鄧自賢,李欣文,劉峰, 肖旭華,王宇翔

文章編號：1672-5603（2020）02-05-5

摘 要 邵東鉛鋅礦區(qū)位于清水塘鉛鋅礦田東外圍，地處贑湘桂上古臺坳與湘中加里東坳陷的交匯部位，礦區(qū)地層為角度不整合的二元結(jié)構(gòu)，鉛鋅礦體賦存于寒武系下統(tǒng)（∈1）地層的不整合面之上，受寒武系中上統(tǒng)（∈2+3）淺變質(zhì)細碎屑巖與碳酸鹽巖地層控制，具有典型的熱水沉積特征。本文是在野外調(diào)研和分析總結(jié)前人成果的基礎(chǔ)上，針對礦區(qū)邊深部找礦而開展的新探討。

關(guān)鍵詞 邵東縣;鉛鋅礦;熱水沉積 ;地質(zhì)特征

中圖分類號：P618.4 文獻標識碼：A

Hydrothermal Sedimentary Characteristics of Shaodong lead-zinc Mine， Hunan Province

Deng Zixian1 ， ?Li Xinwen1 ， ?Liu Feng2， ?Xiao Xuhua1， ?Wang Yuxiang1

（1.The 303rd brigade of Hunan Nuclear Geology Bureau， ?Changsha Hunan 410119; 2. Anhua County Natural Resources Bureau， Anhua Hunan ?413500）

Abstract： Shaodong lead-zinc mine is located in the East periphery of Qingshuitang lead-zinc mine field， at the intersection of the upper paleotai depression in Jiangxi-Hunan-Guangxi and the Caledonian depression in central Hunan. The strata in the mine area are of angular unconformity binary structures. The lead-zinc ore bodies are located on the unconformity surface of the lower Cambrian （∈1） strata and controlled by the Cambrian system in middle and upper （∈2+3） shallow metamorphic fine clastic rock and carbonate rock strata， which are typical hydrothermal sedimentary characteristics. On the basis of field investigation， analysis and summary of previous achievements， this paper is a new discussion on the exploration of the deep side of the metallogenic area.

Keywords： Shaodong county; lead-zinc mine; hydrotheral deposition; geological characteristics

邵東鉛鋅礦區(qū)位于清水塘鉛鋅礦田東外圍，邵東、衡陽、祁東三縣交界處，行政隸屬靈官殿鎮(zhèn)和石株橋鄉(xiāng)管轄。礦區(qū)包括金華山、馬鞍山、小山頭、耳石嶺、新坑里、茶果山等六個礦段。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

礦區(qū)大地構(gòu)造位置為贑湘桂上古臺坳與湘中加里東坳陷的交匯部位、湘桂加里東復(fù)式向斜的北東部。區(qū)內(nèi)NNE向和SE向構(gòu)造發(fā)育，褶皺和斷層相互疊加，形跡清晰。礦區(qū)地層為不整合的二元結(jié)構(gòu)。

基底地層為前泥盆系一套地槽型重力流—濱淺海相碎屑巖—碳酸鹽巖沉積建造，蓋層為早古生界一套地臺型陸棚滯流盆地相的復(fù)理石復(fù)陸屑—碎屑濁積沉積建造。鉛鋅礦產(chǎn)于角度不整合面之上的碳酸鹽巖地層中。

上覆關(guān)帝廟花崗巖為印支期侵入的酸性巖體，呈巖基產(chǎn)出。

2 礦區(qū)地質(zhì)

2.1 地層

礦區(qū)出露的地層大部分隱伏于花崗巖之下，主要有震旦系上統(tǒng)、寒武系、奧陶系下統(tǒng)和第四系（圖1）。

震旦系上統(tǒng)留茶坡組（Zl）地層由厚層隱晶硅質(zhì)巖組成，頂部見有薄層硅質(zhì)巖，呈長透鏡狀分布于礦區(qū)東部和中南部;寒武系地層總體走向NNE，其中下統(tǒng)（∈1）地層由碳質(zhì)板、薄層硅質(zhì)巖組成，分布于礦區(qū)中部;寒武系中上統(tǒng)（∈2+3），由灰色夾紫紅砂質(zhì)板巖、長石石英砂巖、同生角礫巖、深灰色含粒屑泥質(zhì)灰?guī)r、灰白色夾深灰色條帶狀灰?guī)r、灰綠色泥質(zhì)粉砂巖等組成，不整合于寒武系下統(tǒng)（∈1）之上，為鉛鋅賦礦層位;奧陶系下統(tǒng)（O1）由泥質(zhì)粉砂質(zhì)巖板、鈣質(zhì)條帶板巖、鈣質(zhì)板巖組成，產(chǎn)狀與下伏地層一致，為整合接觸關(guān)系;第四系（Q）風化花崗巖及砂板碎屑、泥土等分布于礦區(qū)低洼部位。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)總體上為SE向裂陷槽與NNE向斷陷帶交匯而產(chǎn)生的滑脫變形構(gòu)造，為一隱伏加里東NNE向復(fù)背斜，即區(qū)域橫沖背斜的北延部分。該背斜褶皺形跡被印支期巖體覆蓋而破壞嚴重，殘缺不全，軸向26°—205°，兩翼大致等斜，產(chǎn)狀為60°～80°。核部地層為寒武系下統(tǒng)（∈1），兩翼地層依次為寒武系中上統(tǒng)（∈2+3）至奧陶系下統(tǒng)（O1）。

礦區(qū)NNE向和SE向斷裂構(gòu)造較發(fā)育，均為地層沉積成巖同期或后期變形作用的產(chǎn)物。NNE向斷裂為區(qū)域深大斷裂—馬杜橋孤形斷裂的次級構(gòu)造。具有斷層規(guī)模大、活動時間長、地層切割深、順層產(chǎn)出、常有構(gòu)造角礫巖或后期脈巖充填等特點，控制礦區(qū)的東西邊界;SE向斷層規(guī)模小，無充填或偶見泥質(zhì)充填，常集束成群出現(xiàn)，為成礦后的切層構(gòu)造。

2.3 巖漿巖

關(guān)帝廟巖體沿早古生代裂陷槽盆地中心出露，總體呈東西向展布于全礦區(qū)，因NNE向斷陷隆起而在礦區(qū)分為東、西兩部分，東段略呈圓形，西段呈瓶塞狀。主要巖性為二云母花崗巖、黑云母花崗巖，伴有電氣石白云母花崗巖脈、花崗斑巖脈等多種脈巖。巖體平均年齡為223.4 ± 1.9 Ma。

3 礦床地質(zhì)

3.1 賦礦圍巖

據(jù)統(tǒng)計，區(qū)內(nèi)地層成礦元素豐度值遠高于地殼平均值，Pb 高出5～12倍，Zn高出2～3倍，表明寒武系下統(tǒng)和奧陶系下統(tǒng)地層中淺變質(zhì)巖系為成礦的原始礦源層。

含礦層頂、底板圍巖均為淺變質(zhì)巖。底板圍巖為寒武系下統(tǒng)（∈1）灰色夾紫紅砂質(zhì)板巖、長石石英砂巖，顏色較深;頂板圍巖為奧陶系下統(tǒng)（O1）灰綠色泥質(zhì)粉砂巖，顏色較淺（圖2）。

3.2 礦化帶

礦化帶賦存時代為古生代早期，并嚴格受其拉張形成的構(gòu)造環(huán)境控制。礦化帶隱伏于花崗巖之下，其巖性為灰黑色夾紫紅砂質(zhì)板巖與灰綠色泥質(zhì)粉砂質(zhì)板巖、泥質(zhì)灰?guī)r、泥質(zhì)粉砂質(zhì)巖，夾泥質(zhì)灰?guī)r或泥質(zhì)灰?guī)r透鏡體，同生角礫、粒屑構(gòu)造、水下滑塌等軟沉積變形構(gòu)造發(fā)育。礦體直接容礦巖石主要是灰白色泥質(zhì)灰?guī)r，次為泥質(zhì)粉砂巖，泥質(zhì)粉砂巖常與泥質(zhì)灰?guī)r互為條帶或透鏡體。其主要特征：一是顆粒細，有大量的細粉砂級或粘土級的碎屑物;二是碳酸鹽、二氧化硅、黃鐵礦和有機質(zhì)含量較高;三是具有板狀劈理和沿層理裂開的特征（圖3）。

礦化帶寬約5～30m，最寬度可達50m。礦化帶由上至下可細分三層：第一層礦化產(chǎn)于灰綠色泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)板巖夾泥質(zhì)灰?guī)r透鏡體巖性層中，重晶石及鉛鋅礦呈小透鏡體;第二層礦化產(chǎn)于灰白色夾深灰色粒屑灰?guī)r層中，頂部為薄層狀含重晶石灰?guī)r，中部方解石條紋、條帶及環(huán)帶狀灰?guī)r夾淺紫色、淺藍色螢石，軟沉積變形特征明顯，底部產(chǎn)似層狀、網(wǎng)脈狀鉛鋅礦體;第三層礦化產(chǎn)于深灰色同生角礫狀灰?guī)r夾條帶狀泥砂質(zhì)灰?guī)r層中，底部為層狀或板柱狀鉛鋅礦體（圖4）。

據(jù)坑道調(diào)查取樣，小山頭礦段光譜分析結(jié)果表明礦區(qū)具有明顯礦化分帶（表1）。礦區(qū)NNE向斷裂構(gòu)造為同生斷層。斷裂帶由內(nèi)向外呈現(xiàn)Cu→Pb→Zn→Ba分帶，從深部至淺部呈Cu→Zn→Pb→Ba分帶。

3.3 礦體特征

據(jù)各開采礦段的儲量核實報告統(tǒng)計（表2），礦區(qū)共圈出13個礦體。其中，馬鞍山礦段礦體2個，小山頭礦段礦體4個，耳石嶺礦段礦體5個，金華山礦段礦體2個。除地表少量氧化礦體外，均為隱伏硫化礦體，礦床規(guī)模為小型。

（1）鉛鋅礦體產(chǎn)出嚴格受背斜構(gòu)造控制，均產(chǎn)于背斜東翼，產(chǎn)狀與圍巖一致。根據(jù)其平面分布特征，礦區(qū)可分為馬鞍山—新坑里、紫金山—耳石嶺、茶果山—金華山等3個成礦帶。

（2）礦體形態(tài)以似層狀、網(wǎng)脈狀為主，層狀、囊狀、柱狀、扁豆狀、透鏡狀次之。礦體走向上長30～150m，厚0.7～3.0m，延深80～500m，礦體走向多為100°～115°，傾向南東，傾角61°～73°。

（3）礦石結(jié)構(gòu)主要有：半自形-自形粒狀結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、文象結(jié)構(gòu)、殘余結(jié)構(gòu)等。

（4）礦石構(gòu)造主要有：塊狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造等 。

（5）礦石礦物組成：金屬礦物主要有方鉛礦、閃鋅礦，次為黃銅礦黃鐵礦;脈石礦物主要是重晶石、螢石、白云石等，次為方解石。

（6）礦區(qū)圍巖蝕變總體較弱，礦體與圍巖界線不明顯，圍巖蝕變主要是白云石化、重晶石化和螢石化，其次為硅化。

4 成礦控制因素

4.1 礦體產(chǎn)出受層位控制

礦區(qū)鉛鋅礦賦存于寒武系下統(tǒng)（∈1）砂質(zhì)板巖與奧陶系下統(tǒng)（O1）灰綠色泥質(zhì)粉砂巖之間的過渡部位，礦體主要產(chǎn)于泥質(zhì)灰?guī)r透鏡體或條帶狀同生角礫狀灰?guī)r中。含礦層頂部為灰綠色泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)板巖夾薄層狀含重晶石灰?guī)r透鏡體;中部為礫屑灰?guī)r夾條紋、條（環(huán)）帶狀灰?guī)r及脈狀重晶石、螢石條帶，底部為同生角礫狀灰?guī)r夾條帶狀泥砂質(zhì)灰?guī)r。盡管礦區(qū)地層發(fā)生了強烈的褶皺和巖體侵蝕，含礦層遭受了變形變質(zhì)與構(gòu)造破壞，但鉛鋅礦體的層控性仍十分明顯。

4.2 礦體產(chǎn)出受同生斷裂和次級沉積洼地控制

礦區(qū)鉛鋅礦體空間分布上局限于上生古代裂陷槽盆地和早古生代晚期的斷陷帶的疊加部位。前者呈東西走向，控制前寒武系沉積盆地的南北邊界，基底斷裂切割深，為成礦熱流的裂隙式噴發(fā)通道，控制著沉積盆地的空間展布及沉積建造組合。在該沉積盆地內(nèi)，除囊狀、脈狀和透鏡狀鉛鋅礦體外，還形成有與硅質(zhì)板巖有關(guān)的鐵銅礦化（祁東鐵礦），為上古裂陷槽盆地內(nèi)的次級同生斷層，切割了新太古—古元古代結(jié)晶基底，控制了礦區(qū)的東、西邊界和南北兩側(cè)的沉積建造組合。礦區(qū)南側(cè)以淺海相砂質(zhì)、砂泥質(zhì)巖石為主，巖性主要為泥質(zhì)砂巖、等礦區(qū)北側(cè)則以淺海相-半深海相粉砂泥質(zhì)巖石為主，夾多層厚度不等的泥質(zhì)碳酸鹽巖沉積。礦區(qū)內(nèi)為有利于鉛鋅成礦的泥質(zhì)碳酸鹽巖夾砂質(zhì)板巖、硅質(zhì)板巖沉積建造組合。

4.3 礦體產(chǎn)出受巖相和沉積環(huán)境的控制

礦區(qū)鉛鋅化類型明顯受巖相和沉積環(huán)境雙重制約。區(qū)鉛鋅礦形成于陸緣沉積盆地中，圍巖銅、鉛、鋅含量高，含泥質(zhì)和硅質(zhì)，碳酸鹽礦物有方解石、白云石，其含量比例變化大，碳酸鹽巖大多呈透鏡狀產(chǎn)出，分布不連續(xù)，地層中廣泛出現(xiàn)沉積型黃鐵礦，含有機質(zhì)分解而來的碳質(zhì)物，說明鉛鋅礦形成于相對封閉、水動力緩和、有機質(zhì)豐富的淺海滯留還原環(huán)境。

4.4 礦體產(chǎn)出受成礦熱流的控制

根據(jù)中南工大測定的清水塘礦田礦體流體包體分析資料：脈石英、重晶石、閃鋅礦包體主要為液相，氣液界線不清晰，形態(tài)規(guī)則。均一法測溫表明，礦區(qū)閃鋅礦形成于中低溫度，中等鹽度時期，結(jié)束于常溫期，爆裂法測溫顯示本區(qū)成礦具有階段性和脈動性;包體成分特征表明脈體中富Na、Cl而貧Ca、Mg，具沉積和層控礦床特征;氣相成分中O2、N2明顯偏高，閃鋅礦中包體成分貧CO2，反映主要礦化段在深部。

根據(jù)南京大學測定的清水塘礦田同位素分析資料：礦區(qū)礦石中的硫主要來源于深源巖漿，并受到上部地殼物質(zhì)的混染;鉛主要來源于地殼，可能混有少量地幔物質(zhì);成礦流體以巖漿水為主，并有大氣降水的混入;成礦流體中的碳主要來自深源巖漿，直接熱源為上古時期地殼深部存在的巖漿房。源自上地幔及下地殼的巖漿熱流在構(gòu)造動力驅(qū)動下，沿深大斷裂噴出地表，引起其周圍海盆內(nèi)海水對流循環(huán)和熱水活動，為熱水沉積成礦作用提供了前提條件。因距熱源遠近的差異和熱水溫度的不同，形成構(gòu)造部位上的噴氣沉積型—噴流沉積型鉛鋅礦床。

5 結(jié)論

邵東鉛鋅礦區(qū)礦化受上古裂陷槽盆地控制，且局限于馬杜橋深大斷裂北段的次級、同生—后期多次復(fù)活斷裂帶之間，產(chǎn)于古生代早期劇烈沉降的淺海半封閉沉積盆地中的次級背斜東翼。賦礦地層為寒武系中上統(tǒng)（∈2+3），礦體圍巖常見同生成因的熱水沉積硅質(zhì)鈣質(zhì)泥質(zhì)條帶灰?guī)r，呈層狀產(chǎn)出，微晶-細晶結(jié)構(gòu)，塊狀、層紋狀和條（環(huán)）帶狀構(gòu)造發(fā)育。因此，可以認為邵東鉛鋅礦屬噴流沉積型礦床。

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