山水下窿起区、芷江龙潭水下窿起区间的董家河海湾区。在陡山沱早期其处于潮下-泻湖的沉积环境中,期间海退海进,沉积了一套白云岩相-含炭泥质白云岩相-泥质岩相组合地层。潮下-泻湖的白云岩相控制着矿体的分布。陡山沱早期潮下-泻湖白云岩相带的环带状展布特点,决定该区黄铁、铅锌矿床亦围绕古岛分布。
含矿岩系是一个利于成矿的相对封闭、较完备的成矿岩性组合,微晶白云岩属化学性质较活泼的易溶交代岩类,是有利的容矿场所。其顶板的炭质、白云质板岩渗透性差,并具柔性,在构造应力作用下其相对白云岩、硅质岩易发生形变而不易破碎、断裂;能够很好的阻挡成矿物质向外扩散。底板冰碛砂砾岩,胶结较紧密,并且与容矿层的微晶白云岩存在非常明显的岩石物理、化学差异。顶、底板围岩的控制作用,为成矿流体提供了有利的地球物理障壁和地球化学障壁,致使成矿物质局限在“陡山沱阶的微晶白云岩层”,并从成矿流体中分离出来,沉淀富集成矿。
该黄铁、铅锌矿集中区所处的雪峰隆起是江南隆起的西南段,为一隶属于扬子板块东南缘的北东-南西走向往北西突出的弧形构造变形带,该弧形构造具有一般弧形构造所不具有的特征和意义[3-5],是多次构造运动长期发展的结果。雪峰隆起区经历的三次大的构造变形使该区发育了一系列与成矿关系密切的褶皱及层内构造。雪峰基底隆起产生的褶皱构造,一方面控制了含矿地层的展布;另一方面褶皱的轴部、两翼及转折部位,通常是应力集中释放的部位,由于隆升引起容矿白云岩层发生层间滑动及滑脱,产生层间断裂或层间小褶皱,造成岩层内部物理性质不稳定;加之白云岩含泥质甚微,性脆,受应力挤压易破碎,从而形成层间网络式裂隙系统;这就为矿液的流动和矿质的停积创造了数量和类型更多的容矿空间条件。除了在原生孔隙内充填了铅锌矿,形成浸染状、斑块状矿石外,还有众多铅锌矿细脉穿插其间,形成了环带状-细脉状矿石,在环带状构造和脉状构造发育地段的白云岩中,铅锌矿明显富集。
此外,区内的控矿褶皱构造还存在甚为匹配的“储、盖”岩性组合;特别是背斜构成了很好的构造-岩性圈闭的成矿条件,在接近背斜轴部铅锌明显的相对富集。从目前该区黄铁、铅锌矿的分布情况看,2处大型矿床分布于倾伏背斜中,3处中型矿床分布于背斜中,小型矿床多分布于背向斜中,矿点几十处多分布于背斜,仅部分分布于向斜或单斜中。矿化强弱有如下规律:背斜(强)-向斜(较强)-单斜(弱)。
本区黄铁、铅锌矿床成矿作用最为关键的是“源→运→聚→储”这一完整的地质过程,基本是受雪峰弧型隆起这种演化程序的构造背景所控制。该区在0.8 Ga左右华夏陆块与扬子陆块的拼接[6],使得该区西部的慈利-凤凰大断裂、东部的安化-黎平大断裂、桃江-城步同生大断裂火山强烈活动。火山喷发将Pb、Zn、Fe等成矿元素的气液排放于海水中,并在同期沉积物中原始积聚,为矿床的成矿作用提供矿源。接受多期次构造演变的雪峰基底隆起,使得容矿层内部和其下伏岩层因隆起产生裂隙,为深部矿质的排泄和深循环热液的运移,提供了良好的通道条件。该集中区内虽有较多断层通过,但本区矿床中的矿体产出和矿化均不直接受断层控制,仅仅在断层通过处的矿层发生局部的富集变化,对矿层的形态不起主导作用。然而,在成矿后期改造过程中,断层是成矿流体运移的主要通道,是连接矿源层和容矿层的桥梁和纽带。
本区矿床与一般MVT型铅锌矿相比,共同点主要表现在:它们均分布在克拉通边缘的碳酸盐岩建造中,具有明显的岩控特征;都经过沉积-热液改造的成矿过程,经受的后期改造都与基底隆起(地质构造事件)关系密切,与岩浆岩无关;尽管遭受强烈的后期改造,但仍保留了原始沉积成矿特征的条带状、层纹状矿体;矿床均形成于低温热液环境;矿物组合都比较简单;硫同位素均具有富重硫特征;并且都具有矿床规模大、矿化范围广的特点。两者差异主要表现在:本区黄铁、铅锌含矿岩系是一个利于成矿的相对封闭的较完备的成矿岩性组合,自上而下具有明显的矿化分层现象,受构造控制作用主要表现为褶皱的控制作用,断层对矿体形态控制不起主导作用;成矿后期的改造是多期次的,并与雪峰隆起区经受的构造地质事件有关。具体对比情况见表1。
骆学全(1990)[7]通过同位素研究认为,本区矿床硫同位素组成以富重硫34S为特征,成岩期纹层状黄铁矿明显富重硫,仅比海水34S略低,具有较高的正位和较小的变化范围。与表生期方铅矿、闪锌矿共生的方解石较含矿围岩明显地富12C和16O,表生期矿脉和晶洞中的石英包裹体水δD值均在大气水δD值的区间,同矿脉中富含大量玉髓的存在,都说明表生成矿溶液主要来自雨水,并得出结论:矿质来自震旦系火山硅质岩建造。曾勇等(2007)[8]通过同位素研究认为,本区大多数样品均表现为富集重硫34S,少数样品富集轻硫32S,总体低于典型沉积层状黄铁矿的硫同位素值。Pb、Zn成矿物质主要来源于下伏含矿地层,部分来自基底变质岩。成矿经历了沉积成岩和后期热液改造阶段;在沉积成岩阶段,本区可能存在富含Pb、Zn的沉积层位,成岩后的低温盆地内热卤水作用以及低温构造热液活动使下伏岩石、赋矿围岩及局部基底变质岩石中的Pb、Zn元素发生了活化迁移而在有利的层位最终富集成矿。
表1 湘西辰溪-沅陵黄铁、铅锌矿床与MVT型铅锌矿床对比简表Table 1 Comparative summary between pyrite,Pb-Zn deposits and MVT Pb-Zn deposits
湖南省地勘局四○七队对董家河矿区地层(Nh2n~C1)各层岩石的系统取样,分析结果表明:P仅在含磷层附近才有明显的浓集,比其它地层高4~40 倍,S、Pb、Zn、Cd、Ag在陡山沱阶地层底部白云岩有明显的浓集,Pb、Zn含量比其上下的各层岩石高13~20倍,Ag高出4~8倍。这说明“矿化层”沉积时,Pb、Zn、Ag等元素,有很高的浓集和富集作用,并且Co/Ni远小于1,从而说明S、Pb、Zn与岩浆岩没有关系。Pb、Zn元素在南沱组冰碛砂砾岩中平均含量分别为100×10-6和1500×10-6,其中黑色硅质页岩中分别为50×10-6和500×10-6,黑色炭质页岩中分别为30×10-6和15000×10-6;而赋矿的陡山沱阶地层是整个扬子地块边缘最重要的多金属富集层位,区域上Pb、Zn元素含量最高可达140×10-6和150×10-6[9],反映矿床围岩特别是上覆和下伏岩石含有丰富的成矿元素,具有提供矿质的基础。
本区黄铁、铅锌矿盖层中(上覆地层震旦系灯影峡阶、寒武系小烟溪组)广泛分布有硅质岩,且距该容矿层距离近。从董家河矿区各层岩层的系统取样分析结果可知,寒武系小烟溪组底部的黑色薄层硅质岩与炭质板岩互层岩层中Zn的含量达到了1.50%(达到了工业品位要求),但未形成工业矿体。曾有学者[9]对该区震旦-寒武系硅质岩的有机岩石学进行研究,表明该区硅质岩在成岩过程中发生过二氧化硅的重结晶作用,作用的结果导致某些微量元素被不同程度的移除,即所谓的“去杂质作用”;二氧化硅的结晶使有机质含量减少,硅质沉积物中的微量元素及其它杂质成分随之发生迁移;去杂质作用从另一方面说明了硅质岩并不是很好的容矿围岩,但却是良好的矿源层。该区地球化学特征反映了该围岩特别是上覆和下伏岩石含有丰富的成矿元素,具有提供矿质的基础;同时一定程度上反映了当时的海退海进的氧化还原沉积环境。
众多学者的研究表明MVT矿床的硫主要来源于海相蒸发岩(硫酸盐),蒸发岩的硫酸盐转变为MVT矿床硫化物中的还原态硫的还原机制,有两种可能:一种是细菌还原,另一种为热化学还原。而该矿床的成矿温度远高于细菌起作用的范围[10]。后者所需的还原剂,有学者认为是有机质,但本区地层的系统取样分析结果表明,其有机质的质(成熟度低)和量(含量很少)难以提供成矿所需要的还原剂。再则,Spirakis和Hey[11]的研究表明有机质作为还原剂效能在硫化物沉淀所用的时间内也不能满足成矿动力学的需要。Shank等(1981)[12]在研究洋中脊块状硫化物时,通过实验(200~350℃、500×105Pa)证实,其中的硫可由海水硫酸盐通过氧化大洋玄武岩中的Fe2+而来,玄武岩中的Fe2+是一个有效的还原剂。Graham和 Ohmoto(1994)[13]通过实验证实,在 200℃,HCl+NaCl+Fe1-x+H2O+CaSO4体系中大量H2(aq)、H2S(aq)和单质硫生成,比无CaSO4的体系生成的量还要大得多。周朝宪[15]在研究密西西比河谷铅锌矿床时指出,在logfo2-Ph-T-∑S相图中,随着温度的升高,氧化态硫的稳定域缩小而还原态的硫稳定域扩大;如在logfo2=-50,∑S=0.1 mol/L,pH近中性的溶液中,25℃时,硫酸盐为稳定相,150℃时,黄铁矿为稳定相而硫酸盐为不稳定相,250℃时,磁黄铁矿为稳定相而硫酸盐和黄铁矿皆为不稳定相;并得出温度的升高可能就是硫酸盐被还原的根本原因。受上述理论的启发,结合该区的构造、古地理特征,认为早南华期,由于该区西部的慈利-凤凰大断裂、东部的安化-黎平大断裂、桃江-城步同生大断裂的活动,火山喷发强烈;火山喷发将Pb、Zn、Fe等成矿元素的气液排放于海水中,并在同期沉积物中原始积聚,为矿床的成矿作用提供矿源。而陡山沱期该区处于半封闭潮下-泻湖环境中,由于东南方向古陆(岛)的屏障作用,湖水相对比较安静,大量含无机硫和铁的火山物质和火山喷气物质在本区沉积富集;并在沉积初期,在一定温度的氧化还原沉积环境下,Fe2+与海水中硫酸盐离子反应形成黄铁矿(FeS2)。
该黄铁、铅锌矿集中区S来自海水硫酸盐、Fe来自于含铁火山物质;Pb、Zn的物质主要来源为上覆及下伏含矿地层。黄铁矿主要为同生沉积,部分为后生成因,铅锌矿在同生沉积期仅形成矿胚(原始富集),在后期热液的改造作用下活化了上覆、下伏地层中的Pb、Zn而进一步富集成矿。并且该区大部分黄铁矿是由海水硫酸盐中的硫与含铁火山物质还原而形成,还原机制为热化学还原(温度的升高);而方铅矿、闪锌矿以及脉状黄铁矿应主要是后期热液作用形成的。
成矿流体是沟通矿源场、运移场和容矿场的纽带和媒介,是成矿系统中最为活跃的要素;矿床形成的规模与产出状态,与成矿流体的规模与产出状态密切相关[16]。本区褶皱和切割矿层的断裂构造发育(特别是同生断裂),对矿质的运移、聚集有明显的控制作用。在矿床形成过程中来源于海水(或有大气水的加入)的成矿流体沿着深大断裂(基底隆起过程中产生的裂隙也有利于海水下渗以及热水循环成矿系统的发育)下渗,渗入地下深处的水体,由于地热增温、构造作用及地幔热源的影响,从而形成循环热液流体,尔后萃取、运移上覆、下伏地层中的Pb、Zn,形成成矿流体,最终在陡山沱阶底部的有利成矿部位形成矿床。成矿流体的形成是多形式的,是随着该区所在的雪峰隆起区演化过程中逐渐发展形成的。
成矿能量是驱动成矿的自然力,沉积改造型铅锌矿主要是由于压实和重力作用引起流体的萃取、运移,流体输运过程中同时伴随水-岩反应,其经过了长距离的运移,出现大规模的流体作用,因而具有较大的能量。压实和重力作用为成矿流体提供了下向、侧向运动的能量,地热增温、长期活动的同生断裂及区域变质热源为成矿流体提供了上向运动的能量。
在0.8 Ga左右的晋宁(雪峰)造山运动期,华夏陆块与扬子陆块的拼接,雪峰隆起初步形成隆起雏形。该区处于在雪峰水下隆起西北侧局限台地上古岛周围的指状海湾盆地(董家河海湾),在结束冰水相沉积后便开始了本区的震旦系陡山沱期的沉积。当时该区处于半封闭的潮下-泻湖环境中,由于东南方向古陆(岛)的屏障作用,湖水相对比较安静。在华夏陆块与扬子陆块的拼接演化过程中,由于该区西部的慈利-凤凰大断裂、东部的安化-黎平大断裂、桃江-城步同生大断裂的活动,火山喷发强烈。火山喷发将Pb、Zn、Fe等成矿元素的气液排放于海水中,并在同期沉积物中原始积聚,为后期Pb、Zn的进一步富集成矿提供矿源;大量的火山硅质物质、火山喷发物质以及古陆(岛)中的无机硫和铁质至本区富集;在沉积初期氧化还原的沉积环境下,Fe2+与海水中硫酸盐离子反应形成黄铁矿(FeS2)。在其沉积的过程中,由于海进海退的沉积环境变化,使得在陡山沱初期经历了潮下(下矿层)-潮间(无矿层)-潮下(上矿层)-泻湖-潮下(隔矿层、无矿层)-泻湖(顶板标志层)的岩相沉积历史;从而最终沉积了碳酸盐-炭泥质交替岩相;而黄铁矿则富集在潮下环境的白云岩中,并沉积于容矿层。其后继承边缘海斜坡环境,沉积了一套炭硅泥质岩、浅海泥质、砂质岩相盖层。
在早古生代末期的加里东构造事件,使得该区进一步发生基底隆起,褶皱、断裂发育,同时隆起使地幔中的热量上升致使区内地壳岩石发生不同程度的区域变质,陡山沱阶沉积的白云岩也发生了重结晶使得晶粒变粗孔隙度增大,为矿质富集就位提供了良好的容矿空间。褶皱变形使该区抬升;源于海水、地层水(或有大气降水的加入)的沿着深大断裂(包括基底隆起过程中产生的裂隙)下渗,渗入地下深处的水体,由于地热梯度增温、构造综合热力、区域热变质等作用的影响,从而形成循环热液流体,尔后萃取、运移上覆、下伏地层中的Pb、Zn,形成成矿热液流体。当成矿流体运移至储盖层条件好,即环境相对较封闭的容矿空间时,在降温减压、流体的沸腾作用、不同类型流体之间的混合作用、流体相的分离或不混溶作用、以及热液蚀变作用(水-岩反应)等因素的影响下,成矿流体中的金属氯络合物与容矿层内的还原硫发生氧化还原反应,在陡山沱阶底部的有利成矿部位大量积聚PbS、ZnS。
在这个过程中,成矿流体呈弱酸性,其与容矿层的白云岩反复作用,使局部白云岩溶解、裂隙加宽,进一步形成溶蚀孔洞。白云岩的溶解,导致矿液的pH值提高矿液由酸性过度,于是出现了方解石、白云石的沉淀,矿液中的Pb、Zn也交代黄铁矿而沉淀。在溶解的同时使白云岩发生硅化而变硬变脆,在构造应力作用下,硅化的白云岩更易破碎产生裂隙。矿液则在岩石裂隙发育,岩石结构构造复杂、背斜轴部和倾伏端、虚脱部位等有利于矿液流动和聚集的部位,富集、沉淀就位。由于巨厚的底部冰碛含砾砂岩和顶部炭质板岩渗透能力差,阻止了含矿热液的散失,为该容矿地层提供了有利的地球化学障、地球物理障或构造物理化学障,以及岩性圈闭、构造岩性复合圈闭;使矿液在该层白云岩中充分反复作用,又在有利的构造岩性条件下以脉状、条纹条带状充填或交代成矿。
在褶皱的背、向斜中热量不易外逸并能在一定时期内使其保持一定的成矿温度;该区成矿后期改造多次,使矿质的活化、运移、富集改造过程更加完善彻底。
根据上述分析,将其成矿过程分为两个阶段:第一阶段为同生-成岩阶段,大部分黄铁矿在此阶段形成,铅锌在同生沉积期仅形成矿胚(原始富集);第二阶段为成岩-后生阶段,在循环热液的作用下,上覆、下伏地层及围岩地层中的Pb、Zn经萃取、活化形成成矿流体,运移至储盖层条件好的陡山沱阶底部的第一个白云岩层中富集成矿。其成矿后期的改造是多期次的,并与雪峰隆起区经受的构造地质事件有关。
1、震旦系陡山沱阶(Z1bd)为本区的找矿层位。
2、区域上的潮下-泻湖白云岩相为该区域的岩相古地理找矿标志。
3、找矿构造标志为白云岩相(富镁碳酸盐岩相)内的背斜,尤其是长索形倾伏背斜,其次是向斜、单斜。
4、露头上铅锌氧化矿的数量多且分布广,是矿化强度高的反映,是直接找矿标志。
5、1︰20万区域化探圈出Pb、Zn水系沉积物综合异常和重砂测量Pb、Zn异常多与已知矿床(点)吻合,是有利找矿标志。
6、陡山沱阶岩层与上覆灯影峡组硅质岩及下伏南沱组冰碛砂砾岩因岩性差异而遭受差异风化剥蚀作用所形成的特殊地貌特征是寻找矿层露头线的指示标志。
7、本区较多的民采老窿可作为最直接的找矿标志。
[1]水涛.中国东南大陆基底构造格局 [J].中国科学 (B辑),1987,17(4):414-422.
[2]杨绍祥,余沛然,劳可通.湘西北地区铅锌矿床成矿规律及找矿方向[J].国土资源导刊,2006,(3):92-98.
[3]贾宝华.湖南雪峰隆起区构造变形研究[J].中国区域地质,1994,(1):65-71.
[4]李岩峰,曲国胜,张进.弧形构造研究进展[J].地球科学进展,2007.22(7):708-715.
[5]丘元禧,张渝昌,马文璞.雪峰山陆内造山带的构造特征与演化[J].高校地质学报,1998,12(4):432-443.
[6]顾雪祥,刘建明,Oskar Schulz,等.江南造山带雪峰隆起区元古宙浊积沉积构造背景的地球化学制约[J].地球化学,2003,23(5):406-426.
[7]骆学全.湖南沅陵一带黄铁、铅锌矿床的地质特征及成矿地质条件[J].岩石矿物,1990,10(3):78-86.
[8]曾勇,李成君.湘西董家河铅锌矿地质特征及成矿物质来源探讨[J].华南地质与矿产,2007,(3):24-30.
[9]唐世荣,王东安,李任伟.湘川地区震旦-寒武系硅岩的有机岩石学研究[J].沉积学报,1997,(1):54-59.
[10]Machel H G,Krouse H R,Sassen S.Products and distinguishing criteria of bacterial and thermochemical sulfate reduction[J].Applied Geochemistry,1995,10:373-389.
[11]Spriakis C S,Heyl A V.Evaluation of proposed precipitation mechanisms for Mississippi Valley-type deposits [J].Ore Geology Reviews,1995,10:1-17.
[12]Shanks W C,Bischoff J L,Rosenbauer R J.Seawater sulfate reduction and sulfur isotope fractionation in basaltic system,interaction of seawater with fayalite and magnetite at 200~350℃[J].Geochimica et Cosmochimica Acta,1981,45:1977-1995.
[13]Graham U M,Ohmoto H.Experimental study of formation mechanisms of hydrothermal pyrite [J].Geochimica et Cosmochimica Acta,1994,58(10):2187-2202.
[14]张理刚.稳定同位素在地质科学中的应用[M].西安:陕西科学技术出版社,1985.
[15]魏菊英,王关玉.同位素地球化学[M].北京:地质出版社,1988:141-142.
[16]李强,王晓虎.扬子北缘震旦系铅锌矿床成矿地质特征及成矿模式[J].资源环境与工程,2009,23(1):1-6.
[17]芮宗瑶,叶锦华,张立生,等.扬子克拉通周边及其隆起边缘的铅锌矿床[J].中国地质,2004,31(4):337-346.