陕西秦岭铅锌矿床的地质特征及成矿动力学过程

摘要：依据区域成矿背景、控矿构造和铅锌矿床的分布规律，将陕西秦岭铅锌矿床由北到南依次划分为凤太铅锌矿集区、山柞铅锌矿集区、镇旬铅锌矿集区以及马元铅锌矿集区。铅锌矿主要赋存在泥盆系、志留系和震旦系地层中，以热水喷流沉积型和密西西比河谷型为主。通过对同位素地球化学、矿石矿物中微量元素地球化学特征等的总结，分析了陕西秦岭铅锌矿的成矿物质来源、成矿盆地的形成环境，进而探讨了成矿动力学过程。结果表明：陕西秦岭铅锌矿床矿石硫主要来源于海水硫酸盐，矿石铅主要来源于上地壳，成矿热液主要为大气降水；凤太铅锌矿集区、山柞铅锌矿集区、镇旬铅锌矿集区大规模的成矿作用受控于晚古生代扬子板块和秦岭微板块分别沿勉略带和商丹带俯冲形成的陆壳伸展扩张环境，马元铅锌矿集区受控于晋宁运动后扬子板块北缘所处的伸展岩石圈动力学背景。

关键词：铅锌矿；地质特征；物质来源；成矿条件；微量元素；成矿动力背景；秦岭；陕西

0引言

秦岭地处中国扬子板块与华北板块的缝合部位，其西端位于甘肃省境内，东段延伸至河南省西部，主体位于陕西省南部与四川省的交界处，长约1 500 km。本区蕴藏着丰富的矿产资源，具有成矿规模大、矿种多、矿床成因复杂、成矿时代跨度大等特征，是中国重要的铅、锌、钼、金、汞、锑、钴、镍等金属的矿产地。

陕西秦岭的铅锌资源十分丰富，矿床规模多以中小型为主，个别达到大型。据不完全统计，目前在陕西省秦岭共发现矿点以上矿产地（含矿点）80余处[1]，主要分布于南秦岭泥盆系地层中，代表性矿床有凤太矿集区中的铅硐山铅锌矿和八方山铅锌矿、山柞矿集区的桐木沟铅锌矿和银硐子银铅锌矿、镇旬矿集区的锡铜沟铅锌矿，其次分布于旬北盆地志留系地层中，以泗人沟铅锌矿为代表。近年来，在扬子地台北缘震旦系地层中发现了马元铅锌矿床[2]，在奥陶系、侏罗系、白垩系地层中也发现了铅锌矿点。

20世纪50年代后，陕西省地质矿产开发局对该区进行了1∶200 000区域地质调查和矿产普查。进入80年代以来，中国地质调查局、西北有色地质勘查局、陕西省地质矿产开发局以及“十一五”国家科技支撑计划项目等在陕西秦岭进行了不同程度的研究工作，取得了一系列的研究成果[34]。薛杉等对陕西铅锌矿进行了矿床成因研究[56]；贾润幸等对陕西典型铅锌矿床进行了地球化学研究[714]；赵国斌等对陕西铅锌矿床进行了分布特征和成矿规律等研究[1519]。在全面分析前人研究成果的基础上，笔者对不同矿集区内铅锌矿床的成因类型、时空分布规律、地质特征、成矿物质来源进行了系统总结，对成矿动力学过程进行了探讨。

1矿集区的成矿背景

陕西铅锌矿集区位于南秦岭海西—印支褶皱带。根据大地构造单元和铅锌矿产的空间分布，将其划分为4个矿集区，分别为凤太矿集区、山柞矿集区、镇旬矿集区以及马元矿集区（图1[19]）。这些矿集区集中了陕西主要的大中型铅锌矿床，如马元铅锌矿床、铅硐山铅锌矿床、桐木沟铅锌矿床等。矿床类型以热水喷流沉积型（SEDEX型）和密西西比河谷型（MVT型）为主。

1.1凤太矿集区

凤太矿集区南北两侧均被区域性大断裂所限制，北侧限于走向近东西的凤县—山阳断裂，南侧限于走向近东西的酒奠梁—王家院断裂，向东延伸并入江口—镇安—板岩镇断裂中，北东向、南东向分别被太白花岗岩基、华阳岩体切割[1921]。该区控制了铅硐山、二里河—八方山、银母寺、峰崖等一批大中型铅锌矿床。该矿集区矿体产于3个不同的层位，大部分矿体赋存在与星红铺组接触处的古道岭组顶部硅岩中，在古道岭组上部的结晶灰岩中也有矿体呈层状、似层状与围岩整合产出，还有少量矿体赋存在星红铺组千枚岩与灰岩透镜体的接触处。

1.2山柞矿集区

山柞矿集区位于柞水断陷盆地内，北侧限于商丹大断裂，南侧限于山阳大断裂。断裂两侧有一系列基性—超基性岩体和中酸性岩体侵入。盆地内褶皱构造以北西向的线形褶皱为主，主要为营盘—二峪河—过风楼复向斜及其两侧的2个大背斜[18]。矿体主要赋存于泥盆系青石垭组下段的深灰色绢云千枚岩及其上段的绢云结晶灰岩中。本区已经发现银硐子铅锌银矿床、桐木沟铅锌矿床以及小河口和黑沟等铅锌矿床，均为典型的热水喷流沉积型矿床。

矿床产地：1-银洞梁；2-手搬崖；3-峰崖；4-铅硐山；5-长沟；6-八方山；7-银母寺；8-王家楞；9-银硐子；10-黑沟；11-桐木沟；12-银洞沟；13-锡铜沟；14-月西；15-大黑山；16-大岭；17-赵家庄；18-泗人沟；19-关子沟；20-南沙沟；21-山西沟；22-马元

1.3镇旬矿集区

镇旬矿集区内褶皱和主干断裂均呈东西向或者近东西向延伸，北侧限于镇安—板岩镇断裂，南以旬阳志留系与泥盆系不整合面为界限，总体为一大复式向斜带，主要包括2个构造单元，即金鸡岭复向斜和南羊山向斜。区内铅锌矿床分别赋存于泥盆系和志留系地层中。矿体在泥盆系地层中主要位于大枫沟组上段的泥质灰岩和生物灰岩中，代表性矿床有锡铜沟铅锌矿床；在志留系地层中，含矿层位集中于双河镇组和下志留统梅子垭组中，代表性矿床有泗人沟、关子沟、南沙沟等中型铅锌矿床，近几年还发现了黄石板、周家沟、大磨沟等矿床（点）。

1.4马元矿集区

马元铅锌矿集区位于扬子陆块北缘汉南地块，北侧限于勉县—洋县—镇巴弧形断裂带。区内构造总体上为一大型穹窿构造，由前震旦纪形成的结晶基底和震旦纪以来的沉积盖层组成双层结构。基底由新元古代火地垭群及澄江期中酸性侵入岩等组成。盖层由上震旦统—下寒武统碳酸盐岩碎屑岩系组成。矿体主要赋存在上震旦统灯影组角砾状白云岩中。

2矿床主要成因类型及特征

秦岭铅锌矿床的成因类型主要以SEDEX型和MVT型为主，大部分矿床受到后期不同程度的改造[2223]。其中，SEDEX型矿床储量占全省储量的80%以上，主要赋矿地层为泥盆系，部分产出于旬北盆地南缘志留系地层中；MVT型铅锌矿床目前只在扬子板块北部陕西省南郑县马元地区碑坝隆起翼部震旦系灯影组白云岩中发现，以马元铅锌矿为代表。不同矿集区不同时代的典型矿床特征见表1。