河南嵩縣土地廟溝鉛鋅礦床地質(zhì)特征及其找礦方向

李萬(wàn)忠

（1.河南省地質(zhì)調(diào)查院,鄭州，450001；2.河南省地礦局第二地質(zhì)隊(duì),鄭州 4500001）

河南嵩縣土地廟溝鉛鋅礦床地質(zhì)特征及其找礦方向

李萬(wàn)忠1，2

（1.河南省地質(zhì)調(diào)查院,鄭州，450001；2.河南省地礦局第二地質(zhì)隊(duì),鄭州 4500001）

河南嵩縣土地廟溝鉛鋅礦受地層和區(qū)域性深大斷裂的次級(jí)順層斷裂雙重控制(受北西向欒川－維摩寺深大斷裂影響),礦體多呈似層狀、透鏡狀和脈狀產(chǎn)出,分布于碎屑巖與碳酸鹽巖之間的層間破碎帶內(nèi)和碳酸鹽巖中，含礦層位穩(wěn)定。區(qū)內(nèi)煤窯溝巖組地層中發(fā)現(xiàn)了K1、K2、K3、K4、K5共五條主要鉛鋅銀多金屬礦化層，鉛鋅品位0.62%～11.15%，銀品位48.4×10－6～ 677.1×10－6。通過(guò)對(duì)礦區(qū)地質(zhì)、礦體的礦物組合、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、礦化和蝕變等特征分析，闡述了土地廟溝鉛鋅礦地質(zhì)特征和該區(qū)的找礦方向。

找礦方向；鉛鋅礦；嵩縣；土地廟溝

嵩縣土地廟溝鉛鋅礦區(qū)位于河南省嵩縣境內(nèi)，已完成了不同比例尺的物化探工作,圈出一大批各類與成礦有關(guān)的異常，為銀鉛鋅多金屬礦產(chǎn)資源調(diào)查評(píng)價(jià)，提供了重要信息①②河南區(qū)調(diào)隊(duì).河南省1/5萬(wàn)區(qū)調(diào)片區(qū)總結(jié).2000.。近年來(lái)我院對(duì)圈出的以銀鉛鋅為主的綜合異常開展了1：2000地化綜合剖面測(cè)量 、1：1萬(wàn)地質(zhì)簡(jiǎn)測(cè)、激電中梯、激電測(cè)深等工作，對(duì)礦化體進(jìn)行了鉆探工程驗(yàn)證②姚新年，王建明，李勝利，等.河南朱陽(yáng)關(guān)－湍源地區(qū)鉛鋅銀礦評(píng)價(jià)報(bào)告.河南省地質(zhì)調(diào)查院，2006.。2005年底控制資源量（333）+（3341）銀1572.76噸，鉛鋅82.79噸，金5.54噸，已達(dá)大型礦產(chǎn)地規(guī)模。本人通過(guò)綜合分析該區(qū)的資料，研究了礦體形成的規(guī)律和賦存狀態(tài)以及找礦方向，對(duì)下一步擴(kuò)大找礦規(guī)模具有重要意義。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

1.1 地質(zhì)概況

礦區(qū)地處華北陸塊南部，華北地層區(qū)豫西地層分區(qū)（熊耳山小區(qū)）,蘭草－回龍多金屬Ⅳ級(jí)成礦帶中段，欒川－維摩寺斷裂成礦帶上。礦體受構(gòu)造影響，多呈北西向帶狀展布。出露地層為新元古界欒川群煤窯溝組和寬坪群四岔口組、廣東坪組，東部及南部有三疊系地層［1］①（圖1）。欒川群煤窯溝組分布在礦區(qū)中部，東西向貫穿全區(qū)，寬120～200 m，主要為白云質(zhì)大理巖、碳質(zhì)片巖、黑云石英片巖薄層。

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造比較發(fā)育，以欒川－維摩寺斷裂為主要斷裂，主構(gòu)造線沿290°～310°方向展布。受其影響，次級(jí)斷裂構(gòu)造發(fā)育，主要有近東西向、北北東向、北東向等，這些斷裂構(gòu)造相互交錯(cuò)切割，是礦液運(yùn)移、賦存的良好場(chǎng)所。

區(qū)內(nèi)巖漿巖發(fā)育，有新元古代正長(zhǎng)斑巖、角閃石巖，巖體富含金、銀，與礦體分布方向一致，北部分布有燕山期已碎裂的二長(zhǎng)花崗巖，與礦化關(guān)系密切。

1.2 地球物理特征

礦區(qū)處在沿區(qū)域性北西西向欒川－維摩寺大斷裂帶重力梯度帶上，以欒川－維摩寺一線為界，以北為華北重力異常區(qū)（正值帶），以南為秦嶺重力異常區(qū)（負(fù)值帶）②③姚新年，王建明，李勝利，等.河南朱陽(yáng)關(guān)－湍源地區(qū)鉛鋅銀礦評(píng)價(jià)報(bào)告.河南省地質(zhì)調(diào)查院，2006.[2-4］。

(1)區(qū)域電性特征

區(qū)內(nèi)欒川群煤窯溝組黑云石英片巖、石英巖、白云質(zhì)大理巖、炭質(zhì)片巖等，視極化率ηs較高，個(gè)別巖性可達(dá)40%以上，導(dǎo)電性良好，視電阻率ρs最低達(dá)40Ω·m。鉛鋅銀多金屬礦石，電阻率一般為n～10 Ω·m，極化率一般為10%～60%。其它各類圍巖（非含炭巖石）電阻率一般為n×10-3Ω·m，極化率一般為2%以下。

(2)電性特征

圖1 土地廟溝礦區(qū)地質(zhì)圖③Fig.1 Geological map of the Tudimiaogou Pb-Zn deposit

表1 土地廟溝巖礦石磁參數(shù)分類統(tǒng)計(jì)表Table 1 Statistics for the rock magnetic parameter classification of the Tudimiaogou Pb-Zn deposit

表2 土地廟溝巖礦石電性參數(shù)分類統(tǒng)計(jì)表Table 2 Statistics table for rock electrical parameters classification in Tudimiaogou

區(qū)內(nèi)鉛鋅銀礦石含較多方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦、黃銅礦等金屬硫化物，與圍巖界限清楚。筆者對(duì)巖礦石標(biāo)本的電性參數(shù)及磁參數(shù)進(jìn)行了測(cè)定，結(jié)果見表1、表2。

從表2可知，鉛鋅礦、黃銅礦表現(xiàn)為高極化率（η），高頻散率（F）、低電阻率（ρ）的電性特征。含炭大理巖也表現(xiàn)為相對(duì)高極化率，高頻散率、低電阻率的電性特征，但其范圍變化較大。石煤也表現(xiàn)為高極化率，高頻散率、低電阻率的電性特征，而圍巖（各類大理巖）則表現(xiàn)為低極化率，低頻散率、高電阻率的電性特征。

1.3 地球化學(xué)特征

煤窯溝組地層中各巖石類型和構(gòu)造蝕變帶等不同地質(zhì)體具明顯的地球化學(xué)特征［5-7]。在地球化學(xué)剖面上 (圖2)，該圖出現(xiàn)北、中、南2～3個(gè)以Pb、Zn、Ag為主的峰值區(qū)或異常帶。

上述3個(gè)較強(qiáng)的Au、Cu、As、Sb異常帶均分布在煤窯溝組內(nèi)炭質(zhì)片巖夾層蝕變較強(qiáng)部位或炭質(zhì)片巖與大理巖接觸部位。由異常中心向兩側(cè)，異常強(qiáng)度逐漸變?nèi)?，異常元素逐漸減少，異常帶邊緣僅剩弱的As、Sb異常。土地廟溝的3個(gè)異常帶分別與K1、K2、K3礦脈相對(duì)應(yīng)。

2 礦床地質(zhì)特征

礦區(qū)位于蘭草－回龍多金屬Ⅳ級(jí)成礦帶中段，北西西向欒川－維摩寺斷裂帶與黃柏樹－板廠北東向斷裂帶的交匯部位，區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)頻繁，構(gòu)造作用復(fù)雜，變質(zhì)變形作用強(qiáng)烈，成礦條件十分有利。

礦區(qū)發(fā)育小型褶皺及揉皺，但規(guī)模較小。區(qū)域性欒川斷裂從礦區(qū)北側(cè)通過(guò)，其次級(jí)順層斷裂構(gòu)造發(fā)育，寬1～20 m，長(zhǎng)數(shù)百至數(shù)千米，相互平行，走向290°左右，傾向南傾，傾角50°～80°。構(gòu)造巖為糜棱巖、構(gòu)造片巖、構(gòu)造角礫巖、碎裂巖等。該組斷裂的順層斷裂為區(qū)內(nèi)主要控礦構(gòu)造，在構(gòu)造作用強(qiáng)烈、多組斷裂交匯部位形成厚大礦體。

西部土地廟溝礦段K1、K2、K3三條大致平行的主礦化帶，總體走向290°～310°，南傾，傾角45～80°。該礦段礦脈出露最大標(biāo)高為1 050 m，最低標(biāo)高為635 m；在平面上，這些礦脈之間水平距離最大為140 m，最小為25 m，呈東部收斂、西部撒開趨勢(shì)；在走向及傾向上均具波狀彎曲及膨縮現(xiàn)象；礦脈受煤窯溝組炭質(zhì)片巖層和順層斷裂雙重控制，呈似層狀產(chǎn)出，形態(tài)簡(jiǎn)單，連續(xù)性好，規(guī)模大，延伸穩(wěn)定(圖1)。

圖2 土地廟溝03、07線地質(zhì)地球化學(xué)綜合剖面圖Fig.2 The geological and geochemical integrated section of the Tudimiaogou 03,07 line

K1：長(zhǎng)1 030 m，厚度為1～5 m；K2：長(zhǎng)3 200 m，厚度為2～10 m；K3：長(zhǎng)2 500 m，厚度為1.5～3.5 m。

東部佛爺溝礦段已發(fā)現(xiàn)K4、K5二條主礦化帶，總體走向近東西，南傾，傾角40°～82°，出露最大標(biāo)高為1 180 m，最低標(biāo)高為820 m；二礦化帶呈似層狀平行產(chǎn)出，受煤窯溝組炭質(zhì)片巖層和順層斷裂雙重控制，延伸穩(wěn)定。

K4：長(zhǎng)1 500 m，厚度為2～10 m；K5：長(zhǎng)1 600 m，厚度為2～15 m。

礦（化）體圍巖為大理巖、炭質(zhì)片巖，蝕變范圍較窄，一般寬2～4 m，與銀鉛鋅多金屬礦化關(guān)系密切的蝕變有碳酸鹽化、鐵錳碳酸鹽化、硅化、絹云母化、黃鐵礦化、褐鐵礦化、鐵白云石化等，鉛鋅品位0.62%～11.15%，銀品位48.4×10－6～677.1×10－6②③［2］。

2.1 礦石特征

（1）礦石的礦物成分

礦石主要有花崗（斑）巖及蝕變大理巖兩大類型，其中花崗（斑）巖型又可細(xì)分為花崗斑巖型和花崗巖型兩個(gè)亞類(表3)；其礦物成分主要為：

金屬礦物：黃鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦、斑銅礦、方銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、碲銀礦、輝鉬礦、輝鉍礦、針硫鉍碲礦、硫碲鉍鉛礦、輝碲鉍礦等。

脈石礦物與礦石類型密切相關(guān)。蝕變大理巖型礦石的脈石以方解石、白云石為主，石英、蛇紋石、透輝石、綠簾石等次之?；◢彛ò撸r型礦石的脈石以鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石、石英為主，絹云母、高嶺石較少。

（2）礦石的化學(xué)成分

不同礦石類型，化學(xué)成分有較大差異，礦石化學(xué)成分見表4。

花崗巖及花崗斑巖類型的礦石，SiO2含量較高，Al2O3、K2O、S、Ag、Sb、W、Mo含量較高，而CaO、MgO 及Na2O、Au、As含量偏低。

蝕變巖類型的礦石，SiO2含量較低，Al2O3、S、Ag、Sb、W、Mo、Bi含量較低，TiO、CaO、MgO及Na2O、Au、As明顯較高,Cu、Pb、Zn在各種礦石類型中含量均較高。

（3）金屬礦物的特征、共生關(guān)系及生成順序

①金屬礦物的特征及共生關(guān)系

黃鐵礦：自形-他形粒狀，粒徑多在0.10～1.50 mm之間，呈星散狀，細(xì)脈狀集合體不均勻分布。根據(jù)結(jié)晶習(xí)性，可分早晚兩個(gè)世代，早期黃鐵礦呈粗粒狀，自形程度較高，受構(gòu)造作用，部分發(fā)生碎裂；晚期黃鐵礦多呈半自形－他形細(xì)粒狀，一部分被黃銅礦包裹或分布其粒間，少量呈細(xì)脈狀穿插在黃銅礦裂隙中，顯示黃鐵礦在高－低溫時(shí)均有形成。

表3 主要礦石類型特征一覽表Table 3 List for major ore type feature

表4 礦石化學(xué)成分一覽表Table 4 List for ore chemical composition

黃銅礦：呈不規(guī)則他形粒狀、團(tuán)塊狀、脈狀集合體分布，粒徑一般為0.10～0.20 mm。根據(jù)礦物間的穿插關(guān)系，分為早晚兩個(gè)世代，早期黃銅礦粒度較粗，常與閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦等連生、共生在一起，可見黃銅礦與閃鋅礦之間具有相互包容關(guān)系；晚期黃銅礦多呈微細(xì)粒狀，與碲鉍硫鹽礦物相伴生，他們組成微細(xì)脈狀切穿早期硫化物。

方鉛礦：呈半自形－他形粒狀，粒徑一般為0.10～1.50 mm，呈浸染狀、細(xì)脈狀小集合體不均勻分布，多沿黃銅礦顆粒邊緣及粒間分布，少數(shù)顆粒中含黃銅礦小固溶體。

閃鋅礦：半自形－他形粒狀，粒徑一般為0.10～0.15 mm之間，呈集合體狀不均勻分布，少部分與黃銅礦連生在一起，少數(shù)含有黃銅礦細(xì)粒固溶體或被方鉛礦小細(xì)脈穿插，說(shuō)明閃鋅礦和黃銅礦形成的時(shí)間均早于方鉛礦。

自然銀：多呈微細(xì)的小脈穿插于黃銅礦中，少數(shù)被黃銅礦所包裹。由此說(shuō)明自然銀是兩期成礦。

輝鉬礦：細(xì)長(zhǎng)鱗片狀，片徑0.03～0.02 mm×0.3～0.1 mm，常聚集成不規(guī)則小團(tuán)塊，斷續(xù)細(xì)脈狀不均勻分布，少數(shù)鱗片稀疏浸染狀分布。

輝鉍礦：呈細(xì)板條狀、不規(guī)則細(xì)脈狀。脈寬0.015～0.05 mm，脈長(zhǎng)0.05～0.5 mm；板條狀大小為0.03～0.06 mm× 0.3～0.7 mm。

②礦物生成順序

根據(jù)礦石中金屬礦物的共生組合，嵌布形式，蝕變交代作用等特征，主要金屬礦物的生成順序見表5。

③礦物共生組合

根據(jù)礦物的結(jié)晶習(xí)性、成礦階段、相互間連生包容關(guān)系等因素分析，金屬礦物具有如下共生組合：輝鉬礦－輝鉍礦－磁黃鐵礦－黃鐵礦；磁黃鐵礦－黃鐵礦－黃銅礦－閃鋅礦－方鉛礦；黃鐵礦－黃銅礦－自然銀－碲銀礦－碲鉍硫鹽礦；褐鐵礦－孔雀石－銅蘭。

表5 金屬礦物生成順序統(tǒng)計(jì)表Table 5 Statistics table for metal mineral generating order

（4）礦石結(jié)構(gòu)和構(gòu)造

礦石結(jié)構(gòu)有半自形-他形晶狀結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)、斑狀結(jié)構(gòu)、充填結(jié)構(gòu)；礦石構(gòu)造有塊狀構(gòu)造、細(xì)脈浸染狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造。

2.2 圍巖蝕變特征

礦體頂?shù)装鍑鷰r多為透輝石化大理巖、白云石大理巖。圍巖中發(fā)育有不同程度的黃鐵礦化、透輝石化、綠泥石化等蝕變，在礦體兩側(cè)頂?shù)装鍑鷰r中，遠(yuǎn)離礦體蝕變逐漸減弱，靠近礦體蝕變加強(qiáng)，且從礦體向兩側(cè)圍巖蝕變具一定的分帶性：即礦體→黃鐵礦化透輝石大理巖→透輝石大理巖→透輝石化蛇紋石化大理巖→白云石大理巖。在靠近礦體的圍巖中還可發(fā)育較弱的鉀化、硅化及多金屬硫化物蝕變等礦化現(xiàn)象。

2.3 礦體氧化帶特征

礦體裸露地表遭風(fēng)化淋濾，造成在一定深度范圍內(nèi)礦石中的黃銅礦氧化或流失，形成礦體的地表氧化帶。根據(jù)槽探、坑道及鉆孔等工程地質(zhì)編錄觀察研究，氧化帶大致劃分為：

氧化帶：在地表及近地表0～20 m范圍內(nèi)，巖石、礦石呈淺褐黃－淺黃白色，金屬硫化物一部分風(fēng)化流失，沿裂隙黃鐵礦一部分褐鐵礦化，黃銅礦一部分具孔雀石化，但仍保持原礦物晶體特征，礦石呈蜂窩狀構(gòu)造。

由于大部分礦體呈半隱伏－隱伏狀態(tài)產(chǎn)出，主要以原生的硫化物礦石為主，地表及淺部多為低品位礦石，因此，地表及近地表的少量氧化礦石對(duì)選礦不可能造成較大影響。

過(guò)渡帶：在近地表20～30 m范圍內(nèi)，礦石有少部分金屬硫化物氧化或流失，沿礦石的裂隙具褐鐵礦化、孔雀石化，礦石仍具原生礦石的基本特征。

3 成礦規(guī)律及找礦標(biāo)志

3.1 成礦規(guī)律

由于受欒川－維摩寺深大斷裂影響，區(qū)域礦產(chǎn)多沿構(gòu)造破碎帶及固定巖性層位賦存。分布于華北陸塊南緣的欒川群煤窯溝組地層，是區(qū)內(nèi)主要的鉛鋅銀多金屬含礦層，且層位穩(wěn)定，巖控特征明顯，沿走向、傾向穩(wěn)定性較好，金屬礦物以鉛銀為主，且品位較高，呈正相關(guān)關(guān)系[8-11］。欒川群地層分布區(qū)，異常十分發(fā)育，主要是與強(qiáng)推覆構(gòu)造作用和斷裂帶內(nèi)碳酸鹽地層有關(guān)的Pb、Zn、Ag、Au、W、Mo多金屬異常，異常規(guī)模大、強(qiáng)度高，元素組合復(fù)雜；鉛鋅銀等內(nèi)生礦產(chǎn)的形成與巖漿活動(dòng)、斷裂構(gòu)造、層間界面關(guān)系密切，多數(shù)礦（化）體具半隱伏。

3.2 找礦方向

區(qū)內(nèi)鉛鋅銀礦受地層、構(gòu)造、巖漿巖等多重控制，區(qū)域礦化富集規(guī)律較強(qiáng)。受北西向欒川－維摩寺深大斷裂影響，區(qū)內(nèi)鉛鋅銀（金）礦化多呈北西向分布于欒川群煤窯溝組地層內(nèi)，含礦層位穩(wěn)定，地表以褐鐵礦化、鐵錳礦化為主，深部以黃銅礦化、鉛鋅銀礦化為主。由于巖控特征相對(duì)較強(qiáng)，頂?shù)装鍑鷰r可作為找礦標(biāo)志，圍巖蝕變不強(qiáng)[12-15]。

本區(qū)鉛鋅多金屬礦床的主要找礦標(biāo)志為：

（1）土地廟溝礦床礦脈均產(chǎn)于欒川群煤窯溝組靠近炭質(zhì)片巖層上部與大理巖接觸部位，由于受區(qū)域性欒川－維摩寺斷裂影響，沿相對(duì)軟弱的炭質(zhì)片巖層發(fā)育次級(jí)斷裂構(gòu)造，炭質(zhì)層厚大的部位，斷裂構(gòu)造更為發(fā)育，往往形成厚大礦體，因此炭質(zhì)片巖為找礦標(biāo)志層。

（2）要注意碳酸鹽巖與碎屑巖的接觸面，因多金屬礦化主要賦存于欒川群煤窯溝組地層內(nèi)的白云石大理巖與絹云石英片巖接觸部位。

（3）與內(nèi)生多金屬礦床有關(guān)的圍巖蝕變主要為碳酸鹽化、鐵錳碳酸鹽化、硅化、絹云母化、黃鐵礦化、褐鐵礦化、鐵白云石化等。

（4）化探異常，如水系沉積物異常、原生暈異常、單元素異常等為間接找礦標(biāo)志。

（5）遙感影像標(biāo)志，衛(wèi)星影像顯示該區(qū)有一個(gè)放環(huán)狀構(gòu)造，直徑4 000 m,共有5條放射狀構(gòu)造。土地廟溝，板橋溝均為其內(nèi)的兩條放射狀構(gòu)造，均已發(fā)現(xiàn)工業(yè)礦體。

（6）礦化標(biāo)志是直接的找礦標(biāo)志。

（7）多金屬礦床露頭在表生地質(zhì)作用下的次生標(biāo)志，如鐵錳帽、螢石礦化等。

（8）古采老窿等采礦遺跡。

4 結(jié)論

土地廟溝層控鉛鋅銀礦床受地層和區(qū)域性深大斷裂的次級(jí)順層斷裂雙重控制,具有層控和熱液疊加改造的雙重特征。區(qū)內(nèi)具優(yōu)越的成礦地質(zhì)條件和明顯的找礦標(biāo)志，外圍和深部找礦有一定前景。

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Geological Features and Prospecting Direction of the Tudimiaogou Pb-Zn Deposit in Songxian Country,Henan Province

LI Wan-zhong1,2
(1.Henan Institute of geological survey，Zhengzhou 450001,China；2.The Second Geological Team,Henan Bureau of Geological Exporation and Mineral Dovoiopment，Zhengzhou 450001,China)

The Tudimiaogou Pb-Zn deposit in Songxian county,Henan province,is controlled by strata and subsidinary fractures of the regional deep fault(NW direction of Luanchuan-Weimosi deep fault).The orebody mainly occurs in layered,lens and vein shape in the fracture zone between the clastic rock and carbonate.The ore-bearing horizon is stable.Five major lead-zinc polymetallic mineralized layers,named K1,K2,K3,K4,K5,were found in the Meiyaogou formation.The Pb-Zn ore grade is 0.62%～11.15%,and Ag grade is 48.4×10-6～677.1×10-6.Based on the analysis of the geology,mineral assemblage,structure,mineralization and alteration characteristics,the author propose the prospecting direction for this area.

prospecting direction;lead-zinc deposit;Tudimiaogou;Songxian

P618.42；P618.43

A

1672－4135(2011）02－0126-07

2011-01-08

國(guó)家地質(zhì)大調(diào)查項(xiàng)目:河南朱陽(yáng)關(guān)－湍源地區(qū)鉛鋅銀礦評(píng)價(jià)報(bào)告(199710200105)

李萬(wàn)忠（1969-）：男，工程師，本科，長(zhǎng)期從事礦產(chǎn)地質(zhì)評(píng)價(jià)工作,Email:wzl930804@163.com。