豫西南马市坪铅锌银矿集区地质特征与深部成矿预测

2022-03-21杨林楠郭大鹏

中国钼业 2022年1期

杨林楠，郭大鹏，李岚，陈静，马丽

(河南省有色金属地质矿产局第一地质大队，河南郑州 450016)

1 区域地质背景

马市坪铅锌银矿集区[1-2]位于北秦岭褶皱带东段，栾川—维摩寺韧性剪切带南侧，五垛山复式花岗岩基北部边缘地带。区内褶皱断裂构造发育，岩浆活动频繁，变质变形作用强烈，物化遥感异常丰富，成矿条件十分有利。自西向东依次有铅厂铅锌矿、银洞山铅锌矿[3-5]、杜家庄铅锌矿、马市坪铅锌矿、贯沟金矿、银山沟铅锌矿等矿床(点)，这些矿床(点)沿断裂呈带状分布，在走向上遥相呼应，矿体特征和围岩蚀变相似，具有典型的构造控矿特征。

2 矿区地质特征

图1 马市坪矿集区地质遥感解译图

3 矿区地球物理及遥感地质特征

3.1 矿区地球物理特征

区内太古代变质岩地层具有较强磁性反应，是区内引起磁异常的主要地层。上元古界栾川群无(弱)磁性，中新生界地层白垩系、侏罗系砂砾岩具弱磁性，其余地层均无磁性反应。具有蚀变矿化的岩石，如硅化大理岩，硅化黄铁矿化、方铅矿化、闪锌矿化碎裂岩等，也具有弱磁性，与围岩不易区分。

矿区处在沿区域性北西西向栾川—维摩寺大断裂带重力梯度带上，以栾川—维摩寺一线为界，以北为华北重力异常区(正值带)，以南为秦岭重力异常区(负值带)[6]。

区内铅锌矿、黄铁矿表现为高极化率、低电阻率的电性特征，各类围岩则主要表现为高电阻率、低极化率特征，硫化物矿石与其围岩具有明显的电性差异。虽然含炭大理岩、炭质千枚岩和石煤等也具有低阻高极化的电性特征，但极化率强度相对较低，异常宽大，多具区域性特征。因此在本区开展电磁法工作，以预测隐伏矿化构造带、大致查明其性质等，具有较好的电磁法工作前提(见图2)。

3.2 矿区遥感地质特征

区内遥感构造十分发育，主要表现为线性、环形和不同的褶皱构造，尤其前两种具有明显的遥感特征。区内共发育5条环形构造(见图1)，最小直径约0.7 km，最大直径约2 km，属于中小型环。一般认为，环形构造主要是地壳下层热动力岩块向上冲刺的结果，当热动力处在由封闭环境向开放空间转化过程中，随着地质背景和边界条件的变化，能够在地壳表层留下规模大小不一、形态各异的环形影像特征。就本区而言，环形构造主要与岩浆侵入和局部断裂变动有关。线性构造在区内以北西—南东向和北东—南西向分布为主，其中北西—南东向为区内的主构造线方向，与脉状矿体分布关系较密切。小型环形构造常见于小侵入体接触带或隐伏岩体之上的盖层中，往往控制着矿田与矿床分布，具有较为直接的找矿意义。线、环叠加复合部位矿化往往比较显著[7]。

图2 马市坪铅锌矿区1 000线视极化率、视电阻率剖面图

4 矿床地质特征

矿床分布主要受北西西向主干断裂构造控制，矿体赋存于次级构造带顶底板或岩体接触带附近的碳酸盐围岩中，以脉状、透镜状、鸡窝状为主。构造带具有挤压破碎和片理化特征，具有多期次构造和热液充填。构造带中铅锌矿主要呈脉状、团块状、角砾状，围岩中铅锌矿呈细脉状、浸染状，主要为热液沿裂隙浸入交代，形成近矿围岩矿体。矿体具有厚而富、薄而贫的特征，在倾角陡缓交替部位, 断裂面凹凸转变处控制了矿体和富矿段的分布。易沿构造走向或倾向形成脉状、鸡窝状、透镜状、豆荚状矿体。矿石结构主要为自形—半自形粒状结构、交代溶蚀结构、碎裂结构。矿石构造主要为块状构造、细脉-网脉状构造、星点状构造、角砾状构造，局部见有条带状构造、稠密浸染状构造、层纹状构造。

5 矿床成因及成矿作用

对比栾川矿集区的矿床特征，结合该区成矿地质条件和典型矿床特征，认为该区矿床成因类型主要为中—低温热液充填交代型铅锌矿床，深部可能存在斑岩型或矽卡岩型矿床。

区内成矿期次主要为燕山晚期，成矿作用主要表现为以下特点：加里东期—印支期造山运动强烈，形成NWW—NW向深大断裂及一系列复杂的中小型次级断裂构造，岩浆沿构造侵入，促使栾川群地层中Pb、Zn等成矿元素得到初步的富集。燕山期的伸展构造作用，造成区内NWW 向、NE向、NW向、近SN向等次级断裂呈网格状分布且十分发育。这些断裂构造相互交错切割，是矿液运移、赋存的良好场所。燕山晚期，在陆内碰撞或逆冲推覆作用下使得下地壳增厚，在向伸展机制转换的过程中，下地壳处于强烈的减压增温条件下，产生部分熔融。同时地幔岩浆上涌，并携带大量成矿物质，沿着NWW向深大断裂向浅部运移，并在周边次级断裂或背斜等构造薄弱部位侵位，形成株状或枝状的花岗斑岩体和斑岩型钼钨矿。在这些酸性侵入体和栾川群碳酸盐类岩石的接触带及其附近，由含矿热液交代作用而形成矽卡岩型矿床。同时在远离岩体的外围，含矿热液与围岩发生中低温热液交代反应，由于物理化学条件的改变使成矿元素聚集沉淀，最终在成矿有利部位(NWW—NW向中小型断裂构造处)富集成矿。

6 成矿规律

参照栾川南泥湖矿田自内向外分布有：特大型钼钨矿-矽卡岩型多金属矿-中低温热液充填型铅锌矿床的成矿规律[8]，类比研究区地质特征和成矿环境，认为该区具有深部斑岩型钼钨矿-中深部矽卡岩型多金属矿-浅部脉状中低温热液交代型铅锌矿床的成矿模式。三者均属于燕山期岩浆期后热液充填、交代成因的多金属矿床,在时空上具有一定的内在联系, 共同构成了一个与燕山期中酸性小岩体有关的成矿系列。

6.1 斑岩型钼钨矿的矿化富集规律

(1)栾川地区燕山期中酸性侵入岩主要受NWW、NE向两组断裂交汇控制，具有北西成带、北东成行的分布特点[9]。研究区成矿背景和地质特征均与栾川地区相似，推测在铅厂—贯沟—银山沟一带，外口—跑马岭断裂以北，隐伏斑岩体也具有成带成行分布的特点。

(2)斑岩体主要沿构造薄弱位置上侵，受热动力和气体挥发作用，在岩体内部或附近围岩中形成角砾岩筒，具细脉-网脉状、角砾状构造。而在研究区南部贯沟—银山沟一带的正长斑岩及围岩中，这种构造特征尤为明显。

(3)区内围岩蚀变发育，且具有分带特征：贯沟—银山沟一带钾化发育，具浸染状黄铁矿、黄铜矿，少量的辉钼矿等矿化；往北到杜家庄—丁家庄一带，主要有硅化、绢云母化、绿泥石化、钾化、角砾岩化等蚀变，具细脉-网脉状褐铁矿化、细脉浸染状黄铁矿化等矿化；泥化带和青磐岩化带不甚发育，在F1断裂带南侧附近见黑云绿泥角闪岩。

6.2 矽卡岩型多金属矿的矿化富集规律

(1)矽卡岩型矿床推测形成于贯沟—银山沟一带中深部，燕山期中酸性岩体外围。围岩主要为碳酸盐类岩石，例如本区的白云质(石)大理岩等碳酸盐类岩石。因此，中酸性岩体和碳酸盐类岩石是形成矽卡岩型矿床的主要岩性标志。

(2)构造对矽卡岩型矿床的形成有重要的控制作用。对矿体形态、分布和规模有影响的地质构造主要有下列几类：接触带构造；围岩层理和层间破碎带；断裂和裂隙；褶皱构造；围岩捕虏体等。

6.3 中低温热液脉状铅锌矿的矿化富集规律

(1)热液脉状铅锌矿主要发育在贯沟—银山沟一带浅部，以及杜家庄—丁家庄一带，矿体受控于构造破碎带，具挤压破碎特征，被后期硅化、碳酸盐化交代，铅锌矿呈块状、角砾状、细脉状，暗示其具多期构造成矿的特征。

(2)脉状矿体具多期次构造叠加成矿的特点，区内构造错综复杂、相互错断，造成矿体沿走向和倾向易形成雁列状分布矿体。

(3)脉状矿体具有厚而富、薄而贫的特征，在倾角陡缓交替部位, 断裂面凹凸转变处控制了矿体和富矿段的分布。

7 深部成矿分析及预测

本区位于栾川—维摩寺区域性断裂成矿带上，经历了多期次的构造运动。尤其是燕山期断裂活动较频繁，造成区内NWW 向、NE向、NW向、近SN向等次级断裂呈网格状分布且十分发育[10]。地体内呈网格状分布的次级断裂为矿体的发育、形成提供了含矿热液的通道和沉淀富集的容矿构造。同时断裂又可使地下深处的岩浆热液沿断裂上升并带来部分成矿物质。随着物理、化学条件的改变，温度降低，压力减小，故在适当的环境下，成矿物质逐渐结晶析出，赋存在岩体顶部、断裂构造及附近的围岩裂隙等有利场所，形成多金属矿床。

通过对贯沟矿区ZK001、ZK002钻孔见矿情况分析，该区深部存在斑岩型钼钨矿，地表及中浅部主要为热液脉状多金属矿，且具有从下往上由高温到低温的元素分带特征。ZK001在570 m左右见有低品位斑岩型钼矿，455 m处见脉状钼矿，上部见脉状铅锌矿及铅锌矿化构造蚀变带。ZK002虽未见矿，但是穿过多层矿化构造蚀变带及主干断裂F2。结合斑岩型钼钨矿和热液脉状铅锌矿成矿规律，对深部矿体进行了预测。根据预测，贯沟—银山沟一带斑岩型钨钼矿埋深在400 m左右，斑岩体与碳酸盐围岩接触带附近可能存在矽卡岩，远离岩体上部围岩中因网格状分布的次级断裂构造发育，形成雁列式分布的脉状矿体(见图3)。