探究河南熊耳山西段银铅锌矿床成矿作用及找矿预测

1、    探究河南熊耳山西段银铅锌矿床成矿作用及找矿预测    简新玲陈晓利摘要河南省熊耳山西段是河南金、银、铅、锌等矿产集中产出地区之一，随着华北和扬子两大板块在中生代初期的早-中三叠世（tv）最终全面的陆-陆碰撞形成秦岭造山带，华北克拉通南缘卷入秦岭造山带的陆内演化过程中，由于地壳与地幔的相互作用致使本区的构造及岩浆活动频繁而强烈，随着成矿流体活动的持续加强，从而发生了大规模的成矿作用，形成了多期次，多矿种，规模大小不一的贵金属及有色金属矿床。关键词熊耳山西段 背景 成矿作用 找矿预测 f407.1 文献码 b 1000-405x（2015）-8-93

2、-11区域成矿地质背景1.1大地构造位置熊耳山西段位于华北地块南缘，按照秦岭一大别构造纲要图中的划分，华北地块南缘属秦岭造山带的一个二级构造单元，该构造单元北以潼关一三门峡一鲁山一舞阳断裂为界，其北部为华北地块的稳定地体，南以洛南一栾川一方城一明港断裂（f3）为界，其南部为北秦岭构造带，该构造单元为秦岭造山带内的一个二级构造单元，华北地块南缘最西为陕西的临潼，经过河南省灵宝，洛宁、蒿县、汝阳、鲁山、舞阳，向东到确山，呈北西西-南东东向弧形延展（图1）。1.2区域地质本区地层的一个突出的特点为双层结构，即基底地层为克拉通结晶基底，盖层为熊耳群火山岩系和中晚元古界沉积岩系；区域上构造以近东西向为主

3、，局部叠加有北东向构造，本区变质核杂岩体发育；本区岩浆岩分布广泛，岩浆活动从太古宙至新生代均有发生，以中生代为主，区内矿产以金、银、铅、锌、钼等为主，矿产资源极其丰富。1.2.1构造区域基本构造格架为近东西向的拆离-变质核杂岩构造，太华群与熊耳群间的不整合面为拆离断层的主滑动面，除主拆离带本身是储矿构造外，其上下盘众多ne-nne向等压剪性断裂带和次级缓倾破碎带也成为金银矿脉的储矿构造。1.2.2岩浆岩区内岩浆活动频繁，自新太古代、元古宙到中生代皆有活动，具多旋回，多期次特点。新太古代岩浆活动表现为基性一中酸性火山喷发及ttg岩系和花岗岩、花岗伟晶岩脉侵入；中元古代表现为熊耳群火山岩喷发及次火

4、山岩脉侵入；早古生代表现辉绿岩脉、闪长岩脉侵入；中生代早期表现为正长斑岩（脉）侵入；晚中生代表现为辉绿岩脉、花岗斑岩及花岗岩基侵入。太古宙岩浆岩主要表现为广泛的基性-中基性酸性火山岩的喷发作用和超基性岩的侵入活动，岩石遭受后期强烈的区域变质和混合岩化作用后，已变质成为各类片麻岩、斜长角闪岩和混合岩类。晚太古代本区广泛出露ttg质片麻岩，以原太华群花岗质片麻岩为代表，是本区晚太古代地壳的主要组成部分。太华杂岩经历了多期构造一热事件改造，变质作用和混合岩化强烈，变质程度为角闪岩相。主要岩性为黑云斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩、斜长角闪岩、黑云变粒岩、石英岩等，岩石片麻理发育呈近东西向展布，与区域构造线

5、一致。晚期伴随有一系列的基性-超基性岩脉（体）的侵入。中元古代以熊耳群火山岩的大面积裂隙式喷溢为主，晚期伴随一些中基性-酸性岩脉的侵入，如区内广泛分布于太华群地层中的辉绿岩、辉绿玢岩、闪长岩、石英闪长岩等多为此期产物。中生代燕山期岩浆岩是本区规模最大的一次岩浆活动，按岩体的大小和岩相分为两类：深成相重溶型花岗岩岩基（花山岩体、金山庙岩体和五丈山岩体等）和浅成相同熔型花岗斑岩类小岩体及其伴生的隐爆角砾岩体（筒）等，它们对本区矿床的形成和分布有重要的控制作用。本区金银矿化与花岗岩类的成因联系，都是受陆内a型俯冲活动的宏观控制的。由于板块的长期俯冲，温度升高、压力增大，下地壳部分基底巖系重培形成花岗

6、岩浆。这类花岗岩由于混溶了太华群物质，金含量是比较高的，一般在3.62-8.72×10-9。这就为以后金矿的形成提供了衍生的源体。岩浆期后热液会带来一定数量的金，但更重要的是由于岩浆岩的侵入活动，会形成大量的热水溶液聚集，在运移过程中驱使地层中的金元素活化、转移，在有利的地质构造部位富集成矿。1.2.3区域银、铅、锌元素分布特征据在熊耳山地区西、中、东三条实测岩石地层地球化学剖面636件样品测试统计计算结果显示。熊耳山地区地层中银丰度值为0.038×10-6，不同时代地层显示，太华群0.044×10-6，熊耳群0.039×10-6，官道口群0.023&#

7、215;10-6，不难看出，地层时代由新到老，银元素分布出现明显富集，太华群地层中银的富集最明显。太华群地层由一套古老变质岩组成，且混合岩化明显，分析结果显示，在太华群不同变质岩中，随着混和岩化程度的提高，银元素趋于明显富集特点，均质混合岩银平均值达到0.12×10-6，居区域太华群不同类型岩石之首。熊耳山地区地层中铅、锌二元素丰度值变化具有明显的相似性，区域丰度值铅为17.08×10-6，锌为80.52×10-6，不同时代地层显示。铅：太华群13.87×10-6，熊耳群 17.13×10-6，官道口群 14.54×10-6；锌：太华

8、群 53.93 ×10-6，熊耳群98.37×10-6官道口群31.15×10-6，显示熊耳群明显富集的特征，熊耳群不同岩石类型对比，随着岩石酸性程度增加，二元素呈同步富集趋时，安山岩类岩石最显著，铅达到23.62×10-6，锌达到116.99×10-6。区域岩浆岩中元素分布特点显示，该区燕山期中酸性岩浆岩银、铅有明显富集（银 0.044×10-6、铅 20.27×10-6）， 而锌则明显贫化（38.70×10-6），而燕山期中酸性岩浆岩之间对比，小岩体明显比大岩体富集（如万村岩体中银0.06×10-6、

9、铅36.69×10-6，明显高于花山岩体），展示该地区燕山期岩浆活动对区域成矿的重要作用。2礦田构造熊耳山北段银、铅、锌矿床（点）主要集中于长垣状熊耳山变质核杂岩体西段核部，尤其是次一级的草沟拆离断层附近。矿田内构造表现形式主要为断层，断层可分为拆离断层及ne向断裂。本区拆离断层带，其产状平缓，由强烈片理化的韧性剪切带、微角砾岩带、绿泥石化碎裂岩带及脆性正断层组成。主拆离断层面位于太华群与熊耳群或新生界沉积之间的不整合面附近，太华群构造层组成变质核杂岩核心，中元古界熊耳群及新生界构造层构成盖层。北拆离断层规模最大，岩石蚀变强烈，拆离断层带内au、ag等成矿元素富集系数较高。ne向断裂

10、：断裂带长度从数百米到十多公里，断层倾向nw或se，倾角较陡，为矿田内主要的容矿构造，多呈带出现，自西向东依次有蒿坪沟构造带、龙王庙-岳坪沟构造带、上宫-八百坡构造带和青岗坪构造带。3成矿作用特征与成矿模式3.1成矿流体特征3.1.1铁炉坪矿床铁炉坪矿床矿石中石英中主要捕获富液相包裹体，除个别样品出现温度不同的两类包裹体外，多数样品均一温度为168.4244.6，平均为203.5，显示铁炉坪矿床成矿处于中低温区间。铁炉坪矿床属浅成中温（200270）低盐度（2.5%7.5%）热液矿床成因，成矿溶液ph值为中酸性-中碱性，估算成矿深度为0.62km。3.1.2沙沟矿床沙沟矿床的成矿阶段可分为石英

11、一黄铁矿阶段、多金属硫化物阶段、方解石一石英阶段。与三个成矿阶段相对应的包裹体其特征也不相同，总体上来看，从早期阶段到晚期阶段，流体包裹体的类型由复杂到简单。多金属硫化物阶段是沙沟矿床的主要成矿阶段，无论从矿物组合还是从流体包裹体来说，这两个阶段与其之前的石英-黄铁矿阶段和其之后的方解石-（石英）阶段都有显著区别。多金属硫化物阶段捕获富液相包裹体（lv型）和个别co2包裹体（c型），这两个阶段流体包裹体反映了主成矿阶段流体的基本特征，结合包裹体气相和液相成分色谱分析以及包裹体初融温度，认为成矿流体应该为中-低温低盐度含c02的20-nacl-kci体系。3.1.3蒿坪沟矿床蒿坪沟矿床石英包裹体

12、均一温度明显出现（191.8238.6，平均217.5）和（252.4299.7，平均272.8）两个区间，前者对应含au黄铁矿-石英脉，后者对应含ag贱金属硫化物-石英脉；类似地，蒿坪沟口花岗斑岩中石英包裹体也可区分出300左右和220左右两类。3.2成矿规律3.2.1控矿因素控矿因素可以分为直接控矿因素和间接控矿因素。本区银铅锌矿床的直接控矿因素有构造和流体，间接控矿因素有地层。而岩浆岩既可以说是直接控矿因素，也可以说是间接控矿因素，原因是我们虽然认为成矿流体是来源于岩浆，但这一认识是间接推论而来的。3.2.2地层控矿作用目前为止，银、铅矿脉主要赋存于基底太华群中，矿田内出露的盖层熊耳群和

13、第三系、第四系均未发现银、铅矿脉。银、铅矿脉主要赋存于基底太华群，合理的解释是流体受到基底-盖层的不整合面的限制或是成矿流体活动在距离地下水面特定的深度之内，而这一深度范围又主要是位于不整合面之下。而未在熊耳群中发现银、铅矿脉，一种可能是如上所述，另一种可能是我们目前观察的局限，即事实上在熊耳群内也赋存有这样的银、铅矿脉。而第三系和第四系中未发现银铅矿脉，像成矿年龄告诉我们的一样，说明矿化发生在第三系之前。3.2.3构造控矿作用不同类型、不同级别的构造对成矿流体有着不同的控制作用。3.2.3.1区域断裂的控矿作用熊耳山西段的银、铅、锌矿床（点）均分布于北拆离断层（洛宁山前断裂）和南拆离断层之间

14、。这两条断裂在熊耳西段总体走向为北东东向，它们不仅控制了熊耳山西段的岩浆岩的侵入，而且控制了区内主要矿床内的矿体的产状。3.2.3.2容矿断裂的空间展布对成矿的控制区内银、铅、锌、金矿床（点）大都赋存于不同类型的断裂构造中，其空间展布规律及成矿期力学性质直接控制着矿体及富矿段的产出与分布。3.3成矿作用演化矿床（点）的空间分布、成矿成岩时代的一致性（蒿坪沟花岗斑岩锆石shrimp年龄和绢云母ar-ar年龄相近）、矿床矿物学特征、成矿流体、稳定同位素等，均支持铁炉坪矿田ag-（au）-pb-（zn）成矿最有可能是与浅成相中酸性岩浆活动有关的成矿系统。这种成矿系统随岩浆岩活动的分异演化而演化，以岩

15、浆岩及与之相关的成矿流体的多阶段活动、控矿构造的多阶段活动、可能的大气水参与、成矿金属的空间分带性等为特征。就铁炉坪矿田而言，其最有可能是与以蒿坪沟斑岩-爆破角烁岩为代表的浅成相中酸性岩浆活动有关的成矿系统，但这并不一定说成矿流体就直接来源于蒿坪沟斑岩或爆破角砾岩，而成矿流体更可能是直接来源于矿脉之下的在地壳更深处侵位的花岗（斑）岩。如果铁炉坪矿田成矿作用确实是与岩浆流体有关，那么，我们就有必要首先讨论与研究区有关的岩浆岩演化历史。3.4成矿模式中生代华北、华南两大陆地块发生的造山作用，在华北地块南缘表现为沿栾川断裂和马超营断裂发生由北向南的逆冲推覆，其结果是地壳叠置，厚度加大，地热梯度增高，

16、深部陆壳重熔，形成了碱性岩浆，并脉动性向上侵位，造就了花山复式花岗岩基。大规模的岩浆活动使加厚隆起的地壳被加热变得更加软弱，并因势能的差异导致重力不稳，从而发生伸展作用，在本区沿太华群和熊耳群接合面产生构造拆离，拆离断层带上盘的熊耳群向北西方向滑动陷落，而下盘的太华群变质岩系及花岗岩向上拱起，并被拖拽到地壳浅部成为变质核杂岩。在伸展背景下， 重熔岩浆再次上侵，并在拆离断层带附近形成浅成相花岗斑岩类小岩体和爆破角烁岩；而携带重金属富含挥发份的岩浆热液则沿伸展构造系统向上运移，并在浅部和下渗的大气降水系统相遇、混合，使热液体系的物理化学条件产生重大变化，从而在张性断裂构造或爆破角砾岩内发生沉淀，形

17、成金银矿床。太华群变质岩系的原岩为基性、中基性一中酸性火山岩和部分沉积岩，物质主要来自地幔，其金、银、铅等重金属组分含量高。在挤压推覆体制下，地壳加厚，热流值剧增，太华群在深部重熔形成花岗岩浆。岩浆上侵形成深成岩基阶段，重金属组份随着岩浆演化形成富含挥发份的流体保留在残余岩浆内；在随后而来的伸展构造发育阶段，伴随大规模拆离断层的发育，在拉张构造下，岩浆再度上侵，形成浅成相斑岩体，含矿热液在减压状况下，从残余岩浆中分出向上运移，在张性断裂带和爆破角砾岩内形成矿床。矿床成矿模式可用图2表示。4资源潜力评价与找矿方向建议4.1成矿远景预测区的划分原则参考前人成矿预测划分准则，本次主要依据银、铅矿成矿

18、地质特征、成矿系列以及各种成矿信息特征进行成矿远景预测区的划分。对于具体圈定的远景预测区，可以根据上述原则并按照成矿有利度划分为3类，即a、b、c类远景预测区。a类成矿地质条件十分有利（太华群地层、构造存在），有银、铅、锌矿点存在（特别是存在大中型矿床），各种化探异常存在并且套合好，浓集中心异常高且面积大，物探异常存在。b类成矿地质条件有利，有银铅锌矿点存在，各种化探异常存在，浓集中心存在且面积较大，物探异常存在。c类具有成矿地质条件，有可能发现银铅矿点，有化探异常存在、浓集中心不明显。根据上述原则，本研究区共划分出a类远景预测区1个，b类远景预测区2个，c类远景预测区1个（图3）。4.2各类

19、远景预测区特征a1：月亮沟一沙沟一萬评沟一铁炉评一龙门店深部预测区沙沟、月亮沟、蒿坪沟、铁炉坪、龙门店均为已知的矿区，矿床上部均提交了一定的资源储量，但矿床的勘查深度有限，且矿体在深部均未尖灭。月亮沟一沙沟一蒿坪沟一铁炉坪一龙门店银（金）铅锌矿床属于蚀变破碎岩型矿床，矿体均位于蚀变破碎带内部，矿体厚度较薄。预测区内每个矿床内均已发现较多的含矿构造蚀变带，这些构造蚀变带走向北东或北北东向，个别矿脉走向为近南北向或近东西向。目前对矿床内规模较大的矿脉进行了系统工程控制。如沙沟的8v号矿体目前工程控制深度为220m，月亮沟的s7号脉、s8号矿脉地表延长3000余米，蚀变带宽度2.515m，目前矿体控制斜深40380m。b1：火神庙一草沟一小麻园一范庄预测区该预测区目前比较成型的矿床为范庄银矿区。矿区分为南北两个矿带，目前开展工作的主要为北矿带，已施工6个钻孔，4个坑道，在北矿带i、号脉初步圈出4个