河南银洞沟银多金属矿地质特征及成因机理探讨

张玉明张保平

（1.河南省地质调查院，河南郑州 450001；2.河南省金属矿产成矿地质过程与资源利用重点实验室，河南郑州 450001；3.河南省地质科学研究所，河南郑州 450001）

0 引言

银洞沟银多金属矿床位于河南省豫南内乡县境内，南距县城约80 km，行政隶属内乡县夏馆镇。研究区地理坐标为东经111°50′30″～111°52′00″，北纬33°27′10″～33°29′20″。矿区区域构造处于秦岭造山带东段，区内地质构造复杂多样，岩浆活动期次频繁，成矿地质条件较好（王志光等，2001）。1960—1990 年，河南省地矿局区调队在该区周边分别完成了1 ∶5 万、1 ∶20 万区域地质调查；2000 年，河南省地质调查院开展1 ∶25 万内乡幅区调修测；2016年，完成河南1 ∶5 万石门、内乡、镇平、安皋幅区域地质矿产调查，对调查区内地层岩性、岩浆期次活动、变质变形构造特征、成岩成矿作用进行了详细的研究及划分，通过物化探工作，分别圈出包括研究区在内的23 处磁法异常和16 处1 ∶1 土壤化探综合异常。2003 年，完成的“河南省内乡-南召地区银铅锌评价报告”，在银洞沟一带圈定8 处银多金属矿体，经估算，其主矿体获得（332）+（333）+（334）？资源量分别：Ag 373.64 t，Au 4.26 t 和Pb 1.68t，Zn 1.51 t。达到了大型银多金属矿床的规模。近年来，作者在前人工作的基础上，采用新近完成的区域地质矿产调查的成果，对该地区矿床特征进行了丰富与完善，总结了该矿床的找矿标志，并对矿床成因进行了研究。这些成果，对于以后在内乡-南召地区寻找同类矿床，具有一定的借鉴意义。

1 区域地质概况

银洞沟银多金属矿床位于东秦岭北坡二郎坪地体之内（汤清龙等，2001）（图1），地体内岩层主要形成于晚元古代-早古生代（1000～450 Ma）（燕长海，2004），为一套弧后盆地建造环境的变质火山-沉积岩（宋峰，2002）。该地体以朱阳关-夏馆断裂带为南边界，以瓦穴子-乔端断裂带为北边界，呈条带状沿北西西—南东东向狭长展布。出露主要地层为早古生代变质地层：二进沟组、大庙组、火神庙组、小寨组和抱树坪组，和不同时代、不同类型的花岗岩类侵入体组成。其中二进沟组、大庙组、火神庙组3个组为盆地中心发育的火山岩系；小寨组和抱树坪组则为沉积岩系，紧邻朱夏断裂和瓦穴子断裂出露。火神庙组及小寨组为地体内银金铅矿田的主要赋矿岩层。

图1 银洞沟银多金属矿区域地质构造图

地体内各类岩浆期次繁多、种类较多，活动强度大。主要出露燕山晚期黄花幔花岗岩体（γ53-2）、海西晚期的茶庵花岗岩体（γ42）、牧虎顶杂岩体（γ42）及加里东晚期的黄荻慢岩体（γ33）。除了这些出露的岩体外，地表下还分布有隐伏的岩体，侵入区域性断裂的交叉部位，对地体内矿床的形成、分布和特征起到主要的决定作用。

地体内构造主要为脆性断层，以NWW 向延伸为主的断裂最为发育（伏雄等，2011）。作为地体边界构造的南侧朱夏断裂和北侧的瓦乔断裂，这两条边界断裂均为深达上地幔的韧性剪切带，其控制了二郎坪地体的分布（陈衍景，2006）。自燕山晚期末以来（罗铭玖等，2000），这两条断裂持续活动，造成区内NWW 向、SN 向、SEE 向次级断裂呈网格状分布且十分发育。这些次级断裂构造可以使成矿物质迁移，并提供通道和聚集场所，既可以导矿，也可以储矿（王昊等，2013），因此地体内呈网格状分布次级断裂为矿体的发育、形成提供了含矿热液的通道和沉淀富聚的容矿构造。

图2 银洞沟银多金属矿区地质矿产图

2 矿床地质特征

研究区内圈出8 处银多金属矿体（图2），其中1号主矿体获（332）+（333）+（334）？ 估算资源量Ag 373.64 t，Au 4.26 t，伴生Pb 1.68 t，Zn1.51t，规模为大型银多金属矿床。笔者对区内矿体的矿化特征，尤其是1 号主矿体的矿化规律进行了详细的研究，发现了沿倾向由浅至深，矿体的厚度总体增大，品位则明显变富。

2.1 矿体特征

2.1.1 矿体空间特征

1 号矿体：位于矿区银洞沟西侧，地表控制延展长约2.3 km。矿体主体形态为单脉，发育分枝和复合。沿倾向深部形态主要呈似板状、透镜状。矿体沿走向和倾向上，具有明显的增大、缩小的变化。矿体产状：270°～290°∠16°～40°，其倾角向深部逐渐增大。矿体主体厚度在0.6～0.9 m，平均0.65 m。变化系数为43%，厚度较为稳定。矿体品位：Ag 20.00×10-6～4729.43×10-6，平均465.55×10-6；Au 0.21×10-6～159.80×10-6，平均5.31×10-6；Pb 平均2.09%；Zn 平均1.88%。矿化主要分布于二郎坪群小寨组岩段中含炭质细碎屑变质岩和海西期侵入的浅变质的黑云母花岗岩中。目前矿体控制绝对标高最大为1154 m，最低为612 m。矿区2～8 号矿体特征见表1。

2.1.2 矿体厚度及物质组分变化特征

由表1 可以看出，地表上各个矿体的厚度及组分分布不均，对各勘探线的矿体中的成矿元素Ag、Au、Pb、Zn 的品位及厚度变化特征进行作图（图3）。从图上曲线分布特征来看，矿体中的Ag、Au、Pb、Zn 元素的品位变化呈现较好的趋势一致性，特别是Ag-Au、Pb-Zn 相关元素的含量一致性更好。自北向南，矿体的厚度变化与Ag、Au、Pb、Zn 元素品位变化具有一定的相关性。呈现为中段增厚（增加），两端趋薄（减少）的变化特征，但变化范围不大。说明成矿过程中，含矿热液中的金属元素更容易在宽阔地方沉淀富集。

表1 银洞沟银多金属矿2～8 号矿体特征

图3 银洞沟银多金属矿各矿体地表厚度与品位变化趋势

2.1.3 倾向上变化特征

为进一步分析在矿体倾向上的厚度和品位的变化特征，针对工程控制程度较高的1 号矿体，笔者进行作图分析（图4）。从图形分析来看：由地表到深部沿矿体的倾向上，矿体厚度逐渐增厚。Ag、Au、Pb、Zn 地表及浅部品位较低，Ag、Au 在860 m 标高一带品位最高。随着深度增加Ag、Au 品位则呈相对降低趋势，Pb、Zn 含量逐步增加；说明矿体中Ag和Au、Pb 和Zn 分别呈正相关。浅部Ag、Au 富集，深部Pb、Zn 逐渐富集的趋势。

2.2 银多金属矿石特征

2.2.1 矿石分类

按照野外观察到的矿石的物理特性，结合镜下光片中结构构造和蚀变特征，银多金属矿石类型主要表现为两类。

（1） 石英脉型矿石。矿石呈灰白棱角—坚硬状，裂隙发育，银多金属硫化物呈粒状不规则状分布。矿石风化后，呈局部黄褐色，形成空洞状、蜂窝状。依据金属硫化物在矿石中的分布特征，进一步将矿石分为：浸染状、块状和角砾状类型的矿石。

（2） 蚀变岩型矿石：分布于变质岩、浅变质花岗岩体的破裂带中，呈星点状、网脉状、浸染状的银金硫化物，与胶结物结合后，分布于破碎蚀变角砾岩中。

2.2.2 矿石质量

根据岩矿鉴定结果：银金矿、辉银矿、闪锌矿、方铅矿等为主要的矿石矿物，石英、长石等为主要的脉石矿物。

矿物的共生组合主要有两种：一种为黄铁矿、金、银金矿、黄铜矿组合为特征、另一种以黄铁矿、金、银金矿、辉银矿、方铅矿、闪锌矿、磁黄铁矿为特征。

2.3 银多金属矿体围岩与蚀变

2.3.1 围岩

围岩与含矿岩层之间呈渐变，两者没有明显的界线。含矿围岩主要为黑云母石英片岩、绢云母石英片岩等二郎坪群小寨组的岩段，以及火神庙组（变）细碧岩类，也见有黑云母花岗岩等。分布其间的含多金属硫化物的石英脉是构成矿体的主体，多呈单脉产出于围岩地层中。

2.3.2 围岩蚀变

围岩蚀变主要出露于围岩构造破碎带中，蚀变强度由蚀变带中心向两侧相继变弱。蚀变带的宽度5～10 m 不等，主要受围岩破碎带的宽度和岩性的影响。当二郎坪群变质岩系为矿体围岩时，蚀变带宽度较宽。围岩为变质花岗岩系时，蚀变宽度较窄。蚀变带中硅化、黄铁矿化呈近矿围岩蚀变，绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化等次之。大多情况是几种蚀变叠加在一起，构成矿化围岩的蚀变特征。

图4 银洞沟银多金属矿1 号矿体深部厚度与品位变化趋势

3 成矿机理分析

3.1 地层含矿元素特征

豫南银洞沟银多金属矿床分布于二郎坪地体中，含矿地层为二郎坪群的小寨组和火神庙组变质岩。依据二郎坪地体主要岩石的地球化学微量元素含量（表2），小寨组中Au、Ag 等成矿元素平均含量分别达到4.62×10-6和0.11×10-6，明显高于火神庙组和大庙组中Au、Ag 等成矿元素平均含量，而且其变化系数也高，表明地层中成矿组分在热水沉积的化学分异作用参与下，得到了初步富集（张静等，2007）。且这些岩层中成矿元素的Au、Ag 等平均含量相较普遍高于克拉克值，显示围岩地层中的Au、Ag 等成矿元素具有超强的地球化学富集性，是矿区银、金成矿主要的物质基础。

3.2 矿床物质来源

3.2.1 矿床流体气相成分

中国科学院地质与地球物理所对采自矿体在不同标高中段的流体包裹体进行测试，获得的包裹体气相、液相含量的分析测试结果表明。气相成分中H2O 含量为75.4～86.0 mol%，CO2含量为12.8～22.2 mol%，C2H6含量在0.2～0.6 mol%，CH4含量小于0.5 mol%。其气相成分的差异都不明显。

在各类金矿系统的（CO2+C2H6）值中，造山型金矿流体系统的值最高，达到5～30 mol%（张静等，2007）。在银洞沟矿体采集的样品，其中的流体包裹体中，而CO2含量就达12.83～22.17 mol%，C2H6含量在0.2～0.6 mol%。其CO2十C2H6的值在13.03～22.77 mol%。这说明银洞沟矿床属于造山型矿床成矿流体系统。

3.2.2 成矿流体同位素特征

在热液矿床成矿过程中，作为主要成矿流体的水，其来源可以反映出成矿物质的主要来源（魏菊英和王关玉，1988）。在银洞沟银多金属矿的δDδ18O 坐标图上，成矿卤水投影点分布在变质水区，且紧临下方岩浆水区。结合银洞沟1 号矿体中采得的矿石中的石英包裹体，通过国土资源部矿产资源研究所测定的氢、氧同位素组成特征见表3。

可以看出：矿体中的δ18OSMOW分布在11.5‰～15.5‰，δDSMOW为-95‰～-46‰，与矿区域变质岩绢云石英片岩中的范围（δ18为+12‰～+8‰，δDSMOW为-30‰～-110‰）（张静等，2007）最为接近，且变化范围不大。这表明，银洞沟矿床成矿热液中的水以变质水为主，主要来源于赋矿地层二郎坪群小寨组中的绢云石英片岩、变粒石英片岩。说明在成矿过程中，围岩中的成矿元素与成矿热液进行了充分的物质交换，因此可以认为，富含成矿元素的流体主要来自于围岩中的分布绢云石英片岩的小寨组地层。

表2 西峡-内乡地区北二郎坪地体主要岩石微量元素含量

表3 石英包裹体中H、O 同位素

3.3 成矿过程

赋矿的二郎坪群小寨组（绢云石英片岩）岩石中Ag、Au 等元素的含量较高，其原岩为形成于活动大陆边缘的碳酸盐岩、基性火山岩、火山碎屑岩（汤青龙等，2010）。随着华南板块向华北板块碰撞、覆冲而形成的秦岭造山运动（杨志华等，2002），造成秦岭造山带发生强烈的区域变质作用及造山带中的岩石发生多期次的构造变形作用的影响，不仅使区内的岩石成分、结构构造发生了根本变化，同时流体通过Cl-与Ag 等成矿元素的配合活化、萃取以上矿源层的Ag、Au 等成矿物质（陈衍景等，2006），通过沸腾使流体浓缩、还原，浓缩、还原后的流体携带着成矿物质沿着有利的空间（朱阳关—夏馆断裂等）上升，运移至近SN 向和NE 的构造空间中随着温度和压力的急剧下降而快速沉淀，形成矿床。

3.4 成矿阶段划分

根据野外1、5、6 号矿体的宏观记录：矿化具清晰的垂直分带特征，矿体顶部常有明显的碳酸盐化，Mn 矿化也较明显。矿体的浅部以铁白云石化及锰矿化为主；矿体的中部以方铅矿化、黄铁矿化等为主，这个矿段银、金矿化均较强；深部以黄铜矿化、闪锌矿化为主，这个矿段金矿化明显而银矿化变弱。

通常情况下，含矿流体多经历简单的降压，降温过程卸载有用元素，大致经历3 种元素卸载阶段或成矿矿化阶段（王忠禹等，2016）。结合室内镜下鉴定，依据矿体的分带现象、矿化特征、矿物共生组合特征及相互穿插关系，将该区矿化分为3 个阶段。（1）硅化—黄铁矿阶段：含矿硅化物沿岩石的裂隙及碎裂面，进行充填、胶结，形成细脉—网脉状、角砾状矿石。为银金矿化的富集的初始阶段；（2）硅化—多金属硫化物阶段：随着脉状硅化物的贯入，伴生的硫化物如黄铁矿、闪锌矿、方铅矿、黄铜矿等，沿破碎带进行充填和胶结，形成的矿石呈浸染状、团块状分布。这个阶段为为银、金成矿的重要时期；（3）碳酸盐化阶段：该阶段呈细脉状的铁白云石、方解石在含矿破碎带内析出，金属矿物富集、矿化强度已逐渐减弱。

4 结论

（1） 银洞沟银多金属矿体形态比较简单，矿体厚度、品位向深部增大变富特点，因此银洞沟矿区今后的找矿主要方向是沿主矿体倾向，向深部进行勘查，最有可能发现新的工业矿体。

（2） 通过对银洞沟多金属矿床的成因机理的分析。成矿物质的来源与围岩中的元素地球化学特征有密切的关系，经过热液流体的活化、萃取，围岩中的金属物质在宽阔的地方更易富集、沉积，形成矿体，因此在区域二郎坪地体中，特别是脆性断裂的交叉部位，更有可能发现新的矿体。

（3） 银洞沟银多金属矿床位于秦岭造山带东端，矿体赋存于中元古界二郎坪地体中，其成矿物质主要来于小寨组绢云石英片岩，成矿热液主要为变质水。成矿流体系统与造山型矿床的特征基本一致，因此银洞沟银金多金属矿床的成因类型可归结为造山（层控）型变质热液型矿床。

致谢对参加河南1 ∶5 万内乡等四幅区域地质矿产调查的同仁表示感谢，特别致谢河南有色第三地质大队的阎仁杰高级工程师，对本文的完成提供了部分资料。