鄂西地区铅锌矿成矿特征、找矿模式及找矿方向

王茂林，王贤茂，李小林

(1.湖北省地质调查院，湖北武汉 430034;2.湖北省地质矿业开发有限责任公司，湖北武汉 430022)

0 引言

早在晚清至民国初年鄂西地区就发现了铅锌矿，在神农架等地留有民采遗迹。国土资源大调查项目实施，打开了铅锌找矿工作局面，继冰洞山大型锌矿床发现并评价后，相继发现以沐浴河为代表的中型矿床、矿产地7处，以凹子岗为代表的小型矿床、矿产地数十处，累计发现矿点、矿化点达200余处。同时也带动了科研工作深化认识，对鄂西地区铅锌成矿特征及成矿规律进行总结，有利于勘查工作的继续和深入，有利于找矿的不断新发现和突破。

1 成矿地质背景

鄂西地区位处中国重要成矿带——湘西—鄂西成矿带北段，属扬子地块北缘。区内断穹(或古窿起)构造发育。以南华纪底界大体可将地层结构两分，下为基底，上为盖层。基底核部岩石变质程度不同，分为川中式(以崆岭群为代表的基底)、昆阳式(以神农架群为代表的基底)、江南式(以板溪群为代表的基底)三种;自南华纪至三叠纪盖层为一套滨浅海相碳酸盐岩夹碎屑岩建造。岩浆岩不发育，只在基底中见及。基底构造样式复杂多变，盖层构造格架可简单概括为“两弧夹两穹及一盆”，两弧即保康弧形构造(属南大巴山前陆弧形构造带东段组成部分)和五峰弧形构造(属南雪峰山前陆弧形构造带北东段组成部分)，两穹即神农架断穹和黄陵断穹，一盆即秭归盆地。秭归盆地及其基底构造为保康弧形构造和五峰弧形构造的“构造结”。铅锌矿主要赋存于盖层中，沿断穹周缘呈环状分布，沿弧形构造呈带状分布。

2 成矿地质特征及规律

2.1 时空分布特征

鄂西地区铅锌矿沿断穹周缘呈环状、沿弧形构造呈带状分布。具成片分布、成群集中之特点(图1)。由北向南划分为五个铅锌矿密集分布区，依次为房县—竹山铅锌矿密集分布区(以下简称房竹铅锌矿密集分布区)，兴山—神农架铅锌矿密集分布区(以下简称兴神铅锌矿密集分布区)，兴山—远安铅锌矿密集分布区(以下简称兴远铅锌矿密集分布区)，长阳铅锌矿密集分布区，咸丰—鹤峰铅锌矿密集分布区(以下简称咸鹤铅锌矿密集分布区)。

2.2 成矿特征

从表1可以看出，鄂西地区铅锌矿成矿基本特征有二:其一是矿床形成于沉积过程中，主要受古地理环境及物质来源控制，具沉积型铅锌矿特征;其二是矿床形成与沉积成岩后构造热液改造有关，还受构造事件强度及构造形迹的控制，具热液型铅锌矿特征［1］。

2.2.1 沉积成矿作用

据现有资料统计，鄂西地区85%的铅锌矿点和97%的铅锌矿(床)产地主要赋存在震旦系陡山沱组、灯影组，寒武系娄山关组和奥陶系南津关组四个层位。其有六个铅锌矿化层:第一铅锌矿化层(PZ1)，赋存于震旦系陡山沱组第一岩性段与第二岩性段接触部位，顶板(或底板)多为磷块岩;第二铅锌矿化层(PZ2)，赋存于震旦系陡山沱组第四岩性段，顶底板多为炭质页岩;第三铅锌矿化层(PZ3)，赋存于震旦系灯影组第二岩性段;第四铅锌矿化层(PZ4)，赋存于震旦系灯影组第三岩性段上部，顶板多为硅质岩;第五铅锌矿化层(PZ5)，赋存于寒武系娄山关组顶部;第六铅锌矿化层(PZ6)，赋存于奥陶系南津关组底部。通过对规模以上矿床铅锌赋矿层位初步归纳、总结，其主要矿床矿化层分布特征一览表见表2。

图1 鄂西地区铅锌矿分布图Fig.1 Distribution map of lead－zinc mine in western Hubei Province

表1 鄂西地区铅锌矿成矿特征一览表Table 1 List ofmetallogenic characteristics of lead－zinc mine in western Hubei Province

续表1

表2 鄂西地区不同铅锌矿密集分布区内主要矿床矿化层分布特征一览表Table 2 List of distribution characteristics ofmineralized layers ofmain deposits

从表2可以看出，第一矿化层(PZ1)主要分布在兴神铅锌矿密集分布区与兴远铅锌矿密集分布区接壤部位。第二矿化层(PZ2)主要分布在兴神铅锌矿密集分布区，在兴远铅锌矿密集分布区西部有少量分布。第三矿化层(PZ3)主要分布在兴远铅锌矿密集分布区北部。第四矿化层(PZ4)在房竹铅锌矿密集分布区、兴远铅锌矿密集分布区及长阳铅锌矿密集分布区广泛分布。第五矿化层(PZ5)和第六矿化层(PZ6)主要分布在咸鹤铅锌矿密集分布区。沿穹窿向四周矿化层数逐渐减少，矿化层位逐渐抬升。同一矿化层，成矿特征相似;不同矿化层，成矿特征不同。铅锌矿均赋存于不纯的碳酸盐岩，同一矿化层在不同矿区岩性组合及岩相标志存在差异，反映铅锌成矿与古沉积环境、古沉积构造具有成生联系，特定的岩相古地理和沉积古构造环境在地质历史演化进程中发生了有规律变迁。

岩相古地理对沉积型铅锌矿的控制 陡山沱早—中期，簸箕山—石板滩一带发育有规模较小的浅海盆地，沉积了一套含(铅)锌炭泥质岩、泥硅质岩和硅质岩，但这种(铅)锌成矿古地理环境分布非常局限，仅限于簸箕山以东、板栗坪以北地区。在簸箕山—炉沟—石板滩一带，有的在胶磷矿的底板出现铅锌矿化白云岩(如簸箕山)，有的在胶磷矿的顶板出现铅锌矿化白云岩(如石板滩)。磷建造与(铅)锌建造交互出现，说明铅锌和磷可能存在相同的物源，随着成磷高峰期的到来，基本见不到铅锌成矿的痕迹，铅锌与磷沉淀主要取决于水体环境pH值的变化。进入陡山沱晚期，鄂中开阔海台地萎缩，浅海盆地向外扩展，成磷消退，在高能带上成磷环境的靠陆一侧，台地边缘及其内部凹陷边缘局限台地相泻湖、沼泽亚相，铅锌(银钒)开始富集，尤其是锌。陡山沱期沉积成矿的最大特点是厚度稳定、组分均匀、范围宽广，矿层厚度相对较大，矿化强度相对较高，向四周矿层厚度逐渐变薄，矿化强度逐渐减弱。如冰洞山，受成矿古地理环境控制的铅锌矿床其矿物组合及矿石组构具分带性如坛子岭，内带锌品位＞3%，矿石主要为硫铁矿锌矿石，具角砾状构造;中带锌品位介于1% ～3%，矿石主要为褐铁矿化白云石锌矿石，具块状构造;外带锌品位＜1%，矿石主要为(黑或红)赤铁矿锌矿石，具角砾—块状构造。陡山沱期沉积的铅锌矿，一个显著共性特征是富硫、富锌矿石在自然干燥环境能次生白色针状矿物，俗称“长毛(长度可达10 cm)或上霜”，白色针状矿物为何物，暂不清楚，但它表明了陡山沱期铅锌成矿具有独特的个性特征。

灯影中期，浅滩相内侧和潮下相外、叠层藻发育的潮坪及近岸潮下、角砾岩发育的斜坡带为有利的铅锌成矿古地理环境，典型的沉积特征是矿石具粒屑，层纹状构造，如凹子岗。进入灯影晚期，铅锌成矿古地理环境扩展到台地前缘—陆棚内缘斜坡，沉积相包括局限海台地相、开阔台地相、台地前缘相、角砾岩斜坡相、盆地边缘相，向南至长阳，向西至乾沟，向北至非常宽广海域。这一时期铅锌的原始富集与藻球、藻团及茵丝体有关，如西蒿坪。顶底发育有砂岩的含矿岩系，上层以铅矿化为主，锌矿化次之;下层以锌矿化为主，铅矿化次之。以硅质条带白云岩为主的含矿岩系，只发育一层矿，且矿层由下至上，铅增高，锌减弱，说明矿化随岩相时空变迁而迁移。初步认为在台地边缘砂坝内侧，富集铅;在潮坪与蒸发台地接壤部位，富集锌;在潮坪与陆棚泻湖接壤地带富集铅锌。

晚寒武—早奥陶世，铅锌成矿向南迁至咸丰—鹤峰一带，沉积成矿作用仅限于开阔海台地的潮汐砂坝、灰泥丘亚相，台地边缘浅滩相的砂洲、砂丘、障壁砂坝亚相，生物礁对铅锌富集有一定影响，如张家沱。

同生断裂对沉积型铅锌矿的控制 这种断裂主要表现为两盘相同层位岩层厚度不同，断面弯曲不易识别，断裂带内裂开而不碎，撕裂的角砾大小不等、棱角分明，断裂向上不穿顶板，向下难觅踪迹。鄂西地区同沉积断裂控矿在不同时期表现不同。

陡山沱期，同沉积断裂可能起到导气通道、对盆底水加热作用，控矿模式见图2。

2 鄂西地区陡山沱期同沉积断裂对铅锌矿成矿控制模式图Fig.2 Mode chart of ore-controlling of lead－zincmine in Doushantuo period

沐浴河铅锌矿区在后山矿段西北角园五岭一带，矿层基底中存在有宽数十米，近南北向的强蚀变带，具重晶石化，矿层底板有一层铜矿和网脉状铜矿化。近蚀变带部位矿体厚而富，矿石具斑块或角砾状构造，远离蚀变带，矿体薄且贫，矿石具块状或层纹状构造，铅锌或呈脉状产于块状黄铁矿中，显示铜矿化居中，属导气通道产物，通道附近的方解石化、重晶石化是热液交代围岩的产物，由喷口向外依次出现闪锌矿→方铅矿→黄铁矿分带现象。

图3 鄂西地区灯影期同沉积断裂对铅锌矿成矿控制模式图Fig.3 Mode chart of ore－controlling of lead－zinc mine in Dengying Period

灯影期，同沉积断裂既导矿，也容矿，控矿模式见图3。如榨溪沟矿区，矿床由西向东依次出现闪锌矿(贵子沟)→闪锌矿+方铅矿(榨溪沟)→方铅矿+重晶石(会子沟东)→赤铁矿(半头沟)矿物组合分带，揭示贵子沟一带可能存在同沉积期导矿构造。黄陵地区铅锌矿大多呈形态极不规则的透镜状、囊状，一般矿体一侧厚另一侧薄，强矿化地段的顶板常见岩溶角砾岩，矿体垂向上组构，组分均匀与顶、底界线清晰，侧向上多分支与围岩呈渐变接触。铅锌矿化与高角度断裂关系密切，如板栗坪。这种断裂在剖面上切层，但位移极小，在顶部地层中不见其踪迹，在下伏地层中也难觅其踪迹。即使相距很近的矿体，在沉积环境上也具明显差异，矿化强度取决于角砾状白云岩的层间裂隙发育程度，如白鸡河，铅锌矿化可能是矿液沿同沉积断裂充填交代形成。在兴远铅锌矿密集分布区，同沉积断裂控矿具有普遍性。在适宜部位(主要是近盖层的碎屑岩层)形成含铅锌的黄铁矿矿体(如杉树垭硫铁矿)，含铅锌的黄铁矿体在横向上具分带性(如石板滩)，局部铅锌形成工业矿体(如柴木坪)。在盖层底部中，因所切岩层均处在泥塑状态，难寻踪迹，若导矿质达到一定浓度，就会对特殊岩层进行选择性交代，如交代磷块岩形成致密块状纯方铅矿矿体(樟村坪一带磷矿层中产出的方铅矿矿脉是其有力证据)。交代磷灰石后形成的Ca+和F－就会结合，在适宜部位形成顺层的萤石矿化+铜钒铅锌矿(如跨沟河)，在上部，因同沉积的碳酸盐岩孔隙度高，结构疏松，在应力集中部位岩层就会发生撕裂，角砾岩化(如凹子岗)，含矿热卤水沿同生撕裂构造运移，在同生撕裂构造两侧发生顺层矿化，地势低一侧矿化强于地势高一侧。因含矿溶质在垂向上变化不大，所以矿体在垂向上组分均一，在横向上随交代作用进行，含矿溶质浓度逐渐降低，富矿体长轴沿同生撕裂构造展布，远离同生撕裂构造，矿化强度逐渐减弱(炉沟雨伞湾)。在浅层，断裂构造总体上宽下窄形成上宽下窄的“V”字型矿体，当撕裂空间较大时，成矿就会具典型的沉积特征(如凹子岗)。当成矿溶液密度小于海水密度时，成矿溶液就会向上喷射，与海水混合，向外扩散，形成了湖北境内灯影组顶部广泛分布的一层低品位铅锌矿化白云岩，当与其它成矿因素发生耦合时，也能形成工业矿体(如雨淋沟)。

2.2.2 造山期构造控矿作用

鄂西地区，构造对铅锌成矿在不同矿区存在不同表现。龙宝林等研究认为热液型铅锌矿床主要形成于燕山中晚期，与区域性伸展构造密切相关。雷义均等研究认为地下水热液在构造驱动应力作用下，活化萃取了矿源层中的矿物质，并沿白云岩的层间裂隙运移，在已封闭的空间卸载成矿［2］。说明不同成因、不同规模、不同性质构造对铅锌成矿都有一定控制作用。

鄂西地区对沉积盖层变形影响最深远的是印支期造山，造山作用使矿源层成矿物质发生活化，随前陆弧形构造递进变形作用不断向前陆盆地运移、淀积。背斜构造核部能干岩层中形成的共轭节理或裂隙是较好的容矿空间，前陆盆地周缘是较佳成矿场所。受印支期构造强烈改造的铅锌矿床其特征是位处倒转翼的矿体厚度大，品位富，延深小呈契形(榨溪沟);位处正常翼的矿体厚度小，有用组分分布相对均匀，延深大(东、西蒿坪);位处轴部的矿体，形态多呈网脉状，延深远远小于延伸(朝阳)。随着褶皱的递进变形，背斜核部能干岩层发生碎裂形成层间碎裂岩带。共轭节理交角变小，发生复合，形成两侧带有分支的矿脉(月亮垭)。鄂西地区印支期造山运动影响深远，发育了保康及五峰两大弧形构造，神农架和黄陵两大断穹及秭归盆地。秭归盆地及其基底构造为保康弧形构造和五峰弧形构造的“构造结”。造山期成矿物质活化，随主应力驱动向前陆盆地运移、淀积的有力证据是在保康弧形构造中，铅锌矿多长在背斜北翼，在五峰弧形构造中，铅锌矿多长在背斜南翼。物质迁移的典型特征是铅锌多被沥青包裹呈团块状分布于方解石晶洞中。秭归盆地周缘是来自秦岭造山带和来自雪峰造山带成矿物质叠加汇聚场所。

综上，同沉积断裂控矿与古沉积环境控矿同属沉积成因，因不同时期控矿岩相古地理不同及同沉积断裂控矿作用不同，致不同铅锌矿密集分布区成矿特征差异，所形成的铅锌矿包裹体盐度差异较大，成矿温度低，硫同位素普遍具重硫特征;造山期构造控矿属热卤水成因，因秦岭造山运动和雪峰造山运动主应力传导方向不同，致不同铅锌矿密集分布区矿体就位构造部位不同，所形成的铅锌矿铅同位素普遍具组成均匀，为正常铅特征，虽主成矿期不同，但铅模式年龄差别不大。

3 主要矿床类型的找矿模型

3.1 矿床类型

包括鄂西地区在内的扬子地台北缘及周边铅锌矿的矿床成因，已有不少学者进行了成因方面的研究。芮宗瑶、叶锦华等认为扬子地台周边和隆起边缘碳酸盐岩层中铅锌矿床为后生成因，矿石形成比岩层形成滞后得多，不存在同生沉积的可能性;矿床形成是多期的、多源的和多成因的，即华力西晚期、印支一燕山期对成矿都有过贡献，个别矿床在喜马拉雅期有一定的富集作用［3］。李智明在研究扬子北缘及周边地区铅锌矿床时，认为扬子北缘及周边地区所发现的铅锌矿床，成矿时代、赋存层位、矿床成因具有较为明显的层控特征;陕南地区的南郑县马元铅锌矿田一直东延至鄂西地区的铅锌矿具有MVT型成矿系列的特点，认为神农架冰洞山铅锌矿为弱改造型［4］。谭满堂、姚书振等认为鄂西层控型铅锌矿成矿模式具有从沉积成矿到热液改造发展的趋势过程;不同构造部位、不同赋矿层位具有细微的差别，具体可分为沉积型(以凹子岗锌矿为代表)、沉积—改造型(以冰洞山铅锌矿为代表)和热液再造型(以西蒿坪、谭堡铅锌矿为代表)三种成因类型［5］。齐文、侯满堂、王根宝将上扬子地台震旦系铅锌矿床成因划分为叠生矿床、层控矿床、热水沉积改造矿床和热水沉积再造矿床四级类型，每一种类型按铅锌比例进一步划分为富铅型、富锌型、铅锌共生型［6］。本文从矿石矿物组合、硫化物的常微量元素特征及成矿物理化学作用几个方面研究，认为鄂西地区主要铅锌矿床成因类型属沉积—改造型，根据成矿时代和构造环境的不同，进一步划分为震旦纪陡山沱期沉积—轻微改造型，震旦纪灯影期沉积—改造型，寒武—奥陶纪沉积—改造型三个亚类。

表3 冰洞山式铅锌矿找矿模型Table 3 Prospectingmodel of Bingdongshan lead－zinc mine

3.2 主要矿床式及找矿模型

根据不同的矿床类型，优选典型矿床作为矿床式。震旦纪陡山沱期沉积—轻微改造型矿床(代表性矿床为冰洞山锌矿)，命名为冰洞山式;震旦纪灯影期沉积—改造型矿床(代表性矿床为凹子岗锌矿)，命名为凹子岗式;寒武—奥陶纪沉积—改造型矿床(代表性矿床为滕家湾、埃山、张家沱、西坪铅锌矿等)，因湖北境内各矿区工作程度低未成型，借用成矿特征相似、毗邻的湖南省江家垭铅锌矿典型矿床作补充，命名为江家垭式。针对典型矿床的基本特征有不少学者通过研究，做了很好的论述［1－2，7－9］，本文不再赘述。集众家之长，从矿床描述，成矿地质环境，矿床地质特征，物理化学特征，化探，重砂等要素对冰洞山式、凹子岗式、江家垭式铅锌矿找矿模型进行描述(表3－表5)。

表4 凹子岗式铅锌矿找矿模型Table 4 Prospectingmodel of Aozigang lead-zinc mine

表5 江家垭式铅锌矿找矿模型Table 5 Prospectingmodel of Jiangjiaya lead-zincmine

续表5

4 找矿方向

在鄂西地区比照主要矿床式的找矿模型对成矿地质背景进行排查，再结合成矿条件分析，优选黄陵断穹周缘、恩施台褶束及长阳台褶束南部、青峰台褶束及秭归台褶束周缘作为下步找矿重点工作区(或找矿远景区)。

黄陵断穹周缘，即是寻找冰洞山式铅锌矿的较好场所，也是寻找凹子岗式铅锌矿的有利地段。可利用成(铅)锌古地理环境与成磷古地理环境的相位关系，大胆尝试在成磷建造外侧与炭泥质岩相变地段寻找冰洞山式铅锌矿。利用同沉积断裂对铅锌成矿控制的认知，富矿体长轴沿同生撕裂构造展布等，对赋存于灯影组中的铅锌矿重新评价。

恩施台褶束及长阳台褶束南部成矿地质背景与湖南龙山—保靖铅锌矿带成矿地质背景类同，已发现的铅锌矿(床)点成矿地质特征与江家垭铅锌矿可一一类比，因该区基础地质与矿产工作十分薄弱，应充分借鉴前人的找矿经验，深化认识，择优勘查。

青峰台褶束内灯影组上部岩性组合可与川西大渡河地区类比。虽沿青峰强变形带造山期叠加的构造控矿作用掩盖了许多沉积成矿特征，但青峰以西所有金测PbZn异常和铅锌族重砂异常套合区均已找到大型以上规模铅锌矿(床)产地的事实，证明青峰以东，尤其是南(漳)—保(康)—谷(城)地区分布众多的规模大、强度高金测PbZn异常和铅锌族重砂异常区，是寻找凹子岗式铅锌矿潜力最大地区。

秭归台褶束是秦岭造山带和雪峰造山带的前陆盆地，也是保康弧形构造和五峰弧形构造的“构造结”。在造山过程中，许多成矿物质随造山热液不断向前陆运移，秭归台褶束周缘便成为多种矿物有利的沉淀场所。鄂西地区20%的PbZn地化异常和10%的铅锌矿物重砂异常分布于秭归台褶束周缘，均具矿致异常特征。该区主要出露三叠系及以上地层，铅锌找矿工作程度极低，应注意新层位、新类型铅锌矿的寻找。

致谢:本文所引资料主要来源于《湖北神农架—黄陵地区铅锌矿远景调查》、《湖北武当—神农架地区铅锌矿评价》、《扬子地台东北缘鄂西铅锌矿地质特征、成矿规律与找矿方向研究》及其它近年来国土资源大调查和科研成果，是无数地质工作者的辛勤劳动为本文提供了珍贵资料。

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