河南桐柏朱莊多金屬礦地質地球化學特征及找礦標志

姚　娟

(河南省地質礦產勘查開發(fā)局第一地質勘查院)

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河南桐柏朱莊多金屬礦地質地球化學特征及找礦標志

姚娟

(河南省地質礦產勘查開發(fā)局第一地質勘查院)

摘要河南桐柏朱莊多金屬礦區(qū)位于秦嶺—大別造山帶東段，區(qū)內出露地層為新元古界歪頭山組，構造復雜，巖漿巖發(fā)育，變質變形作用強烈，地球化學異常規(guī)模較大、強度高，具有較好的找礦前景。為進一步指導區(qū)內找礦工作，結合朱莊多金屬礦區(qū)域地質背景，對礦床地質特征、地球化學特征進行了詳細分析，初步查明其成因類型為受構造控制的多源熱液礦床。在此基礎上，建立了區(qū)內金礦的礦體暈、首暈、尾暈的判別模型，并總結出了礦區(qū)構造、蝕變、地球化學特征等找礦標志，為該區(qū)深部及外圍找礦提供了依據。

關鍵詞區(qū)域地質背景地質特征地球化學特征礦床成因找礦標志

河南桐柏朱莊多金屬礦區(qū)位于圍山城貴金屬多金屬成礦帶上[1]。桐柏縣圍山城金銀多金屬成礦帶為河南省重要的貴金屬成礦帶之一，在該帶內先后發(fā)現有破山特大型銀礦、銀洞坡特大型金礦、河坎中型銀多金屬礦等礦床，而位置、成礦條件優(yōu)越的朱莊一帶資源賦存情況尚不明朗。為此，本研究結合該區(qū)地質勘探資料，著重對區(qū)內地球化學特征及找礦標志進行探討，供區(qū)內找礦參考。

1　區(qū)域地質背景

河南桐柏朱莊多金屬礦區(qū)位于北秦嶺構造帶之桐柏—大別山(北坡)金銀成礦帶北亞帶，介于吳城、南陽斷陷盆地之間[2]，朱莊背斜中部。

1.1地層

朱莊多金屬礦區(qū)區(qū)域地層主要為古元古界秦嶺群石槽溝組(Pt1sh)、新元古界歪頭山組(Pt3w)、下古生界二郎坪群大栗樹組(Pz1d)、張家大莊組(Pz1zh)及新生界第四系(Q)等地層(圖1)。其中，新元古界歪頭山組(Pt3w)為一套火山-沉積碎屑巖系，依據疊置關系可分上、中、下 3個部分，疊置厚度大于2 500m[3]，上部為低綠片巖相變質碳酸鹽巖-火山碎屑巖建造，中部為高綠片巖相火山碎屑沉積建造，下部為低角閃巖相碳酸鹽巖-碎屑巖建造，新元古界歪頭山組(Pt3w)為主要的含礦層位，構成了朱莊背斜核部。

圖1　河南桐柏朱莊金礦區(qū)區(qū)域地質概況

1.2構造

區(qū)域構造線方向為NWW向，以朱莊背斜和NW向脆韌性剪切帶為主體，其次發(fā)育NE、NEE、近SN向構造及順層韌性剪切帶。朱莊背斜縱貫整個礦帶，樞紐方向約300°，為一東部仰起撒開、西部傾伏收斂、兩翼不對稱、樞紐波狀起伏的斜歪傾斜背斜。具有代表性的NW向脆韌性剪切帶有2條：一條分布于草帽嶺—火神廟—河西一帶，貫穿整個區(qū)域，區(qū)內全長14km，沿二郎坪群大栗樹組(Pz1d)與歪頭山組(Pt3w)地層接觸帶產出，位于朱莊背斜北翼；另一條分布于破山—圍山城、劉老莊—江莊一帶，沿走向分段斷續(xù)產出，平行展布，NW—SE向分布于朱莊背斜核部及南翼，破山—圍山城段傾角40°～87°，劉老莊—江莊段傾角約80°，沿走向波狀彎曲，被后期NEE向左旋平移斷層破壞,順層韌性剪切帶與朱莊背斜軸面平行產出，在背斜核部發(fā)育。朱莊背斜控制成礦帶與迭加其上的一系列NE向構造、順層韌性剪切帶聯合控制礦脈的分布。

1.3巖漿巖

2　礦床地質特征

2.1礦體產出特征

桐柏朱莊礦區(qū)分為西段金礦段和東段鉛多金屬礦段，礦區(qū)內礦脈分段產出，集中成帶展布，數量百余條，延伸百米以上的也有30余條。

(1)西礦段。該礦段位于老鷹包、陳小莊北梁及朱莊等3個地段，該礦段礦體埋深較淺(深度小于45m)，主要礦體走向長42m，延伸40m。礦脈明顯受斷裂構造控制，礦體產狀與礦脈一致，傾向以SWW向為主，次為SW、NW向，整體具上陡下緩趨勢，傾角50°～80°。礦體呈脈狀、透鏡狀產出，受脆性斷裂控制，沿走向和傾向具尖滅再現、分枝復合、“人”字型交匯等特征。礦體被斷層錯動和被煌斑巖脈穿插，在構造復合部位、走向或傾向變化部位礦體變厚，Au品位增高。賦礦巖石以蝕變構造角礫巖為主，部分為蝕變變粒巖、蝕變煌斑巖等。

2.2礦石特征

(1)西礦段。為金礦，伴生銀，金礦石類型為黃鐵礦化碎裂巖型和黃鐵礦化石英脈型，金屬礦物以黃鐵礦、自然金、銀金礦為主，呈浸染狀分布，次要礦物為黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、偶見毒砂、磁鐵礦等；脈石礦物主要為石英，其次為斜長石、白云母、絹云母、綠泥石、偶見磷灰石等，礦石中有害元素(As)含量較高，對選礦不利。黃鐵礦化碎裂巖型金礦石呈灰色—淺灰色，氧化后為褐色—紫褐色，碎裂結構至角礫狀結構，塊狀構造，發(fā)育硅化、黃鐵礦化，硅化呈浸染狀及細脈狀分布；黃鐵礦化石英脈型金礦石呈淺灰色—灰白色，氧化后為褐色—紫褐色，自形—半自形粒狀結構，浸染狀構造，氧化后具蜂窩狀構造，主要礦物成分為石英(90%～95%)、黃鐵礦(3%～7%、局部達10%)，偶見自然金、銀金礦，不等粒黃鐵礦多呈浸染狀分布，局部呈細脈狀、不均勻團塊狀分布，氧化后變?yōu)楹骤F礦。

(2)東礦段。為鉛多金屬硫化物礦石，共生有益組分為Au、Ag、Pb、Zn等，局部伴生有Cu，但分布不均勻，SiO2含量較高，說明后期硅化蝕變強烈。金屬礦物以方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦為主，呈浸染狀、不均勻浸染狀、細脈狀分布；脈石礦物主要為石英、斜長石、方解石、黑云母、白云母、絹云母等。礦石呈灰色，浸染狀、不均勻浸染狀結構，細脈狀結構，塊狀構造，在地表風化帶中，硫化物氧化后可見明顯的褐赤鐵礦化及孔雀石化。

2.3圍巖及蝕變分帶

(1)西礦段。金礦體受構造破碎帶控制，圍巖隨斷層穿過的巖性不同而異。礦體均產于蝕變帶中，直接圍巖和夾石為相應的蝕變碎裂巖、蝕變角礫巖、石英脈等，普遍發(fā)育不同程度的蝕變，蝕變以硅化為主，伴有黃鐵礦化、赤鐵礦化、絹云母化、碳酸鹽化等。

(2)東礦段。鉛金多金屬礦體受順層韌性剪切帶控制，局部有切層現象，圍巖主要為黑云變粒巖、大理巖、二云斜長片巖，個別地段有白云石英片巖、煌斑巖。礦化蝕變主要有方鉛礦化、閃鋅礦化、黃銅礦化、黃鐵礦化、硅化、碳酸鹽化等。蝕變強度由礦體中心向兩側圍巖逐漸減弱，蝕變類型自內向外依次出現強硅化、多金屬礦化、碳酸鹽化、絹云母化-弱硅化、鐵錳質礦化、白云母化、碳酸鹽化-弱硅化、絹云母化、綠泥石化、片理化等。

2.4成礦階段劃分

(1)硅化-黃鐵礦化階段。該階段早期形成具中—粗粒自形結構的黃鐵礦-硅化脈，該期含Au較貧，w(Au)一般(0.1～1)×10-6；中期形成的礦石結構與早期相似，以黃鐵礦貧硫為特征，表現為淡黃或白色，與早期黃鐵礦顏色差異明顯。該期為Au的主成礦期，w(Au)一般(1～10)×10-6，局部達(80～90)×10-6；晚期階段形成的微細粒黃鐵礦構成“煙灰”狀集合體，含Au較貧，w(Au)一般(1～2)×10-6。

(2)多金屬硫化物階段。該階段成礦以多金屬硫化物組合為特征，并伴有硅化、黃鐵礦化。在該階段形成的礦脈穿切、膠結和交代第一階段礦物組合。該階段礦化強度在空間分布上表現出不均勻性，在礦區(qū)西礦段發(fā)育較弱，僅在局部可見該期礦化迭加于早期形成的金礦體上；在礦區(qū)東礦段，該期礦化形成有獨立的含金多金屬礦體。

(3)碳酸鹽化-泥化階段。該階段早期以弱硅化、碳酸鹽化為主，形成細脈狀和牙狀低溫石英-方解石組合，同時伴有微弱的金礦化，形成了w(Au)為(0.1～0.5)×10-6的礦化巖石。晚期則主要發(fā)生泥化作用，表現為礦石及近礦圍巖中的長石礦物大量蝕變?yōu)楦邘X石，同期的構造運動使礦石發(fā)生角礫巖化和碎裂巖化，因此，可認為該期對礦體主要起破壞作用。

(4)氧化淋濾階段。該階段主要發(fā)生于地表或淺部，使礦石經受氧化淋濾，黃鐵礦變?yōu)楹?赤)鐵礦，多金屬硫化物變?yōu)橄鄳难趸锘蛱妓猁}礦物，可能導致淺部Au的相對富集。

3　礦區(qū)地球化學特征

3.1地層單元中元素富集分布

(1)西礦段。共采集了礦區(qū)不同地層及主要巖漿巖樣品76件，并測試了Au、Ag、As、Sb、Cu、Pb、Zn、Bi、Mo等微量元素的含量。結果表明；①在歪頭山組中段，碳質絹云石英片巖內Au、Ag、As、Pb、Bi含量較高，而變粒巖中各元素含量中等，且明顯低于區(qū)域變粒巖；②在歪頭山組下段變粒巖中含Au、Ag、As、Zn、Pb較富，但僅Au含量高于區(qū)域背景值，其中第5巖性段變粒巖夾斜長角閃片巖富含Sb、Bi，巖漿巖中石英閃長巖以富Au、Ag、As、Sb為特征，角閃正煌巖則以富Cu、Zn、Ba為特征。該區(qū)缺乏面積性化探資料，據地化剖面資料，在老鷹包一帶為一化探異常，異常元素組合為Au-As，異常寬60～160m，長度大于1 000m，總體沿NW向展布，整體與K16、K18礦脈扣合，Au異常下限20×10-9，峰值350×10-9。

(2)東礦段。由區(qū)內魏溝一帶1∶10 000土壤地球化學測量成果可知，該礦段主要異常元素為Au、Pb、Zn、Ag，伴生As、Sb、Cu、Mo、Co等。異常橫跨朱莊背斜呈半環(huán)帶狀分布，其高濃度帶主要沿歪頭山組下部第2巖性段中的順層剪切帶及附近斷層分布，反映了異常受地層、構造雙重因素控制的特征。

3.2礦脈中元素空間分布

(1)西礦段。在區(qū)內和鄰區(qū)已知的見礦工程系統(tǒng)采集了礦脈化探樣品。在礦脈化探樣品中根據金異常情況選擇可比性的12個工程段中的56件樣品進行了歸納整理，其中2個工程段中的8件樣品位于礦體首部，6個工程段中的24件樣品位于礦體段，4個工程段中的24件樣品位于礦尾。分析發(fā)現，在礦首Au、As關系較密切，相關系數為0.774，此外Au與其他元素相關性不大；在礦體部位Au與Bi、Ag的關系密切，相關系數分別為0.887，0.797，Au與其他元素均不相關；在礦尾，Au與其他元素基本不相關，僅Ag-Bi、Cu-Pb稍顯正相關，相關系數接近0.7。上述分析表明，在礦脈中自礦首至礦尾地球化學元素的分布存在一定的規(guī)律性，即Au在礦脈的不同部位與不同元素的親密性各不相同。

(2)東礦段。礦床地球化學巖石測量結果顯示，Pb、Zn、Ag等3種成礦元素原生暈異常的高濃度帶相互扣合，As、Sb異常范圍大于Ag、Sb內帶包圍礦體，與Ag的高濃度帶一致；As強度較低，中帶不發(fā)育；Cu、Mo、Co、Ni異常僅圍繞礦體出現較窄的外帶。根據元素異常暈寬度，確定異常水平分帶序列為As-Sb-Ag-Pb-Zn-Ni-Mn-Cu-Mo-Co。在剖面上Pb、Zn、Ag異常在礦體上構成了明顯的濃度分帶，As、Sb、Cu、Mo異常與多金屬礦體展布方向一致；在空間上，As、Sb異常分布于礦體上盤、中上部或前緣，Cu、Mo異常狹窄，主要分布于礦體中下部。根據異常分布特征、異常分帶指數大小，確定了該礦床異常元素的垂直分帶序列為As-Sb-Ag-Pb-Zn-Cu-Mo-Co。有關的指示元素可分為礦體前緣元素組合As-Sb、礦體元素組合Ag-Pb-Zn、礦體中下部元素組合Cu-Mo-Co。依據元素垂直分帶序列和指示元素組合規(guī)律，確定了礦床剝蝕程度的評價指標，見表1(比值越大，反映礦體剝蝕程度越淺，反之越深)。

表1　朱莊礦區(qū)東段鉛多金屬礦剝蝕程度預測指標

4　找礦標志

4.1構造

朱莊背斜軸部發(fā)育NE向橫跨構造迭加的區(qū)段為找礦遠景區(qū)，迭加其上的NW—NE向構造破碎帶、褶皺軸部、順層韌性剪切帶控制了礦脈的分布。

4.2蝕變

(1)硅化-褐赤鐵礦化。巖石因硅化而顯得油潤，因褐赤鐵礦化而顯出紫紅色，盡管部分地段礦石受后期構造搓碎成碎裂巖，原巖特征已面目全非，其中的紫紅色斑點及硅化碎礫仍可作為找礦標志。

(2)硅化-黃鐵礦化。礦化帶中黃鐵礦化可分為3期(早期、中期、晚期)，各期結晶習性有所不同，中期黃鐵礦為金的主成礦期，常具半自形結構，色淡、近乎白色，微帶淺黃色調，與硅化形成了蝕變組合，形成了金礦體。

(3)黃鐵絹英巖化。該類蝕變一般在礦脈與綠片巖接觸帶上發(fā)育，部分可直接構成金礦石，此外，泥化、碳酸鹽化可作為找礦蝕變標志。

(4)硅化-碳酸鹽化-多金屬硫化物蝕變組合。該組合為尋找鉛、鋅、銀、銅的標志。

4.3地球化學

(1)西段金礦。初步建立了測區(qū)內金礦的礦體暈、頭暈、尾暈的判別模型，即Au-As-(Ag)Cu組合指示礦體頭暈，Au-(Bi)Ag-Cu-Pb組合指示礦體暈，Ag-Bi、Cu-Pb相互獨立的組合指示礦尾暈。

(2)鉛多金屬礦。次生暈Ag、Pb、Zn、As、Sb、Cu、Mo、Au、Co組合異常區(qū)，原生暈As、Sb、Ag、Pb、Zn、Ni、Mn、Cu、Mo、Co組合異常區(qū)，判別指標w(Ag)/w(Mo)>10、w(Sb)/w(Mo)>5、 [w(Ag)·w(Sb)]/[w(Cu)·w(Mo)]>10的異常段。

5　結　語

參考文獻

[1]張宗恒，候海燕，候萬榮，等.河南桐柏圍山城金銀成礦系統(tǒng)礦床地球化學特征[J].現代地質，2002(3)：263-269.

[2]黃久遠，黃向東，張志勤.桐柏朱莊背斜控礦構造特征及成礦規(guī)律[J].新疆有色金屬，2014，37(3)：5-8.

[3]河南省地質礦產局.河南省區(qū)域地質志[M].北京：地質出版社,1989.

(收稿日期2016-05-19)

GeologicalCharacteristics,GeochemcialCharacteristicsandPropsectingIndicatorsof

ZhuzhuangAu-polymetallicDepositinTongbaiCounty,HenanProvinceYaoJuan

(ThefirstGeo-explorationInstitute,HenanProvincialBureauofGeo-explorationandMineralDevelopment)

AbstractZhuzhuang Au-polymetallic deposit in Tongbai county,Henan province is located in eastern part of Qinling-Dabie mountain orogenic belt,the stratum is distribution in Zhuzhuang Au-polymetallic mining area is Waitoushan formation of neoproterozoic erathem,the structures in the area is complex,the magmatic rocks in the area is developed,the metamorphism and deformation effects in the area are strong,the geochemical anomalies with the characteristics of large scale and high intensity,the prospecting prospect in the area is good.In order to further provide reference for the mining area,based on the geochemical prospecting results of Zhuzhuang Au-polymetallic mining area,the regional geological background,deposit geological characteristics,geochemical characteristics of the mining area are analyzed in depth,the genesis of Zhuzhuang Au-polymetallic deposit is considered preliminary as multiple source hydrothermal deposit controlled by the tectonic.Based on the above analysis results,the discrimination model of ore-body dizzy,head dizzy of ore-body and tail dizzy of ore-body,besides that,the prospecting indicators of Zhuzhuang Au-polymetallic mining area are summarized from the aspects of structure,alteration and geochemical characteristics.The above study results of the paper can provide some reference for the prospecting work of the deep and peripheral area of Zhuzhuang Au-polymetallic mining area.

KeywordsRegional geological background, Geological characteristics, Geochemical characteristics, Deposit genesis, Prospecting indicators

姚娟(1983—)，女，工程師，碩士，450000 河南省鄭州市高新區(qū)蓮花街56號。