河南省淅川縣金家埡銻礦床地質(zhì)特征及找礦前景

吉恒召 陳金鐸 張 愷 李嬌艷 李玉輝 閆賀龍

（1.河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質(zhì)勘查院，河南鄭州450001；2.河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第二地質(zhì)勘查院，河南鄭州450000）

河南淅川金家埡銻礦床地處豫陜交界的南秦嶺造山帶東段淅川斷裂多金屬成礦帶上，礦區(qū)成礦地質(zhì)條件極為有利［1］。為進一步查明淅川斷裂多金屬成礦帶的礦產(chǎn)資源，中國地質(zhì)調(diào)查局于1999—2000年在該區(qū)開展了1∶50 000水系沉積物測量工作，認為淅川斷裂上的異常為Sb、V、Pb、Zn、Ag、Au、Cu、As低溫熱液元素組合［2］，嚴格受構(gòu)造和地層雙重控制，呈NWW向帶狀展布。本研究結(jié)合金家埡銻礦區(qū)地質(zhì)調(diào)查及地球化學測量成果，對礦區(qū)地質(zhì)特征、控礦因素、礦床成因及找礦標志進行分析，并對找礦靶區(qū)進行圈定，供該區(qū)后續(xù)找礦工作參考。

1 區(qū)域成礦地質(zhì)背景

南秦嶺褶皺帶經(jīng)歷了多期次構(gòu)造疊加，主控褶皺為荊紫關(guān)—師崗復向斜及兩翼的一系列次級小褶皺，褶皺總體走向NWW，南翼N傾，北翼S傾，傾角30°～70°，核部相對開闊，為一向西低角度翹起的開闊近直立復式向斜構(gòu)造［3］。以淅川斷裂帶為界，可將金家埡銻礦區(qū)地層劃分為基底和蓋層兩部分（圖1）。基底地層包括：①中、新元古界武當巖群（Pt2-3w），為一套中酸性噴發(fā)沉積建造夾陸源碎屑建造，主要巖性為中粗粒泥質(zhì)石英砂巖、變流紋巖、變沉凝灰?guī)r、變流紋質(zhì)火山角礫巖、火山集塊巖等［4］；②新元古界耀嶺河巖群（Pt3y），為一套鈣堿性玄武巖系列的海底火山噴發(fā)沉積建造，主要巖性為變玄武質(zhì)細碎屑凝灰?guī)r、粗屑凝灰?guī)r、變玄武巖、變玄武質(zhì)火山角礫巖夾綠簾玄武巖團塊及少量火山集塊巖［5-6］。蓋層巖片上震旦統(tǒng)陡山沱組（Z2d）為一套淺海斜坡沉積環(huán)境沉積建造；上震旦統(tǒng)燈影組（Z2dn）為一套海侵到海退的沉積旋回。

礦區(qū)基底構(gòu)造層發(fā)育一系列巨型NWW向韌性剪切帶，分割了不同的構(gòu)造地層單元。蓋層構(gòu)造由晚震旦紀—古生代沉積地層組成，構(gòu)造變形簡單，荊紫關(guān)—師崗復式向斜為主控構(gòu)造架，底界逆沖斷層及其上的次級逆沖斷層十分發(fā)育，形成了區(qū)內(nèi)網(wǎng)狀交織構(gòu)造格局，伴隨強烈的硅化、黃鐵礦化、絹云母化、鐵碳酸鹽化等蝕變，與銻、釩、金、銀、鉛、鋅、銅等礦化富集關(guān)系密切［7］。

區(qū)內(nèi)巖漿巖主要分布于淅川斷裂帶以北地區(qū)，巖漿活動強烈，活動期次多、規(guī)模大、延續(xù)時間長，從大面積海底火山噴溢到淺成、深成侵入巖均有分布?；鹕綆r在空間上成帶分布，時代上主要集中于中晚元古代，以爆發(fā)相火山碎屑巖為主，可分為武當巖群中酸性火山巖與耀嶺河群中基性火山巖。侵入巖從中元古代到中生代均有巖漿活動，形成了呈NWW向展布的復雜巖漿巖帶，其中，中生代（燕山期）花崗巖體（株）與銻、釩、金、銅、銀、鉛、鋅礦化關(guān)系密切［8］。

礦區(qū)處于淅川銻、釩、金、銀、鉛、鋅、銅多金屬成礦帶東段。區(qū)域上有利的成礦環(huán)境，造就了豐富的礦產(chǎn)資源，形成了南秦嶺重要的銻、釩、鉛、鋅、銀、金、銅多金屬成礦帶［9］。經(jīng)過歷年的地質(zhì)找礦工作，在區(qū)域上圈出了銻、釩、鉛、鋅、銀、金、銅、砷等元素組合異常十余處，異常沿淅川斷裂成群成帶分布［10-14］。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

礦區(qū)出露地層主要為震旦系燈影組、寒武系水溝口組、岳家坪組（圖2）。其中，震旦系上統(tǒng)燈影組（Z2dn）巖性為隱晶質(zhì)白云巖夾薄層角礫巖、含薄層白云巖、厚層硅質(zhì)白云巖以及網(wǎng)格狀白云巖，網(wǎng)格中主要充填有硅質(zhì)及碳酸巖細脈；寒武系下統(tǒng)水溝口組（∈1s）巖性為灰黑色厚層硅質(zhì)巖，雜色薄層硅質(zhì)巖，灰黑色薄層硅質(zhì)巖與土黃色薄層黏土巖互層，硅質(zhì)巖夾層黏土巖、雜色黏土巖夾含磷結(jié)核［15］；岳家坪組（∈2y）巖性灰—灰黑色厚層狀白云巖以及白云質(zhì)灰?guī)r。

2.2 構(gòu) 造

礦區(qū)構(gòu)造變形強烈，褶皺、斷裂十分發(fā)育。礦區(qū)褶皺主要為荊紫關(guān)—師崗復向斜，兩翼地層對稱產(chǎn)出。該向斜控制著淅川地區(qū)銻、釩、銀多金屬礦化和化探異常。沿水溝口組順層斷裂構(gòu)造發(fā)育，構(gòu)造熱液活動強烈，形成了有利于成礦元素活化—遷移—富集—儲存的地質(zhì)地球化學成暈成礦機制和良好場所。

礦區(qū)斷裂主要有近EW向淅川斷裂，出露長度大于3 000 m，寬度為20～50 m，斷裂帶總體走向290°，傾向N，傾角為60°～80°。斷層帶由碎裂巖、構(gòu)造角礫巖、構(gòu)造片巖組成，沿斷裂帶均有不同程度的礦化蝕變現(xiàn)象，是控制礦區(qū)銻礦化的主體構(gòu)造；其次為成礦后的小斷裂，對礦體均有不同程度的破壞作用。

2.3 巖漿巖

礦區(qū)主要處于耀嶺河巖群地層中，除噴發(fā)巖漿外，以中基性巖淺成侵入體為主，以巖脈、巖床、巖瘤等形態(tài)產(chǎn)出，區(qū)內(nèi)可見中粒輝綠巖、中細粒輝綠巖以及中粒輝綠玢巖。

2.4 地球化學特征

金家埡多金屬異常呈條帶狀沿淅川斷裂帶NWW向展布，面積約14.00 km2，異常以 Sb、Ag為主，伴有Au、V、Ba、Pb、Zn等元素。其中，Sb異常面積最大為16.05 km2，平均含量為5.71×10-6，最高31.26×10-6；Ag異常面積次之，為5.43 km2，平均含量為0.26×10-6，最高為0.47×10-6。異常濃集中心與水溝口組底部蝕變的硅質(zhì)巖夾泥質(zhì)巖層對應(yīng)，受地層與構(gòu)造復合控制。礦區(qū)異常元素組合好，強度高，充分顯示了良好的找礦前景。

由圖3可知：在0#線剖面中所見礦體由底板到頂板，Sb、Au、Ag、V、Cu等元素含量隨著遠離礦體而逐漸降低，在礦體上達到最高值（w（Sb）為34.1×10-6，w（Au）為30×10-9，w（Ag）為5.0×10-6，w（V）為471×10-6，w（Cu）為170×10-6）。該剖面中，各元素與Sb密切相關(guān)，套合較好，強度高。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

礦區(qū)礦脈位于震旦系燈影組與寒武系水溝口組之間的斷裂構(gòu)造帶上，主要產(chǎn)于水溝口組底部一套黑色硅質(zhì)巖、土黃色黏土巖部位。礦化蝕變帶出露長度大于17 km，寬度為20～50 m。帶內(nèi)巖石擠壓強烈，廣泛發(fā)育褐鐵礦化、赤鐵礦化、硅化、碳酸鹽化、絹云母化等蝕變現(xiàn)象。礦脈產(chǎn)狀與地層及構(gòu)造帶產(chǎn)狀基本一致，總體走向290°，傾向 200°，傾角65°～75°，充分表現(xiàn)了層控及構(gòu)造控礦特征。本研究通過地表槽探工程控制，共圈出Ⅰ#、Ⅱ#2條礦體，其中，Ⅰ#礦體分布于TC6～TC7線，Ⅱ#礦體分布于TC11-～TC43線。

Ⅰ#礦體控制長度為950 m，厚度為0.90～6.55 m，平均厚度為2.94 m，厚度變化系數(shù)為83.10%。礦體呈層狀、脈狀產(chǎn)出于黑色硅質(zhì)巖、土黃色黏土巖部位的構(gòu)造蝕變帶中。礦體總體走向280°～290°，傾向190°～200°，傾角60°～75°。礦石類型為可分硅質(zhì)巖型和黏土巖型2種，主要蝕變有硅化、絹云母化、碳酸鹽化、綠泥石化，金屬礦化有黃（褐）鐵礦化、赤鐵礦、銻華等。礦體 w（Sb）為 0.25%～3.71%，w（Ag）為（10～174）×10-6，w（V）為0.40%～1.71%，w（Au）為（0.35～3.15）×10-6。

Ⅱ#礦體控制長度約為1 350 m，礦體厚度為0.90～3.25 m，平均厚度為1.67 m，厚度變化系數(shù)為53.10%。礦體呈層狀產(chǎn)出，礦石類型、蝕變特征與Ⅰ#礦體相似。Ⅱ#礦體w（Sb）為0.30%～5.20%，w（Ag）為（15～165）×10-6，w（V）為0.50%～2.71%，w（Au）為（0.45～3.30）×10-6。

3.2 礦石特征

礦體頂板圍巖巖性為土黃色、黃色黏土巖，底板圍巖巖性為網(wǎng)格狀白云巖。礦石內(nèi)部夾石主要為硅質(zhì)巖、黏土巖。由于銻元素主要賦存于硅質(zhì)巖和黏土巖中，因而礦石自然類型可分為硅質(zhì)巖型和黏土巖型2種，礦石特征參數(shù)見表1、表2。由表1可知：礦石中礦物共生組合主要為褐（黃）鐵礦、赤鐵礦、石英、銻、釩等。

注：Au、Y、Pt、Pd含量單位為（×10-9）；Ag、Sb、Cu、As、Pb、Zn含量單位為（×10-6）；其余含量單位為%。

3.3 圍巖蝕變

礦區(qū)圍巖蝕變均受控于地層及構(gòu)造，主要蝕變有硅化、碳酸鹽化、絹云母化、重晶石化、褐（黃）鐵礦化、赤鐵礦化，其中，硅化、褐（黃）鐵礦化與成礦關(guān)系密切［16-18］。

（1）硅化。廣泛發(fā)育于硅質(zhì)巖以及硅質(zhì)巖與黏土巖的內(nèi)外接觸帶上，在礦體部位硅化較強，呈細脈及條痕狀分布，遠離礦體硅化逐漸減弱。

（2）碳酸鹽化。發(fā)育于礦化體頂?shù)装鍑鷰r中，呈脈狀、細脈狀及團塊狀，脈寬3.0～5.0 mm，多發(fā)育于節(jié)理、裂隙中。

（3）絹云母化。在黏土巖層內(nèi)比較發(fā)育，呈片狀、鱗片狀，沿層理、節(jié)理、裂隙充填，與礦化關(guān)系不大。

（4）重晶石化。發(fā)育于硅質(zhì)巖與網(wǎng)格狀白云巖的接觸部位，呈脈狀、團塊狀產(chǎn)出，脈寬3.0～5.0 cm，與成礦關(guān)系不大。

（5）褐（黃）鐵礦化。分布于礦化帶中，礦體部位蝕變最強，遠離礦體蝕變逐漸減弱。褐鐵礦呈脈狀、細脈狀沿節(jié)理、層理、裂隙發(fā)育，脈寬1.0～3.0 mm，局部寬達2.0 cm。該類蝕變與成礦關(guān)系密切。

（6）赤鐵礦化。分布于礦體內(nèi)，呈浸染狀、脈狀沿裂隙發(fā)育，在地表與灰白色、白色銻華相伴，遠離礦體蝕變減弱。

4 控礦因素

4.1 地層

銻礦層主要產(chǎn)于寒武系底部黑色巖系水溝口組第一巖性段中，層位穩(wěn)定，總體呈NWW—SEE向帶狀分布，地層為主要控礦因素，礦體在含礦層內(nèi)順層分布。由表3可知：寒武系水溝口組主要成礦元素背景值Sb為18.91×10-6，Ag為15.00×10-9，V為1 100×10-6，遠高于其他地層，是礦區(qū)銻礦源層之一。

注：Au、Ag含量單位為（×10-9）。

4.2 構(gòu)造

淅川斷裂帶是一條超殼斷裂，沿斷裂帶分布有海底火山噴溢的淺成—深成侵入巖和串珠狀以Sb、V、Pb、Zn、Ag、Au、Cu、As為主的化探異常以及多處內(nèi)生礦床，是區(qū)內(nèi)重要的控礦構(gòu)造。受區(qū)域構(gòu)造影響，礦區(qū)內(nèi)分布有NW向、NE向2組斷裂。

NWW向斷裂為下寒武統(tǒng)水溝口組地層與上震旦統(tǒng)燈影組地層的分界線，呈近EW向縱貫整個礦區(qū)，該組斷裂順層發(fā)育，與地層產(chǎn)狀基本一致，總體走向為270°～310°，傾角為35°～88°。斷裂沿下寒武統(tǒng)水溝口組與上震旦統(tǒng)燈影組接觸部位發(fā)育，具有1.2～5.2 m寬的構(gòu)造碎裂巖帶，顯示出韌脆性斷裂特征。該斷裂嚴格控制了銻礦體，斷層以北均不含礦，銻礦體均賦存于斷層以南的寒武系水溝口組地層中。

NE向斷裂為后期斷裂，對礦區(qū)內(nèi)的礦體完整性稍有破壞，斷裂面較彎曲，為平移斷層，將水溝口組（銻礦帶）錯斷向北平移。

5 礦床成因及找礦標志

5.1 礦床成因

礦區(qū)位于南秦嶺印支褶皺帶東段，陡嶺地塊南緣與古生代沉積盆地的接鑲部位，屬南秦嶺燕山期Sb、V、Pb、Zn、Ag、Au、Cu、As等多金屬成礦帶。礦區(qū)成礦時間為寒武紀早期，空間分布嚴格受寒武系下統(tǒng)硅質(zhì)巖、黏土巖層位控制，礦物和元素為多種組合。該區(qū)寒武紀早期海侵時，地殼持續(xù)緩慢沉降，具有較穩(wěn)定的沉積環(huán)境，主要發(fā)育一套厚度不大的濱?！獪\海相的硅質(zhì)、泥質(zhì)、有機質(zhì)到鈣鎂質(zhì)的碳酸鹽沉積物，為海浸沉積旋回。根據(jù)地層沉積旋回、古生物及巖相厚度、含礦特征，綜合認為區(qū)內(nèi)礦體是在濱海—淺海靜水還原條件下，氣候溫濕，生物繁茂時期形成的。產(chǎn)于寒武系底部水溝口組硅質(zhì)巖與黏土巖的接觸部位，且受地層層位控制。目前，在硅質(zhì)巖及黏土巖的內(nèi)外接觸帶均發(fā)現(xiàn)了銻礦體。在硅質(zhì)巖與黏土巖的接觸帶向兩端褐鐵礦化、赤鐵礦化、硅化逐漸變?nèi)?，且銻、釩、鉛、鋅、銀、金、銅、砷等元素含量急劇降低。綜上分析，認為該礦床為沉積變質(zhì)低溫熱液型銻礦床，其成礦過程可描述為：寒武系下統(tǒng)水溝口組中的硅質(zhì)巖、黏土巖作為礦源層，韌性—韌脆性構(gòu)造為控礦和儲礦的有利空間，使地層中的成礦元素發(fā)生活化遷移，隨著物理化學條件的改變，銻及其他有用元素在有利部位沉積富集，從而形成銻礦床［19］。

5.2 找礦標志

（1）地層。礦區(qū)寒武系地層位于金家埡—水泉凹一帶，呈NWW向分布，巖性由黑色硅質(zhì)巖、黏土巖、雜色黏土巖組成。銻礦嚴格受下寒武統(tǒng)水溝口組控制，只要有下寒武統(tǒng)水溝口組分布的區(qū)域便可認為是銻、釩、銀等礦產(chǎn)勘查的潛在靶區(qū)。

（2）構(gòu)造。區(qū)內(nèi)礦化體成因?qū)僦械蜏責嵋撼涮钚偷V床，成礦嚴格地受構(gòu)造控制，因此，沿上震旦統(tǒng)燈影組與寒武系下統(tǒng)水溝口組接觸帶部位的次級斷裂帶為找礦有利地段。

（3）地球化學異常。金家埡銻礦區(qū)的發(fā)現(xiàn)過程是1∶20萬、1∶5萬、1∶1萬地球化學測量逐步縮小靶區(qū)并最終發(fā)現(xiàn)礦體的過程，因此，1∶20萬、1∶5萬、1∶1萬化探組合異常為重要找礦標志。區(qū)域上Sb、V、Pb、Zn、Ag、Au、Cu、As等元素地球化學組合異常為尋找多金屬礦的有利標志。

（4）圍巖蝕變。沿礦區(qū)構(gòu)造帶發(fā)育的硅化、碳酸鹽化、絹云母化、重晶石化、褐（黃）鐵礦化、赤鐵礦化等圍巖蝕變是找礦重要標志，其中，硅化、褐（黃）鐵礦化與成礦關(guān)系密切。

（5）礦化蝕變。礦化體主要產(chǎn)于水溝口組下部一套黑色硅質(zhì)巖、土黃色黏土巖的接觸部位，該部位廣泛發(fā)育褐鐵礦化、赤鐵礦化、硅化、碳酸鹽化、絹云母化等礦化蝕變，為找礦有利標志。

6 找礦前景

礦區(qū)銻礦受寒武系底部水溝口組地層控制，該地層在豫西南地區(qū)分布于荊紫關(guān)—內(nèi)鄉(xiāng)縣一帶，長度約80 km，向西延伸至陜西省境內(nèi)，向東沒入南陽盆地，且沿NW向淅川斷裂帶分布有多個以Sb、V、Pb、Zn、Ag、Au、Cu、As等元素為主的1∶20萬、1∶5萬地球化學異常。本研究結(jié)合以往地質(zhì)、礦產(chǎn)及物化探成果，初步圈定了2處找礦靶區(qū)（圖4）。

靶區(qū)A位于金家埡銻礦區(qū)中，靶區(qū)內(nèi)發(fā)育2條礦體（編號分別為I#、II#礦體）及1個1∶5萬甲級化探綜合異常（4-甲1異常）。其中，Ⅰ#礦體呈層狀、脈狀產(chǎn)出于黑色硅質(zhì)巖、土黃色黏土巖接觸部位內(nèi)的構(gòu)造蝕變帶中，礦體總體走向 280°～290°，Sb品位為0.25%～3.71%；Ⅱ#礦體呈層狀產(chǎn)出，礦石類型、蝕變特征與Ⅰ#礦體相似，Sb品位為0.3%～5.2%。本研究經(jīng)過估算，Ⅰ#、Ⅱ#礦體的（333）+（334）銻金屬量可達中型規(guī)模。4-甲1異常呈條帶狀沿淅川斷裂帶NW向展布，面積約14 km2，以Sb、Ag為主，伴有Au、Zn、V、Ba、Mo等異常。其中，Sb異常面積大，其次為Ag，其他元素異常套合其中。為進一步查證引起異常的原因及尋找銻礦體，在異常上垂直于異常長軸布置了3條1∶2 000地質(zhì)化探綜合剖面，發(fā)現(xiàn)上述元素在水溝口組地層底部的含碳硅質(zhì)巖和黏土巖中具有大規(guī)模富集趨勢，其中Sb含量大于41.26×10-6。證實該異常受構(gòu)造和地層雙重控制，水溝口組地層為異常源，發(fā)育硅化、黃鐵礦化、絹云母化、重晶石化和方解石化強烈蝕變。

靶區(qū)B位于淅川斷裂帶東南部，靶區(qū)內(nèi)圈定了1個1∶50 000萬化探乙級綜合異常。該異常呈長條狀NWW向展布，面積約7.25 km2；元素組合為Sb、Ag、V、Mo、As、Ba、Zn，以Sb異常面積最大，其他元素在石墨溝一帶相互套合，均疊加于Sb異常之上；Sb、Ag、V、Mo、Ba異常濃度分帶特征明顯，具有內(nèi)、中、外帶，As具有外、中帶，Zn僅具有外帶異常。淅川斷裂從該異常中間穿過，本研究在異常上測制了3條巖石地化剖面，結(jié)果表明，元素在水溝口組地層具有大規(guī)模富集趨勢，地表工程見有蝕變礦化，化學樣分析的Sb最高含量為1.58%，證實該異常為寒武系底部地層由于受后期構(gòu)造熱液活動共同作用，使元素富集成暈所致。因此，在該靶區(qū)及其外圍加強對下寒武統(tǒng)水溝口地層展布的延伸追索，有望使得該區(qū)成為區(qū)域下一步找礦勘查工作的潛在遠景區(qū)。

7 結(jié)語

分別采用了1∶50 000水系沉積物測量、1∶10 000地質(zhì)草測、1∶2 000巖石剖面測量和槽探工程控制等方法在河南淅川金家埡銻礦區(qū)開展了地質(zhì)勘查工作。結(jié)合地質(zhì)工作成果，對礦區(qū)地質(zhì)特征、礦床地質(zhì)特征、礦床成因及找礦標志進行了分析，并圈定了2處找礦靶區(qū)。經(jīng)過現(xiàn)場驗證，發(fā)現(xiàn)靶區(qū)找礦前景較好，為區(qū)域找礦工作指明了方向。