河南卢氏南峪沟锑矿床微量元素特征及成矿物质来源分析

陈卓 周传芳 梁中恺

摘要：南峪沟锑矿床地处河南省卢氏县，大地构造上位于北秦岭构造带朱夏断裂的南侧。矿体呈脉状和似层状，由中元古代峡河群、双槐树断裂南侧的次级断裂和褶皱转折端附近的层间破碎带控制。矿石中的辉锑矿呈针状赋存于灰黑色玉髓中，矿石呈角砾状、网脉状和块状构造。通过在矿体和两侧围岩中的系统取样，发现在近矿体的围岩中存在Sb元素含量的低值区，锑矿石Sr/Ba、Co/Ni的比值以小于1为主，显示了沉积特征，说明成矿物质应来源于地层。结合矿区地质特征及前人研究成果，认为是热液沿断裂向上运移，萃取了围岩的部分成矿物质，在中—低温条件下，在断裂的有利位置成矿。

关键词：河南；南峪沟；锑矿；微量元素；成矿物质来源

河南省卢氏县南部的北秦岭构造带是寻找锑、金的有利地区[1]，二十世纪90年代初期，地质人员在卢氏县南部，沿朱夏断裂的南侧，通过化探发现一条呈NWW向延伸且具有相当规模的锑元素地球化学异常带[2]，南峪沟锑矿床即位于朱夏断裂带南侧。已有学者对南峪沟邻近矿区的构造控矿特征、矿石组构、同位素、包裹体成分进行了部分研究[2-7]，显示矿体由地层和构造共同控制，硫具有深源特征，成矿温度为中偏低温。多数学者认为成矿物质来源为地层，也有学者认为矿质来源于深部岩浆热液[2]，关于成矿物质来源还有待进一步讨论。本次通过分析南峪沟矿石和围岩一定范围内Sb元素的含量，并结合矿床地质特征及前人研究成果，对南峪沟锑矿床成矿物质来源进行了讨论，以期为找矿提供进一步的理论依据。

1.地质概况

1.1区域地质背景

南峪沟锑矿床位于北秦岭构造带的南部，北秦岭构造带最初是在罗迪尼亚大陆裂解时从扬子板块分裂出来的微板块[8]，先后经历了加里东期、海西期、印支期和燕山期运动[9]，其主要地层为秦岭群（部分地层新划为峡河群[10]）、宽坪群、二郎坪群及少量早古生代、三叠系的海相碎屑岩和碳酸盐岩[11]。区域上主要断裂为瓦穴子断裂和朱夏断裂，瓦穴子断裂总体走向NWW，以南倾为主，将二郎坪群和宽坪群分别分割于南、北两侧。朱夏断裂是一个逆冲推覆构造带，包括多条断裂，这些断裂或平行或分支复合，具有多期活动性[12]，总体走向NWW，南侧为秦岭群、峡河群，北侧为二郎坪群（图1）。北秦岭构造带早元古代、古生代、中生代都有岩浆活动，尤其以中生代中酸性岩侵入活动强烈。

1.2矿区地质

研究区内主要出露中元古界峡河群界牌组，总体走向290°～310°，倾向NNE—NE，倾角55°～65°，主要岩性为大理岩、黑云石英片岩、二云石英片岩、绢云石英片岩和斜长角闪岩。主要控矿构造为双槐树断裂（属朱夏断裂一部分）南侧的次级断裂，总体呈NWW向展布，具有陡倾斜的特征，断裂中可见角砾岩及糜棱岩，角砾成分为大理岩、云母石英片岩等，除此之外，控矿构造还有产于褶皱转折端附近的层间破碎带。区内岩浆岩主要是侵位于地层内的斜长角闪岩，呈墨绿色，在平面上呈脉状出露，多为顺层侵入，可见随地层褶皱而褶皱（图2），局部见到斜切地层，有的因区域变质作用而产生片理化。

1.3矿床地质

锑矿体赋存于朱夏断裂南侧的次级断裂及褶皱转折端附近的层间破碎带中，次级断裂中的矿体一般呈舒缓波状延伸，形态为脉状、透镜状，严格受断裂控制，具有分支复合等现象，其主矿体赋存于次级断裂中，总体走向290°～320°，倾向200°～230°，傾角75°～85°，厚0.20m～ 2.34m；层间破碎带中的矿体呈似层状，产状较缓，倾角相对较小，为35°～50°。矿石中辉锑矿为自形—半自形针状结构，赋存于灰黑色玉髓中，为负角砾状、正角砾状、网脉状、和块状构造，负角砾状构造中角砾成分为围岩和石英，灰黑色玉髓为胶结物；正角砾状中角砾成分为灰黑色玉髓，胶结物为白色石英，正角砾状构造较少见；网脉状表现为灰黑色玉髓充填围岩的裂隙形成矿石；块状构造几乎全部由灰黑色玉髓组成。矿石中金属矿物主要为辉锑矿、黄铁矿，脉石矿物主要为石英、白云母、方解石，副矿物为榍石、磷灰石等。

围岩蚀变主要有硅化、黄铁矿化、碳酸盐化、绿泥石化、绿帘石化、绢云母化和高岭土化等。硅化产物有白色石英和灰黑色玉髓两种，灰黑色玉髓为成矿阶段产物，与矿化关系极为密切；黄铁矿化在矿体和围岩中都有分布，分布不均匀，呈星点状；碳酸盐化产物为方解石脉，有时在围岩中可见方解石晶洞；绿泥石化、绿帘石化、绢云母化等与围岩岩性有一定关系，当围岩是斜长角闪岩时以绿泥石化、绿帘石化为主，围岩是云母石英片岩类时以绢云母化、高岭土化为主。

根据矿体、矿石产出特征，可将成矿过程分为三个阶段，第一阶段为硅化和黄铁矿化，主要产物为白色石英和黄铁矿，第二阶段为硅化和辉锑矿化，主要产物为灰黑色玉髓和辉锑矿，第三阶段为硅化和碳酸盐化，主要产物为白色石英和方解石。

2.微量元素特征

2.1样品采集与测试

本次微量元素样品采自南峪沟的2个钻孔ZK0201和ZK0400及3个坑道PD1、PD1SM、和PD4SM，共计110个样品，其中矿化较好处样品11个，矿体两侧蚀变围岩样品99个。每种不同岩性均采样，同种岩性分布范围较大时一般钻孔中采样间距为3m～5m左右，坑道中采样间距为0.5m～ 2m左右，采用砸块方法。所采样品送到河南省地矿局地勘一院岩矿检测中心进行测试，其中As、Sb采用原子荧光法，其他元素采用ICP-MS方法。

2.2矿化剖面微量元素变化特征

通過做Sb元素在剖面上的含量变化曲线，并对Sb含量进行二次平差，可见ZK0201中Sb元素含量从矿体到围岩总体上是降低的，但在矿体底板围岩（图右侧）可见上升的趋势（图3A）。ZK0400中Sb元素从矿体到围岩总体上是降低的，但在顶板围岩处（图左侧）可见一含量低值区（图3B）。PD1中Sb元素具有3个峰值，Sb元素含量从矿体到围岩逐渐降低（图3C）。PD1SM中，Sb元素含量从矿体到围岩总体上逐渐降低，但在图的左端随着远离矿体，有开始上升的趋势（图3D）。PD4SM中Sb元素含量具有从矿体到围岩逐渐降低的特征，其高值区的范围较大，这与坑道中矿化范围较大有关（图3E）。

3.成矿物质来源

洪百雄（2010）[16]在研究甘肃礼县泰山锑矿成因时，通过计算临区锑矿石Sr/Ba、Co/Ni的比值，当值都小于1时，说明是沉积成因。本次通过计算研究区矿化体样品的Sr/Ba（≤0.5）、Co/Ni比值（0.17～8.12），以<1为主，基本符合上述规律（表2），说明锑最初的来源是沉积作用，与微量元素结论相符。大河沟矿区4个辉锑矿样品的硫同位素显示矿石中硫具有深部来源的特征，王庄矿区中石英包裹体液相成分显示其成矿热液以岩浆水为主，混合了部分大气降水；王庄矿区辉锑矿包裹体爆裂温度为206℃～209℃，大河沟矿区辉锑矿包裹体均一温度为110℃～230℃[7]，属中偏低温。锑的沉淀不仅需要温度的降低，还需要pH的变化[17]，综上所述，结合矿体受地层和断裂的双重控制，矿体赋存于断裂和层间破碎带中，与硅化关系密切，认为南峪沟矿床中锑最初来源于峡河群沉积作用，后经携带深源硫的热液沿断裂运移并萃取围岩成矿物质，随着温度降至中—温阶段及pH的变化，最终在断裂的有利部位沉淀成矿，属中—低温热液充填交代型锑矿床。

4.结论

4.1南峪沟锑矿矿体产于中元古界峡河群界牌组中，严格受双槐树断裂（属朱夏断裂一部分）南侧的次级断裂和层间破碎带控制，矿体呈脉状和似层状，矿石以负角砾状、正角砾状、网脉状和块状构造为主，锑矿化与硅化关系密切，辉锑矿赋存于灰黑色玉髓之中。

4.2围岩Sb元素含量普遍高于地壳平均丰度，在矿体围岩中存在Sb元素含量的低值区，由于蚀变规模及采样范围不同，一些矿化剖面上围岩中低值区未显示完全，多数矿石Sr/Ba、Co/Ni值小于1。

4.3矿床中锑最初来源于沉积作用，南峪沟锑矿是由热液从地层中萃取了成矿物质并在断裂的有利部位成矿形成，属中—低温热液充填交代型锑矿床。

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