安徽沿江、皖南地区铅锌多金属矿勘查总结和认识

李文庆

（安徽省公益性地质调查管理中心，安徽合肥 230091）

0 引言

在“358”找矿战略行动期间，安徽财政陆续投入了地勘资金勘查，获得多处大中型矿床，特别是在沿江、皖南地区的铅锌矿资源量获得了很大突破，如铜陵荷花山铅锌银矿等5个典型铅锌多金属矿床的找矿成果突出，在“十二五”和“十三五”期间累计新增资源量达五百万吨以上，并提交了新的大型铅锌(银)多金属矿产地，从此改变了我省很少有大型独立铅锌矿床的局面，为我省战略资源储备起到了重要的支撑作用。

1 安徽沿江、皖南地区铅锌多金属成矿地质背景概述

安徽沿江-皖南地区大地构造位置处于扬子板块前缘，有专家学者提出自中生代以来，构造地貌上存在隆、坳相间格局的观点，认为安徽沿江-皖南地区是被夹持在大别山隆起和浙赣坳陷之间，偏西北部的沿江包括庐枞地区位于扬子准地台下扬子台凹南部(主体为长江断裂坳陷带)；中间为江南过渡带，表现自震旦纪到三叠纪盖层稳定发育，并经受了中晚三叠世至新生代碰撞造山及板内变形的发展演化阶段；南部为江南隆起带，保留了前震旦纪基底。

沿江和皖南地区岩浆岩既形成于挤压、也形成于伸展塌陷两种不同构造环境中。来自于上地幔的岩浆在上升过程中，带着部分下地壳的熔融体，分凝上升至不同深度的岩浆房，不同性质的岩浆混合以及分离结晶作用和熔-流分配作用，使成矿元素Pb、Zn、Cu、Au、Ag 等多次富集，形成了富矿流体。这种富矿流体因温度、压力等物理化学条件改变以及元素活性优势、围岩和构造条件的差异，在不同空间发生了流体成分的改变并沉淀，自岩浆房向远端距离形成高温元素至低温元素组合的梯度聚合成矿，如W、Sn、Mo→Cu、Pb、Zn→Au、Hg、Sb成矿组合。

在区域地质活动和成矿作用过程中，Cu、Pb、Zn等中低温组合元素，通过岩浆热液运移需要有导矿和容矿空间，构造作用必不可少。不可忽视陆块单元边界断裂、板内区域性深断裂以及次级断裂的联合控岩控矿作用，安徽沿江和皖南有诸多这样的控岩控矿构造，其代表有：①长江断裂带，是坳陷内经长期发展最后形成于中生代的具有深断裂性质的破碎带，它及其派生断裂的产生对前陆盆地内（如北侧的庐枞盆地）、铜陵矿集区的岩浆活动，矿产形成都具有重要的控制作用；②东至断裂带，总体走向为北北东30°，倾向南东，倾角30°～60°不等，主要在晚中生代以来经受多期活动，控制岩浆活动和Pb、Zn等元素的成矿作用。

2 典型铅锌矿床成矿地质特征总结

2.1 铜陵荷花山铅锌银矿

铜陵荷花山铅锌银矿位于铜陵朱村向斜南东翼，大成山-永村桥背斜西北翼。志留纪—三叠纪地层均有不同程度的发育，岩浆活动多以脉岩形式侵入，印支—燕山中晚期形成的断层控制岩体侵入和矿化分布。

矿床赋存于三叠纪白云岩地层中，其中发育的角砾岩是铅锌银赋矿地质体，角砾成分有三叠系、二叠系灰岩，还有砂岩、白云质灰岩、硅质岩及岩浆岩等；形态棱角状、次棱角状等，胶结物大多为原岩成分及方解石等，角砾大小不一，砾径小者2mm，大者达数米，微细粒铅锌矿颗粒呈浸染状或细网脉状分布于角砾岩基质中。主要矿物为闪锌矿、方铅矿，脉石矿物为方解石以及少量的白云石、萤石等。工业矿石锌平均品位2.493%，铅平均品位1.561%，品位变化系数13.51%～100.00%；二者均属较均匀型。矿床围岩蚀变微弱，少见矽卡岩化蚀变。

同位素研究：省地勘基金项目通过对矿体中所含的方解石矿物进行了稳定同位素C-H-O 的分析，结果显示：含有金属硫化物的方解石(硫化物阶段)的δ13C-δ18O图解值落于海相碳酸盐岩和碳酸盐溶解作用趋势的区域中，而不含金属硫化物的方解石(碳酸盐阶段)的值有落于火成岩区域及其附近的，表明荷花山矿床中含硫化物方解石可能形成于沉积岩地层的溶解和去碳作用为主。

图1 荷花山与野鸡冲矿床流体包裹体均一温度-盐度图解Figure 1. The homogenization temperature-salinity diagram of fluid inclusions from the Hehuashan and Yejichong deposits

S 同位素研究：硫的稳定同位素已经被广泛运用于矿床成矿物质硫化物来源示踪。荷花山矿床中粗、细两种类型的闪锌矿δ34S同位素值表明S的来源差异性：粗粒闪锌矿中S 可能来自于地层中重晶石的分解；而细粒闪锌矿S来源可能是地层中的有机物或者H2S提供的。

流体包裹体研究：对成矿阶段和成矿晚阶段的方解石进行了流体包裹体均一温度和冰点温度进行了测量，并计算其盐度，可反映成矿流体来源性质，及其与岩浆的相关性。省科技项目分析数据表明铜陵荷花山铅锌矿床形成于盐度、温度较低的盆地卤水、大气降水介质中（图1），成矿流体温度集中在100°C-120°C，不同于邻近的野鸡冲铅锌矿床成矿流体的温度较高[12]。

成矿年代学：闪锌矿Rb-Sr同位素年龄为(132.8±3.1)Ma，与邻近大成山岩体的年龄(130.1±1.7)Ma基本一致，表明荷花山岩浆热液期形成的闪锌矿与此岩体的侵入有关。

综上所述，总结铜陵荷花山铅锌银矿的成矿进程、模式大致为：①早三叠世白云岩灰岩地层形成且夹有少量的硫酸盐(如重晶石)层位，并沉积形成少量的胶状黄铁矿和鲕状的闪锌矿等金属硫化物；②燕山中期开始扬子板块与华北板块发生碰撞，铜陵地区发生挤压褶皱和断裂形成，碳酸盐地层破碎；伴随着扬子板片俯冲挤压，上地幔排泄出大量流体，并沿俯冲滑脱带回流，向前陆盆地迁移；③成矿流体进入破碎的碳酸盐地层，与地层中的硫酸盐提供的硫发生反应并导致硫化物的沉淀，并且有大气降水的加入。早期沉淀的是细粒的闪锌矿，晚期结晶的是粗粒的闪锌矿和胶状黄铁矿；④燕山晚期构造上转换为伸展环境，岩浆活动强烈，岩体侵入，对地层进行了破坏和改造，形成广泛发育的构造角砾岩，扩大了容矿空间，故能对早期沉积作用形成的闪锌矿和方铅矿再度富集成矿。

2.2 南陵县姚家岭锌多金属矿

南陵县姚家岭矿区位于铜陵断隆区与繁昌断凹区的过渡地带，戴公山背斜东北端北西翼。出露志留纪—白垩纪地层，主要发育F1、F2 和F3 控岩控矿断裂，除褶皱构造和断裂构造控岩控矿外，隐爆角砾岩、捕虏体构造发育，砾径1～10cm，棱角状，成分为栖霞组灰岩等，由方解石、绿泥石和硫化物等充填胶结。

矿区矿化带长约1600m，宽500～800m，铅锌多金属矿体走向近东西，呈薄透镜状雁行排列；平面上自岩体中心向围岩、以及垂向自下而上都有铜(金)→铜铅锌(金银)→铅锌(银)的分带现象；在深部位于岩体和围岩上、下接触带以及层间微裂隙中呈充填或交代矽卡岩型成矿；局部的大理岩化灰岩捕掳体是由于岩体上涌包裹成透镜体状，从而控制着矿体呈层状、似层状分布于捕掳体内部、或与岩体的接触部位。垂向上铅锌(银)主要在30～-200m 标高，显示低温成矿热液由岩体中心自下而上向围岩中运移、充填之势。

铅锌矿石自然类型主要有含铜铅锌矿石、含银铅锌矿石等，铅锌矿体多以脉状、细脉浸染状产出，大脉、细脉和微细脉中铅锌矿多以浸染状分布，脉中心多是方解石等脉石矿物，硫化物分布于脉壁两侧。矿石呈他形—半自形粒状结构。

蚀变特征：矿床各类蚀变与矿化关系密切，浅部花岗闪长斑岩中绢云母化、黏土化较常见，自岩体中心向外依次为：钾长石化→矽卡岩化→硅化→绿泥石化等高→低温对应蚀变度。

流体包裹体特征：通过流体包裹体测温，成矿流体温度在200～530℃之间。流体的密度与温度呈负相关性，指示成矿流体在演化过程中不断有大气降水加入。

矿物生成顺序：根据矿物的穿插关系和蚀变矿物生成特点，可以将成矿阶段分为热液期和表生期，而热液期又可分硅酸盐阶段、氧化物阶段、石英-碳酸盐-硫化物阶段和碳酸盐阶段，其中的石英-碳酸盐-硫化物阶段是姚家岭矿床的主要成矿阶段。

成矿机理：二叠系灰岩是姚家岭锌多金属矿床最主要的控矿地层，其化学性质活泼，易于交代成矿，同时岩石脆性强度大，易于破碎，增加了成矿热液和成矿流体的运移通道，而有利于成矿。燕山晚期发育高钾钙碱性岩石系列岩浆活动(145～137Ma)，如南陵姚家岭矿区发育的141Ma左右小青塘花岗闪长斑岩体，后期伴随聚集大量挥发分，多在浅部岩体与围岩接触带附近产生隐爆作用，挥发分携带中高温热液运移扩散，在岩体与围岩接触带附近、灰岩捕虏体及围岩层间断裂破碎带中充填+交代成矿，随着运移距离增加，温度逐渐下降，在矿床成矿系列的相对远端形成锌(金)多金属矿[3]。

综上所述，姚家岭锌多金属矿床成矿类型是与燕山期隐爆斑岩体侵入活动密切相关的(高)中低温热液充填、交代矽卡岩型锌多金属矿床。

2.3 无为县西湾铅锌矿

无为县西湾铅锌矿区位于庐枞火山岩盆地北缘，处于黄姑闸-黄泥岗-杨桥背斜核部及东南翼。全矿区均为第四系覆盖，基底地层主要有中、下三叠统铜头尖组砂岩、东马鞍山组角砾状灰岩、南陵湖组灰岩，地层走向北东、倾向南东，倾角20°～50°。

庐枞地区燕山期火山活动强烈，矿区西南部的粗安斑岩主要侵入于龙门院组的火山岩或三叠系上统拉犁尖组和白垩系下统龙门院组的不整合接触带上，呈不规则的北东向展布，向西南外一直延伸至岳山、黄屯地区。火山活动与成矿关系密切[7]。

矿体地质特征：铅锌矿主要赋存在三叠系中统东马鞍山组角砾状灰岩、构造角砾岩及上部火山岩、潜火山岩裂隙中，主要呈脉状、浸染状产出，少部分块状铅锌矿石；方解石和石膏脉与铅锌矿化关系密切，高品位的铅锌矿体常呈团块状沿脉壁发育，或呈颗粒状散布于脉体中，含矿方解石脉以成矿前大脉形态、成矿期含矿和成矿后破坏性质三期脉体贯入(图2)，脉宽0.1～2cm不等，产状较陡，倾角60°以上。

图2 无为县西湾铅锌矿方解石、石膏脉与铅锌矿的关系Figure 2. Relationship between calcite, gypsum vein and Pb-Zn ore in the Xiwan Pb-Zn deposit, Wuwei County

矿石自然类型有含铅锌角砾状灰岩、含铅粗安斑岩等，矿物为方铅矿、闪锌矿，次为黄铁矿，少量黄铜矿、自然银、毒砂等；脉石矿物为方解石、石膏、重晶石、石英等。

矿体厚度平均变化系数为37.66%，较稳定；平均品位变化系数Pb为70.78%、Zn为78.41%，属均匀型。

成矿物理化学条件：西湾铅锌矿中的闪锌矿Zn/Fe 比均值为235.572，铅锌矿的Zn/Cd 比均值为209.013，表明矿床的形成温度为中—低温环境。研究发现，西湾铅锌矿成矿物质来源既有岩浆热液又有地下热卤水，黄铁矿的Fe/(S+As)值平均分别为0.869和0.885，指示黄铁矿等硫化物形成于中—浅成环境。

西湾铅锌矿床流体包裹体群体成分研究显示成矿流体气相组分相对简单，主要表现为富H2O 和CO2的气相体系，还有少量的H2、CO、CH4等还原性气体；流体包裹体的液相阳离子以Ca2+最多，阴离子主要有F-、Cl-为主，含量变化范围都较大。因此，成矿流体主要为型流体。图3显示成矿流体可能主要为火山热液来源，并有部分盆地热卤水和大气降水参与。

图3 无为县西湾铅锌矿床流体成分Na+/K+-Na+/（Ca2++Mg2+）图解Figure 3.Na+/K+-Na+/(Ca2++Mg2+)diagram of fluid composition in the Xiwan lead-zinc deposit, Wuwei County

矿床成因：西湾地区构造、岩浆活动频繁。含硫、碳等矿化剂成矿流体萃取、携带成矿元素，向三叠系中统东马鞍山组(同生)角砾状灰岩孔(裂)隙中活动和运移，形成赋矿的有利部位；后期有热卤水、大气降水混合加入，使铅锌二次或多次富集成矿。无为县西湾铅锌矿属于中浅成-低温热液充填矿床。

值得一提的是：矿区重力高是局部膏岩层(底壁)隆起的指示，重力梯级带显示区内重要的控矿构造带；局部弱磁异常为潜火山岩或热液活动带的指示；重磁同高是重要的找矿组合异常。根据高精度磁测资料结合重力及综合物探剖面、钻探验证等成果，推测矿区2 条主干断裂为控岩控矿断裂：北东向砖桥-黄屯-蜀山-杨桥断裂(F1)和近东西向周家村-新安村-腰徐-王庄一带断裂(F2)。矿区伴随着北东、北西向基底断裂的活动，形成了局部基底隆起(膏岩丘)和次级断裂。厚大膏岩层上部的灰岩，在应力的作用下破碎、垮塌和重新胶结，形成了(层间)破碎带和局部岩溶漏斗，成为热液迁移和矿物析出、沉淀的有利场所，控制了矿体产出的部位和形态。

庐枞盆地北部边缘、深部具有较好的地层条件，是寻找沉积-叠加改造型铅锌多金属矿有利地区。尤其在东马鞍山组与火山岩接触带不整合面附近，以及火山机构构造裂隙中，是寻找浅成中低温热液型铅锌矿理想地段。

2.4 东至县兆吉口铅锌矿

东至县兆吉口铅锌矿处于扬子准地台下扬子台坳石台穹褶断束南西部，下扬子台坳和江南隆起结合部位，矿区大面积出露中元古代、新元古代浅变质岩和南华纪休宁组，地层中具较高的Pb、Zn等元素丰度值。晋宁、印支和燕山三次构造运动对本区影响最大，各时代地层均发生了不同程度的褶皱，与控矿相关的主干断裂为北东向的东至断裂、北北东向的许村断裂，并派生有近南北向、北西向断裂。

岩浆热液活动条件：燕山期的花岗闪长斑岩沿主干深大断裂上侵，岩体和围岩均富集Au、Cu、Pb、Sn、Zn等亲硫元素，均是成矿物质来源，岩浆流体中含F-、Cl-、S2-、CO2等挥发分较多，它与热液混合形成富含S、C的矿化剂。构造热动力活动萃取、活化周围成矿有益元素，并与S2-形成Pb、Zn金属硫化物。根据合肥工业大学和安徽省地调院有关项目研究表明，东至兆吉口铅锌成矿流体主要来自岩浆热液和大气降水的混合水，也有地壳活动的贡献，可能存在岩石变质作用过程中的变质热液加入成矿。

构造控矿分析：东至县兆吉口铅锌矿体产于兆吉口倒转背斜南东翼新元古代环沙组浅变质碎屑岩中，受多期褶皱叠加作用影响，该背斜呈花边状、箱状的隆凹明显，是构成好的容矿构造原因之一；根据最新资料，矿床中闪锌矿流体包裹体Rb-Sr 法和40Ar-39Ar法同位素定年结果显示成矿年龄大致在128Ma左右，与含铅锌元素的闪长玢岩形成时间(129.0±2.3)Ma～(128.4±2.7)Ma 大致相当[5]，细晶闪长岩脉中见有铅锌矿脉穿插，显示其可能与成矿关系更为密切，也与东至断裂燕山晚期的活动年龄(126.3±2.2)Ma相近，表明兆吉口铅锌矿形成于燕山晚期强烈挤压后的伸展环境下，与东至断裂带的第三期伸展变形时代一致，证实了伸展构造环境、闪长玢岩侵入以及铅锌成矿三者之间呈现构造-岩浆-成矿耦合关系[5]。从矿体分布特点看，成矿热液应来自东至断裂西侧，西侧的许村断裂及其派生的次级断裂可能是热液向上和向东运移的主要通道，东至主干断裂、次级断裂、近东西向断裂、以及先前晋宁期形成的密集褶皱劈理面、构造破碎带、层间滑脱带等构造裂隙面在伸展环境下更加有利于矿液运移和矿质充填，为成矿热液的运储提供了重要的空间，都是重要的导矿、容矿、储矿构造。同时东至主干断裂中断层泥对热液活动、运移起到阻隔作用，一定程度上限制了东至断裂东侧的成矿作用。

东至县兆吉口铅锌矿主要呈脉状、透镜状赋存于兆吉口倒转背斜核部东至主干断裂的硅化角砾岩和碎裂岩中，以及西侧次级张裂隙中。是受东至断裂、岩浆活动和地层联合控制的浅成中低温热液型矿床。

2.5 池州黄山岭铅锌、钼矿

黄山岭铅锌、钼矿床位于江南隆起带的谭山岩体和青阳-九华岩体之间。燕山早期太平洋板块俯冲，主要受到了来自东南方向的区域挤压力形成黄山岭背斜。矿区出露地层主要有奥陶系和志留系，其中奥陶系下统仑山组至上统汤头组均已蚀变成大理岩，其上部的五峰组岩性以硅质层为主，汤头组/五峰组之间岩性刚柔性存在差异，同时处于陆内伸展作用阶段，早期的层间断裂活化，在区域挤压应力作用下，构成了“区域性滑动面”，上部在燕山中、晚期沿志留系—奥陶系界面附近呈席状侵入了石英闪长玢岩[206Pb/238U年龄为(137±1.5)Ma]，其厚度1～3m，长约3000m，可能为成矿提供了热源；钻孔证实深部隐伏侵入花岗斑岩体，呈穹窿状展布[1]，其侵入年代比前者晚。

燕山晚期花岗斑岩侵入，从深部至浅部，成矿热液温度由高温到中低温，成矿元素由钼至铅锌矿化过渡，特别是燕山晚期奥陶纪汤头期、五峰期的海底火山喷发作用，致使含Pb、Zn、Mo的矿液与碳酸盐岩接触交代作用形成钼矿化。宋世明等(2018)从矿床岩石化学方面研究认为：与黄山岭铅锌成矿有关的石英闪长玢岩、花岗斑岩属钙碱性与碱性系列；硫的来源较复杂，可能是岩浆岩+沉积成因的混染；同位素测试研究显示成矿流体中的铅主要为壳幔混源型，受地层影响，碳、氧均主要来源于深部岩浆岩，混染了大气降水；含铅锌矿热液向上运移至浅部五峰组与汤头组层间滑脱面交代、充填形成了稳定的层状铅锌矿。

黄山岭铅锌、钼矿的东南和北部沿矿体倾向和走向延伸的深部是找矿远景区。

3 典型矿床控矿的时空及机制对比分析

上述5 个典型矿床所代表的成矿大地构造位置分别为：铜陵荷花山铅锌银矿位于铜陵成矿隆起区；南陵县姚家岭锌多金属矿位于铜陵断隆区与繁昌火山岩盆地过渡带；无为县西湾铅锌矿落在庐枞火山岩沉积盆地边缘地带；东至县兆吉口矿落在江南隆起区背景；池州黄山岭铅锌、钼矿处在江南过渡带/隆起区交接地带。分别对应于安徽三级成矿区(带)划分[10](周存亭等)：沿江多金属成矿亚带Ⅲ-69-②、庐江-滁州成矿亚带Ⅲ-69-①和彭山-九华成矿亚带Ⅲ-70-①。

安徽沿江、皖南地区成矿大地构造环境处于构造活动较强扬子陆块前缘，经受先挤压后伸展的多期次构造活动，有充分的导矿、容矿空间；铅锌成矿往往处于一个地区矿床成矿系列的边缘和中浅部，构造控矿的方式不同，造成成矿禀赋差异，但赋矿地质体主要都以构造或者隐爆角砾岩存在为典型特征；成矿元素加入和沉淀基本与构造活动期同时或稍晚；铅锌元素本身的活性及在地壳中相对较高的丰度值，元素聚集容易成块状集合体，容易形成规模较大的矿床。

硫化物、成矿流体来源具有高度的相似性。硫化物来源于岩浆、地层中的有机物或H2S；成矿流体主要来源于岩浆热液、盆地卤水，通常有大气降水、少量变质热液加入；成矿介质方解石、石膏多见。

成矿年代、成矿期都集中在燕山中晚期，比活动构造的同期还是略晚，一般经历两次以上叠加，不同矿床之间略有差别。

为使上述5 个典型矿床的成矿时间、物质来源及成矿模式等方面更加明晰，提供表1作为对比。

4 结论

上述5 个典型铅锌矿床成矿实例表明：在一定地层空间内，以岩浆-构造-赋矿围岩共同主导构成金属热液成矿系列，铅锌元素迁移成矿处于成矿系列的相对远端，在各种类型构造中，多沿裂隙充填成矿，若围岩的物理化学性质条件符合要求，也可发生交代矿化；矿化富集品位相对较均匀，矿体形态相对较稳定。

前述铅锌多金属矿的成矿作用都伴随一系列的蚀变作用，其类型也具相对一致性，即前期具黄铁矿化、矽卡岩化蚀变，后期具方解石、石膏等蚀变，少数有毒砂、绿泥石、萤石、透辉石和硅灰石蚀变，强烈的硅化蚀变矿化作用相对较少。显示铅锌元素成矿可能通过碳酸盐类的方解石和硫酸盐类的石膏等作为运移、成矿介质，一般以细脉、网脉或浸染状顺构造角砾岩间隙经多期次穿插富集成矿。

在隆起、坳陷和火山岩盆地(边缘)等中浅成构造活跃、经历多期次、多组向构造叠加的环境下，如果具备相似的成矿条件(围岩条件、硫化物来源、成矿流体类型等)，就可能形成具一定层位控制的、（中）浅成-(中)低温热液型矿床。在我省具有类似成矿远景区继续开展工作，有望获得新的进展或突破。

表1 安徽沿江、皖南地区典型铅锌矿床时间、物质来源及成矿模型对比Table 1. Comparison of time, material source and metallogenic model for typical lead-zinc deposits in the areas along the Yangtze River and in southern Anhui