曾慶海

（河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第三地質(zhì)調(diào)查隊(duì) 河南 信陽 464000）

大河銅礦探明資源已開采枯竭，資源嚴(yán)重危機(jī)，如何進(jìn)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(zhì)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(jī)制與成礦模式，更好地指導(dǎo)礦區(qū)遠(yuǎn)景預(yù)測、深部及外圍找礦。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

礦區(qū)位于秦嶺造山帶東段，以龜梅斷裂之南的西峽木家埡—內(nèi)鄉(xiāng)—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(qū)內(nèi)構(gòu)造復(fù)雜，地層變質(zhì)變形強(qiáng)烈，巖漿活動頻繁，是大型成礦區(qū)域（圖1）。劉山巖銅鋅礦床位于北秦嶺褶皺帶中。

1.1 地層

區(qū)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(nèi)增生弧后盆地海底火山沉積的變質(zhì)細(xì)碧角斑巖，是本區(qū)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(qū)域地質(zhì)圖Figure 1 Regional geological map of Dahe copper mineral

1.2 構(gòu)造

該區(qū)是極其復(fù)雜的構(gòu)造地區(qū)，褶皺構(gòu)造、斷裂構(gòu)造比較發(fā)育。河前莊背斜、鰲子嶺倒轉(zhuǎn)向斜、彭家寨倒轉(zhuǎn)背斜均分布于該區(qū)，控制了主要控礦地層的分布。

斷裂構(gòu)造分為北西向和北東向兩組，以北西向?yàn)橹鳌^(qū)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(qū)域性深大斷裂朱陽關(guān)—信陽斷裂從二郎山—大河一帶通過。次一級北西向構(gòu)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(guī)模較小，零星產(chǎn)出，局部錯(cuò)斷北西向構(gòu)造，屬后期構(gòu)造。

1.3 巖漿巖

侵入巖區(qū)內(nèi)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(qū)內(nèi)廣泛發(fā)育各類脈巖。

噴發(fā)巖為大面積分布的下古生界二郎坪巖群火山巖系。

區(qū)內(nèi)巖漿巖與內(nèi)生礦產(chǎn)的形成有密切的關(guān)系：二郎坪群細(xì)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(guān)系；老灣巖體與金礦化有成生聯(lián)系；超基性巖體與鉻、鎳的形成有關(guān)[1-2]。

圖2 劉山巖銅鋅礦床18勘探剖面圖（據(jù)河南省地礦局地質(zhì)8隊(duì)）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(zhì)特征

2.1 礦體特征

劉山巖銅鋅礦區(qū)探明和控制了3個(gè)主要的礦化帶，礦脈均賦存在礦化帶內(nèi)，共圈定6個(gè)主要的工業(yè)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(cè)發(fā)育擠壓滑動面，形態(tài)受構(gòu)造控制，不同部位的構(gòu)造變形的表現(xiàn)形式存在明顯差異，從擠壓到張扭都有，礦體揉皺、破碎、錯(cuò)動明顯多為隱伏狀態(tài)。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(xué)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(guān)關(guān)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(gòu)造類型關(guān)系密切。

2.3 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造和礦石類型

礦石結(jié)構(gòu)主要有自形—半自形它形粒狀結(jié)構(gòu)、似斑狀結(jié)構(gòu)、斑狀結(jié)構(gòu)、膠狀及熔蝕結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、骸晶結(jié)構(gòu)；構(gòu)造主要為塊狀構(gòu)造、浸染-稠密浸染狀構(gòu)造、細(xì)脈-網(wǎng)脈狀構(gòu)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?guī)r、中酸性凝灰?guī)r、中基性凝灰?guī)r、煌斑巖。

近礦圍巖礦化蝕變相對強(qiáng)烈，且頂板強(qiáng)于底板，表現(xiàn)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(guī)律為：遠(yuǎn)礦蝕變?yōu)樘妓猁}化、硅化、綠泥石化、絹云母化；近礦蝕變?yōu)橹鼐ⅫS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(jù)已知礦物共生組合特征、礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造和礦物蝕變及穿插關(guān)系等，將成礦作用劃分為四個(gè)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(qū)的主要控礦構(gòu)造，早期在深部遭受糜棱巖化，后期產(chǎn)生脆性破裂。主要有4條規(guī)模較大的構(gòu)造帶，它們與成礦關(guān)系密切。

F1：由一系列壓性—壓扭性斷裂構(gòu)造組成。L9、L10號礦體分布其內(nèi)。

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(nèi)。

F3：位于F2南，地表不太明顯。以強(qiáng)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(qiáng)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(xiàn)象。

3.2 構(gòu)造控礦規(guī)律

構(gòu)造控礦表現(xiàn)在對銅鋅礦體的導(dǎo)礦、布礦和容礦上，呈現(xiàn)出成礦帶與構(gòu)造帶在空間分布上的一致性。構(gòu)造變形程度與礦化強(qiáng)度呈正相關(guān)關(guān)系，構(gòu)造變形程度越大，礦化越強(qiáng)。礦化富集規(guī)律可概括為：

（1）從遠(yuǎn)源圍巖向近礦圍巖到礦體，礦化強(qiáng)度呈倍增趨勢。

（2）礦區(qū)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(nèi)塊狀礦石往往近上盤，礦化蝕變上盤弱而簿，下盤厚且強(qiáng)。

4 找礦標(biāo)志

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

4.2 區(qū)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(gòu)造是控礦構(gòu)造。斷裂帶總體向北傾斜，局部南傾，在垂向上構(gòu)成“S”型，局部張扭性空間則構(gòu)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(fā)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(yuǎn)礦蝕變?yōu)樘妓猁}化、硅化、綠泥石化、絹云母化；近礦蝕變?yōu)橹鼐?、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(gòu)造破碎帶及銅鋅礦化露頭，不僅是直接的找礦標(biāo)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(diǎn)。

5 成礦機(jī)制與成礦模式

劉山巖銅鋅礦所賦存的細(xì)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(zhì)巖，具有邊緣海拉張環(huán)境中噴溢的特點(diǎn)。成礦元素在海底火山噴發(fā)活動期初步富集，經(jīng)歷了期后階段的構(gòu)造改造疊加作用，使成礦物質(zhì)進(jìn)一步富集，成礦具有 “多因復(fù)成”的特點(diǎn)。

其形成應(yīng)是在高地?zé)岘h(huán)境中，循環(huán)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(zhì)黃鐵礦型銅鋅礦床。其形成機(jī)制是：加里東期海底火山噴流沉積，產(chǎn)生的火山射氣和熱鹵水作用，在半封閉環(huán)境中形成了銅鋅含礦層，后經(jīng)加里東一海西期強(qiáng)大的韌性剪切及燕山期動力變質(zhì)，使原含礦層在高溫塑性流變中，礦質(zhì)重新活化、遷移，并在構(gòu)造有利部位沉淀聚積形成工業(yè)礦體?？煞譃橐韵聨讉€(gè)階段：

5.1 海底火山噴流沉積期，形成礦源層，部分地段構(gòu)成工業(yè)礦體；

5.2 后期變質(zhì)作用改造期；

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

5.4 表生地質(zhì)作用階段。

6 結(jié)論

在對礦帶內(nèi)地層、巖石、構(gòu)造、圍巖蝕變等成礦控制因素分析的基礎(chǔ)上建立成礦機(jī)制和成礦模式，認(rèn)為礦床成因?qū)俸５谆鹕絿娏鞒练e，并受后期構(gòu)造熱液疊加加富的復(fù)成因礦床，并提出了5條找礦標(biāo)志，對于擴(kuò)大礦區(qū)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(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第三地質(zhì)調(diào)查隊(duì).河南省桐柏地區(qū)銅鋅礦普查[Z].2002.

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