梁惠敏，官鹏程，鲍振襄，鲍珏敏
（湖南省有色地质勘查局二四五队，湖南 吉首 416007 ）[1]
摘 要：高寨甘溪硒锌矿赋存于中寒武统敖溪组白云岩中，区域上与湘黔汞矿带汞矿产于同一层位、同一部位，硒锌汞具有密切的时空关系和成因联系。硒汞矿主要产于敖溪组上部，闪锌矿和辰砂主要产于敖溪组上部和中部。汞矿石内Se、Zn可以作为Hg的伴生元素出现，但在成矿作用上Zn与Hg既可同体共生，也可相互取代，二者若即若离，硒与锌则为异体共生。在时间上，硒汞矿形成于辰砂、闪锌矿之后，在早期富Hg、Se的成矿热液中以类质同象形式赋存于硫化矿物中，而在缺S富Se时，则形成Se的独立矿物硒汞矿。本区硒汞矿化、闪锌矿化分布范围广，深部找矿空间大，有找到硒汞矿床、锌矿床的可能。
关键词：硒锌矿；地质特征；时空关系；找矿意义；高寨甘溪；湖南
0 引言
随着地质找矿与研究工作的不断深入，与汞共（伴）生的硒、锌矿日益凸显[1-3]。由于历史的原因，本区在以往的地质勘查中只对汞矿进行了评价，忽略了对硒、锌矿的综合找矿与综合评价。越来越多的资料表明，锌（硒）与汞除了共（伴）生的、若即若离的成矿关系外，在汞矿床的外围或汞矿床之间，当汞矿化减弱的地段，硒、锌的矿化增强，并可构成单一的硒、锌矿带（体）。为扩大找矿思路，实现“汞中找锌”“汞中找硒”项目①②的突破，为湘西日益枯竭的汞矿山探查出新的接替资源，应投入必要的地质找矿与科学研究工作。
1 区域地质概况
在大地构造上，位于扬子地台与南华褶皱系交接部位的江南地轴西南段。区域构造位于凤凰 新晃复背斜的北西翼，保靖 玉屏深大断裂东侧（图1）。构造线方向以NNE向为主，其次为NW—NWW向，后者主要表现为褶皱构造变形并横跨于NNE向构造带之上的半背斜，褶皱形态宽缓、隐蔽；部分为隐伏于上覆层之下的NW—NWW向断裂构造。区内NW—NWW向褶皱、断层均为矿床的主要控矿构造，并逐级逐次地控制着矿床、含矿带、含矿体和矿体的生成与展布[4]③。
区内出露的主要地层为新元古界板溪群、震旦系和下古生界寒武系等。区域汞、锌、硒矿主要赋存于中寒武统敖溪组，属台地前缘斜坡相沉积，容矿岩石主要为薄层纹层状粉晶白云岩及隐藻粉晶白云岩和厚层块状变晶白云岩。
区内未见岩浆岩体出露。
矿区位于湘黔汞矿带最南端的酒店塘大型汞矿床以北8～12m，汞矿是区内重要矿产。除汞外，区域南部尚有铅锌等矿产。
图1 湘黔汞矿带南段区域构造图
1.压扭性断层；2.张扭性断层；3.背斜；4.向斜
2 矿床地质特征
2.1 矿体特征
根据矿体空间分布特征及构造可划分为高寨、甘溪2个矿段。甘溪矿段位于水洞半背斜倾伏部位，高寨矿段则位于水洞半背斜与向家地半向斜的交接部位（图1）。主要容矿层位为中寒武统敖溪组（∈2a），按岩性及其含矿性可划分为10层，本区硒 锌矿主要赋存于敖溪组∈2a5层的纹层状粉晶白云岩和∈2a6层变晶白云岩内，呈似层状、透镜状产出。
2.1.1 高寨矿段
该段位于矿区北段，主要由硒汞矿化微石英岩、角砾化白云石化、闪锌矿化粉晶白云岩组成。其中硒汞矿化微石英岩位于∈2a6层变晶白云岩内，计有2层，呈似层状，平行产出，相距约40m，产状与围岩基本一致④。走向17°～57°，倾向NW，倾角12°～29°。硒汞矿化微石英岩体长180～320m，平均厚0.8～1.04m，南、北两端厚度变薄，ω（Hg）0.0001%～0.0055%，硒汞矿呈星散的浸染状分布。闪锌矿化产于∈2a5层粉晶白云岩内，岩石普遍具角砾化白云石化，ω（Zn）0.31%～0.37%④。
2.1.2 甘溪矿段
该段位于矿区南段，主要由透镜状硒汞矿体与普遍的闪锌矿化组成。硒汞矿体赋存于∈2a6层变晶白云岩内，长32m，厚1.5～2.6m，平均ω（Se）0.31%，ω（Hg）0.573%；单矿物分析结果，ω（Se）25.04%，ω（Hg）70.59%[5，6]。与围岩大致呈整合接触，走向20°，倾向NW，倾角14°～37°。闪锌矿化主要赋存于∈2a5层纹层状细—粉晶角砾化白云石化白云岩中，呈不规则的透镜状、扁豆状产出，基本上沿层分布。走向30°～70°，倾向NW，倾角20°～50°。该层中普遍具角砾化白云岩化，闪锌矿化主要富集在中等程度的角砾化白云石化的白云岩内，ω（Zn）1.47%～3.86%[2]⑤。
2.2 矿石特征
区内硒-锌矿石的矿物成分简单，主要含硒矿物为硒汞矿，深铅灰色，他形粒状或半自形粒状集合体，沿微石英岩裂隙充填并单独出现[6，7]。含锌矿物主要为闪锌矿，浅棕色—棕色，他形—半自形粒状或粒状集合体，沿角砾化白云石化白云岩之裂隙充填。其他金属矿物主要为辰砂。主要非金属矿物为石英或白云石，次为方解石、重晶石等。
硒汞矿石的化学成分主要为Si O2，ω（Si O2）高达81.59%，少量Ca O、Mg O和Al2O3[5]。
按有用组分和有用组分组合情况划分，矿石类型可分为3种：硒汞矿石、汞 锌矿石和锌矿石。按矿石结构构造划分，有浸染状、细脉浸染状及角砾状等。按蚀变种类和矿物组合划分，有硅化硒汞矿石、角砾化白云石化汞-锌矿石和角砾化白云石化锌矿石。
2.3 围岩蚀变
与硒汞矿有关的围岩蚀变主要为强硅化，与锌有关的围岩蚀变主要为角砾化白云石化，当有硅化叠加时，矿化更为富集。
3 汞硒锌成矿时空关系及成因联系
汞与硒、锌均产于中寒武统敖溪组同一成矿层位和成矿部位，可形成汞锌共（伴）生矿体，也可形成硒锌异体共生矿体。在平面上，汞与锌即可构成带状分布，也可相互取代[1，2]。前者如凤凰茶树喇汞矿，矿体中心部位为汞，向外依次出现汞锌矿体、锌矿体；同时，辰砂中ω（Zn）0.02%～0.12%，闪锌矿中ω（Hg）0.038%～0.995%。尤其是在富汞矿体中见到的汞闪锌矿ω（Hg）19.48%～21.76%。后者如新晃酒店塘汞矿，中浅部以汞为主，有时伴有少量锌，至深部锌的矿化逐渐取代汞矿化⑥。而汞矿床之间或外围，随着汞矿化减弱，锌矿化增强，并可形成锌矿床，如凤凰米粮桥锌矿⑦。硒与锌通常为异体共生矿床，如甘溪、高寨硒锌矿，即硒位于敖溪组上部，锌位于中上部。至于硒与汞的成矿，一般来说，汞矿（辰砂）普遍含硒，且颜色愈深（如暗红、黑色）的辰砂中Se含量愈高，如鲜红色—暗红色辰砂ω（Se） 0.135%～0.225%，含硒黑辰砂含Se高达6.25%[7]。这除了矿物晶体的地球化学性质相关外，电子探针分析表明，Se还以固溶体形式产于辰砂矿物之中[8]。
区内汞、硒、锌三者之间成矿时空关系是，汞与锌若即若离。既可形成汞锌同体矿体，也可相互消减形成汞锌相间的矿带或含矿带；硒作为汞的伴生有益组分，矿石中既可出现少量硒汞矿，辰砂中也含硒；但硒作为矿体，则很少在硒汞矿中发现辰砂。究其原因与Hg、Se、Zn元素地球化学习性及其形成环境不无关系。
研究表明[9]，本区硒汞矿的化学成分ω（Hg）70.59%～72.35%、ω（Se）25.04%～25.74%，与国外硒汞矿的化学成分比较接近[9]，其微量元素Fe和Te含量较低（0.03%～0.05%），这和Se与S的晶体化学性质等的相似有关。众所周知，Se是极分散的元素，在自然界中，一般以类质同象进入硫化物或硫酸盐矿物中。这是因为Se与S的晶体化学和某些地球化学性质相似，如Se2-离子半径为0.183nm （1.93Å），S2-离子半径0.183nm（1.83Å），二者接近，故Se容易进入硫化物的晶格，而在许多热液矿床中产出。除其他条件外，温度是控制Se活动的主要因素之一。实验证明：在高温条件能扩大S、Se的类质同象的置换范围，中高温形成的硫化物中较富Se，相反低温期形成的硫化物含Se少且分散，但这时（如S少、Se多）则有利于形成硒的独立矿物[10]。湘黔汞矿带成矿温度较低，主阶段早期平均183℃，最高230℃[11]。对于本区而言，由于早期富Hg的成矿热液又是富Se的，故Se能在辰砂以及其他硫化物的晶格中置换S并使其最大限度地富集在辰砂及其他硫化物中。而在缺S或者S在成矿过程中只作为硫酸离子（即氧离子的高电位）时，Se取代S而形成硒汞矿即Hg S（含硒黑辰砂）-Hg Se（硒汞矿）类质同象系列[9]。
湘黔汞矿带严格受保靖-玉屏深大断裂控制，汞可能呈蒸气汞[Hg O（g）]沿深大断裂向上进入沉积盆地，并随成岩作用进入储集层。其后在地壳上部的富氯、高盐度的低温热水条件下与硫结合形成汞的稳定矿物硫化汞，在适宜的控矿环境中矿物析出形成汞矿床，故矿床成因归属于喷气沉积汞矿床。
4 找矿意义
锌作为与汞同体共生以及若即若离的成矿关系，既可以在汞矿体周边形成汞锌矿体、锌矿体，又可以在汞矿床之间的汞矿化明显减弱、锌矿化增强的地段，尤其是在角砾化白云化发育地段形成锌矿床（体），这已被实践所证实。因此，开展“汞中找锌”的找矿研究工作，具有现实意义和理论意义。
硒汞矿化与硅化关系密切，硅化石英中含有微细白云石、方解石包裹体[12]，显然它是富Se、Hg和Si O2交代白云岩过程中形成的。在时间上，区内硒汞矿与汞（辰砂）同时形成于不同的成矿环境。硒汞矿则是在闪锌矿、汞闪锌矿形成之后，S组分（fs2相对降低）相对减少，Hg、Se相对富集，在新的平衡条件下析出的。在空间上，硒与锌为异体共生矿床（体）。从高寨等地赋存硒汞矿的微石英岩地质体矿化及分布规律推测，本区具备形成硒汞矿的地质条件，并有可能找到单独的硒汞矿床。
注 释
①湖南省有色地质勘查局二四五队.湘西汞矿带“汞中找锌”研究，2010.
②湖南省有色地质勘查局二四五队.湖南省新晃县高寨-甘溪锌矿普查，2011.
③湖南冶金地质二三七队，湖南冶金地质研究所，湖南新晃汞矿.新晃汞矿田酒店塘矿床控矿构造与矿体分布规律及外围找矿途径，1972.
④湖南有色地质勘探二四五队.湖南省新晃县高寨汞矿区普查地质报告，1984.
⑤湖南冶金地质二四五队.新晃汞矿上关溪矿区普查报告，1976.
⑥湖南冶金地质二三七队.湖南省新晃县酒店塘汞矿床勘探报告，1974.
⑦湖南省有色地质勘查局二四五队.湖南省凤凰县茨岩锌矿普查报告，2010.
参考文献
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[1]文章来源：《湖南地学新进展》（10），2013年。作者简介：梁惠敏（1990—），女，海南儋州人，助理工程师，主要从事矿产地质勘查工作。
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