河南省桐柏縣方老莊銅鋅礦地質特征及其成因研究

余 翠，劉 偉，于超凡，許翔宇，蘆 霞

（1.河南省地質礦產勘查開發局第三地質礦產調查院，河南 信陽 464000；2.河南省花崗巖與成礦作用重點實驗室，河南 鄭州 450000）

近年來，資源危機形勢不斷加劇。為了有效尋求更大的找礦突破，該文基于前人研究基礎，對河南省桐柏縣方老莊銅鋅礦地質特征進行分析探討，并研究其礦床成因。試圖建立有效的成礦機制與成礦模式，對礦區遠景預測以及深部外圍找礦提供有效指導[1]。

1 成礦地質背景

礦區處在秦嶺造山帶的東段區域上，該造山帶形成過程當中是有很多各個時代，不同建造以及各種構造背景下形成的構造巖塊，區內的構造演化非常的復雜具有多期次性的特點，堆垛疊置在縱向上十分明顯，鑲嵌拼合在橫向上非常突出，所以該造山帶非常的復雜。該區構造也具有十分復雜的特點，還具有十分強烈的地層變質特征，存在十分頻繁的巖漿活動，成礦條件優越。南北秦嶺褶皺帶由于松扒—龜梅斷裂存在將二者分割開來，北秦嶺褶皺帶是礦區的分布所在（圖1）。

1.1 地層

大栗樹巖組（下古生界）中上地層是礦區的主要地層出露，其組成主要為中基性酸性變質火山巖，變質石英角斑巖以及變質細碧巖是其主要的巖石類型。礦區范圍內出露的變質細碧巖非常的廣泛，在擠壓破碎帶的兩側位置上分布，片麻理以及片理非常明顯。在距離擠壓帶較遠的區域上，存在氣體構造，由于擠壓因素作用，串珠狀、眼球狀出現在局部，而且蝕變作用在局部也呈現不同的程度，含斑斜長角閃（片）巖與斜長角閃（片）巖是其主要的巖性特征，在擠壓破碎帶的北部區域上產出變質石英角斑巖，變質細碧巖當中長條狀產出，一些地方由于擠壓因素影響，存在明顯的片理特點，蝕變在近礦部位呈現不同的特征，白云斜長變粒巖以及白云斜長片巖是其主要的巖性特征[2]。

1.2 構造

在區域上，礦區是十分復雜的構造區域，不僅發育斷裂構造，同時還發育十分突出的褶皺構造。區內分布老龍頂向鞋以及朱莊背斜，而且還發育方老莊背斜與彭家寨倒轉背斜、鰲子嶺倒轉向斜等。

在構造上礦區相對簡單，是老龍頂向斜西南側的翼部與朱莊背斜南側翼部，展布方向主要為南東北西向，向北東方向傾斜，主要表現為單斜層，巖層呈現北東向25°～50°傾斜角度為60°～85°。大栗樹擠壓破碎帶是區內的主要斷裂，該斷裂是由于很多小擠壓帶平行組成，擠壓面和地層傾角表現為相同的特點，擠壓破碎帶有著較長的長度以及寬度，在東側區域上，擠壓帶有著很好的連續性，西部區域上較差的斷續出露，帶內的裂隙和片理為礦液后期階段的活動與沉淀創造了非常好的條件，是礦區當中最為重要的控礦構造。

1.3 巖漿巖

巖漿巖在礦區出露有限，脈巖少量出露，主要表現為煌斑巖脈以及花崗斑巖脈和變灰綠巖以及石英脈和花崗巖脈的

在礦區東南側去上主要出露變輝綠巖約為180多米的長度，約為90m寬，片麻巖化以及片理化接觸圍巖部位比較明顯，隨著擠壓破碎帶分布有花崗斑巖脈，約為1700m的長度，處于0.5m~10m的寬度，東部區域上較寬，西部較窄，和花崗巖們有著類似的成分，高嶺土化、絹云母化以及硅化在近礦位置上比較明顯。在礦區的東北部區域上分布花崗巖脈，約為1500m的長度，出于5m~10m的寬度，和前者具有相同的成分，具有較粗的粒度，同時向前者進行穿插。鉆孔中可見到煌斑巖，黃鐵礦化在巖石上普遍可見。該區當中零星的分布一些石英脈，有的沒幾米長，有的為十幾米長，主要處于2m的寬度，展布方向基本類似于擠壓破碎帶。

2 礦床地質特征

2.1 礦體特征

目前礦區當中有三個礦化帶被探明與控制，在礦化帶中賦存礦脈，共有兩個工業礦體被圈出，擠壓滑動面發育與礦體兩側，構造對其形態起著明顯的控制作用，各部位不同的構造變形也存在不同的形式，不僅存在擠壓同時還有張扭，礦體為破碎，揉皺以及錯動的隱伏狀態，整體上礦體較為陡峭，向北東方向傾斜，彎曲狀分布于局部，向南西方向傾斜。

2.2 礦石成分

磁黃鐵礦以及閃鋅礦以及黃銅礦和黃鐵礦是主要的金屬礦物，斑銅礦以及輝銅礦和方鉛礦是次要的礦物組成。銅藍孔雀石以及褐鐵礦是主要的氧化礦物。斜長石、絹云母以及鈉長石、綠泥石和重晶石是主要的脈石礦物。

2.3 礦石結構構造和礦石類型

自形-半自形它形粒狀是礦石的主要結構特點，同時還有膠狀以及斑狀結構、似斑狀結構與包含結構。細脈以及網脈狀和稠密浸染狀、塊狀等是礦石的主要結構特點。銅鋅以及鋅礦石是主要的礦石類型。

2.4 圍巖蝕變

煌斑巖以及變質細碧巖和變質石英角閃角斑巖是礦體的主要圍巖。近礦圍巖具有較為強烈的圍巖礦化蝕變，頂板于底板相比明顯較強，主要為綠泥石化以及硅化和碳酸鹽化以及重晶石化，同時還有絹云母化。黃鐵礦是主要的金屬礦化，黃銅礦化以及閃鋅礦化相對較少。硅化以及綠泥石化和碳酸鹽化是主要的遠礦蝕變，黃鐵礦化、重晶石化以及閃鋅礦化和絹云母化是主要的近礦蝕變。

2.5 成礦階段

根據礦物存在的共生組合特點，并考慮礦物蝕變以及礦石結構構造和穿插關系進行研究，該礦成礦過程當中，主要表現為火山作用階段以及熱液硫化物階段和石英方解石階段與表生氧化階段等幾個階段。

3 斷裂控礦特征

銅鋅礦體布礦以及導礦與容礦上，表現出構造帶和成礦帶呈現一致的分布特點，礦化強度以及構造變形程度主要表現為正相關的關系，構造變形具有非常大的程度，具有很強的礦化特點。富集礦化過程當中主要的規律呈現以下幾點：

（1）礦化強度在遠源圍巖與近礦圍巖以及礦體主要表現為不斷增加的特點。

（2）礦區以及單礦體自上而下以及自西向東呈現不斷減弱的特點，銅、鋅等有用組分呈現不斷減少的特點，尤其是銅表現為更加明顯的特點。

4 找礦標志

（1）變質石英角斑巖以及變質細碧巖互層的大栗樹組火山火山沉積巖系，為賦礦提供了非常有利的條件。

（2）熱液活動在該區深大斷裂破碎帶（北西西向）中比較突出，促進成礦帶的形成，韌性—脆性構造（張扭性特點）在后期階段疊加成為重要的控礦構造，斷裂帶表現為側傾斜的特點，局部位置上出現向南傾斜的特征，垂直方向上表現為 “S”型，礦體賦存在張扭性空間區域上。

（3）輝綠巖脈以及煌斑巖脈分布于特定部位，花崗體隱伏在深部位置上，通過綜合分析便可獲取，這一部位是賦存多金屬礦化的主要區段。

（4）綠泥石化以及碳酸鹽化和絹云母化與硅化等是重要的遠礦蝕變；黃鐵礦化和重晶石化以及閃鋅礦化和黃銅礦礦和硅化等是主要的近礦蝕變的多金屬礦化。

（5）銅鋅礦化以及黃鐵礦化構造破碎帶在地表部位露頭的，不但為重要的找礦標志，而且還將空間范圍內銅、鋅礦化呈現的集中和帶狀分布特點。

5 成礦機制與成礦模式

變質細碧-石英角斑巖是該礦主要的賦存巖系，為較為完整的蛇綠巖套，具有十分齊全的巖石類型，并具有清晰的層序，在南北方向上層序總體表現為火山巖系-硅質巖，你特點表現為邊緣海拉張噴溢特征，火山在海底噴發活動階段富集大量的成礦元素，構造疊加因素在后期階段影響，更有益于富集成礦元素，表現為多因復層的特征。

礦石表現為方鉛礦，閃鋅礦以及黃鐵礦等塊狀硫化物，同時還具有細脈浸染狀以及浸染狀構造特點，綠簾石化以及綠泥石化、絹英巖化和硅化重要的圍巖蝕變，通過這些全面的進行分析和研究，海底火山熱液噴流是形成礦床的主要作用。而形成礦床過程當中剪切應力非常的突出，與構造地層地體存在不同的是，菱形網格或者堆垛疊置拼貼因素影響，在空間范圍上，礦體主要表現為多米諾式和斜列式構造展布規律。為圍巖蝕變以及礦石組構也體現出礦床歷經退變作用因素影響，改造熱液成礦。

礦床具有十分明顯的分帶特點，成為分布特征也比較突出，主要在火山噴發中心不同距離上進行分帶，銅硫化帶自南向北分布。

該區的構造，地質背景和區內的礦體具有一致性的分布特點，該區的巖層展部主要受控于區內的韌脆性斷裂（北西-南東向），對礦化體的空間分布起著明顯的控制作用，礦體形成過程當中，構造對其起著控制和改造作用較為突出。

高地熱環境是該礦形成的主要環境特點，循環海水對于下部區域上基性火山巖中的銅、鋅成礦元素起著明顯的控制作用，隨著噴流通道不斷上升與噴出，混合冷海水，進行沉淀之后形成礦床，所以該礦為火山噴流沉積變質黃鐵礦型銅鉛鋅礦。在該礦形成過程當中，海底火山噴流沉積主要在加里東期，由于熱爐水以及火山射氣產生作用因素影響，由銅鋅含礦層形成于半封閉的環境當中，韌性剪切在加里東-海西期強烈的因素影響下，在由于動力變質在燕山期強大的作用因素影響下，導致高溫塑性流變當中的原含礦層礦質不斷的活化遷移，沉淀于有利構造部位，促進工業礦體的形成[3-5]。

6 結論

文中結合實踐，全面分析礦帶當中的地層、構造、巖石、圍巖蝕變等各方面因素，對該礦成礦機制進行構建，并對該礦成礦模式進行構建。綜合研究認為海底火山噴流沉積以及構造熱液后期改造疊加富集是該礦的主要成因類型，同時將該礦找礦標志給提出，對區內同類型礦床的找礦工作具有非常重要的指示作用，加強研究，能夠尋求更大的找礦突破。