蔡恒安, 阮启林, 杜　凯, 费江勇

(湖北省地质局 第一地质大队,湖北 大冶　435100)

0　引言

章山铅锌矿位于湖北省黄石—广济铅锌成矿带的中部。上个世纪80年代起，湖北省地质科学研究所、鄂东南地质大队、省物探大队等在黄石—广济铅锌成矿带做了大量的地质工作，在矿带的东、中、西部分别发现了赋存于三叠系中下统地层破碎带中的阳城铅锌矿、杨武山铅锌矿、狮子立山—凤梨山铅锌银矿，初步总结了其成矿规律[1]。而对中上奥陶统宝塔组地层中的章山等铅锌矿没有进行系统的评价，近年来，通过新一轮的地质找矿工作，认为中上奥陶统宝塔组地层中铅锌矿具一定的找矿前景，本次工作通过对章山铅锌矿床成矿地质特征和控矿因素的综合分析与总结，结合物探资料探讨其矿床成因，对章山铅锌矿下步找矿工作部署提供新的思路。

1　区域地质背景

研究区位于下扬子台褶带大冶凹褶束的北东缘，保安—汪仁复背斜的核部(图1)。区内地层除中、下泥盆统及下侏罗统地层缺失外，自寒武系至第四系均有出露，又以古生代地层为主；区内构造主要形成于印支期和燕山期，印支期主要形成北西西—近东西向的褶皱和断裂构造，发育北西西向保安—汪仁复式背斜，以及背斜核部和核翼转折端发育的近东西向走向断裂。燕山期主要形成北北东向的褶皱和断裂构造，燕山期构造叠加于印支期构造之上，形成轴向向北突出的弧形褶皱，并改变早期断裂的性质。区内岩体出露不多,仅在西北角发育铁山岩体东延部分，岩性以石英闪长岩、闪长岩为主[2-4]。

2　矿床地质特征

2.1　地层

矿区地层出露较全，主要以古生代地层为主，中生代地层只发育三叠系地层以及少量新生代地层。其中章山铅锌矿的主要赋矿层位为中上奥陶统宝塔组(O2-3b)，岩性为白云质灰岩、龟裂纹灰岩、瘤状灰岩，上段含少量泥质灰岩、粘土质页岩、粘土岩，下覆地层为志留系龙马溪组和新滩组页岩，与宝塔组形成一硅钙界面。硅钙界面附近容易发生应力集中，形成褶皱和断裂构造，成为容矿的有利场所，灰岩能干性强容易发生脆性破裂，形成充填于张裂隙中的脉状矿化，页岩能干性较弱发生塑性变形，矿化往往发育于页岩中灰岩透镜体、灰岩角砾以及顺层的裂隙，形成浸染状和团块状矿化(照片1)。

照片1　章山铅锌矿矿石特征Photo 1　Ore characteristics of Zhangshan Pb-Zn deposit

2.2　构造

章山铅锌矿位于保安—汪仁复背斜东段核部，下陆—章山断裂带东部，区内褶皱和断裂构造十分发育。

2.2.1褶皱构造

矿区褶皱构造主要为保安—汪仁复背斜，背斜轴向呈北西西向，为轴部向北突出的弧形褶皱，显示出受印支期和燕山期多期构造叠加特征，轴面南倾，北翼倒转，核部为寒武系中上统地层，南翼为第四系覆盖，地层出露较差，北翼较完整，由奥陶系和志留系地层组成，地层倾向南，倾角40°～70°。背斜的核部发育有近东西向的走向断裂，两翼发育北西、北东向共轭压扭性断裂。

2.2.2断裂构造

矿区断裂构造很发育，分为近东西向、北北东向、北东向、北西向四组断裂构造。

近东西向断裂带(F1)为保安—汪仁背斜核部和核翼转折端发育的一系列近似平行的东西向断裂组成的断裂带，受多期次构造运动的影响反映出多期次活动特征，断层性质从早到晚表现为压性—张性—压性的转变，成矿期主要与断裂张性期耦合。断裂带主要发育于中上奥陶统宝塔组地层及其与志留系页岩的钙硅界面，断面整体向南倾，倾角50°～80°，带内构造角砾岩发育，宽达几米—几十米不等，可见黄铜矿、方铅矿、闪锌矿等硫化物充填交代构造角砾，该断裂为章山铅锌矿的主要控矿断裂，铅锌矿主要分布于该断裂带及其次级羽状裂隙中。

北北东向断裂(F2、F3、F4)三组断裂呈北北东向平行分布，为平移逆断层，切错F1主干断裂，水平错距50～100 m，断面波状起伏，局部见碳酸盐的透镜状和碎裂岩，并可见含铜重晶石脉顺断层面产出，说明该方向的断裂与成矿关系也较为密切。

北东向断裂(F7)、北西向断裂(F5、F6)主要分布于矿床的东部，断层性质不明，研究认为与成矿关系不大。

2.3　岩浆岩

矿床范围内地表岩体基本不出露，据前人资料在矿床范围内见到少量燕山晚期石英闪长岩岩脉。

2.4　矿体地质特征

铅锌矿主要呈似层状、脉状分布于中上奥陶统宝塔组地层及其与志留系页岩的钙硅界面发育的近东西向F1断裂及其羽状裂隙中，受地层和构造的联合控制，地表出露三个矿体，矿体总体呈东西走向，向南倾，倾角45°～65°(见表1,图2)。

表1　章山铅锌矿床矿体特征一览表Table 1　Schedule of orebody characteristics of Zhangshan Pb-Zn deposit

注：数据据章山铅锌矿普查设计[4]。

2.5　矿石特征

矿石结构为他形粒状结构、充填交代结构、交代溶蚀结构。矿石构造为角砾状构造、脉状构造和团块状构造等，其中角砾状、脉状构造最为发育。

矿石矿物主要为方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、黄铜矿、黝铜矿、角银矿、银砷黝铜矿、孔雀石等，脉石矿物主要为石英、萤石、方解石、重晶石等(照片1)。

图2　章山铅锌矿床6号勘探线剖面图Fig.2　No.6 prospecting line profile map of Zhangshan Pb-Zn deposit1.白云岩；2.角砾白云岩；3.白云质灰岩；4.泥质条带灰质白云岩；5.白云质灰岩；6.断裂；7.矿化；8.灰岩；9.泥晶灰岩；10.炭质页岩；11.页岩；12.粘土碎屑。

图3　鄂东南地区航磁异常图[2]Fig.3　Aeromagnetic anomalies map of southeast Hubei

2.6　围岩蚀变

矿床的近矿围岩蚀变发育，主要为硅化、碳酸盐化、重晶石化及萤石化。其中硅化、重晶石化、萤石化与矿化关系密切，硅化以烟灰色石英与成矿关系最为密切。

3　物化探异常特征

3.1　航磁异常

鄂东南地区燕山期侵入体和区域航磁异常吻合度较高，并具以下规律:岩体受北北东与北西西向褶皱和断裂构造复合部位控制，空间上呈北北东和北西西向展布，岩体群在北北东向和北西西向都具有等距分布的特征 (图3)。

章山地区存在一个环状的高磁异常，该异常北北东向与殷祖岩体、阳新岩体呈等距的带状分布，北西西向与铁山岩体、鄂城岩体呈等距的带状分布；又因为其呈环状与鄂东南区域玄武岩呈条带状磁异常相区别，推测章山地区深部存在隐伏岩体且为中酸性[5]。

3.2　矿区重力异常特征

重力剩余布格异常值从-1.2～1.0毫伽不等，变化范围较小。局部重力高值和局部重力低值大多为幅值不高的圈闭异常，高值(低值)异常中心整体呈近东西向、北东向和北西向的串珠状分布，受构造控制明显。局部负重力异常中心G4-、G7-、G9-位于矿区中北部，总体呈近东西向串珠状分布，与地表出露的F1断裂带吻合；局部重力低值异常中心G5-、G7-南、G10-也呈近东西向串珠状分布，地表对应为高密度的白云岩、灰岩，推测可能为与F1断裂平行的断裂或F1旁侧次级断裂引起；南部局部重力低值异常中心G3-与航磁异常相对应，具高磁低重的特征，而地表为高密度的白云岩，推测深部可能为中酸性岩体，值得进一步研究 (图4)。

3.3　化探异常特征

化探指示元素选择为Cu、Pb、Zn、Ag、As、Sb、Hg，异常中心主要呈近东西向和北北东向的带状和串珠状分布(图5)，其中东西向异常中心分布特征与东西向F1断裂一致，说明近东西向断裂与成矿关系密切；矿区西南部章山位置发育一组北北东向串珠状异常，异常与北北东向(F2、F3、F4)断裂组走向平行，但F2、F3、F4断裂却没有明显化探异常显示，说明该异常不是北北东向断裂引起，又因为该异常中心与局部重力低值异常中心G3-具一定的耦合性，说明该化探异常源为隐伏的中酸性岩体。

4　控矿因素及成矿模式

4.1　地层与成矿的关系

矿床内地层与成矿的关系主要表现在：矿床主要赋矿地层为中上奥陶统宝塔组地层；并且主要矿体的产状与赋矿地层产状基本一致；矿床的化探指示元素浓集中心的分布特征、剩余重力异常低值浓集中心的展布特征都与赋矿地层的分布特征较为一致。

从机理上来看，赋矿地层宝塔组(O2-3b)地层中Cu、Pb、Zn成矿元素含量与全球同类岩石相比，都显示不同程度富集特征(表2)，说明赋矿地层宝塔组(O2-3b)地层可能为Cu、Pb、Zn元素成矿提供了部分成矿物质；宝塔组(O2-3b)地层岩性为灰岩，能干性较强，而下覆地层龙马溪组(O3S1l)、新滩组(S1x)岩性为页岩，能干性较弱，受力过程中，在接触面容易产生应力集中，形成滑脱面，并在滑脱面附近发育断裂和褶皱构造，往往作为导矿的通道和储矿的空间，控制矿床和矿体的分布；断裂带下盘的页岩类岩石有效空隙度小，作为良好的屏蔽层，而上盘的碳酸盐类岩石有效空隙度大，导致成矿流体始终在断层面附近运移，最终在断裂带中有利赋矿空间卸载成矿。

图4　章山铅锌矿矿床地质特征及物化探异常简图[4]Fig.4　Ore deposit geological characteristics and geophysical-geochemical anomaly map of Zhangshan Pb-Zn deposit1.第四系砂、砾;2.大隆组硅质岩、灰岩夹硅质岩;3.茅口组含燧石灰岩:4.栖霞组含燧石灰岩、炭质生物灰岩;5.船山组灰岩;6.黄龙组灰岩;7.云台观组石英砂岩;8.坟头组砂岩、页岩;9.新滩组第三段页岩及泥质粉砂岩;10.新滩组第二段页岩及粉砂质页岩;11.新滩组第一炭质和硅质页岩;12.龙马溪组炭质和硅质页岩;13.宝塔组第三段泥质灰岩;14.宝塔组第二段灰岩;15.宝塔组第一段白云质灰岩;16.未分;17.大湾组灰岩;18.红花园组含燧石灰岩和生物碎屑灰岩及白云质灰岩;19.南津关组第二段泥质灰质白云岩;20.南津关组第一段假鲕状灰岩;21.中上寒武系第三段硅质条带白云岩;22.中上寒武系第二段鲕状白云岩;23.闪长玢岩;24.实测断裂;25.推测断层;26.平行不整合;27.矿体;28.化探异常;29.剩余重力正异常;30.剩余重力负异常。

表2　章山铅锌矿矿体附近围岩成矿元素含量一览表Table 2　Schedule of ore-forming element content near the ore-body of the Zhangshan Pb-Zn deposit　单位：10-6

4.2　构造与成矿的关系

矿区断裂构造、褶皱构造与成矿关系都很密切，矿体主要定位于褶皱的核部和近东西向的F1断裂带及其羽状裂隙中，顺断层面产出，充填交代断裂带内构造角砾岩。物化探异常展布特征也显示与褶皱和断裂展布特征一致，显示出明显受近东西向的褶皱和F1断裂带控制。

从机理上来说，构造控矿主要表现在以下几个方面：襄樊—广济区域大断裂为沟通深部和浅部的构造，通过控岩控矿控制了黄石—广济铅锌成矿带的展布;保安—汪仁背斜和铁山—章山断裂等构造控制了章山地区铅锌矿的分布;铁山—章山断裂的次级裂隙以及断裂带中发育大量的碎裂、角砾构造控制矿体的最终定位。

4.3　岩体与成矿的关系

岩体对成矿的控制主要体现在以下几个方面：区域上鄂东南三角构造岩浆岩区90%以上矿产都与燕山期岩浆岩关系密切；黄石—广济铅锌成矿带西部的狮子立山等铅锌矿床Pb、S同位素特征都显示具有岩浆源的特征，显示岩浆岩与铅锌矿关系较为密切。

章山铅锌矿区范围内虽地表岩体不发育，但推测在矿区西南部章山一带存在隐伏的中酸性岩体。而赋矿地层中上奥陶统宝塔组地层成矿元素富集程度相对不高、地层厚度不大，不能提供铅锌矿全部成矿物质来源，所以燕山期岩浆岩可能为成矿提供一定的物源和流体源，并提供稳定的热源。同时，鄂东南地区发育大量与中酸性小岩体有关的斑岩型成矿系列，围绕斑岩体具有斑岩型铜金—矽卡岩型铜金—低温铅锌矿的矿化分带特征，所以章山铅锌矿深部具有发育斑岩型和矽卡岩型铜金矿的前景。

4.4　成矿模式

根据章山铅锌矿成矿地质特征、控矿因素以及成矿规律总结出章山铅锌矿成矿模式图(图5)。

图5　章山铅锌矿成矿模式图Fig.5　Metallogenic model diagram of Zhangshan deposit

5　结论

(1) 根据章山铅锌矿热液蚀变发育、矿化与热液脉体密切伴生，认为章山铅锌矿为一典型的热液矿床。

(2) 通过对地质特征以及物化探特征的研究认为，章山铅锌矿受中上奥陶统宝塔组地层、保安—汪仁背斜和近东西F1断裂带、燕山期岩浆岩三者联合控制。

(3) 通过对章山铅锌矿找矿前景的逐步认识，认为黄石—广济铅锌成矿带中上奥陶统宝塔组地层也是重要的赋矿层位之一。

(4) 章山铅锌矿深部可能存在有隐伏中酸性岩体，除形成铅锌矿之外，也有形成斑岩、矽卡岩型矿床的可能，因此矽卡岩型和斑岩型铜金矿应作为今后找矿方向之一。

6　下一步工作建议和找矿方向

(1) 详细查明铅锌矿的地质特征和控矿因素，总结成矿规律，结合少量流体包裹体测试、同位素测试工作,从而确定章山铅锌矿的成因。

(2) 对保安—汪仁复背斜南翼的奥陶统宝塔组地层及其与上覆志留系地层之间的岩性界面的找矿前景应给予重视。

(3) 结合章山铅锌矿的成因，通过更大比例尺的物化探工作和工程手段，对燕山期中酸性小斑岩体以及与斑岩体有关的矽卡岩型铜金矿和斑岩型铜金矿的找矿前景进行评价。

致谢:本文的撰写得到金尚刚和魏克涛两位教授级高级工程师的大力支持和帮助，以及章山项目组在资料方面的无私帮助，在此深表感谢！

参考文献：

[1]湖北黄石—广济地区中下三叠统铅锌矿控矿地质条件与矿化富集规律研究[R].武汉：湖北省地质科学研究所,1987.

[2]黄智辉,熊继传.大冶章山地区铅锌矿地质特征及找矿远景[J].资源与环境，2004,18(增刊):55-62.

[3]薛迪康.鄂东南铜金矿床成矿模式与找矿模型[M].武汉：中国地质大学出版社,1997.

[4]鄂城—大冶—阳新地区铜铁矿控矿条件成矿规律与成矿预测[R].武汉：湖北省地质科学研究所，1985:164-165.

[5]周安保,张国胜，等.鄂东南隐伏岩体的推断及其找矿前景[J].资源环境与工程，2013,27(2):120-125.