湘西龍山鉛鋅礦帶地質(zhì)地球化學(xué)及其找礦前景_追尋地質(zhì)夢(mèng)湖

陳明輝1，孫際茂1，鮑振襄2，鮑玨敏2

（1.湖南省有色地質(zhì)勘查局二四五隊(duì)，湖南 吉首 416007；[1]

2.湘西礦產(chǎn)資源綜合研究發(fā)展中心，湖南 吉首 416007）

摘 要：湘西龍山鉛鋅礦帶與鄂西鶴峰鉛鋅礦帶屬于同一個(gè)鉛鋅礦帶，成礦地質(zhì)條件相似。礦床主要賦存于上寒武統(tǒng)耗子沱群上段和下奧陶統(tǒng)南津關(guān)組底部，呈NNE向帶狀分布，集中產(chǎn)出。通過(guò)區(qū)域及礦區(qū)地質(zhì)地球化學(xué)條件分析、巖相古地理研究和典型礦床成礦特征的比較，認(rèn)為龍山鉛鋅礦帶形成于鶴峰-咸豐隆起帶南東邊緣的潮灘相和生物灘（礁）相之碳酸鹽沉積臺(tái)地，成礦具有同生作用與熱水沉積雙重特征，礦床規(guī)模較大，礦石質(zhì)量較好，成礦地質(zhì)條件較優(yōu)越，具有良好的找礦前景。提出了找礦標(biāo)志與地區(qū)和運(yùn)用“熱水成礦”理論開(kāi)展新一輪以層狀、似層狀鉛鋅礦床為重點(diǎn)的找礦研究工作。

關(guān)鍵詞：鉛鋅礦；沉積相；地質(zhì)地球化學(xué)特征；找礦方向；湘西

0 引言

“湘西 鄂西成礦帶”為我國(guó)16個(gè)重點(diǎn)金屬成礦區(qū)帶之一，它“是我國(guó)銻、鉛、鋅、金、銅、錳等金屬礦產(chǎn)重要的儲(chǔ)備和生產(chǎn)基地”。其中，僅已探明和初步控制的鉛鋅資源量達(dá)800萬(wàn)噸以上，遠(yuǎn)景儲(chǔ)量在1500萬(wàn)噸以上?？梢?jiàn)該成礦區(qū)帶在我國(guó)鉛鋅礦床勘查中占有相當(dāng)重要的地位。

本文重點(diǎn)探討的是“湘西 鄂西成礦帶”中的“湖北鶴峰 湖南龍山鉛鋅找礦遠(yuǎn)景區(qū)”[1]之湘西龍山部分的鉛鋅礦床[2]成礦的地質(zhì)地球化學(xué)特征及找礦方向。該礦帶內(nèi)的鉛鋅礦床，除原生鉛鋅礦床外，還有巖溶型菱鋅礦床[2]，本文只討論原生鉛鋅礦床。

1 區(qū)域地質(zhì)地球化學(xué)背景

1.1 地質(zhì)背景

湘西龍山鉛鋅礦帶與鄂西鶴峰鉛鋅礦帶同屬1個(gè)鉛鋅成礦帶，成礦地質(zhì)條件相似[3]。礦帶北起湖北鶴峰，南至重慶酉陽(yáng)，長(zhǎng)達(dá)110km，已知鉛鋅礦床（點(diǎn)）37處。以龍山卸甲寨和江家埡為成礦中心礦床，具有成帶分布、成群集中產(chǎn)出的特點(diǎn)（圖1）。這種相對(duì)集中分布的特點(diǎn)，是由其區(qū)域內(nèi)占優(yōu)勢(shì)的容礦層位和控礦構(gòu)造雙重因素決定的。

龍山鉛鋅礦帶位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)滇黔川鄂古臺(tái)坳的武陵褶皺帶北西部，馬蹄寨復(fù)向斜的北西翼。區(qū)內(nèi)除前寒武系未出露和缺失泥盆系下統(tǒng)、石炭系和第三系外，其余各時(shí)代地層發(fā)育齊全。自中寒武統(tǒng)至中、上三疊統(tǒng)，沉積了總厚度達(dá)萬(wàn)余米，主體為穩(wěn)定的碳酸鹽巖和碎屑巖建造，前者為區(qū)域鉛鋅礦成礦的地質(zhì)前提。主要容礦層位為上寒武統(tǒng)耗子沱群第三段和下奧陶統(tǒng)南津關(guān)組第一段。

圖1 龍山鉛鋅礦帶區(qū)域地質(zhì)與礦床（點(diǎn)）分布圖

1.第四系；2.白堊系—第三系；3.三疊系；4.泥盆系—二疊系；5.志留系；6.奧陶系中統(tǒng)—上統(tǒng)；7.奧陶系下統(tǒng)；

8.寒武系中統(tǒng)—上統(tǒng)；9.下寒武統(tǒng)；10.斷層；11.層狀礦床（點(diǎn)）；12.鉛鋅礦床（點(diǎn)）；13.脈狀礦床（點(diǎn)）

區(qū)域中元古代時(shí)期，強(qiáng)烈的拉張裂陷作用，形成了揚(yáng)子古大陸邊緣裂陷槽，接受冷家溪群泥砂質(zhì)碎屑沉積。在武陵運(yùn)動(dòng)褶皺成陸過(guò)程中兩側(cè)發(fā)育逆沖斷裂帶，銅仁 花垣 永順 慈利弧形深斷裂隨之形成。該斷裂在以后的地史發(fā)展過(guò)程中多次復(fù)活，深刻地影響著兩側(cè)的地層、巖相、構(gòu)造和成礦作用。龍山鉛鋅礦帶位于該弧形斷裂帶北西部（外側(cè)），區(qū)內(nèi)隔檔式褶皺發(fā)育，自北西向南東依次為砂子坡背斜、紅巖溪背斜、鹽井背斜等。大的斷裂構(gòu)造往往發(fā)生于背斜軸部，多屬逆沖斷裂，長(zhǎng)達(dá)百余千米，兩側(cè)往往伴生有NW向斷裂與之相交。區(qū)域構(gòu)造線方向?yàn)镹NE—NE向，鉛鋅礦床（點(diǎn)）多循此構(gòu)造線方向展布。區(qū)內(nèi)未見(jiàn)巖漿巖出露。

1.2 區(qū)域地球化學(xué)特征

根據(jù)1∶20萬(wàn)水系沉積物測(cè)量結(jié)果，區(qū)內(nèi)Pb、Zn、Cd、Cu、Mo綜合異常帶沿背斜構(gòu)造核部分布，異常總體走向NNE—NE向，呈弧形分布，南北長(zhǎng)68km，東西寬6～10km。異常面積大，強(qiáng)度高，連續(xù)性好，濃度梯度變化明顯，與區(qū)域構(gòu)造、容礦地層分布一致，其中Pb異常平均強(qiáng)度49.2×10-6，最高198.8×10-6，具二級(jí)異常濃集中心；Zn異常平均強(qiáng)度140.0×10-6，具三級(jí)異常濃集中心；Cd異常平均強(qiáng)度0.55× 10-6，最高2.2×10-6，具二級(jí)異常濃集中心。另?yè)?jù)江家埡、二埡等礦床耗子沱群第三段389件直讀光譜分析結(jié)果，平均Pb111.84×10-6，Zn290.78×10-6，分別為碳酸鹽巖豐度（涂和費(fèi)，1961）的12.4倍和14.5倍，可以認(rèn)為耗子沱群為區(qū)域鉛鋅礦的礦源層。

此外，根據(jù)湖南省1∶20萬(wàn)區(qū)域航磁與重力布格異常測(cè)量成果，區(qū)內(nèi)重力梯度很明顯，存在1個(gè)軸向NE向的負(fù)異常帶，長(zhǎng)度達(dá)180km以上，寬度達(dá)30～100km，重力落差高達(dá)80×10-5～120×10-5m·s-2，莫霍面深度在39km以下，表明區(qū)內(nèi)有可能存在深大斷裂構(gòu)造，并為區(qū)域成礦提供深層的地幔和熱液強(qiáng)烈的含礦熱液，對(duì)本鉛鋅礦成礦極其有利。

2 相帶劃分及其沉積環(huán)境[4]

2.1 沉積環(huán)境及沉積相

武陵運(yùn)動(dòng)后，本區(qū)即轉(zhuǎn)入穩(wěn)定性沉積階段，沉積了厚大的淺海相碳酸鹽巖層，古生物有底棲三葉蟲(chóng)等（華北型）。中寒武世以前，區(qū)內(nèi)為盆地相、廣海陸棚相及盆地邊緣沉積相的沉積環(huán)境，沉積了黑色頁(yè)巖、砂頁(yè)巖、砂巖及泥晶灰?guī)r、角礫狀云巖等，厚度＞1671m。中寒武世晚期到早奧陶世晚期，為緩慢升降的碳酸鹽巖臺(tái)地沉積環(huán)境，沉積了粉晶 細(xì)晶云巖 生物灰?guī)r等，總厚度為1227.63～1350.33m。早奧陶世晚期至早志留世，為局限海臺(tái)地 蒸發(fā) 盆地沉積環(huán)境，以泥晶和泥質(zhì)沉積為主。

2.2 容礦地層巖性及沉積特征

2.2.1 上寒武統(tǒng)耗子沱群第三段（∈3h32）

該段巖性為深灰色、灰色厚層砂屑灰?guī)r、細(xì)晶云巖、亮晶藻鮞?；?guī)r及厚層粉晶云巖，夾薄層礫屑灰?guī)r、疊層石灰?guī)r及泥晶灰?guī)r等，具亮晶砂屑結(jié)構(gòu)、藻鮞粒結(jié)構(gòu)、泥粉晶結(jié)構(gòu)，層紋構(gòu)造、疊層構(gòu)造及斜層理構(gòu)造等，厚91.81～109.75m。

本段沉積特征是以粗粒為主，粗細(xì)互層，反映水體能量強(qiáng)弱交替出現(xiàn)，海水鹽度不一，淡水、咸水交替出現(xiàn)，屬藻礁相、淺（潮）灘相沉積。在區(qū)域上該相帶位于鶴峰 咸豐隆起帶的南東邊緣碳酸鹽巖臺(tái)地，海底坡度小，由北西向南東微傾斜，大致呈NE-SW向帶狀分布。

2.2.2 下奧陶統(tǒng)南津關(guān)組第一段（O1n1）

該段巖性為深灰色厚層生物屑灰?guī)r，具生物屑結(jié)構(gòu)，生物屑含量多在85%以上。填隙物為變晶和泥晶，厚度僅4.0～6.0m。本層厚度雖然不大，但區(qū)域巖性十分穩(wěn)定。它是開(kāi)闊臺(tái)地環(huán)境下的生物灘相沉積。

2.3 古地理環(huán)境分析

本區(qū)位于鶴峰-咸豐隆起帶南東邊緣、向SE微傾斜的碳酸鹽巖臺(tái)地，其沉積相帶大致呈NE-SW向帶狀分布。晚寒武世后，由于本區(qū)東南地帶沉積厚度增大，產(chǎn)生低緩的水下隆起，造成臺(tái)內(nèi)相對(duì)凹陷，繼承性的形成了NE-SW向盆地。早奧陶世由于未形成明顯的水下隆起，故在中等能量作用下產(chǎn)生的生物灘相沉積，也大致呈NE-SW向的帶狀分布，其沉積范圍大致與晚寒武世耗子沱期潮灘（礁）相一致。

從上述容礦地層相帶來(lái)看，總體厚度在區(qū)內(nèi)變化不大，只是從北西向南東沉積略有增厚趨向，從而反映本區(qū)是個(gè)緩慢上升的碳酸鹽巖臺(tái)地，其南東方向的沉降幅度稍大于北西方向。區(qū)域沉積基底為向SE緩傾斜的、起伏不大的斜坡，所處的古地理位置在桑植 秀山凹陷的北西邊緣，鶴峰 咸豐隆起帶的南東邊緣。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 容礦層位及部位

縱觀長(zhǎng)達(dá)百余千米的龍山鉛鋅礦帶之鉛鋅礦床，主要沿上寒武統(tǒng)耗子沱群第三段、下奧陶統(tǒng)南津關(guān)組第一段延伸。其次沿下奧陶統(tǒng)分鄉(xiāng)組和紅花園組等地層分布。賦存于耗子沱群第三段的礦床，主要產(chǎn)于該段頂界面以下40～50m和70～80m的亮晶砂屑灰?guī)r、亮晶藻鮞?；?guī)r及中厚層狀粉晶白云巖中；產(chǎn)于南津關(guān)組第一段的礦床，無(wú)一例外地均產(chǎn)在該組底部厚度僅4～6m的亮晶生物碎屑灰?guī)r中。層位 巖性之所以控礦，除了它們自身的特殊成礦作用（如生物化學(xué)作用、有機(jī)成礦作用）外，還與這些層位巖石的物理性質(zhì)和化學(xué)成分息息相關(guān)。粗粒脆性、原生孔隙、次生裂隙發(fā)育的生物碎屑灰?guī)r，在構(gòu)造應(yīng)力作用下，易于產(chǎn)生變形或破碎；而化學(xué)成分極純的碳酸鹽巖，在成礦作用過(guò)程中易于被礦液充填交代而成礦。這在某種程度上說(shuō)明了相帶的控礦，實(shí)質(zhì)上就是該相帶巖石的物理化學(xué)性質(zhì)控礦。

3.2 礦體形態(tài)產(chǎn)狀

礦床均產(chǎn)于單斜構(gòu)造內(nèi)，局部疊加有NNW向次級(jí)橫跨褶皺構(gòu)造。巖層走向一般為30°～40°，傾向SE，傾角20°～30°。礦體形態(tài)主要為似層狀、透鏡狀，部分為交錯(cuò)脈狀。

3.2.1 緩傾斜似層狀 透鏡狀礦體

該礦體產(chǎn)狀與圍巖基本一致，大體平行巖石層理分布，延伸較穩(wěn)定，呈緩傾斜的層帶狀產(chǎn)出，延深部位具尖滅再現(xiàn)或交替出現(xiàn)現(xiàn)象。含礦地質(zhì)體為硅化巖，走向長(zhǎng)50～1500m不等，控制斜深大于200m，厚1.20～2.50m，最厚5.34～11.52m。礦體長(zhǎng)20～150m，厚0.52～3.83m；或以鉛為主，或以鋅為主，亦有鉛鋅共生者。礦石含Pb0.56%～25.55%、Zn1.87%～55.18%。

3.2.2 陡傾斜交錯(cuò)脈狀礦體

該類(lèi)型礦體主要見(jiàn)于南津關(guān)組硅化破碎帶及石英脈、方解石脈中。以龍山兩河口鋅礦為例，在南津關(guān)組生物灰?guī)r中，見(jiàn)7條含鋅硅化破碎帶，走向315°～330°，傾向NE，傾角64°～85°。礦化長(zhǎng)50～730m，寬0.40～2.53m，破碎帶上下盤(pán)尚見(jiàn)有0～2.32m的硅化帶。礦脈含Zn0.003%～23.46%、Pb 0.002%～0.957%，礦化極不均勻，僅局部形成富礦段，長(zhǎng)65m，平均厚1.76m，平均含Zn16.94%、Pb 0.041%。

3.3 礦石礦物特征

礦石組分及共生礦物組合簡(jiǎn)單。金屬礦物或以方鉛礦為主，或以閃鋅礦為主，間或鉛鋅共生，少量黃鐵礦。非金屬礦物主要為石英、白云石、方解石，少量絹云母、黏土及鐵泥質(zhì)物。礦石具粗粒狀、晶粒結(jié)構(gòu)，塊狀、浸染狀、細(xì)脈狀構(gòu)造。此外，在卸甲寨礦床尚見(jiàn)到1種特殊的礦石，呈單獨(dú)腎狀、橢圓狀結(jié)核出現(xiàn)，具環(huán)帶狀構(gòu)造，其長(zhǎng)軸方向與地層走向一致。

據(jù)鏡下觀察，方鉛礦多呈鉛灰?guī)Ш谏?，半自形，粗晶粒狀結(jié)構(gòu)，少數(shù)為他形晶。晶體粗大者生成較早，細(xì)粒者呈流線形圍繞粗晶，生成較晚。閃鋅礦多呈棕褐色、棕紅色及橘黃色，半自形至他形粒狀集合體，解理紋發(fā)育，并產(chǎn)生裂紋。其中深者粗粒塊狀閃鋅礦生成期早于淺色細(xì)粒鱗片狀閃鋅礦。當(dāng)鉛鋅礦物共生時(shí)，往往鋅被包裹，并見(jiàn)方鉛礦穿插鋅的現(xiàn)象，說(shuō)明鋅的生成期早于鉛。

3.4 硅化巖巖石學(xué)特征

區(qū)內(nèi)鉛鋅礦床均表現(xiàn)出與硅化巖有一定的空間依存關(guān)系。硅化巖主要賦存于耗子沱群第三段中下部的亮晶砂屑灰?guī)r處，局部夾有灰?guī)r殘留體；產(chǎn)于南津關(guān)組底部為全部或部分硅化灰?guī)r的結(jié)果，局部地段可見(jiàn)向上硅化南津關(guān)組泥晶生物灰?guī)r，或向下硅化耗子沱群頂部砂屑灰?guī)r，硅化巖不僅厚度大，且顯示切層的脈狀特征?？傮w上多呈似層狀、透鏡狀沿地層斷續(xù)分布，可見(jiàn)與圍巖同步褶皺現(xiàn)象等。可能有2種不同的成因：其一為沉積 成巖的產(chǎn)物，這就是在容礦地層剖面中常發(fā)育的硅質(zhì)巖類(lèi)，所謂“不含礦硅化巖”；其二為成礦的區(qū)域性流體沿一定巖層或構(gòu)造帶運(yùn)移并進(jìn)行水 巖反應(yīng)形成的微晶石英巖，系充填交代（硅化）蝕變巖，稱(chēng)“含礦硅化巖”。

3.4.1 硅質(zhì)巖

灰白色、白色，致密塊狀，質(zhì)純，極少有其他礦物穿插。礦物成分全由微晶石英及隱晶質(zhì)硅質(zhì)組成，晶粒細(xì)小，含量＞98%，有時(shí)見(jiàn)少量白云石和泥質(zhì)物。巖石具花崗變晶結(jié)構(gòu)。該層硅質(zhì)巖之上下巖層中，硅質(zhì)（燧石）條帶較發(fā)育，硅質(zhì)巖巖性與之相似。此類(lèi)硅質(zhì)巖可能是燧石巖經(jīng)熱水混合沉積形成。

3.4.2 微晶石英巖

灰白色、白色，塊狀。礦物成分幾乎全由石英（95%～99%）組成，大部分為微細(xì)粒狀、不規(guī)則狀之晶形，彼此緊密嵌生，形成致密塊體；亦有呈粗晶石英充填于孔隙中或呈脈狀穿插。局部見(jiàn)少量泥質(zhì)物充填污染，巖石具花崗變晶結(jié)構(gòu)。鏡下可見(jiàn)方鉛礦呈浸染狀，與粗晶石英有關(guān)。閃鋅礦呈不規(guī)則晶形分布于石英集合體中。

3.4.3 強(qiáng)硅化白云巖

巖石主要由微細(xì)粒狀、細(xì)粒狀變晶、柱狀石英（64%～78%）組成，有時(shí)見(jiàn)較多的白云石殘晶分布于石英集合體中。白云石大部分為中—粗粒，自形、半自形晶，分布于石英集合體中，可能為后期白云石化的產(chǎn)物，另有部分細(xì)—中粒半自形、他形晶，彼此緊密嵌生。少量方解石呈細(xì)脈狀沿白云石解理充填。巖石具花崗變晶結(jié)構(gòu)，交代結(jié)構(gòu)及交代殘余結(jié)構(gòu)。鏡下見(jiàn)到方鉛礦呈半自形、他形粒狀集合體，嵌生于石英集合體中；閃鋅礦呈不規(guī)則狀之晶形，似為石英交代后之殘留體。

3.4.4 硅化白云巖

礦物成分主要為白云石（50%～90%），多為他形粒狀或半自形、自形菱面體，粒徑為0.08～0.15mm，大者0.8mm，小者0.05mm，粒間嵌合而生。硅化程度不等。硅化強(qiáng)者含石英12%～30%，呈不規(guī)則粒狀、半自形柱狀，分布不均勻、不規(guī)則，少量呈脈狀穿插，有時(shí)見(jiàn)球粒狀密集分布，多為交代白云石而存在。石英中見(jiàn)有殘留白云石。巖石具鑲嵌結(jié)構(gòu)，亦有不等粒花崗變晶結(jié)構(gòu)者。

由上述可知，硅化巖以其微粒石英和隱晶質(zhì)硅質(zhì)成分為主，彼此緊密嵌生，可能由熱水初始沉積而成，而微晶石英巖之石英則多呈粒狀、不規(guī)則狀之晶形，繼承了原生沉積礦物的緊密嵌生特點(diǎn)，并有粗晶質(zhì)脈狀石英穿插，普遍具有重結(jié)晶現(xiàn)象，可能由早期微粒石英和隱晶質(zhì)硅質(zhì)經(jīng)過(guò)重結(jié)晶形成。另外，在強(qiáng)硅化白云巖、硅化灰?guī)r內(nèi)，由于Si O2交代不完全，局部在這類(lèi)巖石中見(jiàn)有白云石菱面體假象、灰?guī)r殘留體等。表明區(qū)內(nèi)硅化巖石晚于受硅化的巖石，屬于熱液交代充填巖。

3.5 硅化巖化學(xué)成分特征

從巖石化學(xué)成分（表1）來(lái)看，硅化巖石Si O2含量較高，為92.20%～96.29%，平均94.83%（4件），其他氧化物含量均很低，但Fe2O3、Fe O含量較高，而Al2O3、Ti O2、Mg O含量相對(duì)較低?，F(xiàn)代溫泉和海底熱泉的研究資料表明[5]，只有熱水才能提供大量的、高純度的Si O2，并且Al2O3、Ti O2、Mg O是這些熱泉沉積物的共有屬性。所以硅質(zhì)巖的化學(xué)成分特征表明組成巖石的硅質(zhì)礦物主要來(lái)源于熱水。

通過(guò)硅質(zhì)巖及圍巖化學(xué)成分特征判別值計(jì)算結(jié)果，與Bostrom等（1983）提出的現(xiàn)在熱水沉積物和古代熱水沉積巖的指標(biāo)一致，即本區(qū)硅質(zhì)巖的Fe/Ti值＞20，Al/（Al+Fe+Mn）值＜0.35，屬熱水條件下形成的沉積物。此外，硅質(zhì)巖的Mn O/Ti O2值為0.24～0.36，均＜0.5，表明區(qū)內(nèi)硅質(zhì)巖是在離大陸較近的邊緣海沉積環(huán)境中沉積的。

表1 各類(lèi)巖石化學(xué)成分（%）及成因判別值

注：括號(hào)內(nèi)數(shù)字為樣品數(shù)。

4 礦床地球化學(xué)

4.1 微量元素地球化學(xué)

據(jù)江家埡礦區(qū)外圍容礦地層巖石107件樣品直讀光譜分析資料，平均含Pb107.72×10-6、Zn 156.36×10-6，高于碳酸鹽巖Pb、Zn豐度的12倍和8倍。人工重砂中普遍見(jiàn)有方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦，還有輝銻礦、辰砂、黃銅礦及白鎢礦等金屬礦物?？梢哉J(rèn)為，本區(qū)寒武系—奧陶系是鉛鋅礦的礦源層，地層巖石中Pb、Zn高豐度與成礦元素具有一致性。其中Pb在各時(shí)代地層中分配較均勻，而Zn則明顯富集于耗子沱群，為174.80×10-6～303.55×10-6，其他地層僅36.45×10-6～48.60×10-6，表明區(qū)域鉛鋅礦帶是以鋅為主的鉛鋅礦帶。

另?yè)?jù)區(qū)域地層巖石226件不同容礦層位、巖性光譜分析結(jié)果（表2），碳酸鹽巖石中Pb、Zn含量分別高于該類(lèi)巖石豐度值的1.4～7.4倍、28.0～63.6倍，成為區(qū)域性的Pb、Zn異常層位。但與同“層位”的硅化巖中Pb、Zn含量相差甚大，即硅化巖比碳酸鹽巖Pb、Zn含量分別高出1.6～38.1倍和3.6～5.7倍，可見(jiàn)二者的物質(zhì)來(lái)源有所不同。

表2 區(qū)域地層-巖石光譜分析結(jié)果（×10-6）

美國(guó)學(xué)者JHDavis（1977）在論述密蘇里東南部碳酸鹽巖地層中鉛鋅礦床成礦時(shí)指出，藻類(lèi)在含金屬濃度低的水溶液中對(duì)金屬有極大的吸附能力，絲狀藍(lán)綠藻可以把Pb從0.2×10-6富集到大于1000×10-6。在本區(qū)，晚寒武世晚期及早奧陶世早期為廣闊、低坡度的陸表海沉積環(huán)境，陽(yáng)光充足，藻類(lèi)生物繁盛，分散于海水中的Pb、Zn元素可被藻類(lèi)及其他生物大量吸附，形成高豐度的初始礦源層，為成礦提供了豐富的物源。本區(qū)以鋅為主的鉛鋅礦帶的形成與容礦地層中高豐度Zn的背景含量有直接的關(guān)系。

4.2 成礦流體特征

均一法包體測(cè)溫結(jié)果，石英均化溫度為158～264℃，最高264℃，平均197℃（4件），閃鋅礦109℃（1件），表明礦床成礦階段的形成溫度較低，屬于低溫?zé)嵋旱V床范疇。

成礦流體組分中，K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-等離子含量較高（表3），成礦流體為Cl--K+（Na+）-Ca2+型。K+＞Na+、Ca2+＞Mg2+、Cl-＞F-、Na+/K+值變化較大，由0.42～4.04，平均1.37（5件），但多數(shù)Na+/K+＜1，顯然與巖漿熱液Na+/K+＜1相一致；但氣相組分主要為H2O、CO2、CH4，并富含CO2、CH4，其R值（VCO2/VCO）為1.2～16.3。上述特征表明礦液具有深源熱水性質(zhì)，又有地層水大量加入的混合熱液性質(zhì)。液體包裹體分析表明，這類(lèi)流體包裹體是高鹽度的氯化物溶液，它具有貧Mg （0.164×10-2）而富鈣（0.854×10-2的特點(diǎn)，礦液是一種富鉀（鈉）、鈣的高鹽度熱鹵水。

4.3 同位素地球化學(xué)

4.3.1 鉛同位素組成特征

礦石鉛同位素組成測(cè)定結(jié)果表明（表4），鉛有不同來(lái)源。雖然鉛同位素組成不能作為定年依據(jù)，但其中3組年齡值非常接近，低于其賦礦地層年齡，顯示后期改造鉛源特征；其中一個(gè)樣品的Φ值年齡接近礦源層，基本反映地層含鉛的特征。在鉛同位素演化曲線（Zartman等，1988）上，主要落在上地殼演化曲線之上或附近（圖2）。表明本區(qū)鉛源以殼源鉛為主，且主要來(lái)自容礦地層本身，兼有下伏地層鉛源。成礦期大致相當(dāng)于海西早期。

表3 江家埡礦床流體包裹體液相成分（%）

表4 礦石鉛同位素組成和Φ值年齡

注：括號(hào)內(nèi)數(shù)字為樣品數(shù)。

4.3.2 硫同位素組成特征

龍山鉛鋅礦帶不同層位和產(chǎn)狀形態(tài)的礦體，其金屬硫化物的δ34S值為9.5×10-3～18.4×10-3，平均13.3×10-3（14件），極差8.9×10-3，標(biāo)準(zhǔn)差1.3×10-3，具有相對(duì)集中的較富集重硫的海水硫酸鹽同位素組成（表5），在硫同位素直方圖上呈彌散分布，其硫源主要來(lái)源于容礦地層及下伏地層中的硫酸鹽。

圖2 江家埡鉛鋅礦礦床中方鉛礦鉛同位素組成圖解（據(jù)Doeetal，1979）

鉛同位素平均演化曲線：A.上地幔；B.造山帶；C.上地殼；D.下地殼

表5 礦石硫同位素組成特征

4.3.3 氧同位素地球化學(xué)

研究表明，不同成因的石英其δ18O值不同。本區(qū)石英δ18O值變化20.20×10-3～26.74× 10-3，平均22.28×10-3（表6），明顯富集重氧。與成巖石英δ18O值13×10-3～36×10-3，平均22×10-3較相當(dāng)，而略高于由石英的重結(jié)晶作用變成嵌晶狀石英的δ18O值19.3×10-3～21.8× 10-3，平均20.45×10-3[6]。其氧同位素組成特征表明本區(qū)硅化巖中的Si O2主要來(lái)源于熱水，即巖石為熱水沉積作用的產(chǎn)物，但又具有沉積的雙重特點(diǎn)。

表6 石英包裹體水氧同位素組成

注：由桂林礦產(chǎn)地質(zhì)研究院同位素室測(cè)定，1984；δ18OH2O為計(jì)算值，采用文獻(xiàn)[5]方程式為：10001nα石英-水=3.38×106T-2-3.40。

5 成礦地質(zhì)條件與找礦方向

5.1 區(qū)域成礦地質(zhì)條件

礦床形成于鶴峰-咸豐隆起帶東南邊緣的生物礁（灘）相、潮灘相之碳酸鹽巖地臺(tái)，其古地理構(gòu)造位置可能屬于受同生斷裂控制的走滑盆地邊緣。其容礦地層具有較厚的碳酸鹽巖石序列。主要容礦地層上寒武統(tǒng)耗子沱群，厚度達(dá)1357.8～1463.9m，巖石普遍見(jiàn)疊層石、包括波狀疊層石、穹狀疊層石、層紋石、核形石及凝塊石。巖石雖有不同程度的白云石化，但鏡下仍可見(jiàn)藍(lán)綠藻化石的痕跡；下奧陶統(tǒng)南津關(guān)組厚度為184.1～199.4，地層中含有大量的生物碎屑。二類(lèi)巖石之上往往都是具弱滲透性的含泥質(zhì)較高的碳酸鹽巖石作為“屏蔽層”，起著巖性圈閉的作用，利于礦液的聚集。巖石淺灘化發(fā)育，具多個(gè)韻律，并有多層礦化的形成。可見(jiàn)區(qū)域有利成礦的巖相、古地理環(huán)境造就了區(qū)域鉛鋅礦高背景帶或高值區(qū)，為成礦提供了豐富的物源。

根據(jù)容礦巖石化學(xué)成分及判別值、礦物均一溫度、包裹體溶液的離子相對(duì)含量豐度及Na+/K+、Cl-/F-值和相關(guān)同位素地球化學(xué)等特點(diǎn)，表明本區(qū)成礦流體具有深源特征，亦有淺源性質(zhì)。沉積盆地的流體，主要為成巖和構(gòu)造變動(dòng)過(guò)程中形成及封存的熱鹵水，具有一定的溫度和含礦物質(zhì)，并在其沿?cái)嗔褬?gòu)造運(yùn)移過(guò)程中可通過(guò)溶解圍巖中Pb、Zn等物質(zhì)，使熱鹵水金屬含量增加。同時(shí)，熱水的交換作用亦為生物活動(dòng)提供了良好的環(huán)境，生物起了吸取、吸附、聚集、還原成礦元素的作用，促使盆地環(huán)境向有利于成礦的方向演化，由熱水帶來(lái)的Pb、Zn等金屬元素，在生物作用下，金屬濃度大大提高，在厭氧海相沉積物中，細(xì)菌將硫酸鹽還原為H2S，H2S進(jìn)一步與Pb、Zn等離子反應(yīng)形成硫化物沉淀。

在成巖過(guò)程中，生物有機(jī)組分的分解與轉(zhuǎn)化可形成CO2、HS-、CH4、H2O和大量殘余有機(jī)質(zhì)。這些組分對(duì)硫化物礦物與進(jìn)一步富集起了重要的作用[7]。因此可以認(rèn)為，龍山鉛鋅礦床的礦化是在熱鹵水沿著受地層和構(gòu)造控制的通道運(yùn)移，在有細(xì)菌活動(dòng)的情況下與周?chē)练e物中硫酸鹽發(fā)生還原反應(yīng)而形成。具有熱水沉積成礦作用與微生物成礦的雙重特征，屬于熱水沉積 生物成礦作用礦床范疇。

5.2 找礦標(biāo)志

5.2.1 地質(zhì)標(biāo)志

龍山鉛鋅礦帶位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)東南邊緣盆地中，受走滑盆地同生斷裂的控制。礦帶呈NE向帶狀延伸，集中產(chǎn)出，為成因相同，礦化類(lèi)型一致的礦床組。礦床賦存于特定的地層層位和巖性部位，上寒武統(tǒng)耗子沱群第三段含藻屑的亮晶砂屑灰?guī)r、下奧陶統(tǒng)南津關(guān)組底部的生物灰?guī)r，是主要的容礦層位?？氐V構(gòu)造為NE向區(qū)域背斜構(gòu)造近軸部或傾伏端之巖層產(chǎn)狀相對(duì)較平緩的翼部（單斜構(gòu)造），尤其是疊加在NE向背斜之上的次級(jí)NW、NWW向橫跨褶皺，往往是成礦的有利構(gòu)造部位。沿地層呈連續(xù)分布的似層狀、透鏡狀硅化巖是找礦的直接標(biāo)志。而NW向高角度張扭性構(gòu)造破碎帶，尤其是成群成組發(fā)育的破碎帶，則是脈狀礦床賦存的構(gòu)造標(biāo)志；硅化破碎帶及石英脈、方解石脈，螢石、重晶石脈等是重要的礦化標(biāo)志。

此外，地表出露的鉛鋅氧化礦石是礦體和隱伏礦體賦存的直接標(biāo)志。

5.2.2 物化探標(biāo)志

根據(jù)湖南省1∶20萬(wàn)區(qū)域航磁與重力布格測(cè)量資料，龍山鉛鋅礦帶重力梯度很明顯，可能存在深大斷裂，為區(qū)域成礦物質(zhì)來(lái)源及熱源提供了有利的構(gòu)造條件。區(qū)域1∶20萬(wàn)、1∶2.5萬(wàn)、1∶1萬(wàn)水系沉積物、次生暈和巖石原生暈測(cè)量結(jié)果表明，區(qū)域化探異常元素組合為Pb、Zn、Hg、Cd、Cu（V）等，異常規(guī)模大，連續(xù)性好，強(qiáng)度高峰值最高＞1000×10-6，尤其以Pb、Zn、Hg原生暈與次生暈異常吻合度較高。雖然Pb異常多為單獨(dú)異常，但它卻完全反映了礦體、硅化巖或含鉛地質(zhì)體的存在。Zn異常范圍大，且往往連成一片，異常反映了主要容礦層位及硅化巖的分布，也反映了區(qū)域鉛鋅礦化是以鋅為主的特點(diǎn)。此外，Pb-Zn-Hg-Cu（V）有一定水平分帶現(xiàn)象，說(shuō)明在表生作用下，Pb不易遷移，而Zn、Hg、Cu （V）等易于遷移的元素地球化學(xué)特點(diǎn)，故為區(qū)域或礦區(qū)的Pb、Zn、Hg、Cd、Cu（V）等的異常提供了重要的找礦依據(jù)和方向，尤其是提供了尋找隱伏礦、深部礦的找礦方向。

5.3 找礦地區(qū)

龍山鉛鋅礦帶諸鉛鋅礦床屬于熱水沉積礦床范疇。從根本上講，含礦的熱水沉積是盆地?zé)崴到y(tǒng)發(fā)展和演化達(dá)到相當(dāng)階段的產(chǎn)物，熱水活動(dòng)規(guī)模大，在其運(yùn)移過(guò)程中溶解圍巖和攜帶的成礦物質(zhì)更豐富，通過(guò)化學(xué)和生物化學(xué)作用而沉積形成的似層狀-透鏡狀礦床，規(guī)?？捎^，我國(guó)華南地區(qū)眾多熱水沉積的金屬和非金屬礦床就是例證。因此，有必要進(jìn)一步應(yīng)用熱水成礦理論開(kāi)展龍山鉛鋅礦帶新一輪的以“似層狀”礦床為重點(diǎn)的勘查與研究工作，以期取得突破性進(jìn)展。

從現(xiàn)有資料分析可知，龍山鉛鋅礦帶成礦的地質(zhì)與物化探條件良好，找礦潛力較大，礦帶中礦化普遍，礦床（點(diǎn)）星羅棋布，鉛鋅品位高，是尋找以鋅為主的富鉛鋅礦床的首選地區(qū)。通過(guò)礦帶內(nèi)各成礦區(qū)資料研究對(duì)比，初步選擇以下幾處具有“成型”礦床、含礦巖系出露齊全、厚度較大、硅化巖分布廣泛而穩(wěn)定的地區(qū)作為重點(diǎn)進(jìn)行勘查與研究的地區(qū)（圖1）。

5.3.1 龍山江家埡 姚家埡鉛鋅礦找礦區(qū)

該礦區(qū)位于礦帶中部，長(zhǎng)15km，寬5km，已知有江家埡等小而富的鉛鋅礦床，姚家埡、套虎等礦點(diǎn)，地表氧化鋅礦化及硅化巖分布廣泛，是探查耗子沱群和南津關(guān)組層狀、似層狀鉛鋅礦包括次生富集的氧化鋅礦的有利地區(qū)。

5.3.2 龍山卸甲寨 茶湖鉛鋅找礦區(qū)

該礦區(qū)位于礦帶的中南部，長(zhǎng)25km，寬3km。已知有卸甲寨二埡等鉛鋅礦床。紅巖溪、梯子巖、茶湖等礦點(diǎn)，地表礦化蝕變范圍大，是探查耗子沱群和紅花園組“似層狀”鉛鋅礦的有利地區(qū)。

5.3.3 桑植芭蕉埡 馬鞍臺(tái)鉛鋅找礦區(qū)

該礦區(qū)位于礦帶東北端，長(zhǎng)30km，寬5km，已知有芭蕉埡、伍家河、馬鞍臺(tái)等礦點(diǎn)，地表硅化巖長(zhǎng)達(dá)1500m，以方鉛礦化為主，礦石含Pb0.56%～12.37%、Ag1.89×10-6～13.57×10-6，是探查耗子沱群和南津關(guān)組“似層狀”的新區(qū)，找礦潛力甚大。

參考文獻(xiàn)

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[7]夏學(xué)惠.冀東高板河鋅、硫鐵礦礦床中的微生物帶與礦床成因[J].礦床地質(zhì)，1996，15（2）：165-170.

[1]文章來(lái)源：《資源環(huán)境與工程》，2008年第2期。作者簡(jiǎn)介：陳明輝（1973—），男，湖南龍山人，高級(jí)工程師，主要從事礦產(chǎn)地質(zhì)勘查研究與管理工作。

[2]龍山鉛鋅礦帶內(nèi)的鉛鋅礦床，除原生鉛鋅礦外，還有巖溶型菱鋅礦床，本文限于原生鉛鋅礦床的討論.