八、蔡家营铅-锌矿成矿模式
黄典豪(1995)编制的蔡家营矿床模式可以作为脉状铅-锌成矿模式(图1-5-23)。该区属于华北陆块北缘新太古代优地槽型沉积,长期隆起,中生代构造-岩浆活动强烈,形成-系列隆起、拗陷和有关矿床,其中也包括蔡家营铅锌矿床。
区内新太古代为黑云斜长变粒岩、石榴斜长变粒岩和花岗片麻岩等,上侏罗统火山碎屑岩不整合其上。花岗斑岩和石英斑岩的年龄分别为141Ma和119.1Ma。矿体产于靠近斑岩体的变质岩和火山碎屑岩的中-陡倾斜裂隙系统中。矿体多呈隐伏-半隐伏的脉状,分枝复合,大小不-。矿石矿物主要为铁闪锌矿、闪锌矿、方铅矿、黄铁矿、毒砂、磁黄铁矿、黄铜矿、磁铁矿、自然金、银金矿、自然银等;主要脉石矿物为石英、方解石、绿泥石、绢云母、阳起石、绿帘石、石榴子石、菱铁矿、黑柱石和萤石等。围岩蚀变主要为绿泥石化、阳起石绿帘石化、碳酸盐化、绢云母化和硅化等。
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编,中国矿床模式.北京:地质出版社,283~285
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第二章 主要铅-锌矿成矿类型及其特征
第一节 概 念
说到主要铅-锌矿成矿类型及其特征,不能不提起Wolf K H(1976)主编的.《层控矿床和层状矿床》和涂光炽等(1984)主编的《中国层控矿床地球化学》等,是这些先辈们将盆地热卤水萃取引入铅-锌矿的成矿理论。在此之前,一说到铅-锌矿成矿必定与热液挂钩,而热液又与花岗质岩石挂钩,因此是花岗质岩浆一热液思想禁锢着铅锌成矿理论。
举例说,在第18届国际地质大会(1948)上曾专门讨论铅-锌矿床,将铅-锌矿床分成5类:①高温热液矿床(Hypothermal);②交代冲温热液矿床(Pyrometasomatic—mesothermal);③中温热液矿床(Mesothermal);④亚中温热液矿床(Leptothermal);⑤远温热液矿床(Telethermal)。
又例如,l959年郭文魁等将中国铅-锌矿床分成内生与外生两大类。内生矿床按成矿温度降低顺序分成8个建造,而外生矿床只有菱锌矿一白铅矿一铅钒一个建造。因此,过去是火成思想统治着铅-锌矿成矿理论。
到了20世纪60年代以后,地质学家从占铅-锌矿总储量一半的SEDEX和MVT矿床看出,这些矿床或矿田中几乎远离火成事件的影响,纯粹是沉积盆地自身的演化产生了热流体,使铅、锌等矿质活化起来,当携带铅、锌等矿质的热溶液与某种具有还原性质溶液相遇时或由于某种地质事件影响这种热溶液的物理化学梯度发生较大的改变时,从而导致铅、锌等矿质从溶液中沉淀出来,从而形成铅-锌矿石。因此,铅-锌矿石的形成可以与火成事件相联系,也可以与火成事件根本无关。这样寻找铅-锌矿床的思路便大大开阔了,特别是与沉积盆地演化有关的铅-锌矿床。
第二节 铅-锌矿床的成矿时代和空间分布
一、VMS矿床
与海相火山岩有关的VMS矿床虽然以太古代和古生代为主,但儿乎各个历史时期都产有这类矿床。
产于太古代的VMS矿床主要有加拿大地盾和中国清原陆核。例如基德克里克(Kidd Creek) 矿床,锌859万吨,铅29万吨,矿体呈透镜状和层状产于长英质火山岩中,顶部呈条带状,中部呈块状,下部呈网脉状;哈基特河(Hackett River)矿床,锌95.6万吨,铅l6.5万吨;伊佐克湖(Izok Lake)矿床,锌l66万吨,铅l7.6万吨;斯特金湖(Sturgeon Lake)矿床,锌84.6 万吨,铅8.0万吨,杰柯(Gem)矿床,锌l73.6万吨;德斯梅洛泽斯(Desmeloize.s)矿床,锌55.6万吨;诺兰达(Noranda)矿床,锌l56万吨;马塔加米(Matagami)矿床,锌l64万吨。产于我国清原陆核上只有锌富集,主要为铜。太古代的VMS矿床以锌.铜建造为主,铅的富集很次要。
产于元古代的VMS矿床主要产于北美地台和北默地块。例如加拿大弗林弗隆(Flin Flon) 矿床,锌248万吨.6个扁豆状矿体产于火山碎屑岩和石英斑岩中;鲁坦(Rttan)矿床,锌56万吨;奇瑟尔莱克(Chiser Lake)矿床。锌62.7万吨,铅4.4万吨;诺里塔(Norita)矿床,锌59.6万吨;埃林顿一韦米利昂(Errington Vermilion)矿床,锌48万吨.铅l2.2万吨。加拿大的这些VMS矿床多数为锌-铜建造,少数为铜-锌-铅建造。
芬兰的维汉蒂(Vihanti)矿床,锌l45.8万吨,铅7.7万吨;皮海萨尔米(Pyhasalmi)矿床,锌76万吨;瑞典的谢景夫特(Skeflefte)矿床,铅230万吨,铅20万吨;法伦(Falum)矿床,锌124万吨,铅53万吨。很明显。锌-铜建造和多金属一铜建造都有。
产于早古生代(加里东期)优埔槽褶皱带的VMS矿床:主要分布于加拿大东部、凑大利亚东产于早古生代(加里东期)优地槽捂皱带的VMS矿床:主要分布于加拿大东部、澳大利亚东部、北欧的斯堪的纳维韭半岛和中国祁连山等。加拿大的巴瑟斯特l2号(Bathuist)矿床,锌和铅总储量大于1070万吨.矿体呈透镜状.产于凝灰质角砾岩、长英质斑岩、安山岩和细碧岩中;希思斯蒂尔(HeathSted)矿床,锌l96.8万吨.铅95.3万吨。澳大利亚的伍德朗(Wood Lawn)矿床.锌864
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万吨,铅330万吨。矿体呈透镜状,产于流纹质凝灰岩、熔岩漉、黑色页岩和滑石.绿泥石岩中。雄威的勒肯(Lokkm)矿床.锌47.5万吨,瑞典的斯泰肯约克(Stekenjokk)矿床.锌59万吨.铅7.5万吨;谢累夫特(Skellefte)矿床.锌230万吨。铅20万吨。中国的小铰山矿床。锌59万吨,铅37.5万吨;镉铁山矿床,锌l52万吨.铅ll8万吨。由此表明早古生代优地槽中VMS矿床既有钢.锌建造.也有铜.多金属建造.还有以铅-锌为主建造。
产于晚古生代(华力西期)优地槽褶皱带的VMS矿床:主要分布于西欧的葡萄牙和西班牙,俄罗斯的乌拉尔山,中亚的哈萨克斯坦辱。葡萄牙的加维昂(Gaviao)矿床.锌87.5万吨;内维什一科尔沃(Neves—Corvo)矿床。锌206.4万吨,锌49万吨。西斑牙的鲁维亚莱斯(Rubiales)矿床,锌74万吨。铅l3万吨;拉扎尔札(h Z岫m)矿床,锌78万吨,铅56万吨;里奥廷托(RioTiato)矿床,锌l20万吨,铅49万吨;索提尔(Sotid)矿床.锌225万吨.钳94.4万吨;阿斯钠辩利亚尔(Azralcolhr)矿床,锌l60万吨,铅77.5万吨。俄罗斯的布雷阿瓦(влыава)矿床,锌385万吨;盖斯竟(ragz)矿床.锌55万吨。哈萨克斯坦的捷克利(текелн)矿床,锌300万吨.铅250万吨;列宁诺哥尔斯克(лениногорпк)矿床.锌240万吨。铅143万吨。晚古生代优地槽中VMS矿床铜-锌建造和多金属建造并重。
产于中生代优地槽褶皱带的VIVIS矿床分布较分散,比较集中地区有地中海国家和中国的义墩地区等。例如原南斯拉夫的苏普尔贾斯蒂纳(soplia Stem)矿床,锌l52万吨.铅65万吨;布尔斯科扶(Baskovo)矿床,锌48.7万吨.铅3.2万吨。希腊的卡桑德拉(Kassandra)矿床.锌90万吨,铅70万吨。很明显.中生代优地槽中VMS矿床以多金属建造为主,很步见到锕.锌建造。产于新生代优地槽裙皱带的VMS矿床主要产于El本北部北鹿地区。产于中新世绿色凝灰岩中。北窟地区(Hokuroku)的锌510万吨,铅l53万吨,为多金属建造。
二、SEDEX矿床
与海相沉积岩有关的矿床为世界上铅、锌的主要来源.仅500万吨以上超大塑矿床统计储量为28391万吨,所占比倒为47%,这类矿床富银和富重晶石,可以作为伴生有益组分。这类矿床成矿时代在早-中元古代(19亿-14亿年)和早一中古生代(5.3亿~3亿年)很丰富,这一时期正好为地壳较稳定的时问。在成矿空问上与硅铝壳冒地槽环境有关。例如克拉通边缘裂谷或克拉通内的拉张盆地,有人称之谓拗拉槽等。
产于元古代冒地槽的SEDEX矿床主要分布于加拿大西南部、澳大利亚中部、中朝地台的北部、印度地台的西部和非洲地台的西南部等。加拿大的沙利文(Sullivan)矿床,锌912万吨,铅1056万吨,矿体呈透镜状,产于细粒石英岩中,有地质学家推测,沙利文矿区有一条基底断裂连到塞尔温盆地,控制加拿大地台西部的冒地槽的发育。澳大利亚盛产这类矿床,锌、铅总储量达l2775万吨以上。例如布罗肯希尔(Broken Hill)矿床,锌l584万吨,铅2034万吨:迈克阿瑟河(McArthur River)矿床,锌l800万吨,铅780万吨;芒特艾萨(Mt.1sa)矿床,锌540 万吨,铅629万吨;希尔顿(Hilton)矿床,锌434万吨,铅296.4万吨;杜加尔德河(Dugald River)矿床,铅、锌542万吨,世纪(Century)矿床,铅、锌l610万吨;坎宁顿(Cannigton) 矿床,铅、锌718万吨;莱迪洛雷塔(Lady Loretta)矿床,锌l57万吨,铅58万吨。朝鲜的检德(Komdok)矿床,铅、锌7000万吨。中国的东升庙矿床,铅、锌500万吨;霍各乞矿床,锌81万吨,铅95万吨;炭窑口矿床,锌90万吨;甲生盘矿床,铅、锌300万吨。印度的兰普拉一阿古恰(Rumpura-Agucha)矿床,锌823.5万吨,铅91.5万吨;拉杰布尔一达里巴
(Rajpu-ra-Dariba)矿床,锌l81万吨,铅79.6万吨。南非的甘斯堡(Gamsberg)矿床,锌l084.6万吨,铅84万吨;阿格尼斯(Ageneys)矿床,铅、锌966万吨。
产于早古生代(加里东期)冒地槽的SEDEX矿床主要分布于加拿大西部的塞尔温盆地和北欧的斯堪的维尔半岛裂谷。前者有2个著名矿床:霍华兹山口(Howards Pass)矿床,铅、锌3600万吨;法罗(Faro)矿床铅、锌599万吨。后者有瑞典的莱斯瓦尔(Laisvall)矿床,锌l28万吨,铅344万吨。
产于晚古生代(华力西期)冒地槽的SEDEX矿床主要分布于欧洲西部的爱尔兰、欧洲中部的德国、中国的秦岭、加拿大西部的塞尔温和美国阿拉斯加西部等沉积盆地。爱尔兰的纳凡(Navan)矿床,锌706万吨,铅l82万吨;锡尔弗迈斯(Silvermines)矿床,锌666万吨,铅68.7万吨。德国的兰梅尔斯堡(Rammelsberg)矿床,锌570万吨,铅270万吨;麦根(Meggen)矿床,锌600万吨,铅78万吨。中国的厂坝矿床铅、锌800万吨。加拿大的麦克米伦(Macmillan)矿床亦即Tom和Jeson矿床,锌72万吨,铅70万吨。美国的红狗(Red Dog) 矿床,锌l445万吨,铅425万吨。
三、MVT矿床
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密西西比河谷型矿床最大的问题是成矿时代不清楚,因为它们为后生成因的,它们成矿时代可以比容矿围岩新很多。因此这里主要以容矿围岩时代划分。虽然从前塞武纪碳酸盐岩石到白垩纪碳酸盐岩石都有铅-锌矿产出,但许多矿床的成因未研究清楚,故在此只论述产于早古生代和晚古生代碳酸盐岩石中MvT矿床。
产于早古生代的MvT矿床。该类矿床美国中部寒武一奥陶纪碳酸盐岩层最典型。典型实例有维伯纳姆(Viburnum Trend)带,锌、铅大于3000万吨;老铅矿带(Old Lead Belt)矿,锌、铅1008万吨;三州矿区(Tri State),锌、铅l315万吨;马斯科特(Mascot)矿床,锌、铅600 万吨。西澳大利亚克拉通盆地中阿德米勒尔湾(Admiralsbay)矿床产于奥陶纪碳酸盐岩层中,锌、铅1044万吨。 产于晚古生代的MvT矿床主要分布于加拿大东部、中欧的波兰、中国的广东、中亚的哈萨克斯坦和西澳等。加拿大的派因波因特(Pine Point)矿床产于中泥盆世白云质灰岩和灰岩,锌铅820万吨。波兰的克拉科夫一西里西亚(Krakow Silesia)矿床产于晚二叠世白云岩、灰岩和溶蚀角砾岩,锌3600万吨,铅l000万吨。中国的凡口铅-锌矿产于上一中泥盆世白云岩和灰岩以及石炭纪白云质灰岩等,铅、锌575万吨。哈萨克斯坦的阿奇赛(Aql,Icafi)矿床产于晚泥盆世一早石炭世沥青质白云质灰岩,锌82万吨,铅72万吨;苏姆萨尔(CyMcap)矿床产于中一晚泥盆世白云化灰岩,锌l00万吨,铅l50万吨。
产于中生代的MU矿床主要分布于欧洲中南部和非洲西部及北部辱。意大利的萨拉福萨(Sala缸魏)矿床产于中三叠世白云岩化灰岩角砾岩中,锌57万吨.船8.6万吨;拉伊布尔(Riabl)矿床产于中三叠世新青质泥岩和自云岩化角砾岩中.锌50.5万吨.铅7.6万吨。真地利的布莱贝棒~克罗伊特(Bleibeg一Kreuth)矿床产于中三叠世白云岩化灰岩和角砾岩中.锌、铅250万吨。摩洛哥的泰维西特一布贝克(Touissit—Bouheker)矿床产于侏罗纪白云岩中,锌92.5 万吨,铅ll0万吨。
四、砂岩型铅矿床
砂岩型铅矿床是一些国索重要铅的来源。该类矿床形成于大陆相到浅海相的还原环境。一般产于海避地层层序中,以出现在低古纬度硅铝质基底之上的石英砂岩中,常与蒸发岩伴生。方船矿呈漫染状分布于石英砂岩中。成矿元素以铅为主.少银且贫黄铁矿,如果有锌出现,那么地层中锌比铅含量高。矿床一般具有矿体中问品位高而周边为贫品位的晕环绕的特点。方铅矿等硫化物充填于粒问孔隙.胶结物主要为硅质.在较年青矿床中呈玉髓出现。
矿床有波罗的地后周围的晚元古代到早寒武世矿床;加拿大元古代矿床;加拿大石炭纪矿床;德国西部、法国南部和摩洛哥等三叠纪矿床;摩洛哥白受纪矿床。
德国的奠巴什—梅舍尼什(MadmbMeahenmeh)矿床产于三叠纪砂岩中.锌、铅500万吨。
五、金顶型矿床
金顶船一悻矿床产出非常特殊.很难与其他矿床进行比较。如果称它为砂岩型。却从矿床特征上丝毫无共同之处;说它为热卤求成因的MVT矿床昵.可它叉主要产于砂岩中。因此还是单独为一类。金顶的成矿时代根据薛春纪(2000)给出的Re-Os年龄为60Ma,与三江带的走精拉分时间相当#成矿空间表明成矿发生走精盆地中.此时正是新特提斯洋闭合(65Ma)初期.也是印.亚大陆黼的开始。金顶为一个超大型铅-锌矿床.锌887.9万吨,铅l84万吨。
六、与构造一长英质岩浆有关铅-锌矿床
这类矿床包括矽卡岩型、斑岩型、热液脉状和陆相火山岩有关的话-锌矿床.它们受控于构造-长英质岩浆作用。很显然,它们以中新生代为主,特别与环太平洋带和古地中海带(特提斯带)的构造-岩浆作用有关。古生代、元古宙和太古宙虽然也有步量代表,但是数量较少.而且研究程度较低。
元古宙矿床:产于印度克拉通的东都和西伯刺亚地台。代表性矿床有印度的阿尼贡达拉(Agnigundala),船92.8万吨.矿体呈透镜状.赋存于石英岩和大理岩中。俄罗斯的戈列夫斯克(Iорвское).锌l00万吨,铅20万吨,矿体呈透镜状.赋存于变质莽屑岩中。
古生代矿床;产要产于古特提斯带的加里东—华力西糟皱带,有两个地区值得一提.一个地区为地中海沿岸国家;另一个地区为中南亚国家。例如西班牙的鲁维亚莱斯(Rubiales)矿床。锌74万吨,钳l3万吨,为寒武纪碳酸盐中交代矿床;意大利的蒙特韦基奥(Monteveechio)矿床:产于撒丁岛,锌、铅500万吨。缅甸的包德温(Bawdwin)矿床;铅l05万吨.产于早古生代长石砂岩和
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