河南省新县赛山寨铜异常区找矿前景综合评价

2013-08-20丁见广宋克金姚志昂丁先进杨海成

地质与勘探 2013年4期

丁见广，宋克金，姚志昂，丁先进，杨海成，杨东

(1.河南省地质调查院，河南郑州 450051;2.河南省地质矿产开发局第三地质调查队，河南信阳 464000;3.郑州工业贸易学校，河南郑州 450000)

赛山寨铜多金属异常区位于大别山北坡，行政区划隶属河南省新县和光山县管辖，是新县和光山县交界位置处。论文资料来源于2006～2008年河南省地矿局区域地质调查队在新县、商城、光山、潢川交界处开展的《1∶5万双柳树、白雀园幅地质战略性矿产远景调查》项目，赛山寨铜多金属异常为当时1∶5万水系沉积物测量在赛山寨地区圈出的一乙类异常。

《1∶5万双柳树、白雀园幅地质战略性矿产远景调查》积累了丰富的基础资料，为今后进一步开发和寻找新的找矿靶区打下了良好的基础。由于当时人员少、时间短、任务重，赛山寨金多金属异常又处于矿权登记区的范围，故此未作进一步的查证工作。随着光山天鹅冲钼矿、金寨沙坪沟特大型钼矿的发现，武当－桐柏－大别山成矿带被列为十二·五国家重要成矿带之一，重新研究这一地区的地质、地球化学异常很有意义。

1 区域成矿地质背景

赛山寨铜多金属异常区位于武当－桐柏－大别山成矿带的东段、大别山北麓、秦岭褶皱系的南秦岭变形带中。武当－桐柏－大别山成矿带的东段，地质构造比较复杂，成岩成矿形式多样，矿产资源丰富，尤以钼、铜矿储量大、分布广而闻名。该成矿带己发现的矿床有罗山县肖畈钼矿、母山钼矿、光山县千鹅冲钼矿、蔡洼铜矿、新县大吴湾铜矿、大银尖钼(钨)矿、商城县汤家坪钼矿、金寨县沙坪沟钼矿等，其中千鹅冲钼矿、沙坪沟钼矿是近几年发现的特大型钼矿床。区域内典型钼矿床的地质特征见图1和表1。

尤其值得借鉴的是千鹅冲钼矿是在以往铅锌矿、铜矿找矿的基础上，按照斑岩成矿理论，近期在大别山北麓发现的特大隐伏斑岩型钼矿床。千鹅冲一带的地质找矿工作始于20世纪70年代，80年代后期至90年代初进一步在千鹅冲西北部、南部开展了铅锌矿、铜矿、银矿的找矿工作，但均没有大的突破;2006年以后，根据与岩浆岩有关的矿床成矿系列理论，河南省第三地质调查队选择千鹅冲南部地表具钼矿化的构造蚀变带开展钼矿勘查，逐步在岩体上部的围岩中发现了全岩矿化。

千鹅冲矿区位于北西向区域性桐－商断裂的北侧，断层北侧出露地层为泥盆系南湾组，断层南侧出露震旦系－下奥陶系下统肖家庙组。矿体赋存于泥盆系南湾组中，主要受隐伏岩体和构造控制。控矿岩体以富硅、富碱、过铝型以及钾含量高于钠为特征，岩体与围岩接触变质作用不发育。矿床成矿方式以充填作用为主，辉钼矿化主要呈浸染状、细脉状、网脉状产出。矿区发育一组北西西向次级断裂，叠加近南北向断裂，为成矿热液的运移和沉淀提供了有利条件。

矿床控矿因素:A断裂构造桐－商断裂对这些矿床(点)的形成、分布起决定性作用，在豫南地区，沿该断裂带两侧或与之交汇的北东向断裂附近，自西向东分布有多处钼或多金属矿床(点)。矿区次级北西西向、北北西向张扭性断裂控制了成矿物质的分布，起着导矿、储矿作用。B隐伏岩体在空间分布上，相关矿化与岩浆岩的关系十分密切，它们围绕侵入体大致形成矿化分带。钼矿体主要产于岩体上部外接触带的围岩一侧，向外则形成铜(银)、铅锌(银)等中低温热液矿体。C岩性钼矿化对围岩的岩性没有明显的选择性。围岩岩石总体较为致密，化学性质不活泼，不利于成矿物质的集中交代、运移。但是，它们脆性较强，受岩浆底劈作用、断裂构造活动及热流体穿插的影响，使岩石中产生大量的节理、裂隙，大大提高了岩石的通透性，对含矿热流体的迁移和聚积起了积极作用，最终使成矿物质以硫化物－石英(钾长石)细脉的形式得到保存(李法岭，2011)。

2 异常区地质特征

异常区位于千鹅冲矿区以东30km处，商城岩体的西侧，桐柏～商城断裂带以南、八里畈(磨子潭～晓天断裂)断裂带以北，区内地层属南秦岭地层分区，出露的地层主要为震旦系－下奥陶统肖家庙岩组，北侧以桐柏－商城断裂带为界与泥盆纪南湾组相邻，南侧以八里畈断裂为界与中上元古界浒湾岩组接触。

异常区北侧的桐商断裂，北盘为泥盆系南湾组(Dn)，南盘为震旦－下奥陶统肖家庙岩组。断裂带表现为宽40～1450m不等的糜棱岩化岩石或构造片岩，总体走向北西西向，倾向多向北倾，部分地段南倾。产状北倾者倾角较小，一般35°～45°;产状南倾者倾角较陡，一般60°～75°，从而使构造岩带在平面上呈网络状，垂向上呈豆荚状，深部产状呈向北凸起的弧状，反映该剪切带深部向南陡倾(李秀新等，1979)。

异常区南侧的八里断裂带表现为一套宽75～925m的长英质糜棱岩、云英质构造片岩、花岗质糜棱岩带。剪切带总体倾向北北东，局部倾向北西－北西西，糜棱面理倾向北东10°～30 度，倾角45°～70°。

肖家庙岩组总体变质、变形较强，为一套经受了强烈剪切置换的成层无序变质地层，原生沉积构造保留较少，只能建立构造岩石单位。根据岩石组合及与邻区剖面对比，将图区内的肖家庙岩组分为二个岩性段。上岩段主要岩性组合为:斜长角闪片岩、绿帘角闪二云片岩、蚀变闪长岩(变辉长岩)、黑云斜长片麻岩夹有大量片麻状花岗岩。下岩段主要为:白云石英片岩、绢云片岩、含榴二云石英片岩、白云片岩(构造片岩)斜长角闪片麻岩、黑云斜长片麻岩、白云斜长片麻岩、白云纳长片岩、眼球状白云纳长片麻岩等。肖家庙岩组总体呈近东西带状展布。

区内花岗岩测区岩浆活动频繁、侵入岩最为发育，测区内不同类型、不同时代的侵入岩均有发育。侵入岩岩石类型以广义的中酸性花岗岩为主，基性岩次之。区内岩浆岩主要为燕山晚期侵入岩，表现为北东向展布的花岗斑岩脉、花岗岩脉，脉宽几米－几十米，长几十米－百米，侵入于肖家庙岩组和赛山寨变辉长岩中，南北两侧靠近构造带位置岩脉发育与构造带一致的片理化。

赛山寨变辉长岩呈透镜状或不规则条带状分布于异常区北部赛山寨一带，由几十个大小不等的侵入体组成，总体展布方向近东西向，侵位于桐(柏)－商(城)韧性剪切带以南的肖家庙岩组中。其构造位置及成因可与邻幅的王母观变辉长岩相对比。该岩体受构造影响，其边界一般与围岩－肖家庙岩组多呈谐和接触，局部呈侵入接触，且常见围岩捕虏体。岩石类型为片麻状辉长岩、糜棱岩化辉长岩、辉长辉绿岩等。该岩体为形成于拉张环境的岛弧玄武岩。结合宜昌所在王母观变辉长岩中获得Sm－Nd等时线年龄值为261±8Ma，推测其形成时代应为海西晚期(张旗等，1995)。

异常区地质特征和千鹅冲钼矿区以及50km以东的沙坪沟钼矿区可以对比，是斑岩型钼矿成矿的有利地段。

图1 大别山北麓地质矿产简图(据1∶20万信阳地区地质矿产图)Fig.1 Sketch showing geology and mineral deposits in the northern piedmont of Dabie Shan

表1 典型矿床成矿特征Table 1 Metallogenic characteristics of typical deposits

3 异常区地球化学特征

3.1 综合异常特征

根据区域化探资料，1∶20商城幅水系沉积物测量显示本区为为一 Cu、Co组合异常区，Pb、Zn、Mo、As异常较弱。

《1∶5万双柳树、白雀园幅地质战略性矿产远景调查》项目在该地区做了1∶5万水系沉积物测量，发现赛山寨地区为一Cu、Zn元素为主的乙类组合异常区，异常元素组合 Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Ba、V、Mn，综合排序为2，异常区面积17.5km2。其中Au最高可达131.6×10－9，Cu 最高可达 2230 ×10－6。具体地球化学异常特征值见表2。

表2 赛山寨主要地球化学异常特征值表Table 2 Eigenvalues of geochemical anomalies in the Saishanzhai region

3.2 元素的相关特征

矿床成矿元素及其伴生元素是指示矿床存在的直接标志，因此被称为矿床指示元素。单一指示元素异常存在着不确定性，而多元素的综合指示则可较有效的反映矿体的存在。因子分析中，一般认为R型分析是一种研究元素共生组合的有效手段和方法。因子分析中每一个因子所包含的主要元素，不仅仅表示它们的一种组合关系，而且反映了一种内在的成因联系。因此可利用每一个因子的空间分布规律来预测矿体的存在(董庆吉，2008)。

图2 聚类分析谱系图Fig.2 Pedigree chart of cluster analysis

《1∶5万双柳树、白雀园幅地质战略性矿产远景调查》项目水系沉积物测量测试元素12项，元素R型聚类分析如图2。由图2可以看出，在相关系数临界值r0.05为0.172的水平上，12种异常元素可分为3个簇群。R型聚类分析表明，该地区Cu元素与Mn、V、Zn相关性较强，Mo元素与W 显著相关，Au元素与Sb、Pb、As显著相关。

3.3 异常分析

赛山寨地区铜多金属异常相关元素异常剖析图见图3。Cu元素异常规模最大、强度最高、面积大，异常形态规整，有异常浓集中心，梯度变化大，中、内带发育，并且和相关元素Mn、V、Zn相互套和较好，最高值超过Cu的一级异常含量(500×10－6)数倍，是主成矿元素。

邵跃(1965)在研究铜陵地区的东、西狮子山地区矽卡岩型铜矿床上获得的经验是:矿体前缘Mo/Ag＜2，矿体尾部＞12。赛山寨地区Mo/Ag的值在2.53～56.40之间，近半数比值＞12表明赛山寨地区Cu矿体(异常)剥蚀程度较高。

Mo元素在赛山寨位置呈现一NE向带状分布的负异常，却在西、南两侧呈现弱的正异常，并且相关元素W也在赛山寨一带有相似形态的负异常存在，大概表明Mo的区域背景值较高，异常下限定得过高，掩盖了低背景区异常。另一方面单元素Mo异常图上，存在规模相近的正、负异常相邻，表明相邻地球化学块体中的成矿物质发生了活化、转移，有巨量的成矿物质发生聚集。负异常组分的含量降低方向，可指示矿体存在的方向(朴寿成等，1996)。根据千鹅冲勘探经验并不能排除该地区深部有钼异常和钼矿体的存在(李法岭，2011)。

另一方面，双柳树、白雀园幅矿产地质调查涉及面积较大，地质地理情况复杂，为了便于低背景区中、弱异常的辨别和圈定，今将项目涉及的桐商断裂以南，八里畈(磨子潭－晓天断裂)断裂带以北的区域单独划出，作为子区再求Mo元素的异常下限，做出衬值异常图(图4)。

图3 赛山寨地区异常剖析图Fig.3 Maps showing geochemical anomalies in the Saishanzai area

赛山寨地区Mo元素衬值异常图和该地区Mo元素异常图近似，赛山寨以北表现为北东向展布的带状负异常，但是在赛山寨南侧的Mo异常更为突出，表现为一系列呈环形分布的串珠状中等正异常，和北东向发育的岩脉位置和产状相近。根据斑岩型钼(铜)矿床元素异常分带模式，Cu元素为高强异常、Mo为弱正异常表明，赛山寨地区隐伏岩体引起的高温元素异常尚未被剥蚀。

另外，Au元素也表现为异常规模最大、强度最高、面积大、异常形态规整、有异常浓集中心、梯度变化大，中、内带发育，但其前缘元素As在赛山寨地区为一弱小负异常，向南仅有弱的正异常，相关元素Sb、Pb也无很好的表现，推断Au异常或被剥蚀殆尽意义不大。

在地球化学环境上，异常区具有大别山北麓豫南地区与中酸性岩浆活动有关的 W、Sn、Mo、Bi、L i、Be、Nb、Ta、Fe、Cu、Pb、Zn 等元素经常共生的共性，有些共生组分对成矿元素富集起着特殊的作用，如中酸性岩的碱质和挥发分对W、Sn、Bi、Mo等的富集都起重要作用(李吉林，2010)，这是在该地区寻找斑岩型钼矿极为重要的找矿标志。

图4 赛山寨地区Mo元素衬值异常图Fig.4 Map showing contrast anomalies of the element Mo in the Saishanzhai area

4 找矿前景分析

燕山晚期(J－K2)大别造山带区域应力场开始进入伸展环境，地壳开始减薄，岩石圈减薄和伸展垮塌导致软流圈上涌、地壳增温，引发了广泛而强烈的深源岩浆活动，同时大量近南北向断裂形成，并与早期NWW向深大断裂构成大别山区网格状构造系统，控制着区内深源浅成高硅富碱富钼斑岩体的侵位和分布。

在大别山钼多金属成矿带的钼矿床中，金属组份及矿物组份的分带性构建出本区从成矿岩体向外由高温成矿元素向低温成矿元素演变的一个完整的成矿系列，以地下隐伏成矿岩体为中心，向上向外依次分布钨、钼、铌高温元素异常和金、银、铜、铅、锌等中低温元素异常。但是本地区除钼矿体之外，其他的矿体规模较小。

通过对赛山寨铜多金属异常区异常分析得出:

(1)赛山寨异常区Cu元素异常规模最大、强度最高、面积大、异常形态规整、有异常浓集中心，相关元素Mn、V、Zn相互套和较好，最高值超过Cu的一级异常含量(500×10－6)数倍，是主成矿元素，但是矿体(异常)剥蚀程度较高，难以寻找有价值的铜矿资源。

(2)Au元素也表现为异常规模大、强度最高，但相关元素Sb、Pb无很好的表现，说明Au异常或被剥蚀殆尽意义不大。

(3)Mo元素衬值异常图上，赛山寨南侧Mo元素异常突出，且和北东向发育的岩脉位置和产状相近。根据斑岩型钼(铜)矿床元素异常分带模式，Cu元素为高强异常、Mo为弱正异常表明赛山寨地区隐伏岩体引起的高温元素异常尚未被剥蚀。根据千鹅冲勘探经验，我们可以推断该地区深部有Mo异常和钼矿体的存在。

从区域地质背景上讲，本区是斑岩型钼矿的成矿有利地段，具备良好的找矿前景。异常区内白垩系斑岩体极为发育，NWW向的主断裂和NE的次级断裂广泛发育为铜、钼多金属矿的形成提供了有利条件，根据成矿系列、缺位找矿新理论，从寻找铜矿的勘查入手，极有可能找到隐伏(斑)岩体或隐伏(斑)岩体上方岩钟控制的斑岩型外接触带铜钼多金属矿床。对比相邻已勘探矿区，本区与之成矿地质条件相似，而面积、异常范围、推断隐伏岩体规模更大，因而矿体规模比邻区可能会更大，埋藏也较邻区稍深。

不利因素是植被覆盖严重，开展找矿工作难度较大。通过地质矿产调查和地球化学剖面测量没有找到明显的矿化带，只有零星的褐铁矿化、黄铁矿化。蚀变有绿泥石化、绿帘石化、局部硅化。探槽刻槽样Au也达不到工业品位，Cu品位0.001% ～0.009%，达不到工业品位。

致谢本文为《1∶5万双柳树、白雀园幅地质、战略性矿产资源远景调查》项目的部分成果，特此向参加野外工作的全体同仁表示感谢。

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