豫北衛輝市歪腦鉛礦床地質特征及成因*

裴中朝　王世炎　方懷賓　任建德　蔡志超　白國典

(1.河南省地質調查院；2.河南省金屬礦產成礦地質過程與資源利用重點實驗室)

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豫北衛輝市歪腦鉛礦床地質特征及成因*

裴中朝1.2王世炎1,2方懷賓1任建德1蔡志超1,2白國典1

(1.河南省地質調查院；2.河南省金屬礦產成礦地質過程與資源利用重點實驗室)

豫北衛輝市歪腦鉛礦床位于華北陸塊太行山隆起南端的次級構造方山地塹中，東部和南部與華北凹陷相鄰。結合區內地質勘探成果，對區域地質背景、礦區地質特征、礦床地質特征進行了分析，得出以下結論：①礦體受NNE向斷裂、層間順層破碎帶及喀斯特古巖溶的控制，陡傾的NNE向斷裂中鉛礦體呈脈狀、透鏡狀及囊狀展布，近水平的層間順層破碎帶、喀斯特古巖溶中的鉛礦體呈似層狀、透鏡狀、豆莢狀展布；②礦化以方鉛礦、重晶石化為主，少量黃鐵礦化、黃銅礦化和孔雀石化；③礦石類型以角礫狀鉛礦、塊狀鉛礦、重晶石鉛礦為主；④圍巖蝕變為白云巖化、角礫巖化、重晶石化、褐鐵礦化、方解石化，具有密西西河谷型礦床的地質特征。在上述分析的基礎上，對礦床成因進行了分析，認為該礦區的鉛礦床無論在區域地質背景上還是在成礦地質特征上均與典型的密西西比河谷型鉛鋅礦床相似，對于區內鉛礦床找礦工作有一定的參考價值。

鉛礦床區域地質背景地質特征喀斯特古巖溶礦床成因

background, Geological characteristics, Karst

ancient karst, Deposit genesis

1　區域地質背景

豫北衛輝市歪腦鉛礦床位于華北陸塊太行山隆起南端早古生代碳酸巖臺地的次級構造方山地塹中，東部以青羊口斷裂為界與華北坳陷的湯陰斷陷相鄰，南部以封門口—焦作—商丘(隱伏)斷裂帶為界與華北坳陷的濟源—開封凹陷相鄰(圖1)。具地臺型雙層結構，基底為太古界中深變質巖系，以韌性變形為主；蓋層主要為中元古界及其以上地層，以發育淺層次脆性斷裂為特征。侵入巖以中生代為主，可見太古代變質變形侵入體及元古代花崗巖脈及新生代基性—超基性巖等。

圖1　河南省大地構造位置Ⅰ—華北陸塊區；Ⅰ1—膠遼古陸塊；—魯西古生代碳酸巖臺地；Ⅰ2—晉冀古陸塊；—晉東南早古生代碳酸巖臺地(含贊皇巖群)；—晉中—長治陸表盆地；—呂梁早古生代碳酸巖臺地(呂梁古元古代陸緣巖漿弧)；Ⅰ3—豫皖古陸塊；—中條山古元古代活動陸緣；—太華—登封新太古代巖漿弧；Ⅰ5—鄂爾多斯陸塊；—鄂爾多斯古陸核(鄂爾多斯中生代盆地)；Ⅰ-R—中元古代疊加裂陷盆地； Ⅰ-R-1—燕遼中元古代裂陷帶；Ⅰ-R-2—熊耳中元古代裂谷；Ⅰ-B—新生代斷陷盆地；Ⅰ-B-1—華北新生代凹陷；Ⅰ-B-2—汾渭新生代裂谷； Ⅲ—秦祁昆造山系；Ⅲ2—北秦嶺弧盆系；寬坪弧后盆地(Pz1)；二郎坪島弧帶(Pz1)；Ⅲ3—中秦嶺陸棚—陸坡(Pz1)； Ⅲ4—南秦嶺被動陸緣(Z-C)；Ⅲ5—大別—蘇魯地塊：—大別—高壓—超高壓變質雜巖帶

1.1地層

研究區地層區劃屬華北地層大區、晉冀魯豫地層區、山西地層分區的太行山地層小區[1]。出露地層主要為下古生界寒武—奧陶紀，有少量的新太古界登封巖群、中元古界汝陽群及上古生界石炭紀—二疊紀和新近系分布。

1.1.1新太古界登封巖群(ARD)

新太古界登封巖群(ARD)主要為一套中深變質巖，巖性以黑云斜長片麻巖、二云斜長片麻巖、斜長角閃片巖等為主，原巖為一套基性—中酸性火山巖，泥砂質-黏土質碎屑巖夾少量的碳酸鹽巖和硅鐵質巖系，多以殘留體形式存在于變質變形侵入體中，其上被汝陽群或寒武系角度不整合覆蓋。

1.1.2中元古界汝陽群(Pt2)

中元古界汝陽群(Pt2)為一套碎屑巖沉積建造，主要巖性為礫巖、(含礫)石英巖狀砂巖及泥質巖等，下部云夢山組為沉積型鐵礦化層位，角度不整合于新太古界登封群及變質侵入體之上，其上被饅頭組平行不整合覆蓋，自下而上劃分為云夢山組、白草坪組及北大尖組，各組間均為整合接觸。

1.1.3下古生界

下古生界主要為寒武系—奧陶系地層，為一套穩定的陸表海碎屑巖-碳酸鹽巖建造，平行不整合于中元古界汝陽群之上，其上被上古生界石炭系平行不整合覆蓋。①下寒武統辛集組(∈1x)，為一套碎屑巖建造，主要巖性為灰白色厚層狀含礫中—粗粒石英砂巖、含礫砂巖、砂巖等；②下寒武統朱砂洞組(∈1z)，為一套碳酸鹽巖建造，主要巖性為淺灰色中—厚層含砂質砂屑細粉晶白云巖、薄層狀含砂質砂屑細粉晶白云巖、淺灰色薄板狀粉晶礫屑砂屑白云巖、淺灰色薄板狀粉晶白云巖夾泥頁巖；③下寒武統饅頭組(∈1-2m)，為一套碎屑巖夾碳酸鹽巖建造，主要巖性為泥巖、頁巖、泥質灰巖、鮞粒灰巖、礫屑灰巖、泥晶灰巖等，平行不整合覆蓋于中元古界汝陽群之上，整合于張夏組之下，其內發育有沉積型鐵礦；④中寒武統張夏組(∈2z)，為一套碳酸鹽巖建造及藻礁碳酸鹽巖建造。根據巖性組合特征劃分為3個巖性段：一段主要巖性為灰白色薄板狀灰巖、條紋狀灰巖、豹皮狀砂屑灰巖、砂屑白云巖等，常見生物碎屑；二段主要巖性為厚層狀、條紋狀白云巖化鮞粒灰巖，夾白云巖化生物礁灰巖、藻紋層灰巖等，常見風暴礫巖；三段主要巖性為白云巖化疊層石灰巖與灰色厚層狀、條紋狀白云巖化鮞粒灰巖互層，夾灰色礫屑灰巖；二段、三段內發育一系列層間順層破碎帶(古含水層)，是區內鉛鋅礦的主要賦礦層位；⑤上寒武統崮山組(∈3g)，為一套碳酸鹽巖建造及藻礁碳酸鹽巖建造，主要巖性為灰色厚層條帶狀白云巖化鮞粒泥粒灰巖，局部夾白云巖化疊層石灰巖及土黃色薄層狀泥質白云巖等，常見水平層理和斜層理等；⑥上寒武統炒米店組(∈3c)，為一套碳酸鹽巖建造，主要巖性為泥質條帶灰巖，夾竹葉狀灰巖等；⑦上寒武統三山子組(∈3s)，為一套白云巖化的碳酸鹽巖建造，由下至上劃分為2個巖性段： 一段主要巖性為淺灰黃色中—厚層狀微—細晶白云巖，夾中—厚層狀砂屑白云巖、疊層石白云巖等，普遍發育有石膏假晶，具蒸發巖特征；二段主要巖性為灰黑色或灰紅色厚層狀—巨厚層狀中—粗晶白云巖，夾礫屑白云巖、紋層狀白云巖及巖溶角礫巖等，其內可見石膏假晶，普遍含燧石條帶、條紋和團塊狀以及蜂窩狀燧石層，該段發育層間順層破碎帶，沿破碎帶發育一系列喀斯特古巖溶，是區內銅、鉛鋅等多金屬的主要賦礦層位；⑧下奧陶統冶里組(O1y)，為一套白云巖化的碳酸鹽巖建造，主要巖性為灰黃色條紋狀硅質條帶微—細晶白云巖、灰黃色紋層狀微—細晶白云巖，夾礫屑白云巖等，普遍發育石膏假晶，具蒸發巖特征；⑨下奧陶統亮甲山組(O1l)，為一套白云巖化的碳酸鹽巖建造，主要巖性為灰色紋層狀含灰質細晶白云巖，向上灰質含量增加，頂部夾灰色中—厚層狀砂屑含灰質中—細晶白云巖，普遍發育石膏假晶，具蒸發巖特征；⑩中上奧陶統馬家溝組(O2-3m)，主要為碳酸鹽巖建造夾碎屑巖建造，可見8個巖性段，其中，1、3、4、7段為碎屑巖-碳酸鹽巖建造，其內發育膏溶角礫巖，為蒸發巖系地層，在3段頂部和4段底部發育有烴源巖，為含油地層，2、5、6、8段主要為碳酸鹽巖建造，主要巖性為灰質角礫巖、細晶灰巖、生物碎屑灰巖等。

1.1.4上古生界

上古生界主要為石炭系—二疊系地層，為一套海陸交互相含煤巖系-河湖相沉積，平行不整合于下古生界馬家溝組之上，其上被新生界不整合覆蓋。

(1)上石炭統本溪組(C2b)。為一套碎屑巖沉積建造，夾少量的碳酸鹽巖建造，平行不整合于奧陶系馬家溝組地層之上，底部具雞窩狀、透鏡狀或層狀山西式鐵礦，其上為鋁土頁巖、石英砂巖、砂質頁巖夾透鏡狀灰巖及薄煤層等。該組為黏土礦、沉積型鐵礦及鋁土礦的主要礦化層位。

(2)下二疊統太原組(P1t)。主要由海相石灰巖或燧石層與陸相頁巖、砂巖及煤層交互組成。底部為灰白色石英砂巖，常含玉髓及石英巖礫石，區域上多夾透鏡狀鐵礦；下部主要為厚約10 m的黏土巖及鋁土質巖，含黃鐵礦及鋁土礦，是可采黃鐵礦及鋁土礦層位之一；上部由陸相砂巖、砂質頁巖、頁巖、煤及海相灰巖組成。

1.1.5新生界

新生界多出露于山前斷陷盆地中，主要有新近系鶴壁組和龐村組，角度不整合于下古生界馬家溝組或上古生界太原組之上。鶴壁組為一套含碳酸鹽巖的碎屑巖建造，龐村組為一套火山巖建造。

1.1.6第四系

第四系主要有下更新統沖洪積層、中更新統洪積層、上更新殘積-沖積層和上更新統沖洪積層、上更新統殘積-沖積層及全新統沖洪積層、全新統洪積層、全新統沖積層等。

1.2構造

區內斷裂構造發育，規模不等，主要以NNE、NWW向斷裂為主，次為NE、NEE、NW向斷裂，斷裂多呈組展布。各組斷裂縱橫交錯，NNE向斷裂與NWW向斷裂構成斷裂構造格架，較大斷裂的性質幾乎多為正斷層，較小斷裂既有正斷層也有逆斷層，斷裂組合有地塹式、地壘式、階梯式和疊瓦式等。區內NNE、NWW向斷裂規模較大，如NNE向青羊口斷裂、任村—西平羅斷裂帶、大烏山—化象山斷裂帶和NWW向臥羊灣斷裂、西形盆—水峪斷裂等。斷裂(帶)對區內巖漿巖及礦產具有重要影響，斷裂帶對內外生礦產均具有明顯的控制作用[2]。

1.3巖漿巖

區內巖漿侵入活動稍弱，侵入巖、火山巖均不發育，以中生代侵入巖為主，少量的新太古代侵入巖和中元古代侵入巖及新生代侵入巖、火山巖等。中生代侵入巖以中—酸性巖侵入巖為主，少量的基性巖。區內主要巖性為(蝕變)輝長巖、角閃二長巖、角閃正長巖、(角閃)正長斑巖、石英閃長巖、石英二長閃長巖、閃長巖、閃長玢巖、正長閃長巖、花崗閃長巖、花崗斑巖及二長斑巖、隱爆角礫巖等；新生代侵入巖主要為金伯利巖和苦橄玢巖；新近紀火山巖主要有橄欖玄武巖、氣孔狀安山巖、斑狀玄武安山巖、火山角礫巖、玻屑玄武安山巖等。中—新生代侵入巖多呈巖席順層侵入到寒武紀—奧陶紀地層中，部分呈巖株侵入，巖層侵位與地質構造密切相關。席狀侵入巖多沿下寒武統饅頭組與中寒武統張夏組接觸面和馬家溝組一段、三段膏溶角礫巖層等含水層貫入，巖株多沿斷裂帶侵入。

2　礦區地質特征

歪腦鉛礦床空間分布屬太行Fe-Pb-Zn-(Ag)-鋁土礦-耐火黏土-硫鐵礦-煤-煤層氣成礦亞帶。鉛礦床賦存于寒武紀地層中，受地層和構造的雙重控制，成礦時期為燕山期。上寒武統三山子組二段內喀斯特古巖溶、中寒武統張夏組內近水平層間順層破碎帶和NNE、NWW向斷裂的發育，為內生多金屬礦產資源的形成創造了有力的地質條件。礦區主要出露寒武紀—奧陶紀地層，總體為一套富鎂碳酸鹽巖建造和以藻礁碳酸鹽巖為主的沉積建造，僅在中上奧陶統馬家溝組內發育少量的碎屑巖沉積建造。寒武紀地層主要出露有張夏組、崮山組、炒米店組和三山子組地層；奧陶紀地層出露有冶里組、亮甲山組和馬家溝組地層等。礦區內地層產狀平緩，近水平產出。寒武紀—奧陶紀地層中普遍發育有石膏假晶，尤其在中上奧陶統馬家溝組下部(一、三、四段)中發育膏溶角礫巖，為海相蒸發巖。在馬家溝組三段頂部和四段底部發育有烴源巖，為含油氣地層。此外，中寒武統張夏組和上寒武統三山子組二段內存有近水平層間順層破碎帶，且沿三山子組二段層間順層破碎帶發育喀斯特古巖溶，為礦區內的主要賦礦層位。礦區內未見巖漿活動。根據1∶5萬地面高磁測量成果，礦區內發育了3個高值磁異常，通過區域綜合研究對比，高值磁異常區由銅、鉛鋅多金屬礦(化)體引起，是否存在隱伏的燕山期侵入巖體尚待研究。

礦區斷裂構造發育，規模不等，以NNE向斷裂為主，次為NEE、NWW向斷裂。同時在中寒武統張夏組和上寒武統三山子組二段中發育與地層產狀一致的近水平層間順層破碎帶。礦區內NNE向斷裂構造呈帶狀展布，規模大小不等，傾向SE或NW，傾角較陡，多為70°～80°，大多為正斷層。一系列平行排列的NNE向斷裂組成一系列地塹和地壘。NNE向斷裂多形成于燕山期，具有多期活動特點，有張性角礫巖，在斷層兩側發育節理，在斷裂帶及節理中多充填含鉛重晶石脈和方鉛礦脈；NWW向斷裂多傾向NE或SW，傾角較陡，多為70°～80°，為燕山期張性正斷層，大多錯斷NNE、NEE向斷裂。NNE、NWW向斷裂和層間順層破碎帶、喀斯特古巖溶控制著區內主要的銅、鉛鋅等礦產，其復合部位常形成品位高、厚度大的銅、鉛鋅多金屬礦體，尤其在地塹中礦化更加明顯。礦區內規模較大且與礦床有關的斷裂主要有F1、F2、F4、F5、F6等。F1斷裂礦區內出露長約7 km，西南端延伸出礦區，東北端至定溝村北尖滅，東北部被NWW向F3斷裂錯斷，該斷裂地表破碎帶寬1～3 m，傾向多為SE陡傾，傾角70°～80°，為正斷層，發育斷層角礫巖、碎裂巖、斷層泥及斷層鏡面等，沿斷裂充填重晶石脈和方鉛礦脈，Ⅰ#方鉛礦體位于該斷裂內，方鉛礦脈可采厚度和品位均達工業指標。F2斷裂位于F1斷裂東側，礦區內出露長約8 km，西南端和東北端均延伸出礦區，東北部被NWW向F3斷裂錯斷，該斷裂地表破碎帶寬1.5～3 m，傾向多為NW陡傾，傾角75°～80°，為正斷層，發育斷層角礫巖、碎裂巖、斷層泥及斷層鏡面等，沿斷裂帶充填重晶石脈和方鉛礦脈，Ⅱ#方鉛礦體位于該斷裂內，方鉛礦脈可采厚度和品位均達工業指標，F2、F1斷裂傾向相反，兩者組成地塹。F5斷裂礦區內出露長約1.8 km，東北端延伸出礦區，西南端在礦區內尖滅，該斷裂呈向SE凸出的弧形，東北段NNE走向，西南段NEE走向，該斷裂地表破碎帶寬0.5～2.5 m，傾向多為SE陡傾，傾角70°～80°，為正斷層，發育斷層角礫巖、碎裂巖、斷層泥等，沿斷裂充填銅鉛鋅礦脈，具孔雀石化、黃銅礦化、銅藍及鉛鋅礦化等，Ⅴ#脈狀銅鉛鋅礦化體位于該斷裂內，同時控制Ⅴ#、Ⅵ#層狀銅鉛鋅礦化層(體)，銅礦化達邊界品位。

礦區內銅、鉛鋅礦幾乎都受控于中寒武統張夏組和上寒武統三山子組二段的2套巖石組合，其間發育層間順層破碎帶，為古含水層系統，其間發生了碎裂巖化、角礫巖化和方解石化作用。下部層間順層破碎帶多發育于中寒武統張夏組二段和三段內的白云巖化疊層石灰巖、藻紋層灰巖與白云巖化鮞粒灰巖或礫屑灰巖或風暴礫巖之間，具碎裂巖化、角礫巖化及方解石化，伴有強烈的重晶石化和鉛鋅礦化，沿層間順層破碎帶可見2層主要的鉛鋅礦化層。上部層間順層破碎帶多發育于上寒武統三山子組二段內，可見一系列層平行的層間順層破碎帶，多發育于厚層狀—巨厚層狀中—粗晶白云巖與紋層狀白云巖或細晶白云巖之間，具碎裂巖化、角礫巖化和方解石化等，伴生強烈的重晶石化、鉛鋅礦化、孔雀石化、黃銅礦化等，沿層間順層破碎帶發育喀斯特古巖溶，在古巖溶中充填巖溶角礫巖，礦區內可見3～4層主要的鉛鋅礦化層。中寒武統張夏組和上寒武統三山子組2段為礦區內最主要的賦礦層位，大多數有意義的礦床(點)多見于張夏組層間順層破碎帶和三山子組二段喀斯特古巖溶等古含水層系統中，若同時伴生的斷裂引起其中含礦鹵水的活動，則可引起白云石化、鐵白云石化等蝕變，進而可能形成銅鉛鋅等多金屬礦化[3]。

3　礦床地質特征

歪腦鉛礦具規模的鉛礦床主要賦存于NNE向斷裂帶和上寒武統三山子組二段喀斯特古巖溶等古含水層中。方鉛礦、重晶石品位較高是該礦區礦床的一個重要特征。礦區已發現鉛礦體4個，含鉛重晶石礦體一條，在其北側穴溝一帶發現脈狀銅鉛鋅礦(化)體3條、層狀銅鉛鋅礦(化)層2層，在其東南側花園村—李家溝村一帶發現含鉛重晶石礦脈6條，層狀鉛鋅礦化層2層(圖2)。其中Ⅰ#、Ⅱ#、Ⅲ#、Ⅳ#礦體的厚度及品位均達到了工業礦體要求。

Ⅰ#礦體分布于歪腦村北150 m處，產于NNE向斷裂帶中，總體走向20°～25°，傾向NE，傾角80°。礦體由南至北分為3段，各段之間被深切的溝谷相隔。中段、北段鉛礦體延伸穩定，中段鉛礦體由老硐、探槽TC14、TC15控制，鉛礦體長約800 m，寬1.60～2.18 m，Pb品位4.01%～5.13%，平均4.57%；北段鉛礦體長約670 m(與中段相隔350 m)，寬1.2～1.58 m，Pb品位3.30%～3.83%，平均3.57%；南段鉛礦長約430 m，寬1.0～2 m，Pb品位0.79%～3.52%，平均1.30%。礦石礦物以方鉛礦為主，可見黃鐵礦、閃鋅礦，脈石礦物為白云石、重晶石及方解石等。鉛礦體呈脈狀、角礫巖和浸染狀分布。

圖2　歪腦礦區地質礦產分布

Ⅱ#鉛礦體位于Ⅰ#鉛礦體東側，與Ⅰ#鉛礦體平行排列，兩者相距約120 m，主要沿NNE斷裂帶展布，鉛礦體傾向NW，傾角78°。該礦體可分為3段，中段、北段鉛礦體延伸穩定，中部鉛礦體長約640 m，寬1.20～2.8 m，Pb品位2.72%～9.07%，平均5.48%；北段鉛礦體長約670 m，寬1.2～2.0 m，Pb品位0.21%～5.10%，平均1.90%；南段鉛礦體長約570 m，寬1.0～2.0 m，Pb品位0.64%～3.80%，平均2.22%。礦石礦物以方鉛礦為主，可見黃鐵礦、閃鋅礦，脈石礦物為白云石、重晶石及方解石等。鉛礦體呈脈狀、角礫巖和浸染狀分布。鉛礦體沿斷裂帶與喀斯特古巖溶交匯處礦化較好，可見分枝復合現象，有重晶石夾石。

Ⅲ#鉛礦體位于三山子組二段喀斯特巖溶角礫巖中，與地層產狀一致，近水平產出。該礦體由鉆孔及老硐控制，走向延伸約600 m，傾向延伸180～220 m，垂向厚度2.45～4.25 m，Pb品位2.43%～8.89%，平均4.88%。在近水平破碎帶(喀斯特古巖溶)與NNE向斷裂交匯部位，礦化最佳。礦石礦物以方鉛礦為主，可見黃鐵礦、閃鋅礦。脈石礦物為白云石、重晶石及方解石等。鉛礦體呈角礫狀分布，礦體與附近發育的NNE、NWW向斷裂交匯處礦化最佳，礦體內部有中—粗晶白云巖夾石，具分叉、復合現象。

Ⅳ#鉛礦體位于Ⅲ#鉛礦體下方，兩者間距25 m，賦存于三山子組二段喀斯特巖溶角礫巖中，走向延伸約300 m，傾向延伸150～200 m，由鉆孔(鉆孔深度150.16～155.23 m)和豎井及探槽TC21控制。鉆孔控制垂向厚度5.07 m，Pb品位0.21%～5.54%，平均品位2.78%；豎井控制垂向厚度5.0 m，Pb品位0.8%～8.90%，平均品位3.80%；探槽垂向厚度1.93 m，Pb品位1.95%～2.19%，平均品位2.07%。在喀斯特古巖溶與NNE向斷裂交匯部位礦化最佳。礦石礦物以方鉛礦為主，可見黃鐵礦、閃鋅礦，脈石礦物為白云石、重晶石及方解石等。鉛礦體呈角礫狀分布，礦體與附近發育的NNE、NWW向斷裂交匯處礦化最佳。

在歪腦鉛礦區東南側發現一系列NNE、NE、NWW向的含鉛重晶石礦脈，礦脈多沿斷裂分布，其中以重晶石為主，含方鉛礦。方鉛礦品位0.25%～12.75%，多為1.13%～4.56%，w(BaSO4)15.17%～85.35%，多數達工業品位。在歪腦鉛礦區北部穴溝和定溝村一帶發現脈狀銅鉛鋅礦化體3條和層狀銅鉛鋅礦化體2層(分別為Ⅴ#、Ⅵ#礦化體)。含礦巖層為上寒武統三山子組二段。除沿斷裂分布的3條脈狀礦化體外，層狀礦化體主要賦存于喀斯特古巖溶中。礦化體呈層狀、似層狀，透鏡狀、蜂窩狀產出，層位穩定，礦化不均勻。礦化帶長1 000～1 700 m，垂向厚度6～16 m，主要礦石礦物為黃銅礦、藍銅礦、黃鐵礦、菱鐵礦、鉛鋅礦等，可見孔雀石化。Cu品位0.56%～1.33%，Pb品位0.13%～0.16%，Zn品位0.14%。礦化體均由老硐或探槽控制，為低品位礦體。

依據固體礦產預測評價方法[4]和成礦地質背景研究技術要求[5]，經初步估算，礦區內僅Ⅰ#～Ⅳ#4條鉛礦脈(層)的遠景資源量可達中型礦床規模，重晶石遠景資源量可達大型礦床規模，表明該礦區找礦潛力巨大。

4　礦床成因

經礦產地質調查鉆探驗證及相關綜合分析，認為該礦區的鉛礦床在區域地質背景、成礦地質特征等方面均與典型的密西西比河谷型鉛鋅礦床(MVT)相似(圖3、表1)。

圖3　衛輝市歪腦鉛礦床成礦模式

(1)大地構造環境。歪腦鉛礦位于華北陸塊太行山隆起南段的次級構造方山地塹中，東側以青羊口斷裂為界與華北坳陷的湯陰斷陷相鄰，南部以封門口—焦作—商丘(隱伏)斷裂帶為界與華北坳陷的濟源—開封凹陷相鄰，礦床出現于隆起與盆地邊緣的過渡部位。其沉積相為華北陸塊區晉翼古陸塊晉東南早古生代穩定的臺地碳酸鹽相，除馬家溝組下部有少量的碎屑巖沉積建造外，其沉積建造多為碳酸鹽建造和藻礁碳酸鹽巖建造，一般都含海相蒸發巖，局部地段發育有烴源巖，為含油地層。該有利的大地構造環境，即穩定地塊邊緣的碳酸鹽巖臺地與典型的MVT鉛鋅礦床所處的大地構造環境一致。

(2)控礦地層。歪腦MVT鉛礦床(化)具有層位分布的特點，主要礦化位于中寒武統張夏組和上寒武統三山子組二段2套地層中，屬層控礦床。其中張夏組內可見2個鉛鋅礦化層，分別位于中寒武統張夏組二段和三段中。張夏組二段中的礦化層由白云巖化疊層石灰巖或藻紋層狀白云巖化灰巖與白云巖化含生物碎屑鮞粒灰巖或白云巖化礫屑灰巖或風暴礫巖構成。張夏組三段中的礦化層由白云巖化疊層石灰巖與白云巖化含生物碎屑鮞粒灰巖構成。沿白云巖化疊層石灰巖與白云巖化生物碎屑灰巖接觸界面常發育有層間順層破碎帶，構成角礫巖帶。該類產于可滲透的碳酸鹽巖相和疊層石灰巖周邊的角礫巖帶中的鉛鋅礦化與Viburnum Trend、老鉛帶、Pine Point、Gays河MVT型鉛鋅礦化相一致，如在Pine Point，礦體位于生物礁與生物碎屑灰巖中的溶蝕崩塌角礫巖中，生物礁體和碳酸鹽巖復合體為沉積相的突變部位，導致了巨大的滲透性差異。該類在側向和垂直方向上滲透性的突變，為成礦流體混合以及物化梯度的變化創造了條件，最終導致硫化物的沉淀。上寒武統三山子組二段內可見3～4個鉛鋅礦化層，但最主要的MVT型鉛礦床有2個，均由下部的厚層狀—巨厚層狀中—粗晶白云巖與上部中—厚層狀中(細)晶白云巖或紋層狀白云巖構成。沿接觸部位發育近水平的層間順層破碎帶，沿層間順層破碎帶發育喀斯特古巖溶，形成溶蝕崩塌角礫巖，提供了流體運移的通道和沉淀空間，MVT型鉛礦床直接賦存于溶蝕崩塌角礫巖中，該類產于溶蝕崩塌角礫巖中的MVT型鉛礦床與阿巴拉契亞褶皺帶、波蘭西西里地區、密西西比河谷地區及我國川滇地區的一些MVT型鉛鋅礦床相似。

表1　歪腦鉛礦床與MVT型鉛-鋅礦床主要特征對比

(3)控礦構造。礦區內斷裂和裂隙及近水平的層間順層破碎帶發育，與礦床關系密切的斷裂構造主要為NNE、NWW向斷裂、裂隙及近水平的層間順層破碎帶。NNE向斷裂多成組、成帶分布，并組成一系列地塹和地壘。斷層及其滲透性為礦液的遷移提供了重要通道，同時，斷層、裂隙和層間順層破碎帶控制了成礦前喀斯特古巖溶及溶蝕崩塌角礫巖的形成，提供了流體運移的通道和沉淀空間。歪腦礦區內的脈狀鉛礦體主要賦存于NNE向斷裂帶中；層狀鉛礦床主要賦存于近水平的層間順層破碎帶和喀斯特古巖溶中。在地塹中心附近，NNE向與NWW向主斷裂交匯部位、主斷裂與次級斷裂交匯部位、斷裂與層間順層破碎帶及喀斯特古巖溶交匯處常形成厚度大、品位高的鉛鋅礦床。該類礦床特征與斯洛文尼亞和奧地利、上密西西比河谷地區、Viburnum Trend和老鉛帶礦區、東田納西和Pine Point及北阿肯色地區典型的MVT型礦床相似，如東田納西和Pine Point及北阿肯色地區，斷層和裂隙控制了成礦前溶蝕崩塌角礫巖的形成。

(4)巖漿巖。礦區內未見巖漿活動，僅在礦區東側相距3～5 km處的大池山一帶發育有燕山期閃長玢巖礦床外，并未見與巖漿巖有關的銅、鉛鋅礦化。歪腦礦區內銅、鉛鋅多金屬礦床與巖漿巖無直接聯系，歪腦礦區的MVT礦床附近可能并不存在同成礦期的局部高地熱梯度場。在閃長玢巖體與中上奧陶統馬家溝組地層接觸處發育有矽卡巖型鐵礦(如猴頭腦鐵礦)。

(5)礦體形態。歪腦礦區內的銅、鉛鋅礦體大多以開放空隙充填的方式形成，具有后生成礦特征。礦體主要有2種形態，一種呈脈狀、透鏡狀、囊腫沿斷裂帶展布，形態相對簡單，較穩定；一種礦體形態多為層狀、似層狀或不規則狀、透鏡狀、窩狀等，與地層產狀一致，多賦存于上寒武統三山子組二段內喀斯特古巖溶和中寒武統張夏組層間順層破碎帶等古含水層中，礦體圈定、連接較困難，礦體與圍巖界線有時難以把握，斷裂交匯部位或斷裂與層間順層破碎帶及古巖溶交匯處往往形成富礦體。

(6)礦石。礦石以角礫狀和塊狀為主，同時存在粒晶與細晶的硫化物礦石。角礫多為中—粗晶白云巖或白云巖化灰巖，硫化物構成膠結物。礦體常為角礫巖的一部分，鉛礦石也常具角礫狀構造。在上寒武統三山子組二段內的溶蝕崩塌角礫巖和斷層角礫巖中可見方鉛礦圍繞斷層角礫或溶蝕崩塌角礫巖展布，方鉛礦多呈角礫狀或粒晶狀，溶蝕崩塌角礫巖具有全巖礦化的特征，該類特征與我國川滇地區的MVT型鉛鋅礦床[6]相似。角礫巖化幾乎是所有MVT型銅鉛鋅礦床成礦的先決條件，角礫狀礦石是大多數MVT型鉛鋅礦床的主要礦石類型。

(7)圍巖蝕變。歪腦鉛礦床的圍巖蝕變較簡單，主要以白云巖化、鐵白云石化、重晶石化、方解石化和角礫巖化為主，局部地段出現一些硅化及褐鐵礦化、孔雀石化、黃鐵礦化、黃銅礦化、螢石礦化等。圍巖蝕變多沿層間順層破碎帶和喀斯特古巖溶中發生角礫巖化或碎裂巖化的部位發生，范圍遠大于礦區范圍。礦化主要發生于白云巖化強烈地段，硅化強弱不均，多發生于層間順層破碎帶附近。角礫巖化、白云巖化和硅化共同構成了歪腦MVT型鉛鋅礦床圍巖蝕變的主要形式。白云巖化導致巖石孔隙度增大，有利于含礦溶液的流通和富集成礦。該類圍巖蝕變特征與所有的MVT型礦床中碳酸鹽巖圍巖及鄰近區域巖石的溶解、再結晶和熱液交代角礫巖化、白云巖化的普遍現象相類似。歪腦鉛礦床中的熱液角礫巖是疊加于原有喀斯特巖溶角礫巖和層間順層破碎帶角礫巖中的產物。

(8)礦石組分。常見方鉛礦、重晶石、黃鐵礦、白云石、方解石，含少量的閃鋅礦、黃銅礦、鐵白云石、孔雀石、螢石、赤鐵礦、褐鐵礦等，其中，以方鉛礦為主。

(9)成礦溫度。圍巖蝕變和礦物組合均反映出低溫熱液活動的特性，形成于低溫環境，未見高溫礦物，與北美地區MVT礦床類似。

5　討　論

MVT礦床為產于具有典型的臺地碳酸鹽巖層序中的后生礦床，是一種碳酸鹽巖容礦的低溫熱液型礦床，往往出現于穩定地塊的邊緣地區，更多地出現于盆地邊緣與隆起的過渡部位。碳酸鹽巖臺地成礦流體的流動可能是在大面積分布的透水層中進行的，一般出現于古含水層中，與喀斯特古巖溶作用、角礫巖化作用、巖相變化、白云巖化作用、斷裂作用以及古含水層厚度等有直接關系。依據北美Appalacchia地區和Missouri地區的研究成果，對歪腦礦區成礦規律進行了總結：

(1)古含水層的厚度大有利于形成大規模的MVT礦床，礦床多位于沉降中心附近，歪腦礦區整體處于碳酸鹽巖臺地的方山地塹中，且礦區內一系列NNE向斷裂構成一系列地塹和地壘，主要有經濟意義的礦床多位于地塹中，因此，歪腦地區成礦條件最為優越。

(2)斷裂作用、白云石化、角礫巖化、層間順層破碎帶為最主要的找礦標志。角礫巖化和白云巖化與斷裂作用、層間順層破碎帶及喀斯特古巖溶密切相關。下部古含水層(礦化層)主要位于中寒武統張夏組生物礁體和碳酸鹽巖復合體沉積相突變的部位(層間順層破碎帶)，上部古含水層(礦化層)位于上寒武統三山子組二段內一系列層狀喀斯特古巖溶形成的溶蝕崩塌角礫巖中，該類部位無論是發育規模還是含礦性均為最佳，是進一步找礦的重點層位。

(3)礦床受斷裂構造和地層的雙重控制，NNE、NWW向斷裂交匯部位、斷裂與近水平的層間順層破碎帶和喀斯特古巖溶交匯處為最重要的賦礦部位，常形成厚度大、品位高的富礦體。

(4)通過前期工作，目前歪腦礦區已初步查明的規模大、品位較高的鉛礦礦床和重晶石礦床分別達中型礦床和大型礦床規模。

(5)構成歪腦MVT型鉛礦床的成礦流體可能為：①歪腦鉛礦床及其臨區多為淺水碳酸鹽巖相，存在原生苦鹵水；②上寒武統三山子組及下奧陶統冶里組、亮甲山組中發育燧石條帶層及石膏假晶，存在蒸發巖，在中上奧陶統馬家溝組中發育膏溶角礫巖層，局部厚達數米至十余米，蒸發巖的溶解為蒸發溶液產生鹵液提供了良好的條件，礦質的沉淀與由蒸發巖中硫酸鹽的熱化學還原作用相關，該類特征與Pine Point、Gays河和Gayna河等地區MVT型礦床附近存在的蒸發巖礦床一致；③在中寒武統張夏組和上寒武統三山子組內發育一系列層間順層破碎帶，破碎帶厚薄不一，數厘米至數米厚，層間滑動產生的低溫溶液成為成礦流體的主要組成部分，且低溫溶液使得歪腦鉛礦床碳酸鹽巖圍巖發生溶解、崩塌、角礫巖化，形成沿層間順層破碎帶的喀斯特古巖溶；④歪腦礦區NNE、NWW向斷裂發育，構造溶液也是成礦流體的主要組成部分；⑤區域上燕山期發生巖漿活動，一系列中—酸性巖、基性巖呈巖席順層侵入寒武系、奧陶系地層中，多沿下寒武統饅頭組與中寒武統張夏組接觸面和馬家溝組一段、三段膏溶角礫巖層等含水層貫入。巖漿熱液與地下水混合形成的熱鹵水可能是礦區另外一種成礦流體，巖漿中的含礦物質同時進入熱鹵水中。

近年來，多數學者傾向認為MVT礦床中的鉛鋅礦化在沉積和成巖時已初步富集，后經地下熱鹵水對富含Pb、Zn的沉積層進行溶濾和搬運，在有利的地層和構造環境中充填、交代而成礦床。越來越多的研究表明，形成MVT礦床的熱鹵水，在構造作用引起的定向壓力或地形高差所致的重力梯度的驅使下進行定向遷移，并在巖相變化、基底隆起、喀斯特古巖溶及斷裂發育等地段沉淀出礦物質而成礦。歪腦鉛礦床具有流體橫向流動成礦和流體垂向循環成礦的特點，礦床成礦流體的流動受中寒武統張夏組、上寒武統三山子組碳酸鹽巖中的含水層和NNE、NWW向脆性斷裂的聯合控制。流體的橫向流動一種是在中寒武統張夏組疊層石體和碳酸鹽巖復合體沉積相突變的部位以及上寒武統三山子組二段厚層狀—巨厚層狀中—粗晶白云巖與中—厚層狀中(細)晶白云巖或紋層狀白云巖沉積相突變的部位等特定的含水層中流動。另一種情況則受層間順層破碎帶構造的控制，沿層間順層破碎帶發育喀斯特古巖溶，形成溶蝕崩塌角礫巖，提供了流體運移的通道和沉淀空間。流體的橫向流動可較合理地解釋MVT礦床的一系列共性。流體的垂向循環則受NNE、NWW向脆性斷裂的控制。

燕山期在太行山整體隆升的大地構造環境下，受其影響，在上寒武紀—下奧陶紀碳酸鹽巖地層中形成一系列的近水平滑脫面，構成層間順層破碎帶。隨后，沿層間順層破碎帶形成喀斯特古巖溶，并在古巖溶中形成巖溶角礫巖；隨著地殼隆升，形成一系列NNE、NWW向脆性斷裂，含礦熱液沿脆性斷裂遷移、再富集，并在斷裂帶和喀斯特古溶洞、層間順層破碎帶等含水層有利的賦存空間中充填和沉淀，形成了銅、鉛鋅等多金屬礦床。

綜上說述，歪腦鉛鋅礦及銅鉛鋅等多金屬礦床主要賦存于斷裂帶和喀斯特古巖溶、層間順層破碎帶等古含水層中，以脈狀、層狀鉛鋅礦床為主，具密西西河谷型礦床(MVT)特征。歪腦鉛礦床外圍和深部控制程度較低。隨著礦區進一步工作的深入及控礦因素、成礦規律等認識的深入，歪腦礦區仍具有較大的找礦潛力，有進一步擴大資源量的遠景。

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[2]鄧晉福.巖石成因、構造環境與成礦作用[M].北京：地質出版社，2004.

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[4]天竺.固體礦產預測評價方法技術[M].北京：中國大地出版社，2004.

[5]葉天竺，張智勇.成礦地質背景研究技術要求[M].北京：地質出版社，2010.

[6]王獎臻，李朝陽，李澤琴.川滇地區密西西比河谷型鉛-鋅礦床成礦地質背景及成因探討[J].地質地球化學，2001，29(2)：41-45.

Geological Characteristics and Genesis of Wainao Lead Deposit of Weihui City,North Henan Province

Pei Zhongchao1,2Wang Shiyan1,2Fang Huaibin1Ren Jiande1Cai Zhichao1,2Bai Guodian1

(1.Henan Institute of Geological Survey;2.Henan Key Laboratory for Metal Mineral Ore-forming Geological Process and Utilization of Resource)

Wainao lead deposit of Weihui city,north Henan province in located Fangshan garben that is the secondary tectonic of the southern tip of the north China landmass Taihang uplift,the eastern and southern part of the lead deposit are adjacent to north China sag.Combing with the geological prospecting results of the mining area,the regional geological background,geological characteristics of the mining area,geological characteristics of the deposit are analyzed in depth,the following conclusions area concluded:①the ore-bodies area controlled by NNE-trending faults,interlamination bedding fracture zone and karst ancient karst,the lead ore-bodies of the steep pitch NNE-trending faults are distributed with the vein,lenticular and cystic shapes,the lead ore-bodies of the nearly horizontal interlamination bedding fracture zone and karst ancient karst are distributed with the like layer,lenticular and pod shapes;②galena and barite are the main mineralization types,a small amount of pyrite,chalcopyrite and peacock petrochemical;③breccia,block and barite lead deposits are the main ore types;④the wall rock alteration are dolomization,breccia,barite,limonite and calcite,the geological characteristics of Wainao lead deposit and Hannibal valley type deposit (MTV) are similar to each other.Based on the above analysis,the Wainao lead deposit genesis is discussed,it is show that the regional geological background and metallogenic geological characteristics of Wainao lead deposit and Hannibal valley type deposit (MTV) are similar to each other.The study results of the paper can provide some reference for the lead deposit prospecting work in the mining area.

Lead deposit, Regional geological

2016-06-16)

*中國地質調查局礦產地質調查基金項目(編號：1212011120776)。

裴中朝(1966—)，男，高級工程師，450001 河南省鄭州市高新技術開發區科學大道81號。