付勝云， 張 豐， 曾健康， 龍國華， 鄧 蕾， 程怡寧， 李大江

(1.湖南省地質(zhì)調(diào)查院，長沙 410116； 2.湘西自治州國土資源局，吉首 416007；3.湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局405隊，吉首 416007)

0 引言

我國西南地區(qū)從震旦紀到三疊紀，廣泛發(fā)育碳酸鹽巖地層，其中唯有中泥盆世、二疊紀、中晚三疊世由于不同門類造礁生物的繁茂，才成為主要造礁時期[1]。近年來，生物礁的經(jīng)濟價值引起地質(zhì)界的普遍重視，生物礁也成了積極尋找和探索的對象。對于生物礁的研究，多從幾何形態(tài)、分布規(guī)律、礁組合的巖石特征、礁生物地理群落、出露的構(gòu)造部位等方面論述。生物礁橫向的不連續(xù)實為相變，生物礁的發(fā)現(xiàn)對認識古地理格局和油氣勘探具有重要的參考價值。湘西—黔東成礦帶位于我國西南部，該區(qū)生物礁的研究尚淺，湘西生物礁是一種新的類型，不同之處為藻礁相，時代位于早寒武世，與區(qū)內(nèi)鉛鋅礦關系密切。本文通過分析湘西—黔東地區(qū)清虛洞組藻礁灰?guī)r沉積特征，探討該地區(qū)鉛鋅礦的找礦意義，以期為該地區(qū)尋找“礁灰?guī)r型”鉛鋅礦床提供參考。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

湘西—黔東地區(qū)位于揚子陸塊與南華活動帶的過渡區(qū)，在大地構(gòu)造位置上跨越上揚子地塊和江南地塊(北西緣)2個二級大地構(gòu)造單元[2]。湘黔斷裂帶至清虛洞期大致沿玉屏—銅仁—花垣—保靖一線(圖1中F3)，其北西為淺水臺地相，其南東為臺地邊緣斜坡相和深水相區(qū)[3]。出露的地層主要有下寒武統(tǒng)杷榔組、清虛洞組,中寒武統(tǒng)高臺組,中—上寒武統(tǒng)婁山關群(圖1)。

1.震旦系； 2.下寒武統(tǒng)； 3.中—上寒武統(tǒng)； 4.上寒武統(tǒng)； 5.奧陶系； 6.花垣—保靖斷裂； 7.松桃—漁塘斷裂； 8.玉屏—銅仁—保靖斷裂； 9.藻丘-灘相界線

圖1湘黔交界區(qū)地質(zhì)圖[2]

Fig.1GeologicalmapofHunan-Guizhouborderarea[2]

湘黔鉛鋅礦帶主要受下寒武統(tǒng)清虛洞組的臺地邊緣淺灘相控制，礦床(點)主要分布于黔東卜口場—湘西花垣之間長百余公里、寬約10 km的狹長地帶內(nèi)，呈NNE向展布。其中自南往北有多個發(fā)育程度不同的藻礁分布。鉛鋅成礦區(qū)賦存于下寒武統(tǒng)清虛洞組厚大的碳酸鹽巖中，礦化帶延伸與藻礁淺灘相帶一致，礦體具多層性，呈緩傾斜以整合層帶狀產(chǎn)出，礦石以鋅為主鉛鋅共生，具有一定的分帶現(xiàn)象。成礦物質(zhì)主要來源于藻類及碳酸鹽泥對Pb2+、Zn2+離子的吸取，礦床成因以低溫熱液充填型為主體。區(qū)內(nèi)分布眾多的鉛鋅或汞鋅地球化學異常帶與清虛洞組分布及其礦床集中區(qū)相吻合。有利成礦的巖相帶、構(gòu)造帶與鉛鋅礦帶三位一體的布局，是礦床的主要特征之一。

2 清虛洞組巖性特征

研究區(qū)清虛洞組巖相分區(qū)屬揚子區(qū)的八面山小區(qū)，巖相古地理類型為臺地邊緣淺灘—藻礁相[4-5]，控礦的巖相序列為碳酸鹽陸棚總體向上變淺序列中的藻礁—淺灘—潮坪巖相序列。以湘西花垣縣漁塘礦田北部之李梅礦區(qū)為例，巖層由老至新分為：

區(qū)內(nèi)清虛洞組在層序上總體表現(xiàn)為一套向上變淺的海退旋回沉積序列，初始為深水碳酸鹽陸棚，經(jīng)淺灘化后發(fā)育為灘，最后由灘發(fā)展為潮坪。演化至中期階段，由于海平面有所上升，沉積環(huán)境隨之發(fā)生改變，導致在垂向上出現(xiàn)了淺灘—藻礁—淺灘—潮坪交替沉積的現(xiàn)象。

第一小旋回以清虛洞組早期沉積第一段和第二段為代表。本區(qū)西部為沉積砂屑和鮞粒為主的開闊海淺灘，中部沉積了淺水陸棚近源濁積條帶狀灰?guī)r，東部沉積了深水陸棚遠源濁積韻律灰?guī)r，海水深度在風暴浪底以上有風暴巖形成。

第二小旋回以清虛洞組中期沉積第三段和第四段為代表。灘前砂壩已經(jīng)形成，藻類競爭生長，礁間通道(泄水溝槽)調(diào)節(jié)海水鹽度和含氧度為藻類傳送營養(yǎng)，形成巨大藻礁體； 中晚期藻礁因生長過快失去障壁保護，海水能量增高，盆內(nèi)碎屑如砂礫屑、藻屑、鮞粒等增多。

第三小旋回以清虛洞組晚期沉積第五段和第六段為代表。潮坪沉積層序由下向上為含細砂屑白云巖—含粉屑層紋石—層紋石白云巖—紋層狀粉晶白云巖。

湘黔鉛鋅礦帶中鉛鋅礦體賦存于清虛洞組第三段、第四段地層中，礦床位于熱液活動活躍的湘黔深斷裂帶邊緣[6]。礦體主要呈層狀、似層狀且具多層性，局部可切層，少數(shù)呈脈狀、透鏡狀、囊狀、巢狀。其產(chǎn)出受巖石的原生孔隙和容礦層層內(nèi)構(gòu)造等多因素控制。容礦層不是礦源層，本區(qū)鉛鋅礦不存在同生沉積特征。鉛同位素年齡晚于賦礦地層年齡[7]。礦體受次級背斜及容礦層層內(nèi)裂隙系統(tǒng)控制，規(guī)模較大的富礦體一般順層分布并具有較為明顯的方向性[8]。

3 清虛洞組藻類劃分、藻礁演化及沉積相

3.1 藻類劃分

湘西下寒武統(tǒng)清虛洞組鈣藻前人已作過描述[9-10]。作者在前人基礎上系統(tǒng)鑒定出研究區(qū)內(nèi)組成生物丘的19個屬種鈣藻，這些藻類形態(tài)群的劃分詳見表1、2和圖2。

表1 李梅礦區(qū)清虛洞組藻類的群類及亞群類劃分

表2 李梅礦區(qū)清虛洞組藻類的群帶劃分

(a) 亮晶藻屑灰?guī)r。長條狀藻屑無搬運磨蝕痕跡,原地破碎,為高能環(huán)境產(chǎn)物薄片4×,1q1-2(b) 似古節(jié)球腎形藻薄片25×,1q1-3(c) 羽毛狀表附藻(中部)與串狀表附藻共生薄片25×,1q1-3 (d) 多云表附藻薄片25×,1q1-3

(e) 尼科爾森藻薄片32×,1q1-3(f) 古節(jié)球藻薄片25×,1q1-3(g) 葛萬藻薄片20×,1q1-3(h) 葛萬藻薄片32×,1q1-3

圖2湘西花垣鉛鋅礦田藻灰?guī)r中常見藻類

Fig.2CommonalgaeinalgallimestoneinHuahengPb-Znorefield,WesternHunan

3.2 藻礁演化

礁體前緣通常有礁前砂壩作為屏障，保護著藻類得以正常生長，免遭風浪襲擊； 而礁后又有相對較深水的洼地(潟湖)帶，該洼地帶因受藻礁遮擋而環(huán)境較閉塞，海水相對咸化，形成潟湖環(huán)境。

藻礁內(nèi)的藻類具有較明顯的能量分帶性。藻群帶反映出能量相對較高的部位是礁體上部，其次是礁體發(fā)育至晚期時，在礁體前緣及礁間通道入口處一帶。對環(huán)境適應能力最強的藻類為藤蔓狀匍狀生長的屬種，故它們的數(shù)量較其他屬種多，分布亦最廣泛。

藻類在淺水且低能環(huán)境下生長、發(fā)育。藻類不具抗浪能力，藻礁前不存在典型生物礁(抗浪的)所特有的礁前塌積角礫巖。因此，本區(qū)的藻生物礁實質(zhì)上是一種藻生物丘類型的“礁”。

藻礁在總體上具有東(向海方)厚西薄的特點，以李梅礦區(qū)為例，按施工鉆孔統(tǒng)計，礦區(qū)東面角弄坪一帶，藻灰?guī)r厚度一般都在140 m以上，個別孔達220 m，而西面的耐子堡一帶，通常只有100～120 m，說明向海一方的環(huán)境更適合藻類生長。

綜合藻類在剖面(圖3)上的特征，總結(jié)出本區(qū)藻礁的演化，大致經(jīng)歷了以下幾階段。

3.2.1 礁基形成階段

早清虛洞期，研究區(qū)已由原先的較深水緩坡經(jīng)淺灘化作用發(fā)育為初始的淺灘，水能量隨海水變淺而增大，淺灘砂被風暴潮流、海流等各種水流帶到灘前緣堆積，形成了高出于前緣灘面的水下障壁沉積(如沙壩、水咀等)，從而在障壁的后方產(chǎn)生了一個被保護的低能環(huán)境，藻礁的礁基正是在此環(huán)境中孕育并逐步發(fā)展成熟的。

圖3 藻礁演化剖面圖

沉積微相研究表明，營造藻礁的藻類都是附著生長在由灰泥組成的底質(zhì)之上，而非直接定殖生長在移動的淺灘砂粒之上，反映出礁基為穩(wěn)定的灰泥質(zhì)軟基底而非欠穩(wěn)定的砂質(zhì)基底。剖面上，礁基沉積由早到晚的沉積順序為淺灘砂礫質(zhì)沉積→灰泥沉積→灰泥和零星的藻類沉積。從沉積順序可以看出，礁基雖然是建立在淺灘上，但并不意味著它是在高能環(huán)境下形成。相反，它的形成需要安靜的低能環(huán)境，然而，只有在淺灘前緣出現(xiàn)了障壁系統(tǒng)之后，這種低能環(huán)境才有可能產(chǎn)生。

同機器移動工序是通過在當前機器上前后移動關鍵工序來減小完工時間。對于關鍵工序u，查找工序u的所在機器空閑時間，查找范圍限定在區(qū)間[cE(JP[u])，sL(JS[u])]之內(nèi)。工序e和f是與工序u在同一臺機器上的兩個相鄰工序，e先于f加工，e和f之間空閑時間的判斷如式(3)所示：

3.2.2 藻礁早期發(fā)育階段

礁基形成后，藻類就在其上生長、發(fā)育。初期只有少數(shù)屬種，數(shù)量也不多，如礁體下部的含藻泥晶灰?guī)r內(nèi)所見，藻類多為分枝開放纖細型及纏繞團塊狀型，以細小表附藻和葛萬藻為代表，它們在巖石中的含量不足10%，分布零散。稍后，隨著第一群帶藻類的出現(xiàn)，數(shù)量急劇增多，在巖石中通常都達到40%以上，說明當時的生態(tài)環(huán)境已十分適合于藻類的大量繁殖。

3.2.3 藻礁發(fā)育的高峰階段

該階段是造礁鈣藻生長的全盛時期，以藻的屬種數(shù)目最多、繁衍增殖數(shù)量最大為特征，幾乎囊括了在藻礁內(nèi)所見到的全部屬種，尤其以第二、第三群帶所包含的屬種最發(fā)育。藻的單體通常較大，分枝較粗壯，在巖石中的含量往往都在50%以上(按在巖石薄片中所占的面積統(tǒng)計)，有時達到70%或更高。藻類的大量繁殖和空前發(fā)育，是藻礁在演化進入了最高峰階段的重要標志。

3.2.4 藻礁的衰退階段

當藻類生長的有利條件發(fā)生變化，藻礁的發(fā)育就會衰退,主要表現(xiàn)為： ①沉積的藻灰?guī)r中顆粒成分增多，有時還含少量陸源碎屑； ②藻類屬種數(shù)目大為減少，以第四群帶為代表； ③藻類在巖石中的含量下降； ④藻類的葉狀體增粗，由全盛期的細管狀、絲狀體變?yōu)檩^粗的管狀及似實心的厚壁管狀體； ⑤生長習性的變化，全盛期主要為向上伸展生長的樹枝狀、扇狀，在該階段則變?yōu)榻劫榉L的藤蔓狀或網(wǎng)架狀。這些現(xiàn)象表明，部分藻類由于尚能適應當時的水能量逐漸加強的環(huán)境而獲得生存，另一部分因無法適應而被淘汰。由于大量藻類死亡，就必然導致了藻礁的衰退。

3.2.5 藻礁的消亡階段

由于淺灘的全面推進，藻類生態(tài)環(huán)境進一步惡化，最后終于完全失去了其生存的條件和環(huán)境，因此，它們的生命活動就終止了，藻礁的演化便發(fā)展到了消亡階段。該階段高頻率的風暴事件對藻礁的消亡起著較為重要的促進作用。

3.3 沉積相

湘黔邊境清虛洞組沉積相主要分3個相，7個亞相，藻礁營建發(fā)育于清虛洞中期，即第二個小旋回的沉積時期。沉積相自下而上為：

(1)盆地邊緣相。分為薄層泥晶灰?guī)r亞相(厚度50～270 m)和斑紋狀泥晶團粒灰?guī)r亞相(厚度0～120 m)。

(2)臺地邊緣淺灘相。以藻礁為中心在橫向上有3個次級的沉積亞相分布，自北西往南東按礁后潟湖→藻礁→礁前砂壩有規(guī)律地排布(圖4)。藻礁、礁后，礁前各亞相在平面上沿NNE—NE向展布。礁后潟湖以西為灘和潮坪，礁前砂壩以東為變陡的緩坡，再往東則為盆地。藻礁、礁間通道和礁后潟湖主要為低能環(huán)境，礁前砂壩為中—高能環(huán)境。在區(qū)域上藻礁呈點礁分布，不等距地散布于淺灘的前緣地帶，但通常發(fā)育在有障壁保護的沉積高地上，即: 臺地邊緣淺灘相下鮞粒核形石碎屑灰?guī)r亞相，厚度0～50 m； 臺地邊緣淺灘相藻灰?guī)r亞相，厚度0～180 m； 臺地邊緣淺灘相上鮞粒核形石碎屑灰?guī)r亞相，厚度5～150 m。

1.層紋石白云巖； 2.泥晶灰?guī)r； 3.含泥質(zhì)灰?guī)r； 4.頁巖； 5.鮞粒； 6.礫屑； 7.砂屑； 8.藻礁； 9.臺地邊緣淺灘相藻礁亞相； 10.臺地邊緣淺灘相礁后潟湖亞相； 11.臺地邊緣淺灘相礁間通道亞相； 12.臺地邊緣淺灘相礁前砂壩亞相； 13.盆地邊緣相斑紋狀泥晶團?；?guī)r亞相； 14.盆地邊緣相薄層泥晶灰?guī)r亞相； 15.臺地邊緣淺灘相上鮞粒核形石碎屑灰?guī)r亞相； 16.臺地相含陸屑層紋石云巖亞相； 17.盆地相

圖4藻礁相模式及古地理環(huán)境示意圖

Fig.4Sketchofpaleogeographicenvironmentandalgalreeffacies

(3)臺地相。分2亞相： 臺地相含陸屑層紋石云巖亞相，厚度50～80 m； 臺地相層紋石云巖亞相，厚度50～220 m。

其中,與成礦關系最密切的亞相為臺地邊緣淺灘相藻灰?guī)r亞相，主要特征為： 該亞相與上下亞相漸變過渡； 巖石主要由原地生長的表附藻(灌木藻)灰?guī)r、葛萬藻灰?guī)r、混合藻灰?guī)r、海綿狀藻團?；?guī)r及原地堆積的粉砂—礫石級藻屑灰?guī)r組成； 巖石絕大多數(shù)不具層理，化學成分極純。

4 成礦背景及控礦因素

4.1 成礦構(gòu)造背景

大庸—古丈—吉首深大斷裂帶為巖石圈斷裂帶，是武陵地塊與雪峰地塊的重要分界斷裂，臺地邊緣礁灘相帶的分布受制于斷裂的成生演化。該斷裂帶的花垣—張家界段,其活動歷史包含了隆起帶很多的演化信息,經(jīng)歷了擠壓、伸展、走滑多期復合的演化歷程,北西段的活動強度相對較強,中生代以來變形以淺部的脆性為主,并伴隨了多次低溫熱液活動； 包裹體測溫顯示均一溫度的眾數(shù)值主要集中在120～150 ℃,180～200 ℃和270～330 ℃3個階段； 斷裂帶的石英脈ESR定年表明,其中生代以來劇烈活動時間處于燕山中—晚階段(86～131.8 Ma)； 根據(jù)石英脈的野外產(chǎn)狀和流體包裹體溫度特征,結(jié)合前人資料認為雪峰山隆起帶中生代從擠壓向伸展的轉(zhuǎn)換時間應在131.3～120 Ma之間,至110 Ma左右伸展作用趨于強烈[11]。

湘西漁塘式層控型鉛鋅礦床、黔東萬山式汞礦床等礦區(qū)采取的石英包裹體成分分析表明，其成礦溶液的性質(zhì)具有類似密西西比型(MVT)礦床成礦溶液的高鹽度、高密度、低成礦溫度的深部循環(huán)熱鹵水特點[12]。

大斷裂對成礦的直接作用是： 同沉積的深大斷裂為鉛鋅、汞礦富集的形成提供了極為有利的成礦物質(zhì)供給條件，形成初始礦源層，同時斷裂活動為區(qū)域成礦作用提供含礦流體運移通道，次級斷裂、節(jié)理、裂隙和褶皺同時也提供了鉛鋅礦良好的容礦場所[14]。

4.2 藻礁及藻灰?guī)r控礦

研究區(qū)地層鉛鋅元素的豐度不均勻，新元古界青白口系—下古生界寒武系牛蹄塘組明顯偏高,這套沉積巖系為湘黔鉛鋅礦帶的形成提供了成礦物質(zhì)。成礦物質(zhì)主要來源于藻類及碳酸鹽泥對Pb2+、Zn2+離子的吸取。穩(wěn)定同位素資料表明，本區(qū)鉛具有以幔源為主、殼?；旌系奶攸c，硫源主要來自碳酸鹽巖系的硫酸鹽，礦床屬于沉積成巖礦床[8]，兼有成巖期后礦床的性質(zhì)。鉛鋅成礦作用見表3。

表3 湘西藻礁灰?guī)r的鉛鋅成礦作用

由于表附藻和尼科爾森藻等微生物大量繁盛，構(gòu)成了粗的叢生分枝結(jié)構(gòu)，使交叉枝體搭成格架間發(fā)育孔隙，充填了片狀向心生長的微晶方解石丘體。在沉積—早期成巖階段，一方面藻類及其他微生物在生命活動中對Pb、Zn等元素依賴，以其為“食”且能夠大量吸收，從而使生物體自身成為Pb、Zn的富集體，同時這類格架灰?guī)r、障積灰?guī)r及鮞粒灰?guī)r，還有藻團粒、藻砂屑等也能促使Pb、Zn的沉淀； 另一方面微生物死亡形成的腐殖酸具有表面積大、黏度高及吸附能力強的特點，對主要以Pb、Zn絡合物形式存在的金屬離子有很強的結(jié)合能力。此外有機質(zhì)的分解造成還原環(huán)境，使硫酸鹽還原而提供硫質(zhì)來源，從而形成Pb、Zn硫化物的初始富集。在后生階段，同生斷裂的復活使盆地內(nèi)熱流系統(tǒng)的對流加強，在其活動過程中熱液就地(或就近)取材，溶解、活化、萃取及遷移至有利于貯存的構(gòu)造中富集成礦。因此，清虛洞組中的鉛鋅礦是復雜的微生物活動和熱水沉積等多因素的結(jié)果[3]。

藻礁是各礦床(點)的重要控礦巖系，主要由質(zhì)純、性脆并具有高孔隙度的藻灰?guī)r組成，藻礁灰?guī)r的孔隙度居全區(qū)巖石之首，具備十分理想的容礦空間。巖石主要由原地生長的表附藻(灌木藻)灰?guī)r、葛萬藻灰?guī)r、混合藻灰?guī)r、海綿狀藻團?；?guī)r及原地堆積的粉砂—礫石級藻屑灰?guī)r組成； 巖石絕大多數(shù)不具層理，化學成分極純。李梅礦區(qū)藻灰?guī)r取樣14件，化學成分平均含量CaO為55.11%，MgO為0.83%，C為0.15%，S為0.024%，K2O為0.015% ，Na2O為0.039%，CO2為43.60%，SrO為0.023%，MnO為0.01%，SiO2為0.15%。藻灰?guī)r巖石類型多，其儲層孔隙空間以各種次生孔隙為主，包括各種孔隙、洞穴和裂縫[15]。當藻灰?guī)r位于一系列NNE向的褶皺構(gòu)造軸部、背斜與向斜構(gòu)造的交接部位、深大斷裂之間或其附近時，由于應力相對集中，往往形成層間虛脫，巖石破碎，小斷層及節(jié)理裂隙發(fā)育，從而為成礦物質(zhì)的運移和富集提供了通道和沉淀場所，并產(chǎn)生硅化與碳酸鹽化等蝕變現(xiàn)象，形成了區(qū)域內(nèi)眾多的鉛鋅礦(化)點。其產(chǎn)出受巖石的原生孔隙和容礦層層內(nèi)構(gòu)造等多因素控制。容礦層不是礦源層，本區(qū)鉛鋅礦不存在同生沉積特征。鉛同位素年齡晚于賦礦地層年齡[16]。礦質(zhì)主要來源于碳酸鹽建造以下的一大套碎屑巖建造，部分來自深部和造山帶。區(qū)內(nèi)分布的眾多鉛鋅或汞鋅地球化學異常帶與清虛洞組地層分布及其礦床集中區(qū)相吻合。

花垣、鳳凰礦田中已發(fā)現(xiàn)的鉛鋅礦體均與方解石化、白云石化、黃鐵礦化、重晶石化中的一種或數(shù)種相伴出現(xiàn)，相互之間關系十分密切。礦床無圍巖蝕變則無鉛鋅礦化，礦化富集程度與多類型圍巖蝕變強度及層內(nèi)構(gòu)造空間發(fā)育程度呈正相關關系，蝕變標志是找礦的直接標志。花垣鉛鋅礦田藻灰?guī)r內(nèi)圍巖蝕變發(fā)育，主要有方解石化、白云石化、黃鐵礦化、重晶石化、瀝青化和褪色化，其中以前三者與成礦關系較為密切，在容礦層中普遍分布，黃鐵礦化、重晶石化發(fā)育的地方往往是鉛鋅相對富礦體產(chǎn)出部位。礦田內(nèi)一般高角度的方解石-白云石-塊狀硫化物粗脈或細脈可見脈兩側(cè)巖石有1～2 cm的灰白色帶鐵質(zhì)渲染的熱水褪色蝕變，其他蝕變罕見； 硫化物、白色脈狀方解石、白色脈狀白云石與礦石中灰?guī)r界面均很清晰，無可見明顯蝕變。瀝青化和螢石化也是重要的找礦標志之一，強的瀝青化和螢石化與礦化的關系密切，其發(fā)育地段往往就是鉛鋅礦體集中的地段。

據(jù)花垣縣下寒武統(tǒng)清虛洞組鉛鋅礦床采集的21件礦石樣品的鉛同位素模式年齡分析， 其中3件133～260 Ma，13件300～463 Ma，4件491～519 Ma，1件684 Ma(大于賦礦地層年代)[17]，顯示成礦時代主要在4億a左右(華力西運動)，也有5億a左右的同沉積成礦和更晚時代的后期改造成礦。

鉛鋅礦與古油藏空間分布關系密切，二者存在“共生”和“上油下礦”2種關系。下寒武統(tǒng)清虛洞組既是鉛鋅礦的富礦層位，也是古油藏的儲集層之一，二者在溶蝕孔洞或構(gòu)造裂隙中密切共生，在湘西花垣地區(qū)尤為普遍； 而在黔東地區(qū)古油藏儲集層除下寒武統(tǒng)清虛洞組外，在其上的下奧陶統(tǒng)紅花園組灰?guī)r和下志留統(tǒng)碎屑巖也是重要的儲集層，在清虛洞組藻類白云巖中鉛鋅礦和古油藏固體瀝青共生，而在下奧陶統(tǒng)灰?guī)r和志留系碎屑巖中少見鉛鋅礦分布。古油藏中的油田鹵水可能萃取了地層中的Pb、Zn 成礦物質(zhì)，并成為成礦物質(zhì)遷移的載體。Pb、Zn 成礦物質(zhì)的沉淀可能與加里東期破壞的古油藏有關[18]。

鉛鋅礦體受各礦區(qū)次級背斜內(nèi)容礦層(生物礁)的層內(nèi)構(gòu)造和裂隙系統(tǒng)控制。賦礦層礦化普遍，具有多層性，礦區(qū)按含礦層上下關系主要分7層(圖5)，礦化強度不均勻，以下部和中上部為主。礦體呈層狀、似層狀、順層分布的透鏡狀和順層分布的囊狀。礦石構(gòu)造為與淺色脈石密切相關的浸染狀、斑塊狀、脈狀—細脈狀、致密塊狀構(gòu)造，淺色脈石礦物主要為方解石、石英以及白云石、重晶石等，后生特征明顯，低溫熱液型成礦特征顯著。

1.鉆探工程及編號； 2.地層分界線； 3.礦體

圖5李梅礦區(qū)耐子堡礦段鉛鋅礦勘探線剖面圖

Fig.5ProspectinglineprofileofPb-ZnoreinNaizibaoallotmentofLimeiMineArea

綜上所述，蝕變作用與礦化作用相伴，在生物礁內(nèi)呈多層層狀分布，層狀礦體為本類型礦床最重要的鉛鋅礦體。

控礦層位中，孔隙度大、滲透性好的巖性段上覆孔隙度小、滲透性差的巖性段配置成良好的“儲”、“蓋”巖性組合，是鉛鋅礦形成和富集的重要控礦條件，亦為藻礁體內(nèi)形成多層鉛鋅礦礦層的原因。區(qū)內(nèi)成礦最有利的“儲”、“蓋”巖性組合主要有2種[6]： 藻礁灰?guī)r-微晶白云巖組合和藻礁灰?guī)r-泥晶白云質(zhì)灰?guī)r組合。容礦圍巖巖性多為灰?guī)r、生物屑灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r及白云巖。

藻礁灰?guī)r與不同巖性的接合部位及其附近等微地球化學障區(qū)，往往就是鉛鋅富礦體產(chǎn)出部位[19]； 藻礁灰?guī)r與礁間通道的薄層泥質(zhì)白云質(zhì)灰?guī)r呈指狀交叉接觸處，也常有鉛鋅富礦體產(chǎn)出。在礁間通道沉積中，通常有結(jié)構(gòu)粗細很不均勻的巖層互迭，鉛鋅富礦體則產(chǎn)于粗結(jié)構(gòu)、高孔隙度的滑塌角礫巖中，而細結(jié)構(gòu)的巖石則起“巖性屏”作用。在接近礁后部分，成巖期豹皮狀云化了的藻礁灰?guī)r是對成礦不利的巖石，查明其分布對確定富礦遠景區(qū)的邊界很有幫助。

鉛鋅富礦體基本上產(chǎn)于清虛洞組灰?guī)r段中，且明顯(約90%以上)受該段藻礁灰?guī)r控制； 富礦體的產(chǎn)出與藻礁灰?guī)r的厚度、巖石分布范圍、所處層序位置等條件有一定關系，如李梅礦區(qū)富礦體集中的地段藻礁灰?guī)r的厚度一般大于100 m。

4.3 清虛洞組沉積序列控礦

湘西下寒武統(tǒng)層控型鉛鋅礦控礦的巖相古地理類型為臺地邊緣淺灘—藻礁相。控礦的沉積序列為碳酸鹽陸棚總體向上變淺序列中的藻礁—淺灘—潮坪。

區(qū)內(nèi)早寒武世鉛鋅成礦是在盆地演化過程中，巖石充填系列的某些特定部位控制了鉛鋅礦的垂向分布，其實質(zhì)就是具備礦源層-容礦層-屏蔽層組合條件，為鉛鋅礦床的形成提供類似形成石油礦床的“生、儲、蓋”配套條件，其中牛蹄塘組和石牌組為區(qū)內(nèi)的礦源層，清虛洞組為容礦層，而高臺組為屏蔽層[13]。

清虛洞組濁流沉積之下的陸棚相泥質(zhì)條帶灰?guī)r為低能、缺氧環(huán)境，水平狀、微波狀的葛萬藻和藍細菌可能參與沉積礦化富集[20]，但基本組成生物黏結(jié)灰?guī)r，其致密的結(jié)構(gòu)而缺乏較厚的孔縫，因而未形成明顯礦化; 之后，表附藻和尼科爾森藻[9]等微生物大量繁盛，因具粗的叢生分枝結(jié)構(gòu)，交叉枝體搭成格架間孔隙，充填片狀向心生長的亮晶方解石而形成微生物碳酸鹽巖礁(丘)，這類格架灰?guī)r、障積灰?guī)r及鮞?；?guī)r，還有藻團粒、藻砂屑等一方面促使Pb、Zn的沉淀[21]，而微生物死亡形成的有機質(zhì)的吸附作用，也使Pb、Zn以離子吸附的方式，或以類質(zhì)同象的形式堆積在文石(方解石)晶間和晶格中，此外有機質(zhì)的分解，造成還原環(huán)境，使硫酸鹽還原而提供硫質(zhì)來源，從而形成Pb、Zn硫化物的初始富集； 與此同時，同生斷裂的復活，使盆地內(nèi)流體系統(tǒng)對流加強，在熱流體系統(tǒng)的活動過程中，一方面萃取牛蹄塘組礦源層，使熱液中成礦元素不斷地富集，當運移至賦礦層位由于物理化學條件的突然改變而成礦就位形成初始層控礦床，又成為后生階段熱液就地(或就近)取材溶解、活化萃取遷移至有利于貯存的構(gòu)造中再富集成礦的礦源層[7]。可見，各種藻類生物形態(tài)不同，形成的生物灰?guī)r類型也不同，對金屬元素產(chǎn)生著不同的反應，在金屬成礦的過程中起到的作用也不同。

微生物群落的衰亡表明經(jīng)歷了一次大的沉積間斷，其后風暴事件產(chǎn)生的礫(粒)屑灰?guī)r層之上基本未發(fā)現(xiàn)礦化，可作為含礦層的頂板； 該層之上清虛洞組上段巖性為泥晶灰?guī)r淺埋藏交代形成的白云巖，高臺組為薄層泥質(zhì)白云巖與粉砂質(zhì)泥巖互層，巖石特性決定了它們?yōu)樯w層。

因此，微生物碳酸鹽巖礁(丘)體相明顯受濁流沉積控制和風暴沉積等事件沉積層的影響，鉛鋅成礦是復雜的微生物活動和熱水沉積等多因素的結(jié)果。濁流層-微生物礁(丘)體(或鮞?；?guī)r層)-風暴層組合可作為找礦標志。

5 結(jié)論

(1)湘西—黔東下寒武統(tǒng)層控型鉛鋅礦在地質(zhì)建造上與生物碎屑灰?guī)r及藻礁灰?guī)r、內(nèi)碎屑(砂屑)灰?guī)r是伴生關系。這些巖石質(zhì)純、性脆，巖石孔隙度大，當它們位于一系列NNE向的褶皺構(gòu)造軸部、背斜與向斜構(gòu)造的交接部位、深大斷裂之間或其附近時，由于應力相對集中，往往形成層間虛脫，巖石破碎，小斷層及節(jié)理裂隙發(fā)育，從而為成礦物質(zhì)的運移和富集提供了通道和沉淀場所，并產(chǎn)生硅化與碳酸鹽化等蝕變現(xiàn)象，形成了區(qū)域內(nèi)眾多的鉛鋅礦(化)點。

(2)湘西—黔東下寒武統(tǒng)層控型鉛鋅礦空間上與藻礁灰?guī)r也是伴生關系。清虛洞組由下至上反映出海水逐漸由深變淺的深水陸棚淺灘化序列，由陸棚相、微生物碳酸鹽巖礁(丘)-臺地邊緣淺灘相和局限臺地相組成； 微生物碳酸鹽巖礁(丘)體是緩坡沉積環(huán)境下十分重要的含礦沉積體。鉛鋅礦(化)均位于臺地邊緣斜坡相空間中，并且為層控型礦床。

(3)研究區(qū)是具有能解決礦產(chǎn)勘查后備選區(qū)緊缺問題、保持礦產(chǎn)資源可持續(xù)供給能力、促進礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展特征的地區(qū)，該地區(qū)鉛鋅礦仍具有大型資源潛力。找礦應主要沿藻礁淺灘相外延地帶進行，結(jié)合構(gòu)造-地球化學分析，以探查隱伏礦床為主。

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