MVT型矿床

MVT型矿床
密西西比型(MVT)铅锌矿床是全球重要的铅锌矿床类型之一，其铅锌资源量占全球铅锌资源量的20%左右（张长青等，2009）。

1、特征概述
Leach等人1993年指出该类型矿床一般产出于造山带边缘前陆环境或靠近克拉通一侧的沉积盆地环境；容矿围岩以白云岩为主（少数产于灰岩中），具后生特征，其形成与岩浆活动无直接联系；可发育层控的、断层控制的以及受喀斯特地形控制的矿体，矿体形态变化较大，可以为层状、筒状、透镜状、不规则状等；矿石矿物组合主要为闪锌、方铅、黄铁、白铁等，脉石矿物主要为白云石、方解石和石英，仅少数矿床发育重晶石、萤石等，还可以有含银和铜的矿物；矿石由粗粒到细粒，由块状到浸染状；围岩蚀变主要有白云岩化、方解石化和硅化，主要涉及围岩的溶解作用和重结晶作用等；控矿因素为断层、破碎带和溶解坍塌角砾岩等；成矿流体为低温中高盐度盆地流体，温度一般为50-250℃，盐度一般为10-30％；金属和硫具有壳源特征。

2、矿床时空分布
目前，该类型矿床的形成年代测试数据较少，Leach等人于2001年根据17个矿床成矿年代数据总结了全球该类型矿床的成矿时间，主要形成于泥盆纪——三叠纪早期和白垩纪——新进纪两个阶段。

矿床的容矿围岩的时代范围局限于从元古宙到白垩纪，主要形成于古生代寒武纪——奥陶纪、泥盆纪——石炭纪，少数形成于志留纪和二叠纪，元古宙地层很少发育该类型矿床。

但在中国，晚震旦世地层却是MVT矿床较发育的地层之一。

该类型矿床在世界范围内分布广泛，主要分布在美国的东部及东北部各州，加拿大西部及北部各省。

除此之外，该类型矿床在欧洲也较发育，波兰、爱尔兰、西班牙、意大利等国均有此类矿床的产出。

在我国，该类矿床主要产于扬子地台及周边地区，包括西缘的川滇黔交界地区（云南会泽、茂租，四川大梁子山、天宝山、赤普等），北缘的秦岭南部地区（陕西马元，湖北竹溪古城，神农架等矿区），中部的湘鄂地区（湖南李梅、董家河、白云铺等），南缘的桂粤地区（广东凡口，广西泗顶、后江桥、北山等），此外塔里木盆地西南缘发育有塔木-卡兰古铅锌矿带等。

3、成矿背景
世界上多数MVT铅锌矿床都是由大规模成矿流体在相邻造山带重力驱动下,
流经前陆盆地时发生金属硫化物沉淀形成的(Appold et al.,1999)。

一般产于造山带内侧600 km内的前陆盆地边缘,少数在前陆逆冲带中,极少在陆内伸展环境中。

控矿因素围岩、盆地卤水、流体驱动力及矿体沉淀场所等都与大地构造运动相关。

世界上的MVT铅锌矿床主要存在于岛弧-大陆碰撞造山带、安第斯型俯冲造
山带和陆-陆碰撞造山带3种造山带的前陆中，其中代表性的有美国Ouachita
岛弧-被动大陆碰撞造山带Arkoma前陆盆地中的Ozark MVT铅锌矿带 (Bradley et al., 1991),中国川滇黔MVT铅锌矿带(王奖臻,2001),加拿大落矶山脉安第斯型造山带前陆盆地边缘克拉通地层中的Pine Point铅锌矿床及逆冲推覆带中的Pobb Lake和Monarch-Kicking Horse铅锌矿床(McMechan et al.,1993),欧洲
南部Pyrenees陆-陆碰撞造山带Cevennes前陆盆地中的MVT铅锌矿区(Puigdefabregas et al.,1992)。

该类型矿床除了产于造山带前陆盆地和逆冲推覆带中之外，也有极少的产于大陆伸展环境下。

1995年,Verncombe等通过厘定矿床年龄,发现澳大利亚Lennard Shelf地区伸展断层中的MVT铅锌矿床的形成时间和相邻的Fitzroy深海槽快速伸展期一致,提出该矿床是由Fitzroy深海槽中的沉积物脱水发生的流体脉冲形成的。

而加拿大的Nanisivik铅锌矿的形成则认为与裂谷作用相关(Leach et al.,2001a),只是由于这个地区经历了裂谷-被动陆缘-前陆盆地的过程(Hoffman et al.,1989)。

4、控矿因素
控矿因素涉及到流体的运移、容矿空间的形成、有利的圈闭条件以及成矿
后的保存条件等。

包括断层和破碎带、岩性边界、溶解坍塌角砾岩、礁组合、基地隆起、不整合面等因素（张长青等，2009）。

断层和破碎带是MVT型矿床重要的控矿因素，许多矿体集中产于张性断层带内及其附近，如爱尔兰 Midland (Hitzman, 1999)和Upper Silesia地区，矿石集中于正断层(Kibitlewski,1991)；中国川滇黔交界地区的大梁子铅锌矿与地堑构造有关,乐红、毛坪铅锌矿均产于断裂带中(张长青,2008)。

在大多数的MVT矿区内，先存的溶解坍塌角砾岩和与
之有关的碳酸盐溶解对矿石的沉淀起着重要控制作用。

目前有研究发现，含金属的富氯流体与含还原硫流体的混合，单一含金属氯化物流体与含还原硫流体的沉淀作用，均是在酸性条件下发生的(Sverjensky, 1984; Cooke et al.,2000; Emsbo, 2000)，同时酸性条件下，更易导致坍塌角砾岩的形成，因此坍塌角砾岩与MVT矿床的形成密切相关。

MVT矿床矿石多发育在渗透系数较大的白云岩、白云质灰岩中，而矿体顶板则多为渗透性较差的页岩、泥页岩等。

如在美国
Tri-State地区，Chattanooga和Northview页岩之下发育大量MVT矿床(Brockie et al., 1968)。

在Viburnum Trend,矿石发育于白云岩中,矿石离白
云岩和含页岩灰岩过渡相达几公里(Leach et al., 2005)。

中国川滇黔交界地区茂租、赤普等矿床的矿体均产于震旦系灯影组白云岩和寒武系筇竹寺组泥页岩的界面附近(张长青等,2008)。

MVT矿床也可产于灰岩-白云岩过渡带附近,如Upper Silesia、Viburnum Trend和密苏里南东部Old Lead Belt等(Leach et al., 2005)。

除此之外，部分MVT矿床还与生物礁-生物碳酸盐组合，基底隆起等因素有关。

5、矿床成因
成矿流体特征——流体包裹体均一温度范围为50-250℃，但大多数温度介于
75-150℃(Basuki et al.,2004)；典型的MVT矿床大致的盐度范围为15%-30% (Basuki et al.,2004)。

其中盐度又与矿床品位有一定的联系，一般情况下规模较大的矿集区相对规模较小的矿集区盐度偏低，同时还发现盐度与矿石品位呈正相关关系。

然而,中国川滇黔交界地区铅锌矿床的情况却相反,该矿集区规模较小,盐度较低,矿石品位却较高,最高品位可达50%左右(会泽铅锌矿),这一特征可能
与该地区的成矿温度普遍高于其他矿集区的温度有关。

流体来源——研究表明,盆地卤水中主要溶质源自海水蒸发或地下蒸发矿物(主
要为石盐)的溶解。

MVT矿集区闪锌矿流体包裹体盐水成分与现代卤水(起源于陆下海水蒸发)成分相似(Kesler et al., 1996; Viets et.al., 1996),大多数成分靠近海水蒸发线附近。

因此,盆地流体成为MVT矿床流体的主要起源。

成矿物质来源——对于MVT矿床,人们认识到流体中的金属来源于沉积盆地或者卤水通过含水层时的淋滤作用。

全球典型MVT矿床的硫同位素值变化较大,但总体表现出壳源特征。

就单个矿床或地区而言,硫可能有一个或多个来源,如源自含硫酸盐的蒸发岩、同生海水、成岩期的硫酸盐、含硫有机质、H
S气体储库和盆
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地缺氧水中的还原硫等。

但是硫的主要来源可能还是海水中的硫酸盐(被沉积物包裹在各种矿物中)或同生海水,后来被还原。

同时，Leach等(2005)通过对30个MVT矿床中的570个方铅矿样品测试结果进行了统计,结果显示许多MVT矿床或者矿集区(包括几个大型的矿集区)的铅具有基底来源特征，应为壳源。

中国川滇黔交界地区铅锌矿床,除产于变质基底中的小石房矿床外,也同样具有上地壳铅源特征(Zhang et al.,2007)。

6、成矿模型
流体运动驱动力——目前有三种力的驱动形式，包括地形或重力驱动模式、沉积和压实作用模式、热-盐对流循环模式等。

三种力的驱动模式可分别解释不同地区该类型矿床驱动力的问题。

金属沉淀机制——金属元素的沉淀机制一直是矿床成因方面研究的重点内容，针对MVT矿床，研究者提出不同的金属沉淀机制。

如还原硫模式，该模式认为金属离子与还原硫共存于同一流体体系，这一低PH值流体如在运移过程中发生物理化学条件改变(如碳酸盐岩的溶解可以导致溶液PH值的升高),则会发生金属沉淀；还有硫酸盐还原模式，该模式认为硫以硫酸盐的形式与金属元素共存，在成
S，再与成矿流体中的金属离子发生反应矿地点经还原剂还原以后转变为HS-或H
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沉淀下来成矿；流体混合模式也作为一种重要的沉淀机制而被研究者提出，这种模式认为富含金属元素与还原硫的流体各自按不同的途径运移至成矿地点混合成矿。