桐柏朱庄背斜控矿构造特征及成矿规律

黄久远 黄向东 张志勤

（①河南省航空物探遥感中心 郑州 450053 ②河南省地矿局第一地质勘查院 南阳 473000）

1 区域地质背景

朱庄背斜控矿构造位于北秦岭构造带之桐柏-大别山(北坡)金银成矿带北亚带，介于吴城、南阳断陷盆地之间，呈北西-南东向狭长带状展布。地层主要有：秦岭岩群、毛集岩群、二郎坪群、歪头山组等，其中歪头山组为金银多金属矿赋矿层位。区域中酸性侵入体分布广泛，基性超基性岩体连续成带，岩浆活动为金属成矿提供了物质来源和热动力条件。各种断裂构造发育，为成矿提供含矿溶液的通道和容矿空间（图1）。带内矿产丰富，以金、银矿为主，从西往东由破山银矿、银洞坡金矿、老硐坡银矿、河坎银矿等4个矿区及部分矿点构成，其中破山银矿和银洞坡金矿为矿带的主体组成部分后两个规模较小（图2）。带内的主体岩层是新元古界歪头山组（Pt3w）。歪头山组形成向北西倾伏的背形构造（朱庄背斜）。上覆寒武系大栗树组（ϵd）变基性火山岩，与歪头山组韧性剪切带呈断层接触。

图1 桐柏地区地质略图

图2 朱庄背斜控矿构造带地质图

2 朱庄背斜构造特征

朱庄背斜，褶皱轴线北西-南东向，延长约30 km。背斜为一北翼缓倾的不协调歪斜、线型倾伏褶曲。轴面倾向变化在190°～230°之间，倾角90°～80°。该背斜为枢纽向北西倾伏、顶厚翼薄的相似形褶皱。其核部地层为新元古界歪头山组，两翼地层为寒武系。

背斜北翼部分大栗树组地层被燕山期桃园岩体所侵位。背斜枢纽沿走向呈波状起伏，轴面陡倾，因扭曲而南北摆动。在歪头山以西，轴面倾向南西，形成北翼陡(80°)，南翼缓(60°)的歪斜褶皱，且向北西方向倾伏，倾伏角24°，愈近倾伏端，褶皱愈紧闭，呈尖棱褶皱。歪头山向东至老洞坡间，褶皱仰起，变为开阔褶皱，轴面转向北东倾，形成北翼缓(10°～45°)、南翼陡(60°)的不对称褶皱，再由老洞坡向东则变为轴面近直立的水平褶皱。该背斜翼部尚发育一系列次级褶皱。

沿背斜倾伏方向平面形态，依次为宽缓半月状、箱状、尖棱状，再向西过渡到同斜状、单斜状背斜。在背斜轴部的歪头山组(Pt3w)为刚性岩石(变粒岩)与塑性岩石(各类云母片岩)交互成层，在共轭逆冲剪切作用下，密集的层间剪切使得能干性差异较大的岩性界面处于破碎-滑动的机制中，从而形成一系列被刚性岩石分开的线型构造带。刚性变粒岩在背斜转折部位普遍形成纵张断裂。塑性云母石英片岩则发生层间褶皱和顺层碎裂及流动发展成逆冲断裂，在轴部形成尖棱状虚脱空间。

朱庄背斜为桐柏地区主干构造之一，它控制了围山城金银矿带内系列矿产的分布：背斜构造的倾伏端、枢纽产状变化部位及横跨小褶皱分别控制了破山银矿、银洞坡金矿、银洞岭银矿等矿床的空间分布，背斜构造的层间挤压破碎带、轴部虚脱部位以及两翼的共轭逆冲剪切带，控制了矿床中矿体的空间分布、形态、规模。

纵观朱庄背斜控矿构造带，新元古界歪头山岩组是构成矿带的主要赋矿层位，歪头山岩组上部第二岩性段(Pt3w32)为上含矿层，是矿带西部破山银矿赋矿层位，岩性为变粒岩、绢云石英片岩、炭质绢云石英片岩；中部第二岩性段(Pt3w22)为下含矿层系，是矿带中部银洞坡金矿赋矿层位，岩性为绢云石英片岩、炭质绢云石英片岩、变粒岩、白云石英片岩；位于东端的银洞岭银矿则赋存于下部第五岩性段(Pt3w15)，岩性为二云石英片岩、变粒岩。中部银洞坡大型金矿，西部破山银矿以及分布在东端的银洞岭银矿，共同构成围山城金银成矿带。它们的共同特点是：同位于新元古界歪头山岩组中-浅变基性火山碎屑沉积岩系中。

3 地球物理特征及地球化学背景

3.1 地球物理特征

3.1.1 区域地球物理参数特征

根据区域物性参数值测定结果，按地层和岩浆岩两大岩类，其区域地球物理特征如下：

⑴地层中磁性、电性和岩石密度参数值，以桐柏山片麻杂岩和龟山岩组最高，秦岭岩群、歪头山组、二郎坪群次之，新生界地层最低。

⑵岩浆岩从超基性-基性-中性-酸性岩的磁性和岩石密度值依次由高到低，电阻率值由低到高，极化率值由高到低；碱性岩磁性、电性、密度均表现为低值。

⑶根据区域地（岩）层物性特征，反映出三个磁性、密度界面：桐柏山片麻杂岩与其北的南秦岭地层之间，二郎坪群与新元古界之间，以及其它地层与新生界之间。由于这些界面的物性差异，区域磁场、重力场呈带状，并受构造及岩浆岩侵位控制。

3.1.2 磁场特征

在1∶20万航磁△T平面图上，磁异常走向与区域地（岩）层走向一致，呈北西向条带状分布。朱庄背斜控矿构造带处在二郎山-吴城正磁场带北东侧的负磁异常区中，东西长40 km，南北宽约3 km，连续性较好，对应地层为歪头山组，其磁化强度较上覆的二郎坪群低，剩余磁化强度低出一个数量级（100 nT）。南部刘山岩铜锌多金属矿带分布在二郎山-吴城正磁场异常带上，南北宽约4 km，东西长40 km，△T平面异常峰值850 nT，对应地层为二郎坪群的刘山岩组、张家大庄组和大栗树组。北部天目山银多金属矿带分布在宽缓正磁场带东北侧负磁场区内，磁场强度一般-100～200 nT，对应地层为毛集岩群。区内金银多金属矿化与中酸性侵入岩，特别是燕山期花岗岩关系密切，但花岗岩的磁性变化较大，从较强到较弱均有，与金银矿化关系密切的岩体具有一定的磁性。

3.1.3 重力特征

桐柏地区赋矿岩石以片岩、角闪岩、片麻岩为主，岩石密度一般较大，因此重力场多为区域高值区,最高重力场值为-24×10-5m/s2。但朱庄背斜控矿构造带表现为重力低值区，最低重力场值为-32×10-5m/s2，从矿带北西部的梁湾花岗岩体和北东部的桃园花岗岩体来看，围山城-朱庄一带存在低密度隐伏花岗岩体，因而构成重力低值带。南部刘山岩铜锌多金属矿带分布在二郎坪群中，原岩为一套海相喷发的基性火山岩和火山碎屑沉积岩，岩石密度大，重力场表现为区域重力高值区。北部天目山银多金属矿带位于天目山花岗岩体（低密度体）与毛集岩群、栾川群（高密度体）之间，由于岩石密度差异呈现不规则重力场值升高和降低，反映出该矿带处于重力异常的梯级带上。

3.2 地球化学背景

朱庄背斜控矿构造带在区域上位于1∶20万水系沉积物老湾-银洞坡金银异常内，异常元素种类众多，成矿元素异常规模巨大。破山-银洞岭金银异常呈带状展布，金异常面积40 km2，银异常面积20 km2。Au、Ag常在矿田中部叠合，浓集中心偏离。

朱庄背斜中的歪头山组地层金平均含量2.94×10-9，浓集比率（K）为1.88（≥1.88），变异系数（Cv）为1.80，表明金元素物质来源充足，具有较强的区域富集作用。Au、Ag、Pb、F变异系数最大，呈强分异型分布，后生迭加改造作用强，具有明显的富Au、Ag层位特征。成矿元素Au、Ag沿层形成高背景或强异常，这些异常指示了破山大型银矿床和银洞坡特大型金矿床以及老洞坡-河坎中型银矿床等矿床的存在。

银洞坡金异常受北西向构造和层位控制，形成Au、Pb、Ag、Cd、Hg、Mn元素组合。Pb分布于Au的高值区（0.03×10-6～0.12×10-6），反映了矿带中的Au、Pb矿化，Hg偏南，与南部盘古山断裂带有关。

破山银异常强度高（最高强度0.80×10-6，平均0.16×10-6，衬值1.6）、规模大（16 km2）、连续性好，具浓度分带，伴有Pb、Cd、Mn、Hg低缓异常。Ag异常与矿带吻合，Pb偏南，Mn、Cd偏离矿带两侧，Hg则与断裂构造有关。异常主要元素组合是Ag、As、Pb、Zn、Cd，次要元素组合是 Cu、Mn、Ni、Mo、Co。水系中 Ag／Mo=0.67，衬值2.53；岩石中Ag／Mo＞10，衬值＞2。水系沉积物中Ag／Mo比值下降，是元素在从物源区风化、剥蚀、搬运、沉积过程中，由元素的性质、搬运距离、介质、物理化学条件的改变造成贫化所致。

银洞岭银矿异常形态规整、规模大（11 km2）,成矿元素异常强度高（Ag最高强度0.48×10-6，平均0.13×10-6，衬值1.5）,浓集中心清晰向南偏离,梯度变化明显,异常组分复杂,多种元素异常套合分布,具有一定的组分分带。主要元素组合Ag、Pb、Zn、Cd；次要元素组合Au、As、Sb、Cu、Mo、Ni(Co)；直接指示元素Ag、Pb、Zn；间接指示元素 Au、As、Sb。

朱庄背斜控矿构造带成矿元素Au、Ag、Cu异常规模大、强度高、连续性好，但浓集中心偏离，次要元素Pb、Zn、Mo、As、Sb多呈弱小异常分布在其中，异常具明显的组分分带，反映了带内金、银多金属矿产分布特征，说明在朱庄背斜控矿构造带及外围具有较好的找矿远景。

4 矿产分布、成矿规律及找矿标志

4.1 矿产分布特征

分布于朱庄背斜控矿构造带新元古界歪头山组中的银洞坡特大型金矿、破山大型银矿和银洞岭中型银矿等3个金银多金属矿床和兰家冲、关冲等一批小型金、银多金属矿床（点）和其它矿化异常（也被称为“围山城金银矿带”），指示了巨大的找矿潜力。

带内的金属矿产主要产于低级变质地体内，其产出分布严格受北西向朱庄背斜控矿构造控制。金、银、铅为主的矿化发育于歪头山组，矿化与硅化关系密切，主要定位于朱庄背斜控矿构造带内较浅层次的共轭逆冲剪切带和顺层剪切带中。

朱庄背斜控矿构造带金银的成矿过程可归纳为原始矿源层形成阶段、低级变质-成矿物质初步富集阶段和岩浆-天水混合热液驱动成矿物质定位阶段。

4.2 成矿规律

朱庄背斜控矿构造带金、银矿形成于燕山晚期伸展背景下前陆盆地发生阶段，成矿物质主要源于地层建造，容矿空间为层间剥离断层或背形相伴的共轭剪切带，岩浆作用为成矿的热动力条件并提供了部分成矿物质，成矿机制为岩浆-天水混合热液循环成矿，成矿模式见图3。

图3 朱庄背斜控矿构造带成矿模式（据河南地矿局第三地质调查队，2012修编）

4.3 找矿标志

⑴地层标志：歪头山岩组、秦岭岩群变质中基性火山-沉积建造。

⑵构造标志：成矿建造中发育的片褶转折端、共轭断裂及层间破碎带、韧性剪切带上叠加的韧脆性构造破碎带。

⑶岩浆岩标志：加里东期及燕山期黑云母斜长或二长花岗岩外侧。

⑷围岩蚀变标志：硅化、绢云母化、碳酸盐化、黄铁矿化、黄钾铁钒化。

⑸伴生矿化标志：黄铁矿化、方铅矿化、闪锌矿化。

⑹地球物理标志：条带状负磁异常带、重力异常梯级或重力异常相对低值区。

⑺ 地球化学标志：元素组合为Au、Ag、As、Sb、Cd、Pb、Zn、Cu、Mo、Ni（Co）；水平分带元素为As-Sb-Ag-Au-Pb-Cd-Zn-Cu-Ni-Mo；元素比值为As+Sb/Mo×10+Pb≥2或Cd+Au+As/Ni+Co+Mo≥10。

5 结语

通过对矿床地质、地球化学特征研究认为，矿体产于龟山岩组、歪头山岩组、秦岭岩群、变质中基性火山岩片褶转折端、共轭断裂及层间破碎带、韧性剪切带上叠加的韧脆性构造破碎带中。与矿化关系密切的近矿围岩蚀变以硅化为主，伴有绢云母化和黄铁矿化。主要指示元素在矿体与围岩中均形成异常，其元素水平分带由外向内依次为As-Sb-Ag-Au-Pb-Cd-Zn-Cu-Ni-Mo，矿化异常元素比值为As+Sb/Mo×10+Pb≥2或Cd+Au+As/Ni+Co+Mo≥10。在条带状负磁ΔT异常带和重力异常梯级或重力异常相对低值区是寻找金银多金属矿重要区域。

[1]河南省地矿局第三地质调查队.河南省桐柏县银洞坡金矿区东段详细勘查地质报告.1985：1～206.

[2]河南省地矿局第三地质调查队.河南省桐柏县破山银床详细勘查地质报告.1984：1～186.

[3]河南省地矿局第三地质调查队.河南省桐柏县银洞坡金矿西段勘探报告.1994：1～106.

[4]河南省地矿局第三地质调查队.河南省桐柏县银洞岭矿区A1矿体银矿详查地质报告.1998：1～78.

[5]河南省地矿局第三地质调查队.河南省桐柏县围山城一带金银多金属矿床成矿控制因素及找矿方向的初步研究报告.1983：1～216.

[6]河南省地矿局第三地质调查队.桐柏-大别造山带（北坡）金矿地质、地球物理、地球化学找矿模型评价指标的研究及预测.1993：1～208.

[7]河南省地质调查院.东秦岭（河南段）二郎坪群铜多金属成矿规律研究.2005：1～110.