陕西南郑马元铅锌矿床地质特征与成因分析*
时间：2023-02-16 19:30:08 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
曾 阳，付海平，郑晓龙，艾昔文，朱志华，邢 伟，罗 伟，杨世彪
（1.江西铜业股份有限公司，江西 南昌 330096；
2.江西省地质局物化探大队，江西 南昌 330200；
3.中国冶金地质总局浙江地质勘查院，浙江 衢州 324000；
4.江西铜业股份有限公司武山铜矿，江西 瑞昌 332204；
5.云南省核工业地质调查院，云南 昆明 650000；
6.四川会理铅锌股份有限公司，四川 会理 615105）
马元铅锌矿床位于陕西省汉中市南郑县白玉乡境内，矿床赋存于震旦系灯影组白云岩中，具有明显的层控特征，铅锌矿资源潜力巨大，是近年来扬子板块北缘铅锌矿找矿新发现，引起了国内外相关学者的广泛关注。此前，相关学者对马元铅锌矿床的研究主要集中在矿床的基本成矿规律［1-4］、矿床地球化学相关研究［5-7］和矿床成矿模式［8-9］。本文系统总结了马元铅锌矿的地质特征，探讨了马元铅锌矿床成因类型，并总结其主要控矿因素，为下一步在区域范围内开展找矿勘查工作提供新思路。
马元铅锌矿位于扬子板块北缘，米仓山构造带南侧，区域内出露的地层由中晚元古界火地垭群变质火山碎屑岩的基底地层和震旦系-寒武系下统地层碳酸盐岩-碎屑岩的盖层组成，盖层角度不整合于基底地层之上，区域地质图如图1 所示。
图1 马元铅锌矿区域地质图
矿区内出露的地层有上震旦统灯影组（Z2dn）白云岩和下寒武统郭家坝组炭质板岩（∈1g）（见图2）。灯影组下段（Z2dn1）下部为底砾岩，上部为含砾长石石英砂岩；
灯影组上段（Z2dn2）为白云岩。根据上段岩性差异可分为四个岩性层，其中第三岩性层（Z2dn32）角砾状白云岩是矿区内主要的含矿层位。矿区内NW 向断裂对早期形成的矿体有进一步的改造，表现在断裂与角砾状白云岩的交汇部位矿体厚度增大，闪锌矿呈网脉状、稠密细脉状分布，锌矿体沿NW 向裂隙展布等特征。
图2 马元铅锌矿床楠木树矿段16 号勘探线剖面图（据文献［5］修改）
矿区内共有55 个矿体，在蚀变带共圈出49 个矿体，总体呈层状、似层状和透镜状，在空间上呈NEE 向或近EW 展布，沿走向及倾向具有明显的分枝复核及膨缩变化现象，其中Zn1为主矿体，各主要矿体形态特征详见表1，矿区与矿化有关的蚀变主要有碳酸盐化和硅化。碳酸盐化主要表现为与铅锌共生的热液白云石和热液方解石，以脉状形式胶结白云岩角砾；
硅化主要发育在矿体下盘，围岩蚀变的范围大小与矿体的厚度有着密切关系。
表1 马元铅锌矿楠木树矿段主要矿体特征一览表
矿区内金属矿物以闪锌矿、方铅矿和黄铁矿为主，脉石矿物主要有白云石、方解石、石英和沥青等。矿石主要结构呈它型-半自形粒状结构和交代溶蚀结构；
矿石构造以角砾状构造，脉状、浸染状为主（图3a-b）。
闪锌矿：广泛分布于各类矿石之中，呈半透明棕色、柠檬黄和深棕色，早期形成的闪锌矿以深棕色为主，其结构以它形不等粒状为主，粒径约为0.01～1.2 mm，最大可达2 mm（图3c）。
方铅矿：为矿区主要矿物之一，呈铅灰色，常与闪锌矿共生，多为半自形、它形不等粒结构，粒径约为0.005～1 mm，最大可达1.5 mm（图3e）。
白云石：按其成因特征可分为两种，一种为地层中的白云岩，主要呈灰白色它型-细晶白云岩，与矿化无关；
另一种为白色粗粒白云石，多呈脉状、团块状，与矿化关系密切，与硫化物共生，为成矿热液的产物（图3c）。
黄铁矿：呈亮黄色，主要呈它型粒状结构，粒径约为0.05～0.10 mm，呈浸染状分布于胶结物中，且多与闪锌矿和方铅矿共生（图3d,f）。
石英：呈它形粒状它型结构，主要呈细脉状分布于胶结物中，在胶结物中与硫化物共生（图3d）。
图3 马元铅锌矿石特征图
3.1 地层-岩性对矿床的控制
马元铅锌矿床赋存在震旦系灯影组白云岩中，灯影组下部为底砾岩，其渗透性较好，可作为成矿流体的运移通道。上部地层为寒武系郭家坝组炭质板岩，其透水性较差，可作为成矿流体的遮挡层。同时，白云岩地层硬度小，化学性质活泼、遇酸易溶解，在构造运动过程中容易产生张性裂隙，后期当含矿流体运移至碳酸盐岩地层中时，容易产生溶解扩容的现象，可为成矿物质提供沉淀场所。此外，白云岩中Mg2+可作为硫酸盐热化学还原反应的催化剂［10］，有利于金属硫化物的沉淀。
3.2 构造对矿床的控制
马元铅锌矿床与断裂构造关系密切，在构造交汇部位形成厚大矿体。断层附近的地层层理消失，通常发育构造角砾岩和碎裂白云岩，铅锌等硫化物以胶结物形式胶结沉积白云岩，后生热液充填特征明显。然而，离断裂带较远的地层，层理较好矿化较弱，主要为细脉状或浸染状矿石。通常岩石越破碎铅锌矿化越富集，在构造交汇部位尤其明显，容易形成厚大矿体。此外，矿区构造除断层外，节理及裂隙等小构造也十分发育，含矿裂隙和节理长度约数米到数厘米，发育在含矿蚀变带（角砾状白云岩）中。
3.3 矿床成因初探
矿床基础地质特征：马元铅锌矿床金属矿物主要以闪锌矿、方铅矿为主，脉石矿物以石英、方解石、白云石为主，围岩蚀变较弱以碳酸盐化为主，铅锌矿化主要呈（网）脉状充填于白云岩角砾中，与构造关系密切，具有后生热液充填特征，与典型MVT 铅锌矿床基本特征一致（见表2）。
表2 马元铅锌矿床与典型MVT 铅锌矿床特征对比
成矿流体性质：矿石构造以脆性裂隙充填及胶结白云岩角砾为特征，矿石矿物和脉石矿物明显是热液活动的产物，因此流体活动是成矿的必要条件。刘淑文等［6］发现马元铅锌矿床成矿流体的δ18O水值介于6.03～12.73，δ18D 值介于-92‰～113‰，远离大气降水线，靠近有机水范围，成矿温度为100℃～300℃，盐度介于7.9‰～17.6‰，成矿流体与盆地卤水相似。矿区内部分铅锌矿与沥青共生，通常沥青被认为是古石油的变质产物。据此推断，在成矿流体运移到破裂裂隙中沉淀闪锌矿时，古石油也运移到同一破裂裂隙中，并在成矿热液的热动力作用下变质为固体沥青，由此推断有机质可能参与了成矿。
成矿物质来源：矿石中C、O 同位素组成表明成矿流体中的C 来源于沉积碳酸盐岩溶解作用，Pb 同位素值范围较窄，在Pb 同位素组成模式图中主要落入地幔与上地壳之间，具有造山带混合特点，表明 Pb 来自于上地壳，而矿区内灯影组白云岩中Pb、Zn 丰度平均值均低于地壳克拉克值，而基底地层Pb、Zn 丰度值高于地壳2～12 倍。因此，基底地层可能为矿床提供金属来源。
成矿作用过程：发育在扬子克拉通北缘沉积的上震旦统灯影组碳酸盐岩，构造背景相对较稳定。区域地球化学特征表明上震旦统灯影组白云岩中Pb、Zn 背景含量高于地壳数十个数量级。此外，铅锌矿铅模式年龄为420～637 Ma［11］，晚于赋矿围岩形成的地质时代，其成矿作用过程可概括为，加里东期扬子板块北缘不均匀隆升，碑坝穹隆形成，发育在扬子克拉通北缘沉积成岩后的地下卤水，在构造应力的驱动下沿着基底与灯影组角度不整合面运移，并在运移过程中萃取了基底地层中的Pb、Zn，进而形成富含金属离子的含矿流体。当含矿流体沿着断裂运移至灯影组角砾状白云岩裂隙发育的地段时，其物理化学等条件发生变化，从而导致金属硫化物沉淀，形成角砾状矿石和脉状锌矿石。
马元铅锌矿床赋存于震旦系灯影组白云岩中，矿床与断裂关系密切，矿物组合简单，金属矿物以闪锌矿、方铅矿和黄铁矿为主；
脉石矿物主要有白云石、方解石、石英等，矿石构造以角砾状为主；
硫化物以胶结形式胶结沉积白云岩角砾，具有后生热液充填成矿的特点，成矿流体性质与盆地卤水相似，成矿物质来源于基底地层，其基本地质特征和地球化学特征与典型MVT 铅锌矿床相似。因此，马元铅锌矿床应属于MVT 型铅锌矿床。
