河南外方山礦集區成礦規律及礦床成因研究

王 潔張智慧白鳳軍

（1．河南省有色金屬地質勘查總院，河南 鄭州 450016；2．河南省有色金屬礦產探測工程技術研究中心，河南 鄭州 450059；3．河南省有色金屬地質礦產局，河南 鄭州 450059）

河南外方山礦集區成礦規律及礦床成因研究

王 潔1張智慧2白鳳軍3

（1．河南省有色金屬地質勘查總院，河南 鄭州 450016；2．河南省有色金屬礦產探測工程技術研究中心，河南 鄭州 450059；3．河南省有色金屬地質礦產局，河南 鄭州 450059）

外方山礦集區鉬、鉛鋅礦床和巖體空間位置密切，成巖成礦年齡一致。礦集區巖體由早到晚是在地殼伸張環境下，巖漿源由淺向深部，由殼源向幔源轉變，后期巖漿發生高度分異，Cu、Pb、Zn、Fe、S從巖漿中發生選擇性逃逸，在線性構造空間內形成脈狀鉛鋅礦床，高度分異富含Mo元素巖漿在巖漿頂部穹隆空間聚集，形成厚大鉬礦體。

鉬、鉛鋅礦床；成礦作用；找礦方向；河南外方山

華北板塊南緣成礦帶（河南段）由西到東分布著小秦嶺、崤山、熊耳山、外方山4個金、銀、鉬、鉛鋅礦集區。通過精確測年厘定了區內大規模的成巖成礦時代，對外方山鉬鉛鋅礦集區巖漿-構造-流體進行認真研究，揭示區內成礦機制，本文探討了礦集區找礦方向，對外方山礦集區中深部理論找礦具有指導意義。

1 區域地質概況

華北板塊南緣北以三寶斷裂為界與華北板塊相鄰，南以欒川深大斷裂為界與北秦嶺地層呈斷層接觸。其地層具有克拉通基底和蓋層雙層結構。區域性構造以前期北西向為主，后期疊加北東向構造，多期次推覆擠壓和伸展滑脫構造發育；從太由宙至新生代均有巖漿活動，大規模侵入巖以中生代中酸性巖漿為主。

2 礦床地質特征

外方山地區主要的礦床有東溝特大型鉬礦床、王坪西溝、西灶溝、老代仗溝中大型鉛鋅礦床，緊鄰合峪-太山廟復式巖體東北側，鉛鋅礦床圍繞鉬礦床分布。

2.1 東溝特大型鉬礦床

東溝鉬礦床獲得鉬金屬資源總量68.9萬t。礦體位于下鋪花崗斑巖體內、外接觸帶內，礦體北西向長2 220m，北東向寬650～1 160m，一般厚度130～170m，鉬平均品位0.12%。礦體總體形態與下鋪花崗斑巖體頂板形態一致，形成一“S”形山脊，傾角10°左右，局部45°；礦體厚度與品位之間沒有明顯的相關性，與斑巖體頂面形態關系密切，總體是斑巖體頂面上凸的部位礦體厚大、品位高；賦礦圍巖為安山巖、英安巖、安山火山角礫巖、閃長細晶巖及凝灰巖和正長斑巖脈等，礦體及礦化強弱與巖性無相關性。

2.2 王坪西溝鉛鋅礦床

王坪西溝鉛鋅礦床距東溝鉬礦床東南約2km，提交（333）Pb+Zn資源量63.3萬t，為一大型鉛鋅礦床。礦體賦存于破碎蝕變帶內，陡傾斜礦體產狀與破碎帶一致，礦體內部具有較好的連續性，礦體鉛、鋅含量都隨厚度增加和增大，礦區礦體在走向和傾向上均受構造破碎帶控制呈舒緩波狀變化。

2.3 西灶溝鉛鋅礦床

西灶溝鉛鋅礦床距太山廟巖體北6.5km，共圈出8個礦體，獲得（333）Pb+Zn資源量17.1萬t。礦體長180～450m，礦體厚1.42～9.85m，西段礦體傾向為170°～180°，中段傾向北和東段傾向30°,傾角60°～75°，Pb平均品位0.65%～4.02%，Zn平均品位0.31%～4.08%。礦體受構造破碎帶控制，礦體在斷裂交匯處、沿破碎帶走向轉灣或沿傾向傾角由陡變緩膨大部位等構造空間發育地段形成富厚礦體。

2.4 老代仗溝鉛鋅礦床

老代仗溝鉛鋅礦床距東溝鉬礦床西北6km，共發現2個礦體，提交（333）Pb+Zn資源量23.6萬t。礦區礦體主要賦存于構造破碎蝕變帶頂底板構造虛脫部位，礦體東部傾向北，西部傾向南，局部地段兩礦體出現復合現象。礦體長1 360～1 520m，厚2.13～8.15m，傾角70°～85°，Pb平均品位1.53%～2.11%，Zn平均品位2.04%～2.61%。

3 成礦物質來源及流體演化特征

外方山礦床的鉛同位素組成比較集中，王坪西溝206Pb/204Pb 17.484、207Pb/204Pb 15.538、208Pb/204Pb 38.415；老代仗溝206Pb/204Pb 17.348～17.829、207Pb/204Pb 15.426～15.672、208Pb/204Pb 38.158～38.734；西 灶 溝206Pb/204Pb 17.298～17.551、207Pb/204Pb 15.388～15.670、208Pb/204Pb為37.446～38.897，上述鉛同位素組成與東溝鉬礦床206Pb/204Pb 17.373、207Pb/204Pb 15.444、208Pb/204Pb 38.219類似，都具有正常鉛特征，外方山地區礦床的礦石鉛具有相同的物質來源，礦石鉛投點基本靠近地幔演化線和下地殼，極少數樣品靠近上地殼，熊耳山火山巖、次火山巖及合峪花崗巖體的鉛同位素組成和礦床礦石鉛基本一致，其鉛均屬幔源鉛和下地殼鉛源的混合鉛，是地幔物質和下地殼混熔的結果。

δ34S數值比較集中，王坪西溝平均6.34‰，西灶溝平均6.05‰，老代仗溝δ34S平均4.11‰，東溝鉬礦床的δ34S為8.90‰，熊耳群安山巖黃鐵礦δ34S為7.50‰，次火巖為黃鐵礦δ34S為8.10‰。各類礦床和火山巖硫同位素組成類似，具有相同的物質來源，是殼幔混合硫。根據礦物組合關系，礦床后期中細粒方鉛礦硫同,位素組成穩定，西灶溝δ34S平均為4.10‰，老代仗溝平均δ34S為3.52‰，王坪西溝δ34S平均為4.06‰，且硫同位素組成差異不大2.30‰～5.00‰，全區平均為3.81‰，偏重于地幔硫；而礦床前期形成是黃鐵礦、閃鋅礦、黃銅礦、安山巖和次火巖等，δ34S在6.34‰～11.36‰，平均8.57‰，其組成和東溝鉬礦床硫同位素組成相似，說明成礦物質更趨向于殼源。

4 成礦規律及礦床成因

華北和楊子板塊在三疊紀晚期完成接合，在印支晚期（230～205Ma）構造應力場作用下兩板塊俯沖，形成走向近東西的深大逆斷層或逆沖斷裂，近南北向發生走滑斷裂活動；侏羅-白堊紀時期（燕山期）主應力場發生了改變，NE-NNE向以擠壓為主，形成了NE-NNE向逆斷層帶、褶皺和WNW向帶走滑的正斷層，而白堊紀NE向以拉張為主，形成NE-NNE向正斷層。在印支期發育的近東西向逆斷層，到該期均轉變為以走滑-正斷層為主。在上述區域構造演化過程中，外方山地區也形成了一系列次一級構造破碎帶，也是本區主要的賦礦空間，其和區域大型構造一起同步演化，在走向和傾向上均呈舒緩波狀，同一斷裂由于多次活動，常表現壓性-走滑-壓扭-張扭等多種力學性質的斷承和轉化，在同一構造帶內糜棱巖、斷層泥、斷層擦痕、擠壓透鏡體、破劈理、棱角狀和渾圓狀構造角礫巖等構造形跡共存。

圖1 外方山地區花崗巖圖解

外方山地區南部合峪花崗巖體、太山廟花崗巖體、下鋪花崗斑巖體由老到新分布范圍148.2～115Ma［1，2］。在Na2O-K2O圖解中（見圖1），顯示合峪花崗巖體為偏鋁的高鉀鈣堿性Ⅰ型花崗巖，太山廟為A型花崗巖。重磁資料推測和后期鉆探工程驗證，發現下鋪花崗斑巖是太山廟巖體向東北側舌形侵入部分，是具有相同源區的不同期次熔融體上侵形成的兩個巖體。

圖2 華北板塊南緣外方山地區鉬、鉛鋅礦床成礦模式圖

礦區內石英二長巖體、花崗斑巖脈、太山廟花崗巖和下鋪花崗斑巖體的稀土元素配分模式和地殼熊耳群中酸性巖配分模式具有一致性，表明前期和斑巖脈密切相關的鋅銅礦化成礦物質來源于熊耳群上段和下段。通過對熊耳群、太山廟巖體、下鋪斑巖體成礦元素的研究，發現成礦元素在巖體演化過程的富集規律和逃逸趨勢：從熊耳群地層部分熔融巖漿開始，隨著巖漿從早到晚分異程度的提高，Zn、Cu、Pb從巖漿中逃逸，而Mo發生富集，Zn在巖漿早期階段從巖漿中快速逃逸，Pb發生輕微逃逸，Mo則基本沒有變化，而在晚期Pb快速逃逸，Mo快速富集。這與本區早期以巖漿熱液鋅銅礦化為主，后期以斑巖型鉬礦和熱液型鉛礦成礦地質規律相一致。

外方山礦集區是在中生代中國東部大陸動力學背景下，主應力方向發生了轉變，前期華北板塊和楊子板塊碰撞形成的一系裂推覆構造帶發生伸展、走滑和拉張，減壓使推覆構造帶上盤圍巖發生減壓熔融，后期具有地幔物質成分更多的同熔改造型巖漿沿通道上升過程中，由于先前形成的巖體在近地表通道就位，后期巖漿沿前期花崗巖側部構造薄弱部位侵入形成了太山廟巖體，最后期階段下鋪斑巖體沿太山廟巖體側部侵位（見圖2）。

在成巖過程中Pb、Zn、Cu元素發生選擇性逃逸，沿斷裂面和碎裂巖間隙充填成礦，而Mo元素在巖漿上部高度富集，隨著下鋪巖漿持續不斷分異出的流體沒有足夠空間發生逃逸而被圈閉在巖漿穹隆頂部時，巖漿穹隆頂部的巖漿流體壓力越來越大，當靜水壓力大于靜巖壓力時，圍巖發生破碎，突然減壓使流體發生強烈沸騰和降溫，導致富含鉬元素的巖漿流體在破碎裂隙內沉淀成礦，也導致巖漿較快凝固，形成下鋪花崗斑巖體和鉬礦床。

［1］高昕宇，趙太平，原振雷，等.華北陸塊南緣中生代合峪花崗巖的地球化學特征與成因［J］.巖石學報，2010（12）：3485-3506.

［2］盧煥章，范宏瑞，倪培，等.流體包裹體［M］.北京：科學出版社，2004.

The Metallogenic Regularity and Genesis Study of Ore Deposit in Henan Waifangshan Mining Area

Wang Jie1Zhang Zhihui2Bai Fengjun3
（1.Henan Nonferrous Metal Geological Exploration Institute，Zhengzhou Henan 450016；2.Henan Provincinal Nonferrous Metal Mineral Exploration Engineering and Technological Research Center，Zhengzhou Henan 450059；3.Henan Provincinal Nonferrous Metals Geological and Mineral Resources Bureau，Zhengzhou Henan 450016）

Molybdenum,lead-zinc deposit and rock spatial position is closely located of Waifangshan mine area,dia?genesis and mineralization age is same.Ore rock from early to late is in the crustal extension environment,from shal?low to deep magma,change from the source to the crust mantle,late magmatic high differentiation,Cu,Pb,Zn,Fe,S from magma selective escape formed vein lead-zinc deposit in the space of linear structure,high the degree of differ?entiation of Mo rich elements of magma gathered in magma top dome space to forma thick molybdenum orebodies.

molybdenum，lead-zinc deposit；mineralization；prospecting direction；Henan Waifangshan

P618.4

A

1003-5168(2016)09-0102-03

2016-08-09

國土部公益性項目（20111107）；中國地質調查局科技攻關項目（科［2013］01-042-014）。

王潔（1972-），女，碩士，工程師，研究方向：地質調查、礦產勘查、礦物學、巖石學、礦床學。