河南省西峡县金家庄银矿成矿规律研究

2016-02-27邓力立

环球人文地理·评论版 2016年1期

邓力立

摘要河南省西峡县金家庄银矿区位于秦岭造山带北秦岭构造亚带秦岭地体中部。矿体南东段赋存于F1断裂破碎带，北西段赋存于花岗岩与片麻岩接触带。通过对金家庄银矿区岩石化学和微量元素分析与研究，并结合前人的资料对其成矿规律进行讨论。金家庄银矿是一个多期成矿作用矿床，成矿作用可分为三期：早期同生沉积期、中期变质富集期和后期交代热液期。金家庄银矿在成矿上明显受构造和接触交代作用控制，属构造蚀变岩型银矿床。

关键词：银矿床微量元素成矿规律构造蚀变岩型

第1章前言

河南省西峡县金家庄银矿区划属于朱阳关—夏馆有色、贵金属成矿带，位于秦岭造山带北秦岭构造亚带秦岭地体中部。区域上属于秦岭褶皱系内的二郎坪—刘山岩晋宁地向斜褶皱系，位于横涧一回龙中条地背斜褶皱系以南，瓦穴子—乔端和朱阳关—夏馆两深断裂之间，呈北西西向狭窄带状展布，是一个在中条期褶皱带基础上形成的晋宁期断陷型地向斜褶皱系[1]。

区内以广泛分布上元古界二郎坪群为特征，并在边缘地带断续分布有下元古界秦岭群、宽坪群、上三叠统和第四系。

区内岩浆活动强烈，各类侵入岩分布广泛，按时代可分为晋宁、加里东和燕山三个岩浆侵入期[2]。内生金属矿产常与加里东期中基性岩和燕山期酸性侵入体有密切联系。本区形成了丰富的中生代钼、钨、金、银、铅、锌、锑等金属矿产及矿床组合，成为区域成矿学研究的理想地区[3]。

图2-1 豫西南区域地质布简图[4]

1.第三系； 2.白垩系；3. 小寨岩片； 4.大庙岩片； 5.中元古代宽坪群； 6.早元古代秦岭杂岩；7.二郎坪蛇绿岩片； 8.燕山期花岗岩； 9.加里东期花岗岩； 10.加里东期斜长花岗岩；11.早古生代石英闪长岩； 12.花岩闪长岩； 13.断层； 14.地质界线； 15.韧性剪切带

第3章矿区地质

3.1 矿区地层

矿区内出露地层比较简单，主要有秦岭群石槽沟组（Pt1s）及第四系（Q）。

秦岭群石槽沟组（Pt1s）：该套地层在区内经过了区域变质作用，岩石的岩性主要为：粗晶白云石大理岩、斜长角闪片麻岩、斑狀花岗岩（含石榴石）、混合岩。蚀变大理岩主要出露在岩体与围岩的接触带的中部主矿脉区域，在矿区北西区域也有出露。

第四系（Q）：出露在勘查区的部分区域。主要由河流及阶地的砂砾石和卵石层、砂和砂土层构成。

3.2矿区构造

工作区主要构造为F1断裂，长度大于2000m，呈现NW向分布，倾向200°～235°，倾角70°～80°，是区内主要的控矿容矿构造，有较明显的破碎带，整个破碎带及两侧岩石普遍遭受不同程度热液蚀变。

3.3矿区岩石特征

工作区岩浆岩主要为加里东期斑状黑云钾长花岗岩（γ3）：灰白色、肉红色，风化面灰—灰黑色，花岗结构，似斑状结构，蠕虫结构，块状构造。斑晶以石英、长石为主，主要分布于工作区的西南部，以岩株、岩脉等形态产出。

工作区变质岩主要为大理岩（Pt1Mb）和斜长角闪片麻岩（Pt1Gn），部分地区出露黑云斜长片麻岩和黑云斜长角闪片麻岩。

工作区混合岩呈条带状构造，基体为斜长角闪片麻岩，脉体为花岗质。基体呈黑色，细粒变晶结构，片麻状构造。

3.4矿区围岩蚀变特征

金家庄银矿区内围岩蚀变强烈，围岩蚀变主要沿构造带发育。蚀变的主要类型有：褐铁矿化、绢云母化、硅化、粘土化和混合岩化，还有少量的黄铁矿化、银矿化和铅矿化。

3.5矿区矿体地质特征

金家庄银矿区今己发现的含矿构造蚀变带有三条：Ⅰ号、Ⅱ号和Ⅲ号。其中以F1（Ⅰ号）含矿构造蚀变带破碎较好。本区主要矿体赋存在F1断层内的大理岩、斜长角闪片麻岩与斑状花岗岩的接触带中。本区矿体存在多个老硐和浅井，Ⅰ号矿化体经刻槽取样分析：Ag 40.80～111.95×10-6，Pb 0.5～2.78%。打块样化验最高可达：Ag924.6×10-6，Pb8.34%，矿体由深部到地表，体积逐渐变小，成梯形状，到达地表时出露宽度大约在0.1m左右，造成此现象的原因可能是F1断裂破碎带的形态在垂直方向上有逐渐变宽的趋势，当深部岩浆到达这个最高品位的位置的时候，正好是岩浆中成矿物质最富集的时候，且这个深度刚好达到了岩浆冷凝成矿的条件，因此就形成了此处高品位的富矿体。

第4章微量元素特征

本次工作对矿区内各种岩性，特别是与矿化有关的岩石做了微量元素分析，各岩石的微量元素含量见表4-1，从表4-1中可以看出：

1）与秦岭地区微量元素的背景值相比，本区的最显著的特征是富Ag、Sb、Pb、Co、Ni、Sn。

2）花岗岩的Ag含量比较接近于区域平均值，最高可达0.049×10-6。

3）矿体中，大理岩的Ag含量很高，均大于区域平均值，最高可达0.100×10-6。矿区的大理岩大部分出露在F1破碎带中，即矿体的中部，在F1破碎带北西带和北带偶有出露。

4）矿体北西段蚀变岩的Ag含量有高有低，范围在：0.33～2.86×10-6之间，这可能和成矿物质沉积不均匀有关。矿体北西段已无大理岩出露，蚀变岩的两侧围岩为花岗岩和片麻岩，矿体处于花岗岩与片麻岩的接触带，F1在矿体北西段的作用已不太明显，而此处的成矿作用更倾向于接触交代作用。

5）围岩中，片麻岩的Ag含量范围在：0.051～0.083×10-6，其Ag含量大于区域平均值，因此，工作区的片麻岩可能为成矿提供了成矿物质来源。

表4-1 微量元素分析结果（10-6）

送样号岩性 Au/10-9 Ag Sb Pb Zn Cu Co Ni Sn Mo As

J-301 大理岩（1） 0.39 0.100 0.38 7.4 31.6 29.3 23.1 16.6 1.1 0.15 3.76

J-302 大理岩 0.05 0.047 0.37 21.8 77.0 22.8 57.6 31.1 6.8 0.39 2.53

I-29 大理巖 0.10 0.10 2.87 49.1 24.2 2.5 9.7 11.9 1.0 0.13 36.8

I-26 大理岩 0.10 0.050 0.33 11.6 27.3 2.2 6.8 9.7 1.1 0.12 0.79

J-311 花岗岩（2） 0.07 0.046 0.34 55.0 17.0 9.5 35.3 7.3 7.0 0.21 0.45

J-313 花岗岩 0.05 0.032 0.34 38.5 20.3 2.6 61.5 12.8 6.0 0.21 0.57

J-308 花岗岩 0.07 0.046 0.49 35.4 16.8 2.6 58.5 12.8 8.8 0.17 2.85

J-317 花岗岩 1.31 0.034 0.31 27.8 27.0 7.4 64.1 14.7 9.6 0.21 0.72

J-306 花岗岩 0.10 0.021 0.37 41.3 22.4 3.4 71.5 16.5 5.8 0.23 1.09

J-312 花岗岩 0.94 0.035 0.24 42.1 16.2 2.3 62.5 15.1 6.0 0.18 0.29

J-321 花岗岩 0.04 0.020 0.26 31.7 14.7 6.7 44.7 10.6 2.7 0.20 0.38

J-303 花岗岩 0.20 0.018 0.34 46.5 13.7 2.6 65.3 15.7 5.3 0.17 0.60

J-304 花岗岩 1.03 0.020 2.50 46.6 26.4 2.9 60.3 15.0 3.1 0.17 15.1

J-319 花岗岩 0.20 0.023 0.34 37.5 19.4 2.1 70.9 18.6 3.6 0.18 0.88

J-314 花岗岩 1.00 0.049 0.49 40.3 24.0 2.6 58.8 14.3 3.3 0.17 0.74

I-1 花岗岩 0.07 0.021 0.24 45.2 16.3 2.7 59.7 13.7 1.2 0.19 0.53

I-3 花岗岩 0.04 0.040 0.26 29.5 17.9 2.3 93.3 21.7 1.6 0.22 0.52

I-9 花岗岩 0.04 0.040 0.31 55.4 13.1 2.5 64.9 15.1 2.5 0.19 0.43

I-15 花岗岩 1.03 0.045 0.38 30.9 25.1 5.8 83.5 20.9 4.3 0.17 1.03

J-318 片麻岩（3） 0.04 0.078 0.32 10.2 181 169 58.1 70.2 2.8 0.71 0.41

J-316 片麻岩 0.07 0.051 1.25 23.2 167 10.6 40.0 17.4 10.0 0.76 3.22

I-5 片麻岩 0.88 0.059 0.46 18.9 117 35.2 76.7 45.5 4.5 0.70 0.74

I-25 片麻岩 0.05 0.083 0.26 17.6 148 145 51.0 38.1 5.5 0.63 0.50

I-36 片麻岩 0.73 0.071 0.40 30.4 76.5 14.8 40.9 20.1 2.1 0.38 4.94

I-20 片麻岩 1.00 0.046 0.26 13.8 70.7 22.8 59.4 30.1 4.6 0.46 0.43

I-40 混合岩（3） 1.47 0.042 0.24 22.6 72.5 69.7 51.9 26.6 1.7 0.39 0.31

I-38 混合岩 0.88 0.036 0.23 19.6 58.3 25.6 109 35.6 1.4 0.27 0.38

I-34 混合岩 1.23 0.031 0.31 24.7 19.5 7.2 66.2 18.6 1.4 0.18 0.68

J-309 蚀变岩（4） 0.39 0.033 8.50 18.4 131 38.8 32.3 40.5 19.0 0.19 147

J-320 蚀变岩 0.94 0.072 1.80 4.1 35.2 12.2 31.5 31.0 2.0 0.39 75.6

J-307 蚀变岩 1.76 0.043 9.13 12.0 160 20.3 37.1 47.5 12.7 0.87 90.3

J-305 蚀变岩 0.10 0.051 0.81 30.7 195 2.8 34.9 37.0 11.5 0.42 15.4

J-315 蚀变岩 20.7 2.86 74.3 243 21.0 38.9 62.2 19.0 5.0 1.37 2147

I-28 蚀变岩 0.39 0.28 2.28 8.9 21.4 3.1 12.7 14.1 1.0 0.45 94.3

I-27 蚀变岩 0.07 1.00 0.61 72.6 35.9 2.0 10.3 13.3 1.1 0.64 6.25

区域平均值 0.69 0.044 0.32 20.27 38.7 8.45 5.57 7.04 1.26 1.79 -

世界平均值 4.5 0.05 0.26 20 60 20 5 8 3 1 1.5

注：（1）圍岩；（2）岩体；（3）围岩与岩体：（4）矿体。

分析单位：有色金属桂林矿产地质测试中心

第5章成矿规律

金家庄银矿成矿具有多期性，秦岭群曾经历过三次强烈的褶皱，三期片理代表了三次区域变质作用，为早期角闪斜长片麻岩、中期黑云二长片麻岩和晚期浅色二长片麻岩，代表秦岭群三次深成侵入活动[5]，因而金家庄的成矿应该与秦岭群的三次深成侵入活动有密切的关系，早期的侵入活动是秦岭群形成的初级阶段，也是成矿作用的早期阶段。此阶段应该属于元古代时期的构造变形和变质作用[6]，早期的成矿作用表现以同生沉积为主，银元素通过火山作用和热水沉积作用常会发生初始富集并形成矿源层。因此，矿区在秦岭群第一次侵入活动时期可以称为同生沉积成矿期。

中期的黑云二长片麻岩形成于早古生代侵入活动的构造变形和变质作用，应该是矿区产生变质热液成矿期，可认为是矿区成矿作用的中期阶段。在此阶段，地层中的银元素由于受到区域变质作用的影响，使地层中的银元素活化并迁移，使原本在矿源层富集的成矿物质在构造发育部位进一步富集，在局部成矿的有利部位直接形成矿体。

晚期的浅色二长片麻岩形成于晚古生代侵入活动的构造变形和变质作用，此时已进入海西期，并伴有花岗岩侵入[6]，此时的秦岭群进入了主成矿期。此时期，秦岭群不仅存在褶皱变形，而且断裂作用明显，这就为主成矿期提供了良好的成矿条件，在此构造条件下，岩浆岩的侵入更加的方便。该阶段的成矿作用主要以热液成矿为主，热液的来源主要是岩浆岩侵入时提供的岩浆热液和大气降水热液的混合热液，地层在此阶段表现的作用不大，起主要作用的还是岩浆岩与构造，这两者一个为成矿提供了成矿物质和运输载体，一个为成矿提供了运输通道和赋存空间。

矿区内矿化主要集中在矿区的中部的大理岩与围岩接触蚀变带中，根据其矿化特征总结其成矿规律如下：

1）矿化严格受蚀变破碎带控制，并以破碎带中部遭受过多次脆性断裂活动的大理岩和蚀变岩发育部位矿化最好。

2）银矿化与蚀变破碎带内的蚀变强度呈正相关，银矿化、铅矿化、黄铁矿化（氧化后为褐铁矿）和蚀变岩是该区重要的银矿找矿标志。

3）大理岩是本区最重要的矿体，其出露为矿体指明了矿体的延伸趋势。

第6章结论

根据前人资料和本次研究成果的基础上，通过详细的野外观察和室内成图、资料研究整理，对金家庄银矿进行的地层、构造、岩浆岩、岩石化学、稀土元素和微量元素的综合分析，得出了以下结论：

1）本区地层主要为秦岭群的石槽沟组，通过地球化学剖面分析，本区地层Ag含量大于区域平均值，说明地层为能够为成矿提供成矿物质来源。

2）本区构造主要为F1断层，本区矿体主要发育在F1断层破碎带中，说明F1不仅为成矿提供了成矿热液运输通道，还提供了赋存空间。

3）本区岩浆岩主要为加里东期花岗岩（γ3），根据微量元素分析结果，花岗岩的Ag近于区域平均值。因此，岩浆岩的侵入活动，为成矿提供了温度条件，还提供了成矿物质来源。

4）本区矿体南东段主要受F1构造和接触交代作用影响，而矿体北西段F1的作用不是很明显，主要受接触带作用影响。根据微量元素分析结果，北西段矿体的微量元素含量比地层要高于很多倍，具长远的找矿前景。

5）根据岩石化学分析结果，本区花岗岩以高硅，低铁、钙为特征。岩体属超酸性花岗岩且为富碱富钾岩体。花岗岩的分异指数高，分异程度好。

6）根据稀土元素分析结果，本区为轻稀土富集型。