大栗樹(shù)銅鋅礦帶地質(zhì)特征及找礦標(biāo)志

劉奎松　周紅霞　陳紅飛

(河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局第三地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院)

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大栗樹(shù)銅鋅礦帶地質(zhì)特征及找礦標(biāo)志

劉奎松周紅霞陳紅飛

(河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局第三地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院)

摘要大栗樹(shù)成礦帶是變質(zhì)碎屑巖型銅鋅成礦帶之一，礦帶西部有大河大型銅礦，東部有銀洞坡特大型金礦，新發(fā)現(xiàn)的老洞坡及劉山巖中型銅鋅礦構(gòu)成了方老莊銅鋅礦帶。在詳細(xì)分析礦區(qū)成礦地質(zhì)背景、區(qū)域物化探異常特征、礦區(qū)地質(zhì)特征以及礦床地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上，總結(jié)了找礦標(biāo)志，為區(qū)內(nèi)找礦工作提供參考。

關(guān)鍵詞物化探異常特征礦床地質(zhì)特征礦體特征找礦標(biāo)志

調(diào)查區(qū)位于秦嶺造山帶東段，以欒川—維摩寺—明港斷裂(F4)及西官莊—松扒—龜山斷裂(F2)為界，北部為華北板塊，中部為北秦嶺造山帶，南部為南秦嶺造山帶[1-2]。主要地層為二郎坪巖群大栗樹(shù)巖組、張家大莊巖組、劉山巖巖組，富含銅、鋅，已發(fā)現(xiàn)并經(jīng)勘探的有大河大型銅礦，中型劉山巖銅鋅礦床，小型銅鋅礦床有鴨子口、孤山頭、茅草溝等多處，具有較好的找礦前景。為指導(dǎo)區(qū)內(nèi)找礦工作，本研究對(duì)區(qū)內(nèi)大粟樹(shù)銅鋅礦帶地質(zhì)特征以及找礦標(biāo)志進(jìn)行分析。

1區(qū)域地質(zhì)背景

1.1地層及巖性

工作區(qū)處于華北地塊、秦嶺褶皺帶、楊子地塊結(jié)合部位，地層分屬豫西—豫東南地層分區(qū)、北秦嶺地層分區(qū)及南秦嶺地層分區(qū)。豫西—豫東南地層分區(qū)內(nèi)的地層為地臺(tái)型的變質(zhì)火山-沉積建造，包括中元古界熊耳群(Pt2xn)、汝陽(yáng)群(Pt2rn)及上元古界欒川群(Pt2ln)。熊耳群原巖為1套粗安巖。汝陽(yáng)群分為北大尖組、白草坪組和云夢(mèng)山組，為1套低綠片巖相變質(zhì)的濱海—淺海相陸源碎屑沉積。欒川群分為大紅口組和魚(yú)庫(kù)組，為1套陸源碎屑巖及碳酸鹽建造。北秦嶺地層分區(qū)內(nèi)出露的地層有下元古界秦嶺巖群(Pt1qn)、中元古界毛集巖群(Pt2mj)、下古生界二郎坪巖群(Pz1er)、上元古界歪頭山巖組(Pt3w)、上古生界蔡家凹巖組(Pz2c)。秦嶺巖群主要巖性為含榴黑云斜長(zhǎng)片麻巖、斜長(zhǎng)角閃片麻巖、花崗質(zhì)片麻巖夾含石墨大理巖、透輝石大理巖及少量麻粒巖透鏡體。巖石普遍經(jīng)歷高角閃巖相變質(zhì)，局部達(dá)麻粒巖相。毛集巖群分為堡子巖組(Pt2bu)、左老莊巖組(Pt2z)和回龍寺巖組(Pt2h)，為1套中深變質(zhì)的海相火山巖系，巖性主要為角閃更長(zhǎng)片(麻)巖、斜長(zhǎng)角閃片巖、白云石英片巖、石英巖及大理巖等。歪頭山巖組巖性為1套黑(二)云斜長(zhǎng)變粒巖夾白(黑)云石英片巖、斜長(zhǎng)角閃片巖、大理巖，原巖為1套中淺變質(zhì)的火山碎屑-沉積巖系。二郎坪巖群分為大栗樹(shù)巖組(∈d)、張家大莊巖組(∈^z)和劉山巖巖組(∈l)，為1套綠簾角閃巖相變質(zhì)的細(xì)碧角斑巖系，巖性主要為斜長(zhǎng)角閃(片)巖、白云斜長(zhǎng)片巖、白云斜長(zhǎng)變粒巖、白云石英片巖及大理巖透鏡體。蔡家凹巖組主要為大理巖夾斜長(zhǎng)角閃片巖等，原巖為穩(wěn)定環(huán)境下的海相沉積。龜梅斷裂以南地層屬揚(yáng)子地層區(qū)南秦嶺地層分區(qū)，出露地層有中元古界龜山巖組(Pt2g)、上元古界肖家廟巖組(Pt3x)及泥盆系南灣組(Dn)。龜山巖組主要為1套斜長(zhǎng)角閃片巖、白云石英片巖、含榴白云石英片巖，原巖為1套火山碎屑-陸源碎屑沉積。南陽(yáng)盆地和吳城盆地邊緣廣泛發(fā)育中生界侏羅系、白堊系及新生界第三系、第四系。區(qū)內(nèi)主要含礦層位有龜山巖組(Pt2g)、毛集巖群(Pt2mj)、歪頭山巖組(Pt3w)和劉山巖巖組(∈l)。龜山巖組構(gòu)成區(qū)域內(nèi)老灣金礦帶的主要含礦巖系，毛集巖群的回龍寺巖組為天目溝鉛鋅多金屬礦帶的賦礦層位，歪頭山巖組為圍山城金銀礦帶的賦礦層位，二郎坪巖群為劉山巖銅鋅礦帶的含礦巖系。

1.2構(gòu)造

工作區(qū)位于秦嶺—大別造山帶中段，橫跨華北地塊和秦嶺造山帶兩大構(gòu)造單元。以油房莊韌性剪切帶(區(qū)域上羊冊(cè)—明港斷裂的一部分)為界，以北為華北地塊南緣變形帶，以南至桐柏—商城斷裂之間為秦嶺造山帶，桐柏—商城斷裂以南為桐柏—大別變質(zhì)核雜巖隆起區(qū)。華北地塊南緣變形帶主要表現(xiàn)為淺層次的逆沖推覆構(gòu)造、滑覆構(gòu)造，區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造不發(fā)育，主要有朱莊背斜、條山背斜等。朱莊背斜軸向NW，以歪頭山巖組為核部，兩翼地層依次為大栗樹(shù)巖組、張家大莊巖組、劉山巖巖組，區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造較發(fā)育，主要可分為NW、NE向2組，尤以NW向斷裂發(fā)育。NW向斷裂除大型羊冊(cè)—明港斷裂帶、桐柏—商城斷裂帶外，尚發(fā)育有大河壓扭性斷裂、劉山巖韌脆性斷裂、方老莊—大栗樹(shù)韌脆性斷裂，羊圈—潘莊糜棱巖化帶等。NE向的斷裂受NW向主體斷裂的控制，規(guī)模相對(duì)較小，主要分布于普查區(qū)北部及南部的孤山頭銅鋅礦區(qū)，局部錯(cuò)斷NW向斷裂構(gòu)造，屬后期斷裂。

1.3巖漿活動(dòng)

區(qū)內(nèi)巖漿巖發(fā)育，各地質(zhì)時(shí)期均有較強(qiáng)烈的巖漿活動(dòng)且種類(lèi)繁多，超基性巖、基性巖、中性巖、酸性巖、堿性巖皆有出露,產(chǎn)狀類(lèi)型多樣，從大面積海底火山噴溢到淺成、深成侵入。巖漿活動(dòng)期次多、規(guī)模大、延續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，為該區(qū)內(nèi)生礦產(chǎn)的形成提供了物質(zhì)和熱動(dòng)力，其中二郎坪巖群中的早古生代海相火山巖與銅鋅礦化有成生聯(lián)系，中—酸性侵入巖與金礦化關(guān)系最為密切。規(guī)模較大且與區(qū)內(nèi)金屬礦化關(guān)系較緊密的巖體為位于工作區(qū)北部海西期桃園斜長(zhǎng)花崗巖體、南部燕山期老灣花崗巖體、東部燕山期天目山花崗巖體內(nèi)。

2區(qū)域物化探異常特征

2.1遙感地質(zhì)特征

遙感線性影像以相間的色調(diào)深淺變化、總體呈NW走向的平行條帶或條塊對(duì)應(yīng)不同巖性組合與構(gòu)造展布，反映了區(qū)域的基本構(gòu)造格架。在TM影像上為明顯的淺色調(diào)斑駁色帶，較好地指示了各區(qū)域斷裂帶與相應(yīng)礦帶的展布特征。

2.2地球化學(xué)特征

(1)主要成礦元素在地層中的分布。桐柏地區(qū)富金層位主要為秦嶺巖群、歪頭山巖組、毛集巖群。銀在歪頭山巖組屬?gòu)?qiáng)富集，在區(qū)域上形成銀高背景區(qū)。銅在二郎坪巖群、秦嶺巖群中富集，以二郎坪巖群豐度最高，二郎坪巖群中的劉山巖巖組的銅背景值為其余巖組的3～5倍，w(Cu)平均(50～60)×10-6，w(Zn)平均(100～150)×10-6。

(2)巖漿巖中微量元素地球化學(xué)特征。與成礦元素有關(guān)的酸性侵入巖微量元素含量特征：①主要富集元素為As、Sb、Bi、Ni、Co、Ti、Zr、Zn、Au、Pb；②由老至新花崗巖中銀富集度降低，其余元素含量增高；③與銅鋅成礦元素有關(guān)的二郎坪巖群變質(zhì)細(xì)碧角斑巖系為富Cu、Zn、V、Mn、Ni、Cr的基性巖。

(3)構(gòu)造地球化學(xué)特征。NW向韌性剪切帶為區(qū)內(nèi)構(gòu)造的主要表現(xiàn)形式，具有規(guī)模大、切割深、長(zhǎng)期活動(dòng)的特點(diǎn)，對(duì)區(qū)內(nèi)地球化學(xué)演變、元素分布和富集具有重要的控制作用。沿王小莊韌性剪切帶以南，出現(xiàn)了Ag、Au、Pb、Zn、Cd、Mn等元素異常和高背景區(qū)；沿道士灣韌性剪切帶以南二郎坪巖群分布區(qū)，形成了Cu、Zn、Cd、Cr、Ni、Co、Mg、Ti、V、Mn、Hg等特征元素的富集層。

(4)地球化學(xué)異常特征。Cu以50×10-6為異常下限，在區(qū)內(nèi)圈出一面積為168 km2的帶狀Cu異常，異常分級(jí)不明顯，劉山巖銅鋅礦床分布其中，伴有Pb、Cr、Ni、Mn、V、Hg等元素組合異常。Zn以100×10-6為異常下限，在馬道、大栗樹(shù)、李灣藥廠分別圈出3個(gè)橢圓形Zn異常，面積分別為9.0，8.4，9.5 km2。

3礦區(qū)地質(zhì)特征

3.1地層及巖石

區(qū)內(nèi)出露地層為下古生界二郎坪巖群，方老莊巖組。該組大面積分布于方老莊—潘莊銅鋅礦帶，巖性以(含斑)斜長(zhǎng)角閃片巖為主，夾白云斜長(zhǎng)石英片巖。巖層總體沿NWW向展布，主要傾向SW，局部?jī)A向NE，傾角60°～80°。該巖組北以韌性剪切帶與上元古界歪頭山巖組呈斷層接觸。該組巖石中氣孔杏仁狀構(gòu)造及斜長(zhǎng)石、角閃石單晶集合體發(fā)育，反映原巖為1套基性細(xì)碧巖、細(xì)碧玢巖夾少量酸性石英角斑巖，代表1次大規(guī)模的基性海相火山噴發(fā)活動(dòng)。

(1)(含斑)斜長(zhǎng)角閃片巖。為礦區(qū)常見(jiàn)的巖石類(lèi)型，主要分布于礦區(qū)北側(cè)，巖層走向與區(qū)域構(gòu)造帶一致，呈NW向展布。巖石呈灰綠—墨綠色，具柱狀-纖狀變晶結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu)造。該類(lèi)巖石原巖為中—基性火山巖、火山碎屑巖及細(xì)碧巖。

(2)斜長(zhǎng)角閃巖。主要出露于礦帶南部和北部，局部呈斑狀而形成斑狀斜長(zhǎng)角閃巖，巖石呈灰綠—深綠色，具粒狀-纖柱狀變(斑)晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。斜長(zhǎng)石有不均勻的絹云母化、綠簾石化。

(3)白云斜長(zhǎng)石英片巖。主要分布于礦區(qū)中部，呈灰白—白色，風(fēng)化后呈黃褐色，具鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)，片狀或條帶狀構(gòu)造，局部具高嶺土化、綠簾(泥)石、黑云母、磁鐵礦等。

(4)白云石英片巖。巖石呈灰白—白色，風(fēng)化后呈黃褐色，具鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)，片狀或條帶狀構(gòu)造。白云母呈細(xì)小葉片狀平行排列，有時(shí)呈“云母魚(yú)”狀，其原巖為泥質(zhì)砂巖、凝灰質(zhì)砂巖。

(5)(透閃-陽(yáng)起石)綠泥片巖。主要分布于礦區(qū)中部，礦化蝕變帶兩側(cè)，巖石具鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu)造。

3.2構(gòu)造

帶內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，斷裂構(gòu)造以NW—SE向貫穿整個(gè)區(qū)域，表現(xiàn)為蝕變擠壓片理帶。自北向南主要為NW—SE向的羊圈—潘莊韌脆性斷裂和方老莊—大栗樹(shù)韌脆性斷裂，另在礦區(qū)中部及以西見(jiàn)有不發(fā)育的巖層小褶曲。

(1)方老莊—大栗樹(shù)韌脆性斷裂。該帶由數(shù)條彼此平行呈魚(yú)群狀的小擠壓帶組成，西經(jīng)方老莊至豬頭包，向東經(jīng)大栗樹(shù)、老龍頂至新集一帶，總長(zhǎng)約15 km。東部連續(xù)性較好，西部較差，部分呈斷續(xù)狀出露。該擠壓帶沿走向西部呈平緩的弧形彎曲，擠壓面一般呈平緩波狀，該類(lèi)小的擠壓面產(chǎn)狀大致一致，傾向一般為NE25°～40°，傾角60°～80°，擠壓面基本與巖石傾角一致，或呈微角度斜交，但局部地段擠壓面的產(chǎn)狀與巖石產(chǎn)狀相反。

(2)羊圈—潘莊韌脆性斷裂。該斷裂帶位于方老莊銅鋅礦區(qū)北側(cè)，含斑斜長(zhǎng)角閃巖內(nèi)。西起羊圈，東至大張莊，長(zhǎng)約6 km，西寬東窄，帶寬2～8 m，走向NW，傾向NE，傾角70°～85°。擠壓面一般呈平緩波狀，沿?cái)D壓帶巖石的擠壓片理極為發(fā)育，局部見(jiàn)有拉長(zhǎng)的角礫等。斷裂帶內(nèi)見(jiàn)有斷續(xù)充填的花崗斑巖脈，主要蝕變有硅化、綠泥石化、黑云母化、高嶺土化等。

3.3巖漿活動(dòng)

(1)變輝綠巖。分布于大栗樹(shù)東側(cè)一帶，出露長(zhǎng)約300 m，寬20～90 m,長(zhǎng)石多絹云母化，角閃石具輝石假象，為輝石退變產(chǎn)物。

(2)花崗斑巖脈。分布于礦區(qū)中部，呈脈狀產(chǎn)出，長(zhǎng)大于1 km，寬5～30 m,斑晶主要為鈉長(zhǎng)石及石英，少量中長(zhǎng)石，基質(zhì)為長(zhǎng)英質(zhì)，局部高嶺土化，此外，尚見(jiàn)有少量的石英脈零星分布。

3.4地球化學(xué)特征

土壤掃面時(shí)，Zn以100×10-6為異常下限，Cu以50×10-6為異常下限，在方老莊—潘莊礦帶西端圈出了1個(gè)Cu、Zn異常并伴有Pb、Cr、Ni、Mn、V、Hg等元素組合異常，異常面積約8.02 km2。

4礦床地質(zhì)特征

4.1礦體形態(tài)、產(chǎn)狀

該區(qū)地層主要為含銅較高的二郎坪巖群，銅鋅礦化體形態(tài)及空間展布受控于構(gòu)造地層，與區(qū)域構(gòu)造線一致，多沿糜棱面理、脆性裂隙等部位發(fā)育。韌脆性斷裂不僅控制著區(qū)內(nèi)巖層的展布，同時(shí)控制著礦化體的空間分布形態(tài)，反映了礦體形成后構(gòu)造對(duì)其改造和控制作用十分明顯。巖層總體沿NWW向展布，主要傾向SW，局部?jī)A向NE，傾角60°～80°。

4.2礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造

根據(jù)礦物的共生組合特征及礦石中金屬礦物的相對(duì)含量，礦石工業(yè)類(lèi)型可分為黃銅礦-黃鐵礦礦石、黃銅礦礦石、含銅黃鐵礦礦石及黃鐵礦-閃鋅礦礦石。區(qū)內(nèi)礦石主要為自形—半自形晶結(jié)構(gòu)、他形晶結(jié)構(gòu)、斑狀結(jié)構(gòu)、膠狀及熔蝕結(jié)構(gòu)等。區(qū)內(nèi)礦石主要為片狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造、細(xì)脈-網(wǎng)脈狀構(gòu)造等，以浸染狀構(gòu)造最為常見(jiàn)。

4.3礦石成分

方老莊銅鋅礦帶的賦礦建造為以角斑巖、(含斑)斜長(zhǎng)角閃片巖、白云(斜長(zhǎng))石英片巖及綠泥片巖為代表的巖系，顯示雙峰式巖石組合特征。礦體產(chǎn)于中—酸性火山碎屑巖和少量斜長(zhǎng)角閃巖中，可見(jiàn)礦體與圍巖同步褶皺現(xiàn)象。礦石礦物組成基本一致，主要金屬礦物為黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦和磁黃鐵礦，次要礦物為方鉛礦、輝銅礦、斑銅礦，氧化礦物有孔雀石、銅蘭和褐鐵礦等，脈石礦物為石英、絹云母、斜長(zhǎng)石、重晶石、綠泥石、鈉長(zhǎng)石等，圍巖蝕變類(lèi)型主要為硅化、綠泥石化、黃鐵礦化等。銅常在礦體上部較富集而鋅多在礦體下部較富集，銅、鋅含量的高低與礦石的構(gòu)造類(lèi)型關(guān)系密切。在塊狀礦石中，銅、鋅含量高且較穩(wěn)定，而在浸染狀構(gòu)造的礦石中，含量略低且不穩(wěn)定，鋅高而銅低，銅、鋅組分間呈正相關(guān)的消長(zhǎng)特征明顯，尤以塊狀礦石中表現(xiàn)的更為突出。

4.4圍巖蝕變

(1)硅化。多發(fā)育于構(gòu)造破碎帶內(nèi)或其附近相鄰的2類(lèi)巖性接觸帶內(nèi)，蝕變型式分為交代型和充填型。前者多發(fā)生于貧SiO2圍巖中，如斜長(zhǎng)角閃巖中，使圍巖SiO2含量增高，巖石致密堅(jiān)硬；后者多發(fā)生于富SiO2圍巖中，如白云斜長(zhǎng)石英片巖，呈單脈或網(wǎng)脈狀石英產(chǎn)出。金屬硫化物常與硅質(zhì)共生，作為膠結(jié)物充填構(gòu)造裂隙，故硅化與成礦關(guān)系密切。

(2)綠泥石化。分布廣泛，幾乎所有的蝕變帶及其圍巖均有不同程度的綠泥石化，近礦部位易形成綠泥蝕變巖，綠泥石含量可達(dá)80%～90%，綠泥石均呈葉片狀定向分布，主要為黑云母、透閃石、陽(yáng)起石進(jìn)一步蝕變的礦物。局部綠泥石中有黑云母及透閃石、陽(yáng)起石殘晶。

(3)黃鐵礦化。在礦體中分布甚廣，黃鐵礦呈淡黃色熔蝕不規(guī)則細(xì)粒狀，部分呈半自形晶散布于礦石和巖石中，粒徑一般為0.01～0.05 mm，大者可達(dá)0.3～0.6 mm。黃鐵礦化與礦石品位和礦體厚度關(guān)系密切，常與硅化迭加，多呈浸染狀亦見(jiàn)團(tuán)塊狀。

綜上所述：礦床形成的主體作用為海底火山熱液噴流，但礦床形成后經(jīng)歷了強(qiáng)烈的剪切應(yīng)力改造，伴隨構(gòu)造地層地體不同巖塊的堆垛疊置與菱形網(wǎng)絡(luò)式拼貼，礦體的空間分布遵循構(gòu)造規(guī)律呈斜列或反多米諾式展布。礦石組構(gòu)及圍巖蝕變的某些特點(diǎn)亦反映了礦床經(jīng)歷了退變作用下熱液成礦作用的改造。

5找礦標(biāo)志

(1)直接找礦標(biāo)志。二郎坪巖群或秦嶺巖群中不同巖性的接觸帶，硅化、綠泥石化、黃鐵礦化構(gòu)造蝕變帶，NW—SE向的區(qū)域韌脆性斷裂構(gòu)造及與其斜交的次級(jí)斷裂構(gòu)造。

(2)間接找礦標(biāo)志。區(qū)域TM影像上的NW—SE向斷裂與區(qū)域構(gòu)造線吻合，并與礦區(qū)呈長(zhǎng)條狀的銅、鋅綜合異常套合。

參考文獻(xiàn)

[1]河南省地質(zhì)礦產(chǎn)局.河南省區(qū)域地質(zhì)志[M].北京：地質(zhì)出版社，1989.

[2]河南省地質(zhì)礦產(chǎn)廳.河南省地質(zhì)礦產(chǎn)志[M].北京：中國(guó)展望出版社，1992.

(收稿日期2015-09-17)

劉奎松(1983—)，男，工程師，464000 河南省信陽(yáng)市東方紅大道527號(hào)。