一、概述
密西西比河谷型矿床是指产于碳酸盐岩中的、具有显著后生特征的一类铅锌矿床，因在美国密西西比河流域有典型发育而得名。这类矿床最早发现于 18 世纪初，到 19 世纪后半叶和 20 世纪前半叶已成为世界主要铅锌来源。最早报道的是 1720 年在美国密苏里南部发现并开采的铅矿，1848 年在 Joplin 发现铅矿，从而使美国三州地区铅锌矿业迅速发展起来。1873 至 1917 年间这里成为美国铅锌矿的主要资源地。1903 年在东南密苏里又发现了皮契尔 ( Picher) 矿田，由此巩固了三州地区铅锌矿业主导地位，并且一直持续到 20世纪 50 年代。
对该类矿床的研究工作已有 100 多年。早期的研究主要记述了这些矿床的热液成因特征，界定为岩浆后期热液矿床或远成低温热液矿床。至 20 世纪 70 年代，许多学者用层控矿床理论对这些矿床进行再研究，对它们的成矿背景、与岩浆岩的关系、矿床 ( 矿体)空间展布、控矿因素、矿石特征等进行了深入的分析和总结，特别是在矿床地球化学和矿物学方面取得了许多新资料，如铅同位素、硫同位素、流体包裹体、成矿流体的热力学实验等。大量的矿床地质和地球化学资料充分证实了这类矿床的形成与岩浆或岩浆热液无成因联系。现已公认，它们是成矿物质来自沉积地层的地下热 ( 卤) 水，在碳酸盐岩的孔隙、裂隙、溶洞、不整合面及层间破碎带等空间内充填交代形成的，属于受地层层位控制的后生矿床。
国外重要 MVT 矿床分布在美国密西西比河流域、加拿大马更些河谷以及波兰的上西里夕西亚。在密西西比河流域又可划分为 6 个区 ( 图 6-26) : 密西西比上游区 A ( 威斯康星州、伊利诺伊州) 、三州区 B ( 密苏里州西南部、堪萨斯州东南部与俄克拉马何马州东北部) 、密苏里州东南部区 C ( 包括老矿带、新矿带和维伯纳姆矿带) 、密苏里中部区 D、阿肯色北部区 E、伊利诺伊州南部-肯塔基州西部区 F。加拿大除马更些河谷的派因波因特( Pine Point) 矿区以外，还有北极孔沃利斯高矿区、Robb 湖矿区以及马更些山脉中的盖纳河矿区。在阿帕拉契亚河谷与山岭地带 ( 包括宾夕法尼亚州、弗吉尼亚州、田纳西州东部和中部) 也有许多矿床。有文献指出，阿尔卑斯山脉中的某些矿床，如奥地利的布莱贝格、南斯拉夫的梅日察、意大利的莱勃文矿床也属此类。
我国在 20 世纪 80 ～90 年代有人认为辽宁关门山和广东凡口两个大型铅锌矿床属于MVT 矿床。扬子陆块周缘及其隆起边缘具有与美国密西西比河流域相似的成矿地质背景，这里发现的铅锌矿床许多具有 MVT 矿床特点。在扬子陆块周缘的这些铅锌矿床构成 4 个主要的成矿区: ①西缘康滇地轴东侧 ( 川西和滇东北) 地区，产有会泽超大型铅锌矿床以及大梁子、茂租等铅锌矿床; ②北缘汉南地区，产有马元铅锌矿床; ③鄂西-湘西-桂北地区，如花垣铅锌矿田等; ④东缘南京栖霞山地区，产有栖霞山铅锌矿床 ( 芮宗瑶等，2004) 。
这类矿床形成于克拉通边缘或浅水碳酸盐岩台地中，构造环境常是大型盆地边缘或盆地内隆起边部; 矿床的形成与岩浆活动无明显成因联系; 矿体主要受一定地层层位控制，产于礁体、岩溶溶洞、岩溶角砾带、不整合面及裂隙带中。矿体形态与岩溶、层间破碎等先有构造空间形态有关; 单个矿床规模一般不大，但矿田内的金属储量比较可观; 容矿主岩多为古生代，少数为三叠纪或新元古代; 容矿岩石主要为礁灰岩及其伴生的其他碳酸盐岩，如白云岩等; 矿石主要由硫化物在溶洞、晶洞、角砾碎屑间充填而成，次为交代白云岩形成，矿石成分简单，主要矿石矿物是闪锌矿、方铅矿、黄铁矿、白铁矿，少见黄铜矿，闪锌矿中 Fe 含量较低 ( 多在 0. 3% ～4. 5%之间) ，方铅矿中 Ag 含量低，脉石矿物主要为方解石、白云石，有的矿床还有重晶石、石膏、天青石、萤石、石英等。围岩蚀变不太明显，主要为白云岩化和硅化; 矿石的硫、铅同位素组成变化范围都较大。
二、重要矿床及特征
虽然对 MVT 矿床的类型有的按容矿岩石分为白云岩型和灰岩 ( 礁灰岩) 型，有的按矿种分为铅锌矿床、锌 ( 铅) 矿床和铅 ( 锌) 矿床，还有的按成矿时间分为成岩期矿床和后生期矿床，但由于主要针对碳酸盐系中层控的后生铅锌矿床，MVT 矿床的进一步类型划分还没有为人们普遍接受。下面主要以北美的重要矿床和中国的类似例子介绍 MVT矿床。
图6-26 密西西比河流域 MVT 矿床分布( 据 K. G. 德赫姆，1959)
1. 美国三州成矿区及皮契尔 ( Picher) 铅锌矿床
美国三州成矿区位于密苏里州西南、俄克拉何马州东北和堪萨斯州东南一带，总面积约 500 km2，主要开采矿田有 Picher ( 占总产量的 2 /3) ，其他还有 Webb、Joplin ( 1948 发现最早的矿田) ，Granby、Galena 等 ( 图 6-27) 。含矿地层为石炭系 ( 密西西比系和宾夕法尼亚系) 的 Boon 组及上下层位。该组可划分为7 个岩段16 个含矿层，主要岩性为含黑色结核状—薄层状燧石的灰岩，各层的底部和顶部都有页岩层。含矿层之下为一不整合面。基底为前寒武系，呈丘陵状起伏，埋深一般为 520 ～ 550 m，最高隆起处埋深仅有88 m。
成矿区位于一个穹窿的西北侧，褶皱和正断层发育，主要为轴向 NW 向的舒缓褶皱及交切褶皱的 NE 向断层。区内有花岗斑岩侵入于基底，但不是成矿同时期的。
皮契尔 ( Picher) 矿田即位于 Joplin 背斜与 Miami 凹槽的复合部，该处褶皱、断层、角砾岩带和各种裂隙群非常发育。矿体有带状分布的不规则平卧状、环带状和席状等形态。发生矿化的地层层位较多，但主要成矿层位 1 ～2 个，如 M 层中心为白云岩，向外依次为碧玉状燧石角砾岩、砾岩、含燧石重结晶灰岩，最后过渡到未蚀变灰岩。带状矿体主要产于白云岩与碧玉状燧石角砾岩的过渡带中 ( 图 6-28) 。而环状矿体主要分布于矿田东部，小者直径仅有100 m，最大直径可达2. 5 km。席状矿体系指矿田东北和西南边缘产出的水平延伸可达 1 km，而厚度只有 3. 5 ～4. 5 m 的矿体，它们产于层状碎裂的燧石岩中。
图6-27 美国三州地区的构造与主要 MVT 矿田
图6-28 皮契尔 ( Picher) 矿田带状矿体示意图
矿石矿物组成简单，主要有闪锌矿、方铅矿、黄铁矿、白铁矿、黄铜矿和石英、白云石、方解石等，次要矿物有自然硫、菱锌矿及砷铅矿、磷氯铅矿、硫砷铜矿等。粉红色白云石与硫化物关系密切，白铁矿和黄铁矿与之共生。
容矿岩石为礁灰岩和白云岩。白云岩为粗晶，灰色，伴生有含量不等的燧石结核，少量粉红色白云石充填于灰色的白云岩晶洞中。燧石与碧玉状岩呈结核状、扁豆体状和层状产出，大多为浅灰—黄褐色。燧石中的微晶石英粒径 3 ～ 15 μm，呈放射状集合体交代( 海绵骨针和海百合) 生物体而成。碧玉状岩为黑色，由微晶石英构成，以含浸染状硫化物而与燧石岩相区别。其微晶粒度较大，14 ～ 70 μm，晶体呈拉长状，并经常胶结角砾岩，也可交代页岩，因而被认为是与白云石化相同的成矿流体蚀变产物。
2. 加拿大派因波因特 ( Pine Point) 铅锌矿床
派因波因特矿床位于加拿大西北部大奴湖地区，该地区于 1898 年发现铅锌矿，1940年开始勘探，已查明有 40 个矿床。Pine Point 矿区共发现 50 个矿体。总储量约有 1 亿吨铅锌矿石，品位 Zn5. 8%，Pb2. 6%。
矿床产于中泥盆世吉维特阶障壁礁复合体中，下部为艾菲尔阶含石膏白云岩-泥岩层，上部为上泥盆统弗拉斯阶钙质页岩夹少量灰岩。吉维特阶在本区又分为 4 组，由下而上为Key 河组 ( 糖粒状白云岩-泥晶灰岩) 、Pine Point 群 ( 生物礁-堆积相灰岩、粗晶白云岩) ，二者构成了生物障壁礁复合体，覆盖于其上的 Watt 山组和 Slave Point 组均为泥灰岩、白云岩和钙质泥岩。障壁礁把 Mackenzie 盆地的深水碳酸盐和页岩沉积与 Point 盆地的蒸发岩隔开 ( 图 6-29) 。Pine Point 群构成了障壁礁的主体，可划出浅水平台相、生物礁堤相、深水相、潮坪-潟湖相、次生相和深海台地相等数个岩相。Pine Point 群与 Watt 组之间有一局部不整合，层内岩溶作用普遍发育。
图6-29 加拿大 Pine Point 群障壁礁的位置及与岩相的关系( 据 Maiklem，1999，修改)
成岩阶段伴随有岩溶作用和白云岩化，提供了储矿空间，已发生了成矿。容矿岩石中的白云岩有两种，第一种为细粒致密砂状白云岩，含或不含化石，是一种与蒸发作用有关的早期白云岩。第二种为粗粒晶质白云岩，主要集中于不整合面之下及相变带中，叠加在成岩作用之上。对它们的形成有多种认识，热水交代是其中之一。岩溶作用带主要发育在含有绿色粘土和碳酸盐岩块的不整合面之下一定距离内，见溶洞、裂隙及少量绿色粘土。见锥状矿体，含大小不等的白云岩块，如 K57、A70、M40、W17 等矿体。在礁灰岩底部也会出现塌陷区，而发生硫化物聚集 ( 图 6-30) 。
图6-30 加拿大 Pine Point 矿区 K57 矿体产状及品位分布
矿体受礁体与岩溶作用控制，50 个矿体为板状和锥状，分布在跨度 200 m 的礁体中，矿石量为10 万吨至1500 万吨，品位 Zn 3% ～11. 5%，平均5. 8%，Pb 0. 8% ～9%，平均2. 2% ，Pb + Zn 在 3% ～ 20. 5% 之间，Pb / ( Pb + Zn) 为 0. 3。锥体上部富 Pb，板状体富 Zn。K57 矿体为一个锥体，Pb + Zn ＞ 15% 的矿石集中在一个长 53 m 的范围内，其他如 A70、W17 等矿体也相似，富矿集中于锥体中，Pb + Zn 可大于 27. 8% 。矿石矿物组合简单，主要为闪锌矿、方铅矿、黄铁矿和白铁矿等，脉石矿物有方解石、白云石等。闪锌矿呈黄色至深褐色，方铅矿粒度 1 ～5mm。白云石以白色者居多，粗晶者伴有天青石和萤石。硫化矿石多见角砾构造、胶状构造和条带构造。硫化物形成世代为白铁矿→黄铁矿→闪锌矿→方铅矿→条带晶质闪锌矿。硫化物气液包裹体均一温度 51 ～99℃，盐度 15% ～23%，流体成分与油田水相似。硫化物 δ34S 为 13‰ ～ 2. 4‰。
3. 我国扬子陆块周缘及隆起区边缘的铅锌矿床
康滇地轴西缘东侧 ( 川西和滇东北) 地区东边限制于峨边-雷波断裂带，中部有甘洛-小江断裂带，西部限制于安宁河断裂带，北起四川宝兴，南至云南会泽，在近 50000 km2的范围内，从震旦系至二叠系的碳酸盐岩地层中，已发现百余个铅锌矿床，拥有铅锌储量近千万吨，产有会泽超大型铅锌矿床以及茂租、大梁子等铅锌矿床。川西地区的铅锌储量主要赋存于中元古代会理群 ( 8. 4%) 、上震旦统灯影组 ( 75%) 、下古生界 ( 9. 1%) 、上古生界 ( 7. 5%) ，滇东北地区铅锌储量主要赋存于上古生界; 容矿岩石有两类，细碎屑岩和凝灰质细碎屑岩中的铅锌矿床为 Sedex 型，白云岩、灰岩和碳质岩石等碳酸盐岩为主岩的铅锌矿床属 MVT 矿床 ( 芮宗瑶等，2004) 是本节的讨论对象。矿体的形态有似层状、受层间破碎带控制的层间脉状、微斜交层的脉状和筒状。矿石矿物主要是闪锌矿、方铅矿、砷硫锑铅矿、黄铁矿等，脉石矿物有石英、重晶石、萤石、白云石、菱镁矿、方解石等。
图6-31 滇东北地区会泽铅锌矿区地质图( 据高德荣，2000)
会泽超大型铅锌矿床位于滇东北坳陷盆地南部，由相距 3 km 的矿山厂和麒麟厂矿床组成，最近深部矿体不断被发现，1992 年以来新增 Pb + Zn 储量超过 300 万吨、Ag1000吨、Ge 400 吨。矿区地层由前震旦系组成基底，其上发育上震旦统及古生界中—上泥盆统、石炭系及二叠系 ( 图 6-31) 。石炭-二叠系为一套浅海相碳酸盐沉积，上二叠统峨眉山玄武岩分布于矿区南西部，石炭系摆佐组是矿区最主要的赋矿地层，由灰白色、肉红色、米黄色粗晶白云岩和致密块状浅灰色灰岩及硅质灰岩组成。矿体在平面上呈左列式展布，剖面上呈斜列式阶梯状延伸，以脉状、囊状、扁柱状、网脉状及似层状产出，其中似层状是由于受北东向层间断裂破碎带控制所致。矿体与围岩接触界线截然，常见矿体骤然尖灭或膨缩等现象，其走向长 800 余米，倾斜长 720 m，垂直延伸达 1100 余米，厚度0. 7 ～ 40 m。共控制矿体 30 余个，规模悬殊大，其中Ⅵ号、Ⅷ号矿体最大，铅锌金属量分别为 78 万吨和近 100 万吨。矿石矿物组成简单，主要有铁闪锌矿、方铅矿和黄铁矿，少量毒砂、黄铜矿、斑铜矿、辉硫锑铅矿及辉硫砷铅矿; 脉石矿物主要是方解石、白云石、石英、重晶石、石膏、粘土类矿物等。矿石以块状构造最为常见，还见脉状构造、条带状构造、网脉状构造、浸染状构造、斑点状构造、角砾状构造、晶洞状构造等。矿石品位极高，Pb + Zn 一般为 25% ～35% ，最高达 40%，而且除高度富集 Pb、Zn、Fe、Ag 外，还富集 Ge、In、Cd、Tl、Ga 等具有综合利用价值的分散元素; 从浅部到深部，铅锌矿体有变厚、变富趋势。围岩蚀变相对简单，白云岩化较广泛，硅化、黄铁矿化、碳酸盐化等蚀变仅分布于矿体及近矿围岩的有限范围内。
茂租铅锌矿床赋存在下寒武统到震旦系，浅部矿体产于下寒武统梅树村组，含矿层岩性为含磷白云岩，上部为中厚层晶质白云岩夹白云质砂屑磷块岩，下部为薄层状中—细晶白云岩互层，底部是中—细晶白云岩。
大梁子铅锌矿床的矿体主要产于上震旦统灯影组白云岩中，其顶部岩石是下寒武统筇竹寺组砂页岩，二者构造破碎形成 “黑破带”，即形成无定向杂乱分布、大小悬殊 ( 从数厘米到数米不等) 的、角砾成分复杂的角砾破碎带岩石。浅部角砾成分以碎屑岩为主，深部角砾成分以白云岩为主; 中心部位角砾成分以碎屑岩为主，边部碎屑岩成分以白云岩为主 ( 图 6-32) 。 “黑破带”中的黑色物质为有机碳，含量达 11. 54%。黑破带是大型筒状高品位铅锌矿石的重要标志。矿石矿物和脉石矿物流体包裹体均一温度 140 ～230℃。
图6-32 大梁子铅锌矿床的平面图 ( a) 和剖面图 ( b) ，示矿体形态和容矿岩石( 引自芮宗瑶等，2004)
北缘汉南地区铅锌矿体产在汉中南部地区碑坝穹窿周边的上震旦统灯影组白云岩分布区 ( 图 6-33) 。在陕西南郑的马元铅锌矿区发育南、东、北 3 个矿化带，矿区由基底和盖层两部分构成，基底由中元古代中—深变质火山碎屑岩及晋宁—澄江期中酸性侵入岩和基性杂岩组成，盖层由角度不整合于基底之上的上震旦统—下寒武统浅海相碳酸盐岩-碎屑岩组成。容矿地层是上震旦统灯影组角砾岩化白云岩，矿体受灯影组层间破碎构造控制。矿石中矿石矿物为闪锌矿、菱锌矿、方铅矿和少量黄铁矿、辉银矿，脉石矿物主要是白云石、方解石、石英、重晶石、萤石等; 矿石角砾状构造为主，局部见块状、脉状和网脉状构造; 矿石在南矿化带以锌为主，锌平均品位 2. 8% ～ 8. 0%，在东矿化带以铅为主，铅平均品位 9. 5% ～11. 74%，锌品位 1. 49% ～ 1. 58%。矿床中围岩蚀变较弱，主要是白云石化和硅化。
图6-33 陕西南郑马元铅锌矿田地质略图( 引自芮宗瑶等，2004)
东缘南京栖霞山地区栖霞山铅锌矿床铅锌储量 240 万吨，平均品位铅 2. 86%，锌5. 14% 。矿床位于苏北坳陷与下扬子台褶带接合部位，容矿地层是下石炭统到下二叠统，70% 的铅锌矿石赋存在中石炭统黄龙组粗晶灰岩、白云质灰岩、生物碎屑灰岩和含锰灰岩中。这套地层厚 360m，常见含锰灰岩 ( 可达到 45m 厚) 和厚度几厘米到几十厘米的层纹状黄铁矿层，含锰为 28% ～9. 38%、含硫达 8% 的硫锰贫矿层。石炭-二叠系碳酸盐岩层为含有机质丰富的有利容矿地层。
志留系坟头群—二叠系龙潭组组成栖霞山复背斜，称上构造层; 下中侏罗统象山群高角度不整合覆盖其上，称上构造层。纵向断裂 F2发生于栖霞山复背斜倒转翼的 D3与 C1之间，纵贯全区，断续延长达 7 km 以上。该断裂形成于印支期，复活于燕山期，向上切割象山群; 侧向上不整合面发生错动，形成 F7断裂。该矿床主矿体受控于 F2、F3和 F7断裂交汇部位 ( 图 6-34) 。古岩溶角砾岩带沿不整合面和断裂带分布，主要发育在不整合面以下150 m 范围内的石灰岩中，分布地段宽几米到几十米。岩溶角砾岩可分为交代角砾岩、溶塌角砾岩和溶填砂岩，容矿岩石以溶塌角砾岩最佳，有用矿物以胶结物形式产出。因此，断裂破碎带、岩溶角砾带和不整合面是有利容矿构造 ( 图 6-34) 。
这个矿床中矿体呈似层状和不规则的囊状、脉状。矿石中矿石矿物有闪锌矿、方铅矿、黄铁矿、钙菱锰矿、铁菱锰矿、黄铜矿、黝铜矿、白铁矿、磁铁矿、菱铁矿、磁黄铁矿、毒砂、辉银矿、螺状硫银矿、淡红银矿、深红银矿、含银自然金、辰砂、镜铁矿、褐铁矿、银铁矾、铅铁矾、明矾石、黄钾铁矾、胆矾、白铅矿、菱锌矿、水锌矿、软锰矿、硬锰矿和锰土。脉石矿物是石英、方解石、白云石和重晶石等。主要有用元素为铅锌和硫，伴生有用元素有锰、铜、金、银、锡、镓和铟等。常见的围岩蚀变有硅化、碳酸盐化、重晶石化、萤石化和石膏化。
图6-34 南京栖霞山铅锌矿床综合剖面图( 引自芮宗瑶等，2004)
三、成矿作用和矿床成因问题
关于密西西比河谷型 ( MVT) 铅锌矿床的形成作用和形成机制问题，S. A. 杰克逊和F. M. 比尔斯曾较早提出过沉积-成岩成因模式，认为该类矿床是在成岩作用晚期阶段，盆地内由沉积物压实作用产生的流体通过卤水的溶滤作用获得金属，这种含矿流体从盆地深处排出后在碳酸盐岩中与 H2S 作用而形成硫化物。这一模式对于人们以后进一步研究密西西比河谷型矿床的成因有重要指导作用 ( 图 6-35) 。人们认同密西西比河谷型矿床的形成经历有 3 个重要阶段; 第一阶段为含矿热水的形成，第二阶段为含矿热水的运移; 第三阶段为金属硫化物的沉淀。
1. 含矿热水的形成
许多 MVT 矿床中矿物内流体包裹体都具有: ①密度常大于 1 g/cm3; ②盐度常大于15% ( NaCl) ，不少大于 20% ( NaCl) ; ③包裹体内有浓缩的 Na、Ca 氯化物溶液以及少量 K、Mg、Ba 和部分重金属 ( 如 Zn、Cu 等) ，SO2 －4和 H2S 含量低; ④含有机质，呈甲烷或类似石油样的小液滴; ⑤流体包裹体均一温度多在 50 ～175℃之间 ( 有些类似矿床温度可能更高一些) 。这些特点表明，成矿流体为中低温的 Na-Ca-Cl 型热水，而且可能与油田水相似或有关。
在沉积盆地内，同生沉积不久的沉积物可能含 70% ～80% 的 ( 同生) 水。在埋深达数百米的情况下，由于压实作用，这些水大部分从沉积物中排放出来。随着深度增加，这些地层水含盐度逐渐增高，可达 15% 以上，这可能与蒸发岩层被地下水溶解有关，或者是由蒸发岩层间排出的流体造成的。压实水的温度会随着深度增加而升高，最后演变为热水。显然，这种热水不是浓缩的卤水，而是盆地同生水演变的产物，水的来源最初应是海水与大气降水的混合，并由于与盆地内沉积岩石相互作用及其他地质作用的影响，水的性质后来发生了一定变化，这可由矿物流体包裹体中水的氢、氧同位素分析结果予以说明。
这种富含氯化物的热水可从它们流动时所经过的岩石中淋滤出大量金属，从而形成含矿热水。这已由实验研究和对天然热水的直接观察所证实。在墨西哥湾海岸、加拿大阿尔伯达省北部和美国加利福尼亚州索尔顿湖等地区都已发现了含有大量金属的氯化物热水，这说明在自然界广泛存在富氯化物热水运移金属的现象。
图6-35 MVT 矿床形成的简化模式，示大型盆地或隆起边缘热水流体形成和大规模运移及铅锌硫化物沉淀位置
2. 含矿热水的运移
从盆地地层中挤出并最终形成含有金属的热水，在压实作用、热膨胀作用及其他热动力 ( 如岩浆热) 驱动下，沿最容易渗透的通道上升。通道可以是由于地壳局部抬升而产生的断裂-裂隙系统，也可以是地下水溶解作用形成的溶洞、漏斗溶缝以及由岩溶引起的塌陷角砾岩带，还可以是不整合面、生物礁体等，天然通道系统能使大量流体迁移，有时甚至运移很远的距离。
研究表明，金属在这种溶液中是呈氯化物或有机络合物形式被水携带的。硫在热水中含量不等，可能呈硫酸盐状态存在并被搬运。
3. 铅锌等金属硫化物的沉淀
密西西比河谷型矿床大多赋存于碳酸盐岩系中，并且广泛与孔隙发育的礁灰岩、局部岩溶坍塌带、不整合面和断裂裂隙带密切相关。碳酸盐岩中这些开放空间既是含矿热卤水的运移通道，也是大量硫化物沉淀的最佳场所。矿石的组构特征充分证明了矿床是含矿热水通过在这些先已存在的空间中充填和交代形成的，因此 MVT 矿床属典型的以碳酸盐岩为容矿岩石的后生矿床。
促使金属从热水中沉淀出硫化物的原因很多，如 pH 值变化、温度降低、热液稀释( 大气降水混合) 等，而最主要的是由于还原硫的增加。如前所述，热水中的硫一般可能呈硫酸盐形式搬运，但热水中若进入有机质或遇到油田水 ( 含 CH4) ，有机质或 CH4在成岩阶段会将硫酸盐还原为 H2S。此外，在近地表环境下，细菌大量存在，还原硫酸盐细菌会消耗掉有机质并将硫酸盐还原为 H2S; 石油的热降解、石油与石膏的相互反应都可产生大量的 H2S。这些可从 MVT 矿床多与蒸发岩伴生以及矿物流体包裹体中含较多油田水得到证明。还原硫大量增加，热水中的金属则迅速与之反应形成金属硫化物沉淀下来。
四、勘查评价要点
密西西比河谷型矿床经常位于世界各地一些特大型沉积盆地的周缘及附近或者沉积盆地之间相对隆起区边缘地带; 大多数 MVT 矿床产于相对未受变动的台地或浅水碳酸盐岩中，尤其是白云岩中; 铅锌矿田的范围常很大，达几十到几百平方千米，矿田内各单个矿床的规模不一定很大，但矿床地质特点相似。多数矿田内未发现与成矿相关的火成岩，即无岩体或者岩体很晚。
MVT 矿床显然是后生的，铅锌等硫化物矿物充填于岩石早先存在的空隙或交代胶结物，有时直接可以看到这些岩石属于多孔礁体碳酸盐格架、岩溶角砾岩和构造角砾岩; 因此，矿床的形成和矿体就位与岩溶、岩礁、不整合面、构造界面和岩相界面存在密切关系。多数 MVT 矿床矿石的矿物组成简单，主要矿石矿物是方铅矿、闪锌矿、黄铁矿和白铁矿等，有些矿床以铅为主，有些以锌为主，有些矿床铅锌并存，有的矿床中含有黄铜矿，通常方铅矿贫银，闪锌矿贫铁色浅; 脉石矿物主要是方解石、白云石、石英、重晶石、萤石等。
矿床内粗晶闪锌矿、方解石、重晶石等矿物流体包裹体均一温度大多在 80 ～ 200℃间，成矿热水流体的盐度是正常海水的 5 ～ 10 倍，为 Na-Ca-Cl 型的高盐度盆地流体，其中常含有石油、甲烷、干酪根、沥青等有机质而表现出油田热水的特点。