陜西鎮(zhèn)安黃土嶺鉛鋅礦礦床成因淺析

屈笑冬，高向玲

（西北礦冶研究院，甘肅 白銀 730900）

關(guān)鍵字：地質(zhì)構(gòu)造；熱液活動(dòng)；鉛鋅礦床；鎮(zhèn)安

礦區(qū)位于錫銅溝-板巖鎮(zhèn)鉛、鋅、金、汞、銻成礦帶之中，據(jù)現(xiàn)有資料分析，礦床具有明顯的裂隙充填成礦特點(diǎn)。區(qū)域構(gòu)造線方向以近東西向?yàn)橹?，且?jīng)多期的造山作用，使該區(qū)的構(gòu)造變形更加復(fù)雜化，由此亦伴隨著不同程度的變質(zhì)作用和熱液成礦作用。因此，對(duì)礦區(qū)礦床的成礦地質(zhì)成因進(jìn)行分析，對(duì)該地區(qū)的找礦工作具有積極的意義。

1 區(qū)域地質(zhì)

礦區(qū)處于秦嶺褶皺系（Ⅱ）南秦嶺印支褶皺帶（Ⅱ4）鳳縣-鎮(zhèn)安褶皺束（Ⅱ41）中部，其北為禮縣-柞水華力西褶皺帶（Ⅱ3），南界為留鳳關(guān)-金雞嶺褶皺束（Ⅱ42）[1]，其南界與北界均表現(xiàn)出通過區(qū)域性逆掩斷裂或逆斷裂接觸。區(qū)域構(gòu)造線方向以近平行于東西向方向?yàn)橹?，?fù)式背斜褶皺構(gòu)造和區(qū)域性斷裂構(gòu)成了區(qū)域主體格架。地層由上至下為：泥盆系，寒武系—奧陶系及志留系地層和震旦系地層。泥盆系地層與寒武系—奧陶系及志留系地層平行不整合接觸，震旦系地層連續(xù)沉積于寒武系-奧陶系地層之下[2]。

多期的造山作用，使該區(qū)的構(gòu)造變形更加復(fù)雜化，由此亦伴隨著不同程度的變質(zhì)作用和熱液成礦作用，黃土嶺礦區(qū)及其周邊的鉛鋅礦化，在宏觀上即為上述構(gòu)造變動(dòng)、變質(zhì)作用和熱液活動(dòng)的綜合產(chǎn)物。

2 礦區(qū)地質(zhì)

2.1 地層

秦嶺造山帶分為北、中、南三個(gè)黑色巖系帶，礦區(qū)位置處于中帶，山陽與鎮(zhèn)安大斷裂之間的鏈狀古陸邊緣，南秦嶺地塊北緣部位。根據(jù)礦區(qū)地質(zhì)、巖石化學(xué)組分與及其分布特征，礦區(qū)出露地層由老至新為早古生界寒武-奧陶系石甕子組（∈-Osh）、中泥盆統(tǒng)大楓溝組（D2d）、古道嶺組（D）及上泥盆統(tǒng)星紅鋪組（D3x），分述于下。

（1）寒武-奧陶系石甕子組（∈-Osh）自下而上分三個(gè)巖性段。第三巖性段（∈-Osh3工程已揭露）：淺灰色厚層狀微-細(xì)晶白云巖，含少量燧石團(tuán)塊，普遍具硅化，該層為礦區(qū)鉛、鋅、銅礦主要賦礦層，厚度15.77～產(chǎn)狀35°～50°∠60°～85°。第二巖性段（∈-Osh2工程已揭露）：據(jù)出露巖性觀察為淺灰—灰色中—厚層白云巖夾條紋狀含同生角礫，團(tuán)塊普遍含燧石條帶，厚度41m～144m，產(chǎn)狀5°～35°∠70°～78°。第一巖性段（∈-Osh1）：區(qū)內(nèi)探礦工程未見出露。

（2）中泥盆統(tǒng)大楓溝組（D2d）分D2d1、D2d2兩個(gè)巖性段。第一巖性段（D2d1）：于礦區(qū)東南部廣泛分布，巖性為灰綠—灰色中—厚層長(zhǎng)石石英砂巖、雜砂巖夾白云巖透鏡體，底部為白云質(zhì)砂巖及含礫砂巖。第一巖性段第一亞段（D2d1-1工程已揭露）：礦區(qū)經(jīng)探礦工程揭露，主要巖性表現(xiàn)為變長(zhǎng)石石英砂巖、角巖化變鈣質(zhì)長(zhǎng)石石英粉砂巖夾角巖化變長(zhǎng)石石英粉砂巖、含粉砂微晶灰?guī)r、透閃透輝長(zhǎng)英質(zhì)角巖，斷裂接觸于寒武-奧陶系石甕子組地層。厚度42.97m～232.57m。產(chǎn)狀30°～45°∠65°～82°。第一巖性段第二亞段（D2d1-2工程未揭露）：礦區(qū)北側(cè)為白云質(zhì)礫巖夾變長(zhǎng)石石英粉砂巖、西部過渡為角巖化白云質(zhì)灰?guī)r夾大理巖、含粉砂微晶灰?guī)r、變長(zhǎng)石石英粉砂巖，南側(cè)為含粉砂微晶灰?guī)r，向西過渡為大理巖、含粉砂微晶灰?guī)r夾變長(zhǎng)石石英粉砂巖，厚度31.11m～189.02m，產(chǎn)狀35°～85°∠30°～75°。第二巖性段（D2d2工程未揭露）：變長(zhǎng)石石英粉砂巖、角巖化變長(zhǎng)石石英粉砂巖、角巖化含鈣長(zhǎng)石石英粉砂巖夾薄-中厚層狀含粉砂微晶灰?guī)r、斑點(diǎn)狀粉砂絹云千枚巖，厚度131.83m～429.18m。產(chǎn)狀280°～330°∠52°～62°。

（3）中泥盆統(tǒng)古道嶺組（D2g工程未揭露）：分布于礦區(qū)北部，巖性為灰綠色中厚層粉砂質(zhì)板巖夾灰色薄-中層狀細(xì)晶灰?guī)r、千枚巖，產(chǎn)狀5°～340°∠45°～50°。

（4）上泥盆統(tǒng)星紅鋪組（D3x工程未揭露）：灰-灰綠色絹云母粉砂質(zhì)板巖夾灰色中、薄層細(xì)晶灰?guī)r，產(chǎn)狀350°～20°∠50°～70°。

2.2 構(gòu)造

區(qū)內(nèi)作為揚(yáng)子地臺(tái)北緣南秦嶺印支褶皺帶的次級(jí)構(gòu)造單元，歷經(jīng)多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，多期擠壓變形，構(gòu)造形態(tài)復(fù)雜迭加，褶皺、斷裂十分發(fā)育。礦區(qū)范圍內(nèi)可分為褶皺和斷裂并存的東西向構(gòu)造和以斷裂為主的北東向構(gòu)造兩組構(gòu)造。魯班溝背斜是礦區(qū)褶皺的主要組成，屬于冷水溝-蔡家莊復(fù)式背斜南翼的次級(jí)褶皺。中泥盆統(tǒng)大楓溝組地層構(gòu)成褶皺的南翼和北翼，奧陶系石甕子組地層構(gòu)成褶皺核部。軸面向北向傾斜，傾角中等，軸向近東西向方向。南翼地層倒轉(zhuǎn)，地層傾向40°左右，北翼地層正常，地層傾向0°～40°，兩翼傾角50°～85°[2]。礦區(qū)內(nèi)主要為北東向、東西向兩組斷裂。北東向斷裂錯(cuò)斷了東西向構(gòu)造線，斷層走向20°～55°，傾向以北西300°～310°為主，傾角38°～81°。該組斷裂具有一定的破壞性，對(duì)礦區(qū)礦體的連續(xù)性起到了破壞作用。東西向斷裂主要以泥盆系和寒武糸-奧陶系層間斷裂為主，斷面呈舒緩波狀，破碎帶寬5m左右，帶內(nèi)有擠壓片理及透鏡狀、糜棱狀等構(gòu)造塊體。沿?cái)嗔逊较蚱渲谐涮钍⒚}及石英方解石脈，該組斷裂早期表現(xiàn)為壓扭性、張扭性，經(jīng)多期活動(dòng)作用后，后期表現(xiàn)為逆沖推覆。礦區(qū)的成礦后期，該組斷裂構(gòu)造對(duì)于礦床的形成具有一定的積極作用。該斷裂在成礦期間，熱液從斷裂進(jìn)入，經(jīng)改造活動(dòng)后，形成礦床。

2.3 巖漿巖

經(jīng)對(duì)礦區(qū)露頭及探礦工程進(jìn)行勘查，東江口巖體在礦區(qū)北部有部分出露，為中酸性巖類，區(qū)內(nèi)有少量脈巖。①東江口巖體。呈巖基狀產(chǎn)出，侵入于中上泥盆統(tǒng)地層，接觸面產(chǎn)狀傾向170°～210°，傾角68°～85°。混染巖化、角巖化和熱力變質(zhì)作用在其外接觸帶部分地段產(chǎn)生。②脈巖。礦區(qū)內(nèi)脈巖比較發(fā)育，主要表現(xiàn)為長(zhǎng)英巖脈、石英脈、強(qiáng)蝕變黑云母閃長(zhǎng)巖脈、方解石石英脈等。

2.4 變質(zhì)作用

礦區(qū)地層及巖石在長(zhǎng)期復(fù)雜的地質(zhì)演化過程中，普遍伴隨不同程度的區(qū)域變質(zhì)和熱動(dòng)力變質(zhì)作用。但變質(zhì)程度屬低級(jí)變質(zhì)相范疇，碎屑巖石表現(xiàn)為砂巖的石英巖化、粘土質(zhì)巖石的綠泥石化、絹云母化、碳酸鹽和重結(jié)晶化等。

2.5 圍巖蝕變

礦區(qū)礦體的主要含礦層為寒武-奧陶系石甕子組第三巖性段，其巖性表現(xiàn)為淺灰—灰色中—厚層層狀白云巖。地層經(jīng)長(zhǎng)期的區(qū)域變質(zhì)作用，圍巖蝕變表現(xiàn)為輕度大理巖化及重結(jié)晶作用。成礦作用有關(guān)的熱液蝕變，表現(xiàn)得十分明顯和強(qiáng)烈，蝕變方式主要是以含礦熱水溶液的滲濾交代作用和充填交代作用的方式進(jìn)行主要的圍巖蝕變白云巖化、硅化、黃鐵礦化、碳酸鹽化、透閃石化。

3 礦體特征

礦區(qū)礦體在地表自西至東由探礦工程控制，主要為硅化、褐鐵礦化蝕變帶，延伸較穩(wěn)定，控制蝕變帶長(zhǎng)約780m，地表蝕變帶出露最低標(biāo)高798m，最大標(biāo)高980m，工業(yè)礦體富集僅限于礦區(qū)部分礦體。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)施工平硐查看，礦體基本由多個(gè)穿脈工程控制?？刂频V體長(zhǎng)度為550m～760m，礦體傾向延伸40m～140m，礦體厚度最薄0.92m，最厚13.39m，平均厚度5.33m，厚度變化系數(shù)67.91%。礦體沿走向呈似層狀，波浪狀蛇形展布，連續(xù)性較差，局部礦體出現(xiàn)分支，總體走向110°～145°，傾向北東，傾角60°～88°。礦體在礦體傾向方向延伸，呈不規(guī)則帶狀、透鏡狀產(chǎn)出，其延伸效果基本不穩(wěn)定。

4 成礦控制條件

黃土嶺鉛鋅礦地質(zhì)特征表明，礦體受地層、構(gòu)造、巖性、熱流作用等多因素控制，地層巖性和構(gòu)造條件提供了導(dǎo)礦和容礦的有效場(chǎng)所和空間，含礦熱流作用是提供礦源的主導(dǎo)因素。

（1）地層條件。礦區(qū)的石甕子組地層表現(xiàn)為一套淺變質(zhì)的深海相臺(tái)地碳酸鹽巖沉積，中泥盆統(tǒng)大楓溝組下部的碎屑巖覆蓋于石甕子組地層。長(zhǎng)期遭受剝蝕，又受后期構(gòu)造作用，界面產(chǎn)生斷裂活動(dòng)，碳酸鹽巖巖性自身活化性能較高，遇高鹽度含礦流體，易于形成賦礦地層。

（2）構(gòu)造條件。據(jù)現(xiàn)有工程揭露和地質(zhì)觀察表明，含礦地層細(xì)晶白云巖處于冷水溝-蔡家莊復(fù)式背斜南翼，又處于時(shí)空差距較大的泥盆系和寒武-奧陶系兩套地層的南側(cè)，后期的構(gòu)造變形和迭加，由南向北的逆沖推覆和左旋剪切變形，巖層自身形成定向性的層間斷裂和原地震碎裂作用。巖性易產(chǎn)生剛性破碎，為造成構(gòu)造空間提供了有利的條件，為地下含礦熱液的導(dǎo)流提供溝通，形成富集場(chǎng)所。

（3）熱流體條件。分析黃土嶺礦區(qū)的礦石類型和蝕變特征，礦區(qū)成礦的最重要條件之一是該地區(qū)的熱液活動(dòng)。白云巖本身并不具備礦源條件，但其巖性物理性質(zhì)和構(gòu)造條件卻為地下深部含礦熱液形成了較理想的導(dǎo)礦和賦礦空間。礦區(qū)熱液經(jīng)過一系列活動(dòng)，礦體圍巖普遍產(chǎn)生蝕變，熱流體在上升的過程中，隨著壓力溫度和圍巖界質(zhì)的變化，使攜帶鋅、鉛等有用金屬得以卸載富集成礦。成礦早期，鉛鋅以鹵化物為配體在其周圍高鹽度、高水鹽比條件下，經(jīng)過遷移形成鉛鋅絡(luò)合物，與周圍環(huán)境下的海水、沉淀物及噴流物中的含硫物質(zhì)，在適宜的條件下發(fā)生反應(yīng)，形成鉛鋅沉淀，其主要結(jié)構(gòu)為致密塊狀、條帶狀。脈狀構(gòu)造、網(wǎng)脈狀構(gòu)造、斑雜-團(tuán)塊狀構(gòu)造，交代溶蝕結(jié)構(gòu)、交代充填結(jié)構(gòu)等表明礦床后期受多期次的巖漿熱液、構(gòu)造熱液疊加活化、富集和改造，對(duì)早期層狀礦體的加大和富集起著重要作用。

5 礦床成因

黃土嶺鉛鋅礦，據(jù)現(xiàn)有資料分析，含礦熱液帶有明顯的裂隙充填方式。交代作用所伴隨的物質(zhì)或組分的帶入和帶出不甚明顯，賦礦巖石寒武-奧陶系石甕子組白云質(zhì)細(xì)晶白云巖、含硅質(zhì)條帶微晶灰?guī)r，系深海相臺(tái)地沉積。礦床成礦期間，因存在地?zé)釋?duì)流作用，靜水壓力作用于海水，海水向下滲透并逐漸加熱，在此過程中，海水中的SO4-2離子被捕獲，形成酸性熱水溶液，對(duì)其中所含豐富的鋅、鉛、銅、銀等金屬物質(zhì)進(jìn)行溶解。在熱對(duì)流的驅(qū)動(dòng)下，沿一定的裂隙通道，不斷向上循環(huán)，由高勢(shì)能向低勢(shì)能轉(zhuǎn)換。由于壓力、溫度和酸堿度的不斷變化，礦化劑的不斷散失，最終選擇在活性較高、構(gòu)造空間有利的碳酸鹽巖中，導(dǎo)致Zn、Pb、Cu、Ag元素的卸載及S元素的還原。

綜上所述，從礦床成因類型上分析表明，黃土嶺多金屬鉛鋅礦礦床應(yīng)屬熱液充填式礦床。