湖南临武长冲矿区层控型铅锌矿床成因分析及找矿前景

黄小波 宾文梁 曹能文 何永帅

摘  要  赋层于泥盆系中统棋梓桥组中段含生物碎屑白云岩中的铅锌矿床是近年来在临武长冲新发现的层控型铅锌矿床，作者在综合分析矿床地质特征和成因的基础上，认为前泥盆系矿源层经后期地下水热液或深循环热卤水溶液热液成矿;成矿经历了沉积-成岩阶段和后生交代阶段，属沉积+改造层控矿床。

关键词  铅锌矿床;层控型;矿床成因;找矿前景

中图分类号：P618.4          文献标识码：A

Abstract： The Lead-Zinc deposit in the bioclastic dolomite in the middle part of Qiziqiao formation of middle Devonian is a new stratabound lead-zinc deposit discovered in recent years in Changchong， Linwu. On the basis of comprehensive analysis of the geological characteristics and genesis of the deposit， the authors believe that the source bed of pre-Devonian system is mineralized by the later groundwater hydrothermal solution or the deep circulation hydrothermal brine solution hydrothermal solution; the mineralization has gone through the sedimentary diagenetic stage and the epigenetic metasomatism stage. It belongs to sedimentary + reformed stratabound deposit.

Keywords： Lead-zinc deposit; Stratabound type; Genesis of deposits; Prospecting potential

1  成礦地质背景

长冲矿区属香花岭矿田，位于南岭东西向构造带中段北缘，耒阳—临武南北向构造带南端。矿田总体构造为一轴向近南北向的短轴背斜（香花岭短轴背斜），长冲矿区位于香花岭短轴背斜的北倾伏端（图1）。短轴背斜核部由寒武系及泥盆系组成，两翼由石炭系—三叠系组成。背斜核部南端为通天庙穹窿，穹窿核心由呈东西走向的寒武系浅变质岩系构成，环其四周则不整合覆盖泥盆系跳马涧组（D2t）及棋梓桥组（D2q）、佘田桥组（D3s）等地层[1]。穹窿内发育着众多断裂构造，大部分具控岩控矿特性，其中以一组张剪性共轭正断层为主断裂，其它断裂多为次级或派生构造。共轭断层中，一组为NE-SW走向，主要有F1、F101、F103、F95等，其走向上延长最大达十几公里;另一组为NW-SE走向，主要为F2、F3、F121等。这组共轭断层控制了香花岭矿田内十几个大中型的有色、稀有矿床的分布。

2  矿区地质特征

2.1 矿区地层

矿区出露地层泥盆系中统跳马涧组（D2t）和棋梓桥组（D2q）。其中跳马涧组（D2t）分布在矿区南部，仅出露上段（D2t2），为一套滨海—浅海相的碎屑岩，上部为石英砂岩及杂色砂岩层，下部为紫红色砂岩层;棋梓桥组（D2q）出露在矿区北部及东部，为一套浅海相的碳酸盐岩系，分上、中、下三段。下段（D2q1）为薄至中厚层状泥晶灰岩，钙质页岩，与下伏跳马涧组（D2t）呈整合接触;中段（D2q2）为中厚至厚层白云岩、含生物碎屑白云岩（主要为层孔虫化石）、碎裂白云岩、泥质白云岩，这几种白云岩常呈互层交替出现，地层中方解石脉较发育，特别是碎裂白云岩中。其中含生物碎屑白云岩层是本区层控型铅锌矿的重要含矿层位;上段（D2q3）为中薄层状白云岩间夹薄层状硅质岩、泥质灰岩。

2.2 矿区构造

矿区为香花岭短轴背斜的北倾伏端，区内地层自西向东倾向由北北西转为北倾至北东倾，局部呈现小绕曲，总体为单斜构造。断层构造较发育，其中以北东东向（F94、F95）和北西向（F121）两组组断层（图2），均属先期挤压、后期张扭性的正断层。后期断裂切错部位、次级断裂、层间破碎带与之交汇部位，矿化富集，常形成一定规模铅锌矿体。其中F121断层为矿区层控型铅锌矿主要导矿、控矿构造。

2.3 矿区岩浆岩

矿区内虽未见岩浆岩出露，在距矿区东南部约2km处有香花岭矿田内著名的成矿岩体—癞子岭黑云母花岗岩体，该岩体同位素年龄测定（K-Ar法）为155百万年，属燕山早期产物[2]。在长冲矿区东部老虎崖西面一钻孔中见到了深部隐伏的花岗岩体[3]，证实了本区有隐伏花岗岩体存在，岩性为中细粒黑云母花岗，其化学特征及蚀变分带特征与香花岭矿田内的成矿花岗岩体（癞子岭岩体）类似。

3  矿床地质特征

3.1 矿体特征

矿区层控型铅锌矿床产于泥盆系中统棋梓桥组中段含生物碎屑白云岩中，为隐伏矿体，在地表多见铁锰帽出露。受地层、层间构造控制明显，局部钻孔中见多层矿（化）体，呈平行产出产出，呈似层状、板脉状状，矿体产状随围岩岩层产状变化而变化（图3）。控制主要矿体2个（Ⅲ、Ⅳ号铅锌矿体），两个矿体产状大致呈平行。其中Ⅲ号铅锌矿体规模较大，走向延长约1545m，倾向延伸约385m，呈似层状，走向北东东，倾向345°，平均倾角26°，整体向西侧伏;矿体平均厚度3.49m，厚度变化系数68%，厚度较稳定;平均品位Pb0.33%、Zn1.68%、Ag3.6g/t，品位变化系数：Pb140%、Zn100%，较均匀[4]。

3.2 矿石特征

矿石中金属矿物主要有方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、磁黄铁矿等，次为毒砂、黄铜矿、辉锑铅矿等;脉石矿物主要有白云石、方解石、绿泥石等。

闪锌矿：黄褐色-浅黄色，半自形-他形晶，粒径0.05-0.6mm不等。呈米粒状、团块状集合体、脉状及星点状分布，常与黄铁矿、方铅矿等共生（图4）。

方铅矿：铅灰色，立方体，为半自形—他形晶，粒径大小为0.03-0.3mm，少部分颗粒较大，常呈聚晶集合体状、细脉状，沿黄铁矿、毒砂、闪锌矿粒间分布交代。

黄铁矿：主要呈似层状、透镜体状顺地层层理分布，部分沿岩石裂隙充填、沿灰白色方解石脉边缘分布或呈浸染状、小团块状分布于岩石中。上部地层中黄铁矿已氧化成褐铁矿，未氧化的黄铁矿呈黄白色—淡黄色，颗粒极细小，成粉状或粒状集合体，局部富集成块状黄铁矿体。

3.3 围岩蚀变

矿体围岩蚀变微弱，仅有碳酸盐化及黄铁矿化、磁黄铁矿化，局部围岩有轻微重结晶现象，局部重结晶现象的同时伴随着退色化现象的发生，矿体围岩含层孔虫化石较多，岩性多呈碎裂状。

4  矿床成因及成矿模式

4.1 物质来源

长冲矿区位于香花岭矿田北部，二者同处裂陷槽台盆沉积环境，地层岩相基本相同。类比香花岭地区棋梓桥组中段硫化物矿体铅同位素测定结果（见表1）表明：①206Pb/204Pb比值为17.99～19.34， 207Pb/204Pb比值为 15.65～16.45，208Pb/204Pb比值为38.52～42.58，变化幅度分别为1.32、0.79、3.95，说明组分不均一 ; ②用霍姆斯-豪特曼斯单阶段演化法计算矿石铅模式年龄，75%以上铅同位素年龄值大于岩体（151±Ma），认为古老铅物质非岩浆来源占比重较大。说明长冲矿区层孔型铅锌矿的成矿物质主要源于地层沉积，而非岩浆岩，据模式年龄大致确定前泥盆系地层为主要矿源层。

4.2 熱液改造

长冲矿区层控型铅锌矿石具明显交代残余结构，说明矿床的形成具有后期热液改造的特征，且围岩蚀变简单，棋梓桥组地层中基本无岩浆热液引起的围岩蚀变，表明矿床的形成与岩浆热液关系不大，而是后期地下水热液或深循环热卤水溶液热液成矿。热液在构造运动产生的压力差的驱动下，以断层带为通道，在断层带及层间破碎带或多孔的白云岩中运移充溢，并对地层中矿物质进行广泛的萃取、交代，形成含铅锌等矿物质的热卤水。由于pH值、Eh值、温度、压力等的改变，或与还原硫特别是沉积-成岩阶段形成的黄铁矿层相遇时，使矿物质以硫化物形式在棋梓桥组中段碳酸盐岩层内沉淀并富集成矿[5]。

4.3 成矿模式推论

湖南省地质科学研究所湘中组（1978-1980）在湘中地区泥盆系层控型铅锌矿黄铁矿、菱铁矿找矿方向的专题研究工作中提出了湘中泥盆系层控型矿床的成矿模式，强调后生段阶生成矿作用的重要性，认为层控型铅锌的主要来源是前寒武系[6]。在湘南地区，含矿层（棋梓桥组）下伏地层跳马涧组也可能为次要矿源层，在湘中成矿模式的基础上略加修改，便可作为长冲矿区层控型铅锌矿床的成矿模式（图5）。

本次通过对长冲矿区层控型铅锌矿床特征及矿床成因分析，综合前人成果资料，认为该矿床成矿经历了前期沉积-成岩和后期后生交代两个阶段：

①前期沉积-成岩阶段：在碳酸盐台地边缘安静的、半局限潮下浅水环境或在局限的泻湖环境沉积了大量呈分散状态的黄铁矿并在成岩期得到了初步富集;②后生交代阶段：富含铅锌的酸性含矿热液沿深大断裂从深部向上运移，当其在断裂带或其旁侧的次级断层与层间破碎带交汇部位中，与早已形成的富含黄铁矿具碱性环境的碳酸盐岩层接触时，发生明显的交代作用，最终形成铅锌矿床。

从矿床成因及成矿模式分析认为，长冲矿区层控型铅锌矿床属于沉积+改造型矿床。

5  找矿前景分析

长冲矿区位于香花岭矿田通天穹隆的北倾伏部位，F1断裂之北部，与塘官铺矿段紧临，具有较好的成矿条件。矿区构造存在多组多其次活动的特点，在次级褶皱核部或转折端容易形成厚大矿体，褶皱产生的形变或虚脱破碎空间控制着矿体的产出形态，多其次多组次级断裂与旁侧的褶皱带核部交汇部位往往是铅锌矿（化）体重要的赋存场所。据以往资料显示矿区内龙公带-蕉溪地段有1处1：5万水系沉积物Pb、Zn元素异常，呈北东向展布，在矿区内构造发育地段寻找层控型铅锌矿具有较好的找矿前景。

在矿区龙公带—蕉溪一带，地表棋梓桥组上段厚层状黑色白云岩中铁锰质含量较高，部分区域岩石风化后呈红褐色的铁锰矿，存在多处民采铁锰痕迹，铁锰帽中Pb+Zn含量在0.22%-1.31%之间。这些地表氧化“铁锰帽”，往往与控矿导矿断层相关，是找层控型铅锌矿的直接标志。矿区内层棋梓桥组层控型铅锌矿体自龙公带往西南猴子江一带未控制封边，加大勘查力度具有找矿突破的可能。

香花岭矿田及外围地质成矿等特征类似，根据长冲层控型铅锌矿床成因及成矿模式对长冲（蕉溪）-铜坑-黄沙寺一带寻找该类型矿床具有重要的指导意义。

参考文献/References

[1]蒋喜桥.香花岭底砾岩型锡矿床地质特征及控矿规律研究[J].南方国土资源，2013，（11）：26-28+31.

[2]杜方权，癞子岭岩体构造地球化学及成矿特征[J].地质与勘探，1988（10）：44-49.

[3]高国璋.湖南省临武县三合圩矿区锡铅锌多金属矿普查地质报告[M].郴州：湖南省地质矿产局湘南地质队，1990.

[4]黄小波，何永帅，等.湖南省临武县长冲矿区铅锌锡矿普查报告[M].郴州：湖南省有色地质勘查局，2016.

[5]杨长明，李诚.湖南黄沙寺铜 -铅 -锌矿床控矿因素浅析[J].矿产与地质，2006，20（6）：632-635.

[6]王清茂，王大成，苏炳炘，李秉臣.湖南省层控型铅锌矿床成因及成矿模式探讨[J].中国地质，1983. （04）：23-29.