張遵遵，龔銀杰，漆雙林，李劍鋒，甘金木

（1.中國地質調(diào)查局武漢地質調(diào)查中心（中南地質科技創(chuàng)新中心），武漢430205；2.中南冶金地質研究所，宜昌443003）

黔東北（沿河）-渝東南（酉陽）一帶發(fā)育大量中小型鉛鋅礦床（點）（圖1）。礦產(chǎn)地質調(diào)查表明，區(qū)內(nèi)鉛鋅礦體多呈似層狀、透鏡狀及脈狀產(chǎn)于寒武系碳酸鹽巖層間破碎帶及構造裂隙中，受構造和地層的控制明顯，例如：洞巖、三角塘、鉛場蓋和小壩等，上述特征與鄰區(qū)湘西-黔東MVT型鉛鋅礦床頗為相近[1-3]。據(jù)此，有學者推測二者同屬MVT型鉛鋅礦床。成礦年代學研究表明，湘西-黔東MVT型成礦時代屬于加里東期，如：卜口場鉛鋅礦床方解石Sm-Nd等時線年齡為422±48 Ma[4]，江家埡、花垣獅子山鉛鋅礦床石英、閃鋅礦Rb-Sr年齡分別為372±9.8 Ma和410±12 Ma[5-6]。然而，洞巖鉛鋅礦床產(chǎn)于早奧陶世桐梓組及紅花園組之中，且受NW向斷裂帶控制，高精度閃鋅礦Rb-Sr年齡為157.7±3.3 Ma，證實其成礦時代屬于燕山期[7]?？紤]到地質特征與成礦時代與區(qū)域典型MVT礦床的明顯差異，洞巖鉛鋅礦床的成因歸屬是一個有待解決的科學問題。眾所周知，流體包裹體作為古流體的直接代表，被稱為研究成礦地質作用的“探針”，可為解決上述問題提供參考與依據(jù)。研究表明，湘西-黔東MVT鉛鋅礦床成礦流體均一溫度、鹽度分別集中于100～220℃、10%～23%NaCleqv之間，屬于NaCl-CaCl2-H2O體系中低溫、中高鹽度盆地熱鹵水[6，8-9]。為此，本文對洞巖鉛鋅礦床開展流體包裹體巖相學和顯微測溫工作，在與區(qū)域典型MVT鉛鋅礦床成礦流體進行對比研究的基礎上，結合前人資料分析其成礦流體演化與礦床成因。

圖1 黔東北（沿河）-渝南（酉陽）區(qū)域地質略圖Fig.1 Simplified geological map of eastern Guizhou-western Chongqing area

1 地質概況

洞巖鉛鋅礦位于四川盆地以東、雪峰山造山帶以西的川東南褶皺帶，區(qū)域地層以寒武系、奧陶系及下-中志留統(tǒng)為主。寒武系為淺海陸棚碎屑巖相-碳酸鹽臺地相組合，細分為清虛洞組、高臺組、石冷水組、平井組、耿家店組及毛田組，巖性以灰?guī)r、白云巖為主。奧陶系為淺海相碳酸鹽巖與濱、淺海-滯流海灣陸源碎屑巖沉積，其中桐梓組和紅花園組主要為碳酸鹽巖夾頁巖建造；湄潭組主要為灰?guī)r、碎屑巖夾瘤狀泥質灰?guī)r建造；十字鋪組和寶塔組為灰?guī)r建造；五峰組為黑色頁巖建造。志留系以濱-淺海陸棚相陸源碎屑巖為主，其中龍馬溪組為粉砂質頁巖夾灰?guī)r建造，羅惹坪組為頁巖建造。第四系零星分布于溝谷低洼地帶。

研究區(qū)經(jīng)歷了雪峰、加里東、海西及印支-燕山多期構造運動，地質構造較為復雜[10-11]。晚古生代本區(qū)相對隆升，部分地區(qū)由于隆升缺失泥盆系、石炭系，僅見二疊系至中三疊統(tǒng)。印支運動本區(qū)抬升為陸地，燕山運動使地層全部褶皺，形成蓋層褶皺帶，奠定了現(xiàn)今的構造格局。區(qū)域構造以古生代至中三疊統(tǒng)蓋層褶皺為主，軸線呈NNE向或SN向，主要由4條背斜和3條向斜組成，由東到西依次為：咸豐背斜、銅西向斜、宜居背斜、濯河壩向斜、天館背斜、龔灘向斜和金雞嶺背斜；整體具有背斜寬緩、向斜緊閉的特點，為典型的隔槽式褶皺[7]，區(qū)內(nèi)鉛鋅礦床（點）主要分布在背斜構造的核部。區(qū)域斷裂構造較為發(fā)育，其深部有一系列逆沖推覆構造控制整體斷裂構造樣式，即：主要呈NNE-NE走向，普遍東傾并向西逆沖，組成疊瓦狀構造；次要斷裂呈NWW向受主斷裂和褶皺構造控制，延伸長度不大。

區(qū)內(nèi)巖漿活動微弱，未見巖漿巖出露。

2 礦床地質

礦區(qū)出露地層為奧陶紀桐梓組、紅花園組、湄潭組和志留紀龍馬溪組，其中桐梓組和紅花園組為主要賦礦地層[12]。桐梓組主要為一套臺地邊緣淺灘碳酸鹽巖夾潮坪碎屑巖，主要巖性為灰色厚層狀細晶灰?guī)r、含生物屑灰?guī)r、頁巖、白云質灰?guī)r、白云巖。紅花園組主要為一套灰至深灰色厚至巨厚層狀細晶-粉晶灰?guī)r及生物灰?guī)r。

礦區(qū)發(fā)育三條斷層，其中F1分布于礦區(qū)東南部，走向NE20°、傾向SE、傾角70°～80°，為一條張剪性正斷層，見有斷層角礫巖、構造透鏡體，充填方解石、石英脈，可見零星閃鋅礦化。F2、F3斷裂走向、傾角分別為335°、330°，85°、80°，均由灰?guī)r角礫、方解石和石英共生脈充填，沿走向方向具有膨脹收縮現(xiàn)象；它們分別控制區(qū)內(nèi)K1、K2礦體的展布形態(tài)（圖2）。

區(qū)內(nèi)主要有K1、K2兩個近似平行的礦體。K1為主礦體，長約350 m，寬3～15 m；Zn平均品位為7.38%，最大品位30.5%（氧化礦石）；Pb平均品位為0.016%，最大品位0.05%，。K2礦脈長約300 m，寬2～12 m；Zn平均品位為10.22%，最大品位21.6%（氧化礦石）；Pb平均品位為0.007%，最大品位0.011%。

礦石類型主要為褐鐵礦化、粘土巖化氧化礦石，方解石化角礫巖型鉛鋅礦石，石英、方解石脈型鉛鋅礦石。礦石礦物主要為閃鋅礦、方鉛礦、菱鋅礦、異極礦、鉛礬等，脈石礦物主要有方解石、石英、重晶石、螢石、黃鐵礦，少量綠泥石等。

根據(jù)礦體特征、礦脈穿插關系和礦物共生組合規(guī)律（圖3），將成礦過程分為三個階段：（Ⅰ）方解石-石英-重晶石（黃鐵礦）階段：主要生成礦物為方解石，占80%以上，少量石英、重晶石，極少量黃鐵礦呈自形粒狀產(chǎn)出；該階段形成的方解石等脈體受后期構造活動影響較明顯，局部破碎呈角礫狀，被成礦期含礦熱液膠結，并有閃鋅礦化（圖3a、b、c、d、f）。（Ⅱ）方解石-石英-螢石-黃鐵礦-閃鋅礦-方鉛礦階段：含礦流體沿早階段脈體裂隙充填交代，形成細脈狀、網(wǎng)脈狀硫化物礦石，或呈粗脈膠結包裹早期方解石、石英和灰?guī)r等角礫；部分成礦流體進入碳酸鹽圍巖，形成具硅化、方解石化、閃鋅礦化碳酸鹽巖（圖3c、g、h）。（Ⅲ）方解石-石英階段：石英、方解石沿早期裂隙、孔洞充填，方解石常呈晶形完好的菱面體或粒狀產(chǎn)出，石英呈晶體或粒狀產(chǎn)出（圖3I）。

圖2 洞巖鉛鋅礦床地質圖Fig.2 Geological map of the Dongyan Pb-Zn deposit

3 流體包裹體特征

本次分析樣品均采自K1礦體中與鉛鋅礦化共生的Ⅱ階段方解石、石英和Ⅲ階段方解石。將上述樣品磨制成厚約0.2 mm的測溫片，對礦物流體包裹體特征進行系統(tǒng)研究。流體包裹體巖相學及顯微測溫工作在自然資源部中南礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測中心地質流體實驗室完成，使用儀器為英國Linkam THMS-600型冷熱兩用臺，測溫精度＜31℃時為±0.1℃，＞31℃時為±2℃。

3.1 流體包裹體巖相學

流體包裹體鏡下觀察表明，不同礦物中原生流體包裹體均較為發(fā)育，但類型有所不同，依室溫下的相態(tài)特征可劃分為L型（液相）、L＋V型（液相＋氣相）和V型（氣相）流體包裹體3種類型（圖4a～d）。L型流體包裹體形態(tài)多為四邊形、不規(guī)則狀和米粒狀，多為小群定向分布或隨機分布，大小為2～8μm，約占包裹體總量的50%～70%；L＋V型流體包裹體形態(tài)多為四邊形、長方形和米粒狀等，多為小群定向分布或隨機分布，大小通常為2～15μm，占包裹體總量的20%～30%，液相的充填度一般大于80%；V型流體包裹體形態(tài)為不規(guī)則狀和橢圓形，多為小群分布，大小為4～15μm，占包裹體總量的10%～30%。

圖3 洞巖鉛鋅礦床礦石顯微照片（a、b單偏光；c反射光）及礦石特征與交切關系（d-I）Fig.3 Hand specimens and photomicrographs of the Dongyan Pb-Zn deposit（a，b：monopolarized light；c：reflection light；d-I：intersecting relationship of ore veins）

3.2 流體包裹體顯微測溫

根據(jù)Roedder等[13]提出的包裹體成因類型判別標準，礦區(qū)不同礦物中均發(fā)育原生、次生及假次生多種類型包裹體，但根據(jù)研究需要，本文僅對L＋V型原生包裹體進行測溫學研究（圖4），冰點溫度的獲得方式為：將溫度迅速降低至-100℃，直至包裹體完全凍結；然后緩慢加熱回溫至最后一塊冰融化而獲得。測試及計算結果見表1，圖5。

測溫結果顯示：Ⅱ階段方解石中流體包裹體的均一溫度范圍為102～265℃，均值198℃，冰點溫度范圍為-13.8～-2.4℃，均值-8.7℃；Ⅱ-石英中流體包裹體的均一溫度范圍為120～357℃，均值188℃，冰點溫度范圍為-19.5～-0.8℃，均值-5.3℃。Ⅲ階段方解石中流體包裹體的均一溫度范圍為111～199℃，均值154℃，冰點溫度范圍為-10.9～-1.1℃，均值-5.0℃。不同樣品的均一溫度整體呈正態(tài)分布（圖5）。

利用所獲得的均一溫度（Th）和冰點溫度（tm，ice）等，可以計算得出流體包裹體的鹽度（ω）和密度（ρ），其中鹽度是利用盧煥章[14]提出的計算公式獲得，密度根據(jù)劉斌等[15]提出的公式獲得。計算結果表明：Ⅱ階段方解石中包裹體鹽度范圍4.01%～17.74%NaCleqv，密度范圍為0.87～1.02 g／cm3；Ⅱ階段石英中包裹體鹽度范圍1.39%～22.31%NaCleqv，密度范圍為0.64～1.10 g／cm3；Ⅲ階段方解石中包裹體鹽度范圍1.90%～14.94%NaCleqv，密度范圍為0.93～1.04 g／cm3?？傮w上，以Ⅱ階段方解石中包裹體的鹽度最高，石英中包裹體的鹽度及密度變化范圍最大。

圖4 洞巖鉛鋅礦床流體包裹體顯微照片F(xiàn)ig.4 Microphotographs of fluid inclusions of the Dongyan Pb-Zn deposit

表1 成礦期透明礦物流體包裹體測溫結果Table 1 The microthermometric results of fluid inclusions in transparent minerals of metallogenic stage

4 討論

洞巖鉛鋅礦床成礦溫度介于102～357℃之間，均一溫度主要集中在低溫120～160℃和中溫160～230℃；鹽度范圍為1.39%～22.31%NaCleqv，大部分集中在4%～10%NaCleqv。從具體礦物來看，Ⅱ階段方解石具有稍高的均一溫度和鹽度，Ⅱ階段石英具有雙峰值均一溫度和單一峰值鹽度；鑒于它們同屬于成礦階段的伴生礦物，暗示該礦床可能經(jīng)歷多階段成礦作用。Ⅲ階段方解石具有與Ⅱ階段石英相似的分布特征和略低的均一溫度與鹽度。上述結果表明，Ⅱ、Ⅲ階段成礦流體具有明顯的繼承與演化關系，即：由早到晚成礦流體具有溫度、鹽度逐漸降低的規(guī)律，無外來流體加入。

統(tǒng)計表明[8，11]，湘西、黔東北及渝東南地區(qū)MVT鉛鋅礦床成礦流體均一溫度在93～325℃之間，主要集中在100～220℃，屬于中低溫流體；其鹽度在0.35%～41.9%NaCleqv，主要集中在10%～23%NaCleqv，一般＞15%NaCleqv，整體屬中高鹽度?；ㄔ貐^(qū)獅子山為區(qū)域上較具代表性的大型MVT型鉛鋅礦床，閃鋅礦中氣液兩相包裹體的均一溫度峰值為150℃，鹽度峰值為16%NaCleqv；脈石礦物方解石均一溫度與前者相近，鹽度明顯高于前者[11]。對比研究表明，洞巖與獅子山鉛鋅礦床的低溫、中高鹽度的成礦流體（溫度為100～170℃，鹽度為12%～26%NaCleqv）明顯不同（表1、圖5），應屬中-低溫、低鹽度NaCl-H2O體系熱液。根據(jù)計算成礦壓力的經(jīng)驗公式：P1（成礦壓力）＝P0（初始壓力）×t1（實測溫度）／t0（初始溫度），計算得出洞巖鉛鋅礦成礦壓力為260×105-1003×105pa，均值為465×105pa；成礦深度為0.87-3.34 km，均值為1.55 km，屬于淺成礦床。

圖5 洞巖鉛鋅礦床流體包裹體均一溫度、鹽度直方圖（a、b-洞巖；c、d-獅子山，引自文獻[11]）Fig.5 Histogram of homogenization temperature and salinity of fluid inclusion in the Dongyan Pb-Zn deposit

研究區(qū)控制礦區(qū)整體構造形態(tài)的NNE向薄皮式推覆-滑脫構造主要形成于中晚侏羅世（燕山早期）[10，16]或中侏羅世后期[17]。近期，龔銀杰等[7]運用閃鋅礦Rb-Sr法測得洞巖鉛鋅礦成礦年齡為157.7±3.3 Ma，證實其成礦時代為晚侏羅世。洞巖鉛鋅礦的形成年齡與上述構造變形時代一致，暗示礦床的形成與早燕山構造事件有關。統(tǒng)計資料顯示，洞巖閃鋅礦Sr同位素初始值為0.71347，遠高于早期及同期沉積碳酸鹽比值（0.706～0.710）[18-22]。鍶同位素比值偏高可以因大氣淡水加入而產(chǎn)生，也可以因成巖蝕變過程中殼源鍶的混入而造成[23-25]。結合區(qū)域成礦學研究成果，推測該礦床的成礦物質可能主要源自圍巖碳酸鹽巖地層，但同時有高87Sr／86Sr比值的大氣淡水的混入。區(qū)域性NWW向擠壓作用形成褶皺的同時，也形成了大規(guī)模的NNE向逆斷裂與小規(guī)模NW向張剪性斷裂。因而，洞巖鉛鋅礦的成礦過程可概括為：燕山期強烈的構造事件，導致地殼中富含的Pb、Zn等金屬的流體在構造應力與熱力驅動下，經(jīng)過大氣降水的萃取得以沿NNE向大斷裂運移，進入NW向張性斷裂、層間破碎帶等構造中，后因溫度降低而沉淀成礦。

5 結論

（1）洞巖鉛鋅礦床流體包裹體均一溫度主要集中在120～160℃、160～230℃兩個區(qū)間，顯示出該礦床可能經(jīng)歷多階段成礦；鹽度范圍為1.39%～22.31%NaCleqv，大部分集中在4%～10%NaCleqv；暗示洞巖鉛鋅礦床的成礦流體屬于中低溫、中低鹽度流體。

（2）洞巖鉛鋅礦床成礦時代為燕山早期，在成礦時代及成礦流體包裹體特征上與鄰區(qū)黔東-湘西一帶的主要MVT型鉛鋅礦床不同，為燕山期中-低溫熱液脈型礦床。