河南盧氏南峪溝銻礦床微量元素特征及成礦物質(zhì)來(lái)源分析

陳卓 周傳芳 梁中愷

摘要：南峪溝銻礦床地處河南省盧氏縣，大地構(gòu)造上位于北秦嶺構(gòu)造帶朱夏斷裂的南側(cè)。礦體呈脈狀和似層狀，由中元古代峽河群、雙槐樹(shù)斷裂南側(cè)的次級(jí)斷裂和褶皺轉(zhuǎn)折端附近的層間破碎帶控制。礦石中的輝銻礦呈針狀賦存于灰黑色玉髓中，礦石呈角礫狀、網(wǎng)脈狀和塊狀構(gòu)造。通過(guò)在礦體和兩側(cè)圍巖中的系統(tǒng)取樣，發(fā)現(xiàn)在近礦體的圍巖中存在Sb元素含量的低值區(qū)，銻礦石Sr/Ba、Co/Ni的比值以小于1為主，顯示了沉積特征，說(shuō)明成礦物質(zhì)應(yīng)來(lái)源于地層。結(jié)合礦區(qū)地質(zhì)特征及前人研究成果，認(rèn)為是熱液沿?cái)嗔严蛏线\(yùn)移，萃取了圍巖的部分成礦物質(zhì)，在中—低溫條件下，在斷裂的有利位置成礦。

關(guān)鍵詞：河南；南峪溝；銻礦；微量元素；成礦物質(zhì)來(lái)源

河南省盧氏縣南部的北秦嶺構(gòu)造帶是尋找銻、金的有利地區(qū)[1]，二十世紀(jì)90年代初期，地質(zhì)人員在盧氏縣南部，沿朱夏斷裂的南側(cè)，通過(guò)化探發(fā)現(xiàn)一條呈NWW向延伸且具有相當(dāng)規(guī)模的銻元素地球化學(xué)異常帶[2]，南峪溝銻礦床即位于朱夏斷裂帶南側(cè)。已有學(xué)者對(duì)南峪溝鄰近礦區(qū)的構(gòu)造控礦特征、礦石組構(gòu)、同位素、包裹體成分進(jìn)行了部分研究[2-7]，顯示礦體由地層和構(gòu)造共同控制，硫具有深源特征，成礦溫度為中偏低溫。多數(shù)學(xué)者認(rèn)為成礦物質(zhì)來(lái)源為地層，也有學(xué)者認(rèn)為礦質(zhì)來(lái)源于深部巖漿熱液[2]，關(guān)于成礦物質(zhì)來(lái)源還有待進(jìn)一步討論。本次通過(guò)分析南峪溝礦石和圍巖一定范圍內(nèi)Sb元素的含量，并結(jié)合礦床地質(zhì)特征及前人研究成果，對(duì)南峪溝銻礦床成礦物質(zhì)來(lái)源進(jìn)行了討論，以期為找礦提供進(jìn)一步的理論依據(jù)。

1.地質(zhì)概況

1.1區(qū)域地質(zhì)背景

南峪溝銻礦床位于北秦嶺構(gòu)造帶的南部，北秦嶺構(gòu)造帶最初是在羅迪尼亞大陸裂解時(shí)從揚(yáng)子板塊分裂出來(lái)的微板塊[8]，先后經(jīng)歷了加里東期、海西期、印支期和燕山期運(yùn)動(dòng)[9]，其主要地層為秦嶺群（部分地層新劃為峽河群[10]）、寬坪群、二郎坪群及少量早古生代、三疊系的海相碎屑巖和碳酸鹽巖[11]。區(qū)域上主要斷裂為瓦穴子斷裂和朱夏斷裂，瓦穴子斷裂總體走向NWW，以南傾為主，將二郎坪群和寬坪群分別分割于南、北兩側(cè)。朱夏斷裂是一個(gè)逆沖推覆構(gòu)造帶，包括多條斷裂，這些斷裂或平行或分支復(fù)合，具有多期活動(dòng)性[12]，總體走向NWW，南側(cè)為秦嶺群、峽河群，北側(cè)為二郎坪群（圖1）。北秦嶺構(gòu)造帶早元古代、古生代、中生代都有巖漿活動(dòng)，尤其以中生代中酸性巖侵入活動(dòng)強(qiáng)烈。

1.2礦區(qū)地質(zhì)

研究區(qū)內(nèi)主要出露中元古界峽河群界牌組，總體走向290°～310°，傾向NNE—NE，傾角55°～65°，主要巖性為大理巖、黑云石英片巖、二云石英片巖、絹云石英片巖和斜長(zhǎng)角閃巖。主要控礦構(gòu)造為雙槐樹(shù)斷裂（屬朱夏斷裂一部分）南側(cè)的次級(jí)斷裂，總體呈NWW向展布，具有陡傾斜的特征，斷裂中可見(jiàn)角礫巖及糜棱巖，角礫成分為大理巖、云母石英片巖等，除此之外，控礦構(gòu)造還有產(chǎn)于褶皺轉(zhuǎn)折端附近的層間破碎帶。區(qū)內(nèi)巖漿巖主要是侵位于地層內(nèi)的斜長(zhǎng)角閃巖，呈墨綠色，在平面上呈脈狀出露，多為順層侵入，可見(jiàn)隨地層褶皺而褶皺（圖2），局部見(jiàn)到斜切地層，有的因區(qū)域變質(zhì)作用而產(chǎn)生片理化。

1.3礦床地質(zhì)

銻礦體賦存于朱夏斷裂南側(cè)的次級(jí)斷裂及褶皺轉(zhuǎn)折端附近的層間破碎帶中，次級(jí)斷裂中的礦體一般呈舒緩波狀延伸，形態(tài)為脈狀、透鏡狀，嚴(yán)格受斷裂控制，具有分支復(fù)合等現(xiàn)象，其主礦體賦存于次級(jí)斷裂中，總體走向290°～320°，傾向200°～230°，傾角75°～85°，厚0.20m～ 2.34m；層間破碎帶中的礦體呈似層狀，產(chǎn)狀較緩，傾角相對(duì)較小，為35°～50°。礦石中輝銻礦為自形—半自形針狀結(jié)構(gòu)，賦存于灰黑色玉髓中，為負(fù)角礫狀、正角礫狀、網(wǎng)脈狀、和塊狀構(gòu)造，負(fù)角礫狀構(gòu)造中角礫成分為圍巖和石英，灰黑色玉髓為膠結(jié)物；正角礫狀中角礫成分為灰黑色玉髓，膠結(jié)物為白色石英，正角礫狀構(gòu)造較少見(jiàn)；網(wǎng)脈狀表現(xiàn)為灰黑色玉髓充填圍巖的裂隙形成礦石；塊狀構(gòu)造幾乎全部由灰黑色玉髓組成。礦石中金屬礦物主要為輝銻礦、黃鐵礦，脈石礦物主要為石英、白云母、方解石，副礦物為榍石、磷灰石等。

圍巖蝕變主要有硅化、黃鐵礦化、碳酸鹽化、綠泥石化、綠簾石化、絹云母化和高嶺土化等。硅化產(chǎn)物有白色石英和灰黑色玉髓兩種，灰黑色玉髓為成礦階段產(chǎn)物，與礦化關(guān)系極為密切；黃鐵礦化在礦體和圍巖中都有分布，分布不均勻，呈星點(diǎn)狀；碳酸鹽化產(chǎn)物為方解石脈，有時(shí)在圍巖中可見(jiàn)方解石晶洞；綠泥石化、綠簾石化、絹云母化等與圍巖巖性有一定關(guān)系，當(dāng)圍巖是斜長(zhǎng)角閃巖時(shí)以綠泥石化、綠簾石化為主，圍巖是云母石英片巖類時(shí)以絹云母化、高嶺土化為主。

根據(jù)礦體、礦石產(chǎn)出特征，可將成礦過(guò)程分為三個(gè)階段，第一階段為硅化和黃鐵礦化，主要產(chǎn)物為白色石英和黃鐵礦，第二階段為硅化和輝銻礦化，主要產(chǎn)物為灰黑色玉髓和輝銻礦，第三階段為硅化和碳酸鹽化，主要產(chǎn)物為白色石英和方解石。

2.微量元素特征

2.1樣品采集與測(cè)試

本次微量元素樣品采自南峪溝的2個(gè)鉆孔ZK0201和ZK0400及3個(gè)坑道PD1、PD1SM、和PD4SM，共計(jì)110個(gè)樣品，其中礦化較好處樣品11個(gè)，礦體兩側(cè)蝕變圍巖樣品99個(gè)。每種不同巖性均采樣，同種巖性分布范圍較大時(shí)一般鉆孔中采樣間距為3m～5m左右，坑道中采樣間距為0.5m～ 2m左右，采用砸塊方法。所采樣品送到河南省地礦局地勘一院巖礦檢測(cè)中心進(jìn)行測(cè)試，其中As、Sb采用原子熒光法，其他元素采用ICP-MS方法。

2.2礦化剖面微量元素變化特征

通過(guò)做Sb元素在剖面上的含量變化曲線，并對(duì)Sb含量進(jìn)行二次平差，可見(jiàn)ZK0201中Sb元素含量從礦體到圍巖總體上是降低的，但在礦體底板圍巖（圖右側(cè)）可見(jiàn)上升的趨勢(shì)（圖3A）。ZK0400中Sb元素從礦體到圍巖總體上是降低的，但在頂板圍巖處（圖左側(cè)）可見(jiàn)一含量低值區(qū)（圖3B）。PD1中Sb元素具有3個(gè)峰值，Sb元素含量從礦體到圍巖逐漸降低（圖3C）。PD1SM中，Sb元素含量從礦體到圍巖總體上逐漸降低，但在圖的左端隨著遠(yuǎn)離礦體，有開(kāi)始上升的趨勢(shì)（圖3D）。PD4SM中Sb元素含量具有從礦體到圍巖逐漸降低的特征，其高值區(qū)的范圍較大，這與坑道中礦化范圍較大有關(guān)（圖3E）。

3.成礦物質(zhì)來(lái)源

洪百雄（2010）[16]在研究甘肅禮縣泰山銻礦成因時(shí)，通過(guò)計(jì)算臨區(qū)銻礦石Sr/Ba、Co/Ni的比值，當(dāng)值都小于1時(shí)，說(shuō)明是沉積成因。本次通過(guò)計(jì)算研究區(qū)礦化體樣品的Sr/Ba（≤0.5）、Co/Ni比值（0.17～8.12），以<1為主，基本符合上述規(guī)律（表2），說(shuō)明銻最初的來(lái)源是沉積作用，與微量元素結(jié)論相符。大河溝礦區(qū)4個(gè)輝銻礦樣品的硫同位素顯示礦石中硫具有深部來(lái)源的特征，王莊礦區(qū)中石英包裹體液相成分顯示其成礦熱液以巖漿水為主，混合了部分大氣降水；王莊礦區(qū)輝銻礦包裹體爆裂溫度為206℃～209℃，大河溝礦區(qū)輝銻礦包裹體均一溫度為110℃～230℃[7]，屬中偏低溫。銻的沉淀不僅需要溫度的降低，還需要pH的變化[17]，綜上所述，結(jié)合礦體受地層和斷裂的雙重控制，礦體賦存于斷裂和層間破碎帶中，與硅化關(guān)系密切，認(rèn)為南峪溝礦床中銻最初來(lái)源于峽河群沉積作用，后經(jīng)攜帶深源硫的熱液沿?cái)嗔堰\(yùn)移并萃取圍巖成礦物質(zhì)，隨著溫度降至中—溫階段及pH的變化，最終在斷裂的有利部位沉淀成礦，屬中—低溫?zé)嵋撼涮罱淮弯R礦床。

4.結(jié)論

4.1南峪溝銻礦礦體產(chǎn)于中元古界峽河群界牌組中，嚴(yán)格受雙槐樹(shù)斷裂（屬朱夏斷裂一部分）南側(cè)的次級(jí)斷裂和層間破碎帶控制，礦體呈脈狀和似層狀，礦石以負(fù)角礫狀、正角礫狀、網(wǎng)脈狀和塊狀構(gòu)造為主，銻礦化與硅化關(guān)系密切，輝銻礦賦存于灰黑色玉髓之中。

4.2圍巖Sb元素含量普遍高于地殼平均豐度，在礦體圍巖中存在Sb元素含量的低值區(qū)，由于蝕變規(guī)模及采樣范圍不同，一些礦化剖面上圍巖中低值區(qū)未顯示完全，多數(shù)礦石Sr/Ba、Co/Ni值小于1。

4.3礦床中銻最初來(lái)源于沉積作用，南峪溝銻礦是由熱液從地層中萃取了成礦物質(zhì)并在斷裂的有利部位成礦形成，屬中—低溫?zé)嵋撼涮罱淮弯R礦床。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊榮華，孟憲剛，等；東秦嶺盧氏地區(qū)構(gòu)造控礦的地球化學(xué)判斷[J].地質(zhì)與勘探2012， 48 （2）： 207-214.

[2]王夏濤，溫森坡，喬保龍，等；河南省盧氏縣南部銻礦化構(gòu)造控礦特征及找礦設(shè)想[J].甘肅科技， 2009， 25（3）： 43-44.

[3]張瑩.河南省盧氏縣王莊銻礦床地質(zhì)特征及成因淺析[A].河南地球科學(xué)通報(bào)2010年卷（上）， 179-182.

[4]張正偉，張建軍，黃海明，等；東秦嶺北銻—汞礦帶礦床特征及其構(gòu)造控制作用[J].礦物巖石地球化學(xué)通報(bào)， 2007， 26（2）： 185-189.

[5]王全義.河南省盧氏縣南峪溝銻礦區(qū)銻礦特征[J].國(guó)土資源， 2012， 6： 42-45.

[6]伏雄，門道改，李娜，等；河南大河溝—掌耳溝銻礦田地質(zhì)特征及找礦潛力初評(píng)[J].礦產(chǎn)勘查， 2012， 5（3）： 624-631.

[7]楊琳，王昊，閆石，等；河南王莊銻礦床地質(zhì)特征、礦床成因與找礦方向探討[J].地質(zhì)與勘探， 2010， 46（5）： 844-850.

[8]WuYB，ZhengYF.Tectonicevolutionofacompositecollisionorogen： anoverviewontheQinlingTongbai–Hong’an–Dabie–Suluorogenic beltinCentralChina[J].GondwanaRes.2013，23，1402-1428.

[9]付治國(guó)，甕紀(jì)昌，燕長(zhǎng)海，等；東秦嶺冷水北溝鉛鋅銀礦床同位素地球化學(xué)特征[J].物探與化探， 2010， 34（1）： 34.

[10]燕長(zhǎng)海，劉國(guó)印，彭翼，等；豫西南地區(qū)鉛鋅銀成礦規(guī)律[M].北京：地質(zhì)出版社， 2009， 1-304.

[11]G. Wu， Y. Chen， Z. Li， et al. Geochronology and fluid inclusion study of the Yinjiagou porphyry–skarn Mo–Cu–pyrite deposit in the East Qinling orogenic belt， China[J]. Journal of Asian Earth Sciences， 2014， 79： 585-607.

[12]張歡.朱陽(yáng)關(guān)一夏管斷裂帶構(gòu)造樣式與變形分析[D].合肥：合肥工業(yè)大學(xué)， 2012， 11-13.

[13]肖光富，亢瑜，邱順才，等；河南省盧氏縣南峪溝銻礦詳查報(bào)告[R].河南：盧氏縣地質(zhì)勘查研究所， 2013.

[14]黎彤.化學(xué)元素的地球豐度[J].地球化學(xué)， 1976， （3）： 167-173.

[15]馬東升，潘家永，解慶林，等；湘中銻（金）礦床成礦物質(zhì)來(lái)源[J].礦床地質(zhì)， 2002， 21（3）： 366-376.

[16]洪百雄.甘肅禮縣泰山銻礦地質(zhì)特征及礦床成因探討[J].甘肅科技， 2010， 26（7）： 37-40.

[17]A.A. Obolensky， L. V. Gushchina， A.S. Borisenko， et al. Computer thermodynamic modeling of the transport and deposition of Sb and Au during the formation of Au-Sb deposits[J]. Russian Geology and Geophysics， 2009， 950-964.