高學(xué)鵬,楊 柳,尚凱凱
(河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第七地質(zhì)大隊(duì),河南 鄭州 450016)
研究區(qū)位于華北陸塊南緣欒川褶皺斷裂帶陶灣褶陷西段,跨黑溝-叫河斷裂帶,該斷裂帶為華北南緣地塊與北秦嶺造山帶分界(燕長(zhǎng)海,2004;段士剛等,2010);歸屬于盧氏-欒川陸緣褶斷帶叫河-廟溝鉛鋅金鉬成礦帶,帶內(nèi)有上百條含礦斷裂帶,鉛鋅礦產(chǎn)資源規(guī)模較大,有良好的找礦潛力(王長(zhǎng)明等,2007;段士剛等,2008)。
區(qū)域地層屬華北地臺(tái)大區(qū),自北向南由老到新依次為中元古界官道口群、新元古界欒川群、下古生界陶灣群,以淺海碳酸鹽巖-陸源碎屑沉積建造為主,NWW向帶狀展布,群組之間多為斷層接觸(石銓曾等,1996;段士剛等,2010)。欒川群、陶灣群均為區(qū)域重要含礦層位,陶灣群分布于華北陸塊南緣與秦嶺褶皺系銜接部位,南受黑溝-欒川斷裂控制,北超覆不整合在欒川群或官道口群之上(呂文德等,2005),其下部為粗碎屑巖,中部主要為粘土質(zhì)巖,上部為碳酸鹽巖沉積,構(gòu)成一個(gè)完整的海進(jìn)系列。
研究區(qū)(圖1)北臨潘河-馬超營大斷裂,南跨黑河-欒川大斷裂,均近東西向展布,兩斷裂內(nèi)發(fā)育一系列產(chǎn)狀相近、向南逆沖推覆斷層。近EW向斷裂為主,廣泛分布,活動(dòng)時(shí)間長(zhǎng),多期次活動(dòng)伴熱液疊加,貴金屬、多金屬礦化較強(qiáng);NE-NNE向斷裂為燕山期由擠壓向伸展環(huán)境轉(zhuǎn)變所形成的逆沖、平移斷層,具張性-張扭特性,前近EW向發(fā)育弱,帶內(nèi)金屬硫化物礦化及蝕變較強(qiáng),為中酸性小斑巖體及成礦熱液活動(dòng)強(qiáng)烈所致。
圖1 研究區(qū)大地構(gòu)造位置圖
區(qū)域巖漿活動(dòng)頻繁而強(qiáng)烈,中基性-酸性巖均有出露,以新元古代、志留紀(jì)、和燕山期巖漿活動(dòng)為主。新元古代巖體(輝長(zhǎng)巖、正長(zhǎng)斑巖)多隨斷裂帶分布(朱曉冰,2015)。志留紀(jì)巖體多分布在陶灣群內(nèi),呈巖脈狀產(chǎn)出,與研究區(qū)內(nèi)的成礦關(guān)系密切;燕山期是區(qū)域重要的巖漿活動(dòng)期,形成了大小不等的巖體(群),侵入新元古界欒川群,在研究區(qū)內(nèi)分布較少。
區(qū)域上成礦地質(zhì)條件極為有利,成礦類型多為斑巖型、矽卡巖型、熱液脈型(楊帆等,2015)??臻g上區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)分布明顯受控于地質(zhì)構(gòu)造單元,主要分布于盧氏-欒川陸緣褶斷帶中,各類礦床點(diǎn)、主要成礦元素地球化學(xué)異常、重砂異常明顯受區(qū)域性深大斷裂的控制。區(qū)內(nèi)鉛鋅礦(體)化帶的產(chǎn)出主要圍繞這燕山期中酸性小巖體(段士剛等,2009),主要賦存于碎屑巖-碳酸鹽巖沉積建造、不同巖性過渡界面、層間破碎帶。
區(qū)域上鉛鋅礦以中低溫?zé)嵋禾畛涞V床為主,與斑巖型、矽卡巖型礦床構(gòu)成一個(gè)明顯完整的成礦分帶(王長(zhǎng)明等,2005),具有從巖體中心向外,成礦時(shí)代由老到新,成礦溫度由高溫-中低溫,礦種由Mo、W為主的多金屬、Fe-Cu-Pb-Zn、Pb-Zn-Ag-Au的變化特征。據(jù)已發(fā)現(xiàn)的脈狀鉛鋅礦床及研究區(qū)成礦地質(zhì)特征,以中低溫?zé)嵋禾畛涞V床為典型礦床展開論述。
撞根-頭道河、黑溝-叫河斷裂帶,橫穿研究區(qū),將研究區(qū)劃為三部分。北部為新元古界欒川群大紅口組(Pt3d),水下噴發(fā)的火山巖,以幔源物質(zhì)為主混入有部分殼源物質(zhì)(王長(zhǎng)明等,2005),其早期拉張活動(dòng)伴隨加里東期輝長(zhǎng)巖的侵入。輝長(zhǎng)巖呈條帶狀近東西向展布,局部片麻狀構(gòu)造,與區(qū)域構(gòu)造線方向一致。中部為兩斷裂帶之間界為陶灣群秋木溝組(Pz1q)條帶狀絹云母石英大理巖及厚層狀石英大理巖,夾少量欒川群魚庫組(Pt3yk)白云石大理巖,出露志留紀(jì)、燕山期中酸性斑巖體。南部為新元古界寬坪巖群,屬北秦嶺地層分區(qū)。
斷裂構(gòu)造控制中低溫?zé)嵋禾畛湫豌U鋅(礦)化特征明顯,礦(化)體走向及產(chǎn)出狀態(tài)均受其控制。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造一般以脆性為主,在有利于成礦巖體層間帶斷裂交會(huì)部位及斷裂產(chǎn)狀變化處,形成較富的礦體(圖2),呈脈狀、似層狀、透鏡體,產(chǎn)狀與斷裂一致,寬多在1-2米,在走向或傾向上延伸較遠(yuǎn),形態(tài)簡(jiǎn)單,與圍巖界限清楚。
圖2 野外礦體特征
礦石類型主要為多金屬硫化物石英脈型和構(gòu)造角礫巖型,礦石金屬礦物主要有黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦,脈石礦物主要為石英、方解石、白云石、絹云母等。礦石結(jié)構(gòu)以半自形-他型粒狀為主,具塊狀、條帶狀、浸染狀、團(tuán)塊狀、角礫狀、細(xì)脈狀和網(wǎng)脈狀等構(gòu)造。
根據(jù)礦物共生組合、鏡下礦物關(guān)系等,將成礦作用劃分三個(gè)階段:(1)石英-黃鐵礦化階段;(2)石英-多金屬硫化物階段,為主成礦階段;(3)碳酸鹽化階段,這些礦化階段常有相互疊加的現(xiàn)象。圍巖蝕變有碳酸鹽化、硅化、絹云母化、高嶺土化、褐鐵礦化等。
欒川群、陶灣群為一套含火山巖夾層的富鎂、多碳、高硅的類復(fù)理石沉積建造(關(guān)保德,1996)。前人(胡受奚等,1988;張本仁等,1987)研究表明欒川群,是本區(qū)鉬(鎢)、鉛、鋅、銀等多金屬礦產(chǎn)的重要賦礦層位。據(jù)河南地調(diào)一隊(duì)等(1986),欒川群地球化學(xué)元素背景值較高,為楊樹凹、銀洞溝等鉛鋅礦成礦提供一定物質(zhì)基礎(chǔ),其中含量較高的Mg,促進(jìn)Pb的沉淀,該套地層的沉積條件、巖石特征也是有利的成礦因素。
陶灣群內(nèi)褶皺構(gòu)造與斷層發(fā)育,造成層位的多次重復(fù)或缺失,根據(jù)沉積建造及巖性特征自下而上劃分為三岔口組、風(fēng)脈廟組、秋木溝組。河南地調(diào)一隊(duì)等(1986)地球化學(xué)研究表明,區(qū)內(nèi)陶灣群秋木溝組(Pz1q)和風(fēng)脈廟組(Pz1f)中Pb、Ag、Sn元素濃度高于地殼克拉克值,是Pb、Ag、Sn的高背景層位;河南地調(diào)院(2009)地球化學(xué)特征,陶灣群Pb、Zn、Ag、W、Mo元素變異系數(shù)較高,分異極強(qiáng)(表1),上述元素濃度及變異性特征,反映元素在地質(zhì)作用中富集成礦能力與區(qū)內(nèi)鉛鋅銀礦床產(chǎn)出相吻合。
表1 陶灣群地球化學(xué)元素特征值表
陶灣群炭質(zhì)千枚巖Pb、Ag成礦元素濃度均高于大理巖、白云質(zhì)大理巖,但鉛鋅礦床主要賦存碳酸鹽巖地層中,據(jù)呂文德等(2004)研究認(rèn)為碳酸鹽巖脆性較強(qiáng),化學(xué)性質(zhì)活潑,有利于多金屬成礦所致。因此本區(qū)陶灣群碳酸鹽建造是有利的成礦圍巖,與鉛鋅銀礦床形成關(guān)系密切。
研究區(qū)內(nèi)黑溝-叫河斷裂帶,欒川大斷裂帶的一部分,代表了從華北板塊穩(wěn)定陸塊到較活動(dòng)大陸邊緣的過渡帶,經(jīng)歷多期次、多層次構(gòu)造活動(dòng)。其北側(cè)分布一系列東西向呈帶狀花崗斑巖為代表的酸性小巖體,這些巖體與NE向與近EW向斷裂次級(jí)斷裂關(guān)系密切,與大型礦產(chǎn)地有明顯的成生關(guān)系。遠(yuǎn)離小巖體的外圍,分布著大量脈狀鉛-鋅-銀礦脈,它們均受斷裂控制(羅銘玖等,1991)。區(qū)內(nèi)多期次斷裂構(gòu)造活動(dòng),控制了中酸性小巖體的分布,使小巖體不斷提供成礦物質(zhì),同時(shí)礦化不斷疊加,尤其在兩組斷裂交匯處或斷裂轉(zhuǎn)彎部位,是礦體加厚變富的有利地段,從而也控制了與小巖體有著密切關(guān)系的Pb-Zn-Ag礦床。
區(qū)內(nèi)新元古代巖體輝長(zhǎng)巖侵入欒川群大紅口組,形成時(shí)其熱梯度場(chǎng)導(dǎo)致地層中的Mo-Cu-Pb-Zn-Ag等成礦元素在巖體及其附近含量增高,其臨近地段含量降低(呂文德等,2004;科薩爾斯,1981),利于成礦元素富集。
志留紀(jì)中酸性小斑巖體呈巖脈狀產(chǎn)出,侵入陶灣群,界面一般較為平整,局部切層,邊緣有時(shí)發(fā)育細(xì)粒化,斑晶變小變少,其周圍大理巖有時(shí)產(chǎn)生熱變質(zhì)現(xiàn)象,變質(zhì)帶寬0.1-0.5m,表現(xiàn)為大理巖粒度變粗,頂端伴有似層狀礦體產(chǎn)出(圖2-c)。據(jù)河南地調(diào)院(2018),這些小巖體強(qiáng)烈富集大離子親石元素,具有板內(nèi)堿性花崗巖、碰撞型花崗巖的雙重特點(diǎn),與志留紀(jì)碰撞-后碰撞期間的間歇性拉張有關(guān),由石英二長(zhǎng)斑巖、黑云母二長(zhǎng)花崗斑巖向正長(zhǎng)花崗斑巖、堿長(zhǎng)花崗斑巖演化,該趨勢(shì)伴隨Pb、Zn析出,形成含礦熱液,運(yùn)移至有利地段富集沉淀成礦。
研究區(qū)內(nèi)燕山期斷裂較為發(fā)育,為一系列北傾的逆斷層,典型斷裂為東坡根斷裂帶,向東匯合,EW-NNE向或NE產(chǎn)出,將陶灣群秋木溝組一段推覆到二段之上,該系列斷層的南側(cè)磨坪斷裂使欒川群魚庫組推覆到陶灣群三岔口組之上。伴隨燕山期斷裂構(gòu)造活動(dòng)而產(chǎn)生的酸性巖漿巖,呈半隱伏狀態(tài)與地層侵入接觸,為細(xì)?;◢彴邘r。鉛鋅礦化體賦存于魚庫組碎裂碳酸鹽巖中,鉛鋅礦呈網(wǎng)脈狀分布,淺表為氧化礦,鐵礦錳化和褐鐵礦化強(qiáng)烈。鉛鋅礦網(wǎng)脈狀或浸染狀產(chǎn)出,賦存于碎裂碳酸鹽巖中,依傍于斷裂帶。上述可知,沿燕山期構(gòu)造-巖漿帶分布的小巖體是Pb-Zn-Ag礦床和多金屬硫化物礦床的成礦母巖,對(duì)中生代陸內(nèi)碰撞成礦系統(tǒng)的各類礦床有直接或間接的控制作用。
2005-2009年,河南地調(diào)院在本區(qū)開展了河南盧氏地區(qū)礦產(chǎn)遠(yuǎn)景調(diào)查工作,并在區(qū)內(nèi)圈定具成礦遠(yuǎn)景的化探異常。1:5萬水系沉積物測(cè)量結(jié)果表明,Pb、Zn、Au、Ag等主成礦元素的高濃度異常區(qū),是地表或者淺部鉛鋅銀礦化的直接指示,并在本區(qū)內(nèi)圈定Pb元素異常8個(gè),Zn元素異常9個(gè)。這些異常受控于志留紀(jì)或燕山期酸性斑巖體,不同類型的巖體與巖體的不同部位分別形成鉬、鎢、銀、鉛鋅、鐵、銅、鋅、硫、金等,構(gòu)成一個(gè)完整的成礦系列,表明區(qū)內(nèi)有較好的Pb-Zn成礦物質(zhì)基礎(chǔ)。
區(qū)內(nèi)鉛鋅礦(點(diǎn)),空間上脈狀礦床則遠(yuǎn)離鉬礦(小巖體),分布于矽卡巖型礦床的外圍及上部;時(shí)間上,脈狀礦床略晚于附近的矽卡巖型礦床,存在溫度遞減環(huán)狀礦化分帶特點(diǎn),即鎢鉬高溫礦種往往分布于中心,向外圍隨著巖漿溫度影響力減弱,礦化演變?yōu)殂U鋅銀中溫礦種,礦床類型也多由斑巖型-矽卡巖型過渡到熱液型和構(gòu)造蝕變巖型。
從鉛鋅礦(點(diǎn))成礦條件可知,區(qū)內(nèi)絕大多數(shù)多金屬硫化物礦床受構(gòu)造-巖漿活動(dòng)控制,分布在中酸性斑巖體外圍的碳酸鹽巖有利地層。該現(xiàn)象體現(xiàn)在構(gòu)造展布形勢(shì)上,近東西向的賦礦構(gòu)造往往有多期活動(dòng)或變形的歷史,但最終構(gòu)造定位均為張性的層間剝離斷層或?qū)娱g正斷層,礦體(點(diǎn))多平行疊置,或于背形兩翼對(duì)稱分布,礦體呈不規(guī)則脈狀、網(wǎng)脈狀、似層狀、透鏡狀,礦化與硅化、絹云母化蝕變關(guān)系密切,成礦機(jī)制以中低溫?zé)嵋撼涮顬橹鳌?/p>
綜上所述,研究區(qū)鉛鋅礦(點(diǎn))屬巖漿期后熱液充填脈狀多金屬硫化物礦床。
近年來在中低溫?zé)嵋禾畛涿}狀鉛鋅礦的資源調(diào)查評(píng)價(jià)中取得了重大突破,區(qū)內(nèi)存在未經(jīng)查證和具水平分帶特征的Pb-Zn-Ag等多金屬異常,其地質(zhì)環(huán)境和異常特征具脈狀鉛鋅礦特征,指示了尋找鉛鋅資源前景良好。
(1)欒川地塊Pb-Zn-Ag礦床(點(diǎn))的空間分布與燕山期中酸性小巖體關(guān)系密切,區(qū)內(nèi)脈狀Pb-Zn-Ag礦床呈環(huán)帶分布于南泥湖鉬(鎢)礦田外圍,找礦前景較好。
(2)Pb-Zn-Ag礦床(點(diǎn))分布于巖體外接觸帶或遠(yuǎn)離巖體的碳酸鹽巖地層中,石英脈型、構(gòu)造蝕變巖型礦床直接賦存于斷裂構(gòu)造中,受地層、斷裂構(gòu)造的控制明顯。區(qū)內(nèi)廣泛發(fā)育的碳酸鹽建造,為礦床的形成提供了有利的條件。斷裂構(gòu)造不僅控制不同期次巖漿活動(dòng),同時(shí)也控制與巖漿有關(guān)礦床的形成。
(3)區(qū)內(nèi)硅化、碳酸鹽化、絹云母化、綠泥石化、褐鐵礦化等發(fā)育交普遍,這些蝕變信息也揭示了區(qū)內(nèi)尋找熱液充填脈狀鉛鋅礦廣闊前景。