铅唱锌矿床成因类型.pdf

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铅唱锌矿床成因类型 铅唱锌矿床分类是一个复杂和争论的问题 。 近 半个世纪以来 ,国内外矿床学家对铅唱锌矿床的分 类原则和类型划分提出了许多方案 ,反映了不同时 期对铅唱锌成矿作用的认识和研究新进展 。 最早比较系统的铅唱锌矿床成因分类方案是林 格伦 (W畅Lindgren ,1933) 提出的 , 其后尼格里 (Niggli)、 贝特曼 (A畅M畅Bateman ,1950)、 德赫 姆 ( K畅C畅Dunham )、 马 加 基 扬( М агакьян , 1955)、 施奈德曼 (Щ не溝дерман ,1958) 等相继提 出了分类方案 。 他们从岩浆分异观点出发 ,把铅唱 锌矿作为岩浆热液成矿作用的产物 ,以成矿温度和 深度作为分类原则 。 1959 年 ,郭文魁等将中国铅唱 锌矿床分为内生和外生两大类 ,共 9 个建造 ,其中 以铅唱锌岩浆热液成矿作用为主 。 由于铅唱锌成矿作 用的复杂性给矿床普查勘探应用带来了困难 ,克列 特尔 (В畅 М畅 Кле溝тер ,1960) 首先提出铅唱锌矿床 工业类型分类方案 。 其后 , 阿米拉 斯 拉 诺 夫 ( А畅 А畅 Амирасланов , 1957 )、 斯 米 尔 诺 夫 (В畅 И畅 Смирнов ,1974) 等原苏联矿床学家提出了 类似的分类方案 ,他们是以围岩性质 、 矿体形态和 矿石矿物成分为基础进行分类 。 1958 和 1963 年 , 孟宪民等对中国铅唱锌矿床的分类方案就是以围岩 条件为划分准则的 。 根据容矿围岩和矿体产状的不 同 ,把铅唱锌矿床划分为以下 5 类 1) 变质岩中整 合产出的似层状矿床 ;2) 碳酸盐类岩层中的矿床 ; 3) 石灰岩与硅酸盐类岩石的接触带内不规则矿床 ; 4) 喷出杂岩中的矿床 ;5) 各种岩石中的铅唱锌矿 脉 。 这些分类反映了 20 世纪 60 年代以前大多数矿 床学家对铅唱锌成矿作用的认识 ,对该时期铅唱锌矿 床研究 、 普查勘探起着重要的积极作用 。 随着西方矿床学家提出同生论 、 层控和时控观 点以及热泉 、 热卤水和环流地下热水成矿学说的兴 起 ,新的成矿理论得到迅速的发展 ,拓宽了人们的 思维境界 。 早在 20 世纪 50 年代末和 60 年代初 , 孟宪民 (1963) 已经注意到我国许多铁 、 铜 、 铅 、 锌 、 锑 、 汞和锡矿床具有一定的区域性赋矿层位 , 提出了同生论观点和沿层找矿的思想 。 1973 年 , 布 罗 布 斯 特 和 普 拉 特( D畅A畅Brohstand W畅P畅Pratt) 在铅唱锌矿床成因类型中首次分出层 控型矿床 。 1979 年 ,涂光炽对中国铅唱锌矿床提出 了一个系统 、 完整的分类方案 ,即划分为五大类 1) 与侵入岩浆活动有关的矿床 ;2) 与海 、 陆相火 山活动有关的矿床 ;3) 与沉积作用 、 沉积改造作 用及后成作用有关的矿床 ;4) 与区域变质 、 混合 岩化作用有关的矿床 ; 5) 砂铅矿床 。 1989 年 , 枟中国矿床枠 中铅唱锌矿床分类强调了赋矿围岩的分 类原则 。 这些分类反映了对铅唱锌成矿作用认识上 的飞跃 ,对铅唱锌矿普查勘探起到很大的促进作用 。 因此 ,铅唱锌矿床成因类型就是在这些分类基础上 分为五大类 (图 1 ,图 2)。 图 1 不同成因类型铅矿床保有储量所占比例 1 斑岩型 ; 2 海相火山岩型 ;3 沉积变质型 ;4 其他类型 (陆 相火山岩型和氧化淋滤型) 图 2 不同成因类型锌矿床保有储量所占比例 1 斑岩型 ; 2 海相火山岩型 ;3 沉积变质型 ;4 其他类型 (陆 相火山岩型和氧化淋滤型) 1 铅 锌 矿 床 1 与岩浆侵入活动有关的铅唱锌矿床 1) 夕卡岩型铅唱锌矿床 ,如湖南水口山 、 内蒙 古白音诺 ; 2) 斑岩型铅唱锌矿床 ,如江西冷水坑 ; 3) 热液型脉状铅唱锌矿床 ,如湖南桃林 、 河北 蔡家营 。 2 与火山活动有关的铅唱锌矿床 1) 陆相火山岩型铅唱锌矿床 ,如浙江五部 、 江 西银山 ; 2) 海相火山岩和火山唱沉积岩型铅唱锌矿床 , 如甘肃小铁山 、 青海锡铁山 、 四川呷村 。 3 与热 (卤) 水活动有关的铅唱锌矿床 1) 碳酸盐岩型铅唱锌矿床 ,如广东凡口 、 四川 大梁子 、 江苏栖霞山 ; 2) 细碎屑岩型铅唱锌矿床 ,如甘肃厂坝 ; 3) 砂岩和砾岩型铅唱锌矿床 ,如云南金顶 。 4 与沉积变质作用有关的矿床 (沉积变质型) 如内蒙古炭窑口 、 霍各乞 、 东升庙和甲生盘 。 5 与表生氧化作用有关的铅唱锌矿床 1) 残积型铅唱锌矿床 ,如四川纳交系 ; 2) 铅唱锌砂矿 ,如贵州榨子厂 。 摘自 枟中国主要金属矿床成矿规律枠 铅唱锌矿床分类 由于铅唱锌成矿作用的多样性和复杂性 ,铅唱锌 矿床的分类原则与类型划分一直是争论的问题 。 另 外 ,由于强调的方面不同 ,分类也各异 。 1) 在第 18 届国际地质大会 (1948 年) 上曾 专门讨论了铅唱锌矿床 。 随后在 1950 年出版的 枟铅 唱锌矿地质 、 共生组合与储量枠 大型著作中 ,主编 K畅C畅Dunham 根据 Niggli 与 Lindgren 的矿床分类 原则 ,把铅唱锌矿床分成 5 类 。 ① 高温矿床 (hypothermal) ② 热液交代 中温矿床 (pyrometasomatlc唱 mesothermal) ③ 中温矿床 (mesothermal) ④ 亚中温矿床 (leptothermal) ⑤ 远温矿床 (telethermal) 2) 1957 年出版的前苏联 А畅 А畅 Амирасланов 的 枟铅唱锌矿床的主要类型枠 一书中 , 作者认为 “大多数铅唱锌矿床形成于深成作用的热液阶段” 。 但他觉得热液矿床按成矿温度的分类与实际地质情 况不相符合 ,因而提出了按围岩性质将铅唱锌矿床 分成产于岩浆岩中的 ,产于夕卡岩中的 ,产于火山 沉积岩中的 (即黄铁矿型铅唱锌矿床) ,产于砂岩 、 碳酸盐岩 、 砂泥质岩石中的和产于古老深变质岩中 的五大类 。 3) 1959 年郭文魁等认为 “中国铅唱锌矿床在 成因上可分为内生与外生两大类 。 内生矿床大致可 按照其生成时的温度下降顺序分为 8 个建造 。 ” 其 中建造 1 ~ 3 为高中温矿床 ,建造 4 ~ 7 为中温矿 床 ,建造 8 为低温矿床 。 外生矿床只有 1 种建造 , 即菱锌矿唱白铅矿唱铅矾建造 。 4) 1973 年出版的 枟美国矿物资源枠 一书 (D畅A畅Brobst and W畅P畅Pratt ,1973) 中 ,作者对 铅唱锌矿床分别作了下述类型划分 。 铅矿床 ① 层控矿床 (同生成因) , ② 层控矿床 (后生成因) , ③ 火山沉积矿床及其变质产物 , ④ 交代矿床 , ⑤ 脉状矿床 , ⑥ 接触交代矿床 。 锌矿床 ① 接触交代矿床 , ② 不规则交代矿床及伴生充填脉 , ③ 脉状矿床 , ④ 变质岩中的层控矿床 , ⑤ 碳酸盐岩中的层控矿床 , ⑥ 层状矿床 , ⑦ 次生富集或红土矿床 。 5) 1979 年涂光炽对我国铅唱锌矿床作了下述 成因分类 。 ① 与侵入岩浆活动有关的矿床 , ② 与海相 、 陆相火山活动有关的矿床 , ③ 与沉积作用 、 沉积改造作用及后成作用有关 的铅唱锌矿床 , ④ 与区域变质 、 混合岩化作用有关的铅唱锌矿 床 , ⑤ 砂铅矿床 。 6) 1983 年王育民将我国铅唱锌矿床类型分为 “四系十二型十九式” 。 四系即热液系 、 层控系 、 火 山系 、 断裂系 。 可以说 ,这 6 种铅唱锌矿床类型划分方案具一 22007 年 黄金地质专题信息编辑之十一 定代表性 。 其中有的强调成矿温度 ,有的以含矿围 岩为划分准则 ,有的则着重成矿机制 。 在 20 世纪 40 ~ 60 年代 ,温度被视为划分矿床类型的惟一依 据 。 这反映了同时期成矿理论的主流趋势 。 这时 期 ,矿体形态有时也成为划分矿床类型的依据 ,因 而 ,脉状铅唱锌矿床也构成一种独立的类型 。 20 世 纪 70 年代后 ,海相火山作用 、 层控理论和多成因 观点被引进了铅唱锌矿床分类 ,加上过去已被确认 的岩浆成矿与变质成矿作用 ,便构成了目前划分矿 床类型的主要准则 。 另一方面 ,从简便易行和有利 于找矿出发 ,在铅唱锌矿床分类中 ,以含矿围岩命 名类型的作法始终是存在的 。 需要指出的是 20 世纪 70 年代前矿床类型的 划分主要依靠宏观的野外考察和对矿物共生组合的 了解 。 近期的方案则除了上述基本的依据外 ,还考 虑到洋底成矿作用的直接观察 ,硫 、 铅同位素组 成 ,成矿实验 ,微量元素含量和气液包裹体等新的 依据 。 在简略回顾过去的铅唱锌矿床类型划分方案后 , 涂光炽等 (1989) 认为 ,任何矿种的分类都宜遵循 下述准则 。 1) 从本国的实际情况出发 ,也适当参考国外 的现状和发展 ; 2) 尽可能将成因类型与工业类型结合起来 ; 3) 尽可能概括最新研究成果 ; 4) 应是多种因素的全面分析 ,不是只考虑一 两种因素 ; 5) 实用 、 简便 、 易行 ,搞得复杂容易挂一漏 万 ; 6) 有利于找矿与成矿理论研究 。 从成矿机制考虑 ,将矿床依其成因作出分类 , 本来是比较理想的 。 但由于人们在铅唱锌矿床成因 的看法上 ,近 20 年来有着急剧的改变 ,而且目前 还在改变 ,争论与分歧很大 。 可以说 , 在诸矿种 中 ,由于成因引起的讨论最热烈 ,分歧也最大的是 铅唱锌矿床 。 特别是 , 随着宏观观察 (包括洋底 、 热泉等) 的日益深入和实验测试方法的日趋精密 , 对铅唱锌矿床的物质来源 、 迁移和富集 、 定位机制 的认识与观点还在不断更新 。 因此 ,在目前划分铅 唱锌矿床类型时不宜过分强调成因 ,但应当考虑成 因因素 。 因此 ,涂光炽等 (1989) 对我国铅唱锌矿床进 行综合因素的分类 ,即尽可能全面地考虑它们产出 的地质背景 、 成矿环境 、 含矿岩系 、 物质组成 、 成 矿的物理化学条件等 。 在以综合因素为基础的矿床 分类中需要考虑各种类型的命名问题 。 为了避免综 合因素可能带来的冗长命名 ,采用了以含矿岩系和 (或) 主导成矿作用命名的方式 。 这是因为含矿岩 系集中地反映了地质背景 、 成矿环境和形成方式诸 要素 ,是过去以矿床围岩命名的发展 ,也便于找 矿 。 以主导成矿作用命名则较多地考虑了成因因 素 。 有的类型命名既考虑了含矿岩系 ,也考虑了主 导成矿作用 。 根据上述原则 ,涂光炽等 (1989) 提出的我国 铅唱锌矿床类型划分的初步意见和各类型的基本特 征 (表 1) ,只着重论述原生铅唱锌矿床 。 表 1 我国铅唱锌矿床类型及特征简表 类型简称地质背景含 矿 围 岩 物质组成 (除 Pb , Zn 外) 围岩蚀变铅同位素 硫同位素 (δ34S 值) 国内矿床实例 花岗岩型活化地台花岗岩类及碎屑质围岩可含 W , Sn 和 Cu强 烈多正常铅多为正值锯板坑 、新华 、东坡 夕卡岩型活化地台 花岗岩类及外接触带 碳酸盐岩 可含 Cu , W , Sn强 烈多正常铅多为正值 水口山 、 桓仁 、黄沙坪 、 大硐 、 夏山 、 拉幺 斑岩型 活化地台 大断裂带 各种斑岩及 外接触带岩石 强 烈多正常铅多为正值姚安 、 北衙 、 香夼 、冷水 海 相 火山岩型 优地槽岛弧凝灰岩 、熔岩 、潜火山岩 多黄铁矿 , 常含 较高 Au , Ag 强 烈多正常铅多为正值小铁山 、 锡铁山 、麻邛呷 陆 相 火山岩型 火山断陷盆地凝灰岩 、潜火山岩 、熔岩部分含 Cu , Ag 较高较强烈多为正值五部 、 大岭口 、银山 碳酸盐 岩型1) 地台 、 陆棚 、 浅海 白云岩 、 石灰岩 、 不纯碳酸盐岩 部分含黄铁矿及 Cu , 一般低 Ag 微弱 , 少数强烈 正常铅(柴河) 、 异常铅 、混合铅 多为正值 , 也有负值 凡口 、会泽 、杉树林 、 栖霞 山 、柴河 、渔塘 、东梅 、 泗顶 泥岩唱细 碎屑岩型 冒地槽 、 浅海 泥岩 、 粉砂岩 、 含碳酸盐质岩石 黄铁矿含量高 , 部分 Cu 高 , 常富 Ag 微 弱多正常铅 弥散 , 变质 后渐均一化 高板河 、 东升庙 、西榆 皮 、乌岙 、 厂坝 、 银硐子 砂砾岩型 滨海 、三角洲 、 河流相 砂岩 、长石砂岩 、 砾岩 、浅色层 较多富铅 、 单铅矿 床 、部分 Ag 高 微 弱 正常铅(金顶) 、 异常铅 弥散 , 陆 相者多负值 金顶 、 保安 1) 将由碳酸盐类矿物组成的沉积岩统称为碳酸盐岩 (carbonate rock) 。 摘自 枟中国矿床枠 (上册) 3 铅 锌 矿 床 铅唱锌矿床时空分布的若干特征 我国铅唱锌矿床的时空分布基本与世界范围的 规律性相适应 ,但也有它们本身的特点 。 1 铅唱锌矿床随时间的演化 我国铅唱锌矿床在不同地质时代均有发育 ,但 矿床类型有明显的差异 。 我国具有与太古宙海底火山活动有关的铜唱锌 矿床 ,即辽宁红透山矿床 。 辽宁太古宇多已深度变 质 ,多次混合岩化 ,对原岩看法有争议 。 但矿区出 露的角闪片岩 、 斜长角闪片麻岩等很可能是绿岩的 一部分 ,因而成矿作用很可能与太古宙海底基性火 山岩有关 ,且受到太古宙的变质与混合岩化作用影 响 。 由于我国太古宇分布较局限 ,这类矿床发现不 多 。 元古宙是我国北方铅唱锌矿床的重要成矿期 , 特别是中元古代 。 这一时代最重要的矿床类型是泥 岩唱细碎屑岩型 ,以高板河和内蒙古狼山诸矿床为 代表 。 这些矿床的铅同位素模式年龄值均落在 1 300 ~ 1 600 Ma 间 (张英臣 、 肖美宣 ,1983)。 在中元古代碳酸盐岩型铅唱锌矿床也有一定发 育 ,也常具单阶段演化的正常铅特征 。 它们主要发 育在辽东 、 吉南的辽河群或相当层位 (荒沟山 ,坨 沟)。 滇东昆阳群中也有同一时代同一类型的铅唱锌 矿化 。 自震旦纪直到中三叠世 ,在我国南方的广大范 围内沉积了碳酸盐地层 。 碳酸盐沉积持续了 500 Ma ,几乎在这其中的每一个地质时代都有分布 。 我国有大量铅唱锌矿床赋存在这一巨大旋回的碳酸 盐建造中 (如凡口 、 会泽 、 花垣 、 董家河 、 栖霞山 等)。 其中 ,泥盆纪和石炭纪地层中的碳酸盐岩型 矿床分布更广泛一些 ,南到粤北 ,西到新疆哈什一 带均有它们的分布 。 同一巨旋回的碳酸盐建造在北 方和东北则不发育 ,因而碳酸盐岩型铅唱锌矿床分 布较局限 (如吉林辑安)。 在我国西部的地槽褶皱带中 ,古生代及三叠纪 的海相火山岩铅唱锌矿床也有一定发育 (小铁山 、 锡铁山 、 麻邛呷等)。 从侏罗纪开始 ,我国的铅唱锌成矿作用在类型 上有了很大变化 。 碳酸盐岩型 、 海相火山岩型和泥 岩唱细碎屑岩型矿床随着海水退出大陆而基本消失 。 代之而起的是与中新生代地台活化有密切联系的花 岗岩型 、 夕卡岩型 、 斑岩型 、 陆相火山岩型与陆相 砂砾岩型铅唱锌矿床 。 这些类型的铅唱锌矿床在侏罗 纪前的中国大陆上很少出现 , 只有砂砾岩型矿床 (如广西保安) 和可能受到华力西期花岗岩浆热液 叠加作用的青城子矿床等少数例外 。 2 铅唱锌矿床空间分布的地质背景 在空间上 ,以秦岭为分界的中国南北大陆在铅 唱锌矿床类型与成矿时代上有很大差别 。 华南及秦 岭主要是显生宙的碳酸盐岩型和泥岩唱细碎屑岩型 及与中新生代花岗岩类和火山岩有关的铅唱锌矿床 的发育 。 东北 、 内蒙古 、 华北则是元古宙的成矿作 用 ,特别是中元古代的层控矿床显得更重要些 。 也 有少数华力西期矿床 。 与火山活动有关的铅唱锌矿床在空间分布上与 上述不同 。 主要是东西的差别 。 三叠纪前的海相火 山岩型矿床主要产于西部地槽褶皱带 ,而侏罗 白 垩纪的陆相火山岩型矿床则与浙皖火山断陷盆地有 关 。 从目前资料看 ,红色陆相砂岩型铅唱锌矿床也 主要发育于我国西部 。 下面将讨论我国不同类型铅唱锌矿床产出的地 质背景 。 与花岗岩类有关的铅唱锌矿床在我国的时空分 布上有着明显的特点 它们主要发育在南方 ,成矿 时代以中新生代为主 ;在我国北方 ,它们居于很次 要的地位 ,以晚古生代和中生代为主 。 在我国南方 ,与花岗岩类有关的铅唱锌矿床没 有显示明显的成矿专属性 ,如果将花岗岩类分成壳 型 、 壳唱幔型及富碱型 3 种成因类型 ,则每一种成 因类型都有与之有关的铅唱锌矿床 。 与壳型花岗岩类有关的铅唱锌矿床的实例是锯 板坑矿床 。 它实质上是一个含大量铅唱锌的黑钨矿唱 石英脉矿床 ,与燕山早期黑云母花岗岩有关 。 与水 口山夕卡岩铅唱锌矿床有关的燕山晚期花岗闪长岩 可能是壳唱幔型花岗岩类 。 云南姚安斑岩矿床则与 富碱型的喜马拉雅期正长斑岩有关 。 因此 ,从华南 的实际情况看 ,中酸性岩 、 酸性岩和碱性岩都可以 形成与之有成因联系的铅唱锌矿床 。 在这一点上 , 与铅唱锌矿床有关的岩浆岩的酸度范围要大于与钨唱 42007 年 黄金地质专题信息编辑之十一 锡矿床有关的花岗岩类 。 在围岩蚀变类型方面 ,与 铅唱锌矿床有关的主要是绿泥石化 、 硅化 、 绢云母 化等偏中低温的蚀变 。 夕卡岩型铅唱锌矿床的铅唱锌 成矿阶段晚于夕卡岩形成阶段 ,且常处于距夕卡岩 数十米到二三百米的距离内 。 蘑菇状小岩体的顶盖 部位有利于成矿 。 无论国内外 ,海相火山岩型块状硫化物矿床均 局限于优地槽带 ,发育于优地槽的早期阶段 。 我国 海相火山岩型铅唱锌矿床也不例外 。 如白银厂地区 小铁山铅唱锌矿床 ,产于中寒武世海相火山岩系中 , 即发育于北祁连山加里东优地槽发育的早期阶段 。 近年来 ,关于板块构造与块状硫化物矿床内在 联系的讨论较多 。 一些学者认为块状硫化物矿床可 发育于生长板块边缘和岛弧地带 ,另一部分学者则 认为矿化主要与蛇绿岩套有关 。 后者多形成于大洋 中脊 ,但可以作为古洋壳的残留体 ,出现于优地槽 褶皱带 (李春昱等 ,1981)。 从我国海相火山岩型铅唱锌矿床产出的地质背 景看 ,它们有的与蛇绿岩套有关 ,有的则无关 。 祁 连山东段 、 川西地区的一些海相火山岩型铅唱锌矿 床及日本黑矿 ,均与酸性火山熔岩 、 火山沉积岩 , 特别是英安唱流纹质凝灰岩有关 ,有的则与细碧角 斑岩系有关 。 它们与岛弧构造中的火山岩建造有密 切联系 。 在我国已知海相火山岩型铅唱锌矿床中 , 似乎只有辽宁红透山铜唱锌矿床可能与古老的太古 宙的深变质蛇绿岩套有关 。 我国海相火山岩型铅唱锌矿床主要发育于西部 地区的古生代 三叠纪地槽褶皱带中 。 碳酸盐岩型铅唱锌矿床在我国占重要地位 ,估 计占铅唱锌总储量的一半以上 。 这主要是因为碳酸 盐岩在我国分布面积广 、 地质时代长 。 多数碳酸盐 岩型铅唱锌矿床出现于地台 ,少数分布于冒地槽区 。 局限的沉积盆地较之开放的沉积盆地更有利于碳酸 盐岩铅唱锌矿床的形成 ,这从硫同位素的组成也可 以看出来 。 在一定地区一定地层内的碳酸盐岩型铅唱锌矿 床在岩性的选择上常表现出一定的 “专属性” 。 如 康滇古陆东缘产于晚前寒武纪灯影组的铅唱锌矿床 (金沙 、 茂祖 、 洛洪等) 主要赋存于白云岩内 ,石 灰岩内无矿 。 但湘西黔东产于寒武系的渔塘等铅唱 锌矿床则主要赋存于石灰岩内 ,同时代的白云岩则 主要产出汞矿床 ,而无铅唱锌矿床 。 目前的研究程 度尚难以解释这种碳酸盐岩的成矿 “专属性” 。 在碳酸盐岩型矿床中 ,似乎以铅唱锌矿床与生 物礁的关系最密切 。 而在不同地层中的碳酸盐岩型 铅唱锌矿床中 , 泥盆系中的与生物礁关系最密切 (如凡口 、 大厂 、 北山 、 巨口铺等)。 这种密切的空 间联系是否意味着成因上的一定联系 ,目前难有定 论 。 看来 ,与生物礁相伴生的大量有机质有可能以 某种方式参予了铅唱锌成矿作用 ,礁与矿床都受同 一断裂或沉积因素的控制可能决定了它们之间的密 切空间关系 。 某些碳酸盐岩型铅唱锌矿床与不整合面存在空 间联系 。 有的矿床位于不整合面之上 ,如泗顶矿床 紧靠不整合面 ,其下为寒武纪碎屑岩系 。 若干处于 不整合面下的碳酸盐岩型铅唱锌矿床则被认为属岩 溶成因 。 我国碳酸盐岩型铅唱锌矿床分布广泛 ,多集中 于湘 、 桂 、 滇 、 黔 、 川 、 粤 、 辽吉 、 塔里木西北及 西南边缘 。 南方的含矿地层多为上震旦系 、 泥盆 系 、 石炭系 ,但三叠系及古生界其他地层中亦有出 现 。 东北的含矿地层多为中元古界及寒武 奥陶 系 。 我国泥岩唱细碎屑岩型铅唱锌矿床多产于褶皱带 中的冒地槽类复理式沉积环境中 ,如内蒙古狼山元 古宙冒地槽中的炭窑口 、 东升庙 、 甲生盘等矿床与 秦岭华力西 印支冒地槽中的银硐子 、 厂坝等矿 床 。 少数此类型矿床也赋存于陆棚浅海砂泥质和碳 酸盐质沉积物中 (如高板河)。 D畅E畅Larga (1982) 认为裂谷是赋存此类型铅唱锌矿床的主要大地构造 单元 。 目前在我国这方面的研究还较少 。 巨厚沉积物堆积与强烈还原环境是本类型矿床 形成的前提 。 含矿地层沉积物厚度一般在 1 000 m 以上 ,可达数千米 。 沉积物以泥质 、 粉砂质 、 细砂 质为主 ,也可含多达 20% ~ 30% 的碳酸盐岩 。 可 以出现火山岩夹层 ,一般为凝灰岩 ,但其厚度很难 达到整个含矿地层厚度的 1/10 。 含矿地层含较多 黄铁矿和有机质 ,显示还原条件 。 在含矿岩系厚度上 ,本类型矿床与碳酸盐岩型 矿床差异明显 。 后者含矿系厚度多为数十米到数百 米 ,很少有达到 1 000 m 的 。 泥岩唱细碎屑岩型及海相火山岩型铅唱锌矿床虽 同具块状硫化物矿石 ,硫化铁矿物含量都很高 ,但 二者产出的地质背景有明显不同 。 前者是冒地槽或 陆棚浅海环境 ,大量泥砂质堆积 ;后者则是优地槽 环境 ,伴随钙碱系列或拉斑玄武质的海底火山活 动 。 在矿石物质组成 、 围岩蚀变 、 硫同位素组成等 方面 ,二者也有较大差异 ,这里列一简表 ,以示 2 种块状硫化物矿床的不同 (表 1)。 我国的泥岩唱细碎屑岩型铅唱锌矿床在产出的地 5 铅 锌 矿 床 表 1 2 种不同的块状硫化物矿床及其时空分布性质 特 征产于海相火山岩系中的块状硫化物矿床产于泥岩唱细碎屑岩系中的块状硫化物矿床 赋存的坳陷性质优地槽冒地槽 , 长期发育的坳陷带 、 陆棚浅海 与海相火山岩系关系 较明显 , 矿床可产于火山口附近 , 也可在 2 次喷溢之间的 间歇期 无明显关系 含矿岩系海相火山岩系 , 夹一些火山沉积岩 、 沉积岩 , 总厚数千米 泥岩唱细碎屑岩 , 夹碳酸盐岩 ; 火山岩一般不到总厚度的 1/10 , 总厚数千米 与板块构造关系洋中脊 、 岛弧带裂谷( ) 成矿时代从太古宙到现代更多地集中于中元古代和泥盆纪 成矿元素 与基性 、 中基性火山岩有关 , 多为 Cu , Cu唱Zn ; 与酸性火山 岩有关 , 多为 Pb唱Zn , Au , Ag , S 重要 Pb , Zn , Ag , S 为主 , 此为 Cu , Au 围岩蚀变强烈 , 以绢云母化 、 绿泥石化为主 , 也有钠长石化 、硅化等较微弱 , 以绢云母化为主 , 伴随绿泥石化 、 硅化 、 碳酸盐化 铅同位素组成多为单阶段演化的正常铅多为单阶段演化的正常铅 硫同位素组成(δ34S)多为小的正值 , 塔式分布正值多见 , 较弥散 , 但随变质程度增高而逐渐均一化 实 例祁连山东段 、锡铁山 、 红透山狼山诸矿床 、 高板河 、 西成诸矿床 质时代方面与世界同类型矿床十分一致 ,即主要为 中元古代与泥盆纪 。 内蒙古狼山地区的东升庙 、 甲 生盘等矿床与河北高板河矿床均具单阶段铅同位素 演化特征 ,模式年龄落入 1 300 ~ 1 600 Ma 范围 (张英臣 、 肖美宣 ,1983)。 这与澳大利亚几个大型 泥岩唱细碎屑岩型矿床 ,如麦克阿瑟河 、 埃莎山 , 加拿大的苏利文等 (Large ,1982) 是一致的 。 秦 岭地区的银硐子 、 厂坝等矿床形成年龄为泥盆纪 , 这与西德有名的兰姆斯伯格 、 梅根等矿床也是一样 的 。 在中元古代和泥盆纪以外产出的大型泥岩唱细 碎屑岩型铅唱锌矿床很少 , 这在中外也是一致的 。 什么因素导致了这种时控性是值得研究的 。 我国的砂砾岩型铅唱锌矿床有 2 种不同亚型和 随之而来的 2 种不同的产出地质背景 。 一种是产于 陆相红层中的铅唱锌矿床 ,多局限于中新生代断陷 盆地的河流相 、 三角洲相地层中 ,很像砂岩铜矿 。 它们产出的地质背景是不很稳定的内陆盆地 ,沉陷 速度较快 ,红层厚度也较大 。 含矿岩系除砾岩 、 砂 岩 、 长石砂岩外 ,也有泥灰岩 、 泥岩等陆相沉积 物 ,也常出现石膏 、 天青石夹层 。 矿床赋存部位与 砂岩下的不整合不一定有明显的联系 。 这种矿床多 分布于中国西部 ,如云南金顶和新疆乌拉根 。 另一 种是产于滨海相或海陆交互相砂砾岩中的铅唱锌矿 床 。 它们主要局限于海侵系列底部 ,在不整合面上 或相距很近处 。 这种砂砾岩含碎屑长石较少 ,主要 是石英砂岩或石英质胶结的砾岩 。 因此赋矿砂岩比 前一种红层砂岩成熟度高 。 不整合面下多是变质碎 屑岩或花岗岩基底 ,后者长期遭受化学风化 ,如广 西保安所见 。 这种砂砾岩型铅唱锌矿床的形成要求 有比上述红层砂岩中的铅唱锌矿床较稳定的地质背 景 ,以使基底的长期化学风化成为可能 。 上述 2 种亚型的砂砾岩型铅唱锌矿床在我国发 现不多 。 在国外 ,一些大型砂岩型铅唱锌矿床 ,如 瑞典 Laisvall ,也多半是近 20 年内找到的 。 因此 , 这种矿床的研究程度较低 ,与陆相火山岩型铅唱锌 矿床类似 。 这 2 种类型铅唱锌矿床的时空展布规律 与形成机制等许多问题有待探讨 。 3 铅唱锌矿床的矿带和矿田 铅唱锌矿床常成群成带出现 ,组成矿带和矿田 。 区域性断裂和由之引起的断陷盆地或坳陷是制约铅 唱锌矿带或矿田的重要因素 。 长达 2 000 km 以上的哀牢山 金沙江大断裂 大致继承了欧亚板块与印度板块缝合线的位置 。 这 一深大断裂控制了一系列富碱侵入岩的产出 ,其中 若干碱性斑岩 ,如姚安 、 洱源岩体等 ,在岩体本身 及内外接触带赋存有斑岩型铅唱锌矿床 。 可能也属 斑岩型矿床的江西冷水坑铅唱锌矿床受控于北武夷 隆起和信江断陷盆地之间的区域性断裂 。 浙皖一带 的陆相火山岩型铅唱锌矿床受火山断陷盆地的制约 , 产于其边缘 ,而火山断陷盆地则是区域性断裂长期 活动的产物 。 祁连山中 、 东段的海相火山岩矿带也 明显受 NWW 向区域性断裂的控制 。 碳酸盐岩型铅唱锌矿带受区域性断裂的制约也 是清楚的 。 产于康滇古隆起东缘晚前寒武纪灯影组 中 ,呈 SN 走向的铅唱锌矿带 (包括金沙 、 茂祖 、 洛洪等矿床) 受古陆边缘大断裂的控制 。 凡口铅唱 锌矿床受粤北韶关上古生代坳陷边缘断裂的控制 。 几乎所有的泥岩唱细碎屑岩型铅唱锌矿床均呈线 性展布 ,受区域性断裂控制 ,如狼山矿带 、 西成矿 带 、 高板河矿带 、 陕南银硐子矿带等 。 古隆起与坳陷的边缘常出现区域性断裂 ,而后 者常控制铅唱锌矿带 。 这方面最好的实例莫过于江 62007 年 黄金地质专题信息编辑之十一 南古隆起了 。 在它的西北侧 ,铜仁大断裂控制了渔 塘铅唱锌矿带 ;在它的东南侧 ,大乘山断裂制约着 湘中产于中泥盆统的禾清 、 白云铺等铅唱锌矿床 ; 而在它的西南侧 ,河池 南丹断裂控制着三排洞 、 箭猪坡等铅唱锌矿床 。 在矿田和矿床一级 ,控制铅唱锌矿化的因素主 要是构造 ,即由区域性断裂衍生的断裂 、 破碎带 、 背斜 、 穹隆等 。 “背斜加一刀” 的控矿构造在一些 铅唱锌矿床表现得很清楚 。 据李洪昌等资料 ,湖南 85% 的铅唱锌矿床赋存 于背斜构造中 。 湖南是有色金属之乡 ,铅唱锌矿床 的产出情况是有代表性的 。 广西泗顶铅唱锌矿床位 于平缓背斜轴部 ,断层与矿化关系也很密切 。 西成 矿带一些铅唱锌矿床产在紧密褶皱背斜轴部 。 贵州 杉树林矿床赋存于咸水背斜向 SE 之倾没部分 。 红 透山矿床处于倒转背斜核部 。 金顶等矿床围绕短轴 背斜产出 。 在成矿的构造控制中 ,特别应当强调同生构造 (即与成矿大致同时) 的重要性 。 有的同生断裂在 沉积成岩 (包括火山沉积) 阶段即已存在 ,是成矿 物质由深部带到沉积盆地的通道 。 一些块状硫化物 矿床的下部存在以筒状蚀变带为代表的同生断裂 。 凡口 、 渔塘等铅唱锌矿床也存在同生断裂 。 有些同 生断裂在后期改造中还可以重新复活 ,再次起输送 矿液和使矿液沉淀的作用 。 一些处在构造运动十分频繁而剧烈地带的铅唱 锌矿床还可以受逆掩断层的控制 ,如金顶矿床 。 4 铅唱锌矿床时空分布的若干特点 前已述及 ,我国铅唱锌矿床的时空分布规律基 本与世界范围的规律性相适应 ,但也有它们本身的 特点 。 下面将讨论这些特点 。 1) 铅唱锌矿床与汞唱锑矿床在空间上密切共生 , 或各自组成规模很大的矿带 ,相互平行 ;或共同组 成一个矿带 。 这种情况在全球范围内是少见的 ,但在我国南 方 、 秦岭 、 新疆西部都可以观察到 。 如在湘西黔 东 ,NNE 走向 ,长约 300 km 的铜仁大断裂控制 了在其东发育的渔塘铅唱锌矿带和在西发育的万山 汞矿带 。 铅唱锌矿床和汞矿床都赋存于寒武系中 。 若干汞矿床中 ,在汞矿体外还含较多的闪锌矿 ,有 时锌具工业意义 。 在南丹 河池矿带 ,汞 、 锑 、 砷 (雄黄 、 雌黄)、 铅唱锌矿床同产于泥盆系中 ,并共 同组成一个矿带 。 在此带中 ,锑或组成单一的辉锑 矿矿床 (茶山坳) ,或与铅唱锌密切共生 ,组成闪锌 矿唱脆硫锑铅矿矿床 (方铅矿 、 辉锑矿少量 ,如三 排洞 、 箭猪坡) ,而汞 、 砷则形成自己的独立矿床 (水落雄黄 、 雌黄矿床 ,益兰汞矿床)。 本带泥盆系 岩石中砷 、 锑含量高 ,为地壳克拉克值之十余到数 十倍 ,而汞 、 铅 、 锌本底也较高 。 地层中的元素组 合与矿床组合是一致的 。 在湘中南 、 粤北 ,铅唱锌 矿带与锑矿带也大致平行 。 在陕 、 甘 、 青的秦岭西段 ,赋存于中泥盆统的 铅唱锌矿带与赋存于三叠系的锑矿带 (矿床有时含 工业意义的汞 、 钨) 相互平行 ,而在东段 , 铅唱锌 矿床和汞唱锑矿床虽都产于泥盆系 ,但也形成互相 平行的矿带 。 在新疆西部 ,主要赋存于泥盆系 、 石炭系的天 山南和塔里木北缘的铅唱锌矿床组成明显的矿带 , 在其东北 ,有可能存在汞矿带或汞唱锑矿带 。 需要 更多的工作才能证实这一点 。 应当说 ,铅唱锌矿带与汞唱锑矿带的密切空间联 系 ,是我国金属矿床空间分布的一个重要特点 。 著 名于世 ,分布面积达百万平方千米 ,主要产于古生 代碳酸盐建造中的密西西比河谷型铅唱锌矿带 (面 型展布) ,和西欧产于泥盆世泥岩唱细碎屑岩系中的 铅唱锌矿床 (梅根 、 兰姆斯伯格等) ,均未见与之共 生之汞唱锑矿带或矿床 ,甚至矿化也很少看到 。 铅唱锌矿床 (带) 与菱铁矿矿床 (带)、 黄铁矿 矿床 (带)、 重晶石矿床 (带)、 萤石矿床 (带) 的 空间关系 ,在我国若干地区 ,如秦岭 、 湘 、 黔 、 粤 北 、 云南均可看到 。 铅唱锌与重晶石 、 萤石等也可 以在同一矿床密切共生 。 在世界一些地区 ,如美国 密西西比河流域 ,爱尔兰 、 前苏联中亚等 ,它们的 相互空间关系早已引起人们的注目 。 在这方面 ,我 国的规律与其他地区类似 。 2) 中国具有世界上最古老的铅唱锌矿床 山 西西榆皮矿床 。 在铜 、 锌 、 铅的成矿作用中 ,铜矿床和铜唱锌 矿床形成最早 ,在太古宙绿岩带中已有它们的出 现 ,如我国辽宁红透山铜唱锌矿床和加拿大 Abitibi 带中的一些铜和铜唱锌矿床 。 但铅唱锌矿床 、 铜唱铅唱 锌矿床或铅矿床 ,即铅具有工业价值的单一或综合 矿床 ,则只是在 1 800 ~ 2 000 Ma 之后 ,即古 、 中 元古代分界线之后才开始出现 。 如世界上储量最大 的铅唱锌矿床 ,澳大利亚的 Broken Hill ,是 1 700 Ma 前形成的 , Mt畅Isa 和 Mc Ar Thur River 是 1 300 ~ 1 700 Ma 形成的 。 我国绝大多数铅唱锌矿床 也是中元古代之后才形成的 。 如狼山诸矿床 (甲生 7 铅 锌 矿 床 盘 、 霍各乞等) ,辽东吉南产于辽河群中的铅唱锌矿 床 (荒沟山 、 坨沟等) ,滇东昆阳群中的一些铅唱锌 矿化等 ,它们都具有单阶段演化的正常铅的特点 , 模式年龄落入 1 300 ~ 1 700 Ma 范围 。 可以认为 , 在世界范围内 ,铅形成有工业意义的单一或综合矿 床是 1 800 ~ 2 000 Ma 以后的事 。 但是 ,西榆皮矿床形成较早 ,它产于太古宇界 河口群中 ,铅同位素组成具单阶段演化正常铅特 点 ,模式年龄为 2 200 Ma 左右 ,是古元古代成矿 的 。 我国北方之所以发育早于世界其他地区的铅矿 床或铅唱锌矿床 ,可能与这一地区在漫长的太古宙 和古元古代曾经发生多次变质和混合岩化作用有 关 。 经过这些作用 ,早期呈分散状态的铅可以富集 成矿 。 事实上 ,西榆皮就是一个沉积唱变质唱混合岩 化矿床 。 3) 中 、 新生代地壳运动给中国铅唱锌的成矿带 来重大影响 。 前已述及 ,我国不同地质时代都有铅 唱锌矿床 (或二者之一) 的分布 。 并且还讨论了我 国铅唱锌矿床随时间 (即地质时代) 的演化 。 中 、 新生代时 ,我国东部地区地壳运动频繁而 剧烈 ,表现为多期次 、 大面积的花岗岩类的侵入及 火山活动和各种形式的构造变形 (断裂 、 褶皱 、 破 碎带的发育等)。 这些不能不给我国东部 ,特别是 东南部的铅唱锌成矿作用带来强烈的影响 。 首先 ,我国东部花岗岩型 、 夕卡岩型 、 斑岩型 和陆相火山岩型铅唱锌矿床绝大部分是中新生代产 物 。 有的花岗岩型矿床产于加里东期花岗岩体内 , 但铅唱锌成矿却在中新生代完成 (如广西张公岭矿 床)。 这种情况和我国南方花岗岩型铀矿床十分类 似 。 后者可赋存于前寒武纪 、 早古生代和中生代早 期的花岗岩内外接触带中 ,但铀的成矿却大部分落 在晚中生代和早第三纪 ,即成矿和成岩有较大时 差 。 新华和张公岭 2 个花岗岩型铅唱锌矿床的成矿 机制也颇类似于花岗岩型铀矿床 ,即由地下热水活 化淋滤早已固结于岩体内呈分散状态的铅唱锌及其 他成矿物质 ,之后在断裂处富集而成矿 。 我国东部与岩浆或火山活动没有明显联系的铅 唱锌矿床其中也有一些是中新生代形成的 。 一个明 显实例是柴河矿床 。 矿床主体赋存于震旦系高于庄 组白云岩中 ,但部分矿脉穿过了上覆的侏罗系 ,显 然是侏罗纪后成矿的 。 有意思的是这个矿床方铅矿 具老铅性质 ,模式年龄在 2 000 Ma 左右 。 这也说 明了并
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