湖南宝山铜铅锌多金属矿床成矿元素分带特征及地质意义
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湖南宝山铜铅锌多金属矿床成矿元素分带特征及地质意义齐钒宇;张志;祝新友;李永胜;甄世民;公凡影;巩小栋【摘要】宝山铜铅锌多金属矿床位于我国南岭成矿带中段北缘,该矿床具有明显的水平分带性,即以花岗闪长斑岩为中心的铜钼矿化,周边是铅锌银矿化.成矿元素比值在垂向上也具有明显的分带性.Cu/Mo比值在花岗闪长斑岩岩体中呈现低值,在岩体上盘夕卡岩中值较高.Pb/Zn比值在宝山北部脉状矿体呈现下部比值低,向上比值逐步增高的特点.在宝山西部矿体中,一部分为下部比值高,上部比值低;另一部分为下部比值低,上部比值高,可能是由于测水组砂页岩盖层的影响,成矿热液部分被阻挡反向,向下运移成矿.推测宝山铜铅锌多金属矿床成矿热液运移主要通道为断裂构造,夕卡岩期成矿热液沿F0断层上涌,硫化物期成矿热液沿F21、F25等断层上涌.宝山铜铅锌多金属矿床以铜钼矿与铅锌银矿为两个中心,表现为两个控矿构造,进而推测宝山铜铅锌多金属矿床铜钼矿与铅锌银矿形成于两个阶段.%The Baoshan Cu-Pb-Zn polymetallic deposit located in the central Nanling mineralization zone,is an important polymetallic deposit type.The Baoshan deposit has obvious horizontal mineralization zoning,i.e.,Cu-Mo mineralization in the center of porphyritic granodiorite intursion to Pb-Zn-Ag mineralization in the periphery area.Also,there is obvious vertical zoning of ore-forming element ratio.The Cu/Mo ratio is low within granodiorite porphyry and extremely high in endoskarn,the hanging wall of the intrusion.The Pb/Zn ratio is low in the lower part and increasing higher in the upper part of vein ore bodies in the northern area.However,in the western mining area,the distribution of Pb/Zn ratio varied in vein ore bodies,i.e.,the ratio is low in the lower part of some vein bodies and high in the lower part withinother vein ore bodies,which can be explained by the cover effect of sandstone shale of Ceshui formation that blocked the ore-forming fluid upward and forced to move downward and deposited in the bottom part.Thus,it was inferred that the fault structure is the main movement channel of ore-forming hydrothermal fluid.During the skarn metallogenic period,the ore-bearing hydrothermal solution rises through the F0 fault while through F21 and F~ faults in the sulfurization period.Therefore,there are two mineralization centers in the deposit area,i.e.,Cu-Mo mineralization center and Pb-Zn-Ag mineralization center which were controlled by different structures.So there are two periods of mineralization,i.e.,Cu-Mo mineralization and Pb-Zn-Ag mineralization periods.【期刊名称】《矿产勘查》【年(卷),期】2017(008)003【总页数】8页(P358-365)【关键词】成矿元素;宝山;铜铅锌多金属矿;湖南【作者】齐钒宇;张志;祝新友;李永胜;甄世民;公凡影;巩小栋【作者单位】中国地质调查局发展研究中心,北京100037;全国地质资料馆,北京100037;中国地质调查局发展研究中心,北京100037;北京矿产地质研究院,北京100012;中国地质调查局发展研究中心,北京100037;国土资源部矿产勘查技术指导中心,北京100120;中国地质调查局发展研究中心,北京100037;国土资源部矿产勘查技术指导中心,北京100120;中国地质调查局发展研究中心,北京100037;国土资源部矿产勘查技术指导中心,北京100120;中国地质调查局成都地质调查中心,成都610081【正文语种】中文【中图分类】P618.41;P618.42;P618.43元素分带是研究成矿热液运移的重要手段之一。
在成矿过程中,成矿热液从地壳下部向上运动,沿着断层或者裂隙运移。
在运移过程中,成矿热液的物理化学条件也在不断变化,不同元素由于自身物理化学性质的不同,在不同的物理化学条件下结晶析出。
因此,矿床中各种成矿元素含量是随着空间位置的不同而变化着。
所以,研究各种元素比值的分带性可以在某方面反映出成矿期的物理化学条件。
元素分带的宏观表现是矿化分带。
目前,已有不少类型矿床的矿化分带特征得到了较为深入的研究,如斑岩型铜钼金矿床,夕卡岩型矿床等。
这些类型矿床的矿化分带现象不仅精细地反映了矿床的矿化结构,为找矿勘查模型的建立提供了重要依据,同时也指示了成矿流体的迁移轨迹和演化路径,揭示了成矿热液中成矿元素的堆积过程及沉淀机制,极大地提高了人们对于矿床形成过程的理解。
我国的南岭地区也发育有大量的脉状多金属矿床,其成矿元素组合主要为铅—锌—(银)—(金)—(铜)—(钨)—(锡)—(钼)—(铋)等,典型矿床如黄沙坪铅锌钨钼多金属矿床、水口山铅锌金银多金属矿床等。
和宝山多金属矿床一样,这些多金属矿床具有重要的共同特征:具有明显的分带现象。
前苏联地质学家在研究前苏联铅锌矿床时,根据铅锌比值确定了含矿溶液的运移方向。
由于Zn的稳定性小,先结晶析出;Pb的稳定性较大,则后结晶析出。
因此,在成矿过程中前缘相对富集Pb而贫Zn[1]。
曾庆丰认为矿液在运移过程中,随着物理化学条件的改变,在不同地段析出不同的组分和形成品位不均的矿石[2]。
因此,矿体中诸元素的地球化学行为、性状、晶出的顺序和矿物共生组合等方面的特征,必然会反映出成矿过程中矿液运移的情况,并利用WO3/Sn、Pb/Zn分带性来反应成矿热液运移的方向。
朱上庆等[3]在研究金顶铅锌矿床的元素分带时,测试了3个钻孔样品主要成矿元素Fe、Pb、Zn、Cu、Cd、Mo含量,计算各个钻孔各元素的平均值及相互比值,最终对各元素排序,即元素分带为:(Zn、Mo)→Fe→Cd→(Pb、Cu)。
本文对宝山铜铅锌多金属矿床典型勘探线165线上钻孔数据分析,通过其元素比值分带性来确定成矿中心、成矿热液运移通道。
宝山铜铅锌多金属矿床位于南岭成矿带中段北缘,扬子板块与华夏板块交接部位(图1A)。
两大板块的边界呈SW-NE走向,沿资兴—郴州—临武深大断裂展布[4]。
该断裂带是湘南一条重要的成岩—成矿带,形成了一个包括两大成矿系统的矿集区(图1B)。
一类是以黄沙坪、骑田岭等花岗质岩浆所形成的钨锡多金属矿床;另一类是以宝山、水口山等花岗闪长质岩浆所形成的铜、铅锌、金多金属矿床[5]。
宝山矿区出露地层有泥盆系和石炭系。
泥盆系锡矿山组分布于矿区东部;石炭系石磴子组、测水组、梓门桥组为主要赋矿围岩,其中石磴子组主要岩性为灰岩,测水组为砂页岩,梓门桥组为白云岩。
宝山矿区的岩浆岩均为燕山早期超浅成中酸性小岩体,成岩年龄为158~173.3Ma[7-9]。
岩石类型以花岗闪长斑岩为主,并伴有少量的花岗斑岩。
成矿花岗闪长斑岩为隐伏于宝岭倒转背斜中的花岗闪长斑岩脉,蚀变强烈。
北部花岗闪长斑岩无蚀变和矿化,是成矿热液的阻挡层,铅锌矿体分布于岩体上下盘。
南西沿岩体轻微蚀变,整个岩体具钾长石化。
北部花岗闪长岩岩体与南西部花岗闪长斑岩岩体是成矿后期岩浆活动的产物。
宝山铜铅锌多金属矿床的构造背景比较复杂。
区内构造主要形成于印支—燕山期,由一系列的倒转背、向斜及压性、压扭性断裂构造所构成。
矿区主构造线方向为北东—南西。
后期横断层F3将矿区划分为南北两区(图2)。
矿区断裂根据其走向可分为北东向和北西向。
北东向断裂多为早期形成的压扭性走向逆冲断层,主要有F21、F0、F1等;北西向断裂为晚期形成的横向平移—旋转张扭性正断层,该组断裂多倾向北东,少数倾向南西,主要有F3、F4、F5等。
其中北东向断裂与成矿较密切。
F0断层位于矿区东南部,地表从宝岭倒转背斜的正常翼上通过,为成矿期压扭性逆断层。
断层破碎带主要由砂、页岩碎块,千枚岩炭质岩胶结而成。
破碎带中普遍见辉钼矿化,局部地段见透镜状铜钼、铅锌矿体。
矿区中部铜钼矿体主要赋存在F0的下盘。
F25断层位于宝山北部财神庙铅锌银矿床内,为成矿期张扭性正断层。
断层破碎带主要由破碎角砾岩组成,局部地段见透镜状、囊状铅锌矿体。
F25为宝山北部铅锌银矿床的容矿构造。
F21断层位于牛心倒转背斜与牛心倒转向斜之间。
断层破碎带主要由砂页岩、灰岩、白云岩炭质物胶结而成。
破碎带中普遍见黄铁铅锌矿化。
宝山西区铅锌矿体主要赋存在F21断层破碎带中,F21为西部铅锌银矿床容矿构造。
F21断层破碎带是成矿的有利位置,其成矿矿体厚度与矿体品位是与F21断层张开宽度成正比的(图3)。
宝山中区为中型铜钼矿床,矿体主要赋存于宝山中区夕卡岩中,呈脉状产出;宝山西区、北区、东区为大型铅锌银矿床。
宝山铜铅锌多金属矿床具有明显的水平矿化分带性,中部为高温铜钼多金属矿化,周边为中低温铅锌银矿化。