成矿规律及变化趋向

成矿规律及变化趋向_追寻地质梦湖

湖南治金地质二四五队、二三七队，新晃汞矿，湖南冶金地质研究所

“队、矿、所三结合”地质综合研究小组[1]

摘 要：新晃汞矿位于凤（凰）晃（县）大背斜西翼近轴部地段。含矿带呈北北东向展布，矿体则赋存于北西西北西向横跨褶皱构造内。断裂构造十分发育，但大多数控矿构造发生在容矿层内，至上覆层逐渐匿迹。本文在综合阐述了矿床地质特征基础上，探讨了矿床控矿构造、成矿规律及变化趋向。指出：由于矿体的形成、分布均与构造因素密切相关，因此，无论水平、垂直及纵、横方向变化都表现出一定的规律性与对称性。矿床深部随着汞的成矿部位逐渐升高，汞（辰砂）矿化减弱，闪锌矿化有替代汞矿化的趋向。

关键词：汞矿；地质特征；成矿规律；变化趋向；湖南新晃

为了加速新晃汞矿的地质勘探工作，我们组成了“三结合”综合研究小组，在综合已有资料的基础上，本着实践第一的观点，学习、运用地质力学方法，对本区控矿构造、成矿规律及变化趋向进行了研究，现归纳如下。

湘黔汞矿带是我国重要的汞矿产地之一。区内分布着震旦纪、寒武纪和奥陶纪地层，其中以寒武纪地层出露最广、最全。各层间多为整合接触，走向北东10°～35°，倾向北西—北西西，倾角15°～20°。

图1 新晃汞矿地质略图

1.上寒武统；2.中寒武统花桥组；3.中寒武统敖溪组上部（容矿层）；

4.中寒武统敖溪组下部；5.上寒武统清虚洞组（容矿层）；

6.下寒武统杷榔组和牛蹄塘组；7.背斜；

8.张性断裂；9.性质未明断层；10.推测断层；11.岩层产状

矿带位于新华夏系Ⅰ级北北东向凤（凰）晃（县）大背斜西翼近轴部地段。矿田（床）均位于呈北北东向排列的、北西西—北西向横跨褶皱中。断裂构造十分发育，但除部分走向北东和东西向的构造形迹在地表出露明显外，其余多隐伏于容矿层内，而至上覆层逐渐匿迹（图1）。

矿带内各矿床（或矿田）均受新华夏系和东西向构造复合控制。矿带的延展方向为北北东向，矿床则处于轴向北西西的横跨褶皱内，且所有含矿体的倾伏方向亦多为北西西向，仅少数为近东西向和南西西向。

一、构造与成矿的关系

1.褶皱构造

区内发育着一系列轴向北西西、北西的横跨褶皱和同向次级背斜[1]，幅度开阔，产状平缓。从区域构造背景分析，可能属东西向构造的成分，与新华夏系是反接复合。成组出现的北西西向背斜是本区汞矿最重要的容矿构造；北北东、北东向的挠曲及其复合部位是次要的有利成矿构造。矿体的分布及产状，与褶皱构造有关。据统计，矿体的倾伏方向为东西至北西60°，控矿褶皱轴向为东西至北西75°，两者趋于一致。

2.断裂构造

该断裂构造主要有两组：北西西向（包括近东西向）、向南陡倾斜的正断层和北东向、南东向陡倾斜的正断层（图1）。这两组断裂以张性为主、兼有扭性之上盘斜落的阶梯式纵、横方向张性断裂；断距自东向西或由南而北逐渐加大。其中北西西向断裂属于新华夏系Ⅰ序次横向张断裂，北东向断裂属Ⅱ序次纵向张断裂。各组断裂程度不同，起着矿液运行通道的作用。尽管断裂构造与成矿的关系争议颇多，就我们所掌握的资料分析，矿床内绝大部分断裂发生于成矿前或同时（成矿后亦有活动）。由于成矿过程中不同系统的断裂互相联系、彼此沟通，组成复杂的构造网，促使矿液运行和分配，在适宜的容矿构造、岩性和蚀变条件下，形成矿体。其证据如下。

（1）赋存于断裂一侧的矿体，较位于褶皱构造内的矿体富厚，产状形态也复杂。矿体内部北西西向断裂的分支复合裂隙内，常有脉状辰砂充填，且沿断裂两侧发生明显的成矿作用。

（2）矿床北部的三雀湾矿带的Ⅻ号矿体直接产于北西西向陡倾斜之张性破碎带及伴随的角砾化带内，其南北两侧的矿体（化）和蚀变（包括硅化、角砾化和白云石化）均以断裂为界。

（3）矿体边部和内部的羽状断裂（带）内，角砾岩有褪色现象，并见粉末状、他形粒状及“发丝状”辰砂浸染或沿裂隙面充填。少数近东西向的主要断裂及其一侧，由热液作用形成的透镜状、团块状白云石化白云岩内亦见有粉末状辰砂浸染，在接近断层面的个别部位还较为富集。

（4）虽然多数断层角砾岩以方解石充填胶结为主，但在近矿地段的断层角砾岩内尚见有白云石化、硅化。硅化与成矿关系密切，白云石化次之。现有资料虽不能确切指出方解石世代，但从方解石胶结物及方解石脉的薄片内亦见有辰砂浸染这一事实，推断与成矿作用有关。

（5）经人工重砂鉴定，几乎所有断层角砾岩中均发现辰砂，且大多呈未被破坏的晶粒状；少数有辉锑矿、闪锌矿等，一般远矿断裂中其含量少，近矿断裂中含量增高，而以矿体顶板或层间断裂和碳泥质物中最高。

二、矿床地质特征

本矿床赋存于酒店塘北西西向横跨褶皱南翼，其间由三个与复背斜相应的酒店塘、安坡和三雀湾含矿带组成。每一个含矿带包括2～4个产于同向背斜的平行展布的含矿体。沿含矿体控矿构造延伸方向出现一连串矿体；矿体间为矿化或硅化、角砾化、白云石化所联系。由于矿体的形成、分布均与构造因素密切相关，因此，无论水平、垂直及纵、横方向变化都表现出一定的规律性与对称性（图2）。

1.成矿的岩性特点

区内主要容矿层为中寒武统敖溪组上段∈3-72层，矿化常产于其中的一定层位和部位，并与相应的岩性及其岩石组合有关，柱状剖面自上而下如下。

（1）上覆层（∈8-102 ）上部为条带状薄层灰岩（部分含黄铁矿结核），厚105～172m；下部为中厚层状含泥质（底部含层纹状、结核状黄铁矿）白云岩夹微层炭泥质页岩，厚7～26m。岩石塑性较强，为产于中寒武统汞矿的区域性遮挡层；另在上、下部之间尚有一层厚度仅0.5～1m的似层状变晶白云岩，偶见汞矿化。

图2 新晃汞矿体与构造的关系

（2）容矿层（∈3-72）顶部为∈72层深灰色细粒薄层层纹状白云岩夹泥质白云岩，常见汞矿化，厚3～11m；下部为∈62层灰白色粗粒晶洞状变晶白云岩，有汞矿体产出，厚2～21m；中下部为∈3-52层深灰色细粒薄层及中厚层层纹状白云岩，间或夹有一至数层块状、角砾状、图斑状变晶白云岩，岩石质纯性脆，节理裂隙发育，为最重要的含矿层位，厚98～138m。底部为灰黑色细粒致密薄层石灰岩，厚4～13m。

（3）下伏层（∈1-22）上部为∈22层厚层角砾状灰岩夹钙质页岩，偶见闪锌矿化，厚3～18m；中部为∈1b2层薄层灰岩和含白云质灰岩，厚36～42m；下部为∈1a2层灰质页岩，厚87m。

2.矿体分布与构式

（1）水平方向：沿矿带走向（北北东）矿体每隔一定间距（约250m）成群出现；沿倾伏方向（东西）成矿的方向性明显，无矿间隔约为60～120m，矿体多为尖灭侧现，亦有尖灭再现者。

（2）垂直方向：矿体具多层性，在横向剖面上多以20°倾角向西延伸。有两种构式：其一，“斜列式“（图3之2、3），即矿体自东向西成矿部位（指容矿层顶板标志面∈27层以下）逐渐升高或略有降低；其二，沿∈72层标志面以下20～50m的岩石构造部位呈带状延伸（图3之4），有时形成多层矿体（图3之5）。相邻矿体在纵剖面上的成矿特点是：沿复背斜两翼略呈“对称式”出现（图3之1），当轴部出现∈62层矿体时，∈52层矿体出现于两翼（图3之7）；但在垂直空间上∈62层与∈52层矿体绝不共存。

图3 矿体地质剖面图

1.矿体；2.细晶白云岩；3.角砾状白云岩；4.含泥质白云岩；5.灰岩；6.角砾状灰岩；7.钻孔

3.矿体构造 形态类型

（1）似层状矿体，主要赋存于平缓复背斜翼部的次级背斜中，与围岩呈整合接触，形态规则，厚度稳定，以条带状矿石为主。一般长160～180m，宽60～80m，厚3～6m，品位0.12%～5.52%。次为赋存于复背斜轴部∈62层中的矿体，以浸染状矿石为主，长200～300m，宽40～80m，厚1.5～2m，品位0.10%～0.47%，高者达1.16%。

（2）透镜状矿体，是矿床内重要的构造-形态类型。一般指沿容矿层一定岩石-构造部位呈伸长透镜状产出的矿体，具有明显的方向性。常赋存于近东西向褶皱和断裂下盘，厚度较大，顶底板不平整，浅部矿体以条带状矿石为主，深部出现角砾状矿石。矿体大者长70～140m，厚3～9.37m，品位0.4%～2.78%，局部富矿段高达16.61%，其次为透镜状矿体，往往产于低级背斜轴部、岩层挠曲和分枝褶皱及断裂处，规模较小，但成矿方向性亦十分明显。

（3）囊状矿体，该类矿体常形成于岩层剧烈挠曲和断裂复合处（图3之6）。矿体成群出现，其顶底板普遍见有一层厚数厘米至十余厘米的炭、泥质构造和含多量他形粒状黄铁矿的碳质白云岩。矿石有条带状和浸染状两种，一般较富厚，长10～30m，宽7～20m，厚5～15m，近于等轴型。品位0.2%～7.28%，矿化不均匀。

此外，在四方埞Ⅴ号矿体中一种块状变晶白云岩与角砾状变晶白云岩之间，见有一层厚5～20cm的碳质页岩，其中常夹有1至数厘米厚的辰砂矿脉，断续相连，经加工破碎后，辰砂单矿物分析结果含Hg84.76%。

4.矿石结构构造及矿物共生组合

常见者为他形粒状结构，仅在晶洞状矿石中有自形及半自形晶粒状结构。条带状构造是主要类型，在富矿地段可见角砾状、块状构造；浸染状构造见于∈62层矿体；深部矿石以角砾状为主。

金属矿物中有工业意义者只有辰砂，少数情况下伴生有辉锑矿、黄铁矿、黑辰砂及自然汞等。脉石矿物在∈52层矿体主要为石英及少量白云岩；在∈62层矿体中主要为重晶石，次为白云石和方解石。

5.近矿围岩蚀变

本矿床围岩蚀变种类较多，如褪色-重结晶作用、白云石化、方解石化、硅化、重结晶化、黄铁矿化、沥青化等，其中以褪色现象和重结晶作用分布最广，硅化最重要，白云石化、重晶石化次之。

（1）硅化，主要有两期。早期硅化（发生于成矿前），二氧化硅呈微粒石英交代原生白云岩中的白云石颗粒，从微量交代至全部交代。交代不完全者镜下可见残留结构，成为硅化白云岩；强烈硅化时，微粒石英可达75%以上，谓之微石英岩。晚期硅化（发生于成矿期），为乳白色石英呈梳状、脉状和网状充填在早期形成的硅化岩和微石英岩中，其范围略小于早期硅化。

（2）白云石化，主要是以沿层（白云岩）充填呈条带状、脉状和透镜状白云岩形式产出，与成矿有关者见于硅化边缘或外带。脉宽2～5mm，少数10～20mm，密集处1m内可达50～60条之多。沿走向断续相连，呈层带状产出。另外，矿床北部和深部出现与成矿有关的角砾化、白云石化，系由构造作用使围岩破碎成大小不等、形状不一的角砾（或岩块），然后被白云石脉（或团块）充填胶结而形成的特殊地质体。

（3）重晶石化，多与∈62层汞矿体有关，常呈团状、放射状集合充填于块状变晶白云岩裂隙内，并与团块状、斑状白云石及方解石共生。此外，在∈52层细粒白云岩裂隙内的团块状重晶石常见闪锌矿化。

（4）方解石化，近矿之方解石常呈自形或他形晶与白云石、石英、重晶石等伴生，呈脉状和团块状产出；矿体外围之方解石结晶粗大，呈沿层分布之透镜体，两端有时与细微白云石脉相连。

上述蚀变一般呈环带状产出，即中心部分为硅化，外带渐次为白云石化和方解石化。

三、成矿规律

（1）褶皱构造是本区汞矿成矿的重要条件，是基本的控矿构造；断裂构造一般起“运矿”作用。具体地说，北西西向短轴背斜、褶皱群或与北北东、北东向挠曲复合部位，是矿体形成的良好空间；而北西西向张性断裂两侧及其分支褶皱、断裂亦为成矿创造了良好的条件。

构造控矿特点还表现在矿体形态、产状及分布上。矿床南部的似层状矿体，主要受北西西向平缓背斜控制；中部伸长透镜状矿体，受北西西向褶皱与同向张断裂控制，透镜状、囊状矿体受复合褶皱与断裂控制；北部透镜状矿体主要受北西西向张断裂及伴生的张性破碎带（角砾化白云石化带）控制。总之，不同形态类型的矿体与相应的构造因素有关。

（2）矿体在平面上往往成群成带出现，有明显的方向性和一定的展布规律及成矿间隔。这是由于北西西向横跨褶皱之次级背斜成群出现，并一致地向西倾没，而在向斜部位一般出现无矿间隔所致，凡尖灭侧现的矿体，在剖面上呈“斜列式”，成矿部位有升高或略降低之势；尖灭再现的矿体，在剖面上常沿一定的岩石-构造部位成层带状延伸；两者在水平与垂直方向上表现出与构造的相应性和对称性。

（3）岩性及岩石组合对成矿起着重要的作用。据坑道观察与室内鉴定，有两类岩石组合。其一是∈52层中的深灰色细粒薄层层纹状白云岩。含矿岩石及其顶底板岩石的成分、结构构造基本相同，区别在于顶板岩石含有有机物或泥质、铁质等，使岩石更加致密。其二是∈52层中的变晶白云岩，其矿物成分虽差别很小，但结构构造大不相同；其顶板为厚层角砾状变晶白云岩（或褪色宽条带层状变晶白云岩），含矿层岩石为中—粗粒块状变晶白云岩；底板为褪色宽条带块状变晶白云岩（或含条带状白云石脉的层状变晶白云岩）。顶板中同样有一层有机质或铁泥质物，在成矿中起遮挡层作用。

顺便指出，对于湘黔汞矿带内的所谓万山类型，即缓倾斜整合层带状硅化类型汞矿来说，∈92层、∈62层和∈42层变晶白云岩有独特的成矿特点，本文未述及，留待以后专门探讨。

（4）如前所述，矿床内各类蚀变体常成环带状产出，主要矿体与硅化关系密切，几乎形影不离。它是一种直接的找矿标志，也是追索盲矿体矿化范围的良好依据。

上部容矿层（∈62）中的重晶石化，是似层状薄层矿体的近矿蚀变；下部容矿层（∈52）中的重晶石化常与闪锌矿化相伴。

此外，角砾化白云岩化亦是重要的近矿找矿标志。层状蚀变体 变晶白云岩是“万山类型”汞矿有效的区域找矿标志。

四、变化趋向

根据大量的勘探和采矿资料，本矿床由南而北、由东而西，有如下几个成矿变化趋向。

1.成矿区间

从产于∈52层内主矿体的分布来看，由酒店塘含矿带宽200m，向北安坡含矿带和三雀湾含矿带增至400m和800m（图2）。即由南而北，在东西方向上成矿区间似有成倍增长之势，值得在今后找矿和勘探中注意。

2.等距离成矿

如前所述，本矿床沿矿带走向含矿体间隔为200～250m，含矿带间隔约为400m，向北可能扩大到800m。沿矿带倾伏方向每隔60～120m即有新的矿体群出现。这种现象的产生，首先与褶皱构造有关。

3.矿体空间变化

有如下三种情况。一是成矿层位和部位不变，如∈62层矿体。当该层厚度为1～2m时，整层矿化；若厚度增至10m以上时，上部层成矿，厚度约为1m。二是成矿层位和部位基本不变，但矿化有所减弱。如产于三雀湾含矿带的Ⅻ号含矿体，成矿部位基本上保持在∈72层标志面之下50～70m的岩石 构造层内，部分地段并有多层矿化。虽成矿层位（∈52）和部位基本不变，但矿化有所减弱。三是成矿部位逐渐升高，闪锌矿化增强。如安坡含矿带Ⅴ号和Ⅶ号含矿体，前者成矿层位未变，但部位升高；后者成矿层位和部位都有升高。

参考文献

[1]李四光.地质力学概论[M].北京：地质出版社，1973.

[1]文章来源：《地质与勘探》，1975年第6期。