河南省桐柏劉山巖銅鋅礦地質特征與成礦模式

曾慶海

（河南省地質礦產勘查開發局第三地質調查隊 河南 信陽 464000）

大河銅礦探明資源已開采枯竭，資源嚴重危機，如何進一步尋找新的接替資源已成為頭等大事。為此，筆者對本礦床成礦地質條件、成礦作用、控礦因素等綜合分析，試圖建立有效的成礦機制與成礦模式，更好地指導礦區遠景預測、深部及外圍找礦。

1 區域地質背景

礦區位于秦嶺造山帶東段，以龜梅斷裂之南的西峽木家埡—內鄉—桐柏—商城斷裂為界，將秦嶺造山帶東段劃為北秦嶺褶皺帶和南秦嶺褶皺帶。區內構造復雜，地層變質變形強烈，巖漿活動頻繁，是大型成礦區域（圖1）。劉山巖銅鋅礦床位于北秦嶺褶皺帶中。

1.1 地層

區域出露地層主要有：古元古界秦嶺巖群、中元古界龜山巖群、新元古界肖家廟巖組和歪頭山組、下古生界二郎坪巖群（包括大栗樹巖組、張家大莊巖組、劉山巖巖組、上古生界蔡家凹巖組、上古生界南灣組）及新生界古近系和第四系。二郎坪群為板內增生弧后盆地海底火山沉積的變質細碧角斑巖，是本區銅鋅多金屬礦帶的賦礦層位，歪頭山組為金銀多金屬礦賦礦層位。

圖1 大河銅礦區域地質圖Figure 1 Regional geological map of Dahe copper mineral

1.2 構造

該區是極其復雜的構造地區，褶皺構造、斷裂構造比較發育。河前莊背斜、鰲子嶺倒轉向斜、彭家寨倒轉背斜均分布于該區，控制了主要控礦地層的分布。

斷裂構造分為北西向和北東向兩組，以北西向為主。區域性松扒韌性剪切帶呈北西—南東向延伸，是南、北秦嶺亞帶的分界線。區域性深大斷裂朱陽關—信陽斷裂從二郎山—大河一帶通過。次一級北西向構造有：羊圈—潘莊糜棱巖帶、黑山溝—大栗樹韌脆性斷裂、劉山巖韌性斷裂等。北東向斷裂規模較小，零星產出，局部錯斷北西向構造，屬后期構造。

1.3 巖漿巖

侵入巖區內為基性-超基性巖體，北部為海西期桃園片麻狀花崗巖及燕山期梁灣中粒黑云母花崗巖，南部為華力西期中粒二長花崗巖等。區內廣泛發育各類脈巖。

噴發巖為大面積分布的下古生界二郎坪巖群火山巖系。

區內巖漿巖與內生礦產的形成有密切的關系：二郎坪群細碧角斑巖為銅、鋅礦的圍巖；桃園巖體及梁灣巖體與金銀礦化的形成有密切關系；老灣巖體與金礦化有成生聯系；超基性巖體與鉻、鎳的形成有關[1-2]。

圖2 劉山巖銅鋅礦床18勘探剖面圖（據河南省地礦局地質8隊）Figure 2 The 18th exploration profile of Liushanyan Cu-Zn deposit（according to the 8th Team of Henan Provincial Bureau of Geo-exploration and Mineral Development）

2 礦床地質特征

2.1 礦體特征

劉山巖銅鋅礦區探明和控制了3個主要的礦化帶，礦脈均賦存在礦化帶內，共圈定6個主要的工業礦體（圖2），由南向北依次為L11、L9、L10、L8、L12、L4（其中L8、L12為隱伏礦體），礦體兩側發育擠壓滑動面，形態受構造控制，不同部位的構造變形的表現形式存在明顯差異，從擠壓到張扭都有，礦體揉皺、破碎、錯動明顯多為隱伏狀態。礦體整體陡立，傾向北東，局部有彎曲甚至傾向南西。平均品位：Cu0.15～3.56×10-2；Pb0.33～1.19×10-2；Zn1.68～9.16×10-2；S5.40～13.51×10-2。

2.2 礦石成分

礦物成分：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、斜長石、重晶石、綠泥石、鈉長石等。

化學成分：主要有用組分為銅、鉛、鋅、硫，伴生有益元素銀、金等，它們有著較明顯的正相關關系。銅在礦體上部較富集，而鋅多在礦體下部較富集；銅、鋅含量的高低與礦石的構造類型關系密切。

2.3 礦石結構構造和礦石類型

礦石結構主要有自形—半自形它形粒狀結構、似斑狀結構、斑狀結構、膠狀及熔蝕結構、包含結構、骸晶結構；構造主要為塊狀構造、浸染-稠密浸染狀構造、細脈-網脈狀構造；礦石類型主要有銅鋅礦石和鋅礦石。

2.4 圍巖蝕變

礦體圍巖是：石英角斑巖、酸性凝灰巖、中酸性凝灰巖、中基性凝灰巖、煌斑巖。

近礦圍巖礦化蝕變相對強烈，且頂板強于底板，表現為硅化、絹云母化、綠泥石化、重晶石化、碳酸鹽化。金屬礦化以黃鐵礦化為主，偶見閃鋅礦化、黃銅礦化。蝕變規律為：遠礦蝕變為碳酸鹽化、硅化、綠泥石化、絹云母化；近礦蝕變為重晶石化、黃鐵礦化、硅化、絹云母化及以閃鋅礦為主的多金屬礦化。

2.5 成礦階段

據已知礦物共生組合特征、礦石結構構造和礦物蝕變及穿插關系等，將成礦作用劃分為四個階段，即火山作用階段、熱液硫化物階段（早、晚兩次硫化物階段）、石英-方解石階段和表生氧化階段[3]。

3 斷裂控礦特征

3.1 主干斷裂控礦特征

北西西向壓扭性斷裂是礦區的主要控礦構造，早期在深部遭受糜棱巖化，后期產生脆性破裂。主要有4條規模較大的構造帶，它們與成礦關系密切。

F1：由一系列壓性—壓扭性斷裂構造組成。L9、L10號礦體分布其內。

F2：與F1大致平行展布，沿走向、傾向呈舒緩波狀彎曲。L8、L12號礦體分布其內。

F3：位于F2南，地表不太明顯。以強片理化為主，上窄下寬。以壓扭性特征為主。它控制著L19、L21號礦體的展布。

F4：位于F3南為強糜棱擠壓破碎帶。以壓扭性特征為主。碳酸巖化較為明顯，局部有硅化、絹英巖化現象。

3.2 構造控礦規律

構造控礦表現在對銅鋅礦體的導礦、布礦和容礦上，呈現出成礦帶與構造帶在空間分布上的一致性。構造變形程度與礦化強度呈正相關關系，構造變形程度越大，礦化越強。礦化富集規律可概括為：

（1）從遠源圍巖向近礦圍巖到礦體，礦化強度呈倍增趨勢。

（2）礦區或單礦體自西向東，自上而下礦化逐漸減弱，有用組分銅、鋅含量明顯減少，特別是銅變化更加明顯呈向上富集的趨勢。

（3）單礦體內塊狀礦石往往近上盤，礦化蝕變上盤弱而簿，下盤厚且強。

4 找礦標志

4.1 火山—火山沉積巖系，特別是劉山巖組細碧巖、石英角斑巖的交互層位，是賦礦的有利地段。

4.2 區域性北西西向深大斷裂破碎帶是熱液活動的主要部位，形成重要的成礦帶，該帶后期迭加的具張扭性特征的韌性—脆性構造是控礦構造。斷裂帶總體向北傾斜，局部南傾，在垂向上構成“S”型，局部張扭性空間則構成礦體的賦存部位。

4.3 特定部位晚期煌斑巖脈、輝綠巖脈發育，以綜合信息推測深部可能有近源的花崗體隱伏。此部位是多金屬礦化的重要地段。

4.4 遠礦蝕變為碳酸鹽化、硅化、綠泥石化、絹云母化；近礦蝕變為重晶石化、黃鐵礦化、硅化、絹云母化及以黃銅礦化、閃鋅礦化為主的多金屬礦化。

4.5 地表有黃鐵礦化構造破碎帶及銅鋅礦化露頭，不僅是直接的找礦標志，而且還反映出銅、鋅礦化在空間上具有帶狀分布或集中的特點。

5 成礦機制與成礦模式

劉山巖銅鋅礦所賦存的細碧-石英角斑巖屬一套完整的蛇綠巖套，巖石類型齊全，層序清晰，其層序自南向北總體上為超基性巖→基性巖→火山巖系→硅質巖，具有邊緣海拉張環境中噴溢的特點。成礦元素在海底火山噴發活動期初步富集，經歷了期后階段的構造改造疊加作用，使成礦物質進一步富集，成礦具有 “多因復成”的特點。

其形成應是在高地熱環境中，循環海水(也許還有少量巖漿流體)，萃取下部基性火山巖中的銅、鋅等成礦元素，沿噴流通道上升、噴出，與冷的海水混合，沉淀而成礦，屬火山噴流一沉積變質黃鐵礦型銅鋅礦床。其形成機制是：加里東期海底火山噴流沉積，產生的火山射氣和熱鹵水作用，在半封閉環境中形成了銅鋅含礦層，后經加里東一海西期強大的韌性剪切及燕山期動力變質，使原含礦層在高溫塑性流變中，礦質重新活化、遷移，并在構造有利部位沉淀聚積形成工業礦體。可分為以下幾個階段：

5.1 海底火山噴流沉積期，形成礦源層，部分地段構成工業礦體；

5.2 后期變質作用改造期；

5.3 燕山期動力變質作用改造加深部巖漿熱液疊加期，其成礦熱液在有利的構造空間和圍巖地層的有利巖性中進行交代形成銅鋅礦體；

5.4 表生地質作用階段。

6 結論

在對礦帶內地層、巖石、構造、圍巖蝕變等成礦控制因素分析的基礎上建立成礦機制和成礦模式，認為礦床成因屬海底火山噴流沉積，并受后期構造熱液疊加加富的復成因礦床，并提出了5條找礦標志，對于擴大礦區外圍及深部找礦具有一定指示意義。

［1］張冠，李銘，石曉染，等，河南省地質礦產勘查開發局第三地質調查隊.河南省桐柏地區銅鋅礦普查[Z].2002.

［2］蔡錦輝，李銘，韋昌山，等.河南省地質礦產勘查開發局第一地質勘查院.河省桐柏縣大河銅礦外圍銅鋅礦普查[Z].2004.