陜西旬陽泗人溝鉛鋅礦成礦地質(zhì)特征及成因探討

任 軻，付 渝，王育龍

（陜西地礦第一地質(zhì)隊(duì)有限公司，陜西 安康 725000）

1 區(qū)域成礦地質(zhì)背景

本區(qū)位于揚(yáng)子板塊北部的被動大陸邊緣--南秦嶺、大別構(gòu)造帶中部，鎮(zhèn)-旬古生代沉積盆地南緣。區(qū)域內(nèi)的褶皺、斷裂等構(gòu)造十分發(fā)育，主要構(gòu)造線由東向西縱橫交錯、相互切割，向大羊山方向復(fù)向斜、麻坪一旬陽復(fù)背斜及南羊山斷裂、大羊山斷裂、麻坪河斷裂、甘溪斷裂等構(gòu)成了區(qū)內(nèi)主體構(gòu)造格架（圖1）。

圖1 旬陽北部地區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)簡圖（據(jù)宋小文等，2003和張國偉等，2001資料編制）

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 地層

礦區(qū)內(nèi)主要出露中志留統(tǒng)雙河鎮(zhèn)組（S2s）一套淺變質(zhì)泥質(zhì)碎屑巖夾少量碳酸鹽巖，是泗人溝鉛鋅礦的賦礦層位。地層呈現(xiàn)出近東西向并傾向北，傾角角度在30°至60°之間。按巖石的組合，由下至上分為3個巖性段。礦區(qū)僅出露第二、第三巖性段。

雙河鎮(zhèn)組的第二巖性段（S2s2）呈現(xiàn)出深灰色含炭粉砂質(zhì)千枚巖及粉砂質(zhì)千枚巖，并且局部有夾條帶狀粉砂巖。是區(qū)內(nèi)較為重要的含礦層位。

雙河鎮(zhèn)組的第三巖性段（S2s3）呈現(xiàn)出灰色粉砂質(zhì)千枚巖夾條帶狀（薄層）粉砂巖以及白云巖透鏡體。

（1）地層單斜構(gòu)造。該礦區(qū)處于大羊山復(fù)向斜南翼，漢江復(fù)背斜北翼，巖層總體呈現(xiàn)為向北傾斜的單斜構(gòu)造，地層產(chǎn)狀變化在0°~24°∠51°~70°。該單斜構(gòu)造不僅有效地控制含礦地層，又能控制順層斷裂現(xiàn)象的產(chǎn)生。

（2）地層斷裂構(gòu)造。在礦區(qū)中部可見，有3條斷裂構(gòu)造，大體平行產(chǎn)出，發(fā)育于雙河鎮(zhèn)組（S2s）第二巖性段粉砂質(zhì)千枚巖中。該組斷裂是早期經(jīng)過較深構(gòu)造層次形成的劈理化帶經(jīng)后期構(gòu)造活動而成，呈基本順層產(chǎn)出，斷裂產(chǎn)狀0°~26°∠60°~84°。在礦區(qū)的走向延伸均2000m以上，寬0.5m~5m之間，具有多期次活動的特征。沿斷裂帶發(fā)育劈理化帶、石英脈及斷層角礫、斷層泥。礦區(qū)發(fā)現(xiàn)所發(fā)現(xiàn)的鉛鋅礦體均沿該組斷裂產(chǎn)出的。

（3）地層變質(zhì)作用。區(qū)內(nèi)地層變質(zhì)作用相對較弱。以區(qū)域變質(zhì)作用的分布最為普遍，變質(zhì)程度僅達(dá)綠片巖相，形成一套淺變質(zhì)的泥砂質(zhì)板巖或千枚巖。韌一脆性構(gòu)造變形主要形成線狀分布的碎裂巖，初糜棱巖系列巖石。巖石變形強(qiáng)烈普遍發(fā)育順層劈理和小型順層掩臥摺皺，局部發(fā)育順層剪切帶。

3 礦體地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

泗人溝鉛鋅礦床地表共圈出3個鉛鋅礦體以及2個隱伏礦體，礦體產(chǎn)于雙河鎮(zhèn)組粉砂質(zhì)千枚巖內(nèi)近東西向脆一韌性系列斷層中。呈似層狀、透鏡狀產(chǎn)出。地表礦體長多在200m，深部礦體長度在650m~2025m，厚0．50m～5．35m，鋅品位1.52%～31.83%，鉛品位0.30%～17.49%。礦體形態(tài)、產(chǎn)狀受斷層控制且與圍巖、斷層產(chǎn)狀基本一致。

3.2 礦石特征

礦區(qū)礦石礦物成分相對簡單，主要以閃鋅礦、方鉛礦為主，黃鐵礦，黃銅礦，磁黃鐵礦都較為少見。脈石礦物以石英為主，次為絹云母、長石、綠泥石及方解石等。

礦石結(jié)構(gòu)主要有它形粒狀結(jié)構(gòu)、他形—半自形粒狀結(jié)構(gòu)、自形粒狀結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)等。

礦石的主要構(gòu)造有塊狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造，其次還會有條帶狀構(gòu)造、層紋狀構(gòu)造、脈狀構(gòu)造、角礫狀等構(gòu)造。

根據(jù)礦石有用組分及其加工技術(shù)性能的不同，將泗人溝鉛鋅礦區(qū)礦石的工業(yè)類型確定為以鉛鋅礦石為主，閃鋅礦石次之。

3.3 圍巖蝕變

區(qū)內(nèi)圍巖蝕變與斷裂活動密切相關(guān)，主要沿斷裂構(gòu)造分布，呈帶（線）狀產(chǎn)出，蝕變帶的寬帶一般是2-5米。主要有硅化、絹云母化、綠泥石化、黃鐵礦化等，其中硅化、絹云母化與鉛鋅礦化關(guān)系密切。

硅化：主要分布于斷層帶及礦化圍巖部位。由于熱液的貫入，使圍巖硅質(zhì)成份增高，顏色變淺，硬度增大，常形成糖粒狀石英集合體和隱晶質(zhì)致密塊狀石英。其中糖粒狀石英與區(qū)內(nèi)鉛鋅礦化關(guān)系密切。

絹云母化：在構(gòu)造活動及熱液作用的影響下，原巖與石英脈界線附近絹云母含量增高。在含礦構(gòu)造帶中以較大的石英脈體邊部較為發(fā)育，呈鱗片狀集合體。多與隱晶質(zhì)致密塊狀石英脈伴生，與鉛、鋅礦化關(guān)系密切。

4 地球化學(xué)特征

4.1 巖石地球化學(xué)特征

2005年泗人溝鉛鋅礦地質(zhì)普查報告對該區(qū)地層含礦性研究，雙河鎮(zhèn)組的微量元素含量見表1，通過對泗人溝鉛鋅礦所處的雙河鎮(zhèn)組進(jìn)行成礦元素統(tǒng)計，礦區(qū)內(nèi)地層Pb平均含量為13.82×10-6，Zn平均含量為139.24×10-6；志留紀(jì)背景值Pb平均值為7.31×10-6，Zn平均值為107.03×10-6；地殼元素豐度值Pb為12×10-6，Zn為70×10-6，雙河鎮(zhèn)組Pb、Zn含量遠(yuǎn)高于志留紀(jì)背景值和地殼克拉克值，說明雙河鎮(zhèn)組是泗人溝鉛鋅礦的礦源層。

表1 雙河鎮(zhèn)組巖石地層單位微量元素

4.2 硫同位素組成

根據(jù)研究數(shù)據(jù)顯示，在泗人溝鉛鋅礦區(qū)內(nèi)閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦等8件硫同位素測試樣品結(jié)果。（見表2）其中閃鋅礦4件、方鉛礦1件、黃鐵礦3件。礦區(qū)δ34S值平均為-3.78×10-3，變化范圍為-9.81--3.83×10-3，離差為13.64×10-3，說明礦床內(nèi)δ34S值變化范圍較大。礦床中硫來源不一致，屬混合型。

表2 泗人溝鉛鋅礦區(qū)硫同位素組成

4.3 鉛同位素組成

根據(jù)前人研究，鉛同位素測試樣品共4件，其中閃鋅礦1件，方鉛礦1件，黃鐵礦2件。

根據(jù)測試結(jié)果，泗人溝鉛鋅礦206pb／204Pb平均值為17.861；207Pb／204Pb平 均 值 為15.592，208Pb／204Pb平 均 值 為38.248；207Pb／206Pb平均值為0.873，通過數(shù)據(jù)對比可以看出（見表3），方鉛礦的鉛同位素相對穩(wěn)定，組成比較均勻一致。

表3 泗人溝鉛鋅礦鉛同位素組成

根據(jù)扎特曼源區(qū)圖注解（圖2），泗人溝鉛鋅礦礦石的鉛同位素組成及其特征值的投影點(diǎn)總體上落在造山帶的增長線上方，這說明研究區(qū)內(nèi)鉛鋅礦礦源區(qū)年齡逐步老化，源區(qū)古老地層中初始富集的鉛經(jīng)過造山運(yùn)動后，主要通過沿生長斷裂運(yùn)移至更加有利的容礦構(gòu)造最終富集成礦，故礦區(qū)內(nèi)鉛鋅礦具有后期改造的特征。

圖2 泗人溝鉛鋅礦鉛同位素構(gòu)造模式圖鉛演化曲線

5 礦床成因探討

南秦嶺早古生代沉積斷陷盆地是在揚(yáng)子板塊北緣被動大陸邊緣基礎(chǔ)上形成的，主要發(fā)育了一套富有機(jī)質(zhì)的碳質(zhì)、硅質(zhì)、泥質(zhì)沉積建造；其內(nèi)部又有更低序次的局部水下隆起及同生斷裂所分隔的四級熱水沉積洼地，同時鉛鋅礦體或礦源層就位于此。

中晚志中記載，伴隨著揚(yáng)子板塊的向北運(yùn)動，南秦嶺開始處于被擠壓應(yīng)力場下，大部分地區(qū)開始逐步隆升，盆地總體由伸展背景轉(zhuǎn)為擠壓背景，沉積作用范圍明顯性縮小，盆地開始逐步抬升并出現(xiàn)局部坳陷現(xiàn)象。隨著成礦作用的進(jìn)行，熱水間歇周期性活動而生成浸染狀、層狀、條帶狀同生沉積礦石。形成了一系列鉛鋅礦床，泗人溝鉛鋅礦即位于其中。

華力西運(yùn)動中期為研究區(qū)志留紀(jì)鉛鋅礦成礦改造期的主要階段；晚古生代華力西運(yùn)動區(qū)內(nèi)以中淺部構(gòu)造層次、構(gòu)造變形及脆性變形為主，同時形成一系列新的層間破碎帶等容礦構(gòu)造，早期形成的熱水沉積型鉛鋅礦及礦源層，在剪切帶降壓作用下運(yùn)移，并發(fā)生蝕變礦化作用。

6 結(jié)論

（1）通過對泗人溝鉛鋅礦床的研究，闡述了與成礦有關(guān)的含礦地層、源區(qū)性質(zhì)和成巖構(gòu)造環(huán)境等，認(rèn)為礦床的形成主要受地層、巖性、巖相、構(gòu)造等多因素的控制。

（2）認(rèn)為鉛鋅礦成礦物質(zhì)來源與區(qū)域旬陽三級盆地?zé)崴练e關(guān)系密切，礦床屬熱水沉積成因，并具后期改造的特點(diǎn)。

（3）礦床的形成經(jīng)歷了熱水沉積－成巖成礦期，構(gòu)造改造富集期和表生氧化期三個時期。