河南省淅川县金家垭锑矿床地质特征及找矿前景

吉恒召 陈金铎 张 恺 李娇艳 李玉辉 闫贺龙

（1.河南省地质矿产勘查开发局第一地质勘查院，河南郑州450001；2.河南省地质矿产勘查开发局第二地质勘查院，河南郑州450000）

河南淅川金家垭锑矿床地处豫陕交界的南秦岭造山带东段淅川断裂多金属成矿带上，矿区成矿地质条件极为有利［1］。为进一步查明淅川断裂多金属成矿带的矿产资源，中国地质调查局于1999—2000年在该区开展了1∶50 000水系沉积物测量工作，认为淅川断裂上的异常为Sb、V、Pb、Zn、Ag、Au、Cu、As低温热液元素组合［2］，严格受构造和地层双重控制，呈NWW向带状展布。本研究结合金家垭锑矿区地质调查及地球化学测量成果，对矿区地质特征、控矿因素、矿床成因及找矿标志进行分析，并对找矿靶区进行圈定，供该区后续找矿工作参考。

1 区域成矿地质背景

南秦岭褶皱带经历了多期次构造叠加，主控褶皱为荆紫关—师岗复向斜及两翼的一系列次级小褶皱，褶皱总体走向NWW，南翼N倾，北翼S倾，倾角30°～70°，核部相对开阔，为一向西低角度翘起的开阔近直立复式向斜构造［3］。以淅川断裂带为界，可将金家垭锑矿区地层划分为基底和盖层两部分（图1）。基底地层包括：①中、新元古界武当岩群（Pt2-3w），为一套中酸性喷发沉积建造夹陆源碎屑建造，主要岩性为中粗粒泥质石英砂岩、变流纹岩、变沉凝灰岩、变流纹质火山角砾岩、火山集块岩等［4］；②新元古界耀岭河岩群（Pt3y），为一套钙碱性玄武岩系列的海底火山喷发沉积建造，主要岩性为变玄武质细碎屑凝灰岩、粗屑凝灰岩、变玄武岩、变玄武质火山角砾岩夹绿帘玄武岩团块及少量火山集块岩［5-6］。盖层岩片上震旦统陡山沱组（Z2d）为一套浅海斜坡沉积环境沉积建造；上震旦统灯影组（Z2dn）为一套海侵到海退的沉积旋回。

矿区基底构造层发育一系列巨型NWW向韧性剪切带，分割了不同的构造地层单元。盖层构造由晚震旦纪—古生代沉积地层组成，构造变形简单，荆紫关—师岗复式向斜为主控构造架，底界逆冲断层及其上的次级逆冲断层十分发育，形成了区内网状交织构造格局，伴随强烈的硅化、黄铁矿化、绢云母化、铁碳酸盐化等蚀变，与锑、钒、金、银、铅、锌、铜等矿化富集关系密切［7］。

区内岩浆岩主要分布于淅川断裂带以北地区，岩浆活动强烈，活动期次多、规模大、延续时间长，从大面积海底火山喷溢到浅成、深成侵入岩均有分布。火山岩在空间上成带分布，时代上主要集中于中晚元古代，以爆发相火山碎屑岩为主，可分为武当岩群中酸性火山岩与耀岭河群中基性火山岩。侵入岩从中元古代到中生代均有岩浆活动，形成了呈NWW向展布的复杂岩浆岩带，其中，中生代（燕山期）花岗岩体（株）与锑、钒、金、铜、银、铅、锌矿化关系密切［8］。

矿区处于淅川锑、钒、金、银、铅、锌、铜多金属成矿带东段。区域上有利的成矿环境，造就了丰富的矿产资源，形成了南秦岭重要的锑、钒、铅、锌、银、金、铜多金属成矿带［9］。经过历年的地质找矿工作，在区域上圈出了锑、钒、铅、锌、银、金、铜、砷等元素组合异常十余处，异常沿淅川断裂成群成带分布［10-14］。

2 矿区地质特征

2.1 地层

矿区出露地层主要为震旦系灯影组、寒武系水沟口组、岳家坪组（图2）。其中，震旦系上统灯影组（Z2dn）岩性为隐晶质白云岩夹薄层角砾岩、含薄层白云岩、厚层硅质白云岩以及网格状白云岩，网格中主要充填有硅质及碳酸岩细脉；寒武系下统水沟口组（∈1s）岩性为灰黑色厚层硅质岩，杂色薄层硅质岩，灰黑色薄层硅质岩与土黄色薄层黏土岩互层，硅质岩夹层黏土岩、杂色黏土岩夹含磷结核［15］；岳家坪组（∈2y）岩性灰—灰黑色厚层状白云岩以及白云质灰岩。

2.2 构 造

矿区构造变形强烈，褶皱、断裂十分发育。矿区褶皱主要为荆紫关—师岗复向斜，两翼地层对称产出。该向斜控制着淅川地区锑、钒、银多金属矿化和化探异常。沿水沟口组顺层断裂构造发育，构造热液活动强烈，形成了有利于成矿元素活化—迁移—富集—储存的地质地球化学成晕成矿机制和良好场所。

矿区断裂主要有近EW向淅川断裂，出露长度大于3 000 m，宽度为20～50 m，断裂带总体走向290°，倾向N，倾角为60°～80°。断层带由碎裂岩、构造角砾岩、构造片岩组成，沿断裂带均有不同程度的矿化蚀变现象，是控制矿区锑矿化的主体构造；其次为成矿后的小断裂，对矿体均有不同程度的破坏作用。

2.3 岩浆岩

矿区主要处于耀岭河岩群地层中，除喷发岩浆外，以中基性岩浅成侵入体为主，以岩脉、岩床、岩瘤等形态产出，区内可见中粒辉绿岩、中细粒辉绿岩以及中粒辉绿玢岩。

2.4 地球化学特征

金家垭多金属异常呈条带状沿淅川断裂带NWW向展布，面积约14.00 km2，异常以 Sb、Ag为主，伴有Au、V、Ba、Pb、Zn等元素。其中，Sb异常面积最大为16.05 km2，平均含量为5.71×10-6，最高31.26×10-6；Ag异常面积次之，为5.43 km2，平均含量为0.26×10-6，最高为0.47×10-6。异常浓集中心与水沟口组底部蚀变的硅质岩夹泥质岩层对应，受地层与构造复合控制。矿区异常元素组合好，强度高，充分显示了良好的找矿前景。

由图3可知：在0#线剖面中所见矿体由底板到顶板，Sb、Au、Ag、V、Cu等元素含量随着远离矿体而逐渐降低，在矿体上达到最高值（w（Sb）为34.1×10-6，w（Au）为30×10-9，w（Ag）为5.0×10-6，w（V）为471×10-6，w（Cu）为170×10-6）。该剖面中，各元素与Sb密切相关，套合较好，强度高。

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

矿区矿脉位于震旦系灯影组与寒武系水沟口组之间的断裂构造带上，主要产于水沟口组底部一套黑色硅质岩、土黄色黏土岩部位。矿化蚀变带出露长度大于17 km，宽度为20～50 m。带内岩石挤压强烈，广泛发育褐铁矿化、赤铁矿化、硅化、碳酸盐化、绢云母化等蚀变现象。矿脉产状与地层及构造带产状基本一致，总体走向290°，倾向 200°，倾角65°～75°，充分表现了层控及构造控矿特征。本研究通过地表槽探工程控制，共圈出Ⅰ#、Ⅱ#2条矿体，其中，Ⅰ#矿体分布于TC6～TC7线，Ⅱ#矿体分布于TC11-～TC43线。

Ⅰ#矿体控制长度为950 m，厚度为0.90～6.55 m，平均厚度为2.94 m，厚度变化系数为83.10%。矿体呈层状、脉状产出于黑色硅质岩、土黄色黏土岩部位的构造蚀变带中。矿体总体走向280°～290°，倾向190°～200°，倾角60°～75°。矿石类型为可分硅质岩型和黏土岩型2种，主要蚀变有硅化、绢云母化、碳酸盐化、绿泥石化，金属矿化有黄（褐）铁矿化、赤铁矿、锑华等。矿体 w（Sb）为 0.25%～3.71%，w（Ag）为（10～174）×10-6，w（V）为0.40%～1.71%，w（Au）为（0.35～3.15）×10-6。

Ⅱ#矿体控制长度约为1 350 m，矿体厚度为0.90～3.25 m，平均厚度为1.67 m，厚度变化系数为53.10%。矿体呈层状产出，矿石类型、蚀变特征与Ⅰ#矿体相似。Ⅱ#矿体w（Sb）为0.30%～5.20%，w（Ag）为（15～165）×10-6，w（V）为0.50%～2.71%，w（Au）为（0.45～3.30）×10-6。

3.2 矿石特征

矿体顶板围岩岩性为土黄色、黄色黏土岩，底板围岩岩性为网格状白云岩。矿石内部夹石主要为硅质岩、黏土岩。由于锑元素主要赋存于硅质岩和黏土岩中，因而矿石自然类型可分为硅质岩型和黏土岩型2种，矿石特征参数见表1、表2。由表1可知：矿石中矿物共生组合主要为褐（黄）铁矿、赤铁矿、石英、锑、钒等。

注：Au、Y、Pt、Pd含量单位为（×10-9）；Ag、Sb、Cu、As、Pb、Zn含量单位为（×10-6）；其余含量单位为%。

3.3 围岩蚀变

矿区围岩蚀变均受控于地层及构造，主要蚀变有硅化、碳酸盐化、绢云母化、重晶石化、褐（黄）铁矿化、赤铁矿化，其中，硅化、褐（黄）铁矿化与成矿关系密切［16-18］。

（1）硅化。广泛发育于硅质岩以及硅质岩与黏土岩的内外接触带上，在矿体部位硅化较强，呈细脉及条痕状分布，远离矿体硅化逐渐减弱。

（2）碳酸盐化。发育于矿化体顶底板围岩中，呈脉状、细脉状及团块状，脉宽3.0～5.0 mm，多发育于节理、裂隙中。

（3）绢云母化。在黏土岩层内比较发育，呈片状、鳞片状，沿层理、节理、裂隙充填，与矿化关系不大。

（4）重晶石化。发育于硅质岩与网格状白云岩的接触部位，呈脉状、团块状产出，脉宽3.0～5.0 cm，与成矿关系不大。

（5）褐（黄）铁矿化。分布于矿化带中，矿体部位蚀变最强，远离矿体蚀变逐渐减弱。褐铁矿呈脉状、细脉状沿节理、层理、裂隙发育，脉宽1.0～3.0 mm，局部宽达2.0 cm。该类蚀变与成矿关系密切。

（6）赤铁矿化。分布于矿体内，呈浸染状、脉状沿裂隙发育，在地表与灰白色、白色锑华相伴，远离矿体蚀变减弱。

4 控矿因素

4.1 地层

锑矿层主要产于寒武系底部黑色岩系水沟口组第一岩性段中，层位稳定，总体呈NWW—SEE向带状分布，地层为主要控矿因素，矿体在含矿层内顺层分布。由表3可知：寒武系水沟口组主要成矿元素背景值Sb为18.91×10-6，Ag为15.00×10-9，V为1 100×10-6，远高于其他地层，是矿区锑矿源层之一。

注：Au、Ag含量单位为（×10-9）。

4.2 构造

淅川断裂带是一条超壳断裂，沿断裂带分布有海底火山喷溢的浅成—深成侵入岩和串珠状以Sb、V、Pb、Zn、Ag、Au、Cu、As为主的化探异常以及多处内生矿床，是区内重要的控矿构造。受区域构造影响，矿区内分布有NW向、NE向2组断裂。

NWW向断裂为下寒武统水沟口组地层与上震旦统灯影组地层的分界线，呈近EW向纵贯整个矿区，该组断裂顺层发育，与地层产状基本一致，总体走向为270°～310°，倾角为35°～88°。断裂沿下寒武统水沟口组与上震旦统灯影组接触部位发育，具有1.2～5.2 m宽的构造碎裂岩带，显示出韧脆性断裂特征。该断裂严格控制了锑矿体，断层以北均不含矿，锑矿体均赋存于断层以南的寒武系水沟口组地层中。

NE向断裂为后期断裂，对矿区内的矿体完整性稍有破坏，断裂面较弯曲，为平移断层，将水沟口组（锑矿带）错断向北平移。

5 矿床成因及找矿标志

5.1 矿床成因

矿区位于南秦岭印支褶皱带东段，陡岭地块南缘与古生代沉积盆地的接镶部位，属南秦岭燕山期Sb、V、Pb、Zn、Ag、Au、Cu、As等多金属成矿带。矿区成矿时间为寒武纪早期，空间分布严格受寒武系下统硅质岩、黏土岩层位控制，矿物和元素为多种组合。该区寒武纪早期海侵时，地壳持续缓慢沉降，具有较稳定的沉积环境，主要发育一套厚度不大的滨海—浅海相的硅质、泥质、有机质到钙镁质的碳酸盐沉积物，为海浸沉积旋回。根据地层沉积旋回、古生物及岩相厚度、含矿特征，综合认为区内矿体是在滨海—浅海静水还原条件下，气候温湿，生物繁茂时期形成的。产于寒武系底部水沟口组硅质岩与黏土岩的接触部位，且受地层层位控制。目前，在硅质岩及黏土岩的内外接触带均发现了锑矿体。在硅质岩与黏土岩的接触带向两端褐铁矿化、赤铁矿化、硅化逐渐变弱，且锑、钒、铅、锌、银、金、铜、砷等元素含量急剧降低。综上分析，认为该矿床为沉积变质低温热液型锑矿床，其成矿过程可描述为：寒武系下统水沟口组中的硅质岩、黏土岩作为矿源层，韧性—韧脆性构造为控矿和储矿的有利空间，使地层中的成矿元素发生活化迁移，随着物理化学条件的改变，锑及其他有用元素在有利部位沉积富集，从而形成锑矿床［19］。

5.2 找矿标志

（1）地层。矿区寒武系地层位于金家垭—水泉凹一带，呈NWW向分布，岩性由黑色硅质岩、黏土岩、杂色黏土岩组成。锑矿严格受下寒武统水沟口组控制，只要有下寒武统水沟口组分布的区域便可认为是锑、钒、银等矿产勘查的潜在靶区。

（2）构造。区内矿化体成因属中低温热液充填型矿床，成矿严格地受构造控制，因此，沿上震旦统灯影组与寒武系下统水沟口组接触带部位的次级断裂带为找矿有利地段。

（3）地球化学异常。金家垭锑矿区的发现过程是1∶20万、1∶5万、1∶1万地球化学测量逐步缩小靶区并最终发现矿体的过程，因此，1∶20万、1∶5万、1∶1万化探组合异常为重要找矿标志。区域上Sb、V、Pb、Zn、Ag、Au、Cu、As等元素地球化学组合异常为寻找多金属矿的有利标志。

（4）围岩蚀变。沿矿区构造带发育的硅化、碳酸盐化、绢云母化、重晶石化、褐（黄）铁矿化、赤铁矿化等围岩蚀变是找矿重要标志，其中，硅化、褐（黄）铁矿化与成矿关系密切。

（5）矿化蚀变。矿化体主要产于水沟口组下部一套黑色硅质岩、土黄色黏土岩的接触部位，该部位广泛发育褐铁矿化、赤铁矿化、硅化、碳酸盐化、绢云母化等矿化蚀变，为找矿有利标志。

6 找矿前景

矿区锑矿受寒武系底部水沟口组地层控制，该地层在豫西南地区分布于荆紫关—内乡县一带，长度约80 km，向西延伸至陕西省境内，向东没入南阳盆地，且沿NW向淅川断裂带分布有多个以Sb、V、Pb、Zn、Ag、Au、Cu、As等元素为主的1∶20万、1∶5万地球化学异常。本研究结合以往地质、矿产及物化探成果，初步圈定了2处找矿靶区（图4）。

靶区A位于金家垭锑矿区中，靶区内发育2条矿体（编号分别为I#、II#矿体）及1个1∶5万甲级化探综合异常（4-甲1异常）。其中，Ⅰ#矿体呈层状、脉状产出于黑色硅质岩、土黄色黏土岩接触部位内的构造蚀变带中，矿体总体走向 280°～290°，Sb品位为0.25%～3.71%；Ⅱ#矿体呈层状产出，矿石类型、蚀变特征与Ⅰ#矿体相似，Sb品位为0.3%～5.2%。本研究经过估算，Ⅰ#、Ⅱ#矿体的（333）+（334）锑金属量可达中型规模。4-甲1异常呈条带状沿淅川断裂带NW向展布，面积约14 km2，以Sb、Ag为主，伴有Au、Zn、V、Ba、Mo等异常。其中，Sb异常面积大，其次为Ag，其他元素异常套合其中。为进一步查证引起异常的原因及寻找锑矿体，在异常上垂直于异常长轴布置了3条1∶2 000地质化探综合剖面，发现上述元素在水沟口组地层底部的含碳硅质岩和黏土岩中具有大规模富集趋势，其中Sb含量大于41.26×10-6。证实该异常受构造和地层双重控制，水沟口组地层为异常源，发育硅化、黄铁矿化、绢云母化、重晶石化和方解石化强烈蚀变。

靶区B位于淅川断裂带东南部，靶区内圈定了1个1∶50 000万化探乙级综合异常。该异常呈长条状NWW向展布，面积约7.25 km2；元素组合为Sb、Ag、V、Mo、As、Ba、Zn，以Sb异常面积最大，其他元素在石墨沟一带相互套合，均叠加于Sb异常之上；Sb、Ag、V、Mo、Ba异常浓度分带特征明显，具有内、中、外带，As具有外、中带，Zn仅具有外带异常。淅川断裂从该异常中间穿过，本研究在异常上测制了3条岩石地化剖面，结果表明，元素在水沟口组地层具有大规模富集趋势，地表工程见有蚀变矿化，化学样分析的Sb最高含量为1.58%，证实该异常为寒武系底部地层由于受后期构造热液活动共同作用，使元素富集成晕所致。因此，在该靶区及其外围加强对下寒武统水沟口地层展布的延伸追索，有望使得该区成为区域下一步找矿勘查工作的潜在远景区。

7 结语

分别采用了1∶50 000水系沉积物测量、1∶10 000地质草测、1∶2 000岩石剖面测量和槽探工程控制等方法在河南淅川金家垭锑矿区开展了地质勘查工作。结合地质工作成果，对矿区地质特征、矿床地质特征、矿床成因及找矿标志进行了分析，并圈定了2处找矿靶区。经过现场验证，发现靶区找矿前景较好，为区域找矿工作指明了方向。