河南桐柏朱庄多金属矿地质地球化学特征及找矿标志

姚　娟

(河南省地质矿产勘查开发局第一地质勘查院)



河南桐柏朱庄多金属矿地质地球化学特征及找矿标志

姚娟

(河南省地质矿产勘查开发局第一地质勘查院)

摘要河南桐柏朱庄多金属矿区位于秦岭—大别造山带东段，区内出露地层为新元古界歪头山组，构造复杂，岩浆岩发育，变质变形作用强烈，地球化学异常规模较大、强度高，具有较好的找矿前景。为进一步指导区内找矿工作，结合朱庄多金属矿区域地质背景，对矿床地质特征、地球化学特征进行了详细分析，初步查明其成因类型为受构造控制的多源热液矿床。在此基础上，建立了区内金矿的矿体晕、首晕、尾晕的判别模型，并总结出了矿区构造、蚀变、地球化学特征等找矿标志，为该区深部及外围找矿提供了依据。

关键词区域地质背景地质特征地球化学特征矿床成因找矿标志

河南桐柏朱庄多金属矿区位于围山城贵金属多金属成矿带上[1]。桐柏县围山城金银多金属成矿带为河南省重要的贵金属成矿带之一，在该带内先后发现有破山特大型银矿、银洞坡特大型金矿、河坎中型银多金属矿等矿床，而位置、成矿条件优越的朱庄一带资源赋存情况尚不明朗。为此，本研究结合该区地质勘探资料，着重对区内地球化学特征及找矿标志进行探讨，供区内找矿参考。

1　区域地质背景

河南桐柏朱庄多金属矿区位于北秦岭构造带之桐柏—大别山(北坡)金银成矿带北亚带，介于吴城、南阳断陷盆地之间[2]，朱庄背斜中部。

1.1地层

朱庄多金属矿区区域地层主要为古元古界秦岭群石槽沟组(Pt1sh)、新元古界歪头山组(Pt3w)、下古生界二郎坪群大栗树组(Pz1d)、张家大庄组(Pz1zh)及新生界第四系(Q)等地层(图1)。其中，新元古界歪头山组(Pt3w)为一套火山-沉积碎屑岩系，依据叠置关系可分上、中、下 3个部分，叠置厚度大于2 500m[3]，上部为低绿片岩相变质碳酸盐岩-火山碎屑岩建造，中部为高绿片岩相火山碎屑沉积建造，下部为低角闪岩相碳酸盐岩-碎屑岩建造，新元古界歪头山组(Pt3w)为主要的含矿层位，构成了朱庄背斜核部。

图1　河南桐柏朱庄金矿区区域地质概况

1.2构造

区域构造线方向为NWW向，以朱庄背斜和NW向脆韧性剪切带为主体，其次发育NE、NEE、近SN向构造及顺层韧性剪切带。朱庄背斜纵贯整个矿带，枢纽方向约300°，为一东部仰起撒开、西部倾伏收敛、两翼不对称、枢纽波状起伏的斜歪倾斜背斜。具有代表性的NW向脆韧性剪切带有2条：一条分布于草帽岭—火神庙—河西一带，贯穿整个区域，区内全长14km，沿二郎坪群大栗树组(Pz1d)与歪头山组(Pt3w)地层接触带产出，位于朱庄背斜北翼；另一条分布于破山—围山城、刘老庄—江庄一带，沿走向分段断续产出，平行展布，NW—SE向分布于朱庄背斜核部及南翼，破山—围山城段倾角40°～87°，刘老庄—江庄段倾角约80°，沿走向波状弯曲，被后期NEE向左旋平移断层破坏,顺层韧性剪切带与朱庄背斜轴面平行产出，在背斜核部发育。朱庄背斜控制成矿带与迭加其上的一系列NE向构造、顺层韧性剪切带联合控制矿脉的分布。

1.3岩浆岩

2　矿床地质特征

2.1矿体产出特征

桐柏朱庄矿区分为西段金矿段和东段铅多金属矿段，矿区内矿脉分段产出，集中成带展布，数量百余条，延伸百米以上的也有30余条。

(1)西矿段。该矿段位于老鹰包、陈小庄北梁及朱庄等3个地段，该矿段矿体埋深较浅(深度小于45m)，主要矿体走向长42m，延伸40m。矿脉明显受断裂构造控制，矿体产状与矿脉一致，倾向以SWW向为主，次为SW、NW向，整体具上陡下缓趋势，倾角50°～80°。矿体呈脉状、透镜状产出，受脆性断裂控制，沿走向和倾向具尖灭再现、分枝复合、“人”字型交汇等特征。矿体被断层错动和被煌斑岩脉穿插，在构造复合部位、走向或倾向变化部位矿体变厚，Au品位增高。赋矿岩石以蚀变构造角砾岩为主，部分为蚀变变粒岩、蚀变煌斑岩等。

2.2矿石特征

(1)西矿段。为金矿，伴生银，金矿石类型为黄铁矿化碎裂岩型和黄铁矿化石英脉型，金属矿物以黄铁矿、自然金、银金矿为主，呈浸染状分布，次要矿物为黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、偶见毒砂、磁铁矿等；脉石矿物主要为石英，其次为斜长石、白云母、绢云母、绿泥石、偶见磷灰石等，矿石中有害元素(As)含量较高，对选矿不利。黄铁矿化碎裂岩型金矿石呈灰色—浅灰色，氧化后为褐色—紫褐色，碎裂结构至角砾状结构，块状构造，发育硅化、黄铁矿化，硅化呈浸染状及细脉状分布；黄铁矿化石英脉型金矿石呈浅灰色—灰白色，氧化后为褐色—紫褐色，自形—半自形粒状结构，浸染状构造，氧化后具蜂窝状构造，主要矿物成分为石英(90%～95%)、黄铁矿(3%～7%、局部达10%)，偶见自然金、银金矿，不等粒黄铁矿多呈浸染状分布，局部呈细脉状、不均匀团块状分布，氧化后变为褐铁矿。

(2)东矿段。为铅多金属硫化物矿石，共生有益组分为Au、Ag、Pb、Zn等，局部伴生有Cu，但分布不均匀，SiO2含量较高，说明后期硅化蚀变强烈。金属矿物以方铅矿、闪锌矿、黄铜矿为主，呈浸染状、不均匀浸染状、细脉状分布；脉石矿物主要为石英、斜长石、方解石、黑云母、白云母、绢云母等。矿石呈灰色，浸染状、不均匀浸染状结构，细脉状结构，块状构造，在地表风化带中，硫化物氧化后可见明显的褐赤铁矿化及孔雀石化。

2.3围岩及蚀变分带

(1)西矿段。金矿体受构造破碎带控制，围岩随断层穿过的岩性不同而异。矿体均产于蚀变带中，直接围岩和夹石为相应的蚀变碎裂岩、蚀变角砾岩、石英脉等，普遍发育不同程度的蚀变，蚀变以硅化为主，伴有黄铁矿化、赤铁矿化、绢云母化、碳酸盐化等。

(2)东矿段。铅金多金属矿体受顺层韧性剪切带控制，局部有切层现象，围岩主要为黑云变粒岩、大理岩、二云斜长片岩，个别地段有白云石英片岩、煌斑岩。矿化蚀变主要有方铅矿化、闪锌矿化、黄铜矿化、黄铁矿化、硅化、碳酸盐化等。蚀变强度由矿体中心向两侧围岩逐渐减弱，蚀变类型自内向外依次出现强硅化、多金属矿化、碳酸盐化、绢云母化-弱硅化、铁锰质矿化、白云母化、碳酸盐化-弱硅化、绢云母化、绿泥石化、片理化等。

2.4成矿阶段划分

(1)硅化-黄铁矿化阶段。该阶段早期形成具中—粗粒自形结构的黄铁矿-硅化脉，该期含Au较贫，w(Au)一般(0.1～1)×10-6；中期形成的矿石结构与早期相似，以黄铁矿贫硫为特征，表现为淡黄或白色，与早期黄铁矿颜色差异明显。该期为Au的主成矿期，w(Au)一般(1～10)×10-6，局部达(80～90)×10-6；晚期阶段形成的微细粒黄铁矿构成“烟灰”状集合体，含Au较贫，w(Au)一般(1～2)×10-6。

(2)多金属硫化物阶段。该阶段成矿以多金属硫化物组合为特征，并伴有硅化、黄铁矿化。在该阶段形成的矿脉穿切、胶结和交代第一阶段矿物组合。该阶段矿化强度在空间分布上表现出不均匀性，在矿区西矿段发育较弱，仅在局部可见该期矿化迭加于早期形成的金矿体上；在矿区东矿段，该期矿化形成有独立的含金多金属矿体。

(3)碳酸盐化-泥化阶段。该阶段早期以弱硅化、碳酸盐化为主，形成细脉状和牙状低温石英-方解石组合，同时伴有微弱的金矿化，形成了w(Au)为(0.1～0.5)×10-6的矿化岩石。晚期则主要发生泥化作用，表现为矿石及近矿围岩中的长石矿物大量蚀变为高岭石，同期的构造运动使矿石发生角砾岩化和碎裂岩化，因此，可认为该期对矿体主要起破坏作用。

(4)氧化淋滤阶段。该阶段主要发生于地表或浅部，使矿石经受氧化淋滤，黄铁矿变为褐(赤)铁矿，多金属硫化物变为相应的氧化物或碳酸盐矿物，可能导致浅部Au的相对富集。

3　矿区地球化学特征

3.1地层单元中元素富集分布

(1)西矿段。共采集了矿区不同地层及主要岩浆岩样品76件，并测试了Au、Ag、As、Sb、Cu、Pb、Zn、Bi、Mo等微量元素的含量。结果表明；①在歪头山组中段，碳质绢云石英片岩内Au、Ag、As、Pb、Bi含量较高，而变粒岩中各元素含量中等，且明显低于区域变粒岩；②在歪头山组下段变粒岩中含Au、Ag、As、Zn、Pb较富，但仅Au含量高于区域背景值，其中第5岩性段变粒岩夹斜长角闪片岩富含Sb、Bi，岩浆岩中石英闪长岩以富Au、Ag、As、Sb为特征，角闪正煌岩则以富Cu、Zn、Ba为特征。该区缺乏面积性化探资料，据地化剖面资料，在老鹰包一带为一化探异常，异常元素组合为Au-As，异常宽60～160m，长度大于1 000m，总体沿NW向展布，整体与K16、K18矿脉扣合，Au异常下限20×10-9，峰值350×10-9。

(2)东矿段。由区内魏沟一带1∶10 000土壤地球化学测量成果可知，该矿段主要异常元素为Au、Pb、Zn、Ag，伴生As、Sb、Cu、Mo、Co等。异常横跨朱庄背斜呈半环带状分布，其高浓度带主要沿歪头山组下部第2岩性段中的顺层剪切带及附近断层分布，反映了异常受地层、构造双重因素控制的特征。

3.2矿脉中元素空间分布

(1)西矿段。在区内和邻区已知的见矿工程系统采集了矿脉化探样品。在矿脉化探样品中根据金异常情况选择可比性的12个工程段中的56件样品进行了归纳整理，其中2个工程段中的8件样品位于矿体首部，6个工程段中的24件样品位于矿体段，4个工程段中的24件样品位于矿尾。分析发现，在矿首Au、As关系较密切，相关系数为0.774，此外Au与其他元素相关性不大；在矿体部位Au与Bi、Ag的关系密切，相关系数分别为0.887，0.797，Au与其他元素均不相关；在矿尾，Au与其他元素基本不相关，仅Ag-Bi、Cu-Pb稍显正相关，相关系数接近0.7。上述分析表明，在矿脉中自矿首至矿尾地球化学元素的分布存在一定的规律性，即Au在矿脉的不同部位与不同元素的亲密性各不相同。

(2)东矿段。矿床地球化学岩石测量结果显示，Pb、Zn、Ag等3种成矿元素原生晕异常的高浓度带相互扣合，As、Sb异常范围大于Ag、Sb内带包围矿体，与Ag的高浓度带一致；As强度较低，中带不发育；Cu、Mo、Co、Ni异常仅围绕矿体出现较窄的外带。根据元素异常晕宽度，确定异常水平分带序列为As-Sb-Ag-Pb-Zn-Ni-Mn-Cu-Mo-Co。在剖面上Pb、Zn、Ag异常在矿体上构成了明显的浓度分带，As、Sb、Cu、Mo异常与多金属矿体展布方向一致；在空间上，As、Sb异常分布于矿体上盘、中上部或前缘，Cu、Mo异常狭窄，主要分布于矿体中下部。根据异常分布特征、异常分带指数大小，确定了该矿床异常元素的垂直分带序列为As-Sb-Ag-Pb-Zn-Cu-Mo-Co。有关的指示元素可分为矿体前缘元素组合As-Sb、矿体元素组合Ag-Pb-Zn、矿体中下部元素组合Cu-Mo-Co。依据元素垂直分带序列和指示元素组合规律，确定了矿床剥蚀程度的评价指标，见表1(比值越大，反映矿体剥蚀程度越浅，反之越深)。

表1　朱庄矿区东段铅多金属矿剥蚀程度预测指标

4　找矿标志

4.1构造

朱庄背斜轴部发育NE向横跨构造迭加的区段为找矿远景区，迭加其上的NW—NE向构造破碎带、褶皱轴部、顺层韧性剪切带控制了矿脉的分布。

4.2蚀变

(1)硅化-褐赤铁矿化。岩石因硅化而显得油润，因褐赤铁矿化而显出紫红色，尽管部分地段矿石受后期构造搓碎成碎裂岩，原岩特征已面目全非，其中的紫红色斑点及硅化碎砾仍可作为找矿标志。

(2)硅化-黄铁矿化。矿化带中黄铁矿化可分为3期(早期、中期、晚期)，各期结晶习性有所不同，中期黄铁矿为金的主成矿期，常具半自形结构，色淡、近乎白色，微带浅黄色调，与硅化形成了蚀变组合，形成了金矿体。

(3)黄铁绢英岩化。该类蚀变一般在矿脉与绿片岩接触带上发育，部分可直接构成金矿石，此外，泥化、碳酸盐化可作为找矿蚀变标志。

(4)硅化-碳酸盐化-多金属硫化物蚀变组合。该组合为寻找铅、锌、银、铜的标志。

4.3地球化学

(1)西段金矿。初步建立了测区内金矿的矿体晕、头晕、尾晕的判别模型，即Au-As-(Ag)Cu组合指示矿体头晕，Au-(Bi)Ag-Cu-Pb组合指示矿体晕，Ag-Bi、Cu-Pb相互独立的组合指示矿尾晕。

(2)铅多金属矿。次生晕Ag、Pb、Zn、As、Sb、Cu、Mo、Au、Co组合异常区，原生晕As、Sb、Ag、Pb、Zn、Ni、Mn、Cu、Mo、Co组合异常区，判别指标w(Ag)/w(Mo)>10、w(Sb)/w(Mo)>5、 [w(Ag)·w(Sb)]/[w(Cu)·w(Mo)]>10的异常段。

5　结　语

参考文献

[1]张宗恒，候海燕，候万荣，等.河南桐柏围山城金银成矿系统矿床地球化学特征[J].现代地质，2002(3)：263-269.

[2]黄久远，黄向东，张志勤.桐柏朱庄背斜控矿构造特征及成矿规律[J].新疆有色金属，2014，37(3)：5-8.

[3]河南省地质矿产局.河南省区域地质志[M].北京：地质出版社,1989.

(收稿日期2016-05-19)

GeologicalCharacteristics,GeochemcialCharacteristicsandPropsectingIndicatorsof

ZhuzhuangAu-polymetallicDepositinTongbaiCounty,HenanProvinceYaoJuan

(ThefirstGeo-explorationInstitute,HenanProvincialBureauofGeo-explorationandMineralDevelopment)

AbstractZhuzhuang Au-polymetallic deposit in Tongbai county,Henan province is located in eastern part of Qinling-Dabie mountain orogenic belt,the stratum is distribution in Zhuzhuang Au-polymetallic mining area is Waitoushan formation of neoproterozoic erathem,the structures in the area is complex,the magmatic rocks in the area is developed,the metamorphism and deformation effects in the area are strong,the geochemical anomalies with the characteristics of large scale and high intensity,the prospecting prospect in the area is good.In order to further provide reference for the mining area,based on the geochemical prospecting results of Zhuzhuang Au-polymetallic mining area,the regional geological background,deposit geological characteristics,geochemical characteristics of the mining area are analyzed in depth,the genesis of Zhuzhuang Au-polymetallic deposit is considered preliminary as multiple source hydrothermal deposit controlled by the tectonic.Based on the above analysis results,the discrimination model of ore-body dizzy,head dizzy of ore-body and tail dizzy of ore-body,besides that,the prospecting indicators of Zhuzhuang Au-polymetallic mining area are summarized from the aspects of structure,alteration and geochemical characteristics.The above study results of the paper can provide some reference for the prospecting work of the deep and peripheral area of Zhuzhuang Au-polymetallic mining area.

KeywordsRegional geological background, Geological characteristics, Geochemical characteristics, Deposit genesis, Prospecting indicators

姚娟(1983—)，女，工程师，硕士，450000 河南省郑州市高新区莲花街56号。