密西西比型_MVT_铅锌矿床研究进展

2024-06-08 来源：爱问旅游网

2009年4月Apr.,2009

矿　床　地　质28卷　第2期

　　　　　　　　　　　MINERALDEPOSITS　　　　　　　　　　　第

28(2):195～210

文章编号:025827106(2009)0120195216

密西西比型(MVT)铅锌矿床研究进展

张长青1,余金杰1,毛景文1,2,芮宗瑶1

(1中国地质科学院矿产资源研究所,北京100037;2中国地质大学,北京100083)

摘　要　密西西比型(MVT)铅锌矿床是全球重要的铅锌矿床类型之一,其铅锌资源量占全球铅锌资源量的20%左右。近几十年来,通过不断的探索,人们在矿床的地质特征、地球化学特征、成矿物质来源、成矿流体运移和沉淀机制、年代厘定以及矿床形成的地球动力学背景等方面取得了重要进展。文章在综合前人工作成果的基础上,就

MVT矿床的分布规律、特征、地质背景、矿床地质特征、地球化学特征、成矿模型、控矿因素等方面进行了介绍,并分

析了目前成矿模型研究中的各种流体运移机制、金属卸载机制之间的优缺点,探讨了成矿模型研究所面临的问题。同时,将中国典型的MVT矿床纳入到全球MVT矿床的背景之中,进行了相关的讨论。最后,总结对比了主要控矿因素和勘查阶段中物化探方法在找矿过程中的作用。

关键词　地质学;后生;分布;控矿;找矿标志;进展;MVT;综述中图分类号:P618.42;P618.43　　　文献标志码:A

AdvancesinthestudyofMississippiValley2typedeposits

ZHANGChangQing1,YUJinJie1,MAOJingWen1,2andRUIZongYao1

(1InstituteofMineralResources,ChineseAcademyofGeologicalSciences,Beijing100037,China;2FacultyofGeosciencesandResources,ChinaUniversityofGeosciences,Beijing100083,China)

Abstract

AsoneofthemostimportanttypeofZn2Pbdeposits,theMississippiValley2type(MVT)Zn2Pbdepositsaccountfor20%Zn2Pbresourcesoftheworld.SuchdepositsareepigeneticstrataboundsulfideZn2Pbdepositshostedbycarbonaterocks.Duringthepastseveraldecades,theauthorshavemadeveryimportantprogressinthestudyofMVTdeposits,andtheadvancesfindexpressioninsuchaspectsastheirgeologicalcharacteristics,geochemicalfeaturesandmaterialsources,themigrationofore2formingfluids,themechanismofprecipitation,theagedating,andtheformationsettingfortheseMVTdepositsintheworld.Inthispaper,thedistribution,characteristics,geologicalsetting,geologicalandgeochemicalfeatures,isotopechronology,geneticmodel,andore2controlfactorsaredealtwithindetail,somemechanismsforfluidmigrationandmetalprecipitationarecomparativelystudied,andtheproblemsexistentintheconstructionofthemetallogeneticmodelarepointedout.Threekindsofmetalprecipitationhavebeendiscussed,butwefindthatonemetalprecipitationmechanismcanonlyanswerfortheore2formingprocessforoneorafewclassicdeposits,andnoneofthemcanexplainallMVTdepositsintheworld.Inaddition,theMVTdepositsinChinaarediscussedinanbackgroundofglobalMVTdeposits.ThecommonfactorscontrollingtheMVTdepositsandtheimportantore2huntingindictorsarealso

3本文受到地质大调查项目(1212010634001)、中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金(K20072526)和国家自然科学基金项目

(40572060)的资助

第一作者简介　张长青,男,1975年生,博士,主要从事岩石、矿物、矿床学研究。Tel:010268999514;Email:zcqchangqing@163.com收稿日期　2008211206;改回日期　2009202216。张绮玲编辑。

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summedupinthispaper.

Keywords:geology,epigenetic,distribution,orecontrol,ore2huntingindicator,advance,MVT,comprehensive

　　尽管密西西比河谷型矿床在全球许多地区均有

分布,但最典型的矿集区则位于美国中部的密西西比河流域。它以规模大,发现早、研究程度深而著称,故将此类矿床称为“密西西比河谷型”或“密西西比型”矿床(简称“MVT”矿床)。该类矿床在20世纪30～40年代,曾被称作“远温矿床”,20世纪中叶,人们摆脱岩浆热液论的束缚,建立了MVT矿床的分类概念,盆地流体侧向运移机制成为该类矿床形成机制的新论断,但是MVT矿床是一类矿床特征差异很大的矿床,至今还未能建立像斑岩铜矿、块状硫化物矿等矿床那样统一适用的成矿模式。同时,MVT矿床又具有以下基本特点(Leachetal.,1993;2005):①矿床产出于造山带边缘前陆环境或靠近克拉通一侧的沉积盆地环境;②容矿围岩以白云岩为主,仅有少数矿床产于灰岩中;③矿床具有后生特征,其形成与岩浆活动无直接联系;④可发育层控的、断层控制以及受喀斯特地形控制的矿体,矿体形态变化较大,可以为层状、筒状、透镜状、不规则状等;⑤矿物组合简单,主要为闪锌矿、方铅矿、黄铁矿、白铁矿、白云石、方解石和石英,仅在少数矿床/矿区发育重晶石和萤石,个别矿区发育有含银或者含铜的矿物;⑥硫化物通常交代碳酸盐岩或充填开放孔隙空间,组构变化较大,矿石由粗粒到细粒,由块状到浸染状;⑦围岩蚀变主要有白云岩化、方解石化和硅化,主要涉及围岩的溶解作用和重结晶作用等;⑧最重要的控矿因素为断层、破碎带和溶解坍塌角砾岩等;⑨成矿流体为低温中高盐度盆地流体,温度一般为50～250℃,盐度w(NaCleq)一般为10%～30%;⑩金属和硫具有壳源特征。

MVT矿床包括以碳酸盐岩为围岩的后生低温Pb2Zn矿床、交代碳酸盐岩的相对较高温爱尔兰型Pb2Zn矿床、以碳酸盐岩为围岩的萤石2重晶石矿床、与底辟(盐丘)作用有关的矿床以及以砂岩为围岩的Pb2Zn矿床等(Paradisetal.,2005)。

在过去的几十年内,对密西西比河谷型铅锌矿床的研究在以下方面取得了重要进展:①建立了3种驱动流体运移机制;②提出了3种硫化物沉淀模

型Ο;③完成了部分矿床的精确定年(Leachetal.,2001);④初步总结了矿床形成的地质背景,把矿床

的形成与地壳构造事件联系起来,认为区域构造驱动大规模流体迁移、成矿(Bradleyetal.,2003)。

1　MVT矿床的分布MVT矿床在北美洲最为发育,包括美国田纳西

州的JeffersonCity、CopperRidge等矿集区,密苏里州的OldLeadBelt和ViburnumTrend矿集区,俄克拉何马州、堪萨斯州和密苏里州地区的Tri2State矿集区,威斯康星2伊利诺伊州的UpperMississippi河谷矿集区;加拿大西北地区的Nanisivik、PinePoint、Polaris矿,不列颠哥伦比亚省

的RobbLake、Monarch、KichingHorse矿,新斯科舍省的GaysRiver,纽芬兰省的Newfoundland等矿集区或矿床。MVT矿床在欧洲也比较发育,产有波兰的上西里西亚(UpperSilesia),爱尔兰的Navan、Lisheen和Galmoy铅锌矿床等,奥地利的Bleiberg,

法国南部Cevennes矿集区,西班牙北部Reocin矿床,南斯拉夫的Mezica和意大利的Raibl矿床;其他大陆也存在一些MVT矿床,例如亚洲伊朗的Medhdiabad和Angouran矿床;大洋洲澳大利亚的AdmiralsBay、SorbyHills、Coxco、Lennardshelf矿

集区等;南美洲巴西的Vazante矿床,秘鲁的SanVicente矿床等;非洲纳米比亚的Skorpion矿床,摩

洛哥的ElAbadekta矿床等(图1)。中国现已发现的MVT矿床主要集中在扬子地台及其周缘地区,包括西缘的川滇黔交界地区(云南会泽、茂租,四川大梁子、天宝山、赤普等)、北缘的秦岭南部地区(陕西马元,湖北竹溪—古城、神农架等矿区)、中部的湘鄂地区(湖南李梅、董家河、白云铺等)、南缘的桂粤地区(广东凡口,广西泗顶、后江桥、北山等),此外,塔里木盆地西南边缘发育有塔木2古兰卡铅锌矿带等。其中的川滇黔交界地区是中国MVT矿床最为集中的地区(图2)。

Ο吕志成,主编.2004.国内外铅锌矿床成矿理论与找矿方法.中国地质调查局发展研究中心.54291.

第28卷　第2期　　　　　　　　　　　　　张长青等:密西西比型(MVT)铅锌矿床研究进展197

展布起着更为重要的作用。

2　区域成矿背景

MVT铅锌矿床形成的有利大地构造环境为俯

全球MVT矿容矿岩石的时代范围从元古宙到白垩纪,主要形成于古生代的寒武纪—奥陶纪、泥盆纪—石炭纪,少数形成于志留纪和二叠纪,元古代地层中很少发育MVT矿床。然而在中国,晚震旦世的地层则是MVT矿床较为发育的地层之一。矿床形成于围岩成岩作用之后,为后生矿床,虽然围岩的年龄可以确定,但是矿化的时间却很难肯定,目前仅有少

数几个矿床获得了成矿年龄(Leacketal.,2001)。

尽管Leach等(2001)总结了全球几个典型矿床的形成时代,主要形成于泥盆纪—三叠纪早期和白垩纪—第三纪2个阶段,认为该类矿床和全球大尺度收缩汇聚构造之间存在着直接联系。但是,MVT矿床形成的构造背景仍存在争议,其原因主要为:①目前仅有17个矿床的成矿时代数据,能否代表该类矿床的成矿时代值得探讨;②已有年龄数据采用不同的测年方法,除了方法的可靠性外,不同测年方法之间存在测试结果差异,尚不能完全解释其原因;③虽然主要年龄数据与全球板块汇聚事件相一致,但就单个矿

冲碰撞环境靠近克拉通一侧的部位,通常产于造山带前陆相对平坦的、未发生后期变形的岩石中,位于

克拉通边缘沉积盆地内古隆起带之上或附近(距造山带600km以内),与板块俯冲形成的局部伸展环境有关;另有一些矿床产于前陆逆冲推覆带环境,这些矿床的容矿岩石发生了后期变形作用;少数矿床则产于大陆伸展的裂谷或裂谷环境附近(如Nanisivik、LennardShelf、Alpine矿集区),在这些地区沉积地层受到一期或者多期正断层的控制,表现出一系列的不整合接触。

MVT铅锌矿的含矿岩系以碳酸盐岩建造为特色,主

要为白云岩、交代灰岩或白云岩的白色亮晶白云岩,完全产于灰岩中的矿床相对较少。虽然在部分矿区沉积相(如生物礁相、潮坪相等)控制着矿体的展布,如ViburnumTrend和PinePoint矿区;但是,也有

一些矿床不受这些沉积相的控制,如UpperSilesia、床或矿集区而言,最重要的控制因素仍是张性断层

(正断层、Lennardshelf、中国川滇黔矿集区等。因此,相对于压张性断层和扭断层)。因此,矿床的形成沉积相而言,围岩地层的岩性(或渗透性)对矿体的

究竟和哪种构造环境相关,还需进一步探讨。

图1　全球MVT矿床分布示意图(据Leach,2008年来华讲学资料Ο)

Fig.1　DistributionofMVTdepositsintheworld

ΟLeachD.2008.ExamplesofimportantMVTattributes.PresentationfromDavidLeach,inXi’an,China.2008.08.

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图2　中国MVT矿床分布示意图

图中编号对应矿床如下:1—仁化凡口铅锌矿;2—会东大梁子铅锌矿;3—南京栖霞山铅锌矿;4—曲靖会泽铅锌矿;5—花垣李梅锌矿;6—环江北山铅锌硫铁矿;7—会理天宝山铅锌矿;8—临湘桃林铅锌矿;9—蒙自百牛厂银多金属矿白羊矿段;10—南丹芒场大山锡多金属

矿;11—道县后江桥铁锰铅锌矿;12—沅陵董家河黄铁铅锌矿;13—巧家茂租铅锌矿;14—建水荒田铅锌矿;15—开原柴河铅锌矿;

16—新邵白云铺铅锌矿;17—融安泗顶铅锌矿;18—砚山铅厂铅锌矿;19—会理小石房铅锌矿;20—阳新银山铅锌矿;21—南郑马元铅锌矿

Fig.2　DistributionofMVTdepositsinChina

Correspondingoredepositnameoftheserialnumberinthemap:1—FankouinRenhua;2—DalingziinHuidong;3—QixiashaninNanjing;4—HuizeinQujing;5—LimeiinHuayuan;6—BeishaninHuanjiang;7—TianbaoshaninHuili;8—TaolininLinjiang;9—BainiuchanginMengzi;10—DachanginNandan;11—HoujiangqiaoinDaoxian;12—DongjiaheinRuanling;13—MaozuinQiaojia;14—HuangtianinJianshui;15—ChaiheinKaiyuan;16—BaiyunpuinXinshao;17—SidinginRong’an;18—QianchanginYanshan;19—XiaoshifanginHuili;

20—YinshaninYangxin;21—MayuaninNanzheng

和UpperMississippi河谷矿集区为7800km2。每

3　矿集区规模和多样性

MVT矿床在沉积盆地边缘常呈群分布,形成MVT矿集区,矿集区分布面积一般为数百,甚至数

个矿集区中又包含有几十至数百个矿床,如PinePoint矿集区包括80多个矿床,单个矿床储量大多

变化于20～200万吨,最大的矿床储量为1800万吨;UpperMississippi河谷矿集区包括将近400个矿床,单个矿床储量变化于10～50万吨,最大矿床

储量可高达300万吨(Leachetal.,2005)。在中国,存在有几个MVT矿集区,每个矿集区含有1到200多个矿床不等,例如在川滇黔交界地区矿集区分

千平方公里(Misra,1999;Sangster,2002),例如密苏里南东部矿集区面积为3000km2、Tri2State矿集区为1800km2、PinePoint矿集区为1600km2、阿尔卑斯山地区为10000km2、UpperSilesia矿集区为2800km2、爱尔兰Midland矿集区为8000km2

布面积达到14.6km2,包含有40多个铅锌矿床,单

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个矿床储量大多变化于1～200万吨,最大矿床为会泽铅锌矿,其金属量超过400万吨(薛步高,2006)。

在每个矿集区内,各个矿床显示出相似的特征,包括矿物组合、同位素组成以及矿石结构、构造。例如:主要矿石矿物为闪锌矿、方铅矿、黄铁矿、白铁矿,主要脉石矿物为方解石、白云石等;同位素组成均显示出金属和硫的壳源特征;构造以块状、浸染状、角砾状、网脉状为主,结构以粒状、胶状、交代等为主。同时,不同矿集区之间又存在差异性,主要表现在每个MVT地区有着自己独特的矿物共生组合、成矿控制机制、围岩等。如美国的OldLead矿带、ViburnumTrend地区矿床的矿石矿物以方铅矿为主,铅含量远大于锌的含量;Tri2state区、北阿肯色州区、密苏里中部地区则以闪锌矿为主,同时方铅矿和重晶石并重;而在密苏里南东部地区则以重晶石和铁硫化物为主(Leachetal.,2005);控矿因素也各不相同,如PinePoint矿区,礁组合控制着矿体的展布,UpperSilesia矿区基底隆起和断裂构造则是最主要的控矿因素,中国的川滇黔地区地层和断裂系统是主要的控矿条件。

主要原因,这也可能是导致白云岩中MVT矿床规模相对较大,Pb、Zn、Ag品位较高的原因之一。波兰上西里西亚地区所有的矿石赋存于“含矿白云岩”中“,含矿白云岩”形成于成矿前,或形成于成矿期(Sass2Gustkiewiczetal.,1998;Leachetal.,2003)。在ViburnumTrend地区,95%矿石的围岩是区域白云岩,白云岩形成于成矿前的成岩事件,矿石与白云岩和灰岩过渡带之间的距离不到2km(Gerdemannetal.,1972;Lyle,1977)。中国陕西马元铅锌矿中的金属硫化物充填于白云岩角砾之间,白云岩角砾形成于成矿前(王晓虎等,2008)。但是,大量区域热液白云石的形成比较复杂,白云岩化作用普遍存在于成矿前、成矿期和成矿后。是白云岩控制着矿化作用的发生呢?还是白云岩化为矿化产物呢?这两个问题是目前研究的热点。因此,矿化与白云岩化之间的关系仍需进一步研究。4.2　矿体形态

就矿集区尺度来看,MVT铅锌矿床的矿体通常具有层控特征,但是就单个矿床尺度来看,矿体形态极不规则,可为顺层产出的似层状、板状、线状等,亦可以为穿层的筒状、柱状、团块状、脉状、透镜状、不规则状等。受地层控制的矿体在顺层方向可以延伸几十米到几百米,而矿体厚度一般为几分米至几十米,各矿体彼此相连,也可有尖灭再现的特征;受断裂控制的矿体的形态和大小变化很大(Alldricketal.,2005),可从厚度较小的透镜状、囊状、脉状(陡倾裂隙控制的),到厚度较大的筒状矿体,矿体与围岩之间界线清楚;受古岩溶控制的矿体往往呈不规则状。这3种类型的矿体可共存于同一矿区内,如中国川滇黔交界地区铅锌矿矿体形态大致可分为3种(张长青,2008):受地层岩性控制的似层状、透镜状矿体(如茂租、赤普等)、受断层和褶皱构造控制的筒状、脉状矿体(如大梁子、乐红、天宝山等)和受古溶洞控制的不规则状矿体(如麒麟厂等)。4.3　矿物组合特征

4　矿床地质特征

4.1　围岩地层

MVT铅锌矿床一般分布于固定的含矿层位,在

同一矿集区内,往往出现多个层位的矿化,但是仅有

一个或少数几个主要的含矿层位,例如美国三州地区的矿化几乎全部在密西西比系碳酸盐岩中,波兰上西里西亚矿集区主要含矿层位为泥盆纪和三叠纪的碳酸盐岩,中国川滇黔地区则以震旦系灯影组和石炭系为主。含矿建造以发育碳酸盐岩为特征,围岩通常为白云岩,少数情况下为灰岩。地层层序中的下部透水层和上部隔挡层(页岩或灰岩)对矿床的形成起着重要作用,如在中国塔木—卡兰古矿带,3个含矿层均是由下部含(透)水的碎屑岩或白云岩与

上部的灰岩构成,川滇黔矿集区中的茂租、大梁子、MVT矿床的矿物组合简单,原生矿物主要为闪赤普矿床,地层层序由下部的含(透)水的白云岩与锌矿、方铅矿、黄铁矿、白铁矿等,脉石矿物主要为白上部的页岩构成;爱尔兰Lisheen矿床的矿体产于云石、方解石、石英等,一般不含黄铜矿、斑铜矿、自Waulsortian白云岩化灰岩中,其上则为不透水的然铜等,在个别矿集区中萤石、重晶石较为发育

(Paradisetal.,2005),常伴生有含Ag、Crosspatrick暗色燧石泥质灰岩地层;美国Cd、Ge、Ga、ViburnumTrend地区矿体产于Bonneterre组白云

Ni等元素的矿物。通常银的含量比较低,但个别矿

岩中,其上则为Davis组页岩地层。白云岩具较高

的孔隙度或渗透率,这可能是矿体赋存于白云岩的床的银含量可以很高,如中国川滇黔交界地区银厂坡、天宝山、大梁子铅锌矿的银品位分别为181g/t、

200　矿　　床　　地　　质2009年　

111g/t、83g/t(胡耀国等,2000),乐马厂铅锌矿的

银品位最高可达1856g/t(郑明秋,1995),且该矿

床银已达到大型规模。

大多数MVT矿床金属元素分布形式单一,仅少数矿集区有矿化分带现象。如在PinePoint矿床,从柱状矿体向外,Fe/(Fe+Zn+Pb)和Zn/(Zn+Pb)比值增高(Kyle,1981)。在密苏里南东地区,矿床具由内向外,分布Pb、Zn、Fe、Cu、Ni和Co的规律(Hagni,1983;Mavrogenesetal.,1992)。乐红铅锌矿床的内带以锌矿物为主,外带渐变为黄铁矿带。4.4　矿石组构

MVT矿床中硫化物的沉淀涉及到沉积、溶解、交代、开放空间充填、角砾岩化作用等多种因素。相与还原的含硫流体与含金属流体的混合作用有关。

热液白云岩是MVT矿床的显著特征,通过热液交代作用往往在矿体周围形成明显的白云岩蚀变晕。这种热液白云岩化有3种存在形式:①交代围岩碳酸盐岩;②充填晶粒间孔隙;③填充开放孔隙空间。热液白云岩与MVT成矿事件之间关系十分复杂,它可以形成于成矿前、成矿中和成矿后等各个阶段,不同矿床的热液白云岩化作用形成阶段各有侧重。

在大多数MVT矿床中硅化并不十分发育,硅化的发育与否在很大程度上依赖于矿石沉淀温度和成矿流体规模。矿石沉淀时流体混合作用引起的稀释和冷却作用和低温条件下二氧化硅沉积的动力学抑制作用,阻碍了二氧化硅的沉淀(Plumleeetal.,1994)。但如果稀释流体的温度高于200℃,二氧化

应的硫化物主要结构有粒状、交代、交代残余、胶状、硅沉淀的速度会加快,导致更多硅质的沉淀

(Rimstidt,1997)。例如在Tri2State地区、包含、溶蚀、穿插、草莓状及团粒状等;构造主要有块阿肯色

状、角砾状、浸染状、网脉状、脉状、条带状等。在开州地区北部以及中国川滇黔交界地区的赤普矿床放孔隙充填过程中形成的矿石,硫化物和脉石矿物等,由于成矿温度较高,硅化(碧玉)广泛发育。主要以粒状、溶蚀、树枝状和胶状结构形式存在,但自生粘土矿物有伊利石、绿泥石、白云母、迪开其构造有所区别,硫化物以块状、角砾状、网脉状构造为主,脉石矿物以条带状、脉状构造为主,有时粗粒闪锌矿晶体呈层状生长在角砾碎屑的顶部或者附着在晶洞顶板处,形成所谓的“屋顶落雪(snow2on2roof)”构造(Leachetal.,1993;Sangster,1995)。在溶解坍塌角砾岩化过程中形成的矿石,则以溶蚀、交代、穿插结构为主,构造则以角砾状、网脉状、镶嵌状、胶结状、脉状和韵律层构造为主。交代作用是有选择性的,如Newfoundland锌矿集区的热液白云岩选择性交代生物扰动灰岩而形成条带状和假角砾岩构造(Lane,1984);在PinePoint、Robb湖、MonarchKicking和PendOreille矿床,热液白云岩交代多种原生岩石形成条带状构造(Paradisetal.,2005);天宝山、茂租等矿床热液选择性交代碳酸盐

石,另外可能存在高岭石集合体充填孔洞;较少出现

自生长石(冰长石),这些蚀变粘土矿物仅在部分矿区的局部地段发育,不能作为MVT矿床的标志蚀变矿物。4.6　控矿因素矿床的控矿因素涉及到流体的运移、容矿空间的形成、有利的圈闭条件以及成矿后的保存条件等。包括断层和破碎带、岩性边界、溶解坍塌角砾岩、礁组合、基底隆起、不整合面等因素。

断层和破碎带　断层和破碎带是MVT地区重要的控矿因素,许多矿体集中产于张性断层带内及其附近,如爱尔兰Midland(Hitzman,1999)和UpperSilesia地区矿石集中于正断层中(Kibitlewski,1991);ViburnumTrend矿体集中产于与扭性断层有关的张性空间中(Clendenin,1993;Clendeninetal.,1994);密苏里地区矿体集中于张性断层内(Hudson,2000);在Cevennes山脉地区,

岩形成硅质条带等(柳贺昌等,1991)。沉积作用下

形成的粒状结构以及层状和浸染状构造发育,硫化物的粒度变化较大,从细粒到粗粒,沉积顺序通常为黄铁矿(白铁矿)→闪锌矿→方铅矿。走滑断层之间的张裂带对矿石起着重要控制作用

(Bradleyetal.,2003);中国川滇黔交界地区的大梁4.5　围岩蚀变

MVT矿床的围岩蚀变通常与碳酸盐岩的溶解、子铅锌矿与地堑构造有关,乐红、毛坪铅锌矿均产于重结晶、热液交代和角砾岩化作用形成的碳酸盐化断裂带中(张长青,2008)。有关,此外,还伴有硅化和粘土化。围岩碳酸盐岩的溶解和热液角砾岩化作用为MVT矿床最为常见的特征之一,这与生成酸的反应有关,而生酸反应通常

溶解坍塌角砾岩　在大多数的MVT矿区内,先存的溶解坍塌角砾岩和与之有关的碳酸盐溶解对矿石的沉淀起着重要控制作用。这些溶解坍塌角砾

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岩通常位于不整合面附近,但往往缺乏由地下水活动所形成的喀斯特地形这一特征的存在,表明这些喀斯特地形在成矿前或成矿期被溶解作用破坏(Corbellaetal.,2004)。对矿石角砾岩的正确理解

分布于江南隆起的西北边缘Ο。

各种控矿因素之间又相互关联,例如,页岩边界、白云岩2灰岩过渡带和礁组合属沉积相的一部分,均与基底地形或断层有关;基地隆起、不整合面

将有助于更好地理解成矿流体地球化学过程。含金以及溶解坍塌角砾岩等往往成组出现。每个矿区内

属的富氯流体与含还原硫流体的混合,单一含金属MVT矿床并不受单一因素的控制,几个控矿因素的氯化物流体与含还原硫流体的沉淀作用,都是在酸联合作用对矿石的形成至关重要。性条件下发生的(Sverjensky,1984;Cookeetal.,

2000;Emsbo,2000),均可导致坍塌角砾岩的形成。5　地球化学特征到目前为止,溶解坍塌角砾岩的形成机制、含矿角砾岩的来源问题仍是MVT矿床需研究的问题。

岩性边界　页岩不透水层,对流体迁移起到隔挡作用。在美国Tri2State地区,Chattanooga和Northview页岩位于主要含矿碳酸盐岩之下,矿化5.1　成矿流体(1)温度、盐度MVT矿床流体包裹体均一温度范围为50～250℃,但大多数温度介于75～150℃(Basukietal.,2004),国外报道的最高均一温度来自爱尔兰地区和

),在中国川滇黔交界地区,Rays河地区(超过200℃

仅发育在Chattanooga和Northview页岩之上,显

示出页岩和MVT矿床位置之间的密切关系(Brockieetal.,1968)。在ViburnumTrend,矿石发育于白云岩中,矿石离白云岩和含页岩灰岩过渡相达几公里(Leachetal.,2005)。中国川滇黔交界地区茂租、赤普等矿床的矿体均产于震旦系灯影组白云岩和寒武系筇竹寺组泥页岩的界面附近(张长青等,2008)。MVT矿床也可产于灰岩2白云岩过渡带附近,如UpperSilesia、ViburnumTrend和密苏里南东部OldLeadBelt等(Leachetal.,2005),其原因是过渡带附近渗透率变化较大。

礁组合　礁和障壁沉积是地层层序的一部分,沉积相突然变化产生了强烈的渗透率反差,是导致矿物沉淀的有利条件。在ViburnumTrend、OldLeadBelt、PinePoint、LennardShelf、GaysRiver和GaynaRiver,矿体沉淀均与碳酸盐礁杂岩有关,如PinePoint矿体位于溶解坍塌角砾岩中,角砾岩发育于生物礁2生物碎屑碳酸盐组合中(Rhodesetal.,1984)。

基底隆起　一些矿床产于基底隆起之上或附近,而基底隆起控制着沉积相、角砾岩化、断裂作用和砂岩含水层的尖灭,如ViburnumTrend、OldLeadBelt、PinePoint、UpperSilesia和GaysRiver等(Leachetal.,2005)。中国扬子地台周缘地区产于震旦系灯影组地层中的铅锌矿(如大梁子、天宝山等矿床),分布于滇中古陆东北边缘的川滇碳酸盐岩台地。产于寒武系中的铅锌矿(如李梅、白云铺等)

流体包裹体的均一温度范围为170～270℃(张长青,

2008)。许多MVT矿区,如爱尔兰Midland地区、密苏里地区、上西里西亚地区和Cevennes山脉地区,矿床的形成温度超过由地温梯度推算的温度(据埋藏的地层厚度估算),故推断MVT矿床可能形成于高地温梯度的环境中,或与盆地深部对流热传递(密苏里地区)或基底岩石中深部循环的上升流体(波兰UpperSilesia和爱尔兰Midland地区)有关(Leachetal.,2005)。典型的MVT矿床大致的盐度w(NaCleq)范围为15%～30%(Basukietal.,2004),流体包裹体成分与油田卤水相似,故人们普遍认为MVT矿床的流体与盆地流体有关。Basuki等(2004)研究结果显示,相对于小规模矿集区,规模较大的矿集区的成矿流体盐度〔w(NaCleq)约16%～21%〕稍偏低一些,而成矿流体盐度越高,相对应的矿集区矿石的品位也越高。然而,中国川滇黔交界地区铅锌矿床的情况却相反,该矿集区规模较小,盐度较低,矿石品位却较高,最高品位可达50%左右(会泽铅锌矿),这一特征可能与该地区的成矿温度普遍高于其他矿集区的温度有关。张长青等(2007)通过赤普铅锌矿床不同阶段石英流体包裹体温度、盐度研究发现,成矿流体温度最高可达330℃,盐度较低,一般盐度w(NaCleq)在8.0%～16.99%之间,具有含金属热液流体与还原流体混合的特征,并且成矿后期阶段有含有机质流体的加入。以上分析

Ο吕志成,主编.2004.国内外铅锌矿床成矿理论与找矿方法.中国地质调查局发展研究中心.4122436.

202　矿　　床　　地　　质2009年　

表明,成矿流体的温度和盐度与矿石的品位之间不

存在特定的对应关系。

(2)流体来源

现代盆地卤水溶质摩尔比被用来判别石盐溶质的源区(Carpenter,1978;Kharakaetal.,1987)。研究表明,盆地卤水中主要溶质源自海水蒸发或地下蒸发矿物(主要为石盐)的溶解。MVT矿集区闪锌矿流体包裹体盐水成分与现代卤水(起源于陆下海水蒸发)成分相似(Kesleretal.,1996;Vietsetal.,1996),大多数成分靠近海水蒸发线附近。因

硫同位素　全球典型MVT矿床的硫同位素值变化较大,但总体表现出壳源特征。就单个矿床或地区而言,硫可能有一个或多个来源,如源自含硫酸盐的蒸发岩、同生海水、成岩期的硫酸盐、含硫有机质、H2S气体储库和盆地缺氧水中的还原硫等。但是硫的主要来源可能还是海水中的硫酸盐(被沉积物包裹在各种矿物中)或同生海水,后来被还原。硫酸盐的还原作用存在3种不同机制:①生物作用还原(BSR)机制;②有机质中硫的热降解机制;③热化学还原(TSR)机制。34

MVT铅锌矿床硫化物δS值与同时代围岩的34硫酸盐δS值相接近,一般小于15‰,但有些矿床

此,盆地流体成为MVT矿床流体的主要起源。流

体2岩石相互作用(白云岩化、长石和粘土矿物成岩34作用)可能导致流体包裹体成分偏离海水蒸发线。的δS值>15‰,通常被认为由TSR作用所引起

(Barnes,1997)。需要指出的是δ总体来说,MVT矿床的成矿流体来源具有海水蒸发,34S值>15‰的也起源与大气降水或其他水体混合的特征。可由封闭系统中BSR引起,或由多个源区还原硫

(多种还原作用)的混合引起。考虑到同一特征δ5.2　成矿物质S

5.2.1　金属来源和运移机制值可有不同成因,MVT矿床中起决定作用的还原硫

对于MVT矿床,人们认识到流体中的金属来机制仍需进一步研究。源于沉积盆地或者卤水通过含水层时的淋滤作用。铅同位素　Leach等(2005)通过对30个MVT人们认识到金属的溶解度受到温度、压力、流体组分的制约,尤其是受到盆地流体配位体的制约(Basukietal.,2004)。许多作者,如Barrett等(1982)、Anderson(1983)、Sverjensky(1984;1986)以及Hanor(1996),认为氯化物的含量和温度、pH值、元素活性等共同作用对配位体的形成和溶液金属离子能力起着决定性作用(Leachetal.,2005)。尽管硫化物和有机金属络合物均有可能携带金属离子,但硫化物的溶解度小,并且有机质并非在MVT矿床中普遍存在。由于流体中氯化物含量高,故金属氯化络合物最有可能搬运流体中的金属。由于成矿流

),变化范围不大,加上围岩碳酸体属低温(<200℃

盐岩对流体pH值的限制,温度和pH值对成矿流体中Pb、Zn溶解度的影响远比还原硫活动性的影响小(Plumleeetal.,1994),因此还原硫活动性对成矿流体中Pb、Zn含量具有明显的控制作用。现在的油田卤水中金属含量高,卤水pH值很少小于4,大多介于4.5～6(Emsbo,2000),卤水中Pb、Zn含量可达到n×10-4,它们与还原硫含量呈负相关关系。油田卤水符合MVT成矿流体的特点,成为MVT卤水成矿的有力证据。然而,对于成矿流体运移的途径,流经地层和围岩地层对于成矿的贡献大小仍是难以解答的问题。5.2.2　同位素特征

矿床中的570个方铅矿和闪锌矿样品测试结果进行

了统计,结果显示许多MVT矿床或者矿集区(包括几个大型的矿集区)的铅具有基底来源特征。例如:BushyPark、Pering、GaysRiver、爱尔兰Midland矿集区、LennardShelf、UpperMississippi河谷矿集区、密苏里东南矿集区以及Tri2State矿集区等,具有较高的μ值,其铅应为上地壳来源。中国川滇黔交界地区铅锌矿床,除产于变质基底中的小石房矿床外,也同样具有上地壳铅源特征(Zhangetal.,2007)。

5.3　有机质与成矿

早在20世纪30年代,人们就认识到MVT矿床与有机质有密切联系(转引自李发源等,2002)。最近二十余年,通过对矿床的生物地球化学和有机地球化学研究,表明生物、有机质、有机流体都能积极地参与某些矿床的形成。随着生物死亡后演变为生物有机质进而再演化为有机流体,生物成矿作用也由生物体的成矿作用发展为有机质的成矿作用,进一步发展为有机流体的成矿作用。随地质作用的发展(沉积→成岩→造山等),构成了生物2有机质2流体成矿系统(殷鸿福等,1994;谢树成等,1997a;1997b)。李发源等(2002)认为,油田卤水可能成为铅锌多金属元素迁移的主要载体和成矿流体的重要组成部分,甚至成为形成MVT矿床的一种重要的

第28卷　第2期　　　　　　　　　　　　　张长青等:密西西比型(MVT)铅锌矿床研究进展203

潜在成矿流体,甲烷在矿床形成晚期充当还原剂。刘文均等(1999)通过对湖南花垣铅锌矿中有机包裹体的研究,认为矿床的沉淀机制可能与含金属流体和古油气藏混合有关,该古油气藏在成矿前已经就位于矿体所在位置及其附近。

许多MVT矿床中存在烃类包裹体和固体沥青,是有机质参与成矿的重要证据。一般情况下,在成矿溶液中还原硫很难与金属离子同时搬运,微生物或有机配位体又难以在较高温度条件下存在,然而,当在溶液中有低分子有机物(如轻烃类)存在时,就有可能形成具有较高热稳定性的有机金属络合物,络合物与硫酸盐相遇时将硫酸盐还原为H2S,导致硫化物沉淀。已有实验结果证明,Zn、Pb元素在油田卤水中的溶解度略高于在NaCl2CaCl2混合溶液中的溶解度(庄汉平等,1996),因此有机络合物迁移和油田卤水成矿,是MVT矿床一种可能的运移和成矿方式。此外,Southgate等(2006)通过对Lawn山流体与有机质的研究发现,热液流体与有机质热成熟度存在着密切的联系,并认为热液流体与有机质相互作用产生瞬间微孔隙并被后期硫化物(主要是闪锌矿)所充填。

关于有机质与金属沉淀的问题则与金属的运移

-状态相关,当金属与有机质同时迁移时,SO24的加入

-将导致金属以硫化物形式沉淀;而当金属与SO24一

等(2005)统计了世界上19个MVT地区的古地磁

和放射性定年结果,发现仅部分MVT矿床的古地磁和放射性测年结果具有较好的一致性,其中有4个古地磁和放射性定年结果不一致(Nanisivik矿床、PinePoint、东田纳西和上西里西亚)。这两种测年手段的测试结果在一定程度上可以代表MVT矿床的真实成矿年龄。但同时,这些测年方法仍然存在一些问题,主要原因在于:①部分矿床古地磁测年结果与放射性同位素测年结果不符;②一些定年结果,特别是古地磁测年结果,存在很大的误差,有的误差达到10～20Ma;③部分测年结果与地质特征所约束的成矿时代不符。例如Heijlen等(2003)获得Rb2Sr法年龄为早白垩世,而Sass2Gustkiewicz等(2005)根据地质特征获得的成矿时代为早侏罗世;Bradley等(2004)通过对闪锌矿的扫描电镜研究认为,上西里西亚地区闪锌矿Rb2Sr定年结果可能代表成矿后期蚀变年龄,因为对测年起重要作用的粘土矿物附着在闪锌矿颗粒表面,可能是后期裂隙充填产物。古地磁和放射性同位素测年结果不一致的原因是什么?哪一种方法能够代表真实成矿年龄?目前尚不能断言。

现有测年数据表明,典型MVT矿床形成与地球演化历史中强烈的挤压构造事件密切相关(Bradleyetal.,2003)。例如,发生于泥盆纪到二叠纪时期的泛大陆(Pangea)汇聚,这一时期是地质历史上MVT矿床形成的最为重要的时期,有75%的MVT矿床形成于泛大陆汇聚时期。另一个重要成矿期为白垩纪到第三纪,这一时期美洲大陆和非洲2亚欧大陆受到微板块汇聚作用的影响(Leachetal.,2001)。

起运移时,与有机质相遇,同样也可能使金属沉淀。

另一方面,有机质并非存在于所有MVT矿床中,世界上著名的MVT矿床只有少数一些矿床,如法国的Trèves和LesMalines、加拿大Polaris、PinePoint和GaysRiver、秘鲁SanVicente,美国ViburnumTrend和UpperMississippi河谷等矿集区内发育沥青或者有机包裹体。中国川滇黔交界地区5个大型MVT铅锌矿中,除赤普铅锌矿内见一些沥青以及含甲烷的包裹体和大梁子铅锌矿床发育“黑破带”碳质外,其余3个大型矿床均未见到有机质的存在。因此,有机质成矿机制并非适用于所有的MVT矿床。5.4　成矿时代

一直以来,研究MVT铅锌矿床成因的最大障碍是缺乏精确的成矿年代信息。最近几年,随着高精度古地磁和放射性同位素测年技术(方解石Re2

6　成矿模式

控制矿床形成的主要因素有金属来源、流体携带金属离子的能力、流体的规模、围岩容矿能力、流体的运移方式以及有效的金属沉淀机制等(Basukietal.,2004)。到目前为止,人们仅对MVT矿床的金属来源为壳源的认识比较一致。对于流体携带金属的能力,涉及到如前所述的氯化物的含量和温度、pH值、元素活性等诸多因素;围岩容矿能力涉及到

渗透率、碳酸盐岩的溶解、断层Os法,U2Pb法,U2Th法,闪锌矿Rb2Sr法,云母类、容矿岩石的孔隙度、

长石类或粘土矿物的Ar2Ar和K2Ar法)的应用,对和沉积盖层的发育等因素;控制流体规模和流体运MVT矿床的认识起到了极大的推动作用。Leach

移的作用力涉及到地层压力、毛细管力和浮力等,以

204　矿　　床　　地　　质2009年　

及与之相关的区域构造、地形起伏、流体密度变化、　　第一,地形或重力驱动模式(Garvenetal.,

压实作用、重力、裂隙发育情况等因素。目前,随着1984):其过程为流体在重力的驱动下,在盆地边缘对地壳规模流体活动认识的不断深入,以及对MVT造山隆起区,在页岩地层的阻隔下,沿碳酸盐岩或砂铅锌矿集区地质地球化学研究程度不断深入,人们岩等透水层运移(图3a)。运移流体自盆地深部沿透认识到许多MVT铅锌矿是区域性或陆块规模热液水层运移过程中获得热量和溶质组分,在盆地克拉流体活动的产物。成矿流体为高盐度的热卤水(类通边缘以大规模的热液形式卸载。导致流体运移的似于油田卤水),该热卤水从沉积盆地排出,经过含原动力为造山活动引起的地形变化。该模式可以很水地层,到达盆地边缘进入台地碳酸盐岩地层中沉好地解释北美地区的PinePoint矿床流体沿Slave

湖剪切带运移的过程(Hitchon,1993)。Bethke等淀成矿。

(1988)模拟了Ouachita造山带流体从Arkorma盆6.1　流体运移模式涉及大规模流体运移的驱动机制有多种,在盆地

演化的不同阶段,区域流体运移的方式不同,目前存在以下3种流体运移模式(Adams,2001;Hannigan,2005),可分别解释部分矿床的形成机制。地边缘隆起部位流动的过程,很好的解释了浅部地层经历高温和岩石中具有较高水岩比值的特征。

第二,沉积和压实作用模式(Jacksonetal.,1967):驱使流体发生运移的原动力为沉积压实作用和成岩过程中孔隙度变化引起的压力梯度(图3b)。热卤水由完全压实的沉积层向孔隙度高的未完全压实层流动,这一过程与油气由生油层沿渗透层向不同类型的圈闭构造移动过程十分相似。流体在运移过程中淋滤和萃取地层中的金属离子,并以金属氯络合物或者有机质络合物的形式进行搬运,一旦与硫化氢相遇即沉淀成矿。然而,单纯靠静水压力所释放的热能很难使得容矿围岩的流体包裹体温度达到现有温度值(Cathlesetal.,1983;Bethke,1985),为了解决这一问题,Cathles等(1983)用超高压带来解释,认为沉积盆地发生快速沉积和压实作用,在上覆地层压力和侧向应力存在的情况下,流体迅速转移,在矿集区内形成异常高压,因此流体包裹体温度通常超过正常压力梯度下的温度。在沉积盆地中,通常在盆地沉积的初始阶段能够产生这样的条件。

第三,热2盐对流循环模式,主要是盐度、温度差异导致的对流循环(图3c)。热2盐对流循环形成于伸展环境下的流体温度和盐度的增高(Personetal.,1994),裂谷盆地形成阶段是重力驱动流体系统向热2盐对流循环系统转化的开始。长时间的小规模对流循环可以形成大面积的碳酸盐化作用(Morrow,1998),同时也可以导致中2小规模矿化的发生。Russell(1986)提出密度驱动是爱尔兰Midland地区主要的流体运移机制,最终导致矿体主

图3　MVT铅锌矿床流体运移模式

(据Garven,1995修改)

Fig.3　FluidflowmodelofMVTPb2Zndeposits

(modifiedfromGarven,1995)

要沿后期活化的加里东构造带分布,该模式也可用于解释非层控铀矿的流体运移机制(Raffenspergeretal.,1995)。

Ο吕志成,主编.2004.国内外铅锌矿床成矿理论与找矿方法.中国地质调查局发展研究中心.54291.

第28卷　第2期　　　　　　　　　　　　　张长青等:密西西比型(MVT)铅锌矿床研究进展205

6.2　金属沉淀机制

金属硫化物沉淀机制的建立取决于含金属和含硫的流体性质、运移能力和流动方式(Andersonetal.,1982),这涉及到金属和硫的运移方式问题。目前存在3种流体卸载模式Ο:

还原硫模式　金属离子和还原硫共存于同一流体体系,这一低pH值流体如在运移过程中发生物理化学条件改变(如碳酸盐岩的溶解可以导致溶液pH值的升高),则会发生金属沉淀。这一沉淀机制的前提条件是存在理想的地质条件(pH值范围在4～5或者更高一点),并且Zn和Pb的浓度很低(只有这样才能达到金属和还原硫的共存),但这一前提决定了这种流体很难形成大型的、高品位的铅锌矿床。此外,这一模式的理想条件不仅需要存在卤族元素的络合物,同时还需要存在有机络合物来携带金属离子。

硫酸盐还原模式　成矿流体中的硫酸盐在成矿地点经还原剂的还原作用(比如有机质)转变为HS-或H2S,再与成矿流体中的金属离子发生反应,沉淀成矿。该模式要求溶液中存在大量高浓度的金属离子,且矿源层中存在足够量的硫酸盐,在遇到能导致含矿流体还原的地层时很可能形成铅锌矿床。Anderson(1991)曾将烃2氧化物2硫酸盐模式应用于Palaris铅锌矿床,他指出携带大量金属离子和硫酸盐的成矿流体当遇到富含有机质的碳酸盐岩地层时,发生了成矿作用,流体中“氧化物”的存在,主要因为多数矿床中存在大量的CO2包裹体这一地质事实。成矿流体所携带的热量能够产生烃类气体,烃类气体与硫酸盐在卤水中发生反应,从而导致硫化物的沉淀。但是,这一模式难以解释部分MVT矿床存在的某些地质特征,如碳酸盐的溶解和胶状闪锌矿的形成等。Plumlee等(1994)的化学反应过程模拟试验也表明,当溶液中存在较高含量的CO2时,烃类2氧化物2硫酸盐反应过程将不能使白云岩大规模溶解;Kaiser等(1987)通过热液化学硫酸盐反应速度试验验证了在烃类2氧化物2硫酸盐反应中不易形成胶状的闪锌矿。

流体混合模式　含有金属和还原硫的流体各自按照不同的途径运移至成矿地点混合成矿(Jacksonetal.,1967;Anderson,1975)。该模式可以很好地解释胶状闪锌矿的形成,是含金属离子的流体与含还原硫的流体快速混合形成高度过饱和流体而发生迅速沉淀的结果。矿体与围岩的截然接触关系以

及大量白云岩的溶解也可以用快速混合、沉淀来解释。同时,这一模式支持流体包裹体中有机质较低和含盐度变化不大的特点。Plumlee等(1994)曾经对MVT矿床利用不同浓度的含还原硫的流体与含金属离子流体进行了混合成矿模拟试验,试验产生的矿物组合与MVT矿床十分吻合。Corbella等(2004)通过对后期溶洞孔隙充填方式形成的MVT矿床中碳酸盐岩的溶解、硫化物的形成以及后期碳酸盐岩的形成等现象的观察,对混合模式做了适当的修改,提出了两种化学性质不同、但方解石含量均饱和的热液流体,在具有开放空间的溶洞内混合而成矿的模式。Charles等(1995)总结了几种成矿机制的优缺点,他认为在模式一中,冷却的确可以形成矿石中的大多数矿物组合,但流体包裹体数据显示,在许多矿床中流体温度并没有明显下降的迹象;模式二可以解释有机质与黄铁矿的存在,但是它又难以解释其形成的动力学机制,并且不能解释硫化物的反复沉淀和溶解的过程;模式三虽然可以解释大多数矿物组合的形成,但由于不同MVT矿床之间矿物组合变化很大,每一组成矿流体混合仅能形成一组矿物组合,因而,不同的矿物组合需要由不同性质的流体混合模式来解释。另外,该模式不能解释许多矿床中普遍存在有机质和黄铁矿的氧化产物。对此,Charles等(1995)提出了含硫代硫酸盐的溶液通过各种途径与有机质在成矿地点发生反应沉淀成矿的观点。其中的有机质作为矿化不同阶段的还原剂及二氧化碳和有机酸的来源,同时,有机质还起到为硫代硫酸盐发生细菌代谢提供催化酶的作用。因此,有机质的存在是关键因素,有机质与各个成矿阶段都有着密切关系。但是,有机质的存在并非MVT矿床的普遍现象,因此,有机质对MVT矿床形成的贡献仍难以准确判定。

综上所述,尽管近几十年来对MVT矿床的研究从未间断,但对导致其形成的主控因素,人们的认识仅限于少数几个方面,如热卤水、金属来源、硫的海水来源、在构造隆起时期的大面积的成矿作用等。事实上,该类型矿床涉及的地质因素千变万化,不同矿床之间差异明显。关于成矿流体源区、运移过程和卸载机制等的讨论涉及多种地质和地球化学过程。目前人们掌握的MVT矿床中具有普遍意义的地化参数非常少,对成矿流体的化学性质(包括pH值)、沉淀机理、有机物的作用、硫的氧化态以及含矿角砾岩的形成机制仍然不能确定。尽管目前已经对少数MVT矿

206　矿　　床　　地　　质2009年　

床进行了古地磁法和放射性同位素的年龄测定,但大

多数MVT铅锌矿床仍未获得一致的年龄数据。因此,只有在这些问题全面解决后,才能建立起较为完善的矿床成因模型。又紧密相关(见表1)。7.1　构造标志

断裂构造对成矿的控制作用表现在多个方面,从矿集区角度来说,深大断裂往往控制矿床的分布,角砾岩和矿化角砾岩多沿断裂构造分布;如波兰上西里西亚矿集区主要矿床均产于Kracow2Lubin断裂带西南侧,中国塔木2卡兰古矿带的主要矿床总体上都在台缘大断裂的碳酸盐岩一侧;川滇黔交界地区大部分铅锌矿床在安宁河线性断裂带以东的台缘凹陷带中聚集,而在安宁河2绿汁江断裂的西侧,铅

7　找矿标志

在众多特征中,最为重要的找矿标志为构造、溶解坍塌角砾岩、地层和岩性等,这些标志对于MVT矿床的控制作用的影响随矿床的不同有所侧重,但

表1　全球部分MVT矿床控矿因素统计表Table1　StatisticsoforecontrolfactorsforsomeMVToredepositsintheworld

矿床或矿集区

ViburnumTrend

国家页岩边界333333333333

灰岩/白云岩礁/角砾岩杂岩溶解坍塌角砾岩基底隆起断层和裂隙矿前溶解特征

3333333333

33333333

333333333333333

333333

333333333333333333

333

3333333333

333

333333333333333

3333333

美国OldLeadBelt美国Tri2State美国阿肯色州北部美国田纳西州中部美国杰克逊城(东田纳西州)美国

Austinville美国Metaline美国

UpperMississippi河谷美国

GaysRiver加拿大丹尼尔港加拿大Nanisivik加拿大Polaris加拿大PinePoint加拿大GaynaRiver加拿大阿尔卑斯加拿大Robb湖加拿大Monarch2KichingHorse加拿大

上西里西亚波兰LennardShelf澳大利亚

Coxco澳大利亚爱尔兰Midland爱尔兰

赛文山法国BushyPark南非Pering南非Reocin西班牙会泽中国大梁子中国天宝山中国赤普中国毛坪中国茂租中国乐红中国马元中国李梅中国凡口中国　注:

333

333333

333

333333333

3333333333333

3333333

333333333333333333

33333

333333333333

33333333333

3333

3333333333

3333333333333

33333333333333333

333333333

333

333333

3333

33333

33333333

333

33333

主要控矿因素;33次要控矿因素;3最小控矿因素(据Leachetal.,2005修改)。

第28卷　第2期　　　　　　　　　　　　　张长青等:密西西比型(MVT)铅锌矿床研究进展207

锌矿床(点)非常少,迄今为止没有发现成型的矿床。7.5　化探标志

MVT矿床富集元素Pb、Zn、As、Sb、Ag、Co、铅锌矿床的空间分布格局明显受区域构造格局的严

Ni、Ge等,在地表所形成的地球化学异常是找矿标格控制。从矿床角度讲,富矿体受多组断裂的共同

分析或土壤元素分析控制,断裂交汇处往往是矿体富集的有利地段,如爱志。可通过水系沉积物取样、尔兰Lisheen矿区内有两条北至北北东向大断裂

(Killoran和Derryville断裂),矿体发育于断裂附近且越靠近断裂,硫化物品位越高,说明断层可能是该矿区矿液的通道;中国川滇黔交界地区不同性质、方向、级别的构造,分别控制着不同级别、方向及几何受控于石棉2小江断裂的南北向矿带及北东向、北西向断裂的铅锌矿带,其线性分布较明显,而在近东西向构造矿带中则以分散状分布,这可能是由于铅锌矿主要是在不同方向褶皱、断裂的交汇部位及近南北向与近东西向构造的交汇点富集形成的,如会泽

上述资料表明,对MVT矿床的研究,在成矿的

地质特征(地层、构造、矿物组构等)、地球化学特征(铅、硫同位素、有机质)、成矿时代、流体运移机制、等确定化探异常,圈定预测靶区。但是,由于MVT矿床成矿温度低,围岩蚀变影响范围小,所形成的化探异常,尤其是原生晕范围较小,地球化学异常分带不明显。在低密度或甚低密度化探扫面中,当矿体处于隐伏2半隐伏状态时,化探取样达不到预期效形态的矿带、矿床及矿体,是构造分级控矿的结果。果。

8　小　结铅锌矿中的矿山厂、麒麟厂分别处于北东向矿山厂、

硫化物沉淀机制等方面取得了较大进展。该类矿床

麒麟厂断裂和北(北)西向次级断裂的交汇处。

的地质地球化学特征、部分矿床成矿时代的测定及

7.2　地层标志

流体运移和硫化物沉淀的模式,为该类矿床的成因

矿体明显受地层控制,同一矿区中矿化主要发

机制研究提供了重要依据。然而,由于MVT矿床

生于一个或者少数几个层位中。这种含矿地层的共

所涉及的地质因素较多,不同矿集区之间存在差异,

同特征是下部为孔隙度和渗透率较大的碎屑岩或白

因此,在不同矿床成矿机制建立方面仍存在很大的

云岩,上部则为相对不透水的页岩、蒸发岩或者致密

争议,如目前的3种不同的沉淀机制,每种机制的适

灰岩地层,例如川滇黔交界地区茂租和赤普铅锌矿

用性有限,尚无一种模式能解释所有MVT矿床的

床,含矿层上覆地层均为寒武系页岩层。区域性白

形成过程,每一种流体运移机制仅能解释少数几个

云岩化是MVT矿床形成的必要条件,这种白云岩

代表性矿床的流体运移方式。成矿时代的确定是解

化呈层状或似层状,在白云岩化蚀变强烈的地段,若

决矿床成因问题的关键因素。因此,在今后的研究

一些成矿元素强烈富集,则可成为含矿的有利地段。

过程中,应注意运用和建立新的测年方法来解决低

7.3　角砾岩标志

温铅锌矿床的成矿时代问题。由于“MVT”这一概

矿化往往产于角砾岩中,因此,角砾岩成为重要

念所包含的矿床共性较少,很难用一二种成矿机制

的找矿标志。如果角砾岩中的胶结物硫化物已经流来解释,在今后的研究过程中可以考虑尝试建立或失,则孔洞痕迹可评价其含矿性。由于大多数角砾分解出一种或几种新的分类标准,尽量涵盖同类矿岩中铅、锌硫化物含量很低,并且闪锌矿颜色较浅,床的更多共性特征,从而为建立更加适用的成矿模常不易辨别,因此要特别注意氧化后残留的孔洞。式提供前提。角砾岩形态变化较大,一般,沿层或近于顺层展布的角砾岩矿化较好。7.4　有机质标志

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