湖南省水口山铅锌地质特征与成因机制分析

左宗

摘要：为分析水口山矿体的地质特征与成因机制，本文从工区的矿体情况及围岩蚀变和角砾岩特征着手，分析了花岗闪长岩的主要元素、微量元素、稀土和年代，并对流体包裹体和同位素进行详细的阐述，并最终确定了水口山铅锌矿体的成矿模式，对下一步矿体预测有一定的指导作用。

关键词：水口山；铅锌矿；地质特征；成因机制

0 工区概况

湖南省水口山矿是一个多金属大型矿田，矿床的开采历史非常悠久，铅锌矿产资源丰富。水口山矿出露的地层自上而下主要包括白垩系、侏罗系、三叠系、二叠系和石炭系地层，沉积厚度大，以浅海碳酸盐岩地层为主，夹含煤地层。

1 地质特征分析

1.1 矿体基本情况

水口山矿体主要分布于倒转背斜轴部，以F1、F2逆冲断层为主，控制了十八个矿体，主要为铅锌矿和黄铁矿。矿体厚度从几米到几十米不等，铅锌矿产状变化较大，形态以豆荚状和透镜状为主。铅锌矿的品位良好，铅的含量达1.6%，锌的含量达5.7%。

铅锌矿石结构主要为粒状结构、交代结构为主，构造以块状构造、浸染状构造和条带状构为主，因此矿石类型也主要为块状、浸染状和条带状。

1.2 围岩蚀变与角砾岩

工区铅锌矿围岩蚀变均为不理想的蚀变分带，巖体自内而外依次为钾长石化、绿泥石化、绢云母化、桂化、碳酸盐化—大理岩化，蚀变类型繁多。角砾岩类型复杂多样，发育良好，主要类型包括断层角桂化角砾岩、层间桂化角砾岩、隐爆角砾岩。

2 成因机制分析

2.1 花岗闪长岩基本特征

（1）主要元素分析

从显微照片观察可知，花岗闪长岩呈斑状结构，以斜长石、钾长石和石英矿物为主。统计水口山花岗闪长岩的主要元素（图2（a）），强蚀变的各种氧化物含量变化大，不稳定，而弱蚀变岩石的氧化物含量相对较小。强弱蚀变会导致岩石的化学成分有所差异，铁、镁、钙含量增高，而钾和钠的含量降低。

（2）微量元素分析

图2（b）可知，工区花岗闪长岩中的铀、钍等大离子亲石元素和铅元素相对富集，锑、磷等高强场元素与钡、锶等元素相对亏损。对比分析强弱蚀变花岗闪长岩的微量元素数据，发现两者变化不大，但亏损程度不同。

（3）稀土分析

从图2（c）中可以看出，强弱蚀变花岗岩稀土配分的趋势基本一致，表明稀土元素为同源岩浆产物，并且都是向右趋于减缓，重稀土亏损，分馏不明显，而轻稀土富集，分馏明显。

（a）主量元素SiOz-KzO统计图 （b）微量元素统计图 （c）稀土元素统计图

图2 水口山矿体花岗闪长岩基本特征分析

（4）年代分析

对花岗闪长岩锆石原位Hf同位素进行分析得出，其初始比值在-10.8～8.7之间，平均为-9.7，二阶段模式年龄平均值为1.82Ga，推断岩浆的结晶年代主要为燕山早期岩浆活动的产物，而成岩物质则主要来自于古元古界。

2.2 流体包裹体分析

采用LinKam THMS600型冷热台对流体包裹体进行显微测试。流体包裹体分为富液相两相水溶包裹体、富气相两相水溶液包裹体和含子晶三相水溶液包裹体。其中，富液相两相水溶液包裹体温度平均为182℃，冰点为-6.8℃；富气相两相水溶液包裹体均一温度平均为297℃，冰点为-2.3℃。水口山铅锌矿流体的密度平均为0.93g/cm3，包裹体压力平均为18.3MPa，流体形成的深度平均在1800米附近。

2.3 同位素分析

（1）矿石硫同位素平均为-0.11%，其中方铅矿中硫同位素平均为0.10%，黄铁矿同位素平均为-0.12%，说明矿石中硫来源于深源岩架。

（2）矿石中206pb/204pb、207pb/204pb、208pb/204pb平均值为 18.150、15.73和38.87，说明铅同位素主要来源于地壳物质。

（3）在方解石中，C13平均为-1.3%，氧同位素为16%；在石灰岩中，C13平均为0%，氧同位素为15.5%，说明矿石中的碳主要来源于上古生代的石灰岩。

3 成矿分析

综合以上分析，工区花岗闪长岩主要来源于古元古界地壳，成矿物质来源于地壳，部分矿元素可能来源于含矿的围岩。水口山的成矿模式主要是燕山早期强烈的地质构造运动和岩浆活动，引发大规模的地壳溶融，并形成水口山花岗闪长岩，在构造与大气混合作用下，铅、锌、铜、金等元素在倒转背斜的轴部富集成矿。

4 结论

湖南省水口山铅锌矿储量丰富，为进一步分析矿体的成矿机制，本文从工区的地层构造、地层情况及围岩蚀变与角砾岩特征进行了详细的分析，并对花岗闪长岩基本特征、流体包裹体特征和同位素特征进行了细致的阐述，最终确定了水口山矿体的地质特征和成因模式，为预测矿体预测提供了必要的地质信息。

参考文献

[1]胡志坚，吴永芳. 水口山矿田矿床定位模式及找矿远景区评价[J]. 地质与勘查，2005，41（5）：17-21.

[2]马丽艳，路远发，梅玉萍，等.湖南水口山矿区花岗闪长岩中的锆石SHRIMP U-Pb定年及其地质意义[J].岩石学报，2006，22（10）：2475-2482.