河南崔家莊鉛礦床地質(zhì)特征及找礦潛力分析

付 中，張 勝，李文超

(河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第四地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，河南 鄭州 451464)

0 前 言

東秦嶺中-上元古界寬坪群西起甘肅天水，經(jīng)寶雞—丹鳳—欒川—方城，斷續(xù)出露至信陽北，綿延逾千千米[1-2]，呈條帶狀?yuàn)A持于鐵爐子-黑溝-欒川深大斷裂和瓦穴子-喬端超殼斷裂之間。寬坪群四岔口組富集Pb元素[3-5]，自新元古代以來歷經(jīng)多期次巖漿、構(gòu)造活動(dòng)，成礦地質(zhì)條件較好。崔家莊鉛礦區(qū)位于盧氏縣東南約20 km，處于東秦嶺構(gòu)造帶北緣，礦體賦存于寬坪群四岔口組下段構(gòu)造破碎帶中，經(jīng)勘查圈定了3個(gè)鉛礦體，w(Pb)為0.90%～2.45%，伴生Ag、Zn等有益組分。近年來諸多專家、學(xué)者對(duì)寬坪群的成礦研究不斷深入，但寬坪群內(nèi)發(fā)現(xiàn)的鉛礦床卻不多。因此，尚需總結(jié)找礦經(jīng)驗(yàn)、拓展找礦空間。筆者通過對(duì)鉛礦床的控礦因素分析，探討了礦區(qū)找礦潛力，以期對(duì)寬坪群鉛礦床的勘查有所裨益。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

礦區(qū)位于華北板塊北秦嶺加里東造山帶東段[6]寬坪構(gòu)造巖片內(nèi)，構(gòu)造區(qū)劃屬大夫嶺前加里東褶皺帶。成礦區(qū)(帶)屬于北秦嶺早古生代-中生代金銅銀銻鉬成礦帶[7]。

區(qū)域地層出露中-上元古界寬坪群，為一套形成于華北古陸南緣弧后拉張盆地的變質(zhì)中基性火山巖-陸源碎屑巖建造[8]，北以黑溝-欒川斷裂帶與華熊陸源帶相鄰，南以瓦穴子-喬端斷裂與下古生界二郎坪群隔離。自南向北依次出露四岔口組下段(Pt2-3s1)含石榴石黑云石英片巖、(鈉長(zhǎng))黑云(石英)片巖及二云石英片巖，謝灣巖組下巖段(Pt2-3x1)黑云母(陽起)石英大理巖夾斜長(zhǎng)角閃片巖，謝灣巖組上巖段(Pt2-3x2)含石英大理巖、黑云母石英大理巖。各(巖)組間均以斷層分離。

受晚加里東-早華力西期北秦嶺斜向抬升和印支期由北—南的逆沖推覆造山運(yùn)動(dòng)影響[9]，區(qū)域斷裂構(gòu)造發(fā)育。瓦穴子-喬端超殼斷裂和黑溝-欒川深大斷裂分別位于礦區(qū)南、北二側(cè)，形成北西西-南東東走向的構(gòu)造格局，并伴生一系列逆沖走滑斷層及次級(jí)斷裂。深大斷裂既是中-上元古界寬坪群的控巖斷裂，也是深部熱能和成礦物質(zhì)向淺部傳輸?shù)耐ǖ馈Ｊ茉焐竭\(yùn)動(dòng)影響，寬坪群內(nèi)片理、構(gòu)造裂隙及斷裂極為發(fā)育[10]。

區(qū)域上巖漿活動(dòng)表現(xiàn)為加里東期、華力西期及燕山晚期3個(gè)侵入期，巖性自中性巖至酸性巖均有發(fā)育。J3～K1時(shí)期，北秦嶺由陸內(nèi)俯沖殼層加厚轉(zhuǎn)向伸展作用下地殼減薄的轉(zhuǎn)換引發(fā)巖漿大量上涌[11]，形成區(qū)域熱蝕變成礦背景，礦區(qū)成礦地質(zhì)條件優(yōu)越。

東秦嶺寬坪群內(nèi)的金屬礦產(chǎn)主要以鉬(鎢)、鉛、鋅、銀、金、銅、銻為主，其次為磁鐵礦、錳礦等(見圖1)，如潘河鉬礦(商南)、葫蘆山鉛鋅礦(盧氏)、銀洞嶺銀礦(南召)、八介溝銅礦(盧氏)、窟窿山金礦(南召)、響水河銻礦(南召)、楊樹溝錳礦(盧氏)等。礦床類型多為熱液型，其次為矽卡巖型、沉積-變質(zhì)型，礦床規(guī)模多為中、小型。

圖1 東秦嶺寬坪群地質(zhì)構(gòu)造及礦產(chǎn)分布

2 礦床地質(zhì)

2.1 礦區(qū)地質(zhì)特征

礦區(qū)出露地層為中-上元古界寬坪群四岔口組下段及少量新生界第四系(見圖2)。其中，四岔口組下段地層呈傾向南東的單斜產(chǎn)出，巖性主要為斜長(zhǎng)黑云石英片巖、鈉長(zhǎng)二云石英片巖及少量石英巖。四岔口組下段為礦區(qū)鉛礦體賦礦地層。

1.第四系；2.下古生界秋木溝組；3.下古生界火神廟組；4.中-上元古界謝灣組；5.中-上元古界四岔口組下段；6.斜長(zhǎng)黑云石英片巖；7.鈉長(zhǎng)二云石英片巖；8.石英巖；9.碎裂巖；10.二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖；11.燕山晚期黑云二長(zhǎng)花崗巖；12.華力西期二長(zhǎng)花崗巖；13.加里東期黑云斜長(zhǎng)花崗巖；14.地質(zhì)線；15.不明斷層；16.推測(cè)斷層；17.逆斷層；18.片理產(chǎn)狀；19.鉛礦體；20.礦區(qū)圖2 崔家莊鉛礦區(qū)地質(zhì)(資料來源：據(jù)李文超等，2019；修改)

受區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，鉛礦區(qū)地層變質(zhì)變形強(qiáng)烈，片理極其發(fā)育。片理傾向182°～240°，傾角55°～76°。礦區(qū)斷裂構(gòu)造依據(jù)走向分為以下2組。

1)北西西向斷層

本組斷裂是礦區(qū)內(nèi)的主要斷裂構(gòu)造，以F1、F2、F3及西南部的瓦穴子斷裂帶為代表。其中，F(xiàn)2斷層破碎帶是礦區(qū)重要賦礦斷裂，張性、逆斷層性質(zhì)，出露長(zhǎng)度約3.0 km，寬度0.3～2.15 m，總體走向約為279°，傾向NNE，傾角55°，顯示左旋走滑特征；地表出露呈灰黑-淺黃褐色，斷層角礫呈次棱角狀、棱角狀，礫徑3～15 mm，角礫成分主要為斜長(zhǎng)黑云石英片巖，硅質(zhì)、鐵質(zhì)膠結(jié)。F1斷裂帶(碎裂巖帶)由多組產(chǎn)狀近一致的張性斷層組成，總體走向280°，傾向NNE，出露寬度80～220 m，區(qū)內(nèi)延伸長(zhǎng)度約3.5 km。斷裂帶內(nèi)碎裂巖發(fā)育，主要由石英和斜長(zhǎng)石碎斑、碎粒構(gòu)成，次棱角狀-棱角狀；粒化的長(zhǎng)英質(zhì)礦物變質(zhì)為片狀白云母，繞過碎斑定向分布(見圖3-a)，呈鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)、定向構(gòu)造，顯示遭受強(qiáng)應(yīng)力作用。此外，礦區(qū)西南部出露部分瓦穴子-喬端超殼斷裂，出露長(zhǎng)度約2 km，走向272°～295°，向北陡傾，傾角約75°，斷裂帶初糜棱巖化明顯易見。依據(jù)欒川東側(cè)部分采樣研究分析，瓦穴子-喬端斷裂形成于500°～550°的中溫環(huán)境[14]。

2)近東西向斷層

發(fā)育于礦區(qū)東北部，以F4、F5、F6為代表，出露長(zhǎng)度360～700 m不等，寬度0.10～0.15 m，斷層規(guī)模較小，偶見褐鐵礦化現(xiàn)象。除F5為走向NWW向的逆斷層外，其他斷層均向北傾，傾角40°～60°，斷層性質(zhì)不明。

巖漿巖主要為礦區(qū)西南部沿瓦穴子斷裂帶侵入的華力西期二長(zhǎng)花崗巖。巖石具初糜棱結(jié)構(gòu)、定向構(gòu)造。因受剪切應(yīng)力作用，長(zhǎng)石、石英邊部粒化成碎斑和碎基，碎斑多具波狀消光，多數(shù)長(zhǎng)石碎斑雙晶紋發(fā)生褶曲，石英碎斑塑性變形并被拉長(zhǎng)(見圖3-b)，顯示巖石受強(qiáng)擠壓應(yīng)力作用表現(xiàn)出塑性流變特征[14]。此外，礦區(qū)東北部發(fā)育閃長(zhǎng)玢巖脈一處，出露面積僅0.02 km2。

圖3 顯微鏡下礦區(qū)巖石

2.2 礦體特征

區(qū)內(nèi)共圈定3個(gè)鉛礦體，均賦存于四岔口組下段NWW向F2斷層破碎帶中，自東向西編號(hào)為M1、M2、M3鉛礦體。礦體呈近似層狀、透鏡狀分布于斷裂構(gòu)造中，礦體厚度受斷裂構(gòu)造寬度的制約，沿走向、傾向不穩(wěn)定，有尖滅再現(xiàn)、斷續(xù)分布的趨勢(shì)。礦體頂、底板圍巖均為斜長(zhǎng)黑云石英片巖。礦體產(chǎn)狀與F2斷層破碎帶產(chǎn)狀近一致，走向NWW，近北傾向，傾角48°～68°。礦體的形態(tài)、延伸及分布嚴(yán)格受F2斷層破碎帶控制。

M1礦體位于F2斷層破碎帶東端，走向約為275°，傾向近5°，傾角約48°，地表褐鐵礦化強(qiáng)烈。工程控制礦體長(zhǎng)度150 m，控制延深50 m；平均厚度1.04 m，單工程Pb品位為0.62%～4.31%，平均2.45%；伴生Ag品位為12.90～58.51 g/t，Au品位為0.00～0.62 g/t，Zn品位為0.19%～0.196%。礦化類型主要為黃鐵礦化、方鉛礦化和硅化等，礦化顯示具中低溫特征。M2、M3礦體除規(guī)模與M1礦體略有差異外，其他特征大致相似(見表1)。

表1 崔家莊鉛礦體特征一覽

2.3 礦石特征

礦區(qū)礦石中的金屬礦物主要有方鉛礦、黃鐵礦、輝銀礦、閃鋅礦、自然金；脈石礦物為黑云母、斜長(zhǎng)石及石英等。礦石屬于硫化物-鉛建造，方鉛礦呈半自形-他形粒狀，粒徑0.05～2.55 mm，最大5 mm，浸染狀分布于角礫間隙；黃鐵礦呈半自形-自形粒狀，粒徑0.015～1.0 mm(見圖4)，局部被褐鐵礦交代而形成交代假象結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造有塊狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造。

1.Gn為方鉛礦；2.Py為黃鐵礦

2.4 圍巖蝕變特征

礦體圍巖為斜長(zhǎng)黑云石英片巖，蝕變類型主要有硅化、黃鐵礦化，蝕變帶寬度0.15～3.60 m，鉛礦體與圍巖呈漸變關(guān)系。其中，硅化與鉛礦化關(guān)系較密切，地表及鉆孔取樣均顯示構(gòu)造破碎帶硅化較強(qiáng)的部位鉛礦化越強(qiáng)。探槽揭露采樣分析結(jié)果顯示從礦體向圍巖Pb品位逐漸降低，硅化逾強(qiáng)，鉛品位逾高。

3 控礦因素分析

東秦嶺金、銀多金屬礦床，受地層、構(gòu)造、巖漿巖控制[15]。礦區(qū)地質(zhì)特征表明，礦體與礦區(qū)地層、F2斷層破碎帶及二長(zhǎng)花崗巖關(guān)系密切。

3.1 地層對(duì)成礦的控礦作用

東秦嶺為Ag、Pb、Zn、Au、W、Mo元素地球化學(xué)異常，Ag、Pb、Zn等元素背景值高、變異系數(shù)大，分布極不均勻；寬坪群具有極強(qiáng)疊加、強(qiáng)分異Ag、Pb的地球化學(xué)特征[16]。現(xiàn)有研究成果表明，寬坪群四岔口組原巖為形成于弧后拉張盆地的陸源碎屑雜砂巖建造，Pb元素含量較高[17]，為礦區(qū)初始礦源層。

土壤化探成果顯示：礦區(qū)四岔口組下段富集Bi、As、Pb、Ag、Zn、W等元素(見表2)[18]，Pb元素平均值為克拉克值(維氏值)的2.67倍，處于高背景分布區(qū)，元素變異系數(shù)為2.753，顯示Pb元素分布極不均勻，易于局部富集成礦。礦區(qū)鉛礦體賦礦地層均為寬坪群四岔口組下段，地層控礦作用明顯。

表2 崔家莊鉛礦區(qū)微量元素特征值 ×10-6

3.2 構(gòu)造對(duì)成礦的控礦作用

礦區(qū)M1、M2、M3鉛礦體均賦存于F2斷層破碎帶中，礦體沿?cái)鄬悠扑閹С式茖訝睢⑼哥R狀延伸，礦體產(chǎn)狀與F2斷層破碎帶產(chǎn)狀近一致。礦體厚度受斷裂構(gòu)造寬度制約，礦體沿走向、傾向不穩(wěn)定，有尖滅再現(xiàn)、斷續(xù)延伸分布的趨勢(shì)，顯示出鉛礦體的形態(tài)、產(chǎn)狀及空間分布嚴(yán)格受斷裂構(gòu)造控制。

東秦嶺寬坪群曾歷經(jīng)多次變質(zhì)變形[19]，礦區(qū)片理極其發(fā)育，為四岔口組陸源碎屑巖中的建造水進(jìn)入各類構(gòu)造裂隙提供了滲流條件。在多期造山運(yùn)動(dòng)、巖漿活動(dòng)影響下，構(gòu)造裂隙中的建造水混合巖漿水在區(qū)域熱場(chǎng)環(huán)流運(yùn)動(dòng)中與四岔口組下段圍巖產(chǎn)生水/巖交換作用，萃取其中的Pb元素形成含礦熱液并沿F2構(gòu)造破碎帶遷移，于有利的容礦空間沉淀、富集成礦。礦床屬中低溫?zé)嵋盒豌U礦床。F2斷層破碎帶是含礦熱液遷移的主要通道，即導(dǎo)礦構(gòu)造，也是含礦熱液遇地球化學(xué)障發(fā)生沉淀、富集成礦的容礦構(gòu)造。

3.3 巖漿活動(dòng)對(duì)成礦的作用

礦區(qū)西南部沿瓦穴子-喬端超殼斷裂侵入的華力西期二長(zhǎng)花崗巖和區(qū)外西北部的燕山晚期黑云二長(zhǎng)花崗巖體(大紅崖巖體)均能形成區(qū)域熱場(chǎng)。瓦穴子超殼斷裂是深部熱能及成礦元素向淺部傳輸?shù)耐ǖ溃龑?duì)礦區(qū)成礦提供大量熱能和部分熱液外，還是熱液運(yùn)移的主要?jiǎng)恿碓础^(qū)域巖漿活動(dòng)為礦區(qū)成礦提供了外部條件。

4 找礦潛力分析

4.1 找礦潛力

礦區(qū)南部NWW向的F1碎裂巖帶延伸長(zhǎng)，出露寬度大，毗鄰?fù)哐ㄗ映瑲嗔眩瑯?gòu)造裂隙發(fā)育，具備區(qū)域地?zé)釄?chǎng)、礦源層、導(dǎo)礦、容礦空間為一體的有利成礦環(huán)境。在該碎裂巖帶東、西兩端采集了部分土壤化探樣品，圈定了Pb-7、Pb-8兩個(gè)單元素鉛異常[20]，異常顯示具二級(jí)濃度分帶，異常中心均位于碎裂巖內(nèi)，異常軸向與碎裂巖帶延伸方向一致，表明該斷裂帶Pb相對(duì)富集。通過與礦區(qū)西南部的盧氏縣石門鉛礦[21]對(duì)比，F(xiàn)1碎裂巖帶與石門鉛礦區(qū)的含礦碎裂巖帶地質(zhì)、構(gòu)造特征及成礦條件均有可比性。分析認(rèn)為F1碎裂巖帶通過進(jìn)一步工作發(fā)現(xiàn)新的鉛礦(化)體的可能性較大。

區(qū)內(nèi)NWW向的F2斷層破碎帶出露長(zhǎng)度約3.0 km。礦床特征顯示鉛礦體沿?cái)鄬悠扑閹ё呦蛴屑鉁缭佻F(xiàn)、斷續(xù)延伸分布的特征。該斷層張性裂隙發(fā)育，是深部含礦熱水溶液循環(huán)的主要通道，導(dǎo)礦、容礦構(gòu)造聯(lián)系密切。因工作程度受限，斷層破碎帶深部未進(jìn)行系統(tǒng)工程控制，目前僅沿傾向進(jìn)行了部分鉆孔，鉆取的巖心均顯示深部發(fā)育鉛、銀礦化和強(qiáng)硅化 ，因此，利用物探方法沿?cái)鄬幼呦蚣皟A向?qū)ふ译[伏礦體，其中部、深部具有小型鉛礦的找礦潛力。

4.2 找礦標(biāo)志

1)構(gòu)造標(biāo)志：礦區(qū)內(nèi)NWW向斷裂或多組斷裂交會(huì)區(qū)是鉛礦化的重要位置。

2)蝕變標(biāo)志：沿構(gòu)造破碎帶發(fā)育的鐵帽及硅化、褐鐵礦化是尋找鉛礦化的重要標(biāo)志。

3)采礦標(biāo)志：舊采坑、老硐均是間接找礦標(biāo)志，深入研究可望新的找礦發(fā)現(xiàn)。

4)化探異常標(biāo)志：對(duì)于異常規(guī)模大、強(qiáng)度高、襯度大、主成礦元素套合較好且與構(gòu)造相關(guān)的鉛異常往往是礦致異常。

5 結(jié) 論

東秦嶺地區(qū)具有巨大的鉛鋅銀金鎢鉬多金屬找礦潛力[15]。礦區(qū)成礦地質(zhì)背景、礦床特征表明，崔家莊鉛礦床受地層、構(gòu)造、巖漿巖控制，形成于“三位一體”的有利成礦環(huán)境，崔家莊鉛礦床的發(fā)現(xiàn)，得以重新認(rèn)識(shí)寬坪群內(nèi)熱液成礦的重要性，為礦區(qū)鉛礦床的勘查提供了有益的借鑒。

1)中-上元古界寬坪群四岔口組地層Pb元素背景值普遍較高，與鉛礦床成礦關(guān)系密切。四岔口組下段地層是礦區(qū)鉛礦的主要成礦物質(zhì)來源。

2)礦區(qū)片理極其發(fā)育，裂隙中的變質(zhì)水混合溶液在區(qū)域熱場(chǎng)環(huán)流過程中，萃取四岔口組下段圍巖中 Pb元素并沿F2導(dǎo)礦構(gòu)造遷移，于有利的容礦空間沉淀、富集成礦。F2斷層破碎帶是控制礦區(qū)礦體產(chǎn)狀、形態(tài)及空間分布的主要因素。

3)礦區(qū)F1斷裂帶位于區(qū)域地?zé)釄?chǎng)、礦源層、導(dǎo)礦、容礦空間一體的有利成礦位置，局部土壤化探測(cè)量已有較好的鉛異常顯示，進(jìn)一步工作有望發(fā)現(xiàn)新的礦(化)體。此外，F(xiàn)2斷層破碎帶是含礦熱液循環(huán)的重要導(dǎo)礦、容礦構(gòu)造，利用物探方法沿?cái)鄬幼呦蚣皟A向?qū)ふ译[伏礦體，其中部、深部具有小型鉛礦的找礦潛力。