湘西龙山铅锌矿床地质特征及成矿作用

季维 马程程 韦洪昌

（湖南省有色地质勘查局二四五队 湖南吉首 416007）

湘西龙山铅锌矿床地质特征及成矿作用

季维 马程程 韦洪昌

（湖南省有色地质勘查局二四五队 湖南吉首 416007）

龙山铅锌矿床主要赋存于上寒武统耗子沱群第三段和下奥陶统南津关组底部。本文主要阐述了龙山铅锌矿矿床地质特征，结合区域地质调查和沉积环境分析简述其成矿作用。

铅锌矿；地质特征；沉积环境；成矿作用；湘西龙山

1 区域地质背景

龙山铅锌矿床位于扬子淮地台滇黔川鄂古台坳之北西侧，马蹄寨复向斜的北西翼。矿带北起湖北鹤峰，南至重庆酉阳，长达110km，形成一系列北东、北东东向大型复向斜及及斜列分布，已知铅锌矿床37处。断裂构造不发育。

区域铅锌矿床的主要成矿层位为中上寒武统娄山关群中部厚大的白云岩，其厚度大于375m，以及上部的粒屑灰岩夹白云岩，厚71m；次为下奥陶统南津关组下部结晶灰岩和生物碎屑灰岩，厚76m，向上递变为细晶白云岩，厚121m；均为局限碳酸盐岩台地沉积。

娄山关群中上部分为台地蒸发相、潮间浅滩相和台地边缘相，铅锌矿床主要赋存于潮间浅滩相，岩性序列为块状亮晶团粒灰岩-厚层亮晶鲕粒灰岩-中厚层细晶白云岩，共有8～10个类似沉积旋回，中间并夹2～4层叠层石灰岩和白云岩。从中寒武统至中、上三叠统，沉积了总厚度达8000m的主体为稳定碳酸盐岩和碎屑岩建造。

2 矿床地质特征

2.1 容矿层位和部位

龙山铅锌矿床的主要成矿层位和部位是娄山关群上部，包括南津关组底部，矿化空间达62m，成矿间隔在25～30m，相邻矿体的成矿层位和部位都可在岩石柱状剖面上分层进行对比，从而表现出成矿作用与沉积成岩作用的同时性。层位-岩性的控矿与自身的特殊成矿作用和这些层位岩石的物理性质、化学成分相关。生物碎屑灰岩受构造应力作用易产生变形、破碎；碳酸盐岩则易被矿液充填交代而成矿。这说明了相带控矿就是相带岩石的物理、化学性质控矿。

2.2 矿带展布与矿物特征

在区域构造中，矿床产于地层倾角35～45°的背斜翼部和接近倾伏端或背斜弧形构造转折汇合处，靠近断层部位矿化较富且厚。矿体主要展布于缓倾斜的层间断裂和破碎带内，特别是常见于层间节理裂隙；其次则见于岩层挠折部位和与层间断裂带交会发育的北西、北北东向陡倾斜节理裂隙。该矿床有明显的后期改造富集成矿的热液矿床特点。

矿石组分及共生矿物组合简单。金属矿物主要为方铅矿或闪锌矿，非金属矿物则以石英、白云石、方解石为主，矿石具粗粒状、晶粒结构，块状、浸染状、细脉状构造。方铅矿多呈铅灰、微带黑色，半自形，少数为他形晶，粗晶粒状结构，受一定方向的挤压应力作用多呈轮带状构造。闪锌矿多数呈棕褐色、棕红色和橘黄色，半自形至他形粒状集合体。当铅锌矿物共生时，通常锌被包裹，并见方铅矿穿插锌，说明锌早于铅生成。

2.3 硅化作用与硅化岩特征

区内铅锌矿床多平行或交替出现三层矿体，每层矿体是由4～8个矿化层或单层组成。在含矿层内，虽然单个矿体大多呈不连续的扁豆体、透镜体和其它复杂形态产出，但均与围岩呈整合接触，因此成层性较好。在水平方向上铅锌以侧向分带或交替出现，垂直方向上铅锌自下而上垂直分带或交替成矿。与此同时，成矿通常伴随典型的低温热液蚀变硅化，尤其是白云石化和方解石化叠加时更加富集，呈现出矿化的多阶段性。

区内硅化岩包括硅质岩、微晶石英岩、强硅化白云岩、硅化白云岩。它们以其微粒石英和隐晶质硅质成分为主，彼此嵌生紧密，微晶石英岩中的石英多为粒状、不规则状，并可见粗晶质脉状石英穿插，多数有重结晶。对于强硅化白云岩、硅化灰岩，因为SiO2交代不完全，因此在这类岩石中局部可见白云石菱面体假象、灰岩残留体。

硅化岩石中SiO2含量很高，为92.20～96.30％，平均94.84％，其中Fe2O3、FeO含量较高，Al2O3、TiO2、MgO含量则较低。据现代温泉和海底热泉研究成果表明只有热水才能提供大量高纯度的SiO2，且Al2O3、TiO2、MgO是热泉沉积物的共有属性，因此组成岩石的硅质矿物主要是来源于热水。

3 相带沉积环境

3.1 沉积环境与沉积相

龙山铅锌矿带为寒武系-下志留统沉积相。中寒武世之前，本区为盆地相、广海陆棚相以及盆地边缘相的沉积环境。中寒武世晚期到早奥陶世晚期，属于缓慢升降的碳酸盐岩台地沉积环境，此类环境中岩石孔隙度高，渗透性强，通过光谱分析得知，铅和锌的元素含量分别高于碳酸盐岩丰度的10～14倍和2～17倍，是主要矿源层。从早奥陶世晚期到早志留世，本区从上升逐渐转为下沉，属于局限海台地-台地蒸发-盆地沉积环境。

3.2 控矿地层岩性与沉积特征

上寒武统耗子沱群第三段∈3hz3为灰色至深灰色厚层砂屑灰岩、细晶白云岩，亮晶藻鲕粒灰岩和中、厚层粉晶白云岩，夹有叠层石灰岩、薄层砾屑灰岩及泥晶灰岩，为亮晶砂屑结构、藻鲕粒结构、块状结构、泥粉晶结构、层纹构造、斜层理构造、叠层构造等，厚约91.80～108.80m。本段沉积特征以粗粒为主，粗细互层。粗粒为砂屑灰岩、藻鲕灰岩；细粒为泥粉晶白云岩、叠层石灰岩、泥晶灰岩与层纹石灰岩。说明水体能量强弱交替出现，咸水、淡水交替出现。当潮汐作用强时，显浅滩型；当潮汐作用弱时，显低能环境。本段划为局限海台地潮滩相。

下奥陶统南津关组第一段O1n1为深灰色厚层生物屑灰岩，为生物屑结构。本段厚度约为4.50m，岩性变化较小，属潮下沉积。本段是凹地开始形成时期的产物，水循环较好，盐度正常，能量中等，属于氧化环境，为生物滩相。本区是最稳定的控矿层位。

3.3 古地理分析

根据古地理环境分析，本区主要的控矿层位为潮滩相与生物滩相，海底坡度较小，由北西侧向南东侧略微倾斜，因而南东侧沉降幅度较大一点，形成大致呈北东-南西向分布的沉积相带。

控矿相带的厚度区内变化不大，只是从北西到南东沉积厚度稍有加大趋势，因此说明本区为缓慢上升的碳酸盐平台，它的南东方向的沉降幅度比北西方向的略大，基底为向南东微倾斜的起伏小的斜坡，其所处的古地理位置位于桑植-秀山凹陷的北西边缘及鹤峰-咸丰隆起带的南东边缘。

4 成矿作用简述

从控矿地层来说，矿带沿控矿地层展布，而矿床存在于特定的岩性和岩石组合部位。长达百余千米的龙山铅锌矿带主要沿成矿地层伸展，它的成矿层位和部位都较稳定，相邻矿体可进行地层-岩石柱状剖面对比。所见铅矿石的长轴排列方向与地层走向一致，两者界限分明，导致这种现象的可能是直接沉积成岩作用，因此，区内一定地质时代的地层与成矿有必然的时空关联。

控制矿体的形态、产状和空间分布的重要成矿因素就是构造。龙山铅锌矿体的出现通常与控矿构造有关。与构造和岩性相结合所产生的的构造-岩性圈闭作用为本区矿液封闭的重要方式。

龙山铅锌矿带与硅化岩石有一定的依存关系，没有硅化就没有矿化，且硅化体的展布方向与地层走向相同。另外，区内还有白云石化、方解石化等，与成矿也有一定的时空关系。据岩石化学成分推测，蚀变岩石可能是地下热液作用于控矿地层的产物。

产于不同层位的铅锌矿床，它的单矿物微量元素含量表明了层控铅锌矿床的成矿特征。层控矿床闪锌矿的微量元素Cd含量高，而这一般是成矿温度低的标志。

对于产自上寒武统耗子沱群第三段的江家垭矿床，利用铅同位素测定结果表明，三组铅同位素比值差异较大，反映了本区中铅等成矿物质可能具有多来源性。

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[2]鲍钰敏.龙山菱锌矿矿床地质特征及形成机理探讨[J].湖南地质，1987，6（2）：54～59.

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[4]鲍钰敏，鲍振襄，张安源.湘西北龙山铅锌矿带沉积相及成矿作用[J].桂林冶金地质学院，1989，9（4）：399～410.

P618.42

A

1004-7344（2016）02-0160-02

2015-12-29

季 维（1990-），女，助理工程师，本科，主要从事资源工程勘查方面的工作。