河南省桐柏县方老庄铜锌矿地质特征及其成因研究

余 翠，刘 伟，于超凡，许翔宇，芦 霞

（1.河南省地质矿产勘查开发局第三地质矿产调查院，河南 信阳 464000；2.河南省花岗岩与成矿作用重点实验室，河南 郑州 450000）

近年来，资源危机形势不断加剧。为了有效寻求更大的找矿突破，该文基于前人研究基础，对河南省桐柏县方老庄铜锌矿地质特征进行分析探讨，并研究其矿床成因。试图建立有效的成矿机制与成矿模式，对矿区远景预测以及深部外围找矿提供有效指导[1]。

1 成矿地质背景

矿区处在秦岭造山带的东段区域上，该造山带形成过程当中是有很多各个时代，不同建造以及各种构造背景下形成的构造岩块，区内的构造演化非常的复杂具有多期次性的特点，堆垛叠置在纵向上十分明显，镶嵌拼合在横向上非常突出，所以该造山带非常的复杂。该区构造也具有十分复杂的特点，还具有十分强烈的地层变质特征，存在十分频繁的岩浆活动，成矿条件优越。南北秦岭褶皱带由于松扒—龟梅断裂存在将二者分割开来，北秦岭褶皱带是矿区的分布所在（图1）。

1.1 地层

大栗树岩组（下古生界）中上地层是矿区的主要地层出露，其组成主要为中基性酸性变质火山岩，变质石英角斑岩以及变质细碧岩是其主要的岩石类型。矿区范围内出露的变质细碧岩非常的广泛，在挤压破碎带的两侧位置上分布，片麻理以及片理非常明显。在距离挤压带较远的区域上，存在气体构造，由于挤压因素作用，串珠状、眼球状出现在局部，而且蚀变作用在局部也呈现不同的程度，含斑斜长角闪（片）岩与斜长角闪（片）岩是其主要的岩性特征，在挤压破碎带的北部区域上产出变质石英角斑岩，变质细碧岩当中长条状产出，一些地方由于挤压因素影响，存在明显的片理特点，蚀变在近矿部位呈现不同的特征，白云斜长变粒岩以及白云斜长片岩是其主要的岩性特征[2]。

1.2 构造

在区域上，矿区是十分复杂的构造区域，不仅发育断裂构造，同时还发育十分突出的褶皱构造。区内分布老龙顶向鞋以及朱庄背斜，而且还发育方老庄背斜与彭家寨倒转背斜、鳌子岭倒转向斜等。

在构造上矿区相对简单，是老龙顶向斜西南侧的翼部与朱庄背斜南侧翼部，展布方向主要为南东北西向，向北东方向倾斜，主要表现为单斜层，岩层呈现北东向25°～50°倾斜角度为60°～85°。大栗树挤压破碎带是区内的主要断裂，该断裂是由于很多小挤压带平行组成，挤压面和地层倾角表现为相同的特点，挤压破碎带有着较长的长度以及宽度，在东侧区域上，挤压带有着很好的连续性，西部区域上较差的断续出露，带内的裂隙和片理为矿液后期阶段的活动与沉淀创造了非常好的条件，是矿区当中最为重要的控矿构造。

1.3 岩浆岩

岩浆岩在矿区出露有限，脉岩少量出露，主要表现为煌斑岩脉以及花岗斑岩脉和变灰绿岩以及石英脉和花岗岩脉的

在矿区东南侧去上主要出露变辉绿岩约为180多米的长度，约为90m宽，片麻岩化以及片理化接触围岩部位比较明显，随着挤压破碎带分布有花岗斑岩脉，约为1700m的长度，处于0.5m~10m的宽度，东部区域上较宽，西部较窄，和花岗岩们有着类似的成分，高岭土化、绢云母化以及硅化在近矿位置上比较明显。在矿区的东北部区域上分布花岗岩脉，约为1500m的长度，出于5m~10m的宽度，和前者具有相同的成分，具有较粗的粒度，同时向前者进行穿插。钻孔中可见到煌斑岩，黄铁矿化在岩石上普遍可见。该区当中零星的分布一些石英脉，有的没几米长，有的为十几米长，主要处于2m的宽度，展布方向基本类似于挤压破碎带。

2 矿床地质特征

2.1 矿体特征

目前矿区当中有三个矿化带被探明与控制，在矿化带中赋存矿脉，共有两个工业矿体被圈出，挤压滑动面发育与矿体两侧，构造对其形态起着明显的控制作用，各部位不同的构造变形也存在不同的形式，不仅存在挤压同时还有张扭，矿体为破碎，揉皱以及错动的隐伏状态，整体上矿体较为陡峭，向北东方向倾斜，弯曲状分布于局部，向南西方向倾斜。

2.2 矿石成分

磁黄铁矿以及闪锌矿以及黄铜矿和黄铁矿是主要的金属矿物，斑铜矿以及辉铜矿和方铅矿是次要的矿物组成。铜蓝孔雀石以及褐铁矿是主要的氧化矿物。斜长石、绢云母以及钠长石、绿泥石和重晶石是主要的脉石矿物。

2.3 矿石结构构造和矿石类型

自形-半自形它形粒状是矿石的主要结构特点，同时还有胶状以及斑状结构、似斑状结构与包含结构。细脉以及网脉状和稠密浸染状、块状等是矿石的主要结构特点。铜锌以及锌矿石是主要的矿石类型。

2.4 围岩蚀变

煌斑岩以及变质细碧岩和变质石英角闪角斑岩是矿体的主要围岩。近矿围岩具有较为强烈的围岩矿化蚀变，顶板于底板相比明显较强，主要为绿泥石化以及硅化和碳酸盐化以及重晶石化，同时还有绢云母化。黄铁矿是主要的金属矿化，黄铜矿化以及闪锌矿化相对较少。硅化以及绿泥石化和碳酸盐化是主要的远矿蚀变，黄铁矿化、重晶石化以及闪锌矿化和绢云母化是主要的近矿蚀变。

2.5 成矿阶段

根据矿物存在的共生组合特点，并考虑矿物蚀变以及矿石结构构造和穿插关系进行研究，该矿成矿过程当中，主要表现为火山作用阶段以及热液硫化物阶段和石英方解石阶段与表生氧化阶段等几个阶段。

3 断裂控矿特征

铜锌矿体布矿以及导矿与容矿上，表现出构造带和成矿带呈现一致的分布特点，矿化强度以及构造变形程度主要表现为正相关的关系，构造变形具有非常大的程度，具有很强的矿化特点。富集矿化过程当中主要的规律呈现以下几点：

（1）矿化强度在远源围岩与近矿围岩以及矿体主要表现为不断增加的特点。

（2）矿区以及单矿体自上而下以及自西向东呈现不断减弱的特点，铜、锌等有用组分呈现不断减少的特点，尤其是铜表现为更加明显的特点。

4 找矿标志

（1）变质石英角斑岩以及变质细碧岩互层的大栗树组火山火山沉积岩系，为赋矿提供了非常有利的条件。

（2）热液活动在该区深大断裂破碎带（北西西向）中比较突出，促进成矿带的形成，韧性—脆性构造（张扭性特点）在后期阶段叠加成为重要的控矿构造，断裂带表现为侧倾斜的特点，局部位置上出现向南倾斜的特征，垂直方向上表现为 “S”型，矿体赋存在张扭性空间区域上。

（3）辉绿岩脉以及煌斑岩脉分布于特定部位，花岗体隐伏在深部位置上，通过综合分析便可获取，这一部位是赋存多金属矿化的主要区段。

（4）绿泥石化以及碳酸盐化和绢云母化与硅化等是重要的远矿蚀变；黄铁矿化和重晶石化以及闪锌矿化和黄铜矿矿和硅化等是主要的近矿蚀变的多金属矿化。

（5）铜锌矿化以及黄铁矿化构造破碎带在地表部位露头的，不但为重要的找矿标志，而且还将空间范围内铜、锌矿化呈现的集中和带状分布特点。

5 成矿机制与成矿模式

变质细碧-石英角斑岩是该矿主要的赋存岩系，为较为完整的蛇绿岩套，具有十分齐全的岩石类型，并具有清晰的层序，在南北方向上层序总体表现为火山岩系-硅质岩，你特点表现为边缘海拉张喷溢特征，火山在海底喷发活动阶段富集大量的成矿元素，构造叠加因素在后期阶段影响，更有益于富集成矿元素，表现为多因复层的特征。

矿石表现为方铅矿，闪锌矿以及黄铁矿等块状硫化物，同时还具有细脉浸染状以及浸染状构造特点，绿帘石化以及绿泥石化、绢英岩化和硅化重要的围岩蚀变，通过这些全面的进行分析和研究，海底火山热液喷流是形成矿床的主要作用。而形成矿床过程当中剪切应力非常的突出，与构造地层地体存在不同的是，菱形网格或者堆垛叠置拼贴因素影响，在空间范围上，矿体主要表现为多米诺式和斜列式构造展布规律。为围岩蚀变以及矿石组构也体现出矿床历经退变作用因素影响，改造热液成矿。

矿床具有十分明显的分带特点，成为分布特征也比较突出，主要在火山喷发中心不同距离上进行分带，铜硫化带自南向北分布。

该区的构造，地质背景和区内的矿体具有一致性的分布特点，该区的岩层展部主要受控于区内的韧脆性断裂（北西-南东向），对矿化体的空间分布起着明显的控制作用，矿体形成过程当中，构造对其起着控制和改造作用较为突出。

高地热环境是该矿形成的主要环境特点，循环海水对于下部区域上基性火山岩中的铜、锌成矿元素起着明显的控制作用，随着喷流通道不断上升与喷出，混合冷海水，进行沉淀之后形成矿床，所以该矿为火山喷流沉积变质黄铁矿型铜铅锌矿。在该矿形成过程当中，海底火山喷流沉积主要在加里东期，由于热炉水以及火山射气产生作用因素影响，由铜锌含矿层形成于半封闭的环境当中，韧性剪切在加里东-海西期强烈的因素影响下，在由于动力变质在燕山期强大的作用因素影响下，导致高温塑性流变当中的原含矿层矿质不断的活化迁移，沉淀于有利构造部位，促进工业矿体的形成[3-5]。

6 结论

文中结合实践，全面分析矿带当中的地层、构造、岩石、围岩蚀变等各方面因素，对该矿成矿机制进行构建，并对该矿成矿模式进行构建。综合研究认为海底火山喷流沉积以及构造热液后期改造叠加富集是该矿的主要成因类型，同时将该矿找矿标志给提出，对区内同类型矿床的找矿工作具有非常重要的指示作用，加强研究，能够寻求更大的找矿突破。