豫西南馬市坪鉛鋅銀礦集區(qū)地質(zhì)特征與深部成礦預(yù)測(cè)

楊林楠，郭大鵬，李 嵐，陳 靜，馬 麗

(河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第一地質(zhì)大隊(duì)，河南 鄭州 450016)

1 區(qū)域地質(zhì)背景

馬市坪鉛鋅銀礦集區(qū)[1-2]位于北秦嶺褶皺帶東段，欒川—維摩寺韌性剪切帶南側(cè)，五垛山復(fù)式花崗巖基北部邊緣地帶。區(qū)內(nèi)褶皺斷裂構(gòu)造發(fā)育，巖漿活動(dòng)頻繁，變質(zhì)變形作用強(qiáng)烈，物化遙感異常豐富，成礦條件十分有利。自西向東依次有鉛廠鉛鋅礦、銀洞山鉛鋅礦[3-5]、杜家莊鉛鋅礦、馬市坪鉛鋅礦、貫溝金礦、銀山溝鉛鋅礦等礦床(點(diǎn))，這些礦床(點(diǎn))沿?cái)嗔殉蕩罘植迹谧呦蛏线b相呼應(yīng)，礦體特征和圍巖蝕變相似，具有典型的構(gòu)造控礦特征。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

圖1 馬市坪礦集區(qū)地質(zhì)遙感解譯圖

3 礦區(qū)地球物理及遙感地質(zhì)特征

3.1 礦區(qū)地球物理特征

區(qū)內(nèi)太古代變質(zhì)巖地層具有較強(qiáng)磁性反應(yīng)，是區(qū)內(nèi)引起磁異常的主要地層。上元古界欒川群無(弱)磁性，中新生界地層白堊系、侏羅系砂礫巖具弱磁性，其余地層均無磁性反應(yīng)。具有蝕變礦化的巖石，如硅化大理巖，硅化黃鐵礦化、方鉛礦化、閃鋅礦化碎裂巖等，也具有弱磁性，與圍巖不易區(qū)分。

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)[6]。

區(qū)內(nèi)鉛鋅礦、黃鐵礦表現(xiàn)為高極化率、低電阻率的電性特征，各類圍巖則主要表現(xiàn)為高電阻率、低極化率特征，硫化物礦石與其圍巖具有明顯的電性差異。雖然含炭大理巖、炭質(zhì)千枚巖和石煤等也具有低阻高極化的電性特征，但極化率強(qiáng)度相對(duì)較低，異常寬大，多具區(qū)域性特征。因此在本區(qū)開展電磁法工作，以預(yù)測(cè)隱伏礦化構(gòu)造帶、大致查明其性質(zhì)等，具有較好的電磁法工作前提(見圖2)。

3.2 礦區(qū)遙感地質(zhì)特征

區(qū)內(nèi)遙感構(gòu)造十分發(fā)育，主要表現(xiàn)為線性、環(huán)形和不同的褶皺構(gòu)造，尤其前兩種具有明顯的遙感特征。區(qū)內(nèi)共發(fā)育5條環(huán)形構(gòu)造(見圖1)，最小直徑約0.7 km，最大直徑約2 km，屬于中小型環(huán)。一般認(rèn)為，環(huán)形構(gòu)造主要是地殼下層熱動(dòng)力巖塊向上沖刺的結(jié)果，當(dāng)熱動(dòng)力處在由封閉環(huán)境向開放空間轉(zhuǎn)化過程中，隨著地質(zhì)背景和邊界條件的變化，能夠在地殼表層留下規(guī)模大小不一、形態(tài)各異的環(huán)形影像特征。就本區(qū)而言，環(huán)形構(gòu)造主要與巖漿侵入和局部斷裂變動(dòng)有關(guān)。線性構(gòu)造在區(qū)內(nèi)以北西—南東向和北東—南西向分布為主，其中北西—南東向?yàn)閰^(qū)內(nèi)的主構(gòu)造線方向，與脈狀礦體分布關(guān)系較密切。小型環(huán)形構(gòu)造常見于小侵入體接觸帶或隱伏巖體之上的蓋層中，往往控制著礦田與礦床分布，具有較為直接的找礦意義。線、環(huán)疊加復(fù)合部位礦化往往比較顯著[7]。

圖2 馬市坪鉛鋅礦區(qū)1 000線視極化率、視電阻率剖面圖

4 礦床地質(zhì)特征

礦床分布主要受北西西向主干斷裂構(gòu)造控制，礦體賦存于次級(jí)構(gòu)造帶頂?shù)装寤驇r體接觸帶附近的碳酸鹽圍巖中，以脈狀、透鏡狀、雞窩狀為主。構(gòu)造帶具有擠壓破碎和片理化特征，具有多期次構(gòu)造和熱液充填。構(gòu)造帶中鉛鋅礦主要呈脈狀、團(tuán)塊狀、角礫狀，圍巖中鉛鋅礦呈細(xì)脈狀、浸染狀，主要為熱液沿裂隙浸入交代，形成近礦圍巖礦體。礦體具有厚而富、薄而貧的特征，在傾角陡緩交替部位, 斷裂面凹凸轉(zhuǎn)變處控制了礦體和富礦段的分布。易沿構(gòu)造走向或傾向形成脈狀、雞窩狀、透鏡狀、豆莢狀礦體。礦石結(jié)構(gòu)主要為自形—半自形粒狀結(jié)構(gòu)、交代溶蝕結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造主要為塊狀構(gòu)造、細(xì)脈-網(wǎng)脈狀構(gòu)造、星點(diǎn)狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造，局部見有條帶狀構(gòu)造、稠密浸染狀構(gòu)造、層紋狀構(gòu)造。

5 礦床成因及成礦作用

對(duì)比欒川礦集區(qū)的礦床特征，結(jié)合該區(qū)成礦地質(zhì)條件和典型礦床特征，認(rèn)為該區(qū)礦床成因類型主要為中—低溫?zé)嵋撼涮罱淮豌U鋅礦床，深部可能存在斑巖型或矽卡巖型礦床。

區(qū)內(nèi)成礦期次主要為燕山晚期，成礦作用主要表現(xiàn)為以下特點(diǎn)：加里東期—印支期造山運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，形成NWW—NW向深大斷裂及一系列復(fù)雜的中小型次級(jí)斷裂構(gòu)造，巖漿沿構(gòu)造侵入，促使欒川群地層中Pb、Zn等成礦元素得到初步的富集。燕山期的伸展構(gòu)造作用，造成區(qū)內(nèi)NWW 向、NE向、NW向、近SN向等次級(jí)斷裂呈網(wǎng)格狀分布且十分發(fā)育。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。燕山晚期，在陸內(nèi)碰撞或逆沖推覆作用下使得下地殼增厚，在向伸展機(jī)制轉(zhuǎn)換的過程中，下地殼處于強(qiáng)烈的減壓增溫條件下，產(chǎn)生部分熔融。同時(shí)地幔巖漿上涌，并攜帶大量成礦物質(zhì)，沿著NWW向深大斷裂向淺部運(yùn)移，并在周邊次級(jí)斷裂或背斜等構(gòu)造薄弱部位侵位，形成株?duì)罨蛑畹幕◢彴邘r體和斑巖型鉬鎢礦。在這些酸性侵入體和欒川群碳酸鹽類巖石的接觸帶及其附近，由含礦熱液交代作用而形成矽卡巖型礦床。同時(shí)在遠(yuǎn)離巖體的外圍，含礦熱液與圍巖發(fā)生中低溫?zé)嵋航淮磻?yīng)，由于物理化學(xué)條件的改變使成礦元素聚集沉淀，最終在成礦有利部位(NWW—NW向中小型斷裂構(gòu)造處)富集成礦。

6 成礦規(guī)律

參照欒川南泥湖礦田自內(nèi)向外分布有：特大型鉬鎢礦-矽卡巖型多金屬礦-中低溫?zé)嵋撼涮钚豌U鋅礦床的成礦規(guī)律[8]，類比研究區(qū)地質(zhì)特征和成礦環(huán)境，認(rèn)為該區(qū)具有深部斑巖型鉬鎢礦-中深部矽卡巖型多金屬礦-淺部脈狀中低溫?zé)嵋航淮豌U鋅礦床的成礦模式。三者均屬于燕山期巖漿期后熱液充填、交代成因的多金屬礦床,在時(shí)空上具有一定的內(nèi)在聯(lián)系, 共同構(gòu)成了一個(gè)與燕山期中酸性小巖體有關(guān)的成礦系列。

6.1 斑巖型鉬鎢礦的礦化富集規(guī)律

(1)欒川地區(qū)燕山期中酸性侵入巖主要受NWW、NE向兩組斷裂交匯控制，具有北西成帶、北東成行的分布特點(diǎn)[9]。研究區(qū)成礦背景和地質(zhì)特征均與欒川地區(qū)相似，推測(cè)在鉛廠—貫溝—銀山溝一帶，外口—跑馬嶺斷裂以北，隱伏斑巖體也具有成帶成行分布的特點(diǎn)。

(2)斑巖體主要沿構(gòu)造薄弱位置上侵，受熱動(dòng)力和氣體揮發(fā)作用，在巖體內(nèi)部或附近圍巖中形成角礫巖筒，具細(xì)脈-網(wǎng)脈狀、角礫狀構(gòu)造。而在研究區(qū)南部貫溝—銀山溝一帶的正長(zhǎng)斑巖及圍巖中，這種構(gòu)造特征尤為明顯。

(3)區(qū)內(nèi)圍巖蝕變發(fā)育，且具有分帶特征：貫溝—銀山溝一帶鉀化發(fā)育，具浸染狀黃鐵礦、黃銅礦，少量的輝鉬礦等礦化；往北到杜家莊—丁家莊一帶，主要有硅化、絹云母化、綠泥石化、鉀化、角礫巖化等蝕變，具細(xì)脈-網(wǎng)脈狀褐鐵礦化、細(xì)脈浸染狀黃鐵礦化等礦化；泥化帶和青磐巖化帶不甚發(fā)育，在F1斷裂帶南側(cè)附近見黑云綠泥角閃巖。

6.2 矽卡巖型多金屬礦的礦化富集規(guī)律

(1)矽卡巖型礦床推測(cè)形成于貫溝—銀山溝一帶中深部，燕山期中酸性巖體外圍。圍巖主要為碳酸鹽類巖石，例如本區(qū)的白云質(zhì)(石)大理巖等碳酸鹽類巖石。因此，中酸性巖體和碳酸鹽類巖石是形成矽卡巖型礦床的主要巖性標(biāo)志。

(2)構(gòu)造對(duì)矽卡巖型礦床的形成有重要的控制作用。對(duì)礦體形態(tài)、分布和規(guī)模有影響的地質(zhì)構(gòu)造主要有下列幾類：接觸帶構(gòu)造；圍巖層理和層間破碎帶；斷裂和裂隙；褶皺構(gòu)造；圍巖捕虜體等。

6.3 中低溫?zé)嵋好}狀鉛鋅礦的礦化富集規(guī)律

(1)熱液脈狀鉛鋅礦主要發(fā)育在貫溝—銀山溝一帶淺部，以及杜家莊—丁家莊一帶，礦體受控于構(gòu)造破碎帶，具擠壓破碎特征，被后期硅化、碳酸鹽化交代，鉛鋅礦呈塊狀、角礫狀、細(xì)脈狀，暗示其具多期構(gòu)造成礦的特征。

(2)脈狀礦體具多期次構(gòu)造疊加成礦的特點(diǎn)，區(qū)內(nèi)構(gòu)造錯(cuò)綜復(fù)雜、相互錯(cuò)斷，造成礦體沿走向和傾向易形成雁列狀分布礦體。

(3)脈狀礦體具有厚而富、薄而貧的特征，在傾角陡緩交替部位, 斷裂面凹凸轉(zhuǎn)變處控制了礦體和富礦段的分布。

7 深部成礦分析及預(yù)測(cè)

本區(qū)位于欒川—維摩寺區(qū)域性斷裂成礦帶上，經(jīng)歷了多期次的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)。尤其是燕山期斷裂活動(dòng)較頻繁，造成區(qū)內(nèi)NWW 向、NE向、NW向、近SN向等次級(jí)斷裂呈網(wǎng)格狀分布且十分發(fā)育[10]。地體內(nèi)呈網(wǎng)格狀分布的次級(jí)斷裂為礦體的發(fā)育、形成提供了含礦熱液的通道和沉淀富集的容礦構(gòu)造。同時(shí)斷裂又可使地下深處的巖漿熱液沿?cái)嗔焉仙聿糠殖傻V物質(zhì)。隨著物理、化學(xué)條件的改變，溫度降低，壓力減小，故在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境下，成礦物質(zhì)逐漸結(jié)晶析出，賦存在巖體頂部、斷裂構(gòu)造及附近的圍巖裂隙等有利場(chǎng)所，形成多金屬礦床。

通過對(duì)貫溝礦區(qū)ZK001、ZK002鉆孔見礦情況分析，該區(qū)深部存在斑巖型鉬鎢礦，地表及中淺部主要為熱液脈狀多金屬礦，且具有從下往上由高溫到低溫的元素分帶特征。ZK001在570 m左右見有低品位斑巖型鉬礦，455 m處見脈狀鉬礦，上部見脈狀鉛鋅礦及鉛鋅礦化構(gòu)造蝕變帶。ZK002雖未見礦，但是穿過多層礦化構(gòu)造蝕變帶及主干斷裂F2。結(jié)合斑巖型鉬鎢礦和熱液脈狀鉛鋅礦成礦規(guī)律，對(duì)深部礦體進(jìn)行了預(yù)測(cè)。根據(jù)預(yù)測(cè)，貫溝—銀山溝一帶斑巖型鎢鉬礦埋深在400 m左右，斑巖體與碳酸鹽圍巖接觸帶附近可能存在矽卡巖，遠(yuǎn)離巖體上部圍巖中因網(wǎng)格狀分布的次級(jí)斷裂構(gòu)造發(fā)育，形成雁列式分布的脈狀礦體(見圖3)。

圖3 貫溝礦區(qū)ZK001、ZK002鉆孔剖面見礦及預(yù)測(cè)圖

8 結(jié) 論

(1)礦體受地層、構(gòu)造、巖漿巖“三位一體”的控制。主要成礦期為燕山期，成礦作用主要表現(xiàn)為以火山熱液交代作用為主，深部可能存在斑巖—矽卡巖型礦體。

(2)成礦熱液主要來自于殼幔混合源巖漿，其沿著NWW向深大斷裂向淺部運(yùn)移，易在周邊次級(jí)斷裂或背斜等構(gòu)造薄弱部位侵位，形成株?duì)罨蛑畹幕◢彴邘r體和斑巖型鉬鎢礦。

(3)預(yù)測(cè)斑巖鉬礦體埋深在400 m左右，斑巖體與碳酸鹽圍巖接觸帶附近可能存在矽卡巖，遠(yuǎn)離巖體上部圍巖中因網(wǎng)格狀分布的次級(jí)斷裂構(gòu)造發(fā)育，形成雁列式分布的脈狀礦體。