湘西黔东汞铅锌矿床的成矿作用与形成机理

时间：2023-02-01 理论教育版权反馈

【摘要】：其对汞铅锌成矿物质的初始富集具有良好的吸附作用。汞铅锌矿床的沉积成岩与成矿作用是通过有利的岩相组合完成的。成矿的多层性是本区汞铅锌矿床的共同特征。由上可知，湘西黔东汞铅锌矿床的成矿层位

湘西黔东汞铅锌矿床的成矿作用与形成机理_追寻地质梦湖

鲍振襄

（湖南省有色地质勘查局二四五队，湖南吉首 416007）[1]

摘要：湘西黔东汞铅锌矿床是在区域汞铅锌初始丰度较高的矿源层基础上和断裂构造的驱动下，经加里东期封存热卤水改造形成。成矿溶液具有低温度、高矿化度、高盐度和含有机质等特点，其组分为Na（K）-Ca-Cl型。构造条件为其环境系统，亦是矿体赋存场所。矿床属沉积热卤水改造成因。

关键词：汞矿床；铅锌矿床；成矿作用；矿床成因论；层控矿床；湖南；贵州

湘西黔东为我国最重要的汞矿成矿区，随着地质研究与找矿工作的深入展开，铅锌矿床也日益显示其潜在的成矿远景。

一、区域地质构造景观

湘黔汞矿带位于江南地轴西缘凤（凰）晃（县）大背斜北西翼，即武陵成矿区[1]；铅锌矿带位于川湘凹陷与江南地轴过渡带的八面山褶皱带内，称扬子成矿区。从板块构造观点看，则处于湘黔古边缘海中，东面为湘桂大洋地壳岛弧。汞矿带与铅锌矿带大体以保（靖）铜（仁）深断裂为界（图1）。该深断裂经重磁测量，初步确定为自震旦纪以来的深断裂，其对本区沉积岩的带状分布、保铜向斜的形成、汞铅锌矿带的成生与延展都有重要的作用。

江南地轴是由元古宇具复理石和类复理石建造特征的冷家溪群及板溪群浅变质硅铝质碎屑岩组成的构造单元。其主要特点是：经武陵运动、雪峰运动固结后，加里东期以来长期隆起，故基底地层大片出露，厚度逾两万余米。早震旦世发生的雪峰运动，使代表地槽沉积的板溪群一起卷入，在“雪峰古陆”核心地带形成褶皱基底。雪峰运动后，本区进入地台发展阶段，接受了自震旦纪至中志留世600～3300m的盖层沉积，其中碳酸盐岩约占40%，是区内汞铅锌矿床最重要的容矿岩石。中志留世末的加里东运动导致本区上志留统—下泥盆统的普遍缺失，并使其上升为陆地，构成北东南西向的隆起剥蚀区，为江南地轴的最后发展定型，开创了地史新纪元。斯时，伴随着强烈的褶皱运动，形成一些规模较大的开阔褶皱和一系列北北东—北东—北东东向断裂，这些褶皱断裂控制了区内汞铅锌矿床的形成和展布。

海西—印支运动在区内表现比较微弱。而燕山运动明显地表现出构造发展的继承性，使早期构造进一步强化并趋于复杂，并形成一系列北东向的断陷盆地。

区内大的地层单位随区域褶皱构造的脊线呈北东南西向带状分布。根据现有资料，除在黔东梵净山见有基性—酸性岩浆岩侵入，湘西发现零星的辉绿岩脉外，未见其他岩浆岩出露，亦未发现其与汞铅锌矿床存在时空关系。

图1 湘西黔东区域地质与汞铅锌矿床分布略图

1.白垩系；2.三叠系—二叠系；3.泥盆系—志留系；4.奥陶系；5.寒武系；6.震旦系；

7.元古界；8.区域断裂；9.铅锌矿床（点）；10.汞矿床（点）；11.省界

二、汞铅锌矿床的沉积成矿作用

本区汞铅锌矿床主要赋存于寒武纪碳酸盐岩地层，属局限海台地的碳酸盐沉积相。整个寒武纪的岩相变化与汞铅锌矿床的分布密切相关[2]。

1.成矿物质的沉积与地层形成时代具同时性

（1）产于上震旦统陡山沱组底部（下伏下震旦统南沱冰碛岩组）假整合面上的董家河黄铁铅锌矿床，成矿作用直接受沉积成岩作用的控制。黄铁矿、闪锌矿、方铅矿三者常呈星点状、透镜状共生，其中呈星点状者镶嵌在微晶白云岩中，或在黄铁矿的晶粒间由透镜状和微层状黄铁矿、碳泥质薄层互层组成黄铁矿层，可见与层理平行的铅锌矿透镜状层理夹于其间，其成矿层位稳定。此类含矿岩石经镜下鉴定疑为含稀疏藻礁灰岩受白云石化的结果。沿江南地轴向东延展的同层位、同类型的安化羊耳湾矿床，黄铁铅锌矿化富集段主要位于下震旦统南沱冰碛岩组假整合面上的凹部。

（2）花垣渔塘铅锌矿床的浸染状铅锌矿石，在高倍显微镜下，可见团粒状方铅矿产于藻团粒中。方铅矿团粒由千百颗微晶单体方铅矿组成，单体一般是7μm，小者1μm，这种微晶单体方铅矿是同生沉积成岩阶段的产物[3]。

（3）区内汞铅锌矿床的容矿层尤其是矿体顶板附近，常有碳质物（层）存在。如董家河矿床容矿层有机碳高达0.26%，渔塘矿床藻灰岩含有机碳0.07%～0.15%；酒店塘汞矿顶板的碳质层含Hg 0.0048%～0.026%。其对汞铅锌成矿物质的初始富集具有良好的吸附作用。

（4）湘黔汞矿带内的整个寒武系，尤其是中寒武统敖溪组和下寒武统清虚洞组的人工重砂内，普遍见有粒径0.01～0.1mm的辰砂；花垣铅锌矿床容矿层亦有类似现象。同时，区内汞、铅、锌的丰度值分别高于地壳平均值的3～40倍、5倍和6～26倍或更高。

2.矿床均赋存于一个区域性的地层层位，严格受岩相、岩石组合及岩性控制

在长达250km的湘黔汞矿带内，汞矿床主要赋存于中寒武统敖溪组，其次产于下寒武统清虚洞组，岩石类型为产于局限性陆棚环境的细晶—粉晶纹层状白云岩，粉晶—泥晶纹层状灰岩。产于上震旦统的董家河黄铁铅锌矿床，处于“原始江南古陆”的水下隆起、初次海侵的碳酸盐岩系（微晶—泥晶白云岩及白云质板岩）底部，其延长数十至百余千米。花垣松桃铅锌矿带，长约120km，矿床主要赋存于下寒武统清虚洞组（尤其是第三段），矿带伸展与藻灰岩组合相一致。据孙玉娴等的研究，清虚洞组含矿段属潮坪潟湖相沉积，矿体均产于藻团粒灰岩和藻砂屑灰岩中，与围岩接触界线为过渡关系。有意义的成矿现象是：靠近江南地轴一侧的汞铅锌矿床成矿层位较低，随着远离江南地轴成矿层位逐渐升高。汞铅锌矿床的沉积成岩与成矿作用是通过有利的岩相组合完成的。

3.矿体形态简单，多层产出，并可进行地层岩石柱状剖面对比

区内主要汞铅锌矿床的矿体多呈简单的层状、似层状以及伸长透镜状，其产状与地层一致或接近一致。成矿的多层性是本区汞铅锌矿床的共同特征。如渔塘铅锌矿床容矿层厚达300～621m，矿体可达12层，主要矿体也有3～4层；即使容矿层厚度只有40～50m的董家河黄铁铅锌矿床，也有上、下两个含矿层。湘黔汞矿带南段的万山、酒店塘汞矿床，矿体主要赋存于敖溪组顶界面以下40～60m范围内；中段茶田和大硐喇汞矿床的一部分矿体，成矿部位与南段相当，矿体虽然由疏密不等的陡倾斜似脉状体组成，产状与地层近于直交，但含矿体仍然沿容矿层延伸，产状与地层大体一致[4]。

由上可知，湘西黔东汞铅锌矿床的成矿层位在一定区域内甚为稳定，而且相邻矿床（体）的成矿层位与部位，在地层岩石柱状剖面上可以对比，具有较典型的层控矿床地质特征。

4.硫同位素组成与同时代海水硫酸盐接近，硫源主要来自地层

区内大多数矿床硫同位素组成与同时代的海水硫酸盐一致或接近（表1），成矿的硫源主要来自地层，少数矿床（如渔塘等）还有少量生物硫的混合。从表1可知：①同层位的铅锌矿较汞矿富集重硫，其中以清虚洞组层状铅锌矿床更为明显，表明铅锌矿的形成与海水硫酸盐更为密切；②整合层状、似层状汞铅锌矿床，成矿层位自下而上愈来愈富集重硫。这种硫同位素分馏作用表明，在古陆边缘海侵层位（即由边缘海到浅海），随沉积厚度的加大、δ34S愈来愈富集，是一个连续沉积的完整过程。如在边缘海环境形成的下寒武统清虚洞组汞矿δ34S为16.8‰，而进入台地浅海环境同层位的渔塘铅锌矿床δ34S为20.77‰；③同层位矿床的硫同位素组成，整合产出的层状、似层状矿体，较与地层直交的脉状矿体富集重硫；同时前者硫同位素组成略显塔式分布，后者则较弥散。这可能与硫同位素定向分馏作用，以及由于构造作用所产生的热不均匀性有关；④铅锌矿床硫化物硫同位素组成的生成顺序，基本遵循成矿环境中沉积硫化物富集δ34S的顺序，即：Sp＞Py＞Gn并略显塔式效应。

表1 湘西黔东汞铅锌矿床硫同位素组成特征

续表1

注：*.河北省地质研究所1985年测定，据湖南省地矿局四〇七队；**.贵阳地球化学研究所1980年测定，据湖南省地矿局四〇五队；其余均为冶金工业部桂林地质研究所1975、1976和1979年测定，据贵州省冶金地质一队及本队。

5.铅同位素组成似以正常铅为主的混合型铅，并多与赋矿地层时代一致或接近

本区共有铅同位素测试成果45件，均系普通矿石铅（表2），其同位素组成类型似以正常铅为主的混合型铅（B型异常铅），计算出的模式年龄多与赋矿地层时代一致或接近，也有晚于赋矿地层而属于加里东期产物的。据谢文安按Holms-Houtemans（1960）、Doe（1974）等的单阶段模式和Stacey（1975）的两阶段模型，计算样品的年龄值并统计其频率结果表明[5]，董家河矿床以1050～480Ma的年龄值频率数最多，出现频率占33%以上，可说明该区在接受晚震旦世陡山沱期碳酸盐岩沉积时，早已同生沉积了铅、锌、黄铁矿层。渔塘矿床大部分同位素年龄值为780～620Ma（出现频数为10），相当于早寒武世时限，它同该矿床藻灰岩的Pb、Zn高背景场互相对应，说明该矿床的矿石铅，在早寒武世清虚洞期藻灰岩沉积成岩时就已经初步富集，同时沉积了重要的矿源层；这与前述孙玉娴等的研究结果是一致的。不过江家垭矿床则以310～275Ma为主，可能主要为加里东改造成矿期的产物。产于同层位的黔东铅锌矿床也有与湘西类似的铅同位素组成特征。

表2 方铅矿的铅同位素组成（×10-6）

6.氧同位素组成特征表明，成矿溶液主要为“地层水”

（1）全岩氧同位素组成。采自渔塘铅锌矿床中的层状灰岩、矿化灰岩及灰岩中的团块状方解石（各1件），δ18O（PDB）变化范围为-9.89‰～（-9.49‰）。据韦绎和霍夫斯统计，寒武纪地层的氧同位δ18O变化在-5‰～（-15‰）之间，渔塘矿床赋存于早寒武世灰岩中，氧同位素恰好在此范围，所以认为渔塘矿床的成矿溶液主要为“地层水”[7]。

（2）脉石矿物氧同位素组成。区内4件方解石δ18O平均值为15.87‰，变化范围为12.07‰～19.73‰。5件石英δ18O同位素平均值为22.28‰，变化范围为19.0‰～26.74‰；计算的δ18OH2O平均值为8.53‰，也多为较大的正值，个别为负值（表3）。其与同时代海相碳酸盐的氧同位素组成范围大体一致，但在成矿过程中，含矿溶液内也有较富含轻氧的地下水与其进行过同位素交换。

表3 湘西黔东汞铅锌矿床氧同位素组成

注：*.计算机采用方程式为：103ln石英-H2O=3.38×10-2-3.4，据RNclayton，1972。[8]

三、汞铅锌矿床的改造成矿作用

综上可知，湘西黔东汞铅锌矿床的矿质沉积作用始于震旦纪—寒武纪，而聚矿作用可能主要发生于加里东期。其间受到各种各样的后期改造成矿作用，而以构造应力作用最为重要。主要表现如下。

1.矿带展布与区域构造线方向一致，矿体就位于构造复合及层间断裂的有利部位

本区控矿构造主要是沉积成岩期间的轴缘古断裂和成岩期后的褶皱、断裂，尤其是复合部位以及层间断裂（剥离）构造更具有普遍的控矿意义。湘黔汞矿带沿保铜深断裂作北东25°方向展布，这和按一元线性回归方程计算的（据12个北北东向断裂点）成矿方向为北东27°是一致的。而矿床（田）则赋存于轴向北西西的横跨褶皱构造内。矿带的展布、矿床的出现与延深，其方向性都非常明显，同时相应地还出现与构造一致的等距性（间隔25～35km，图2）。沿其延长方向，矿体成群成组跳跃出现，间隔大致是250m、400m，600m、800m；矿体延深方向多作尖灭再现或侧现的雁行状排列。无论水平、垂直方向，矿体均表现出与控矿构造的相应性和对称性。这可能是北西西向的次级褶皱构造成群成组跳跃出现，并一致地向西倾伏，矿体赋存于背斜构造部位，而在向斜构造部位则出现无矿间隔所致。

花垣松桃铅锌矿带，虽然与特定的相带及其组合有关，但矿带总体延展方向（北北东向）仍与保铜深断裂一致，矿床的富集地段和矿体的密集部位，也都是在最有利的控矿构造部位。如渔塘太阳山矿床，矿体最富集与最密集的部位，正是北西向褶皱叠加在北东向背斜的南翼而形成向南倾斜的横跨褶皱部位，该段探明储量占矿田探明储量的25%，但其面积仅占8%。表明本区汞铅锌矿床的成生与展布严格受到构造因素的制约。

2.矿床成矿具有类似油气田的成矿作用与“生、储、盖”的地质特征

湘黔汞矿带矿床赋存于厚大的脆性容矿地层，其上覆相当厚度的弱透水塑性岩层，为区域汞矿带的形成提供了良好的封闭地质环境。容矿地层本身可能就是一个古油气藏的储集层，证据之一是容矿层内含有多量与成矿作用有关的沥青。如万山岩屋坪、大硐喇洪水洞等矿床的一些汞矿体，碳沥青不仅聚集在矿体的周围，也大量分布在矿体内部，构成汞矿石中的主要脉石矿物。其中以靠近汞矿体的强硅化、碳沥青化的蚀变白云岩有机碳含量最高，平均为0.36%（29件）。远离汞矿体的未蚀变白云岩有机碳平均含量仅0.08%（7件）[9]。碳沥青实质上是石油热分解的一种产物，热液成因的金属硫化物一般不含有机碳。而万山矿床中辰砂却含有机碳0.06%（5件辰砂单矿物平均含量），表明汞矿与石油及天然气之间的生成关系和形成机理有相似之处，形成汞矿的屏蔽层也可能就是原来的储油盖层。由于石油无机说的兴起，有人甚至认为汞和油气都是通过深大断裂来自地壳深处，而汞的成矿期可能发生在油气演化的破坏阶段。

图2 湘黔汞矿带南段区域地质略图（据宋文祥，1983）

1.第三系；2.奥陶系；3.上寒武统；4.中寒武统；5.下寒武统；6.震旦系；7.元古界；8.向斜轴；9.背斜轴；10.地层界线；

11.平行不整合；12.角度不整合；13.半向斜轴；14.半背斜轴；15.张扭性断裂；16.压性断裂；17.张性断裂；18.矿体；19.矿化

渔塘铅锌矿床的成矿溶液中有过油田卤水存在。依据是：在容矿层深埋阶段的压溶缝合线中的闪锌矿（其均化温度为60～80℃）与碳沥青（反射率为0.50～1.0，反算的温度为70～100℃）共生。在构造破坏阶段，网脉状方解石中的闪锌矿（均化温度为290～305℃）也见有珠球状碳沥青（反射率为5.8、反算的温度为220～230℃）。前期碳沥青的形成温度与石油生成温度（50～150℃）一致，后期碳沥青的生成温度则与石油变质温度相当。经分析碳沥青含Hg50×10-6、Pb80×10-6、Zn330×10-6。由此反映了作为成矿溶液之一的油田卤水的存在。

3.矿床近矿围岩均有不同程度的蚀变，其黄铁矿的硫同位素组成亦发生变化

区内汞铅锌矿床的近矿围岩蚀变作用有褪色重结晶作用、硅化、白云石化、方解石化、重晶石化、沥青化、萤石化等蚀变，均和成矿作用有着不同程度的联系。湘黔汞矿带南段诸矿床（万山、酒店塘），近矿围岩蚀变主要为硅化。以产生含梳状石英脉之微石英岩为其特征，矿体几乎与其形影相随。在硅化体之外，次递出现白云石化、方解石化和重晶石化。中段汞矿床（茶田、大硐喇部分），近矿围岩蚀变主要为角砾化白云石化，同时叠加有硅化。铅锌矿床近矿围岩蚀变简单，主要为角砾化、方解石化和硅化。

岩石的化学分析结果表明，各种围岩蚀变实质上都是容矿层内石英砂屑、硅质结核或条带，以及岩石自身的碳酸盐成分重结晶的产物，也是构造热液作用的结果。对于区内与矿化作用最密切、分布也最广的硅化蚀变来说，一般的情况是，有矿必有硅化岩石，但有硅化岩石不一定有矿，然而却是重要的找矿标志。由于这类硅质岩不仅与地层产状一致，而且与地层同步褶曲，有人认为可能是地下热卤水作用所致（热卤水建造），为沉积成岩期的产物。各类碳酸盐化则是沉积成岩阶段物质再分配的结果。

据汞矿带内不同层位中黄铁矿的δ34S测定结果，其极差达32.52‰（表4），但多数与成矿作用有关的黄铁矿，其硫同位素组成与辰砂接近，说明沉积黄铁矿参加汞的成矿作用时受到了改造[10]。

4.主要矿物的微量元素特征，反映了层控矿床的成矿特点及生成条件

（1）辰砂。典型的标型分散元素是Se，含量0.104%～0.2085%，其中深色辰砂含Se量高于浅色辰砂；其次是Zn，含量0.03%～1.08%，和Se一样，深色辰砂含Zn量高于浅色辰砂；此外尚含Ga等（表5）。可见，在汞矿床内早期富汞的成矿溶液又富硒。硒主要以机械混入形式呈分散状态产于辰砂中，是区内汞矿床的标型分散元素。鉴于辰砂一般还含有较高的锌，同层位的闪锌矿则含有相当数量的汞，联系到区内汞铅锌矿床的分布，说明其间存在成因上的联系。

表4 汞矿带不同层位内黄铁矿的硫同位素组成

注：*.桂林冶金地质研究所测定，1976；其余为中国科学院地球化学研究所测定，1980。

表5 湘西黔东汞铅锌矿床单矿物分析结果

注：1.暗红色钢灰色辰砂或黄褐色闪锌矿；2.水红色辰砂或淡黄色闪锌矿；3.Ag分析单位为×10-6，其余为%。除特别标明外，其余为湖南冶金地质研究所测定，1966—1985。括号内数字为样品数。

（2）闪锌矿。Cd含量一般为0.47%～0.883%，是闪锌矿平均含Cd量（2680×10-6[11]）的4倍；Ge和Ga在闪锌矿中平均含量分别为0.0325%和0.0098%；前者是闪锌矿平均含Ge量（43×10-6）的7.5倍，后者是Ga平均含量（40×10-6）的2.4倍；In未检出。本区闪锌矿中含Hg的特点：在汞锌共生的矿床内闪锌矿含Hg量高达0.289%～0.995%（茶田），而单一的汞矿床内，所见的闪锌矿含Hg量仅痕量～0.039%（酒店塘），单一铅锌矿床内Hg含量最低（0.0081%，江家垭）。其共同特点是深色（黄褐色）闪锌矿含Hg、Se量高于浅黄色闪锌矿。同一矿床中各类矿石和闪锌矿的Zn/Cd比值较稳定。如茶田的汞矿石、汞锌矿石和锌矿石中Zn/Cd比值分别为59（34件）、50（11件）和62（5件）；酒店塘汞矿床中黄褐色闪锌矿Zn/Cd比值一般为121～137，而且由黄褐色闪锌矿到淡黄色闪锌矿Zn/Cd及比值由小增大。表明Cd具有强烈的亲硫性，并可推断其主要以类质同象形式赋存于闪锌矿中。区内闪锌矿中Ge含量亦较高，表明Ge在闪锌矿中可能主要以类质同象均匀分布于晶格内。因为Ge2+离子半径为0.8Å，与Zn2+0.83Å相似。董家河和渔塘矿区3件闪锌矿的Fe、Mn低含量表明其成矿温度较低。

（3）方铅矿。区内的汞矿床中迄今似乎尚未发现辰砂与方铅矿共生。在铅锌矿床中方铅矿一般含Ag107.9×10-6～339×10-6。另含微量Sb、Se等。

5.矿床成矿是在低温条件下进行的，成矿溶液具有热卤水性质

（1）均一法测温结果。万山汞矿辰砂生成温度为90～150℃，其最佳温度为100℃（或130℃）及140℃；酒店塘汞矿石英均一温度为70～119℃（平均90℃）；渔塘铅锌矿的闪锌矿均一温度为115～140℃，方解石为220～230℃；表明成矿作用主要是在低温条件下进行的。

（2）据贵阳地球化学研究所资料[12]，万山汞矿大部分包裹体是液体包裹体。在液体包裹体中可见到纯液体包裹体，它不仅在石英、方解石、白云石中见到，而且在水晶中也可见到，说明成矿温度较低。此外，还见有气体包裹体，含Na Cl子矿物包裹体和含有机质包裹体。含有机质包裹体由水溶液和有机质气体组成，后者混在成矿溶液中并参与了成矿作用。包裹体从0.03～0.044mm的细小包体到大至1mm的包体均可见到，但以细小者居多。液相包体多为无色透明，气相则常显一定的颜色。包体中往往含有某些暗色物质。不同矿床、不同成矿阶段包体的基本特征相似。

（3）含矿溶液的含盐度用冷冻法测得万山汞矿成矿溶液为一种高盐度的卤水。其Na Cl最高含量可达26.3%，并可见过饱和后形成的Na Cl假晶。成矿溶液的盐度含量一般为17.00%～26.3%，并出现17%和25%两个盐度丰值。渔塘锌铅矿床为一种高纯氯化钠型卤水。上述卤水类型，很可能是被封存的地层水或类似于油田卤水，其具有高矿化度、高盐度和含有机质的地下热卤水特征。

（4）从表6可知，区内汞铅锌矿床物气液包裹体中Cl＞F，Cl/F＞10，表明成矿过程中有大量的地层氯加入，这是产于碳酸盐岩中的层控汞铅锌矿床矿物包裹体成分的重要特征，亦是判断矿床属岩浆成因或非岩浆成因的主要特征数值。区内气液包裹体的组分类型为Na-Ca-Cl型和K-Ca-Cl型。

表6 湘西黔东汞铅锌矿床矿物气液包裹体成分

注：*.中国科学院地球化学研究所测定，1980；其余为湖南有色金属地质研究所测定，1985。

四、成矿机理

湘西黔东汞铅锌矿床大面积的沿着江南地轴西缘呈带状分布。其成矿作用经历了沉积作用阶段（即矿源层形成）和后期热卤水改造成矿阶段（即矿床富集）。成矿机理是在构造作用驱动下，环流热卤水在渗滤过程中萃取围岩的成矿物质，以氯络合物及硫络合物形式被搬运到有利的构造、岩性部位而富集成矿。

1.同生沉积成矿作用

（1）成矿物质来源。陆源：如董家河黄铁铅锌矿床容矿层内，有古陆风化的黏土矿物。湘黔汞矿带内的容矿层，常见陆源碎屑石英等，同时元古宇板溪群浅变质岩石中，汞量达290×10-9，比克拉克值高3.6倍，表明古风化剥蚀后的汞质可能是矿带汞源之一。海水源：区内早寒武世碳酸盐地层中的铅锌矿床，铅锌的富集与藻类及藻礁有关；海水中的汞主要是地壳表层岩石和土壤的汞风化后搬运的结果。海底热泉（喷气）：对于相对远离古陆和不整合面而赋存于台地边缘沉积相的汞铅锌矿床来说，由古断裂再次活动所引起的热泉（喷气）作用提供成矿元素是成矿物质的重要来源。矿质可能来自地壳深部，在沉积成岩早期以海底热泉（喷气）形式沿古断裂排放进入沉积物和海水中。

（2）成矿物质的搬运和沉淀方式。机械碎屑物：董家河矿床的黄铁矿、闪锌矿和方铅矿三者常呈星点状、透镜状赋存于上、下震旦统的假整合面之凹陷部位，容矿层内有陆源黏土矿物沉积。该矿床铅同位素组成表明，来自古陆风化剥蚀面以机械搬运形式的铅，在沉积过程中得到初步富集而且未受到沉积后铀的影响，其铅同位素组成比沉积时代要老，即以单阶段模式年龄计算的样品年龄（1050Ma）老于地层时代，说明铅脱离U、Th体系是在震旦纪以前，震旦纪的沉积作用使得这部分铅再次富集。类似情况还有渔塘矿床，其中有2件方铅矿样品的模式年龄为716～682Ma，相当于震旦纪，而早于赋矿的寒武纪等。有机络合物：据矿物液体包裹体资料，矿液中Na Cl浓度较高，而且石英（万山）、闪锌矿（渔塘）中均见有石盐子矿物，表明成矿液溶中有多量的Cl-和Na+加入。因此，金属与地层中过量的Cl离子结合会形成氯化物络合物的方式搬运，如Zn2++4Cl-→[Zn Cl4]2-。铅几乎是多来源的，似以异常铅中的B型铅为主。Hg2++4Cl-→[Hg Cl4]2-，这在海水中是普遍的。陆源碎屑物的吸附共沉淀：董家河矿床容矿层为微含碳泥质的白云岩，矿物成分除白云石（含量85%～95%）外，尚有隐晶石英（1%～2.5%）、水云母+黏土矿物（＜2.5%）、碳泥质（4%）和硫化物（1%～3%）。这些细微的碳泥质、黏土质矿物具有很好的吸附性，尤其在还原条件下硫、铁来源丰富，为铅锌形成硫化物创造了条件。而碳酸盐岩中的碳质对汞的富集十分明显，具有有机质参与成矿作用的重要特征。

2.热卤水改造富集成矿作用

（1）热卤水类型。通常认为温度高于50℃，而盐度大于35%者属于热卤水。本区汞铅锌矿床气液包裹体成分主要是Na（K）-Ca-Cl型，均一温度多在90～200℃之间，盐度17%～26.3%（万山），因此，成矿液溶属于低温高盐度热卤水。热卤水的成因主要有：埋藏古海水；成岩作用过程岩石孔隙排出的间隙卤水或晶间卤水；成岩期和成岩期后的深源热卤水。区内不同规模、级次，彼此互相沟通的断裂网络，构成良好的热卤水环流系统，而董家河矿床之上的假整合面是良好的循环通道。

（2）热卤水对成矿物质的溶解、迁移作用机理。汞铅锌矿床包裹体成分主要为氯化钠型卤水，其对铅、锌矿源层中成矿元素具有很大的溶解和迁移能力，是重要的搬运介质之一。此外，该类型卤水中经常也含有大量的Ca2+、Mg2+离子，这是卤水与碳酸盐岩长期相互作用的结果。在Na-Ca-Cl型卤水中，铅主要呈[Pb Cl4]2-、[Pb Cl3]-和[Pb Cl2]络合物存在；锌主要呈[Zn Cl4]2-，[Zn Cl3]-和[Zn Cl2]络合物存在。卤水中Pb、Zn络合物的含量多少取决于溶液中氯离子的浓度，其存在形式则取决于溶液的酸度和温度。而碱性水溶液则是辰砂形成的有利条件[2]。上述络合物，在适当的构造、岩性和低温、低压条件下，氧逸度可能有所提高，加之压力梯度存在，成矿元素便向高价易溶方向转化，朝压力低的方向运移。而矿液的稀释、不同溶液的混合、还原剂和吸附剂的存在、氧化或p H值的改变，都可分别或共同引起成矿物质的重新沉淀并聚集成矿。对汞矿床来说，当汞的有机络合物被热液搬运至有利控矿构造和容矿层后，它与富含硫酸盐的渗流水相互作用，汞的有机络合物即分解，硫酸盐被还原为硫化氢，进而形成辰砂和碳沥青。