主要类型和特点

如题所述

铅锌矿床可按成因、产状、容矿围岩、产地等划分不同类型。根据前寒武纪铅锌矿床主要产出的特点,综合考虑各种因素,以成因为主,将前寒武纪铅锌矿床分为以下三种主要类型,另外还有一些热液成因的铅锌矿床(代表性特点见表2-6)。

1.以火山岩为容矿岩石的铅锌矿床——火山喷流型(VHMS型)

这类矿床的突出特征是围岩为火山岩。代表性矿床有辽宁红透山铜锌矿床、河北蔡家营铅锌矿床和浙江西裘铜锌矿床等。矿床形成时代较多,分别形成于新太古代花岗岩-绿岩带和古元古代、新元古代活动大陆边缘。矿床明显受构造控制,直接容矿围岩为火山岩。矿体呈层状、似层状、脉状、连续的透镜状及囊状产出,基本与围岩整合接触。如:红透山铜锌(大型)矿床,是中国目前已知的最古老的铜锌型块状硫化物矿床。矿床产于华北陆块北缘东段新太古代清原绿岩带红透山组中上部的变粒岩、浅粒岩和片岩(互层)组合中(图2-29),明显受层位控制。矿体直接围岩(上盘)是矽线黑云片岩和(下盘)石榴堇青直闪片岩。矿床以铜锌为主,铅含量很低。矿石类型为;块状闪锌黄铁矿石、闪锌磁黄铁矿石和含黄铁、磁黄铁矿石。伴生元素主要为Co、Ag和Au。矿床的形成与海底火山活动关系。含矿岩系为分异较好的镁铁质-长英质钙碱性火山岩系,矿床赋存在安山质-长英质火山岩中,属于海底火山喷气成因,并与加拿大阿比提比绿岩带中诺兰达地区的块状硫化物矿床的形成环境相似(沈保丰等,1994a)。蔡家营铅锌矿床(特大型)产于古元古代红旗营子群大同营组角闪斜长变粒岩、黑云斜长片麻岩、黑云斜长变粒岩夹斜长角闪岩和大理岩中。矿区出露的岩浆岩为燕山期的浅成岩和超浅成岩类。矿床由脉状、囊状、透镜体状矿体组成。矿石主要有两种类型,东部的绿泥石-闪锌矿型和西部的绢云母-多金属型。区域构造控矿和导矿构造明显,是裂谷下陷沉积阶段多次海底火山喷发-沉积,后又经上隆拉伸和挤压褶皱作用强烈改造成矿。

图2-29 红透山矿床14勘探线剖面图

(据沈保丰等,1994a)

1—矿体;2—黑云母变粒岩;3—斜长角闪岩;4—矽线黑云石英变粒岩;5—辉绿岩脉;6—断裂;7—中段及编号

2.以碳酸盐岩-页岩为容矿岩石的铅锌矿床——沉积喷流型(Sedex型)

成矿作用与古元古代和中元古代裂谷同生沉积盆地的沉积活动有关,其特点是围岩为碳酸盐岩,产于裂谷系。褶皱和韧性剪切变形发育。代表性矿床有古元古代辽吉裂谷内的青城子大型铅锌矿床、中元古代内蒙古东升庙超大型铅锌矿床和河北的高板河铅锌黄铁矿床等。以上矿床产于元古宙的碳酸盐岩类、页岩、千枚岩中,虽然有弱火山活动,但是沉积性、层控性以及海底喷气和热水作用特征明显,是我国前寒武纪铅锌矿床的主要类型,约占50%的比例。青城子铅锌矿床是辽吉裂谷内的大型矿床,区域构造多表现为近东西向的平卧褶皱和推覆构造,韧性剪切变形十分发育。矿区由13个矿体组成(铅储量73万吨,锌储量34万吨),矿床就位于裂谷中央凹陷区,靠近北缘斜坡带一侧高家峪组二段和大石桥组三段的碳酸盐岩内(图2-30),东矿区以榛子沟层状铅锌矿为代表,容矿围岩为高家峪组条纹状含石墨大理岩;西区以喜鹊沟脉状铅锌矿为代表,容矿围岩为大石桥组三段透闪透辉大理岩。矿区内花岗岩侵入面积达1/5以上,既有古元古代花岗岩,也有印支期的黑云母花岗岩体。矿体形态有层状、似层状、脉状、囊状。脉状矿体多出现在层状矿体上盘或受层间韧-脆性断裂及旁侧的羽毛状裂隙所控制。层状矿体的矿石成分比脉状、似层状简单,前者主要的金属矿物为闪锌矿,后者为方铅矿。辽吉裂谷内还分布有近百个矿床(点),构成一个巨大的铅锌银成矿带。

图2-30 辽宁青城子矿床地质略图

(据王魁元等,1994)

1—辽河群盖县组;2—辽河群下部岩系至大石桥组三段第一层未分;3—辽河群下部岩系至大石桥组第三段第二层未分;4—大石桥组第三段第三、四层;5—大石桥组第二段第二层;6—大石桥组第三段第一层;7—辽河群下部岩系至大石桥组第三段第一层;8—大石桥组第一段和第二段;9—新太古界;10—吕梁期花岗岩;11—燕山期花岗岩;12—塑性断层;13—飞来峰;14—断层;15—矿点;16—生产矿山;17—已采完矿山

3.以碳酸盐岩为容矿岩石的铅锌矿床——密西西比河谷型(MVT型)

其成矿与裂谷作用有关,特点是矿床产在巨厚的含重金属的碳酸盐岩沉积地层中,构造运动使地壳拉张形成的断裂,成为导矿构造,在热液作用下成矿。代表性矿床有辽宁的关门山和四川的大梁子铅锌矿床等。关门山矿床产于中元古代辽宁泛河裂谷带东侧坳陷区关门山组(相当于高于庄组)碳酸盐岩地层中,大梁子矿床赋存在扬子陆块西侧的川滇裂谷带东侧的大陆边缘活动带灯影组白云岩中。没有明显的岩浆活动,矿床生成均与裂谷系有关。

关门山铅锌矿的容矿围岩主要是条带状(含藻生物假象)白云岩和受改造条带状白云岩中(图2-31),前者为白云石-黄铁矿 碳质-石英组合,后者为白云石-石英-黄铁矿闪锌矿-方铅矿。矿床及其周围的白云岩角砾也与矿关系密切。区内有元古宙时期的辉绿岩墙和中生代的花岗岩。矿床受一轴东西向的复式向斜控制。该复式向斜内还存在7~10条压扭性断裂。矿体受断裂构造和沿裂隙构造发育起来的古岩溶角砾的破碎空间控制(岩石裂隙系统发育)。矿体赋存在白云岩及角砾状白云岩中,形态复杂,呈透镜状、不规则囊状、不规则似层状。矿体最长达270m,厚达100m。主要金属矿物为闪锌矿、方铅矿、黄铁矿,次要有黄铜矿、黝铜矿、车轮矿、脆硫锑铅矿、淡(和深)红银矿、银黝铜矿、汞黝铜矿、毒砂等。脉石矿物有石英和白云石。具有粒状、压碎和溶蚀结构,块状、不规则脉状、浸染状和角砾状构造的矿石类型,矿床是产于盆地的基底隆起边缘,即基底断裂与盖层断裂交会地区的裂谷系内(方如恒等,1994),属于MVT型铅锌矿床。

图2-31 关门山矿床小西沟矿段某矿体与NE1断裂关系平面图

(据张贻侠等,1994,有修改)

1—块状白云岩;2—条带状藻白云岩;3—断裂;4—裂隙;5—致密块状矿石;6—网脉状矿石

除以上三类,还有河北的洞子沟热液型银铅锌矿床等。

综上所述,中国前寒武纪铅锌矿床最早形成于新太古代,是以铜锌为特征的VHMS型矿床。元古宙为主要成矿期,矿床类型较多,有Sedex型、MVT型和VHMS型,但以Sedex型最重要,古、中元古代为成矿的高峰期,新元古代在扬子陆块西南缘和东南缘有少量产出。成矿大地构造背景、成矿盆地类型、控矿地质因素、成矿地球化学和物理化学条件等直接控制着矿床的形成、类型和规模。如Sedex型(沉积喷流型)矿床的形成是随裂谷演化而进行的,在下陷沉积阶段成矿作用与火山-沉积作用比较密切,主要是喷流-沉积作用,在海盆中形成了以碎屑岩-碳酸盐岩为容矿岩的层状(铜)铅锌矿体。在其上隆拉伸与挤压褶皱阶段,发生“变质重就位”,形成了层状矿体衍生的脉状矿体、囊状矿体,并以不同的组合聚成矿床,构成一成矿系列。矿石组分以(黄铁)铅锌为主,比较简单。从稳定同位素和一些微量元素特征都表明层状、脉状和囊状矿体之间有较大的继承性。层状矿体位于下部,脉状矿体在层状矿体之上或其上盘,囊状矿体处于更高部位。也就是说,随着裂谷的发展,矿床定位越来越高,矿体规模越来越小。铅锌来源可从地球化学和铅同位素获得信息(据十几个大型矿床统计);层状矿体中Zn/Pb一般为1.0~2.7之间,Sr/Ba一般大于2,显示同生沉积特点;脉状Zn/Pb一般小于1,偶含Ag,Sr/Ba一般小于1显示曾受热液作用改造特点。矿石铅同位素μ值多在8~10.2之间,显示正常沉积铅到幔源混合铅特征,因此矿石铅主要来源于正常沉积铅和地幔喷气作用带来的幔源混合铅。

概括起来,中国前寒武纪铅锌矿床由于所处的地质构造背景不同,成矿的类型、成矿时代也有差异。华北陆块中矿床形成的时代较早,如VHMS型铜锌矿床在华北陆块北缘的红透山矿床形成在新太古代,而扬子陆块东南缘的西裘矿床则形成在新元古代;再如MVT型铅锌矿床在华北陆块北缘的关门山矿床形成在中元古代,而扬子陆块西南缘大梁子等矿区则形成在新元古代。Sedex型铅锌矿床在华北陆块形成时代为古元古代-中元古代,且成矿规模较大;在扬子陆块和华夏陆块形成时代古、中、新元古代都有,但规模较小。而矽卡岩型、岩浆热液型等矿床在前寒武纪中规模甚少和显生宙呈明显的不同。

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