河南栾川胜金沟铅锌矿床地质特征及找矿方向研究

2024-03-26郭大顺司建涛杜晓冉杨怀辉

现代矿业 2024年1期

郭大顺司建涛杜晓冉杨怀辉杨达

（1.河南省地质矿产勘查开发局第二地质矿产调查院；2.河南省岩石矿物测试中心）

我国的铅锌矿产目前勘查程度普遍偏低，探明的资源储量对未来国民经济建设的满足程度不高，且铅锌矿矿床具有中小型众多、矿石类型复杂、共伴生组分多和品位普遍偏低的特点，因此研究铅锌矿床成矿地质规律及找矿方向就显得尤为重要，可为国家更多的铅锌矿资源勘查提供重要参考价值。河南省栾川县矿产资源丰富，钼钨和铅锌银金矿的成矿条件好，找矿潜力大，尤其是铅锌矿的开采历史久远［1］。胜金沟铅锌矿是豫西南重要的多金属矿集区内的一个典型矿床，对该区域铅锌矿的成矿特征和找矿方向进行研究，对开展下一步勘查工作有重要借鉴意义。

1 区域地质特征

研究区位于华北地台南缘，洛南—栾川陷褶断带中，构造复杂、岩浆活动频繁、矿产丰富。区域地层属卢氏—确山小区，出露的基底地层有太古宇太华杂岩，盖层有中元古界熊耳群、高山河组、官道口群、新元古界栾川群、震旦系陶湾群（图1）。

2 研究区地质特征

2.1 地层

研究区出露的地层主要为新元古界蓟县系栾川群的煤窑沟组（Pt3m）浅海陆源碎屑沉积到富含生物礁和有机质的钙镁碳酸盐海盆地沉积岩系、大红口组（Pt3d）粗面岩夹部分变质火山碎屑岩、火山沉积岩及白云石大理岩和震旦系陶湾群的风脉庙组（Pz1f）含赤铁炭质干枚岩、变斑二云片岩夹厚层大理岩与秋木沟组（Pz1q）条带构造的白云母石英大理岩。新生界第四系（Q）主要沿沟谷少量分布，主要由砂、砾石、黏土组成，一般厚数米到数十米，构成现代河床、河漫滩、河流阶地。

2.2 构造

研究区位于黄背岭—石宝沟背斜西端南翼，区内断裂构造较为发育，其主要断裂构造有2 组，走向分别为北西向和北东向。北西向断裂横跨全区，为复合性力学性质断层，该断层分割风脉庙组与秋木沟组地层，使地层在区内形成断层接触。北东向断层展布于矿区的中部和南东部，为压性为主的正断层，断层东部出露有变辉长岩和正长斑岩。

2.3 岩浆岩

研究区内主要岩浆岩为前加里东晚期的变辉长岩体，分布在研究区东部，岩体在本区呈不规则状，整体走向近东西。与区域构造线基本一致，由于辉长岩侵入，常引起碳酸盐岩石具有不同的中高温热液蚀变现象。本区西北侧为火神庙岩体，东侧为黄背岭中酸性花岗斑岩体，是主要成矿母岩，提供了铁、铅锌矿的含矿热液和热源。

含铁辉长岩呈岩脉侵入于不同地层单元中，同区域构造线一致，近东西向展布，岩脉西端延入研究区东部。在研究区范围内，岩体南北宽1 100 m，东西长700 m。岩体内部岩性单一、分异不明显、分带现象也不显著，以中粗粒假象纤闪石化辉长岩为主，局部可见透闪-阳起石岩、辉石闪长岩、辉石斜长岩等。

2.4 变质作用与围岩蚀变

研究区地层均系元古界变质岩系，变质作用主要为区域变质作用、接触变质作用及动力变质作用。区域变质岩石主要为千枚岩、绢云千枚岩、大理岩、白云石大理岩等。接触变质作用主要形成各类角岩，如钙硅酸角岩、钙硅酸大理岩等。

硅化为矿化带内的主要蚀变，石英以不规则的散粒状或团块状出现。黄铁矿、方铅矿、闪锌矿及其他金属矿化与其伴生，是成矿关系密切的围岩蚀变，也是主要的成矿阶段的围岩蚀变。碳酸盐化主要蚀变矿物为方解石，以集合体或脉状出现，一般与其伴生的金属硫化物较少，蚀变强度弱于前者，是较晚的成矿阶段。此外，尚有绢云母化、绿泥石化等，其蚀变强度弱，蚀变范围小，一般在矿品位较好的地段相对强一些。

3 矿脉地质特征

通过地质工作，在研究区内共发现铅锌矿化带3个、含铜矿化带1个，编号依次为M1，M2，M3，M4。

（1）M1矿带分布于研究区东部，呈NW—SE 向展布，长1 300 m，宽1～3 m，与地层产状一致，倾向210°～240°，倾角46°～58°。底板为新元古界栾川群大红口组薄层大理岩，顶板为陶湾群风脉庙组含赤铁炭质干枚岩、变斑二云片岩。带内岩石以褐铁矿化碎裂蚀变岩为主，局部为赤铁矿化构造角砾岩，民采硐中可见残留的方铅矿，蚀变类型有硅化、碳酸岩化，为区内主要矿化带。

（2）M2矿带位于胜金沟南侧山坡上，呈近南北向分布，长度约125 m，宽度为0.5～2.5 m，走向5°，倾向95°，倾角80°，为构造控制的铅锌矿化蚀变带。带内岩石以褐铁矿化碎裂蚀变岩为主，局部见透镜状石英脉，石英脉中常见铅锌矿化。底板为厚层大理岩，顶板为变斑二云片岩，围岩主要蚀变有褐铁矿化、绢云母化、铁白云石化。

（3）M3 矿带位于研究区北东部东坡村附近，走向北东40°，倾向310°，倾角85°，为构造裂隙控制的含铅锌矿化带，裂隙缝内充填物以石英脉为主，蚀变以褐铁矿化、硅化为主。铅锌矿呈小团粒状和细脉状分布于石英脉中，分布较不均匀，沿走向连续性较好。裂隙围岩为新元古界大红口组黑云斜长片麻岩，围岩有轻微的褐铁矿化、铁白云石化。

（4）M4 含铜矿化带位于黑家庄村南约100 m 处，断续出露长度约200 m，宽度为0.1～0.3 m，走向近南北，倾向260°～270°，倾角56°～70°。该矿脉产于新元古界栾川群大红口组绢云片岩中的含铜石英脉，脉体上具硫化物风化后残留的空洞，含少量的铜兰和孔雀石。

4 矿石质量特征

研究区内矿石以原生矿为主，氧化矿和混合矿石少量。氧化矿石以铁锰矿化碎裂岩、褐铁矿化碎裂岩为主，混合矿石主要为方铅矿化铁锰矿化碎裂岩。原生矿石以方铅矿石、铅锌矿化碎裂岩为主，少量方铅矿化构造角砾岩。矿石品位Pb1.27%～4.06.%，平均2.11%；Zn1.33%～8.21%，平均2.91%。

4.1 矿石结构构造

矿石结构主要有自形-他形粒状结构、碎裂结构，方铅矿、闪锌矿、黄铁矿等金属矿物呈半自形、他形粒状，粒径大小不一。矿石常见构造以细脉浸染状、脉状、块状为主，其次有团块状、斑点状构造，块状构造一般具有较明显的界线。

块状构造主要由方铅矿、黄铁矿金属矿物组成，闪锌矿次之，金属矿物含量50%～90%；细脉状浸染状构造主要金属矿物如方铅矿、闪锌矿、黄铁矿等呈细脉状、或星散状分布于碎裂岩中，细脉产状基本与构造面产状一致；脉状构造多由方铅矿、黄铁矿、少量闪锌矿等集合体沿裂隙呈不规则脉状充填而成。

4.2 矿物成分

地表氧化矿石以褐铁矿、菱锌矿、异极矿为主，赤铁矿、硬锰矿等少量，一般占矿物总量的50%左右，多者达70%。混合矿石以铁锰矿化（铅锌矿化）碎裂岩为主，矿物成分以硬锰矿、方铅矿为主，赤铁矿、褐铁矿少量，一般占矿物的25%，高者达60%。原生矿石以黄铁方铅矿石、黄铁方铅闪锌矿石为主。脉石矿物主要为石英、白云石、次为方解石及少量炭质。

矿物生成顺序：早期方铅矿—黄铁矿阶段，中期闪锌矿—黄铁矿阶段，晚期石英硫化物阶段。

根据岩矿石的化学全分析、矿石组合分析结果表明（表1、表2），区内矿石有用成分除铅、锌外，尚伴有金、银、铁等可以综合利用的有益组分以及无法综合利用的微量的铜、钼、锰等组分，岩矿石主要成分为SiO2、Fe2O3、AL2O3、CaO和MgO等。

4.3 矿石类型和品级

本区地处北温带大陆性季风气侯区，地理位置和地形、气候的特征决定了本区氧化带深度。地表多表现为氧化矿，矿体氧化深度虽然受地形和岩性控制，根据民采硐开采情况及老硐调查，矿体氧化深度一般为0～30 m，最深50 m，0～20 m 为氧化带，20～40 m 为混合带，40 m 以下为原生带，由浅到深矿体品位有变富的趋势。

按矿石的氧化程度可将矿石分为氧化矿、混合矿和原生矿；按矿物组合，原生矿石类型可分为闪锌黄铁方铅矿石、黄铁方铅矿石。

4.4 矿体围岩和夹石

该矿床分布于新元古界栾川群大红口组薄层大理岩和陶湾群风脉庙组含赤铁炭质干枚岩、变斑二云片岩之间，严格受层间断裂构造控制，近矿围岩与矿层一般为构造接触。地表矿体顶、底板围岩及矿体中碳酸盐化、白云岩化、绢云母化，浅部发育褐铁矿化、铁锰矿化、赤铁矿化强烈，深部矿体顶板围岩及矿体中具强烈的硅化、碳酸盐化、绢云母化和方铅矿、闪锌矿、黄铁矿等矿化，而底板具弱白云石化、弱黄铁矿化。矿体中一般无夹石，局部脉石为厚0.10～0.50 m的透镜体，规模很小。

5 矿床成因及找矿标志

根据矿物组合，矿石结构构造、围岩蚀变及控矿条件等特征的研究，该矿床分布于新元古界栾川群大红口组薄层大理岩和陶湾群风脉庙组含赤铁炭质千枚岩、变斑二云片岩之间，严格受层间断裂构造控制。东侧有前加里东期变辉长岩顺层平行展布，北部侵入有燕山中期火神庙石英二长岩体。该矿床的形成经历了原始矿源层成矿物质的初步富集，辉长岩的侵入以及层间断裂构造的发生使元素进一步分异叠加和富集，燕山期大规模的岩浆岩侵入和断裂构造的活动为成矿提供了驱动热源和就位空间，最终富集成矿。因此，该矿床为与燕山期酸性小岩体有成因联系的，与栾川群碳酸盐岩—碎屑岩建造有关的层控型多金属硫化物矿床。铁帽是矿床最显著的找矿标志，尤其是产出于小岩体周边的受顺层断裂构造控制的铁帽，成矿可能性更大。

依据区域成矿条件，卢氏—栾川地区钼钨铅锌多金属矿床的成矿大都与燕山期中酸性小岩体关系密切［3］，通常形成斑岩型、接触交代型或热液型矿床，如南泥湖、上房、三道庄、夜长坪等大中型钼钨矿床，冷水、后瑶峪热液型铅锌矿床，曲里夕卡岩型铁锌铜矿床等［4-5］，均分布于燕山期中酸性小岩体及其内外接触带内。而小岩体又受北西西向和北东向2 组构造交汇部位控制，呈网格状分布，但仅在部分交汇部位有小岩体出露，相当一部分北西西向和北东向两组构造交汇部位没有小岩体出露，但这些部位1∶5万磁测异常和1∶5 万化探异常发育，且套合极好，为隐伏岩体和隐伏矿床（体）引起，如夜长坪隐伏岩体呈锥状岩枝侵位龙家园组地层之中（图2），在围岩接触带处形成厚达150～230 m的钼钨矿体。

研究区处于NE—SW 和NWW—SEE 向构造交汇部位，北东向岩浆岩带上，磁异常、电异常及土壤化探异常发育，套合极好，特征类似于夜长坪，而且该北东向岩浆岩带的北东1.5 km 处的火神庙有燕山期小岩体出露，并形成了中型斑岩-矽卡岩型钼钨矿床。本区正处在北东向与北西西向构造交汇有利部位，成矿地质条件较为优越，因此，推测本区深部可能存在隐伏的含矿岩体。