湖南龍山
——保靖鉛鋅礦成礦規(guī)律及找礦標(biāo)志

李烙，張文海

（1.昆明理工大學(xué)國(guó)土資源學(xué)院， 云南昆明 650504;2.西藏大學(xué)工學(xué)院， 西藏拉薩 850012）

1 區(qū)域地質(zhì)概況

1.1 區(qū)域地層

龍山- 保靖地區(qū)是一系列沉積巖-淺變質(zhì)沉積巖分布區(qū)。地層除石炭系、侏羅系、第三系缺失外，自元古界板溪群到第四系均有分布，其中寒武系、奧陶系發(fā)育最為完整，分布最為廣泛。其中白堊系、第四系為陸相地層，其余均為海相地層。以茶洞-花垣-張家界深大斷裂為界，南東側(cè)主要分布元古界和古生界地層，北西側(cè)主要分布古生界和中生界地層。受區(qū)域構(gòu)造控制，地層呈北北東-北東向展布。

1.2 區(qū)域構(gòu)造

該地區(qū)位于上揚(yáng)子地塊東南緣與江南地塊之間的過(guò)渡帶。該地區(qū)地殼構(gòu)造運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷了武陵期、雪峰加里東期、海西期、印支期和燕山期四個(gè)主要發(fā)展階段。

區(qū)域構(gòu)造線方向逐漸由東北向北偏轉(zhuǎn)，形成湘西弧形構(gòu)造帶。該地區(qū)一級(jí)褶皺主要包括桑林向斜和古張復(fù)背斜。它們基本上控制了該地區(qū)的礦產(chǎn)分布。該地區(qū)一級(jí)斷裂包括華源-張家界斷裂、馬利昌斷裂(包涇-同仁-玉坪深斷裂北段)、吉首-古掌斷裂和烏朝河斷裂。它們直接構(gòu)成湘西弧構(gòu)造帶，在區(qū)域控相和控礦中發(fā)揮著十分重要的作用。

1.3 巖漿巖

區(qū)域內(nèi)巖漿巖僅在古丈-吉首斷裂帶上的古丈龍鼻咀分布有面積約4km2，呈北東向展布的雪峰期基性-超基性淺成輝綠巖體出露，它呈巖床或巖盆形態(tài)整合產(chǎn)于板溪群地層中，與區(qū)域成礦物源有一定的聯(lián)系。

表1 水質(zhì)分析成果表

1.4 區(qū)域水文地質(zhì)

研究區(qū)位于云貴高原東側(cè)，八面山脈與武陵山脈的過(guò)渡地帶。地形切割深，地勢(shì)陡峻，群山起伏，“V”形谷發(fā)育，海拔標(biāo)高一般在500m～800m，最大海拔標(biāo)高位于缺臺(tái)河上游王家坡山頭，標(biāo)高為1310.4m，最低海拔標(biāo)高位于保靖縣隆頭鎮(zhèn)以南約3km處的酉水河谷，標(biāo)高為218.2m，相對(duì)高差一般在150m～300m。地貌類(lèi)型以峽谷及中低山臺(tái)地為主，次為中- 低山丘陵，局部為山前谷地或山間洼地。區(qū)內(nèi)植被發(fā)育，覆蓋率達(dá)90%。

區(qū)內(nèi)區(qū)域上屬長(zhǎng)江水系，為澧水和沅水的上游地區(qū)，研究區(qū)自北至南主要水系有澧水北源支流、澧水南源支流、沅水上游酉水各支流，以酉水支流為主。主要河流有猛洞河、澧水北源河、洗車(chē)河、皮渡河等，均常年有水。豐水期流量一般在10～50m3·s-1，枯水期流量一般在1～8m3·s-1，7～8月雨期山洪爆發(fā)時(shí)最高流量可達(dá)500m3·s-1以上，最高洪水位可上升8m～10m。

研究區(qū)內(nèi)以碳酸鹽巖為主，次為第四系松散巖類(lèi)和碎屑巖類(lèi)，地下水類(lèi)型以巖溶水為主，次為孔隙水和裂隙水，巖溶水賦存于碳酸鹽巖中的溶洞、暗河、溶隙、溶孔內(nèi)，孔隙水賦存于第四系松散巖類(lèi)中，裂隙水賦存于碳酸鹽巖及碎屑巖裂隙中。溶洞、溶隙、孔隙既是地下水儲(chǔ)存的主要場(chǎng)所，又是地下水補(bǔ)給、逕流、排泄的通道。區(qū)內(nèi)管道狀巖溶發(fā)育，管道狀巖溶水表現(xiàn)為溶洞水、暗河水、巖溶泉型式，其中以暗河水、溶洞較大，裂隙水往往水量不大，排泄方式為順裂隙節(jié)理、層面、風(fēng)化面等通道排出地表或排往附近暗河。孔隙水主要賦存于第四系松散沉積層中，分布范圍較大，是區(qū)內(nèi)地下水重要形式之一。

2 鉛鋅成礦規(guī)律

2.1 成礦物質(zhì)來(lái)源

區(qū)域內(nèi)廣泛分布的寒武系地層（下統(tǒng)牛蹄塘組與石牌組頁(yè)巖地層除外）主要為沉積厚度巨大的碳酸鹽巖地層，巖性主要以亮晶殘余砂屑云巖為主夾細(xì)～粉晶云巖及亮晶砂屑灰?guī)r，藻灰?guī)r等，巖石中有不同程度的白云石與方解石化，鏡下見(jiàn)蘭綠藻、藻鮞和藻屑，局部見(jiàn)充填構(gòu)造和小型交錯(cuò)層理。巖石淺灘化序列發(fā)育，并見(jiàn)多個(gè)沉積韻律，為臺(tái)地邊緣淺灘相沉積環(huán)境。早-中奧陶世繼承了寒武紀(jì)的沉積環(huán)境，也為臺(tái)地邊緣淺灘相。此時(shí)的沉積環(huán)境交替頻繁，時(shí)而封閉（南津關(guān)期），時(shí)而開(kāi)放（分鄉(xiāng)期）到又封閉（紅花園期）等，形成了礦田內(nèi)奧陶系下統(tǒng)地層由亮晶不等粒砂屑灰?guī)r，含云質(zhì)灰?guī)r-頁(yè)巖-生物屑灰?guī)r等復(fù)雜巖性組合，此間有大量的藻類(lèi)繁殖。由于環(huán)境交替頻繁，故未形成大面積分布的藻礁。

此外，根據(jù)鉛和鋅含量的分布特征區(qū)域地層見(jiàn)表2，較高的鉛和鋅豐度值出現(xiàn)在寒武系石牌組以下的地層中，而鉛和鋅層以上的豐度值只相當(dāng)于或低于本地區(qū)的背景值。原因是前寒武紀(jì)早期石牌期，該地區(qū)的斷裂(谷)的發(fā)展，和海底火山活動(dòng)頻繁，和金屬元素從盆地的火山噴發(fā)堆積，導(dǎo)致增加鉛、鋅和其他元素在地層中。

表2 區(qū)域地層鉛、鋅元素含量表

然而，早寒武紀(jì)石牌期以后，火山活動(dòng)停止，由于沒(méi)有補(bǔ)充來(lái)源，上層地層鉛、鋅等元素豐度較低。

2.2 礦床成因

綜上所述，本區(qū)鉛鋅礦床的礦源層為鉛鋅豐度相對(duì)較高的寒武系下統(tǒng)石牌組至元古界板溪群地層，鉛屬殼?；旌闲豌U，硫?qū)偻练e和古海水硫酸鹽中的硫，硅質(zhì)來(lái)源于海底熱泉；成礦溶液具還原性質(zhì)，主要來(lái)自于上部地殼的Na+-Cl--Ca2+型或Na+-Cl--Mg2+熱鹵水；礦化度在熱鹵水正常范圍內(nèi)，成礦壓力較低，平均深度約1.30km，成礦溫度為99 ℃～197℃，屬低溫，成礦年齡普遍低于含礦地層年齡。此外，成礦液中普遍含有豐富的烷烴，表現(xiàn)出層控礦床的特征，與野外地質(zhì)調(diào)查鉛鋅礦體主要集中分布在寒武系中統(tǒng)敖溪組與下統(tǒng)清虛洞組或奧陶系下統(tǒng)南津關(guān)組，分鄉(xiāng)組及紅花園組地層中是一致的。據(jù)此綜合分析認(rèn)為礦田鉛鋅礦床成因類(lèi)型屬層控型低溫?zé)嵋旱V床。

3 控礦因素及找礦標(biāo)志

3.1 控礦因素

3.1.1 地層巖性對(duì)成礦的控制

地層巖性對(duì)成礦的控制作用主要表現(xiàn)在區(qū)內(nèi)礦體有選擇性地分布在某些地層中的部分巖性內(nèi)?；ㄔ?張家界深大斷裂以北工作區(qū)內(nèi)的鉛鋅礦體主要分布在奧陶系下統(tǒng)南津關(guān)組、分鄉(xiāng)組和紅花園組地層中，極少量的礦體分布在中統(tǒng)寶塔組地層中。巖性以砂屑灰?guī)r，生物屑灰?guī)r中礦體分布最多，次為含云質(zhì)灰?guī)r?；ㄔ?張家界深大斷裂以南工作區(qū)內(nèi)的鉛鋅礦體主要分布在寒武系下統(tǒng)清虛洞組下段與中統(tǒng)敖溪組上段地層中，少量的礦體分布在寒武系下統(tǒng)清虛洞組上段地層中。巖性以藻灰?guī)r、藻屑灰?guī)r、砂礫屑灰?guī)r、細(xì)～粉晶云巖中礦體分布最多，次為含藻砂屑灰?guī)r、含云質(zhì)灰?guī)r等。由于藻灰?guī)r、砂屑灰?guī)r、含藻砂屑灰?guī)r、藻屑灰?guī)r、砂礫屑灰?guī)r、生物屑灰?guī)r,巖石的孔隙結(jié)構(gòu)是成礦熱液溶液較好的通道并成為降水富集空間，而且在巖石周?chē)袊鷰r蝕變現(xiàn)象和富礦化礦體。

3.1.2 構(gòu)造對(duì)成礦的控制

構(gòu)造作用主要體現(xiàn)在斷層，節(jié)理，構(gòu)造和裂隙。層間崩潰和關(guān)節(jié)致密區(qū)和解散差距由于應(yīng)力集中,提供為含熱液流體運(yùn)移通道和降水空間，從而形成礦體。二平之間的過(guò)渡區(qū)背斜和洛塔向斜控制夏莊鎮(zhèn)鉛鋅礦的分布范圍的區(qū)域,紅巖溪背斜軸和它相鄰的兩個(gè)翅膀控制大喜鉛鋅礦的區(qū)域，打溪的分布范圍和鹽井背斜軸及其相鄰的兩翼控制卡西湖鉛鋅礦的分布范圍的區(qū)域。上述褶皺構(gòu)造的配套次級(jí)構(gòu)造在礦區(qū)內(nèi)的各個(gè)地段發(fā)育程度是不一致的，如果層間虛脫，層間破碎帶或北西向節(jié)理密集帶，小斷裂發(fā)育的地段，則為成礦有利地段。在成礦有利地段內(nèi)礦化相對(duì)集中，礦體分布較密集或礦體規(guī)模較大，礦區(qū)內(nèi)的各個(gè)礦段都是如此。它們的分布特征受背斜軸部或背斜與向斜的轉(zhuǎn)折部位的次級(jí)配套構(gòu)造發(fā)育程度所控制。

3.1.3 圍巖蝕變對(duì)成礦的控制

圍巖蝕變對(duì)礦化的控制作用主要表現(xiàn)在嚴(yán)格控制礦化階段方解石、白云石化、黃鐵礦化、重晶石和硅化蝕變所產(chǎn)生的鉛鋅礦體的空間位置。如花垣-張家界斷裂北部工作區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的鉛鋅礦體均100%地分布在含礦硅化灰?guī)r蝕變體中，無(wú)論是似層狀礦體，還是脈狀礦體等均是如此；而花垣-張家界斷裂南部工作區(qū)已發(fā)現(xiàn)的鉛鋅礦體均100%地與方解石化、白云石化、黃鐵礦化、重晶石化中的一種或數(shù)種相伴出現(xiàn)，相互之間關(guān)系十分密切。

綜上所述，研究區(qū)鉛鋅礦產(chǎn)出是上述控礦因素的最佳組合，形成巖性和巖相是成礦的基礎(chǔ)和必要條件。構(gòu)造在成礦過(guò)程中起主導(dǎo)作用，圍巖蝕變?cè)诔傻V過(guò)程中起重要作用。

3.2 找礦標(biāo)志

3.2.1 地層標(biāo)志

研究區(qū)內(nèi)的寒武系下統(tǒng)清虛洞組、中統(tǒng)敖溪組和奧陶系下統(tǒng)南津關(guān)組、分鄉(xiāng)組（及紅花組地層是區(qū)內(nèi)的主要含礦地層，為地層找礦標(biāo)志。其中清虛洞組下段第三亞段與第四亞段及敖溪組上段地層是花垣-張家界斷裂南側(cè)工作區(qū)尋找似層狀鉛鋅礦體的主要地層，而清虛洞組上段地層則為該區(qū)尋找脈狀礦體的主要地層；南津關(guān)組第一段、第二段地層是花垣-張家界斷裂北側(cè)工作區(qū)尋找似層狀鉛鋅礦體的主要地層，而第四段、分鄉(xiāng)組及紅花園組地層是尋找該區(qū)脈狀鉛鋅礦體的主要地層。

3.2.2 構(gòu)造標(biāo)志

研究區(qū)內(nèi)次級(jí)褶皺與斷裂構(gòu)造局部發(fā)育，其中背斜構(gòu)造軸部及其附近、背斜和向斜構(gòu)造的轉(zhuǎn)折帶則是區(qū)內(nèi)的構(gòu)造找礦標(biāo)志。其層間破碎帶，滑動(dòng)面虛脫空間、巖溶空間為尋找似層狀鉛鋅礦體的構(gòu)造，而北東或北西向的節(jié)理密集帶，溶隙，小斷裂破碎帶等是尋找脈狀礦體的構(gòu)造。

3.2.3 巖性巖相標(biāo)志

清虛洞組藻礁灰?guī)r，結(jié)晶云巖，敖溪組角礫狀云巖和南津關(guān)組、分鄉(xiāng)組及紅花園組地層中的砂屑灰?guī)r及生物屑灰?guī)r均是工作區(qū)成礦有利巖性，為區(qū)內(nèi)的巖性找礦標(biāo)志。臺(tái)地邊緣淺灘相灰?guī)r地層為區(qū)內(nèi)鉛鋅礦的巖相找礦標(biāo)志，區(qū)內(nèi)所發(fā)現(xiàn)的鉛鋅礦床（點(diǎn)）均分布在該沉積亞相范圍內(nèi)。

3.2.4 礦化蝕變標(biāo)志

花垣-張家界斷裂北側(cè)研究區(qū)的鉛鋅礦化均分布在含礦硅化蝕變灰?guī)r體內(nèi)，因此尋找南津關(guān)組、分鄉(xiāng)組及紅花園組。地層中的硅化砂屑灰?guī)r與硅化生物屑灰?guī)r蝕變體尤其重要，并判別它是否含礦。它是該區(qū)最直接的找礦標(biāo)志之一；而花垣-張家界斷裂南側(cè)工作區(qū)的鉛鋅礦化均分布在方解石化、白云石化、黃鐵礦化、重晶石化，角礫巖化灰?guī)r或白云巖內(nèi)，因此尋找區(qū)內(nèi)的礦化蝕變體則是該區(qū)的直接找礦標(biāo)志。