豫北卫辉市歪脑铅矿床地质特征及成因*

裴中朝　王世炎　方怀宾　任建德　蔡志超　白国典

(1.河南省地质调查院；2.河南省金属矿产成矿地质过程与资源利用重点实验室)



豫北卫辉市歪脑铅矿床地质特征及成因*

裴中朝1.2王世炎1,2方怀宾1任建德1蔡志超1,2白国典1

(1.河南省地质调查院；2.河南省金属矿产成矿地质过程与资源利用重点实验室)

豫北卫辉市歪脑铅矿床位于华北陆块太行山隆起南端的次级构造方山地堑中，东部和南部与华北凹陷相邻。结合区内地质勘探成果，对区域地质背景、矿区地质特征、矿床地质特征进行了分析，得出以下结论：①矿体受NNE向断裂、层间顺层破碎带及喀斯特古岩溶的控制，陡倾的NNE向断裂中铅矿体呈脉状、透镜状及囊状展布，近水平的层间顺层破碎带、喀斯特古岩溶中的铅矿体呈似层状、透镜状、豆荚状展布；②矿化以方铅矿、重晶石化为主，少量黄铁矿化、黄铜矿化和孔雀石化；③矿石类型以角砾状铅矿、块状铅矿、重晶石铅矿为主；④围岩蚀变为白云岩化、角砾岩化、重晶石化、褐铁矿化、方解石化，具有密西西河谷型矿床的地质特征。在上述分析的基础上，对矿床成因进行了分析，认为该矿区的铅矿床无论在区域地质背景上还是在成矿地质特征上均与典型的密西西比河谷型铅锌矿床相似，对于区内铅矿床找矿工作有一定的参考价值。

铅矿床区域地质背景地质特征喀斯特古岩溶矿床成因

background, Geological characteristics, Karst

ancient karst, Deposit genesis

1　区域地质背景

豫北卫辉市歪脑铅矿床位于华北陆块太行山隆起南端早古生代碳酸岩台地的次级构造方山地堑中，东部以青羊口断裂为界与华北坳陷的汤阴断陷相邻，南部以封门口—焦作—商丘(隐伏)断裂带为界与华北坳陷的济源—开封凹陷相邻(图1)。具地台型双层结构，基底为太古界中深变质岩系，以韧性变形为主；盖层主要为中元古界及其以上地层，以发育浅层次脆性断裂为特征。侵入岩以中生代为主，可见太古代变质变形侵入体及元古代花岗岩脉及新生代基性—超基性岩等。

图1　河南省大地构造位置Ⅰ—华北陆块区；Ⅰ1—胶辽古陆块；—鲁西古生代碳酸岩台地；Ⅰ2—晋冀古陆块；—晋东南早古生代碳酸岩台地(含赞皇岩群)；—晋中—长治陆表盆地；—吕梁早古生代碳酸岩台地(吕梁古元古代陆缘岩浆弧)；Ⅰ3—豫皖古陆块；—中条山古元古代活动陆缘；—太华—登封新太古代岩浆弧；Ⅰ5—鄂尔多斯陆块；—鄂尔多斯古陆核(鄂尔多斯中生代盆地)；Ⅰ-R—中元古代叠加裂陷盆地； Ⅰ-R-1—燕辽中元古代裂陷带；Ⅰ-R-2—熊耳中元古代裂谷；Ⅰ-B—新生代断陷盆地；Ⅰ-B-1—华北新生代凹陷；Ⅰ-B-2—汾渭新生代裂谷； Ⅲ—秦祁昆造山系；Ⅲ2—北秦岭弧盆系；宽坪弧后盆地(Pz1)；二郎坪岛弧带(Pz1)；Ⅲ3—中秦岭陆棚—陆坡(Pz1)； Ⅲ4—南秦岭被动陆缘(Z-C)；Ⅲ5—大别—苏鲁地块：—大别—高压—超高压变质杂岩带

1.1地层

研究区地层区划属华北地层大区、晋冀鲁豫地层区、山西地层分区的太行山地层小区[1]。出露地层主要为下古生界寒武—奥陶纪，有少量的新太古界登封岩群、中元古界汝阳群及上古生界石炭纪—二叠纪和新近系分布。

1.1.1新太古界登封岩群(ARD)

新太古界登封岩群(ARD)主要为一套中深变质岩，岩性以黑云斜长片麻岩、二云斜长片麻岩、斜长角闪片岩等为主，原岩为一套基性—中酸性火山岩，泥砂质-黏土质碎屑岩夹少量的碳酸盐岩和硅铁质岩系，多以残留体形式存在于变质变形侵入体中，其上被汝阳群或寒武系角度不整合覆盖。

1.1.2中元古界汝阳群(Pt2)

中元古界汝阳群(Pt2)为一套碎屑岩沉积建造，主要岩性为砾岩、(含砾)石英岩状砂岩及泥质岩等，下部云梦山组为沉积型铁矿化层位，角度不整合于新太古界登封群及变质侵入体之上，其上被馒头组平行不整合覆盖，自下而上划分为云梦山组、白草坪组及北大尖组，各组间均为整合接触。

1.1.3下古生界

下古生界主要为寒武系—奥陶系地层，为一套稳定的陆表海碎屑岩-碳酸盐岩建造，平行不整合于中元古界汝阳群之上，其上被上古生界石炭系平行不整合覆盖。①下寒武统辛集组(∈1x)，为一套碎屑岩建造，主要岩性为灰白色厚层状含砾中—粗粒石英砂岩、含砾砂岩、砂岩等；②下寒武统朱砂洞组(∈1z)，为一套碳酸盐岩建造，主要岩性为浅灰色中—厚层含砂质砂屑细粉晶白云岩、薄层状含砂质砂屑细粉晶白云岩、浅灰色薄板状粉晶砾屑砂屑白云岩、浅灰色薄板状粉晶白云岩夹泥页岩；③下寒武统馒头组(∈1-2m)，为一套碎屑岩夹碳酸盐岩建造，主要岩性为泥岩、页岩、泥质灰岩、鲕粒灰岩、砾屑灰岩、泥晶灰岩等，平行不整合覆盖于中元古界汝阳群之上，整合于张夏组之下，其内发育有沉积型铁矿；④中寒武统张夏组(∈2z)，为一套碳酸盐岩建造及藻礁碳酸盐岩建造。根据岩性组合特征划分为3个岩性段：一段主要岩性为灰白色薄板状灰岩、条纹状灰岩、豹皮状砂屑灰岩、砂屑白云岩等，常见生物碎屑；二段主要岩性为厚层状、条纹状白云岩化鲕粒灰岩，夹白云岩化生物礁灰岩、藻纹层灰岩等，常见风暴砾岩；三段主要岩性为白云岩化叠层石灰岩与灰色厚层状、条纹状白云岩化鲕粒灰岩互层，夹灰色砾屑灰岩；二段、三段内发育一系列层间顺层破碎带(古含水层)，是区内铅锌矿的主要赋矿层位；⑤上寒武统崮山组(∈3g)，为一套碳酸盐岩建造及藻礁碳酸盐岩建造，主要岩性为灰色厚层条带状白云岩化鲕粒泥粒灰岩，局部夹白云岩化叠层石灰岩及土黄色薄层状泥质白云岩等，常见水平层理和斜层理等；⑥上寒武统炒米店组(∈3c)，为一套碳酸盐岩建造，主要岩性为泥质条带灰岩，夹竹叶状灰岩等；⑦上寒武统三山子组(∈3s)，为一套白云岩化的碳酸盐岩建造，由下至上划分为2个岩性段： 一段主要岩性为浅灰黄色中—厚层状微—细晶白云岩，夹中—厚层状砂屑白云岩、叠层石白云岩等，普遍发育有石膏假晶，具蒸发岩特征；二段主要岩性为灰黑色或灰红色厚层状—巨厚层状中—粗晶白云岩，夹砾屑白云岩、纹层状白云岩及岩溶角砾岩等，其内可见石膏假晶，普遍含燧石条带、条纹和团块状以及蜂窝状燧石层，该段发育层间顺层破碎带，沿破碎带发育一系列喀斯特古岩溶，是区内铜、铅锌等多金属的主要赋矿层位；⑧下奥陶统冶里组(O1y)，为一套白云岩化的碳酸盐岩建造，主要岩性为灰黄色条纹状硅质条带微—细晶白云岩、灰黄色纹层状微—细晶白云岩，夹砾屑白云岩等，普遍发育石膏假晶，具蒸发岩特征；⑨下奥陶统亮甲山组(O1l)，为一套白云岩化的碳酸盐岩建造，主要岩性为灰色纹层状含灰质细晶白云岩，向上灰质含量增加，顶部夹灰色中—厚层状砂屑含灰质中—细晶白云岩，普遍发育石膏假晶，具蒸发岩特征；⑩中上奥陶统马家沟组(O2-3m)，主要为碳酸盐岩建造夹碎屑岩建造，可见8个岩性段，其中，1、3、4、7段为碎屑岩-碳酸盐岩建造，其内发育膏溶角砾岩，为蒸发岩系地层，在3段顶部和4段底部发育有烃源岩，为含油地层，2、5、6、8段主要为碳酸盐岩建造，主要岩性为灰质角砾岩、细晶灰岩、生物碎屑灰岩等。

1.1.4上古生界

上古生界主要为石炭系—二叠系地层，为一套海陆交互相含煤岩系-河湖相沉积，平行不整合于下古生界马家沟组之上，其上被新生界不整合覆盖。

(1)上石炭统本溪组(C2b)。为一套碎屑岩沉积建造，夹少量的碳酸盐岩建造，平行不整合于奥陶系马家沟组地层之上，底部具鸡窝状、透镜状或层状山西式铁矿，其上为铝土页岩、石英砂岩、砂质页岩夹透镜状灰岩及薄煤层等。该组为黏土矿、沉积型铁矿及铝土矿的主要矿化层位。

(2)下二叠统太原组(P1t)。主要由海相石灰岩或燧石层与陆相页岩、砂岩及煤层交互组成。底部为灰白色石英砂岩，常含玉髓及石英岩砾石，区域上多夹透镜状铁矿；下部主要为厚约10 m的黏土岩及铝土质岩，含黄铁矿及铝土矿，是可采黄铁矿及铝土矿层位之一；上部由陆相砂岩、砂质页岩、页岩、煤及海相灰岩组成。

1.1.5新生界

新生界多出露于山前断陷盆地中，主要有新近系鹤壁组和庞村组，角度不整合于下古生界马家沟组或上古生界太原组之上。鹤壁组为一套含碳酸盐岩的碎屑岩建造，庞村组为一套火山岩建造。

1.1.6第四系

第四系主要有下更新统冲洪积层、中更新统洪积层、上更新残积-冲积层和上更新统冲洪积层、上更新统残积-冲积层及全新统冲洪积层、全新统洪积层、全新统冲积层等。

1.2构造

区内断裂构造发育，规模不等，主要以NNE、NWW向断裂为主，次为NE、NEE、NW向断裂，断裂多呈组展布。各组断裂纵横交错，NNE向断裂与NWW向断裂构成断裂构造格架，较大断裂的性质几乎多为正断层，较小断裂既有正断层也有逆断层，断裂组合有地堑式、地垒式、阶梯式和叠瓦式等。区内NNE、NWW向断裂规模较大，如NNE向青羊口断裂、任村—西平罗断裂带、大乌山—化象山断裂带和NWW向卧羊湾断裂、西形盆—水峪断裂等。断裂(带)对区内岩浆岩及矿产具有重要影响，断裂带对内外生矿产均具有明显的控制作用[2]。

1.3岩浆岩

区内岩浆侵入活动稍弱，侵入岩、火山岩均不发育，以中生代侵入岩为主，少量的新太古代侵入岩和中元古代侵入岩及新生代侵入岩、火山岩等。中生代侵入岩以中—酸性岩侵入岩为主，少量的基性岩。区内主要岩性为(蚀变)辉长岩、角闪二长岩、角闪正长岩、(角闪)正长斑岩、石英闪长岩、石英二长闪长岩、闪长岩、闪长玢岩、正长闪长岩、花岗闪长岩、花岗斑岩及二长斑岩、隐爆角砾岩等；新生代侵入岩主要为金伯利岩和苦橄玢岩；新近纪火山岩主要有橄榄玄武岩、气孔状安山岩、斑状玄武安山岩、火山角砾岩、玻屑玄武安山岩等。中—新生代侵入岩多呈岩席顺层侵入到寒武纪—奥陶纪地层中，部分呈岩株侵入，岩层侵位与地质构造密切相关。席状侵入岩多沿下寒武统馒头组与中寒武统张夏组接触面和马家沟组一段、三段膏溶角砾岩层等含水层贯入，岩株多沿断裂带侵入。

2　矿区地质特征

歪脑铅矿床空间分布属太行Fe-Pb-Zn-(Ag)-铝土矿-耐火黏土-硫铁矿-煤-煤层气成矿亚带。铅矿床赋存于寒武纪地层中，受地层和构造的双重控制，成矿时期为燕山期。上寒武统三山子组二段内喀斯特古岩溶、中寒武统张夏组内近水平层间顺层破碎带和NNE、NWW向断裂的发育，为内生多金属矿产资源的形成创造了有力的地质条件。矿区主要出露寒武纪—奥陶纪地层，总体为一套富镁碳酸盐岩建造和以藻礁碳酸盐岩为主的沉积建造，仅在中上奥陶统马家沟组内发育少量的碎屑岩沉积建造。寒武纪地层主要出露有张夏组、崮山组、炒米店组和三山子组地层；奥陶纪地层出露有冶里组、亮甲山组和马家沟组地层等。矿区内地层产状平缓，近水平产出。寒武纪—奥陶纪地层中普遍发育有石膏假晶，尤其在中上奥陶统马家沟组下部(一、三、四段)中发育膏溶角砾岩，为海相蒸发岩。在马家沟组三段顶部和四段底部发育有烃源岩，为含油气地层。此外，中寒武统张夏组和上寒武统三山子组二段内存有近水平层间顺层破碎带，且沿三山子组二段层间顺层破碎带发育喀斯特古岩溶，为矿区内的主要赋矿层位。矿区内未见岩浆活动。根据1∶5万地面高磁测量成果，矿区内发育了3个高值磁异常，通过区域综合研究对比，高值磁异常区由铜、铅锌多金属矿(化)体引起，是否存在隐伏的燕山期侵入岩体尚待研究。

矿区断裂构造发育，规模不等，以NNE向断裂为主，次为NEE、NWW向断裂。同时在中寒武统张夏组和上寒武统三山子组二段中发育与地层产状一致的近水平层间顺层破碎带。矿区内NNE向断裂构造呈带状展布，规模大小不等，倾向SE或NW，倾角较陡，多为70°～80°，大多为正断层。一系列平行排列的NNE向断裂组成一系列地堑和地垒。NNE向断裂多形成于燕山期，具有多期活动特点，有张性角砾岩，在断层两侧发育节理，在断裂带及节理中多充填含铅重晶石脉和方铅矿脉；NWW向断裂多倾向NE或SW，倾角较陡，多为70°～80°，为燕山期张性正断层，大多错断NNE、NEE向断裂。NNE、NWW向断裂和层间顺层破碎带、喀斯特古岩溶控制着区内主要的铜、铅锌等矿产，其复合部位常形成品位高、厚度大的铜、铅锌多金属矿体，尤其在地堑中矿化更加明显。矿区内规模较大且与矿床有关的断裂主要有F1、F2、F4、F5、F6等。F1断裂矿区内出露长约7 km，西南端延伸出矿区，东北端至定沟村北尖灭，东北部被NWW向F3断裂错断，该断裂地表破碎带宽1～3 m，倾向多为SE陡倾，倾角70°～80°，为正断层，发育断层角砾岩、碎裂岩、断层泥及断层镜面等，沿断裂充填重晶石脉和方铅矿脉，Ⅰ#方铅矿体位于该断裂内，方铅矿脉可采厚度和品位均达工业指标。F2断裂位于F1断裂东侧，矿区内出露长约8 km，西南端和东北端均延伸出矿区，东北部被NWW向F3断裂错断，该断裂地表破碎带宽1.5～3 m，倾向多为NW陡倾，倾角75°～80°，为正断层，发育断层角砾岩、碎裂岩、断层泥及断层镜面等，沿断裂带充填重晶石脉和方铅矿脉，Ⅱ#方铅矿体位于该断裂内，方铅矿脉可采厚度和品位均达工业指标，F2、F1断裂倾向相反，两者组成地堑。F5断裂矿区内出露长约1.8 km，东北端延伸出矿区，西南端在矿区内尖灭，该断裂呈向SE凸出的弧形，东北段NNE走向，西南段NEE走向，该断裂地表破碎带宽0.5～2.5 m，倾向多为SE陡倾，倾角70°～80°，为正断层，发育断层角砾岩、碎裂岩、断层泥等，沿断裂充填铜铅锌矿脉，具孔雀石化、黄铜矿化、铜蓝及铅锌矿化等，Ⅴ#脉状铜铅锌矿化体位于该断裂内，同时控制Ⅴ#、Ⅵ#层状铜铅锌矿化层(体)，铜矿化达边界品位。

矿区内铜、铅锌矿几乎都受控于中寒武统张夏组和上寒武统三山子组二段的2套岩石组合，其间发育层间顺层破碎带，为古含水层系统，其间发生了碎裂岩化、角砾岩化和方解石化作用。下部层间顺层破碎带多发育于中寒武统张夏组二段和三段内的白云岩化叠层石灰岩、藻纹层灰岩与白云岩化鲕粒灰岩或砾屑灰岩或风暴砾岩之间，具碎裂岩化、角砾岩化及方解石化，伴有强烈的重晶石化和铅锌矿化，沿层间顺层破碎带可见2层主要的铅锌矿化层。上部层间顺层破碎带多发育于上寒武统三山子组二段内，可见一系列层平行的层间顺层破碎带，多发育于厚层状—巨厚层状中—粗晶白云岩与纹层状白云岩或细晶白云岩之间，具碎裂岩化、角砾岩化和方解石化等，伴生强烈的重晶石化、铅锌矿化、孔雀石化、黄铜矿化等，沿层间顺层破碎带发育喀斯特古岩溶，在古岩溶中充填岩溶角砾岩，矿区内可见3～4层主要的铅锌矿化层。中寒武统张夏组和上寒武统三山子组2段为矿区内最主要的赋矿层位，大多数有意义的矿床(点)多见于张夏组层间顺层破碎带和三山子组二段喀斯特古岩溶等古含水层系统中，若同时伴生的断裂引起其中含矿卤水的活动，则可引起白云石化、铁白云石化等蚀变，进而可能形成铜铅锌等多金属矿化[3]。

3　矿床地质特征

歪脑铅矿具规模的铅矿床主要赋存于NNE向断裂带和上寒武统三山子组二段喀斯特古岩溶等古含水层中。方铅矿、重晶石品位较高是该矿区矿床的一个重要特征。矿区已发现铅矿体4个，含铅重晶石矿体一条，在其北侧穴沟一带发现脉状铜铅锌矿(化)体3条、层状铜铅锌矿(化)层2层，在其东南侧花园村—李家沟村一带发现含铅重晶石矿脉6条，层状铅锌矿化层2层(图2)。其中Ⅰ#、Ⅱ#、Ⅲ#、Ⅳ#矿体的厚度及品位均达到了工业矿体要求。

Ⅰ#矿体分布于歪脑村北150 m处，产于NNE向断裂带中，总体走向20°～25°，倾向NE，倾角80°。矿体由南至北分为3段，各段之间被深切的沟谷相隔。中段、北段铅矿体延伸稳定，中段铅矿体由老硐、探槽TC14、TC15控制，铅矿体长约800 m，宽1.60～2.18 m，Pb品位4.01%～5.13%，平均4.57%；北段铅矿体长约670 m(与中段相隔350 m)，宽1.2～1.58 m，Pb品位3.30%～3.83%，平均3.57%；南段铅矿长约430 m，宽1.0～2 m，Pb品位0.79%～3.52%，平均1.30%。矿石矿物以方铅矿为主，可见黄铁矿、闪锌矿，脉石矿物为白云石、重晶石及方解石等。铅矿体呈脉状、角砾岩和浸染状分布。

图2　歪脑矿区地质矿产分布

Ⅱ#铅矿体位于Ⅰ#铅矿体东侧，与Ⅰ#铅矿体平行排列，两者相距约120 m，主要沿NNE断裂带展布，铅矿体倾向NW，倾角78°。该矿体可分为3段，中段、北段铅矿体延伸稳定，中部铅矿体长约640 m，宽1.20～2.8 m，Pb品位2.72%～9.07%，平均5.48%；北段铅矿体长约670 m，宽1.2～2.0 m，Pb品位0.21%～5.10%，平均1.90%；南段铅矿体长约570 m，宽1.0～2.0 m，Pb品位0.64%～3.80%，平均2.22%。矿石矿物以方铅矿为主，可见黄铁矿、闪锌矿，脉石矿物为白云石、重晶石及方解石等。铅矿体呈脉状、角砾岩和浸染状分布。铅矿体沿断裂带与喀斯特古岩溶交汇处矿化较好，可见分枝复合现象，有重晶石夹石。

Ⅲ#铅矿体位于三山子组二段喀斯特岩溶角砾岩中，与地层产状一致，近水平产出。该矿体由钻孔及老硐控制，走向延伸约600 m，倾向延伸180～220 m，垂向厚度2.45～4.25 m，Pb品位2.43%～8.89%，平均4.88%。在近水平破碎带(喀斯特古岩溶)与NNE向断裂交汇部位，矿化最佳。矿石矿物以方铅矿为主，可见黄铁矿、闪锌矿。脉石矿物为白云石、重晶石及方解石等。铅矿体呈角砾状分布，矿体与附近发育的NNE、NWW向断裂交汇处矿化最佳，矿体内部有中—粗晶白云岩夹石，具分叉、复合现象。

Ⅳ#铅矿体位于Ⅲ#铅矿体下方，两者间距25 m，赋存于三山子组二段喀斯特岩溶角砾岩中，走向延伸约300 m，倾向延伸150～200 m，由钻孔(钻孔深度150.16～155.23 m)和竖井及探槽TC21控制。钻孔控制垂向厚度5.07 m，Pb品位0.21%～5.54%，平均品位2.78%；竖井控制垂向厚度5.0 m，Pb品位0.8%～8.90%，平均品位3.80%；探槽垂向厚度1.93 m，Pb品位1.95%～2.19%，平均品位2.07%。在喀斯特古岩溶与NNE向断裂交汇部位矿化最佳。矿石矿物以方铅矿为主，可见黄铁矿、闪锌矿，脉石矿物为白云石、重晶石及方解石等。铅矿体呈角砾状分布，矿体与附近发育的NNE、NWW向断裂交汇处矿化最佳。

在歪脑铅矿区东南侧发现一系列NNE、NE、NWW向的含铅重晶石矿脉，矿脉多沿断裂分布，其中以重晶石为主，含方铅矿。方铅矿品位0.25%～12.75%，多为1.13%～4.56%，w(BaSO4)15.17%～85.35%，多数达工业品位。在歪脑铅矿区北部穴沟和定沟村一带发现脉状铜铅锌矿化体3条和层状铜铅锌矿化体2层(分别为Ⅴ#、Ⅵ#矿化体)。含矿岩层为上寒武统三山子组二段。除沿断裂分布的3条脉状矿化体外，层状矿化体主要赋存于喀斯特古岩溶中。矿化体呈层状、似层状，透镜状、蜂窝状产出，层位稳定，矿化不均匀。矿化带长1 000～1 700 m，垂向厚度6～16 m，主要矿石矿物为黄铜矿、蓝铜矿、黄铁矿、菱铁矿、铅锌矿等，可见孔雀石化。Cu品位0.56%～1.33%，Pb品位0.13%～0.16%，Zn品位0.14%。矿化体均由老硐或探槽控制，为低品位矿体。

依据固体矿产预测评价方法[4]和成矿地质背景研究技术要求[5]，经初步估算，矿区内仅Ⅰ#～Ⅳ#4条铅矿脉(层)的远景资源量可达中型矿床规模，重晶石远景资源量可达大型矿床规模，表明该矿区找矿潜力巨大。

4　矿床成因

经矿产地质调查钻探验证及相关综合分析，认为该矿区的铅矿床在区域地质背景、成矿地质特征等方面均与典型的密西西比河谷型铅锌矿床(MVT)相似(图3、表1)。

图3　卫辉市歪脑铅矿床成矿模式

(1)大地构造环境。歪脑铅矿位于华北陆块太行山隆起南段的次级构造方山地堑中，东侧以青羊口断裂为界与华北坳陷的汤阴断陷相邻，南部以封门口—焦作—商丘(隐伏)断裂带为界与华北坳陷的济源—开封凹陷相邻，矿床出现于隆起与盆地边缘的过渡部位。其沉积相为华北陆块区晋翼古陆块晋东南早古生代稳定的台地碳酸盐相，除马家沟组下部有少量的碎屑岩沉积建造外，其沉积建造多为碳酸盐建造和藻礁碳酸盐岩建造，一般都含海相蒸发岩，局部地段发育有烃源岩，为含油地层。该有利的大地构造环境，即稳定地块边缘的碳酸盐岩台地与典型的MVT铅锌矿床所处的大地构造环境一致。

(2)控矿地层。歪脑MVT铅矿床(化)具有层位分布的特点，主要矿化位于中寒武统张夏组和上寒武统三山子组二段2套地层中，属层控矿床。其中张夏组内可见2个铅锌矿化层，分别位于中寒武统张夏组二段和三段中。张夏组二段中的矿化层由白云岩化叠层石灰岩或藻纹层状白云岩化灰岩与白云岩化含生物碎屑鲕粒灰岩或白云岩化砾屑灰岩或风暴砾岩构成。张夏组三段中的矿化层由白云岩化叠层石灰岩与白云岩化含生物碎屑鲕粒灰岩构成。沿白云岩化叠层石灰岩与白云岩化生物碎屑灰岩接触界面常发育有层间顺层破碎带，构成角砾岩带。该类产于可渗透的碳酸盐岩相和叠层石灰岩周边的角砾岩带中的铅锌矿化与Viburnum Trend、老铅带、Pine Point、Gays河MVT型铅锌矿化相一致，如在Pine Point，矿体位于生物礁与生物碎屑灰岩中的溶蚀崩塌角砾岩中，生物礁体和碳酸盐岩复合体为沉积相的突变部位，导致了巨大的渗透性差异。该类在侧向和垂直方向上渗透性的突变，为成矿流体混合以及物化梯度的变化创造了条件，最终导致硫化物的沉淀。上寒武统三山子组二段内可见3～4个铅锌矿化层，但最主要的MVT型铅矿床有2个，均由下部的厚层状—巨厚层状中—粗晶白云岩与上部中—厚层状中(细)晶白云岩或纹层状白云岩构成。沿接触部位发育近水平的层间顺层破碎带，沿层间顺层破碎带发育喀斯特古岩溶，形成溶蚀崩塌角砾岩，提供了流体运移的通道和沉淀空间，MVT型铅矿床直接赋存于溶蚀崩塌角砾岩中，该类产于溶蚀崩塌角砾岩中的MVT型铅矿床与阿巴拉契亚褶皱带、波兰西西里地区、密西西比河谷地区及我国川滇地区的一些MVT型铅锌矿床相似。

表1　歪脑铅矿床与MVT型铅-锌矿床主要特征对比

(3)控矿构造。矿区内断裂和裂隙及近水平的层间顺层破碎带发育，与矿床关系密切的断裂构造主要为NNE、NWW向断裂、裂隙及近水平的层间顺层破碎带。NNE向断裂多成组、成带分布，并组成一系列地堑和地垒。断层及其渗透性为矿液的迁移提供了重要通道，同时，断层、裂隙和层间顺层破碎带控制了成矿前喀斯特古岩溶及溶蚀崩塌角砾岩的形成，提供了流体运移的通道和沉淀空间。歪脑矿区内的脉状铅矿体主要赋存于NNE向断裂带中；层状铅矿床主要赋存于近水平的层间顺层破碎带和喀斯特古岩溶中。在地堑中心附近，NNE向与NWW向主断裂交汇部位、主断裂与次级断裂交汇部位、断裂与层间顺层破碎带及喀斯特古岩溶交汇处常形成厚度大、品位高的铅锌矿床。该类矿床特征与斯洛文尼亚和奥地利、上密西西比河谷地区、Viburnum Trend和老铅带矿区、东田纳西和Pine Point及北阿肯色地区典型的MVT型矿床相似，如东田纳西和Pine Point及北阿肯色地区，断层和裂隙控制了成矿前溶蚀崩塌角砾岩的形成。

(4)岩浆岩。矿区内未见岩浆活动，仅在矿区东侧相距3～5 km处的大池山一带发育有燕山期闪长玢岩矿床外，并未见与岩浆岩有关的铜、铅锌矿化。歪脑矿区内铜、铅锌多金属矿床与岩浆岩无直接联系，歪脑矿区的MVT矿床附近可能并不存在同成矿期的局部高地热梯度场。在闪长玢岩体与中上奥陶统马家沟组地层接触处发育有矽卡岩型铁矿(如猴头脑铁矿)。

(5)矿体形态。歪脑矿区内的铜、铅锌矿体大多以开放空隙充填的方式形成，具有后生成矿特征。矿体主要有2种形态，一种呈脉状、透镜状、囊肿沿断裂带展布，形态相对简单，较稳定；一种矿体形态多为层状、似层状或不规则状、透镜状、窝状等，与地层产状一致，多赋存于上寒武统三山子组二段内喀斯特古岩溶和中寒武统张夏组层间顺层破碎带等古含水层中，矿体圈定、连接较困难，矿体与围岩界线有时难以把握，断裂交汇部位或断裂与层间顺层破碎带及古岩溶交汇处往往形成富矿体。

(6)矿石。矿石以角砾状和块状为主，同时存在粒晶与细晶的硫化物矿石。角砾多为中—粗晶白云岩或白云岩化灰岩，硫化物构成胶结物。矿体常为角砾岩的一部分，铅矿石也常具角砾状构造。在上寒武统三山子组二段内的溶蚀崩塌角砾岩和断层角砾岩中可见方铅矿围绕断层角砾或溶蚀崩塌角砾岩展布，方铅矿多呈角砾状或粒晶状，溶蚀崩塌角砾岩具有全岩矿化的特征，该类特征与我国川滇地区的MVT型铅锌矿床[6]相似。角砾岩化几乎是所有MVT型铜铅锌矿床成矿的先决条件，角砾状矿石是大多数MVT型铅锌矿床的主要矿石类型。

(7)围岩蚀变。歪脑铅矿床的围岩蚀变较简单，主要以白云岩化、铁白云石化、重晶石化、方解石化和角砾岩化为主，局部地段出现一些硅化及褐铁矿化、孔雀石化、黄铁矿化、黄铜矿化、萤石矿化等。围岩蚀变多沿层间顺层破碎带和喀斯特古岩溶中发生角砾岩化或碎裂岩化的部位发生，范围远大于矿区范围。矿化主要发生于白云岩化强烈地段，硅化强弱不均，多发生于层间顺层破碎带附近。角砾岩化、白云岩化和硅化共同构成了歪脑MVT型铅锌矿床围岩蚀变的主要形式。白云岩化导致岩石孔隙度增大，有利于含矿溶液的流通和富集成矿。该类围岩蚀变特征与所有的MVT型矿床中碳酸盐岩围岩及邻近区域岩石的溶解、再结晶和热液交代角砾岩化、白云岩化的普遍现象相类似。歪脑铅矿床中的热液角砾岩是叠加于原有喀斯特岩溶角砾岩和层间顺层破碎带角砾岩中的产物。

(8)矿石组分。常见方铅矿、重晶石、黄铁矿、白云石、方解石，含少量的闪锌矿、黄铜矿、铁白云石、孔雀石、萤石、赤铁矿、褐铁矿等，其中，以方铅矿为主。

(9)成矿温度。围岩蚀变和矿物组合均反映出低温热液活动的特性，形成于低温环境，未见高温矿物，与北美地区MVT矿床类似。

5　讨　论

MVT矿床为产于具有典型的台地碳酸盐岩层序中的后生矿床，是一种碳酸盐岩容矿的低温热液型矿床，往往出现于稳定地块的边缘地区，更多地出现于盆地边缘与隆起的过渡部位。碳酸盐岩台地成矿流体的流动可能是在大面积分布的透水层中进行的，一般出现于古含水层中，与喀斯特古岩溶作用、角砾岩化作用、岩相变化、白云岩化作用、断裂作用以及古含水层厚度等有直接关系。依据北美Appalacchia地区和Missouri地区的研究成果，对歪脑矿区成矿规律进行了总结：

(1)古含水层的厚度大有利于形成大规模的MVT矿床，矿床多位于沉降中心附近，歪脑矿区整体处于碳酸盐岩台地的方山地堑中，且矿区内一系列NNE向断裂构成一系列地堑和地垒，主要有经济意义的矿床多位于地堑中，因此，歪脑地区成矿条件最为优越。

(2)断裂作用、白云石化、角砾岩化、层间顺层破碎带为最主要的找矿标志。角砾岩化和白云岩化与断裂作用、层间顺层破碎带及喀斯特古岩溶密切相关。下部古含水层(矿化层)主要位于中寒武统张夏组生物礁体和碳酸盐岩复合体沉积相突变的部位(层间顺层破碎带)，上部古含水层(矿化层)位于上寒武统三山子组二段内一系列层状喀斯特古岩溶形成的溶蚀崩塌角砾岩中，该类部位无论是发育规模还是含矿性均为最佳，是进一步找矿的重点层位。

(3)矿床受断裂构造和地层的双重控制，NNE、NWW向断裂交汇部位、断裂与近水平的层间顺层破碎带和喀斯特古岩溶交汇处为最重要的赋矿部位，常形成厚度大、品位高的富矿体。

(4)通过前期工作，目前歪脑矿区已初步查明的规模大、品位较高的铅矿矿床和重晶石矿床分别达中型矿床和大型矿床规模。

(5)构成歪脑MVT型铅矿床的成矿流体可能为：①歪脑铅矿床及其临区多为浅水碳酸盐岩相，存在原生苦卤水；②上寒武统三山子组及下奥陶统冶里组、亮甲山组中发育燧石条带层及石膏假晶，存在蒸发岩，在中上奥陶统马家沟组中发育膏溶角砾岩层，局部厚达数米至十余米，蒸发岩的溶解为蒸发溶液产生卤液提供了良好的条件，矿质的沉淀与由蒸发岩中硫酸盐的热化学还原作用相关，该类特征与Pine Point、Gays河和Gayna河等地区MVT型矿床附近存在的蒸发岩矿床一致；③在中寒武统张夏组和上寒武统三山子组内发育一系列层间顺层破碎带，破碎带厚薄不一，数厘米至数米厚，层间滑动产生的低温溶液成为成矿流体的主要组成部分，且低温溶液使得歪脑铅矿床碳酸盐岩围岩发生溶解、崩塌、角砾岩化，形成沿层间顺层破碎带的喀斯特古岩溶；④歪脑矿区NNE、NWW向断裂发育，构造溶液也是成矿流体的主要组成部分；⑤区域上燕山期发生岩浆活动，一系列中—酸性岩、基性岩呈岩席顺层侵入寒武系、奥陶系地层中，多沿下寒武统馒头组与中寒武统张夏组接触面和马家沟组一段、三段膏溶角砾岩层等含水层贯入。岩浆热液与地下水混合形成的热卤水可能是矿区另外一种成矿流体，岩浆中的含矿物质同时进入热卤水中。

近年来，多数学者倾向认为MVT矿床中的铅锌矿化在沉积和成岩时已初步富集，后经地下热卤水对富含Pb、Zn的沉积层进行溶滤和搬运，在有利的地层和构造环境中充填、交代而成矿床。越来越多的研究表明，形成MVT矿床的热卤水，在构造作用引起的定向压力或地形高差所致的重力梯度的驱使下进行定向迁移，并在岩相变化、基底隆起、喀斯特古岩溶及断裂发育等地段沉淀出矿物质而成矿。歪脑铅矿床具有流体横向流动成矿和流体垂向循环成矿的特点，矿床成矿流体的流动受中寒武统张夏组、上寒武统三山子组碳酸盐岩中的含水层和NNE、NWW向脆性断裂的联合控制。流体的横向流动一种是在中寒武统张夏组叠层石体和碳酸盐岩复合体沉积相突变的部位以及上寒武统三山子组二段厚层状—巨厚层状中—粗晶白云岩与中—厚层状中(细)晶白云岩或纹层状白云岩沉积相突变的部位等特定的含水层中流动。另一种情况则受层间顺层破碎带构造的控制，沿层间顺层破碎带发育喀斯特古岩溶，形成溶蚀崩塌角砾岩，提供了流体运移的通道和沉淀空间。流体的横向流动可较合理地解释MVT矿床的一系列共性。流体的垂向循环则受NNE、NWW向脆性断裂的控制。

燕山期在太行山整体隆升的大地构造环境下，受其影响，在上寒武纪—下奥陶纪碳酸盐岩地层中形成一系列的近水平滑脱面，构成层间顺层破碎带。随后，沿层间顺层破碎带形成喀斯特古岩溶，并在古岩溶中形成岩溶角砾岩；随着地壳隆升，形成一系列NNE、NWW向脆性断裂，含矿热液沿脆性断裂迁移、再富集，并在断裂带和喀斯特古溶洞、层间顺层破碎带等含水层有利的赋存空间中充填和沉淀，形成了铜、铅锌等多金属矿床。

综上说述，歪脑铅锌矿及铜铅锌等多金属矿床主要赋存于断裂带和喀斯特古岩溶、层间顺层破碎带等古含水层中，以脉状、层状铅锌矿床为主，具密西西河谷型矿床(MVT)特征。歪脑铅矿床外围和深部控制程度较低。随着矿区进一步工作的深入及控矿因素、成矿规律等认识的深入，歪脑矿区仍具有较大的找矿潜力，有进一步扩大资源量的远景。

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[3]燕长海，宋要武.河南栾川杨树凹—百炉沟MVT铅锌矿带地质特征[J].地质调查与研究，2004(4)：249-254.

[4]天竺.固体矿产预测评价方法技术[M].北京：中国大地出版社，2004.

[5]叶天竺，张智勇.成矿地质背景研究技术要求[M].北京：地质出版社，2010.

[6]王奖臻，李朝阳，李泽琴.川滇地区密西西比河谷型铅-锌矿床成矿地质背景及成因探讨[J].地质地球化学，2001，29(2)：41-45.

Geological Characteristics and Genesis of Wainao Lead Deposit of Weihui City,North Henan Province

Pei Zhongchao1,2Wang Shiyan1,2Fang Huaibin1Ren Jiande1Cai Zhichao1,2Bai Guodian1

(1.Henan Institute of Geological Survey;2.Henan Key Laboratory for Metal Mineral Ore-forming Geological Process and Utilization of Resource)

Wainao lead deposit of Weihui city,north Henan province in located Fangshan garben that is the secondary tectonic of the southern tip of the north China landmass Taihang uplift,the eastern and southern part of the lead deposit are adjacent to north China sag.Combing with the geological prospecting results of the mining area,the regional geological background,geological characteristics of the mining area,geological characteristics of the deposit are analyzed in depth,the following conclusions area concluded:①the ore-bodies area controlled by NNE-trending faults,interlamination bedding fracture zone and karst ancient karst,the lead ore-bodies of the steep pitch NNE-trending faults are distributed with the vein,lenticular and cystic shapes,the lead ore-bodies of the nearly horizontal interlamination bedding fracture zone and karst ancient karst are distributed with the like layer,lenticular and pod shapes;②galena and barite are the main mineralization types,a small amount of pyrite,chalcopyrite and peacock petrochemical;③breccia,block and barite lead deposits are the main ore types;④the wall rock alteration are dolomization,breccia,barite,limonite and calcite,the geological characteristics of Wainao lead deposit and Hannibal valley type deposit (MTV) are similar to each other.Based on the above analysis,the Wainao lead deposit genesis is discussed,it is show that the regional geological background and metallogenic geological characteristics of Wainao lead deposit and Hannibal valley type deposit (MTV) are similar to each other.The study results of the paper can provide some reference for the lead deposit prospecting work in the mining area.

Lead deposit, Regional geological

2016-06-16)

*中国地质调查局矿产地质调查基金项目(编号：1212011120776)。

裴中朝(1966—)，男，高级工程师，450001 河南省郑州市高新技术开发区科学大道81号。