湖南水口山铅锌千金矿田成矿环境与成矿机制探讨

湖南水口山铅锌千金矿田成矿环境与成矿机制探讨

湖南省水口山银矿位于岭南成矿带中段的北端。这是一个国内外著名的老矿。它建于19世纪，已有100多年的历史。它以其丰富的铅和锌而闻名于世。它享有“世界著名铅食机械”和“中国铅食机械工业摇篮”的美誉。是中国重要的锡资源和黄金资源生产基地，对经济发展做出了重要贡献。很多学者将康家湾矿床定为大型中温热液交代型矿床,其成矿物质主要来源于西南方向的花岗闪长岩体,然后还有一些学者通过对同位素及含矿硅化角砾岩的研究,提出康家湾矿床为地层提供成矿物质的说法。本文通过对典型矿床金属硫化物矿物成分分析,判定矿田内各典型矿床的成矿环境和成矿机制,为水口山矿田找矿勘探部署工作提供科学依据。1m型。据载水口山铅锌金银矿田位于扬子板块与华夏板块之间的钦杭拼接带中段的湘东南凹陷内。区域地层出露较齐全,除缺失志留系、中上三叠统、上侏罗统外,中元古界—第四系均有出露,沉积总厚度达3000m以上。与成矿有关的地层和岩性主要有:石炭系上统壶天群灰白色细粒白云岩、白云质灰岩;二叠系下统栖霞组灰白色厚层灰岩、深灰色含燧石灰岩;当冲组泥灰岩、硅质页岩;二叠系上统斗岭组黑灰色细砂岩、炭质页岩和泥质粉砂岩;侏罗系下统高家田组砂页岩、杂色砾岩等。矿田内构造发育,与成矿有关的构造主要为老鸦巢倒转背斜和康家湾倒转背斜,他们之间的复合部位控制着矿带和矿体的分布。岩浆活动强烈,主要受构造控制,大小岩体约72个,总面积约5km2。分布在老鸦巢、鸭公塘、仙人岩、老盟山及新盟山等地,岩石类型主要有花岗闪长岩、英安岩、流纹岩等。为燕山早期产物。2金矿石及矿物特征老鸦巢铅锌金矿床产于老鸦巢倒转背斜与花岗闪长岩体北端超覆的碳酸盐岩地层及外围的接触破碎带中。整个矿化带呈东西向展布,延长约1000m,延深>500m。矿带东西两侧及延深严格受东、西两侧断层控制,呈“V”字形。矿体形态复杂,规模相差悬殊,以筒柱状、囊状、透镜状为主,次为扁豆状、脉状等。矿石类型主要为黄铁矿石、铅锌黄铁矿石、铅锌矿石和金矿石。黄铁矿石主要赋存于内接触带,紧靠花岗闪长岩部位;铅锌黄铁矿矿石,产于接触断裂带中,分布于黄铁矿石外围;铅锌矿石,多产于外接触带碳酸盐类围岩裂隙构造中。金矿石类型主要有铅锌黄铁矿型金矿石和隐爆角砾岩型金矿石两类。围岩蚀变主要有矽卡岩化和大理岩化等,并伴生有Cd、Ga、Ge、Se、Te等稀散元素,且含量较高,已达到工业开采品位。康家湾铅锌金银矿床位于老鸦巢铅锌金矿床北东2.5km处,是一个典型的隐伏矿床。勘查成果认为成矿构造组合康家湾隐伏倒转背斜和F22断层的组合。矿体主要产于二叠系当冲组下段泥灰岩、硅质岩与栖霞组灰岩的层间硅化破碎带中,尤以下部含燧石硅化角砾岩带中矿体最为富集,个别矿体产于倒转背斜倾伏部位的当冲组泥灰岩中。矿化带呈北北东走向,长约3000m。矿体产状平缓,与倒转背斜岩层产状基本一致。矿体呈似层状、透镜状、囊状产出,局部有尖灭再现现象。矿体埋深随倒转背斜由南往北逐渐抬起。围岩蚀变主要为硅化,硅化越强的地方矿化越强。3金属硫酸根的性质(1)岩浆热液成因黄铁矿黄铁矿为水口山矿田中常见的金属硫化物,含量高,从浅部到深部均发育。电子探针分析结果表明,老鸦巢铅锌金矿床中黄铁矿分子式(平均值)为FeS2.007,康家湾铅锌金银矿床中黄铁矿分子式(平均值)为FeS2.022。与标准黄铁矿相比(Fe:46.55%,S:53.45%),水口山矿田黄铁矿表现为亏Fe和S的特征,反映出黄铁矿形成于硫供应不足、氧逸度高、温度梯度大的环境,且康家湾铅锌金银矿床与老鸦巢铅锌金矿床相比,S含量相对更高。根据前人研究结果表明,渗滤热卤水作用成因黄铁矿的w(Ni)大于w(Co),即Co/Ni比值<1;而与岩浆作用有关的黄铁矿则表现为相反的趋势特点,与岩浆热液成因有关的黄铁矿一般1<Co/Ni比值<5。从黄铁矿电子探针分析结果可以看出,除样品NSKB-29外,老鸦巢铅锌金矿床和康家湾铅锌金银矿床的其余6个样品Co/Ni比值平均为2.44,表明水口山矿田主要与岩浆热液成因有关。热液成因黄铁矿S/Se比值为(1.0~2.67)×104,沉积成因黄铁矿S/Se比值为(20~50)×104。电子探针分析结果显示,老鸦巢铅锌金矿床S/Se比值为867.67~2324.57,康家湾铅锌金银矿床S/Se比值为758~1780,同样均显示出热液成因黄铁矿的特点。(2)方铅矿分子量pb、s方铅矿为水口山矿田提炼铅的主要矿石矿物,同时也是康家湾铅锌金银矿床中银的主要载体矿物。电子探针分析结果表明,老鸦巢铅锌金矿床中方铅矿分子式(平均值)为PbS0.996,康家湾铅锌金银矿床中方铅矿分子式(平均值)为PbS1.016。相比标准方铅矿(w(Pb):86.60%,w(S):13.40%),老鸦巢铅锌金矿床方铅矿具有亏Pb和S的特征;康家湾铅锌金银矿床中w(Pb)为82.94%~87.44%,w(S)为13.22%~13.75%,w(Bi)为0.12%~1.52%,分子式(平均值)为PbS1.016,与标准方铅矿相比,康家湾铅锌金银矿床方铅矿具有亏Pb富S的特征。(3)闪锌矿中fe含量变化闪锌矿是水口山矿田另一种重要的金属硫化物,分布范围广,是提炼锌的最重要矿物原料。电子探针分析结果表明,老鸦巢铅锌金矿床中闪锌矿分子式(平均值)为ZnS1.083,康家湾铅锌金银矿床中闪锌矿分子式(平均值)为ZnS1.119。与标准闪锌矿(w(S):32.90%,w(Zn):67.10%)相比,水口山矿田闪锌矿均亏Zn,康家湾矿床较老鸦巢矿床富S。闪锌矿S/Zn原子比普遍高于闪锌矿理论值,指示了硫逸度较高的热液环境。Zn含量减少,S/Zn原子比增大,说明随着闪锌矿的沉淀,流体中Zn含量逐渐减少,硫离子活度虽然也有所降低,但仍保持了一个相对活跃的程度,指示成矿过程中,相对Zn,S源充足。闪锌矿常含有多种杂质元素,其中Fe是最常见的微量元素,前人普遍认为闪锌矿中的Fe以类质同象置换Zn的形式而进入闪锌矿晶格的。通过对本次获得数据的相关分析,结果发现闪锌矿中Fe含量与其Zn含量具有负的相关趋势。此外,可以看出康家湾闪锌矿中Fe含量变化较大,结合野外观察老鸦巢矿床闪锌矿主要为黑色-深褐色,康家湾矿床闪锌矿多为浅褐色-淡黄棕色,显示出从老鸦巢矿区到康家湾矿区闪锌矿形成温度由高到低的过程。Mo含量较高,w(Cd)平均含量为0.238%,符合自然界闪锌矿中w(Cd)一般为0.2%~0.6%且相对富集于中低温中浅色闪锌矿结论一致。前人研究认为Cd是以类质同象置换Zn的形式而进入闪锌矿晶格的,这也导致水口山矿田的闪锌矿中亏Zn。康家湾铅锌金银矿床较老鸦巢铅锌金矿床Cd出现明显增多趋势,说明伴随着闪锌矿的沉淀,成矿流体向硫离子活度、成矿温度、pH值降低和Cd/Zn增高的趋势演化。4增