0 引言

沙坪沟整装勘查区是安徽北淮阳成矿带最主要的铅锌矿集中分布区, 可分为银沙矿化集中区、银水寺—潘家草楼矿化集中区、洪冲—鲜花岭矿化集中区3个矿化集中区^[1-2]。区内已发现汞洞冲、银冲中型铅锌矿2座, 银水寺、迎峰崖、潘家草楼等小型铅锌矿10余座, 铅锌矿点数十处。但是，从20世纪80年代末至90年代初发现汞洞冲铅锌矿以来, 区内铅锌矿找矿工作一直未获重大突破。近年来, 随着沙坪沟钼矿的发现, 该区上升为国家级整装勘查区, 带动了区内钼铅锌多金属矿的勘查和研究工作。

本文在前人勘查和研究成果的基础上, 以“三位一体”成矿地质理论^[3-4]为指导, 对沙坪沟整装勘查区二级项目工作成果进行总结和提炼, 总结了区内典型铅锌矿床“三位一体”的成矿特征, 初步建立起找矿预测模型, 旨在进一步深化区内铅锌多金属矿的研究程度, 为该区铅锌多金属矿的找矿工作提供思路, 促进整装勘查区内铅锌矿的找矿预测工作。

1 成矿地质背景

沙坪沟整装勘查区大地构造位置属大别造山带内北淮阳构造亚带。北淮阳构造亚带呈NWW向展布(图 1), 其南北边界分别为桐柏—桐城断裂和六安—明港断裂, 西止于南阳盆地, 向东被郯城—庐江断裂所截。区域内地层从新元古代浅变质系片岩和偏基性火山岩地层到古生代和中新生代沉积岩地层及火山岩地层均有出露；岩浆热液活动频繁, 从晋宁期变形侵入体到燕山期中酸性岩浆岩均有出露, 岩性类型有基性岩、中性岩和酸性岩, 中酸性侵入岩为区内岩浆岩的主体岩性类型；构造发育, 以断裂构造为主, 其次为褶皱构造, 区内构造格架方向以NWW—NNW方向为主, 其次为NE向。沙坪沟整装勘查区内出露的岩石地层和构造形迹表明, 该区经历了晋宁期、加里东期、印支—华力西期、燕山期和喜马拉雅期等五大构造演化阶段。

区内矿产资源主要为铅锌矿，产出于NE向和NW向断裂构造交汇部位, 具有成群分布、分段集中的特点。矿床有银沙矿区热液脉型和构造-蚀变岩型铅锌矿、银水寺—潘家草楼矿区矽卡岩型铅锌矿和热液脉型铅锌矿、洪冲—鲜花岭矿区热液脉型铅锌矿、汞洞冲矿区角砾岩型铅锌矿床。

2 矿区地质特征 2.1 地层

区内地层主要为新元古代—早古生代浅变质系地层和中生代火山岩地层, 其次为晚古生代和中新生代沉积地层。其中新元古代—早古生代浅变质系地层为洪冲—鲜花岭矿区和银水寺—潘家草楼矿区的主要赋矿地层, 中生代火山岩地层是银水寺—潘家草楼矿区重要的赋矿围岩。

2.2 岩浆岩

区内岩浆岩主要为侵入岩, 其次为喷出岩。岩浆岩具有明显的多期次性, 以燕山期岩浆岩为主, 岩性主要为中酸性侵入岩和次火山岩^[6]。其中中酸性侵入岩为区内最主要的成矿地质体, 同时也是银沙矿区最主要的赋矿围岩。

2.3 构造

区内构造体系发育, 以断裂构造为主, 其次为褶皱构造。断裂构造主要发育NWW向和NE向两组, 该两组断裂交会部位是区内铅锌矿的主要产出部位, 是区内最主要的控矿构造, 其中NWW向金寨—舒城断裂是区内重要的控岩控矿断裂^[1-2]。褶皱构造主要在沙坪沟整装勘查区东北侧, 其产状受区域断裂构造控制明显, 是银水寺—潘家草楼矿区主要的控矿构造之一。

2.4 矿化蚀变类型

区内矿化主要为黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、褐铁矿、辉钼矿等, 其次为硬锰矿、软锰矿、孔雀石等；围岩蚀变主要为硅化、绢云母化、绿泥石化、绿帘石化、碳酸盐化、钾化、矽卡岩化、高岭土化等, 其次为萤石化、叶腊石化等。

3 矿化体类型和特征

通过对以往勘查资料和研究资料的分析和野外调查, 将区内铅锌矿化类型分为角砾岩型、矽卡岩型、构造蚀变岩型和热液脉型4类。

1) 角砾岩型：赋矿围岩主要为下古生界佛子岭岩群诸佛庵岩组, 岩性主要为白云(二云)石英片岩、黑云石英片岩等。矿(化)体受角砾岩体控制, 该类型铅锌矿以汞洞冲铅锌矿为代表, 主要分布于汞洞冲外围。

铅锌矿化(图 2)主要赋存于块状角砾岩体中, 共生在石英、方解石等胶结物中, 其中顶部胶结物以石英为主, 矿石中富含银, 向下变为以方解石为主, 矿石中铜含量逐渐增高。与铅锌矿化密切相关的蚀变主要为硅化、绿泥石化。

2) 矽卡岩型：赋矿围岩为新元古界庐镇关岩群仙人冲岩组, 岩性主要为透辉石矽卡岩、千枚岩、黑云石英片岩等。矿体受层间破碎带和层间裂隙控制, 呈似层状、透镜状、脉状。典型矿床为银水寺铅锌矿, 此外孩洼铅锌铜多金属矿点、潘湾铜矿点、幸福冲铅锌矿点、黄家湾铅锌矿点以及傅家堂铅锌矿点成矿类型均为矽卡岩型。

铅锌矿化主要赋存于矽卡岩及矽卡岩化大理岩之中, 伴生矿物主要有磁铁矿、黄铁矿、黄铜矿等, 与铅锌矿化密切相关的蚀变主要为矽卡岩化、绿泥石化、绿帘石化和硅化。

3) 构造蚀变岩型：赋矿围岩主要为构造角砾岩、硅化脉以及构造破碎带。矿体受断裂构造控制明显, 呈脉状、透镜状。典型矿床为迎峰崖铅锌矿, 其次冬瓜山铅锌矿东段亦为构造蚀变岩型。

铅锌矿化主要赋存于构造蚀变岩中, 伴生矿物主要有黄铁矿、黄铜矿等, 与铅锌矿化密切相关的矿化蚀变主要为硅化、绢云母化等。

4) 热液脉型：该类型铅锌矿是沙坪沟整装勘查区内最为常见的铅锌矿化类型, 规模通常较小, 埋深浅, 成矿地质背景差异较大, 代表的有银山地区铅锌矿、洪冲—鲜花岭地区铅锌矿、潘家草楼地区铅锌矿。其中银山地区铅锌矿的赋矿围岩主要为燕山晚期中酸性侵入岩和晚期浅成—超浅成中性脉岩；洪冲—鲜花岭地区的赋矿围岩主要为佛子岭岩群片岩；潘家草楼地区铅锌矿的赋矿围岩主要为中生代火山碎屑岩。

铅锌矿主要沿构造裂隙呈脉状、透镜状产出, 伴生矿物主要为黄铁矿、黄铜矿, 与铅锌矿化密切相关的蚀变主要为硅化、绿泥石化、绿帘石化和绢云母化。

4 典型矿床 4.1 角砾岩型矿床

沙坪沟整装勘查区内角砾岩型典型矿床以汞洞冲铅锌矿(图 3、4)为代表。该铅锌矿床位于诸佛庵复式褶皱北翼, NW向金寨—舒城断裂带和NE向青山断裂交汇处。目前仅发现一个主矿体, 产于隐爆角砾岩筒内, 规模达中型以上, 是北淮阳构造成矿带内最大的铅锌矿床。该矿床以铅锌为主, 伴生铜、金, 矿体形态、产状受角砾岩体控制, 该角砾岩体地表走向50°~230°, 倾向北西, 倾角70°~90°, 向南西侧伏, 侧伏角70°左右, 其地表长约110 m, 宽8~34 m, 角砾岩筒控制最大斜深大于775 m。矿体产状与角砾岩体基本一致, 控制长度达210 m, 矿体在浅部厚大, 向深部出现分支、变薄, 矿体在横切面上呈半环状, 纵切面上呈倒U型。控制最大厚度达230 m, 最小16 m, 平均近100 m。整个角砾岩体内部未见明显的蚀变现象, 反映含矿热液以充填形式成矿。

矿石中矿石矿物主要为方铅矿、闪锌矿、黄铁矿, 少量黄铜矿, 次生氧化矿物主要为铅钒、褐铁矿、孔雀石、铜蓝等；金、银除在氧化带外, 不构成独立矿物, 银主要赋存于方铅矿中, 金主要赋存于黄铁矿、黄铜矿和石英中。

矿石主要为中—粗粒他形、半自形粒状结构, 次为包含结构、固溶体结构；矿石构造主要为浸染状、脉状及团块状构造, 其中脉状、团块状矿石较富。

矿化蚀变由矿体向外分为3个带：Ⅰ带，矿体和角砾岩间主要为铅锌矿化、黄铁矿化、硅化；Ⅱ带，角砾岩和片岩间主要为碳酸盐化、高岭土化；Ⅲ带，片岩外接触带常见黄铁矿化、硅化等蚀变。

根据脉体穿插关系以及矿石组构和矿物组合等特征将该矿床的成矿过程分为3个阶段^[7]。Ⅰ.石英-黄铁矿-绢云母阶段(早), 主要矿物组合为石英、黄铁矿、绢云母等。主要表现为角砾岩胶结物中早期石英及角砾和围岩的硅化、绢云母化。Ⅱ.石英-多金属硫化物-碳酸盐阶段(中), 是主要的铅锌矿化阶段, 主要矿物组成为闪锌矿、方铅矿、黄铁矿、石英、白云石、菱锰矿及少量黄铜矿、磁黄铁矿等, 分布在角砾岩筒中上部的块状、斑状角砾岩胶结物中, 除镶嵌分布外, 还常见有石英、硫化物、碳酸盐或萤石等矿物组成的晶簇或晶洞。局部可见碳酸盐脉穿过早阶段的硅化石英和绢云母。该类蚀变是气爆阶段产物。Ⅲ.石英-方解石阶段(晚), 主要矿物组合为石英、方解石以及少量的黄铁矿, 是矿化作用最晚阶段残余气液的蚀变产物, 方解石常呈细脉状穿插早阶段的脉体。

4.2 矽卡岩型矿床

沙坪沟整装勘查区内矽卡岩型典型矿床以银水寺铅锌矿(图 5、6)为代表。该矿床位于诸佛庵复式褶皱北翼, 船板冲逆冲推覆构造带内。该矿区矿化带断续长约2 km, 宽约30 m, 最宽处约100m。矿化带中可圈出多层矿体, 矿体多以似层状产出, 与围岩界线清晰, 受层间破碎带和闪长玢岩、石英正长斑岩脉与碳酸盐岩接触带控制明显。矿体一般长200~300 m, 厚0.5~4.0 m, 最宽达十余m。矿石品位：Pb一般为1.0%~3.0%, 最高为12.8%；Zn一般为1%~2%, 最高为9.9%。整个矿床Zn品位高于Pb。

矿石中矿石矿物主要为方铅矿、(铁)闪锌矿、黄铁矿、黄铜矿, 少量磁铁矿、白钨矿等；脉石矿物主要为石英、绿帘石、绿泥石、透辉石、石榴石、方解石, 次为透闪石、电气石、萤石等。

矿石结构主要有自形—半自形粒状结构、粒状变晶结构；矿石构造以细粒浸染状和条带状为主, 致密块状、网脉状次之。

银水寺铅锌矿成矿可分为矽卡岩-热液成矿期和热液成矿期, 包括6个成矿阶段：Ⅰ.早矽卡岩阶段, 形成透辉石、透闪石、硅灰石等, 未出现金属硫化物；Ⅱ.晚矽卡岩阶段, 形成绿帘石、石榴石、绿泥石、方解石、萤石、石英等, 开始出现黄铁矿、磁黄铁矿及少量铁闪锌矿；Ⅲ.早硫化物阶段, 形成金属矿物, 主要有黄铁矿、磁黄铁矿、闪锌矿等；Ⅳ.晚硫化物阶段, 为矿床的主成矿阶段, 形成金属矿物有方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、黄铁矿、磁铁矿等；Ⅴ.石英-硫化物阶段, 为矿床的主成矿阶段, 主要金属矿物有方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、黄铁矿, 脉石矿物主要为石英、方解石；Ⅵ.碳酸盐阶段, 为成矿活动的尾声, 金属矿物少见, 主要形成方解石、石英。其中Ⅰ—Ⅳ为矽卡岩-热液成矿期, Ⅴ、Ⅵ属热液成矿期。

4.3 构造蚀变岩型矿床

沙坪沟整装勘查区内构造蚀变岩型典型矿床以迎峰崖铅锌矿(图 7、8)为代表。该矿床为环绕沙坪沟特大型钼矿分布的众多铅锌矿床(点)之一, 位于NW向桐柏—桐城断裂和NE向银沙—泗河断裂锐夹角部位。该矿区矿化带长约3 km, 宽5~35 m, 最宽处约80 m。矿化带中圈出多条铅锌矿体, 矿体多以脉状和透镜体状产出, 与围岩界线清晰, 受硅化蚀变破碎带和闪长(玢)岩脉控制明显。矿体一般长50~300 m, 厚1~10 m。

矿石品位Pb一般为0.3%~3.0%, 最高为34.8%；Zn一般为0.5%~2.8%, 最高为4.8%。整个矿床品位Pb高于Zn。

矿石中矿石矿物为方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、黄铁矿和赤铁矿；脉石矿物为石英、长石、绢云母、角闪石、方解石、绿泥石和高岭石等。

矿石结构为半自形粒状结构、压碎结构、碎裂结构、压碎-碎裂结构4种, 其中以半自形粒状结构为主；矿石构造主要为角砾状构造, 其次为浸染状构造、致密块状构造和不明显的条带状构造。

迎峰崖铅锌矿具有较为明显的蚀变分带, 矿体由内至外大致可分为4个蚀变分带^[8]：黄铁矿化-硅化蚀变带；赤铁矿化-铅锌矿化蚀变带；黄铁矿化绢云母化绿泥石化-铅锌矿化蚀变带；硅化、白云岩化-铅锌矿化蚀变带。根据该矿床的矿物共生组合、标型矿物特征和围岩蚀变特征, 该矿床的成矿作用大致可分为4个阶段：Ⅰ.成矿早期黄铁矿-石英阶段, 主要形成黄铁矿、磁黄铁矿以及少量铅锌矿；Ⅱ.成矿期石英-多金属硫化物阶段, 主要形成大量黄铁矿、方铅矿、闪锌矿等多金属硫化物；Ⅲ.成矿晚期多金属硫化物-碳酸盐阶段；Ⅳ.成矿期后碳酸盐阶段, 无矿化。

4.4 热液脉型矿床

热液脉型铅锌矿是沙坪沟整装勘查区内最常见的铅锌矿类型, 该类铅锌矿对围岩无选择性。金寨银冲中型铅锌矿(图 9)是沙坪沟整装勘查区内热液脉型铅锌矿的典型矿床。该矿床为环绕沙坪沟特大型钼矿分布的众多铅锌矿床(点)之一, 位于NW向桐柏—桐城断裂和NE向银沙—泗河断裂锐夹角部位。该矿床共核实圈定出30多条矿体, 矿体呈陡倾斜脉状、透镜状赋存于NWW和近EW向张性断裂或裂隙带中, 主要矿体延长200~400 m, 延深30~150 m, 真厚度1~2 m, 一般矿体延长50~200 m, 延深25~66 m, 真厚度1 m。矿脉多平行于矿区内燕山晚期正长斑岩脉产出。矿石中Pb平均品位2.52%, Zn平均品位2.86%, 伴生Ag 26.21 g/t。

5 “三位一体”成矿特征分析 5.1 成矿地质体

沙坪沟整装勘查区内不同矿化类型的铅锌多金属矿的成矿地质条件和空间位置差异较大(表 1)。角砾岩型主要分布于岩浆岩与地层或早期侵入体接触带附近, 矽卡岩型主要分布于侵入体与碳酸盐接触带附近, 构造蚀变岩型主要产于断裂构造交汇部位, 热液脉型主要伴随燕山晚期中酸性脉岩产出或平行脉岩产出。通过分析总结区内各矿化类型的铅锌矿的成矿地质条件可知, 其成矿地质作用以侵入岩浆地质作用中的岩浆热液作用为主, 其次为火山地质作用中的陆相火山作用。其成矿地质体^{[5-6, 9-15]}主要为燕山晚期中酸性侵入岩(图 10), 其次为燕山晚期次火山岩闪长岩、闪长玢岩等。

5.2 成矿构造和成矿结构面

沙坪沟整装勘查区内各铅锌矿的成矿构造近一致, 均为NW向与NE向断裂构造交汇部位。不同矿化类型的成矿结构面有差异, 角砾岩型矿化的成矿结构面(图 11)主要为角砾岩体内部孔隙, 矽卡岩型矿化的成矿结构面(图 12)主要为侵入体和碳酸盐地层接触带, 构造蚀变岩型和热液脉型矿化的成矿结构面(图 13)主要为岩石中的裂隙、孔隙, 热液脉型矿化的成矿结构面主要为NW向与NE向断裂构造、以及岩石中的裂隙。

5.3 成矿作用特征标志

沙坪沟整装勘查区内不同矿化类型的铅锌矿根据其成因类型可分为三大类：中低温热液型铅锌多金属矿, 其矿化类型包括角砾岩型、热液脉型和构造蚀变岩型；矽卡岩型铅锌多金属矿, 矿化类型为矽卡岩型；陆相次火山热液型, 其矿化类型主要为热液脉型。各成因类型的铅锌矿其成矿均与热液活动密切相关, 因此其成矿作用特征标志具有一定的共性, 均显示出明显的热液蚀变特征。陆相次火山热液型和中低温岩浆热液型矿床以由内而外的铅锌铜矿化、黄铁矿化和硅化带-碳酸盐化、高岭土化带-黄铁绢英岩化带为特征标志；矽卡岩型铅锌多金属矿的成矿作用特征标志为由内而外的铅锌多金属矿化、黄铁矿化带-硅化、碳酸盐化带-矽卡岩化带为特征标志。

其他学者对沙坪沟整装勘查区内铅锌矿床的研究表明, 区内铅锌矿流体包裹体测温成矿温度^[10]为175~310 ℃, 属中低温成矿范畴。包裹体盐度为3.49%~5.38%, 属低盐度范围^[14]; 根据盐度法计算成矿压力＜500 Pa, 成矿深度＜2 km^[14]。铅锌矿的成矿流体为岩浆水和大气水的混合水, 成矿物质来源于岩浆和围岩, 成矿流体为Na⁺+K⁺(Ca²⁺+Mg²⁺)+SO₄^2-, 气相组分以H₂O、CO₂为主^{[10, 14]}。硫同位素分析结果显示为深源硫的特点, 与岩浆活动密切相关的δ³⁴S为-2.028‰~8.800‰^[14]。铅同位素结果表明铅源为造山带内部的物质, 成矿时代为燕山期, 成矿物质主要来源于围岩^{[9, 14]}。

6 成矿模式及找矿预测

前文已厘定沙坪沟整装勘查区内铅锌多金属矿的成矿地质作用为岩浆热液侵入作用和次火山热液作用, 燕山期中酸性侵入岩和次火山岩为区内铅锌多金属矿的成矿地质体, 矿床多紧邻成矿地质体, 与成矿地质体空间距离小于5 km。成矿结构面主要有角砾岩体内部孔隙、侵入体与碳酸盐地层接触带、NE和NW向断裂构造面及岩石中的裂隙面等4种。成矿作用特征标志方面, 矿化标志是多金属硫化物矿化；蚀变标志主要是硅化、黄铁绢英岩化和矽卡岩化。通过对沙坪沟整装勘查区内铅锌多金属矿床成矿地质体、成矿构造和成矿结构面、成矿作用特征标志的研究, 初步构建了该区铅锌矿床“三位一体”成矿地质模型^[15-16] (图 14)。

燕山期频繁的岩浆热液活动, 含矿的幔源物质上侵同化改造了早期业已存在的矿源岩, 形成壳幔混合源的含矿岩浆岩继续上侵至近地表环境, 富挥发性的岩浆期后热液沿断裂向上运移, 在上升过程中与浅部地下水混合, 使岩浆岩和围岩发生强烈的水-岩反应, 导致铅锌等成矿物质不断在流体中富集并在适当的空间沉淀, 在不同的环境下形成不同类型的铅锌矿床。因此, 野外需加强对断裂构造及与岩浆热液活动有关的矿化蚀变等找矿标志的调查。

7 结论与建议

1) 沙坪沟整装勘查区内铅锌矿与区内燕山晚期中酸性侵入岩或次火山岩有密切时空联系, 其成矿物质和成矿流体主要来源于燕山晚期中酸性岩浆热液活动。

2) 铅锌矿体主要受区内早古生代浅变质系地层和断裂构造控制。浅变质系地层主要分布在沙坪沟整装勘查区东部, 受区内NWW、NE向断裂构造控制, 形成以银水寺为代表的矽卡岩型铅锌矿和以汞洞冲为代表的隐爆角砾岩型铅锌矿；沙坪沟整装勘查区西部主要形成以迎峰崖为代表的构造蚀变岩型铅锌矿和以银冲为代表的热液脉型铅锌矿。

3) 沙坪沟整装勘查区内下一步应以NWW和NE向断裂构造交会处为重点, 在物化探异常区和矿化集中区以深部岩浆热液型或斑岩型铅锌铜多金属矿为主攻矿种。应加强对银水寺外围傅家堂—幸福冲一带碳酸盐地层覆盖区寻找深部斑岩型铅锌铜多金属矿找矿工作，针对洪冲—鲜花岭地区加强对其成矿规律和控矿构造的研究工作, 以定位深部矿体部位, 以期在岩浆热液型或斑岩型铅锌矿上有所突破。