湘西花垣李梅铅锌矿田构造沉积岩相与断裂控矿特征

doi:10.19657/j.geoscience.1000-8527.2024.134

摘要/Abstract

摘要：

李梅铅锌矿床是我国重要的超大型铅锌矿床之一,具有较高的经济价值和科研意义。通过对该区域控矿构造特征、地层序列及沉积构造特征的系统研究,发现花垣断裂在寒武纪时期形成的同沉积断层对矿床的发育起到了关键作用。寒武系清虚洞组的含矿沉积岩相被归类为枢纽带碳酸盐岩体系,其中主要岩相为藻礁灰岩,相应的微相包括台地边缘滩相与藻礁相。研究表明,藻灰岩中的裂隙构造发育明显,矿化作用较强,尤其在网状小构造高度发育的区域,通常形成富集的铅锌矿体。综合认为,矿床的成矿过程受到构造因素及藻礁相、相邻浅滩相的严格控制。研究成果为区域铅锌矿资源的勘探与开发提供了一定的科学依据。

关键词: 花垣断裂, 同沉积断层, 构造-沉积岩相, 李梅矿区

Abstract:

Limei Pb-Zn deposit ranks among the most significant super-large lead and zinc deposits in China, holding substantial economic value and scientific relevance. By analyzing the characteristics of ore-controlling structures, stratigraphic sequences, and sedimentary structures, the study identified the Huayuan fault as a synsedimentary fault formed during the Cambrian period. The Cambrian Qingxudong Formation in the Limei ore field is classified within the carbonate system of a hinge belt setting, where the primary lithofacies are algal reef limestone facies, while the associated microfacies include platform edge beach facies and algal reef facies. The development of fracture structures in the algal limestone exhibits notable mineralization, particularly in areas with dense network structures, which frequently lead to the formation of rich lead-zinc ore bodies. Overall, the mineralization process of the deposit is strictly controlled by the structural factors, algal reef facies, and adjacent shoal facies. This research provides valuable insights for the exploration of lead-zinc mineral deposits in theregion.

Key words: Huayuan fault, synsedimentary fault, tectonic-sedimentary lithofacies, Limei ore field

中图分类号:

P613
P618.42

薛长军, 吕古贤, 吕承训, 高伟利. 湘西花垣李梅铅锌矿田构造沉积岩相与断裂控矿特征[J]. 现代地质, 2025, 39(01): 146-157.

XUE Changjun, LÜ Guxian, LÜ Chengxun, GAO Weili. Tectonic-sedimentary Lithofacies and Ore-controlling Fault Characteristics of the Limei Ore Field in Huayuan, Western Hunan Province[J]. Geoscience, 2025, 39(01): 146-157.

图/表 12

图1 李梅矿田地质简图(据湖南地矿局405队报告[18]修改[2]) 1.中—上寒武统娄山关组;2.中寒武统高台组;3.下寒武统清虚洞组上段;4.下寒武统清虚洞组中段;5.下寒武统清虚洞组下段;6.下寒武统石牌组;7.地层界线;8.性质不明断层;9.正断层;10.走滑断层;11.铅锌矿床;12.地名

Fig.1 Simplified geological map of the Limei ore field (modified after reference[2])

图2 李梅矿区实测地质剖面图

Fig.2 Surveyed geological profile in Limei ore field

图3 张家界—花垣大断裂带剖面图 (a)花垣断裂剖面特征;(b)断裂局部示意,可见多组褶曲状变形,大致判断存在两期断裂

Fig.3 Profile of Zhangjiajie-Huayuan fault

图4 花垣断裂构造野外特征 (a)花垣断裂野外实景;(b) 断裂下盘石牌组页岩;(c)断裂局部断面;(d)断裂破碎带;(e)构造角砾岩;(f)断裂附近褶皱变形

Fig.4 Field photos of Huayuan fault

图5 李梅矿田节理总分析图 (a) 湘西李梅矿田节理统计图;(b) 湘西李梅矿田节理极点等密图

Fig.5 Analytical photos of joints in Limei ore field

表1 湘西李梅矿田节理构造特征统计

Table 1 Statistical results of joints in Limei ore field, western Hunan

节理与矿化的时间关系	节理组序号	节理特征
节理与矿化的时间关系	节理组序号	走向(°)		倾向(°)	倾角(°)	延伸	条/ m²	含矿性	充填物	主要分布地层	力学性质
成矿前-成矿期节理	A	10-28	16	NWW	78-86	远	3	含矿	方解石,铅锌矿	Є₁q^1-4	张性
	B	40-58	43	NW-SE	40-80	远	3	不含矿	方解石	Є₁q^1-3+4	剪性
	C	58-76	67	NNW	60-80	较远	5	含矿	方解石为主,少量闪锌矿	Є₁q^1-3+4	张剪性
	D	278-330	320	NE-SW	50-75	远	4	含矿	方解石,重晶石,少量方铅矿	Є₁q^1-3+4	剪性
	E	75-115	108	S-N	84-88	远	1	含矿	铅锌矿,方解石	Є₁q^1-3	张剪性
成矿后节理	a	355-18	12	E-W	60-84	远	3	不含矿	无	Є₂g, Є₁q², Є_2-3ls	剪性
	b	35-75	55	NW-SE	56-86	较远	4	不含矿	少量方解石	Є₁q², Є_2-3ls	张性
	c	268-335	325	NE-SW	35-87	远	3	不含矿	少量方解石	Є₂g, Є₁q^2-2, Є_2-3ls	剪性
	d	280-310	285	近SN	70-85	远	5	不含矿	方解石	Є₁q^1-2, Є₁q^2-1	张剪性

图6 李梅矿田井下节理构造特征

Fig.6 Field photos of joints in Limei ore field

图7 李梅矿田成矿前-成矿期节理统计分析图 (a)成矿前-成矿期玫瑰花图;(b)成矿前-成矿期节理等密图

Fig.7 Statistical analysis diagram of joints before and during metallogenesis in the Limei ore field

图8 李梅矿田成矿后节理统计分析图 (a)成矿后期节理玫瑰花图;(b)成矿后期节理等密图

Fig.8 Statistical analysis diagram of joints after metallogenesis in the Limei ore field

图9 研究区缝合线构造特征 (a)缝合线;(b)白云岩中水平缝合线及垂直缝合线发育;(c)灰岩与白云岩接触面缝合线构造;(d)缝合线呈锯齿状;(e)缝合线被方铅矿充填;(f)方铅矿沿缝合线分布

Fig.9 Field photos of stylolite fault

表2 湘西李梅地区沉积体系、沉积相划分[23]

Table 2 Sedimentary system and facies division of the carbonate in Limei ore field, western Hunan[23]

体系类别		沉积体系	沉积相	亚相	微相	对应层位
亚浅海相区	台地相带	台地碳酸盐岩	开阔台地相
	台地相带	台地碳酸盐岩	局限台地相			Є₁q^2-1 Є₁q^2-2
	台地边缘相带	枢纽带碳酸盐岩	藻灰岩相	台地边缘滩相		Є₁q^2-1 Є₁q^2-2
				台地边缘藻礁相	前礁相	Є₁q^1-3 Є₁q^1-4
					礁核相
					后礁相
				滩相(倒石堆)
		缓坡相	浅水陆棚相
深浅海相区	盆地边缘相带	盆地碳酸盐岩

图10 湘西李梅矿田枢纽带碳酸盐岩体系沉积环境示意图 (据文献[26]修改)

Fig.10 Sedimentary environment diagram of the carbonate in Limei ore field, western Hunan(modified after reference [26])

参考文献 28

[1]	胡瑞忠, 彭建堂, 马东升, 等. 扬子地块西南缘大面积低温成矿时代[J]. 矿床地质, 2007, 26(6): 583-596.
[2]	湖南省地质矿产局四○五队. 湖南省花垣渔塘矿田铅锌富矿成矿规律及其预测报告[R]. 1991:45-50.
[3]	匡文龙, 向世超, 肖文舟, 等. 湘西北地区铅锌矿床成矿地质特征及矿床成因研究[J]. 矿床地质, 2015, 34(5): 1072-1082.
[4]	杨绍祥, 余沛然, 劳可通. 湘西北地区铅锌矿床成矿规律及找矿方向[J]. 国土资源导刊, 2006, 3(3): 92-98.
[5]	高伟利, 吕古贤, 肖克炎, 等. 湘西李梅铅锌矿区矿床地质特征与控矿要素[J]. 地质学刊, 2014, 38(3): 374-379.
[6]	胡太平, 王敏芳, 丁振举, 等. 湘西花垣李梅铅锌矿床C、O、S、Pb同位素特征及成矿物质来源[J]. 矿床地质, 2017, 36(3): 623-642.
[7]	薛长军, 吕古贤, 高伟利, 等. 湘西花垣李梅矿田含矿层清虚洞期岩相古地理分析及成矿预测[J]. 地学前缘, 2017, 24(2): 159-175. DOI
[8]	叶周, 邵拥军, 隗含涛, 等. 湘西大脑坡铅锌矿床地质特征及成因分析[J]. 国土资源导刊, 2015, 12(1),35-39.
[9]	周云, 段其发, 曹亮, 等. 湘西花垣地区铅锌矿床流体包裹体显微测温与特征元素测定[J]. 地球科学, 2018(7): 2465-2483.
[10]	李堃, 刘凯, 汤朝阳, 等. 湘西黔东地区Zn地球化学块体特征及锌资源潜力估算[J]. 中国地质, 2013, 40(4): 1270-1277.
[11]	李宗发. 湘西黔东地区铅锌矿成因初步探讨[J]. 贵州地质, 1991, 8(4): 363-371.
[12]	杨绍祥, 劳可通. 湘西北铅锌矿床的地质特征及找矿标志[J]. 地质通报, 2007, 26(7): 899-908.
[13]	叶太平, 叶霖, 许英奎, 等. 黔西北地区铅锌矿床成因类型: 来自硫化物中微量元素证据[J]. 东华理工大学学报(自然科学版), 2023(6): 608-620.
[14]	刘文均, 郑荣才, 李元林, 等. 花垣铅锌矿床中沥青的初步研究: MVT铅锌矿床有机地化研究(Ⅰ)[J]. 沉积学报, 1999, 17(1): 19-23.
[15]	付胜云. 湘西铅锌矿富矿成矿规律探讨[J]. 有色金属(矿山部分), 2011, 63(6): 27-35.
[16]	任纪舜. 论中国南部的大地构造[J]. 地质学报, 1990, 64(4): 275-288.
[17]	湖南省地质矿产局. 湖南省岩石地层[M]. 武汉: 中国地质大学出版社, 1997: 62-66.
[18]	彭善池, 周志毅, 林天瑞, 等. 寒武纪年代地层的研究现状和研究方向[J]. 地层学杂志, 2000, 24(1): 8-17.
[19]	夏新阶, 付胜云, 等. 湘西北铅锌矿床成矿模式[J]. 有色金属(矿山部分), 2010, 62(2): 35-40.
[20]	王剑, 庄汝礼, 劳可通, 等. 湘西花垣地区下寒武统清虚洞组生物丘钙藻形态群与环境群带的划分及意义[J]. 沉积与特提斯地质, 1990, 10(3): 9-19.
[21]	谢建磊, 杨坤光, 马昌前. 湘西花垣—张家界断裂带构造变形特征与ESR定年[J]. 高校地质学报, 2006, 12(1): 14-21.
[22]	齐小兵, 翟文建, 章泽军. 慈利—保靖断裂带的性质及其演化[J]. 地质科技情报, 2009, 28(2): 54-59.
[23]	冯增昭. 碳酸盐岩岩相古地理学[M]. 北京: 石油工业出版社, 1989.
[24]	贾振远, 李之琪. 碳酸盐岩沉积相和沉积环境[M]. 武汉: 中国地质大学出版社, 1989.
[25]	马永生, 刘波, 郭荣涛, 等. 碳酸盐岩微相:分析、解释及应用[M].2版. 北京: 地质出版社出版, 2016: 278-355.
[26]	薛长军. 湘西李梅矿田清虚洞组含矿层的构造沉积岩相特征研究[R]. 西安: 长安大学, 2015:51-86.
[27]	劳可通. 花垣县李梅地区早寒武世清虚洞期碳酸盐岩中的风暴沉积[J]. 湖南地质, 1989,(3):17-19.
[28]	倪新远, 陈高潮, 彭俊英, 等. 扬子北缘及南秦岭铅锌重晶石猛钒矿成矿地质背景[J]. 陕西地质, 2010, 28(1):35-37.