盧欒地區(qū)成礦地質(zhì)特征和成礦預(yù)測

左 婭 張文博 楊賀杰

(河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第三地質(zhì)大隊 河南 鄭州 450000)

1 研究區(qū)地質(zhì)特征

盧欒地區(qū)位于華北地臺西南緣華熊臺緣坳陷南緣的洛南—欒川臺緣凹陷。其北界西端以石門—潘河—馬超營斷裂為界,東端以熊耳群與官道口群接觸界線為界；南面以鐵爐子黑溝—欒川—固始斷裂與秦嶺褶皺系分隔；西止洛南一帶；東止廟了一帶。呈近東西向狹長帶狀展布,長約250km,寬20～26km。所屬成礦單元為華北地臺南緣成礦帶華熊臺緣坳陷成礦亞帶的盧氏—欒川臺緣凹陷礦帶。大地構(gòu)造位置如圖1。

1.1 地層

帶內(nèi)出露的地層主要有中元古界官道口群、新元古界欒川群和下古生界陶灣群。

1.2 構(gòu)造

本區(qū)由于受槽臺分界深斷裂和秦嶺地槽長期活動影響,構(gòu)造形態(tài)復(fù)雜，斷裂與褶皺比較發(fā)育，構(gòu)造線方向近東西向［1］。自北向南主要褶皺有杜關(guān)向斜、將軍山背斜、中黃葉倒轉(zhuǎn)向八字山倒轉(zhuǎn)背斜和欒川復(fù)式背斜等。區(qū)內(nèi)斷裂以近東西向組最為發(fā)育，其次為北北東向組。近東西向斷裂主要有馬超營大斷裂、石家坡－銀家溝斷裂、中黃葉斷裂、八寶山斷裂等，其長度數(shù)十千米至百余千米，寬數(shù)十米至數(shù)百米。近東西向斷裂與北北東向斷裂交匯部位?？刂蒲嗌狡谥兴嵝孕∏秩塍w分布。

圖1 洛南－欒川地區(qū)區(qū)域地質(zhì)簡圖Figure 1 Luonan—Luanchuan Regional Geological Map

1.3 巖漿巖

本區(qū)侵入巖發(fā)育，主要為晉寧期輝長巖、正長斑巖粗面巖及燕山期花崗斑巖、斑狀花崗巖等。本區(qū)南部鄰區(qū)出露有燕山期老牛山黑云母二長花崗斑巖。

2 控礦作用

2.1 地層控礦作用

2.1.1 賦礦地層與成礦關(guān)系

本區(qū)鉬鎢礦床的賦礦地層的原巖建造可以大致分為三種類型,即冒地槽型復(fù)理式碎屑—碳酸鹽巖建造；淺海相硅鎂質(zhì)碳酸鹽巖建造和中基一中酸性火山-沉積建造。欒川群屬于第一種建造，它由數(shù)個次級海浸沉積旋回組成。官道口群為第二種建造，即淺海相硅鎂質(zhì)碳酸鹽巖建造，中基性—中酸性火山沉積建造包括華北地臺基底的原巖建造和熊耳群火山巖系，原巖為玄武巖、安山巖、玄武安山巖、英安巖、流紋巖及火山碎屑巖和正常沉積的碎屑巖、碳酸鹽巖石及侵入巖。

2.1.2 巖性與成礦關(guān)系

本區(qū)具有工業(yè)價值的鎢礦化受碳酸鹽地層控制的特點明顯,其原因［2］在于1）碳酸鹽地層其本身即是鎢的礦源層之一；2）成礦熱液中CO2濃度高是鎢絡(luò)陰離子存在的必要條件，只有CO2分壓高時，鎢才可能呈鎢酸根陰離子WO42-形式搬運，并且陽離子沉淀劑(Ca2+、Mn2+、Fe2+)也才有可能在溶液中存在，并一起搬運。當(dāng)?shù)V液運移至裂隙帶，由于存在壓力差，CO2從熱液中逸出，導(dǎo)致熱水溶液失去化學(xué)穩(wěn)定性，從而晶出鎢礦物。這表明CO2對鎢的成礦起著重要的調(diào)節(jié)作用。而熱液中高濃度的CO2含量是地層中沉積的碳酸鹽巖石與巖漿溶融體或巖漿水相互作用的結(jié)果。

2.2 構(gòu)造控礦作用

物探重力測量資料表明，包括本區(qū)在內(nèi)的東秦嶺主要鉬礦床多集中于華陰地幔凹陷區(qū)和盧氏地幔凹陷區(qū)附近，或位于地幔隆起與凹陷區(qū)之間的過渡區(qū)，即位于地殼厚度增大的部位。本區(qū)處于槽臺分界深斷裂附近，強烈的構(gòu)造活動，深部應(yīng)力帶局部逸散增溫和釋放構(gòu)造摩擦熱以及在構(gòu)造低壓區(qū)聚積大量的揮發(fā)分，促使所謂斷裂重熔作用的發(fā)生。從而形成與成礦有關(guān)的地殼重熔型巖漿及其侵入體。近東西向的槽臺分界斷裂及其附近的次級北北東向斷裂控制了本區(qū)成礦的大、小花崗(斑)巖體的分布，故地臺邊緣活動帶有利本區(qū)礦產(chǎn)的形成。

2.3 巖漿控礦作用

2.3.1 巖漿巖石系列成礦關(guān)系

與鉬、鎢及多金屬礦化有關(guān)的燕山期成礦巖體往往不是一次侵入的簡單巖石組成的單式巖體，而是隨著巖漿演化由多次侵入的不同巖石組成的復(fù)式巖體。早期形成巖石相對基性，晚期形成巖石相對酸性，如南泥湖巖體早期形成斑狀黑云母花崗閃長巖，中期形成斑狀花崗巖，晚期形成花崗斑巖脈和細晶巖脈；上房溝巖體早期形成斑狀黑云二長花崗巖，中期形成花崗斑巖體，晚期形成花崗斑巖脈。二者巖石系列為斑狀黑云母花崗閃長巖或斑狀黑云母二長花崗巖-淺色斑狀花崗巖、花崗斑巖-花崗斑巖脈。

2.3.2 巖體產(chǎn)狀與礦化蝕變關(guān)系

本區(qū)鉬、鎢巖體呈不規(guī)則小巖株產(chǎn)出，礦化與蝕變均圍繞巖體發(fā)育，并出現(xiàn)一定帶狀分布，當(dāng)巖體接觸面產(chǎn)狀較緩，波狀起伏時，蝕變礦化強，蝕變帶寬，而接觸面產(chǎn)狀較陡時，蝕變與礦化弱，蝕變帶窄。

3 成礦特征

盧欒成礦系列包括的礦床式主要有南泥湖—上房溝式和八寶山式，它們均為與燕山期淺成—中淺成花崗斑巖、斑狀花崗巖巖漿熱液有關(guān)的斑巖—矽卡巖型礦床。兩個礦床式的主要礦床的賦礦巖石均主要為碳酸鹽巖石，次為硅鋁質(zhì)巖石，因此同時發(fā)育矽卡巖型礦床(圍巖中)和斑巖型細脈浸染礦床(巖體和圍巖中）。

3.1 南泥湖—上房溝式礦床特征

南泥湖—上房溝式礦床主要集中分布于南泥湖鉬鎢礦田內(nèi)，主要包括超大型三道莊-南泥湖鎢鉬礦床和上房溝鎢鐵鉬礦床，大型駱駝山含鎢多金屬硫鐵礦床等［3-4］。該式礦床的空間分布主要受燕山期淺成侵入花崗斑巖體的控制，而其中的小巖體的分布又受北北東向斷裂與北西向斷裂交匯部位控制。

3.1.1 成礦地質(zhì)背景

1）賦礦地層。三道莊—南泥湖礦床主要賦存于欒川群三川組上部大理巖變成的矽卡巖、鈣硅酸鹽角巖及南泥湖組中部(黑云母)長英角巖、透輝(陽起)長英角巖，其次賦存于三川組下部長英角巖和南泥湖組下部石英巖、長英角巖中。

上房溝礦床的鉬礦體主要產(chǎn)于欒川群煤窯溝組中段白云石大理巖及由其交代形成的鎂質(zhì)矽卡巖和花崗斑巖中,少量產(chǎn)于變輝長巖中；鐵、鎢礦體賦存于矽卡巖中。

2）構(gòu)造。三道莊－南泥湖礦床受北北東向黃背嶺—南泥湖—馬圈斷裂帶及北西向莊科—青和堂背斜西北傾伏端的次級褶皺—南莊口—三道莊嶺箱狀背斜和包頭砦—南泥湖向斜東端復(fù)合部位控制。礦床內(nèi)還發(fā)育有北西西向—北西向、北北東向次級斷裂。北北東向斷裂燕山期前顯示張性活動，燕山期后顯示壓—壓扭性活動。北西西—北西向斷裂燕山期前顯示壓—壓扭性活動，燕山期顯張性，燕山期后顯壓扭性活動。

上房溝礦床位于三道莊—南泥湖礦床西南側(cè)約1.5km處增河口—石寶溝向斜北冀。礦區(qū)斷裂發(fā)育，主要為走向北北東—北東向，傾向南東和北西，傾角60～750，多被花崗斑巖脈充填的斷裂，其次為北西向斷裂，其多期活動力學(xué)性質(zhì)與三道莊—南泥湖礦床相似。礦區(qū)內(nèi)節(jié)理、裂隙十分發(fā)育，?？刂沏f礦細脈的分布。3.1.2 礦化特征

根據(jù)整個成礦作用發(fā)展特點及—般確定成礦階段的標(biāo)志，將三道莊—南泥湖和上房溝斑巖—矽卡巖型礦床的礦化、蝕變劃分為以下三個階段：

1）基本無礦化的硅、鋁、鉀交代階段。碳酸鹽巖石接觸滲透交代產(chǎn)生早期矽卡巖化。硅鋁質(zhì)巖石主要沿裂隙產(chǎn)生鉀長石化、石英化、云英巖化，以帶入硅、鋁、鉀為持征，形成鉀長石、鉀長石石英、石英等細脈和云英巖團塊。伴隨矽卡巖化有少量浸染狀鎢礦化和磁鐵礦等礦化。

2）主要以鉬、鎢、鐵礦化的水、鉬、鎢、鐵交代階段。此階段的特點是有大量的水參與交代早期矽卡巖礦物，形成大量含水的透閃石－陽起石、金云母、蛇紋石、綠泥石、綠簾石等晚期矽卡巖礦物，并形成浸染狀為主的磁鐵礦、輝鉬礦、白鎢礦鉬鈣礦系列礦物，它們不均勻分布于矽卡巖礦物之間及其中。對于硅鋁質(zhì)巖石來講，主要產(chǎn)生絹云母化、絹英巖比、黑云母化等，并伴隨有細脈狀、浸染狀輝鉬礦、白鎢礦等礦物形成，此階段晚期產(chǎn)生強烈石英化，有時伴有黃鐵礦化。

3）石英—硫化物階段。此階段以形成大量的黃鐵礦、輝鉬礦及少量磁黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦等硫化物，并與石英、鉀長石、方解石、繭石、沸石等組成各種細脈，以裂隙充填為主，它們可以出現(xiàn)在夕卡巖、弱蝕變大理巖和各種硅鋁質(zhì)、鎂鐵質(zhì)巖石中。此階段又可根據(jù)各種細脈的成分、穿插關(guān)系和形成溫度等大致分為早、中、晚期。

3.2 八寶山式礦床特征

八寶山式礦床目前僅發(fā)現(xiàn)盧氏縣八寶山鐵銅礦床具有工業(yè)價值。它分布于北北東向的八寶山—后瑤峪巖漿巖帶內(nèi)，受八寶山花崗斑巖體控制。

3.2.1 成礦地質(zhì)背景

八寶山礦區(qū)出露的地層為中元古界官道口群龍家園組、巡檢司組和杜關(guān)組含燧石條帶(團塊)白云巖、千枚巖等，白云巖和成礦花崗斑巖為鐵、銅礦的賦礦圍巖。礦區(qū)構(gòu)造以斷裂為主，褶皺次之。斷裂以近東西向組和北北東向組為主，其次為北北西向、北東向和近南北向組。沿斷裂常發(fā)育張性角礫巖、片理化帶，并常為花崗斑巖、正長斑巖等充填，顯示壓—張—壓—鈕的力學(xué)性質(zhì)轉(zhuǎn)換特征。北北東向斷裂控制了成礦巖體的分布。礦區(qū)內(nèi)巖漿巖主要為燕山期八寶山花崗斑巖小巖體(172Ma)。是由中部黑云母二長花崗斑巖和邊部鉀長花崗斑巖組成的復(fù)式巖體。黑云母二長花崗斑巖的酸度、總堿量均低于鉀長花崗斑巖，后者侵入白云巖發(fā)生去硅作用，由內(nèi)向外可形成正長斑巖(石英正長斑巖)→細晶鉀長石巖。

3.2.2 礦化待征

礦床內(nèi)鐵、硫礦體主要產(chǎn)于花崗巖與白云巖接觸帶形成的鎂質(zhì)夕卡巖及其外側(cè)白云巖中，屬夕矽巖型礦床；銅礦體主要產(chǎn)于巖體北東部邊緣鉀長花崗斑巖中，屬斑巖型礦床，此外，還伴有鉬、鉛、鋅等礦化，其中鉬礦化既可產(chǎn)生于鉀長花崗斑巖內(nèi)，也可產(chǎn)生于矽卡巖中，屬斑巖—矽卡巖型；鉛鋅礦化主要分布于礦區(qū)外圍及鐵、硫、銅礦體的周圍，呈脈狀和細脈狀產(chǎn)出。

鐵、硫、銅礦化在巖體北、西、南三面圍繞巖休分布。鐵、銅礦體嚴(yán)格受巖體與圍巖接觸的構(gòu)造形態(tài)和產(chǎn)狀控制，呈似層狀產(chǎn)出，以北、南接觸帶礦化強度最大，西接觸帶礦化弱。北、西礦帶氧化較深，以氧化礦石為主，南礦帶以原生礦為主。鐵、硫礦體規(guī)模大小不等，兩者相伴共生，礦體長度變化為250～930m，延深變化為440～826m，最大厚度變化為7.92～49.4m。不同類型礦石鐵(TFe)平均品位變化為23.08～49.62%，礦區(qū)平均品位為42.12%；不同類型礦石硫平均品值變化為0.26～18.22%，礦區(qū)平均品位為17.18%；不同類型礦石銅平均品位變化為0.09～0.61%。礦體向巖體傾斜、傾角大于800。銅礦帶長 560m， 延深 80～100m， 寬 20～80m， 銅品位 0.37～1.22%，主要為氧化礦。

4 成礦機制和成礦模式

4.1 成礦物質(zhì)來源4.1.1 鉬鎢來源

通過前面對地層控礦作用的討論中可知，成礦物質(zhì)鉬主要來自基底地層太華群，鎢主要來自蓋層欒川群和官道口群的一定層位。

4.1.2 硫鉛來源

通過對三道莊—南泥湖、上房溝和馬圈礦床及地層中黃鐵礦、輝鉬礦、磁黃鐵礦、閃鋅礦等的硫同位素組成研究表明，這些礦床的δ34s值變化不大，表明他們有大致的相同來源。其中黃鐵礦的δ34s與蓋層地層中結(jié)核狀黃鐵礦的δ34s相差很大，說明礦床中硫主要不是來自沉積蓋層中，而是來自已成地殼的基底太華群。

通過對三道莊南泥湖和上房溝礦床的鉛同位素組成研究表明，鉛也主要來自太華群中的幔源物質(zhì)。

4.1.3 鐵銅來源

本區(qū)無論是基底還是蓋層中均無富鐵、銅的巖層，直接賦礦地層和巖石常為基本不含鐵銅的碳酸鹽類巖石，碎屑巖和花崗斑巖等，顯然成礦物質(zhì)鐵銅主要不是來自地層，而主要來自巖漿熱液。

4.2 成礦物理化學(xué)條件

三道莊—南泥湖和上房溝礦床的成礦溫度從早到晚為：基本無礦化的硅、鋁、鉀交代階段，即早期矽卡巖、早期鉀長石化階段大于350～400；主要為鉬、鎢、鐵礦化的水、鉬、鐵、鎢交代階段為250～370；石英—硫化物階段為126～323，從早到晚明顯降低，同一成礦階段也有類似的變化?？傮w看，上房溝鎂質(zhì)矽卡巖形成溫度高于三道莊—南泥湖鈣質(zhì)矽卡巖的形成溫度。根據(jù)南泥湖巖體形成溫度和黑云母的成分計算的巖體流體壓力為101.3～159.8MPa，成礦壓力與此大致相當(dāng)。4.3 成礦模式

盧欒成礦系列的形成在時間、空間和成因上與燕山期殼幔質(zhì)重熔型淺成—中淺成花崗斑巖—斑狀花崗巖密切相關(guān)，它們是在巖漿演化早期形成黑云母花崗閃長巖、黑云母二長花崗巖之后進一步演化產(chǎn)生的花崗斑巖(斑狀花崗巖)及與其有關(guān)的巖漿期后熱液的作用下形成的。當(dāng)巖體侵位時，自巖體向外，形成大面積的熱變質(zhì)角巖和大理巖，它們是后期成礦的基礎(chǔ)，多為賦礦圍巖。不同類型的礦床和不同成礦元素組合，是同一成礦熱液在不同的演化階段作用于不同性質(zhì)圍巖的結(jié)果。當(dāng)圍巖為碳酸鹽巖石時，在接觸帶及其附近形成鈣質(zhì)矽卡巖型鉬鎢礦床(三道莊—南泥湖)和鎂質(zhì)夕卡巖型鐵鉬礦床(上房溝)，并以交代作用為主。形成時間較早。當(dāng)圍巖為硅鋁質(zhì)巖石時，主要在巖體及各種角巖中形成細脈浸染狀礦化的斑巖型鉬礦床,其礦化圍巖更大，可以疊加在矽卡巖和大理巖之上，并以充填為主，形成時間較晚。在更晚的時間，在遠離巖體的外圍、在不同性質(zhì)的圍巖中形成規(guī)模較小的脈狀鉛鋅礦床，一般含鉬鎢較低。

5 找礦前景分析

根據(jù)以上的論述及分析，得出以下結(jié)論：

5.1 研究區(qū)位于華北陸塊南緣富 Mo、Pb、Zn、Ag 地球化學(xué)性，華北陸塊是中晚元古代邊緣活動帶，俯沖作用促使了含礦熱液的廣泛運移，并產(chǎn)生了重熔巖漿，燕山期巖漿活動為該區(qū)多金屬成礦提供的熱源、礦化劑及成礦物質(zhì)。區(qū)內(nèi)廣泛分布碳酸巖鹽中Pb、Zn、Ag元素不僅含量高，而且后生疊加分異強。因此，該區(qū)不僅存在大型超大型礦床的物質(zhì)條件，而且具備礦液運移的構(gòu)造條件和巖漿熱事件。

5.2 Pb、Zn、Ag多金屬成礦與燕山期中酸性小巖體密切相關(guān)，中酸性小巖體可能與同期的大巖基同源、同質(zhì)，成礦圍巖碳酸巖鹽建造，容礦空間為巖體周圍段裂構(gòu)造及褶皺轉(zhuǎn)折端。因此，向深部尋找大型超大型熱液交代層控Pb、Zn、Ag礦床潛力很大。

5.3 區(qū)內(nèi)燕山期中酸性小巖體及其內(nèi)外接觸帶,主要產(chǎn)斑巖型—矽卡巖型鉬鎢礦、鉬銅礦,呈細脈—浸染狀產(chǎn)出,該類型礦床工作程度較高,已發(fā)現(xiàn)并勘查的有南泥湖、上房溝、三道莊及馬圈等鉬(鎢)礦。小巖體外圍是層狀矽卡巖型多金屬礦床,形成鉛、鋅、鐵、銅、硫等礦種,呈似呈狀、透鏡狀產(chǎn)出,如冷水北溝鉛鋅硫多金屬礦床等,該類礦床工作程度甚低。目前在各礦周圍發(fā)現(xiàn)有層狀矽卡巖型鉛鋅硫礦(化)點零星分布,展示了廣闊的找礦前景。

5.4 官道口群、欒川群和陶灣群為濱海、淺海、陸棚相陸源碎屑—碳酸鹽巖，強烈的淺源火山噴（氣）發(fā)活動，在官道口群和欒川群魚庫組形成多層位分布的硅質(zhì)條帶（團塊）、硅質(zhì)巖等，大紅口組火山巖為水下噴發(fā)、以幔源物質(zhì)為主混入有部分殼源物質(zhì)形成了南泥湖組中的含Pb、Zn、Ag礦化的層狀矽卡巖帶，官道口群大量的重晶石巖（脈），從官道口群→欒川群→陶灣群，地層中碳質(zhì)成分逐漸增高，反映出板內(nèi)裂谷盆地是含鹽度較高、半封閉—封閉的滯流、還原條件的古海盆環(huán)境，結(jié)合區(qū)內(nèi)Pb、Zn、Ag礦化特征，本區(qū)尋找超大型沉積噴流型（熱水沉積）礦床的潛力很大。

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