密西西比型鉛鋅礦床

第十二章

密西西比河谷型(MVT)

鉛鋅礦MississippivalleytypePb-Zndeposits一、概述沉積巖型鉛鋅礦床是指賦存于碳酸鹽巖和硅質(zhì)碎屑巖中,且成因與巖漿活動無關(guān)的一類鉛鋅礦床,是世界上鉛鋅資源的主要來源根據(jù)賦礦圍巖巖性和成礦元素組合的不同,可細(xì)分為1、砂巖型(SST)鉛礦、2、砂巖型鉛鋅礦、3、密西西比河谷型(MVT)鉛鋅礦、4、沉積巖容礦塊狀硫化物型(SEDEX)鉛鋅礦1、概念MVT鉛鋅礦是指賦存于前陸盆地邊緣的碳酸鹽巖中，成因與巖漿活動無關(guān)的淺成后生層狀鉛鋅礦床，是在50～250℃條件下從稠密的盆地鹵水中沉淀形成的，因其代表地區(qū)位于美國中部密西西比河流域而得名.2、構(gòu)造地質(zhì)背景

MVT鉛鋅礦床多數(shù)形成于

造山帶前陸盆地中,少數(shù)在逆沖推覆帶中,極少數(shù)存在于大陸伸展環(huán)境中MVT鉛鋅礦的全球分布前陸盆地形成過程前陸盆地是介于造山帶與克拉通前緣之間的沉積盆地,是造山結(jié)束后承接造山帶碎屑的場所。前陸中存在MVT鉛鋅礦床的三種造山帶

A.

島弧-大陸碰撞造山帶中的島弧-被動大陸碰撞,

B.

安第斯型造山帶,

Laramide造山體系為原型,圖中對流的軟流圈使前陸盆地在區(qū)域范圍內(nèi)沉降;

C.

陸-陸碰撞造山帶,以法國、西班牙交界的Pyre2nees造山帶為原型,其兩側(cè)都存在逆沖推覆形成的前陸盆地前陸盆地MVT鉛鋅礦床提供了世界上約25%的鉛鋅資源,它們分布于全球的重要大陸板快周緣的前陸盆地中。以北美和歐洲最為豐富世界上部分重要的MVT型鉛鋅礦床3、礦床亞類賦存于鹽丘頂部的鉛鋅礦床(Sheppardetal.,1996)、高溫碳酸鹽巖交代型鉛鋅礦床(可含鐵或銀)(Titley,1996;Smith,1996;Megawetal.,1996)、碳酸鹽巖賦礦的氟鋇(螢石、重晶石)礦床(Rowanetal.,1996)愛爾蘭型鉛鋅礦床(Hitzametal.,1996)二、礦床地質(zhì)特征

礦床位于地臺邊緣的前陸沉積盆地中，含礦巖系成帶狀沿盆地邊緣分布，一般都含海相蒸發(fā)巖，盆地中央有時產(chǎn)有石油。礦床產(chǎn)于一定層位的地層當(dāng)中。容礦巖層多為未變質(zhì)的沉積巖，以厚層白云巖為主，次為石灰?guī)r，礦體常產(chǎn)于巖層界面附近。容礦碳酸鹽巖層中常夾有礁灰?guī)r，顯示為濱?；驕\海相的沉積。MVT礦床受主巖的滲透性控制，多產(chǎn)于白云巖的構(gòu)造破碎帶或角礫巖帶中；MVT大多與開放空隙充填方式形成，具后生成礦特征。礦區(qū)范圍內(nèi)一般不出露火成巖，少數(shù)礦區(qū)發(fā)現(xiàn)有火成巖也與成礦無關(guān)。1.產(chǎn)出環(huán)境MVT礦床的基本特征一覽2.礦體特征礦體有似整合和不整合兩類：似整合礦體為層狀、似層狀，與地層產(chǎn)狀一致;不整合礦體呈脈狀、網(wǎng)脈狀，受斷裂和裂隙控制，局部可能呈現(xiàn)卡斯特形態(tài)和角礫巖體等；整合礦體不整合礦體3.礦石特征金屬礦物主要為閃鋅礦（含鐵較低）、方鉛礦、黃鐵礦以及少量的黃銅礦，礦石礦物多呈侵染狀沿巖層微層理分布。礦石品位低，但儲量大。MVT礦床富鉛到富鋅皆有，絕大多數(shù)鋅高于鉛。大部分MVT具銀異常，有些可形成銀礦床脈石礦物主要有螢石、重晶石、白云石、方解石和石英等。圍巖蝕變以硅化、白云巖化為主。有時可以見到有機(jī)質(zhì)出現(xiàn)，如瀝青、有機(jī)包裹體等；可達(dá)到經(jīng)濟(jì)利用價值的金屬有Pb+Zn；伴生有Fe±Ag±Cu±Co±Ni±Sb±Cd±Ge±Ga±In±Ba

等。

各種礦石類型及構(gòu)造

閃鋅礦和方鉛礦交代白云巖.

在溶塌角礫巖中的結(jié)晶閃鋅礦塊狀方鉛礦和白云石各種礦石構(gòu)造四、成礦條件（或控制要素）1.臺地相的碳酸鹽巖建造2.控礦構(gòu)造前陸盆地構(gòu)造控礦構(gòu)造為溶蝕坍塌角礫巖、斷層和裂隙、相變過渡位置、白云巖化生物礁相、膨脹斷層帶及相關(guān)的構(gòu)造角礫巖、基底高地的尖滅帶?？刂屏撕V熱液運(yùn)移及沉淀場所不同構(gòu)造部位形成不同類型礦石3.盆地鹵水成礦流體源自沉積建造水，成礦過程中演化為含礦熱鹵水，成礦溫度50～150度(<200度)，成礦溶液鹽度(15%

~

20%)wt(NaCl)，包裹體液相成分以Na+、Ca2+、Cl-為主。Leach等(2005)詳細(xì)對比了世界上主要MVT鉛鋅礦床的閃鋅礦流體包裹體組分后，提出了質(zhì)疑，認(rèn)為成礦流體和近地面海水蒸發(fā)得到的現(xiàn)代鹵水組分基本一致，鹵水主要為海水蒸發(fā)形成，蒸發(fā)鹽巖的溶解是次要的4.構(gòu)造作用動力5.成礦物質(zhì)硫化物的δ34S為8.03‰～31.36‰，且一般認(rèn)為礦床的硫來源于海相蒸發(fā)巖。蒸發(fā)中硫酸鹽轉(zhuǎn)變?yōu)镸VT礦床中硫化物的還原態(tài)硫的機(jī)制可能是通過熱化學(xué)還原作用實(shí)現(xiàn)的天然含礦鹵水中鉛鋅的含量說明在一定溫度下，盆地鹵水完全可以溶解相當(dāng)量的成礦元素。大量成礦元素來自于前寒武系基底巖石1.成礦流體驅(qū)動機(jī)制五、成礦機(jī)制與礦床模式構(gòu)造擠壓模型認(rèn)為造山事件早期的劇烈收縮產(chǎn)生構(gòu)造擠壓,流體受到擠壓發(fā)生側(cè)向流動;但Ge等(1989;1992)認(rèn)為構(gòu)造擠壓產(chǎn)生的流體速度太小,不能驅(qū)動流體作長距離的運(yùn)移地形驅(qū)動模型認(rèn)為前陸盆地成盆早期地下水徑流為自由對流,后期受到沉積物沉積壓實(shí)或造山后山體卸載抬升等產(chǎn)生的重力驅(qū)動發(fā)生流動。而地形對流體的驅(qū)動存在于造山整個事件中,并且隨山體抬升,為流體流動提供充分動力,所以重力是流體運(yùn)移的主要驅(qū)動力。

2.礦石沉淀機(jī)制模型種類成礦組分遷移方式沉淀機(jī)制A兩種流體混合模型金屬以氯化物絡(luò)合物的形式由含還原硫很少的流體搬運(yùn)富金屬流體和富還原硫流體或本地H2S氣藏氣體或混合B硫酸鹽還原模型金屬以硫酸鹽或亞硫酸鹽形式被成礦流體搬運(yùn)到成礦區(qū)硫酸根或亞硫酸根被甲烷等有機(jī)制還原C