欒川上凹地區鉛鋅礦成礦地質條件分析

高學鵬，楊 柳，尚凱凱

（河南省有色金屬地質礦產局第七地質大隊，河南 鄭州 450016）

研究區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，帶內有上百條含礦斷裂帶，鉛鋅礦產資源規模較大，有良好的找礦潛力（王長明等，2007；段士剛等，2008）。

1 成礦地質背景

1.1 地層

區域地層屬華北地臺大區，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，中部主要為粘土質巖，上部為碳酸鹽巖沉積，構成一個完整的海進系列。

1.2 構造

研究區（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，兩斷裂內發育一系列產狀相近、向南逆沖推覆斷層。近EW向斷裂為主，廣泛分布，活動時間長，多期次活動伴熱液疊加，貴金屬、多金屬礦化較強；NE-NNE向斷裂為燕山期由擠壓向伸展環境轉變所形成的逆沖、平移斷層，具張性-張扭特性，前近EW向發育弱，帶內金屬硫化物礦化及蝕變較強，為中酸性小斑巖體及成礦熱液活動強烈所致。

圖1 研究區大地構造位置圖

1.3 巖漿巖

區域巖漿活動頻繁而強烈，中基性-酸性巖均有出露，以新元古代、志留紀、和燕山期巖漿活動為主。新元古代巖體（輝長巖、正長斑巖）多隨斷裂帶分布（朱曉冰，2015）。志留紀巖體多分布在陶灣群內，呈巖脈狀產出，與研究區內的成礦關系密切；燕山期是區域重要的巖漿活動期，形成了大小不等的巖體（群），侵入新元古界欒川群，在研究區內分布較少。

1.4 礦產

區域上成礦地質條件極為有利，成礦類型多為斑巖型、矽卡巖型、熱液脈型（楊帆等，2015）。空間上區內礦產分布明顯受控于地質構造單元，主要分布于盧氏-欒川陸緣褶斷帶中，各類礦床點、主要成礦元素地球化學異常、重砂異常明顯受區域性深大斷裂的控制。區內鉛鋅礦（體）化帶的產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。

2 典型礦床特征

區域上鉛鋅礦以中低溫熱液填充礦床為主，與斑巖型、矽卡巖型礦床構成一個明顯完整的成礦分帶（王長明等，2005），具有從巖體中心向外，成礦時代由老到新，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。據已發現的脈狀鉛鋅礦床及研究區成礦地質特征，以中低溫熱液填充礦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，將研究區劃為三部分。北部為新元古界欒川群大紅口組（Pt3d），水下噴發的火山巖，以幔源物質為主混入有部分殼源物質（王長明等，2005），其早期拉張活動伴隨加里東期輝長巖的侵入。輝長巖呈條帶狀近東西向展布，局部片麻狀構造，與區域構造線方向一致。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、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。

斷裂構造控制中低溫熱液填充型鉛鋅（礦）化特征明顯，礦（化）體走向及產出狀態均受其控制。區內斷裂構造一般以脆性為主，在有利于成礦巖體層間帶斷裂交會部位及斷裂產狀變化處，形成較富的礦體（圖2），呈脈狀、似層狀、透鏡體，產狀與斷裂一致，寬多在1-2米，在走向或傾向上延伸較遠，形態簡單，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。礦石結構以半自形-他型粒狀為主，具塊狀、條帶狀、浸染狀、團塊狀、角礫狀、細脈狀和網脈狀等構造。

根據礦物共生組合、鏡下礦物關系等，將成礦作用劃分三個階段：（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。

3 控礦條件分析

3.1 地層與成礦

欒川群、陶灣群為一套含火山巖夾層的富鎂、多碳、高硅的類復理石沉積建造（關保德，1996）。前人（胡受奚等，1988；張本仁等，1987）研究表明欒川群，是本區鉬（鎢）、鉛、鋅、銀等多金屬礦產的重要賦礦層位。據河南地調一隊等（1986），欒川群地球化學元素背景值較高，為楊樹凹、銀洞溝等鉛鋅礦成礦提供一定物質基礎，其中含量較高的Mg，促進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。

陶灣群內褶皺構造與斷層發育，造成層位的多次重復或缺失，根據沉積建造及巖性特征自下而上劃分為三岔口組、風脈廟組、秋木溝組。河南地調一隊等（1986）地球化學研究表明，區內陶灣群秋木溝組（Pz1q）和風脈廟組（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；河南地調院（2009）地球化學特征，陶灣群Pb、Zn、Ag、W、Mo元素變異系數較高，分異極強（表1），上述元素濃度及變異性特征，反映元素在地質作用中富集成礦能力與區內鉛鋅銀礦床產出相吻合。

表1 陶灣群地球化學元素特征值表

陶灣群炭質千枚巖Pb、Ag成礦元素濃度均高于大理巖、白云質大理巖，但鉛鋅礦床主要賦存碳酸鹽巖地層中，據呂文德等（2004）研究認為碳酸鹽巖脆性較強，化學性質活潑，有利于多金屬成礦所致。因此本區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系密切。

3.2 構造與成礦

研究區內黑溝-叫河斷裂帶，欒川大斷裂帶的一部分，代表了從華北板塊穩定陸塊到較活動大陸邊緣的過渡帶，經歷多期次、多層次構造活動。其北側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向斷裂次級斷裂關系密切，與大型礦產地有明顯的成生關系。遠離小巖體的外圍，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）。區內多期次斷裂構造活動，控制了中酸性小巖體的分布，使小巖體不斷提供成礦物質，同時礦化不斷疊加，尤其在兩組斷裂交匯處或斷裂轉彎部位，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系的Pb-Zn-Ag礦床。

3.3 巖漿巖與成礦

區內新元古代巖體輝長巖侵入欒川群大紅口組，形成時其熱梯度場導致地層中的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。

志留紀中酸性小斑巖體呈巖脈狀產出，侵入陶灣群，界面一般較為平整，局部切層，邊緣有時發育細粒化，斑晶變小變少，其周圍大理巖有時產生熱變質現象，變質帶寬0.1-0.5m，表現為大理巖粒度變粗，頂端伴有似層狀礦體產出（圖2-c）。據河南地調院（2018），這些小巖體強烈富集大離子親石元素，具有板內堿性花崗巖、碰撞型花崗巖的雙重特點，與志留紀碰撞-后碰撞期間的間歇性拉張有關，由石英二長斑巖、黑云母二長花崗斑巖向正長花崗斑巖、堿長花崗斑巖演化，該趨勢伴隨Pb、Zn析出，形成含礦熱液，運移至有利地段富集沉淀成礦。

研究區內燕山期斷裂較為發育，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。伴隨燕山期斷裂構造活動而產生的酸性巖漿巖，呈半隱伏狀態與地層侵入接觸，為細?；◢彴邘r。鉛鋅礦化體賦存于魚庫組碎裂碳酸鹽巖中，鉛鋅礦呈網脈狀分布，淺表為氧化礦，鐵礦錳化和褐鐵礦化強烈。鉛鋅礦網脈狀或浸染狀產出，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，對中生代陸內碰撞成礦系統的各類礦床有直接或間接的控制作用。

3.4 化探異常與成礦

2005-2009年，河南地調院在本區開展了河南盧氏地區礦產遠景調查工作，并在區內圈定具成礦遠景的化探異常。1:5萬水系沉積物測量結果表明，Pb、Zn、Au、Ag等主成礦元素的高濃度異常區，是地表或者淺部鉛鋅銀礦化的直接指示，并在本區內圈定Pb元素異常8個，Zn元素異常9個。這些異常受控于志留紀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，構成一個完整的成礦系列，表明區內有較好的Pb-Zn成礦物質基礎。

3.5 礦床成因探討

區內鉛鋅礦（點），空間上脈狀礦床則遠離鉬礦（小巖體），分布于矽卡巖型礦床的外圍及上部；時間上，脈狀礦床略晚于附近的矽卡巖型礦床，存在溫度遞減環狀礦化分帶特點，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，礦化演變為鉛鋅銀中溫礦種，礦床類型也多由斑巖型-矽卡巖型過渡到熱液型和構造蝕變巖型。

從鉛鋅礦（點）成礦條件可知，區內絕大多數多金屬硫化物礦床受構造-巖漿活動控制，分布在中酸性斑巖體外圍的碳酸鹽巖有利地層。該現象體現在構造展布形勢上，近東西向的賦礦構造往往有多期活動或變形的歷史，但最終構造定位均為張性的層間剝離斷層或層間正斷層，礦體（點）多平行疊置，或于背形兩翼對稱分布，礦體呈不規則脈狀、網脈狀、似層狀、透鏡狀，礦化與硅化、絹云母化蝕變關系密切，成礦機制以中低溫熱液充填為主。

綜上所述，研究區鉛鋅礦（點）屬巖漿期后熱液充填脈狀多金屬硫化物礦床。

4 找礦遠景評價

近年來在中低溫熱液填充脈狀鉛鋅礦的資源調查評價中取得了重大突破，區內存在未經查證和具水平分帶特征的Pb-Zn-Ag等多金屬異常，其地質環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）的空間分布與燕山期中酸性小巖體關系密切，區內脈狀Pb-Zn-Ag礦床呈環帶分布于南泥湖鉬（鎢）礦田外圍，找礦前景較好。

（2）Pb-Zn-Ag礦床（點）分布于巖體外接觸帶或遠離巖體的碳酸鹽巖地層中，石英脈型、構造蝕變巖型礦床直接賦存于斷裂構造中，受地層、斷裂構造的控制明顯。區內廣泛發育的碳酸鹽建造，為礦床的形成提供了有利的條件。斷裂構造不僅控制不同期次巖漿活動，同時也控制與巖漿有關礦床的形成。

（3）區內硅化、碳酸鹽化、絹云母化、綠泥石化、褐鐵礦化等發育交普遍，這些蝕變信息也揭示了區內尋找熱液充填脈狀鉛鋅礦廣闊前景。