沉积岩中的块状硫化物矿床（SMS）

世界上著名的矿床有沙利文、布罗肯山、钠凡、“银矿山”、麦根、腊梅尔斯伯格、蒂钠等矿床。我国也有厂坝、大西沟、东升庙等矿床，近年来在我国南方首次找到云南蒙自白牛厂超大型沉积喷流型银-多金属矿床。

（一）SMS矿床基本特征

图7-10 理想化SMS 型Pb-Zn重晶石矿床剖面示意图

1--沉积热液相（闪锌矿、方铅矿、黄铁矿、雌黄铁矿、黄铜矿，与重晶石、燧石及远洋/碎屑沉积岩互层）； 2-边缘沉积相（重晶石、碳酸盐、铁的氧化物、磷酸盐、黄铁矿、细粒闪锌矿及燧石）；3.-薄层热液矿物（重晶石、磷灰石、黄铁矿、细粒闪锌矿、燧石）；4-喷口杂岩（层状硫化物，被破坏成角砾状、脉状，并被黄铜矿、黝铜矿、毒砂、雌黄铁矿、方铅矿及闪锌矿等广泛交代）；5-补给筒（下盘沉积岩，被角砾化和充填，并被石英、碳酸盐、绿泥石、绢云母、电气石及少量硫化物交代）；6.-不渗透单元的充填、交代和蚀变层状带；7-成矿后沉积岩中热液蚀变带（钠长石、绿泥石、碳酸盐及少量硫化物）；8-.断裂悬崖沉积角砾岩

沉积岩中的块状硫化物矿床（SMS）也具有一系列区别于其它类型矿床的特征，如图7-10所示，主要包括：

（1）矿化围岩主要有两类，一类是陆源海相碎屑岩，最典型的是含黄铁矿的碳质页岩；另一类为台地相的碳酸盐，在某些沉积层序中常含凝灰岩薄层（1~10cm厚）。

（2）层状矿化带主要由两部分组成，一部分是低铜的块状矿石组成的整合型的透镜状、板状矿体，矿体中常发育由方铅矿-闪锌矿-黄铁矿构成的细的、清楚连续的纹层，与围岩的层理整合一致；另一部分是经济价值很低的、层状的、由热水活动形成的矿体的外围边缘部分，包括重晶石、碳酸盐、铁的氧化物、燧石和少量的硫化物。

（3）矿体下盘存在少量的网脉状、脉状硫化物矿化，伴随有主要是硅化的蚀变，与VMS矿床的筒状蚀变有相似，但强度要小。

（4）明显的水平分带，从内从内向外依次为（Cu）→Pb→Zn→(Ba)变化，垂直方向上自下而上也存在相同的分带，但往往不如水平分带清晰。

（5）与同沉积断裂系统关系密切，成矿时活动，作为热水喷流的通道，后期的变形中有可能活化。

（6）通常矿化和含矿围岩中缺乏岩浆成因的组分，不过在少数矿区矿化与镁铁质岩床、岩墙及有关的火山岩有密切的时空关系。

与VMS矿床相比，SMS矿床与火山作用不存在明显的联系，具有更高的Pb/Zn比值和高得多的（Pb＋Zn）/Cu比值，往往缺乏Cu→（Pb+Zn）的垂直分带，具有更高的（Pb+Zn）组合品位和吨位，并且更高的Ag和Co含量。

（二）各亚类SMS矿床特征

1. 沙利文型SMS

沙利文型SMS主要产于大陆裂谷中，围岩主要为页岩（泥岩）、浊积岩等碎屑岩；成矿时代为元古代、寒武纪-泥盆纪，成矿元素主要为Zn-Pb（Ag）。

沙利文矿床

沙利文矿床位于加拿大不列颠哥伦比亚省南部金伯利地区，是一个至少拥有1.7亿吨矿石量的巨型铅锌矿床。它赋存在加拿大克拉通边缘拗陷盆地——帕赛尔盆地内。盆地内最老的沉积物是元古代的帕赛尔超群（在美国境内是贝尔特超群），岩系厚20km，是在17~8.5亿年间沉积的。典型的岩石为页岩状粉砂岩、细砂岩和碳酸盐岩。该盆地是部分伸入到加拿大克拉通西缘的一个海湾，有人认为是代表从加拿大克拉通逐渐向西延伸的三角洲环境。沙利文层状铅锌矿床具体赋存于帕赛尔超群的奥尔德里季组内。

奥尔德里季组被认为是17~13亿年间沉积的，属中元古代，厚6500m，可分为下、中、上段，下段由两个不同的岩相组成：三角洲相的砂岩和砾岩，其中含有基底片岩的砾石；静海相的含黄铁矿页岩和粉砂岩，其中含有大量磁黄铁矿以及燧石层。来自南部的浊积砂岩的骤然注入标志着奥尔德里季组中段的开始，因此中段岩相是以含黄铁矿质页岩与浊积岩互层为特征，奥尔德里季组上段岩相由300m厚的含黄铁矿的碳质泥岩和粉砂岩组。

沙利文矿床位于奥尔德里季组中、下段之间的过渡带内，以下段的第二类岩相为主。矿体产在30~90m厚的纹层状粉砂岩和页岩内，矿体之上过渡为了石英岩。整个矿床的形状呈圆盘状，直径约2000m，厚100m，北面以金伯利大断层为界。矿体分东、西两个部分，现在西部矿体已采完。

图7-11  沙利文矿床矿化分带剖面示意图

西部矿体由块状矿石和上覆的层状矿石组成。块状矿石由磁黄铁矿和一些方铅矿组成，上覆的层状矿石含磁黄铁矿、闪锌矿、方铅矿和黄铁矿，并与碎屑岩呈互层。东部矿体由层状矿石组成，包括五个硫化物层，均被碎屑岩所分隔，底部“主矿层”最厚，平均达12m，向东变簿，并逐渐被硫化物所代替（图7-11）。层状硫化物矿石条带状构造明显，条带由页岩和硫化物相间而成，这些条带很稳定，说明矿体沉积时构造上的稳定性。

矿体底板局部见有厚达60m的砾岩层，它们由来自奥尔德里季组的含黄铁矿的泥岩、砾石组成。这些砾岩出现在矿体北而和东面边坡较陡的古洼地中，在那里含有最厚的层状矿石，达26m．在砾岩与层状矿石之间有一层细粒含磁黄铁矿的碳质泥岩。

西部矿体之下有呈漏斗状的角砾岩化带和蚀变带，该带向下至少延伸450m。破碎的角砾岩块未滚动，其中含有底板砾岩、浸染状和细脉状硫化物矿石碎屑及顶板的石英岩和泥岩碎屑。角砾岩的基质常具磁黄铁矿矿化。下盘蚀变带的特征为电气石化，其分布范围比角砾岩化带更大，能见到针状电气石等。上盘蚀变带的特征为钠长石化，蚀变范围可达矿体之上100m。另外绿泥石化很发育，这可能与区域变质作用有关。

沙利文矿床的矿石基本上是与泥质页岩同时沉积的，富电气石的角砾岩带可能是供矿带，含矿溶液顺着该带穿过底板沉积物到达海底，并把沉积物沉积下来。元素在矿体中呈环带状分布，证明有一个中心补给带。在矿体较厚的地段，出现大量磁黄铁矿和锡石，均位于电气石化角砾带的中心部分，即矿化热液补给带的正上方。在中心带上面的顶板沉积物中，绿泥石和钠长石是成岩后溶液向上少量“渗透”的结果。根据深部地震反射资料推测，在阿尔伯达省南部和不列颠哥伦比亚省下面可能有一个前寒武纪裂谷。沙利文矿床正位于该裂谷的北缘。因而推测，该矿床在裂谷中是以产生红海含金属热卤水同样的方式形成的。即含金属溶液是在裂谷或洋底扩张构造环境中沿深断裂上升，并把金属直接沉积在海底。所以把它看成是在沉积环境中生成的海底沉积喷流成因矿床。

2. 银矿山型SMS

银矿山型主要指以碳酸盐岩为容矿岩石的SMS型矿床，容矿岩石包括灰岩和白云岩，形成于受同生断裂控制的盆地内。该类型矿床地质特征和沙利文型类似。典型矿床如英国的银矿山、美国的巴尔马特以及爱尔兰的锡尔弗迈因斯矿床等。

图7-12  锡尔弗迈因斯矿床横剖面图

1-灰岩、泥灰岩、白云岩；2-细脉浸染状硫化物矿化；3-红色砂岩；4-层状硫化物矿化；5-燧石层；6-角砾岩

爱尔兰的锡尔弗迈因斯矿床（图7-12），其容矿岩石是石炭系灰岩。所发现的化石证明是在浅水沉积的。铅锌矿体整合地产于碳质灰岩中，矿层之上不远有一层较厚的燧石层。底板有泥盆系老红色砂岩。断层处有细脉浸染带，其中含铜。这是一个在浅水碳酸盐岩中形成的喷气沉积矿床的典型实例。

美国纽约州的巴尔马特矿床，其容矿岩石为强烈变形的前寒武纪白云岩和蒸发岩，年龄约11亿年。矿层中白云岩和不纯白云岩交替沉积，变质程度较高，已达麻粒岩相，不纯白云岩已变成一系列含有硅灰石、滑石和透辉石的变质岩。鉴于这些变质作用，开始人们认为该矿床是矽卡岩型的，因为矿体总是产在不纯的白云岩中。最近对矿体作了重新解释，所谓不纯白云岩实际上是白云岩与燧石共同沉积的产物，看起来象矽卡岩，其实不是。闪锌矿与燧石同时出现，它们是在浅水沉积的白云岩和蒸发岩中由沉积喷流形成的。