SEDEX型铅锌矿床地质特征及举例

SEDEX型铅锌矿床地质特征及举例SEDEX型铅锌矿床，即热水沉积型铅锌矿床，是富含金属元素的流体沿着同生断裂喷涌出海底，由于物理化学条件的改变在喷口或喷口附近海底沉积形成，矿体呈层状、似层状赋存于沉积岩中，主要是碎屑岩、碳酸盐岩[1]。过去，地质学家们将以沉积岩为容矿岩石的块状硫化物矿床称为“页岩型”矿床。但实际上，这类矿床的容矿岩石除页岩外还有很多其他类型的沉积岩，因此现在称这类矿床为以沉积岩容矿的喷流沉积型铅锌矿床（sedimentary exhalative deposit），简称SEDEX型矿床[2]，属层控热液矿床。在成分上富含Pb、Zn，伴生Ag和Ba，贫Cu，几乎不含Au。规模大、品位高、矿化体延伸稳定、伴生有用组分多，是我国Pb、Zn和Ag的主要来源。统计资料表明，SEDEX型矿床平均矿石量为6000万吨，Pb+Zn平均品位为11.9%，分别是VMS型矿床矿石量和品位的10

倍和2倍。

1.喷流沉积型铅锌矿床主要特征

喷流沉积型铅锌矿床分布较广，遍及世界各大洲。主要特征如下：

1.1成矿时代及构造环境

成矿时代主要为中元古宙（17~14亿年）和古生代早中期（4.5~3亿年），许多SEDEX型矿床是经过变质的。SEDEX型矿床主要形成于拉张的构造环境具体构造背景是受裂谷控制的克拉通内或其边缘的沉降盆地或拉张的断裂坳陷带、地堑。如加拿大的苏利文(Sullivan )矿床产于陆内伸展环境；澳大利亚的麦克阿瑟(McArthur)矿床位于北澳地块的巴顿海槽内，芒特·艾萨(Mount Isa)矿床位于莱哈特断裂海槽内，这两个海槽都是地堑式构造。我国长江中下游地区有许多喷流沉积块状硫化物矿床是产于陆内断裂坳陷带张性构造背景上。许多矿床空间上都伴有成矿时期活动的同沉积断层，他们可能是沉积盆地盆下含矿热液上升到地表的通道。

1.2容矿岩石

主要为细碎屑岩(页岩、粉砂岩)，以及部分碳酸盐岩。这些容矿石有3个特

点：一是颗粒细，有大量的细粉砂级或粘土级的碎屑物；二是碳酸盐.、二氧化硅、黄铁矿(或磁黄铁矿)和有机质含量较高；三是具有板状劈理和沿层理裂开的特征。另外，该类矿床的容矿岩石中往往夹有细粒层凝灰岩。这些夹层都很薄，其数量在整个沉积岩系中所占比例很小，不超过10%。矿床内发育不同类型热水沉积岩，如硅质岩、钠长石岩、重晶石岩、镁铁碳酸盐岩、电气石岩等。

1.3矿床特征

喷流沉积型矿床一般情况下由上、下两部分构成，即上有层状矿体，下有脉状或网脉状矿化(体)。矿床上部常由一个或多个层状、似层状或透镜状硫化物矿体组成，层位稳定。矿床受后期构造强烈改造可使矿体与围岩发生同步褶皱变形。矿体厚度可达几十米，侧向延伸可达2000m以上。这种层状矿体往往有分相特征，如加拿大塞尔温盆地Jason矿床可分3个相：A相，由块状到厚层条带状方铅矿、闪锌矿组成，含有大量磁黄铁矿和黄铁矿，是近源矿化。B相，具有A

相通常可见的矿物组合和矿石结构，但是其厚度显著变薄。大量的软沉积变形特征表明，该相是A相物质在不稳定堆积后经滑动形成的。C相，由很好的条带状闪锌矿、隧石和重晶石纹层组成，它属于它属于远源矿化。在C相中发现的次生蚀变和孔隙充填矿物有钡长石、高岭石、铁白云石和少见的钡碳酸盐复杂矿物。在层状矿体的下面，有时可看到网脉状或脉状矿化体，它们与层状矿化体呈显著的交叉接触关系，如在中国厂坝、加拿大苏利文等矿床均可见及。

1.4矿石特征

在层状矿体中，矿石具非常发育一的沉积构造：条带状构造、纹层状构造、粒级层理、韵律层和软沉积滑动变形构造。成岩期形成的梯状脉（亦称砖墙状构造）常见。在受变形、变质作用较轻的矿床中黄铁矿同生沉积/早期成岩结构十分发育，如显微雏晶、莓粒/球粒结构及成岩环带增生晶等。在改造强烈的矿床中，可见到后生脉状矿化叠加。

1.5矿石矿物组成

矿床的矿石矿物以简单硫化物为主，有黄铁矿、磁黄铁矿、闪锌矿、方铅矿和少量黄铜矿，有时可见白铁矿和毒砂。许多矿床含少量其他硫化物和硫酸盐矿

物。

1.6矿化分带

具有明显矿化分带。同生断层作为热卤水的主要通道和成矿物质的补给带。从补给带向上和向外随着物理化学条件的变化出现金属分带现象：从断裂带由内向外呈现Cu-Pb-Zn-Ba-Fe分带；从深部至浅部呈Cu-Zn-Pb-Ba-Fe分带。有些学者通过研究，认为上述分带是伴随着海底热液与海水混合过程中，在温度、pH 值、E h值条件改变情况下金属序列沉积的结果。矿物气泡包裹体均一温度一般为140℃~300℃，盐度一般在ω（NaCl）7%~22%。

2.喷流沉积型铅锌矿床成因与成矿模式

根据该类矿床主要特征、成矿环境及控矿条件，大多数学者都认为它们是由海底喷流沉积形成的。目前关于SEDEX型矿床的成矿模式主要有两种：盆地压实卤水模式和海底热液对流模式[2]。

前者认为形成SEDEX型矿床的流体和金属都是在盆地沉积物压实过程中由于地热增温等原因从厚层沉积岩堆中释放出来的。由可膨胀粘土矿物向非可膨胀粘土矿物及云母类矿物转变并伴随有大量金属析出。这种转变温度在95~130℃之间，显然地热增温能否达到这个温度区间则十分重要。假设地温梯度为35 ℃/km，这就要求含矿岩以上的盖层有3km厚。但实际上许多SEDEX型矿床这种盖层的厚度均小于3 km。另外现有资料证明某些重要的SEDEX型矿床的矿化温度在140 ~ 300℃之间，显著高于盆地压实卤水成矿模式可能达到的温度，这为该成矿模式提出了一个难于解决的问题。

有些SEDEX型矿床的矿化作用发生在盆地发展史的相对早期阶段。如爱尔兰地区Silvermines等矿床形成于杜内阶晚期。当时海进刚开始不久，盆地内含水层中的水既是有限的又是冷的。这排除了盆地压实卤水成矿作用的可能性。根据该模式的成矿条件，成矿溶液中锌、铅和还原硫的含量至少都要达到n×10-5，氯化物的含量至少要达到3 mol/ kg。但是在现代地热系统中，除索尔顿湖卤水外，其他热田流体中有关金属和氯的含量都很低，但是正在那里形成的块状硫化物矿床却又大又富。

与盆地压实卤水模式不同，许多研究者认为SEDEX型矿床形成于海底热液