粤北八宝铅锌多金属矿成矿特征及矿床成因探讨

时间：2024-07-28

张富铁

(广东省有色地质勘查院，广东广州 510080)

0 引言

粤北地区作为南岭有色金属成矿带的重要组成部分，从20世纪60年代开始陆续发现了一系列大中型钨锡、铅锌矿等。钨锡矿有瑶岭、石人嶂、梅子窝、棉土窝、据板坑、红岭、和尚田、八宝山等[1-5]，铅锌矿有凡口、杨柳塘、一六铅锌矿等[6-12]。前人对区域铅锌矿的研究主要集中在凡口超大型铅锌矿，对其他矿区研究甚少。八宝铅锌多金属矿作为近年来在八宝山石英脉型黑钨矿周围新发现的铅锌多金属矿[13]，其发现对于指导区域找矿具有重要意义。本文通过对八宝矿区铅锌矿成矿特征分析，并与区域上典型的铅锌矿床进行特征对比，提出了该矿床的成矿控制因素和初步成矿模式，期待能为该区域寻找铅锌矿床提供思路。

1 区域地质背景

八宝铅锌多金属矿位于南岭成矿带中段大东山—贵东W-Sn-Mo-REE成矿带内的大布W-Sn-Bi-Pb-Zn矿集区。大地构造位置上处于EW向大东山—贵东与佛冈岩浆岩带之间，大东南岩体南缘，NE向信宜—乐昌深大断裂东侧，EW向大湾—蕉岭深大断裂北侧，成矿条件优越(图1)。区域出露地层以晚古生界为主，局部出露新生界及中生界。区域出露岩体为大东山花岗岩体[14]。区域已知矿床(点)众多，以钨锡铋和硫铅锌为主，规模相对较小，主要有英德市八宝山钨矿、英德市锦潭硫铁矿、乳源县许家山锡矿、乳源县黄家山锡矿、乳源县谢家山锡矿、英德市长岗岭铅锌矿、英德市长岗岭铋矿等[15]。

2 矿区地质特征

2.1 地层

矿区出露的地层以晚古生界为主，主要为一套陆源碎屑沉积岩及滨海、浅海相碳酸盐岩。由老至新依次有老虎头组(D1-2l)、东岗岭组(D2d)、天子岭组(D3t)、帽子峰组(D3m)、长垑组(D3C1chl)、石磴子组(C1sh)(图2)。其中东岗岭组(D2d)为矿区主要赋矿层位，该组大体可以分为两段，上段为灰色中—厚层、薄层状细晶灰岩和角砾灰岩，下段为灰色中—厚层状、薄层状细晶灰岩和钙质砂岩互层。

图1 粤北地区岩浆岩、断裂构造分布图 [16]Fig.1 Distribution map of the magmatic rock and fault structure in North Guangdong [16]

1岩体 2断裂 3地质界线 4省界 5大型铅锌矿床 6中型铅锌矿床

2.2 构造

矿区整体为一单斜构造，区域上属牛婆洞倒转向斜的一翼。断裂构造主要为由粤北山字形构造派生出的一系列NW、NE向断裂，如NW向断裂有F1，NE向断裂有F2、F3(图2)。从断裂两侧成矿特征来看，这些断裂可能为成矿前构造，切穿了赋矿地层，间接控制了矿体的产出位置。

2.3 岩浆岩

图2 八宝矿区地质简图Fig.2 The Geological sketch map of Babao mining area1—第四系 2—石蹬子组 3—长垑组上段 4—长垑组下段 5—帽子峰组 6—天子岭组 7—东岗岭上段 8—东岗岭下段 9—老虎头组 10—燕山三期花岗岩 11—矽卡岩 12—辉长岩脉 13—煌斑岩脉 14—地质界线 15—实测/推测断裂及编号 16—勘探线及编号

3 矿体地质特征

3.1 矿体特征

通过前期勘查工作，矿区共发现矿体18个，按其主要有用成分可分为铅锌银矿体、硫铁矿体和白钨矿体，均相伴产出，主要赋存于东岗岭组中，似层状产出，与岩层产状基本一致，主矿体为V1铅锌矿体，其特征如下：

矿体长为366 m，平均宽为158 m，最宽为208 m，最窄为60 m。矿体走向为SEE向(约110°)，似层状，总体向SSW缓倾斜，倾角约为25°，矿体平均厚度为6.58 m。矿体中：w(Pb)为0.30%～12.75%，平均2.05%；w(Zn)为0.5%～22.71%，平均5.24%；w(Ag)为20×10-6～1443.00×10-6，平均190.30×10-6；w(Cu)为0.06%～1.08%，平均0.19%；w(S)为4%～31.20%，平均8.62%。矿体侧伏现象明显，由NWW向SEE侧伏，侧伏角约为45°。

3.2 矿石特征

3.2.1 矿石类型

按有用矿物含量来分，矿区常见的矿石类型有铅锌黄铁矿石、铅锌矿石、黄铁矿石，以铅锌黄铁矿石为主，铅锌矿石次之。

3.2.2 矿石矿物组成

矿石矿物成分较复杂，金属矿物以闪锌矿、方铅矿、黄铁矿为主，磁黄铁矿、黄铜矿次之，同时含有少量斜方辉铅铋矿、赤铁矿和白钛石等；脉石矿物主要为云母、石英和萤石，次为少量方解石、绿泥石、绿帘石、蛭石等，部分矿石中可见到少量石榴石、透辉石。

3.2.3 矿石结构

主要包括自形晶—半自形—他形粒状结构、交代残余岛屿状结构、残余港湾状结构、固溶体分离结构、包裹结构等：

1)自形晶结构：据镜下观察，黄铁矿为多呈自形粒状结构(图3a)，呈浸染状分布于萤石、方解石、石英和云母中。

2)半自形—他形晶结构：方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、黄铜矿中均较为常见(图3b)，呈浸染状分布于萤石、方解石、石英和云母中。

3)交代—残余岛屿状—港湾状结构：黄铁矿被方铅矿、闪锌矿交代，形成残余岛屿状结构、溶蚀港湾状结构(图3c)；方铅矿交代闪锌矿，形成残余港湾状、残余岛屿状结构。

4)固溶体分离结构：闪锌矿中普遍分布有叶片状固溶体分离结构的黄铜矿(图3d)，黄铜矿多沿闪锌矿的双晶结合面、解理方向分布。

5)包裹结构：据镜下观察，脉石矿物多交代、包裹矿石矿物，推断矿石矿物形成较早，脉石矿物形成较晚(图3e)。岩石中，石英主要呈半自形板条状，包含有白云母、绿泥石和金属矿物黄铁矿、闪锌矿，同时可见闪锌矿包裹黄铁矿(图3f)。

图3 八宝矿区代表性矿石镜下照片Fig.3 Microphotograph of the representative ore type in Babao deposit(a)自形黄铁矿分布于方解石和石英中 (b)半自形黄铁矿、闪锌矿分布于萤石、方解石、石英和云母中 (c)交代-残余岛屿状-港湾状结构 (d)闪锌矿晶体中包含了大量黄铜矿固熔体 (e)脉石矿物包裹金属矿物 (f)闪锌矿包裹黄铁矿

3.2.4 矿石构造

主要有条带浸染状构造、块状构造、网脉状构造(图4)，以条带浸染状构造为主。

1) 块状构造：在铅锌银矿体(V1)局部可见，见于该矿体厚大部位的中部，主要为闪锌矿和黄铁矿(图4a)。

2) 网脉状构造：在矿体厚大部位顶底板围岩中局部可见到发育有含硫化物石英(或萤石)脉，脉壁清晰，形成不规则网脉状，金属矿物结晶颗粒较粗，局部填充不完全，形成晶洞(图4b)，显示成矿与后期热液作用关系密切。

3) 条带浸染状构造：闪锌矿、黄铁矿呈条带状，在含矿条带内呈浸染状分布于脉石矿物间(图4c)，是主要矿石构造。

图4 八宝矿区代表性矿石照片Fig.4 Photograph of the representative ore type in Babao deposit(a) 闪锌矿、黄铁矿、方铅矿构成块状铅锌银矿石 (b) 热液萤石、石英、硫化物矿物分布在灰岩裂隙中形成网脉状铅锌银矿石 (c)闪锌矿、黄铁矿、方铅矿呈条带状，构成条带浸染状铅锌银矿石

3.3 围岩蚀变

矿区围岩蚀变强烈，种类较多，有大理岩化、矽卡岩化、角岩化、硅化、绿泥石化、黄铁矿化、萤石化、方解石化等。其中东岗岭组下段钙质砂岩与薄层灰岩互层矿化蚀变尤为强烈，常见矽卡岩化、角岩化、硅化、黄铁矿化等，矽卡岩化、硅化、黄铁矿化是形成铅锌矿体的重要标志。下部老虎头组砂岩以硅化蚀变为主。

4 矿床特征对比

本次选取粤北地区典型的铅锌矿：凡口铅锌矿、一六铅锌矿进行矿床特征对比，各矿区矿体特征见表1和图5。

与凡口铅锌矿、一六铅锌矿相比，八宝铅锌矿在矿石矿物组合、矿石结构构造与它们基本一致。但是与凡口铅锌矿相比，八宝铅锌矿在围岩蚀变、共伴生矿产、矿床类型、控矿构造、深部隐伏岩体的出露等特征上与其明显不同，八宝铅锌矿属于矽卡岩型铅锌矿，主要受花岗岩体和东岗岭组控制，矿床围岩蚀变以矽卡岩化、硅化、黄铁矿化为主，共伴生矿种有银、钨等；而凡口铅锌矿属于多因复成矿床[10]，主要受NNE向构造和岩性层控制，围岩蚀变以菱铁矿化、方解石化、硅化、黄铁矿化为主，共伴生矿主要为银。八宝铅锌矿成矿类型、控矿构造及产出位置上更类似于一六铅锌矿，但是两者赋矿围岩不同，根据一六矿区勘查资料[12]，该矿区赋矿围岩为天子岭组直接与岩体接触，东岗岭组因岩体侵位而缺失。

表1 粤北典型铅锌矿矿床特征对比Table 1 Comparision of the typical Pb-Zn deposits in North Guangdong

图5 粤北地区典型铅锌矿床剖面示意图Fig.5 The sketch profiles of typical Pb-Zn deposits in North Guangdong1—第四系 2—天子岭组上段 3—天子岭组中段 4—天子岭组下段 5—东岗岭组上段 6—东岗岭组下段 7—老虎头组 8—实测断裂及编号 9—推测断裂及编号 10—燕山三期黑云母花岗岩 11—中细粒黑云母花岗岩 12—细粒白云母花岗岩 13—地质界线 14—铅锌银矿体 15—硫铁矿体 16—坑道 17—钻孔及编号

5 控矿因素分析

5.1 地层控矿因素

矿区内已发现矿体均在中泥盆统东岗岭组(D2d)中似层状产出，产状与地层一致，随地层形态的变化而变化。该段岩性主要为灰色中—厚层状、薄层状细晶灰岩和钙质砂岩，下部为老虎头组砂岩，矿体主要产在岩性界面上(即硅/钙面)。岩性界面既是岩性差异面和物理化学界面，又是构造薄弱带，在构造活动过程中往往易产生滑脱，为含矿热液运移和沉淀成矿提供空间[17]。

5.2 构造控矿因素

矿区揭露的F1、F2均为成矿前断裂，其中F1为后期硅质和方解石脉胶结，无明显金属矿化；F2为后期硅质充填胶结，仅有黄铁矿化。从剖面图上可以看出，断裂错动阻断了含矿热液运移方向，在断裂靠近岩体一侧形成厚大矿体，另一侧基本不含矿(图5)。因此本区断裂构造在一定程度上控制了矿体的产出位置。

5.3 岩浆岩控矿因素

钻探资料揭示隐伏岩体为燕山三期中—细粒花岗岩，该隐伏岩体与成矿关系密切。从已有成果来看，矿体离岩体越近厚度越大，离岩体越远厚度变小；地层中的矽卡岩化强弱亦与岩体的距离呈反比。一方面，隐伏岩体可能为矿区提供成矿物质来源，岩体中富含W、Mo、Bi、Pb、Zn、Ag等多种成矿金属元素，为成矿的重要物质来源[13]；另一方面，岩浆侵位对周围地层起到破坏作用，可以导致局部地层产生裂隙或发生滑脱等，为期后岩浆热液运移和沉淀成矿提供有利条件。同时岩体与地层接触带也为岩浆期后热液活动提供了有利条件。

6 矿床成因和成矿模式

通过对八宝铅锌多金属矿床地质特征分析研究，确定其成矿类型属于岩浆期后热液活动有关的矽卡岩型铅锌多金属矿床。花岗岩体、地层和断裂构造联合控制了含矿热液运移和沉淀成矿，其中岩体侵位与东岗岭组起重要作用。其大致成矿过程：燕山期中—酸性岩浆活动侵位上覆地层，岩浆期后形成的含矿气水热液在接触带或沿地层薄弱面与东岗岭组钙质砂岩、薄层灰岩地层发生渗滤和扩散交代作用，发生矽卡岩化，而后随着温压条件变化到石英硫化物阶段形成铅锌矿化。主要成矿过程和模式见图6。

图6 八宝铅锌银多金属矿床成矿模式图Fig.6 Metallogenic model map for Babao Pb-Zn-Ag polymetallic deposit1—帽子峰组 2—天子岭组 3—东岗岭组 4—老虎头组 5—花岗岩 6—泥灰岩 7—含泥质灰岩 8—灰岩 9—泥质粉砂岩 10—砂岩 11—铅锌银矿体 12—地质界线 13—断层 14—矿液运移方向