陕西镇安黄土岭铅锌矿矿床成因浅析

屈笑冬，高向玲

（西北矿冶研究院，甘肃 白银 730900）

关键字：地质构造；热液活动；铅锌矿床；镇安

矿区位于锡铜沟-板岩镇铅、锌、金、汞、锑成矿带之中，据现有资料分析，矿床具有明显的裂隙充填成矿特点。区域构造线方向以近东西向为主，且经多期的造山作用，使该区的构造变形更加复杂化，由此亦伴随着不同程度的变质作用和热液成矿作用。因此，对矿区矿床的成矿地质成因进行分析，对该地区的找矿工作具有积极的意义。

1 区域地质

矿区处于秦岭褶皱系（Ⅱ）南秦岭印支褶皱带（Ⅱ4）凤县-镇安褶皱束（Ⅱ4¹）中部，其北为礼县-柞水华力西褶皱带（Ⅱ3），南界为留凤关-金鸡岭褶皱束（Ⅱ4²）[1]，其南界与北界均表现出通过区域性逆掩断裂或逆断裂接触。区域构造线方向以近平行于东西向方向为主，复式背斜褶皱构造和区域性断裂构成了区域主体格架。地层由上至下为：泥盆系，寒武系—奥陶系及志留系地层和震旦系地层。泥盆系地层与寒武系—奥陶系及志留系地层平行不整合接触，震旦系地层连续沉积于寒武系-奥陶系地层之下[2]。

多期的造山作用，使该区的构造变形更加复杂化，由此亦伴随着不同程度的变质作用和热液成矿作用，黄土岭矿区及其周边的铅锌矿化，在宏观上即为上述构造变动、变质作用和热液活动的综合产物。

2 矿区地质

2.1 地层

秦岭造山带分为北、中、南三个黑色岩系带，矿区位置处于中带，山阳与镇安大断裂之间的链状古陆边缘，南秦岭地块北缘部位。根据矿区地质、岩石化学组分与及其分布特征，矿区出露地层由老至新为早古生界寒武-奥陶系石瓮子组（∈-Osh）、中泥盆统大枫沟组（D2d）、古道岭组（D）及上泥盆统星红铺组（D3x），分述于下。

（1）寒武-奥陶系石瓮子组（∈-Osh）自下而上分三个岩性段。第三岩性段（∈-Osh3工程已揭露）：浅灰色厚层状微-细晶白云岩，含少量燧石团块，普遍具硅化，该层为矿区铅、锌、铜矿主要赋矿层，厚度15.77～产状35°～50°∠60°～85°。第二岩性段（∈-Osh2工程已揭露）：据出露岩性观察为浅灰—灰色中—厚层白云岩夹条纹状含同生角砾，团块普遍含燧石条带，厚度41m～144m，产状5°～35°∠70°～78°。第一岩性段（∈-Osh1）：区内探矿工程未见出露。

（2）中泥盆统大枫沟组（D2d）分D2d¹、D2d²两个岩性段。第一岩性段（D2d¹）：于矿区东南部广泛分布，岩性为灰绿—灰色中—厚层长石石英砂岩、杂砂岩夹白云岩透镜体，底部为白云质砂岩及含砾砂岩。第一岩性段第一亚段（D2d1-1工程已揭露）：矿区经探矿工程揭露，主要岩性表现为变长石石英砂岩、角岩化变钙质长石石英粉砂岩夹角岩化变长石石英粉砂岩、含粉砂微晶灰岩、透闪透辉长英质角岩，断裂接触于寒武-奥陶系石瓮子组地层。厚度42.97m～232.57m。产状30°～45°∠65°～82°。第一岩性段第二亚段（D2d1-2工程未揭露）：矿区北侧为白云质砾岩夹变长石石英粉砂岩、西部过渡为角岩化白云质灰岩夹大理岩、含粉砂微晶灰岩、变长石石英粉砂岩，南侧为含粉砂微晶灰岩，向西过渡为大理岩、含粉砂微晶灰岩夹变长石石英粉砂岩，厚度31.11m～189.02m，产状35°～85°∠30°～75°。第二岩性段（D2d²工程未揭露）：变长石石英粉砂岩、角岩化变长石石英粉砂岩、角岩化含钙长石石英粉砂岩夹薄-中厚层状含粉砂微晶灰岩、斑点状粉砂绢云千枚岩，厚度131.83m～429.18m。产状280°～330°∠52°～62°。

（3）中泥盆统古道岭组（D2g工程未揭露）：分布于矿区北部，岩性为灰绿色中厚层粉砂质板岩夹灰色薄-中层状细晶灰岩、千枚岩，产状5°～340°∠45°～50°。

（4）上泥盆统星红铺组（D3x工程未揭露）：灰-灰绿色绢云母粉砂质板岩夹灰色中、薄层细晶灰岩，产状350°～20°∠50°～70°。

2.2 构造

区内作为扬子地台北缘南秦岭印支褶皱带的次级构造单元，历经多次构造运动，多期挤压变形，构造形态复杂迭加，褶皱、断裂十分发育。矿区范围内可分为褶皱和断裂并存的东西向构造和以断裂为主的北东向构造两组构造。鲁班沟背斜是矿区褶皱的主要组成，属于冷水沟-蔡家庄复式背斜南翼的次级褶皱。中泥盆统大枫沟组地层构成褶皱的南翼和北翼，奥陶系石瓮子组地层构成褶皱核部。轴面向北向倾斜，倾角中等，轴向近东西向方向。南翼地层倒转，地层倾向40°左右，北翼地层正常，地层倾向0°～40°，两翼倾角50°～85°[2]。矿区内主要为北东向、东西向两组断裂。北东向断裂错断了东西向构造线，断层走向20°～55°，倾向以北西300°～310°为主，倾角38°～81°。该组断裂具有一定的破坏性，对矿区矿体的连续性起到了破坏作用。东西向断裂主要以泥盆系和寒武糸-奥陶系层间断裂为主，断面呈舒缓波状，破碎带宽5m左右，带内有挤压片理及透镜状、糜棱状等构造块体。沿断裂方向其中充填石英脉及石英方解石脉，该组断裂早期表现为压扭性、张扭性，经多期活动作用后，后期表现为逆冲推覆。矿区的成矿后期，该组断裂构造对于矿床的形成具有一定的积极作用。该断裂在成矿期间，热液从断裂进入，经改造活动后，形成矿床。

2.3 岩浆岩

经对矿区露头及探矿工程进行勘查，东江口岩体在矿区北部有部分出露，为中酸性岩类，区内有少量脉岩。①东江口岩体。呈岩基状产出，侵入于中上泥盆统地层，接触面产状倾向170°～210°，倾角68°～85°。混染岩化、角岩化和热力变质作用在其外接触带部分地段产生。②脉岩。矿区内脉岩比较发育，主要表现为长英岩脉、石英脉、强蚀变黑云母闪长岩脉、方解石石英脉等。

2.4 变质作用

矿区地层及岩石在长期复杂的地质演化过程中，普遍伴随不同程度的区域变质和热动力变质作用。但变质程度属低级变质相范畴，碎屑岩石表现为砂岩的石英岩化、粘土质岩石的绿泥石化、绢云母化、碳酸盐和重结晶化等。

2.5 围岩蚀变

矿区矿体的主要含矿层为寒武-奥陶系石瓮子组第三岩性段，其岩性表现为浅灰—灰色中—厚层层状白云岩。地层经长期的区域变质作用，围岩蚀变表现为轻度大理岩化及重结晶作用。成矿作用有关的热液蚀变，表现得十分明显和强烈，蚀变方式主要是以含矿热水溶液的渗滤交代作用和充填交代作用的方式进行主要的围岩蚀变白云岩化、硅化、黄铁矿化、碳酸盐化、透闪石化。

3 矿体特征

矿区矿体在地表自西至东由探矿工程控制，主要为硅化、褐铁矿化蚀变带，延伸较稳定，控制蚀变带长约780m，地表蚀变带出露最低标高798m，最大标高980m，工业矿体富集仅限于矿区部分矿体。经现场施工平硐查看，矿体基本由多个穿脉工程控制。控制矿体长度为550m～760m，矿体倾向延伸40m～140m，矿体厚度最薄0.92m，最厚13.39m，平均厚度5.33m，厚度变化系数67.91%。矿体沿走向呈似层状，波浪状蛇形展布，连续性较差，局部矿体出现分支，总体走向110°～145°，倾向北东，倾角60°～88°。矿体在矿体倾向方向延伸，呈不规则带状、透镜状产出，其延伸效果基本不稳定。

4 成矿控制条件

黄土岭铅锌矿地质特征表明，矿体受地层、构造、岩性、热流作用等多因素控制，地层岩性和构造条件提供了导矿和容矿的有效场所和空间，含矿热流作用是提供矿源的主导因素。

（1）地层条件。矿区的石瓮子组地层表现为一套浅变质的深海相台地碳酸盐岩沉积，中泥盆统大枫沟组下部的碎屑岩覆盖于石瓮子组地层。长期遭受剥蚀，又受后期构造作用，界面产生断裂活动，碳酸盐岩岩性自身活化性能较高，遇高盐度含矿流体，易于形成赋矿地层。

（2）构造条件。据现有工程揭露和地质观察表明，含矿地层细晶白云岩处于冷水沟-蔡家庄复式背斜南翼，又处于时空差距较大的泥盆系和寒武-奥陶系两套地层的南侧，后期的构造变形和迭加，由南向北的逆冲推覆和左旋剪切变形，岩层自身形成定向性的层间断裂和原地震碎裂作用。岩性易产生刚性破碎，为造成构造空间提供了有利的条件，为地下含矿热液的导流提供沟通，形成富集场所。

（3）热流体条件。分析黄土岭矿区的矿石类型和蚀变特征，矿区成矿的最重要条件之一是该地区的热液活动。白云岩本身并不具备矿源条件，但其岩性物理性质和构造条件却为地下深部含矿热液形成了较理想的导矿和赋矿空间。矿区热液经过一系列活动，矿体围岩普遍产生蚀变，热流体在上升的过程中，随着压力温度和围岩界质的变化，使携带锌、铅等有用金属得以卸载富集成矿。成矿早期，铅锌以卤化物为配体在其周围高盐度、高水盐比条件下，经过迁移形成铅锌络合物，与周围环境下的海水、沉淀物及喷流物中的含硫物质，在适宜的条件下发生反应，形成铅锌沉淀，其主要结构为致密块状、条带状。脉状构造、网脉状构造、斑杂-团块状构造，交代溶蚀结构、交代充填结构等表明矿床后期受多期次的岩浆热液、构造热液叠加活化、富集和改造，对早期层状矿体的加大和富集起着重要作用。

5 矿床成因

黄土岭铅锌矿，据现有资料分析，含矿热液带有明显的裂隙充填方式。交代作用所伴随的物质或组分的带入和带出不甚明显，赋矿岩石寒武-奥陶系石瓮子组白云质细晶白云岩、含硅质条带微晶灰岩，系深海相台地沉积。矿床成矿期间，因存在地热对流作用，静水压力作用于海水，海水向下渗透并逐渐加热，在此过程中，海水中的SO4-2离子被捕获，形成酸性热水溶液，对其中所含丰富的锌、铅、铜、银等金属物质进行溶解。在热对流的驱动下，沿一定的裂隙通道，不断向上循环，由高势能向低势能转换。由于压力、温度和酸碱度的不断变化，矿化剂的不断散失，最终选择在活性较高、构造空间有利的碳酸盐岩中，导致Zn、Pb、Cu、Ag元素的卸载及S元素的还原。

综上所述，从矿床成因类型上分析表明，黄土岭多金属铅锌矿矿床应属热液充填式矿床。