彭能立，劉　偉，梁恩云，劉庚寅，袁　甫，熊　苗，黃樂清

(湖南省地質(zhì)調(diào)查院，長沙 410016)

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湘西地區(qū)北洛塔和花垣鉛鋅礦田對比研究

彭能立，劉偉，梁恩云，劉庚寅，袁甫，熊苗，黃樂清

(湖南省地質(zhì)調(diào)查院，長沙 410016)

摘要：洛塔礦田和花垣礦田是湘西北成礦帶鉛鋅儲量較大的兩個礦田。文章以洛塔礦田和花垣礦田為研究對象，在前人研究的基礎(chǔ)上，從成礦地質(zhì)構(gòu)造背景、礦床地質(zhì)特征、地球化學特征、控礦規(guī)律、礦床成因等方面對兩大鉛鋅礦田進行對比研究，發(fā)現(xiàn)兩礦田在諸多方面存在差異。洛塔礦田鉛鋅成礦時代為中泥盆世，花垣礦田鉛鋅成礦時代為早泥盆世，屬于上揚子地臺東南緣伸展拉張環(huán)境下在湘西北地區(qū)不同時期不同地段深大斷裂活動的產(chǎn)物；構(gòu)造是兩礦田內(nèi)最重要的控礦要素，巖相、巖性控礦實質(zhì)上巖石孔隙和裂隙系統(tǒng)控礦，也是構(gòu)造控礦的一種體現(xiàn)。區(qū)內(nèi)的找礦工作應該沿著控礦構(gòu)造+有利地層巖性組合的思路進行。

關(guān)鍵詞：洛塔鉛鋅礦；花垣鉛鋅礦；地質(zhì)特征；地球化學特征；控礦規(guī)律；礦床成因；湖南省

0引言

湘西北鉛鋅成礦帶由北至南分布有洛塔、保靖、花垣和鳳凰4個鉛鋅礦田[1-2]，其中洛塔礦田和花垣礦田是該成礦帶鉛鋅儲量較大的兩大礦田。目前湘西北地區(qū)已發(fā)現(xiàn)的鉛鋅礦床(點)主要分布在這兩大礦田內(nèi)，因此，近年來湘西北地區(qū)的鉛鋅找礦勘查和研究工作著重在洛塔礦田和花垣礦田內(nèi)開展。

湘西北地區(qū)鉛鋅礦床的整體勘查程度較低，基礎(chǔ)地質(zhì)方面的工作較多，單一礦床的研究較多，而對區(qū)域性鉛鋅成礦作用的認識較淺，找礦工作一直在探索中前進，因此，弄清楚其區(qū)內(nèi)鉛鋅礦床的成因?qū)υ搮^(qū)找礦尤為重要。

關(guān)于湘西北地區(qū)鉛鋅礦床成因問題的認識有多種觀點，主要傾向MVT型[2-9]和沉積改造型[10-12]兩種，少數(shù)學者提出屬于熱水沉積—生物成礦作用礦床范疇[13]和盆源熱液礦床范疇[14]，另有部分學者和單位將其命名為“揚子型”[15-16]。隨著研究的深入，學者們更傾向于MVT型，但又發(fā)現(xiàn)湘西北地區(qū)鉛鋅礦床與典型的MVT礦床有一定差異，如礦質(zhì)來源、成礦時代和成礦模式等方面有較大的差異。

近兩年來，作者一直致力于湘西北地區(qū)的區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查工作，工作范圍涉及洛塔和花垣鉛鋅礦田，本文將以洛塔礦田和花垣礦田為研究對象，從成礦地質(zhì)背景、礦床地質(zhì)特征、地球化學特征、控礦規(guī)律及礦床成因等方面對兩大鉛鋅礦田進行對比研究，力圖對區(qū)內(nèi)找礦工作有所幫助。

1成礦地質(zhì)背景

研究區(qū)位于上揚子地塊東南邊緣與江南地塊的過渡帶上(圖1a)。區(qū)內(nèi)地殼構(gòu)造運動經(jīng)歷了武陵期、雪峰至加里東期、海西期、印支至燕山期四個大的發(fā)展階段，因而區(qū)內(nèi)褶皺、斷裂構(gòu)造發(fā)育，但地層之間沒有明顯的角度不整合關(guān)系。區(qū)域構(gòu)造線方向由NNE向往NE向逐漸偏轉(zhuǎn)，構(gòu)成了湘西弧形構(gòu)造帶(圖1b)。

區(qū)域地層為一套沉積巖—淺變質(zhì)的沉積巖，除缺失石炭系、侏羅系、第三系外，自元古界板溪群至第四系均有分布。其中，寒武系、奧陶系發(fā)育最為完整，分布最廣泛；白堊系、第四系為陸相沉積地層，其余均為海相沉積地層。以茶洞—花垣—保靖—張家界深大斷裂為界，南東側(cè)主要分布元古界和古生界地層，為斜坡相沉積巖分布區(qū)；北西側(cè)主要分布古生界和中生界地層，為臺地相沉積巖分布區(qū)。受區(qū)域構(gòu)造控制，地層呈NNE—NE向展布(見圖1b)。

區(qū)內(nèi)巖漿活動較弱，僅在古丈—吉首斷裂帶上的古丈龍鼻咀分布有面積約4 km2、呈NE向展布的雪峰期基性-超基性淺成輝綠巖體出露，呈巖床或巖盆形態(tài)整合產(chǎn)于板溪群地層中，與區(qū)域成礦物源有一定的聯(lián)系[1]。

圖1　湘西北鉛鋅礦帶區(qū)域構(gòu)造簡圖(據(jù)文獻[19]修編)Fig.1　Regional tectonic sketch of thenorthwest Hunan lead-zinc ore belt1.礦田范圍及編號；2.向斜及編號；3.背斜及編號；4.平移斷層即編號；5.正斷層及編號；6.逆斷層及編號；7.北區(qū)臺地相；8.南區(qū)斜坡相；9.鉛鋅礦床(點)；10.省界；F1.二坪斷層；F2.洗洛斷層；F3.紅巖溪斷層；F4.鹽井斷層；F5.大農(nóng)車斷層；F6.花垣—張家界斷層；F7.麻栗場斷層；F8.古丈—吉首斷層；F9.烏巢河斷層；①二坪背斜；②洛塔背斜；③紅巖溪背斜；④馬蹄寨向斜；⑤鹽井背斜；⑥萬坪向斜；⑦窩云界背斜；⑧桑植向斜；⑨八面山向斜；⑩排碧向斜；萬巖背斜；卡西湖背斜；摩天嶺背斜；鳳凰復背斜；Ⅰ.洛塔鉛鋅礦田；Ⅱ.花垣鉛鋅礦田；Ⅲ.保靖礦田；Ⅳ.鳳凰礦田

2礦床地質(zhì)特征對比

2.1含礦巖系

洛塔鉛鋅礦田位于花垣—張家界斷裂之北面，礦田內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的鉛鋅礦床(點)主要分布在礦田內(nèi)的二坪背斜、紅巖溪背斜、鹽井背斜核部。洛塔鉛鋅礦田的賦礦層位跨越寒武系和奧陶系，除奧陶系牯牛潭組以外，從寒武系婁山關(guān)組至奧陶系桐梓組、紅花園組、大灣組、寶塔組均有鉛鋅礦化現(xiàn)象，其中奧陶系桐梓組和紅花園組是本礦田主要的賦礦層位。桐梓組(O1t)巖性主要為白云質(zhì)粉晶灰?guī)r，泥晶灰?guī)r、砂屑亮晶灰?guī)r；頂部為砂屑亮晶灰?guī)r夾頁巖。紅花園組(O2h)巖性較為穩(wěn)定，主要為粉晶灰?guī)r、生物屑亮晶灰?guī)r、瘤狀灰?guī)r、泥晶灰?guī)r、泥質(zhì)條帶亮晶灰?guī)r。鉛鋅礦化主要分布在上述基本不含泥質(zhì)、質(zhì)純性脆、孔隙度高、易于破碎、有利于礦液滲透和沉淀[2-3,5,13,17]的亮晶砂屑灰?guī)r、(云質(zhì))粉晶灰?guī)r、生物屑亮晶灰?guī)r中；其顯示出水動力較強的開闊臺地生物灘、高能潮坪相沉積特征[5,13,17]。

花垣鉛鋅礦田分布在花垣—張家界斷裂和麻栗場斷裂的交匯處附近，其賦礦層位單一，為下寒武統(tǒng)清虛洞組；鉛鋅礦化主要分布在清虛洞組上部的灰—淺灰色塊狀藻(礁)灰?guī)r中，少數(shù)分布在其上覆的淺灰色厚層狀亮晶砂屑—鮞?！诵问?guī)r的下部。一般容礦層藻灰?guī)r厚度越大，越有利于成礦，礦體具有多層性，大的礦體多產(chǎn)于藻(礁)灰?guī)r的底部，次為上部[2]；藻(礁)愈發(fā)育，礦愈好[5]，本組為穩(wěn)定陸表淺海環(huán)境下的碳酸鹽臺緣礁和礁灘相沉積[3,5,11,18]。陳明輝等[11]對該類礦化藻灰?guī)r進行了巖石化學分析，發(fā)現(xiàn)其系質(zhì)地純凈的塊狀灰?guī)r，所含方解石含量一般達98%，該類巖石化學性質(zhì)活潑，巖石原生孔隙及次生裂隙均較發(fā)育，有利于礦液滲透和充填交代。

可以看出，兩礦田內(nèi)礦床的空間分布受區(qū)域構(gòu)造格架和巖相古地理條件控制；在賦礦地層層位上，花垣礦田的賦礦層位單一，洛塔礦田的賦礦層位多且高。

2.2控礦構(gòu)造

在洛塔礦田中，二坪、紅巖溪、鹽井三個NE向背斜控制了礦床(點)的分布，區(qū)域性二坪斷裂、洗洛斷裂、紅巖溪斷裂等是礦田內(nèi)的導礦斷裂[1]，背斜核部的層間剝離虛脫空間、兩翼的層間滑動構(gòu)造、層間破碎帶、背斜軸部附近的小斷裂及節(jié)理密集帶，都是礦田內(nèi)有利的容礦構(gòu)造[3,7,20]。

在花垣礦田中，保靖—花垣斷裂南東側(cè)藻礁相內(nèi)的NE向Ⅰ級短軸背斜、穹窿是主要的控礦構(gòu)造，區(qū)域性NNE向麻栗場斷裂和NE向保靖—花垣斷裂是礦田內(nèi)的主要導礦構(gòu)造[3]，儲礦層內(nèi)的裂隙系統(tǒng)，包括擴張的縫合線、藻腐孔、粒間孔隙或晶隙、孔洞、構(gòu)造裂隙等都是礦田內(nèi)有利的容礦構(gòu)造[2,7]。

2.3礦體形態(tài)、產(chǎn)狀及規(guī)模

綜合前人資料發(fā)現(xiàn)，兩礦田內(nèi)的鉛鋅礦體的形態(tài)、產(chǎn)狀及規(guī)模較為相似。礦體形態(tài)均以似層狀為主，脈狀次之。似層狀礦體大致順層產(chǎn)出，產(chǎn)狀與圍巖基本一致；脈狀礦體一般呈在容礦層中大多呈高角度斜交穿層產(chǎn)出。脈狀礦體規(guī)模一般小于似層狀礦體，但脈狀礦體的品位一般大于似層狀礦體。

洛塔礦田內(nèi)礦體以鉛為主，或以鋅為主，亦有鉛鋅共生者；平均品位值w(Pb+Zn)=2%～12%，最高15.1%?；ㄔV田內(nèi)礦體以鋅為主，鉛次之；平均品位值w(Pb+Zn)=1.06%～5.48%[1]。二者相比，洛塔礦田內(nèi)的鉛鋅礦床平均品位w(Pb+Zn)值高一些，這可能是受構(gòu)造控礦的影響所致。

2.4礦石組成及組構(gòu)

洛塔礦田內(nèi)礦體按礦石氧化程度把礦石劃分為硫化礦石與氧化礦石兩個自然類型；礦體地表及淺部普遍以氧化礦石為主，深部主要為硫化礦石。氧化礦石的主要礦石礦物為菱鋅礦、異極礦及白鉛礦，少量的水鋅礦、硅鋅礦、褐鐵礦；硫化礦石中的主要礦石礦物為閃鋅礦、方鉛礦，少量的黃鐵礦。脈石礦物主要為石英、方解石和白云石，次為粘土礦物等。礦石結(jié)構(gòu)主要有半自形—他形晶粒狀結(jié)構(gòu)，交代結(jié)構(gòu)及包含結(jié)構(gòu)等；礦石構(gòu)造主要為浸染狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造、致密塊狀構(gòu)造，以及細脈狀構(gòu)造和角礫狀構(gòu)造等。

花垣礦田內(nèi)礦體氧化帶不發(fā)育，氧化礦石量少而分布局限，以硫化礦石為主。礦石礦物成分簡單，以閃鋅礦為主，次為方鉛礦、黃鐵礦。脈石礦物主要為方解石，次為白云石，少量的重晶石、石英。礦石結(jié)構(gòu)主要有半自形—他形粒狀結(jié)構(gòu)，交代結(jié)構(gòu)，次為草莓狀結(jié)構(gòu)；礦石構(gòu)造主要有浸染狀構(gòu)造、斑點狀構(gòu)造、網(wǎng)脈狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造，次為致密塊狀構(gòu)造、細脈狀構(gòu)造、蜂窩狀構(gòu)造。

2.5圍巖蝕變

洛塔礦田圍巖蝕變類型以硅化為主，其次為方解石化、白云巖化、黃鐵礦化、褪色化等。其中，硅化是該礦田內(nèi)最直接的找礦標志。鉛鋅礦化大都分布在含礦硅化蝕變灰?guī)r體內(nèi)(圖2a)，多呈似層狀、脈狀、透鏡體狀沿地層斷續(xù)分布。根據(jù)硅化巖的成因?qū)⑵浯笾路譃閮深悾阂活悶槌练e-成巖的產(chǎn)物，所謂“不含礦硅化巖”；另一類為區(qū)域性成礦流體沿一定的巖層或構(gòu)造帶運移并進行水-巖反應形成的微晶石英巖(脈)體，系充填交代(硅化)蝕變巖(圖2b)，稱為“含礦硅化巖”。 陳明輝等[13]對這類“含礦硅化巖”進行了巖石化學分析，結(jié)果顯示其具有高SiO2含量，低Al2O3、TiO2、MgO的特點，并根據(jù)現(xiàn)代溫泉和海底熱泉資料[21]，指出組成該類硅質(zhì)巖的硅質(zhì)礦物主要來源于熱水，且是在離大陸較近的邊緣淺海環(huán)境中沉積的。

花垣礦田圍巖蝕變類型以方解石化為主，次為白云巖化、黃鐵礦化、重晶石化、瀝青化、褪色化等。其中，以方解石化、黃鐵礦化及重晶石化與礦田內(nèi)成礦關(guān)系最為密切，黃鐵礦化與重晶石化發(fā)育的地方往往是相對富礦產(chǎn)出的部位。方解石化在礦田內(nèi)分布最廣，出現(xiàn)頻率最高，是最要的一種蝕變類型，大致可劃分為成礦前—成礦期方解石脈與成礦后方解石脈兩大類。成礦前—成礦期方解石脈與成礦關(guān)系密切，其屬于交代成因且大致順層的網(wǎng)脈狀、斑點狀、斑塊狀乳白色方解石集合體(圖2c)，在其邊緣常見鉛鋅礦化分布(圖2d)；另為高角度含礦方解石細脈，常成組出現(xiàn)，且相互有交叉，局部形成團塊狀方解石脈，顯張性特征，一般沿張節(jié)理或張性斷裂破碎帶產(chǎn)出。成礦后方解石脈一般為乳白色方解石細脈，以高角度者多見，一般切割含礦脈石；成礦后方解石脈不含礦，礦田內(nèi)分布普遍。

圖2　兩大礦田圍巖蝕變及礦石特征照片F(xiàn)ig.2　Photos of characteristics of wall-rock alteration andore in Luota and Huayuan lead-zinc ore fieldsa.硅化灰?guī)r中的方鉛礦脈；b.石英脈體中的斑雜狀方鉛礦；c.藻灰?guī)r中的斑點狀方解石及閃鋅礦特征(閃鋅礦呈淺黃色，方解石呈灰白色)；d.沿方解石脈(斑塊)邊緣呈同心環(huán)狀分布的鉛鋅礦化，同心環(huán)由內(nèi)而外分別為方解石→閃鋅礦→方鉛礦→黃鐵礦

3地球化學特征對比

3.1同位素地球化學

隨著研究的深入，為了探索成礦物質(zhì)來源，有關(guān)研究者對洛塔礦田和花垣礦田內(nèi)的鉛鋅礦床進行了大量的硫同位素、鉛同位素、碳、氧同位素地球化學研究工作。這些同位素地球化學研究成果為洛塔礦田與花垣礦田的同位素地球化學特征對比提供了條件。

(1)硫同位素

對洛塔礦田內(nèi)鉛鋅礦床已發(fā)表的鉛鋅礦石S同位素數(shù)據(jù)[1,5-6,13,22-23]進行統(tǒng)計后發(fā)現(xiàn)，洛塔礦田內(nèi)的鉛鋅礦石的δ34S值介于9.5×10-3～18.4×10-3之間，平均值為13.17×10-3(34件)，極差小，具有相對集中富集重硫的海水硫酸鹽同位素組成特征，反映硫來源于同沉積的碳酸鹽巖地層(奧陶系容礦地層及下伏地層)中的海水硫酸鹽。

對花垣礦田內(nèi)鉛鋅礦床已發(fā)表的鉛鋅礦石S同位素數(shù)據(jù)[1,9-10,23]進行統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，花垣礦田內(nèi)的鉛鋅礦石的δ34S值介于23.96×10-3～33.5×10-3之間，平均值為28.56×10-3(46件)，極差小，具有相對集中富集重硫的海水硫酸鹽同位素組成特征，反映硫來源于賦礦地層——寒武系碳酸鹽巖層中的海水硫酸鹽成份。

對比發(fā)現(xiàn)，花垣礦田的δ34S值比洛塔礦田的δ34S值高。

(2)鉛同位素

洛塔礦田內(nèi)已發(fā)表的礦石Pb同位素數(shù)據(jù)[1,5,13,17,23]顯示，鉛來源具殼?；旌香U性質(zhì)，主要來源于造山帶，少量來自上地幔，表明鉛主要來自容礦地層本身，兼有下伏地層鉛源[13]。

花垣礦田內(nèi)已發(fā)表的礦石Pb同位素數(shù)據(jù)[1,7-8,10-11,23]顯示，鉛來源是多源的，數(shù)據(jù)投影點在上地殼、造山帶、地幔、下地殼4條演化線上下均有分布，以幔源鉛為主，造山帶鉛次之。

(3)碳、氧同位素

洛塔礦田鉛鋅礦碳酸鹽圍巖的δ13CPDB均值為-0.15×10-3，δ18OSMOW均值為20.21×10-3；花垣礦田鉛鋅礦碳酸鹽圍巖的δ13CPDB均值為0.38×10-3，δ18OSMOW均值為21.78×10-3[24]；碳酸鹽圍巖C、O同位素組成投點主要落在海相碳酸鹽巖的范圍。因此，兩礦田內(nèi)未蝕變碳酸鹽圍巖均為典型的海相沉積成因碳酸鹽巖。

統(tǒng)計資料[8,10,13,17,20,24-25]發(fā)現(xiàn)，相比圍巖，兩礦田鉛鋅礦(化)體的δ13C略有降低，δ18O有明顯的降低；表明成礦流體與灰?guī)r之間長期而緩慢地進行了水-巖同位素交換，即成礦流體與圍巖的水-巖反應是導致成礦期成礦物質(zhì)沉淀的主要機制[4,24]。

3.2流體包裹體地球化學

此外，兩礦田鉛鋅礦還常伴有瀝青化、成礦流體礦物包裹體中普遍含有烷類有機化合物(CH4)，它們起到還原劑作用[27-30]，為成礦提供充足的還原硫。

上述對比發(fā)現(xiàn)，洛塔礦田成礦流體的溫度、鹽度均比要花垣礦田低，成礦流體是以下滲的大氣降水為主要成分的多源低溫流體[4,13]，具有鹵水及油田水特征；花垣礦田成礦流體是以地層水為主要成分的多源低溫流體[8,10,25,28]，具有鹵水及油田水特點。

3.3成礦年代學

由于鉛鋅礦床定年方法的局限性，湘西北成礦帶鉛鋅礦床的成礦時代一直是困擾研究者的一大難題，多在不得已而采用普通鉛模式年齡來討論問題，不免會造成一定的誤解。近年來，閃鋅礦Rb-Sr等時線定年法技術(shù)日漸成熟，該方法已經(jīng)證明是一種測定MVT型鉛鋅礦床礦化年齡最直接有效的方法[31-35]。因此，湘西北成礦帶鉛鋅礦床的閃鋅礦Rb-Sr等時線年齡陸續(xù)見有報導[19,36]。

洛塔礦田唐家寨礦床閃鋅礦Rb-Sr等時線年齡為379 Ma±4 Ma，顯示礦床形成于中泥盆世[19]。唐家寨礦床鉛鋅礦體賦存于奧陶系紅花園組硅化灰?guī)r地層中，礦床成礦特征如賦礦層位、礦體特征、礦石成分及結(jié)構(gòu)構(gòu)造、圍巖蝕變等方面與礦田內(nèi)其他鉛鋅礦床相似。因此，可以認為唐家寨鉛鋅礦床的成礦年齡對于整個洛塔礦田的鉛鋅成礦時代具有約束意義，即洛塔礦田的鉛鋅成礦時代為中泥盆世。

段其發(fā)等[36]測得花垣礦田獅子山鉛鋅礦床閃鋅礦Rb-Sr等時線年齡為410 Ma±12 Ma，表明此礦床形成于早泥盆世時期。獅子山鉛鋅礦床是花垣礦田內(nèi)一個大型的鉛鋅礦，其礦床地質(zhì)特征，成礦地質(zhì)背景、成礦條件等都與花垣礦田內(nèi)其他鉛鋅礦床具有相似性。因此，可以認為獅子山鉛鋅礦床的成礦年齡對于整個花垣礦田的鉛鋅成礦時代具有同樣的約束意義，即花垣礦田的鉛鋅成礦時代為早泥盆世。此成礦年齡與黔東南地區(qū)的金礦成礦時代[37]和雪峰山地區(qū)大部分金礦成礦時代[38-39]基本一致。

表1　洛塔鉛鋅礦田與花垣鉛鋅礦田成礦地質(zhì)特征對比

綜上所述，洛塔礦田與花垣礦田成礦地質(zhì)特征對比，如表1所述。兩礦田在賦礦層位及沉積環(huán)境、容礦構(gòu)造、圍巖蝕變、成礦物質(zhì)來源、成礦流體來源及性質(zhì)、成礦流體的溫度和鹽度、成礦時代等方面存在較大的差異。

4控礦規(guī)律及成因探討

4.1控礦規(guī)律

(1)地層控礦

花垣礦田的賦礦層位單一、圍巖巖性簡單，鉛鋅礦體嚴格受下寒武統(tǒng)清虛洞組藻礁灰?guī)r這一特殊層位控制，礦化與方解石化、黃鐵礦化及重晶石化關(guān)系密切。而洛塔礦田鉛鋅礦體雖主要分布在奧陶系桐梓組、紅花園組，但在寒武系婁山關(guān)組、奧陶系大灣組、寶塔組等地層中均有礦體產(chǎn)出，礦體的產(chǎn)出大多受硅化蝕變體的控制，且圍巖巖性相對豐富，包括白云巖、生物屑灰?guī)r、粒(砂)屑灰?guī)r、粉(亮)晶灰?guī)r、泥晶灰?guī)r等。相比而言，花垣礦田的層控性更為明顯，而洛塔礦田的構(gòu)造控礦性更為明顯。因此，在花垣礦田內(nèi)人們更注重根據(jù)巖相、巖性標志來找礦，而在洛塔礦田內(nèi)更注重根據(jù)礦床控礦構(gòu)造和圍巖蝕變(硅化)來找礦，而且效果較佳。

區(qū)域上的保靖礦田賦礦層位既有寒武系清虛洞組藻礁灰?guī)r，又有奧陶系紅花園組生物屑灰?guī)r；鳳凰礦田賦礦層位為寒武系敖溪組底部，主要巖性為粉晶白云巖，屬斜坡相[3-4]。由此可見，巖相的變遷對湘西北地區(qū)鉛鋅成礦并沒有嚴格的控制作用，不同巖相可以在同一地區(qū)、同一時代成礦[40]。

綜觀洛塔礦田和花垣礦田含礦巖系及沉積特征，兩礦田含礦巖系巖石的物理化學性質(zhì)活潑，巖石性脆，原生孔隙及次生裂隙均較發(fā)育，孔隙度高、滲透性好，這為礦液的流通和沉淀成礦提供了有利的空間[11,41]。

(2)構(gòu)造控礦

對整個湘西北鉛鋅成礦帶上的似層狀、脈狀礦體進行統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，脈狀礦體的鉛鋅品位w(Pb+Zn)值一般大于似層狀礦體的鉛鋅品位w(Pb+Zn)值[1]，且脈狀礦體一般呈高角度斜交賦礦層位產(chǎn)出，并可穿層，說明構(gòu)造裂隙成礦作用明顯強于順層成礦作用[40]。上述表明，外來成礦熱液以充填作用在空間較大的裂隙中沉淀形成富礦，以脈狀產(chǎn)出；在構(gòu)造裂隙相對較不發(fā)育的含礦巖系內(nèi)則以滲透、交代作用在含礦巖系的原生孔隙和次生孔隙中成礦，以似層狀產(chǎn)出，品位相對較低。同理，似層狀礦體的貧富與否也受含礦巖系層內(nèi)裂隙系統(tǒng)的控制，如果層內(nèi)裂隙系統(tǒng)不發(fā)育，礦液的流動和沉淀空間受到限制，只能在空間有限的原生孔隙及稀疏的裂隙中成礦，形成的一般都是貧礦體；如果裂隙系統(tǒng)發(fā)育，成礦空間則變大，除在原生孔隙內(nèi)充填的斑脈狀鉛鋅礦石外，還有大量的細脈狀、網(wǎng)脈狀礦石，導致礦石品位呈遞增式疊加，結(jié)果形成富礦體。

有些學者提出藻類生物對Pb、Zn具有吸附作用，起到富集劑的作用，而認為礦床成因?qū)俪练e成巖礦床類型，成礦完全受巖相控制，找礦應沿藻礁淺灘相地帶進行[10]，可能是對巖石孔隙和裂隙系統(tǒng)控礦的一種誤解。實質(zhì)上，巖相、巖性對鉛鋅成礦的控制，是含礦巖系層內(nèi)同沉積構(gòu)造(孔隙、粒間晶隙、縫合線)和后生構(gòu)造(層內(nèi)裂隙、節(jié)理)對成礦的控制作用；巖相帶的形成和展布也是受區(qū)域深大斷裂控制的。花垣地區(qū)巖相帶呈NNE向延伸，與茶洞—花垣—張家界深大斷裂走向方向一致。

另外，斑脈狀、網(wǎng)脈狀、角礫狀的礦石或礦脈不大可能是原始沉積成礦的結(jié)果，而更可能是對構(gòu)造成礦的一種響應[40]。

因此，可以認為洛塔礦田與花垣礦田內(nèi)構(gòu)造因素對鉛鋅成礦的控制起著主導作用，巖相、巖性控礦實質(zhì)上也是構(gòu)造控礦，有利的地層巖性為礦質(zhì)的運移和沉淀提供場所；區(qū)內(nèi)找礦工作應該沿著控礦構(gòu)造+有利地層巖性組合的思路進行。

4.2礦床成因探討

湘西北鉛鋅成礦帶位于上揚子地塊東南緣，其成礦作用的“源→運→聚→儲”地質(zhì)過程，基本上是揚子被動陸緣海盆拉張裂陷→熱沉降→成熟穩(wěn)定→(碰撞)擠壓、抬升一系列構(gòu)造演化事件的響應[3]。汪新偉等[42]提出揚子克拉通加里東期的演化，依次經(jīng)歷了寒武紀的擴張期、早-中奧陶世的匯聚期、中-晚奧陶世的碰撞期造山期；進入志留紀以后，碰撞作用結(jié)束，擠壓應力松弛，地殼回彈，為造山期后裂谷期。海西-印支期克拉通的演化與加里東期具有繼承性[43]，泥盆紀—二疊世早期克拉通邊緣仍處于伸展拉張環(huán)境，二疊紀—中三疊世拉張環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)橛≈诘臄D壓環(huán)境。

在寒武紀初期表現(xiàn)為裂谷帶，在被動陸緣的拉張裂陷作用下，海底熱水噴流和大規(guī)模海侵，帶來了大量的陸緣碎屑物質(zhì)和盆源物質(zhì)，使震旦系、下寒武統(tǒng)牛蹄塘組(∈1n)和石牌組(∈1s)中富集Pb、Zn元素，成為區(qū)內(nèi)的礦源層[3,5,7]。隨后的不同時期不同地區(qū)的深大斷裂活動，可能導致不同時期不同地區(qū)成礦作用的發(fā)生。

區(qū)內(nèi)的茶洞—花垣—張家界斷裂、麻栗場斷裂和古丈—吉首斷裂構(gòu)成了向北東收斂、向南西撒開的帚狀構(gòu)造，它們具有長期繼承性、多期活動的特點[7,44]，且不同地段的地質(zhì)特征存在明顯的差異，切割深度可達上地幔，控制著湘西北地區(qū)的成巖、成礦作用。前已述及，湘西北花垣礦田鉛鋅成礦時代為早泥盆世，洛塔礦田鉛鋅成礦時代為中泥盆世，顯示兩礦田鉛鋅成礦具有相同的動力學背景，均形成于伸展拉張環(huán)境，其與加里東運動后伸展拉張構(gòu)造引起的盆地流體運移有關(guān)。

同理，中泥盆世時期，在揚子克拉通盆地邊緣伸展拉張的構(gòu)造背景下，洛塔一帶NNE向深大斷裂(洗洛斷層、二坪斷層、紅巖溪斷層等)的活動，引起該地區(qū)大規(guī)模鉛鋅成礦作用的發(fā)生，形成了洛塔鉛鋅礦田。與花垣礦田不同的是洛塔礦田的賦礦層位高且多；成礦流體的鹽度、溫度要低，這可能是成礦流體中有更多的大氣降水加入的原因。深部礦質(zhì)與盆地熱鹵水混合組成的含礦熱鹵水沿礦田內(nèi)的NNE向深大斷裂向上運移，至一定深度后可向其派生的NNE—NNW向大斷裂輸送，再運移至背斜核部的層間剝離虛脫空間與層間滑動構(gòu)造后，可卸載負荷、沉淀成礦，也可在奧陶系桐梓組和紅花園組生物屑灰?guī)r、粒(砂)屑灰?guī)r、粉(亮)晶灰?guī)r中的孔隙、裂隙系統(tǒng)沉淀成礦，形成似層狀礦體；而在寒武系婁山關(guān)組和奧陶系大灣組、寶塔組地層中可沿派生的NNE—NNW向大斷裂或構(gòu)造裂隙充填沉淀成礦，形成脈狀礦體。礦化一般受硅化體的控制，形成的金屬礦物主要為閃鋅礦、方鉛礦，并伴有石英等非金屬礦物，經(jīng)后期表生階段氧化形成菱鋅礦與異極礦。

另外，鳳凰礦田茶田鉛鋅礦床的閃鋅礦Rb-Sr同位素年齡為487 Ma±1 Ma[19]，鳳凰礦田南部的新晃打狗洞鉛鋅礦床的閃鋅礦Rb-Sr同位素年齡為489 Ma±5 Ma[46]，兩個礦床鉛鋅礦體均呈脈狀賦存在寒武紀中統(tǒng)敖溪組白云巖破碎帶中，為加里東期早奧陶世成礦。成礦年代學研究資料表明，湘西北鉛鋅成礦帶鉛鋅礦床閃鋅礦Rb-Sr同位素等時線年齡為379 Ma～489 Ma，由南至北成礦年齡有由老到新的變化趨勢，鉛鋅成礦作用發(fā)生于加里東期—海西期。各礦田鉛鋅礦床成礦流體均為低溫，成流體的溫度和鹽度均有降低的趨勢[19]，礦床類型均為MVT型。但賦礦層位為不同時代的碳酸鹽巖，成礦流體性質(zhì)、成礦物質(zhì)來源、圍巖蝕變特征等均存在一定的差異，說明，湘西北成礦帶鉛鋅成礦具多期性。

5結(jié)論

(1)洛塔鉛鋅田與花垣鉛鋅田在賦礦層位及沉積環(huán)境、容礦構(gòu)造、圍巖蝕變、成礦物質(zhì)來源、成礦流體來源及性質(zhì)、成礦流體溫度和鹽度、成礦時代等方面存在卓差異。

(2)洛塔礦田的鉛鋅成礦時代為中泥盆世，花垣礦田的鉛鋅成礦時代為早泥盆世，但二者的成礦動力學背景相同，均為上揚子地臺東南緣伸展拉張環(huán)境下形成，是湘西北鉛鋅成礦帶不同時期不同地區(qū)深大斷裂活動的產(chǎn)物。

(3)通過對花垣礦田賦礦巖石的巖相、巖性等控礦因素分析表明，巖相、巖性控礦實質(zhì)上就是巖石孔隙和裂隙系統(tǒng)控礦，也是構(gòu)造控礦的一種體現(xiàn)；構(gòu)造是洛塔鉛鋅田和花垣鉛鋅田內(nèi)最重要的控礦要素。

(4)根據(jù)洛塔鉛鋅田和花垣鉛鋅田成礦規(guī)律和成因分析，礦田內(nèi)的進一步找礦工作應該沿著控礦構(gòu)造+有利地層巖性組合的思路進行；其對湘西北及臨近地區(qū)同樣具有參考意義。

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A Comparative Study of Luota and Huayuan lead-zinc ore field in the Northwest Hunan province

PENG Nengli, LIU Wei, LIANG Enyun, LIU Gengyin,YUAN Fu, XIONG Miao, HUANG Leqing

(Hunan Institute of Geological Survey, Changsha 410016, China)

Abstract：Relative big Pb-Zn reserves occur at Luota and Huayuan lead-zinc orefields in the Northwest HuNan province lead-zinc ore belt. Based on the previous data comparative study of the two ore fields is carried out in respects of geotectonic background, geological characteristics of the ore deposits, geochemical characteristics, ore-control pattern, ore genesis etc. Results show that there are some differences between them. Ore in Luota ore field is formed in Middle Devonian Epoch while Huayuan orefield in Early Devonian Epoch. They are the products of deep fault activity in the southwest margin of Yangtze Platform at different times and places. Structure is the most important ore-control factor in the two ore fields and facies and lithology control on ore is the reflection of structure, i.e. the pore, crack control on the ore. Ore prospecting work in Luota and Huayuan lead-zinc ore fields should follow the philosophy of ore-control structure plus favorite strata and lithology.

Key Words：Luota lead-zinc deposit; Huayuan lead-zinc deposit; geological characteristics; geochemical characteristics; ore-control pattern; genesis; Hunan province

收稿日期：2015-03-29；責任編輯：王傳泰

基金項目：中國地質(zhì)調(diào)查局湖南1∶5萬召市鎮(zhèn)、紅巖溪鎮(zhèn)、咱果坪、洗車河幅區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查項目(編號：基201301014005)資助。

作者簡介：彭能立(1987—)，男，助理工程師，碩士，2013年中南大學地球科學與信息物理學院礦物學、巖石學、礦床學專業(yè)碩士研究生畢業(yè)，從事區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查工作。

通信地址：湖南省長沙市雨花區(qū)萬家麗南路三段898號湖南地質(zhì)大廈，湖南省地質(zhì)調(diào)查院；郵政編碼：410016；E-mail：pnlcsu@163.com

doi:10.6053/j.issn.1001-1412.2016.02.005

中圖分類號：P618.42，P613

文獻標識碼：A