大栗树铜锌矿带地质特征及找矿标志

刘奎松　周红霞　陈红飞

(河南省地质矿产勘查开发局第三地质矿产调查院)



大栗树铜锌矿带地质特征及找矿标志

刘奎松周红霞陈红飞

(河南省地质矿产勘查开发局第三地质矿产调查院)

摘要大栗树成矿带是变质碎屑岩型铜锌成矿带之一，矿带西部有大河大型铜矿，东部有银洞坡特大型金矿，新发现的老洞坡及刘山岩中型铜锌矿构成了方老庄铜锌矿带。在详细分析矿区成矿地质背景、区域物化探异常特征、矿区地质特征以及矿床地质特征的基础上，总结了找矿标志，为区内找矿工作提供参考。

关键词物化探异常特征矿床地质特征矿体特征找矿标志

调查区位于秦岭造山带东段，以栾川—维摩寺—明港断裂(F4)及西官庄—松扒—龟山断裂(F2)为界，北部为华北板块，中部为北秦岭造山带，南部为南秦岭造山带[1-2]。主要地层为二郎坪岩群大栗树岩组、张家大庄岩组、刘山岩岩组，富含铜、锌，已发现并经勘探的有大河大型铜矿，中型刘山岩铜锌矿床，小型铜锌矿床有鸭子口、孤山头、茅草沟等多处，具有较好的找矿前景。为指导区内找矿工作，本研究对区内大粟树铜锌矿带地质特征以及找矿标志进行分析。

1区域地质背景

1.1地层及岩性

工作区处于华北地块、秦岭褶皱带、杨子地块结合部位，地层分属豫西—豫东南地层分区、北秦岭地层分区及南秦岭地层分区。豫西—豫东南地层分区内的地层为地台型的变质火山-沉积建造，包括中元古界熊耳群(Pt2xn)、汝阳群(Pt2rn)及上元古界栾川群(Pt2ln)。熊耳群原岩为1套粗安岩。汝阳群分为北大尖组、白草坪组和云梦山组，为1套低绿片岩相变质的滨海—浅海相陆源碎屑沉积。栾川群分为大红口组和鱼库组，为1套陆源碎屑岩及碳酸盐建造。北秦岭地层分区内出露的地层有下元古界秦岭岩群(Pt1qn)、中元古界毛集岩群(Pt2mj)、下古生界二郎坪岩群(Pz1er)、上元古界歪头山岩组(Pt3w)、上古生界蔡家凹岩组(Pz2c)。秦岭岩群主要岩性为含榴黑云斜长片麻岩、斜长角闪片麻岩、花岗质片麻岩夹含石墨大理岩、透辉石大理岩及少量麻粒岩透镜体。岩石普遍经历高角闪岩相变质，局部达麻粒岩相。毛集岩群分为堡子岩组(Pt2bu)、左老庄岩组(Pt2z)和回龙寺岩组(Pt2h)，为1套中深变质的海相火山岩系，岩性主要为角闪更长片(麻)岩、斜长角闪片岩、白云石英片岩、石英岩及大理岩等。歪头山岩组岩性为1套黑(二)云斜长变粒岩夹白(黑)云石英片岩、斜长角闪片岩、大理岩，原岩为1套中浅变质的火山碎屑-沉积岩系。二郎坪岩群分为大栗树岩组(∈d)、张家大庄岩组(∈^z)和刘山岩岩组(∈l)，为1套绿帘角闪岩相变质的细碧角斑岩系，岩性主要为斜长角闪(片)岩、白云斜长片岩、白云斜长变粒岩、白云石英片岩及大理岩透镜体。蔡家凹岩组主要为大理岩夹斜长角闪片岩等，原岩为稳定环境下的海相沉积。龟梅断裂以南地层属扬子地层区南秦岭地层分区，出露地层有中元古界龟山岩组(Pt2g)、上元古界肖家庙岩组(Pt3x)及泥盆系南湾组(Dn)。龟山岩组主要为1套斜长角闪片岩、白云石英片岩、含榴白云石英片岩，原岩为1套火山碎屑-陆源碎屑沉积。南阳盆地和吴城盆地边缘广泛发育中生界侏罗系、白垩系及新生界第三系、第四系。区内主要含矿层位有龟山岩组(Pt2g)、毛集岩群(Pt2mj)、歪头山岩组(Pt3w)和刘山岩岩组(∈l)。龟山岩组构成区域内老湾金矿带的主要含矿岩系，毛集岩群的回龙寺岩组为天目沟铅锌多金属矿带的赋矿层位，歪头山岩组为围山城金银矿带的赋矿层位，二郎坪岩群为刘山岩铜锌矿带的含矿岩系。

1.2构造

工作区位于秦岭—大别造山带中段，横跨华北地块和秦岭造山带两大构造单元。以油房庄韧性剪切带(区域上羊册—明港断裂的一部分)为界，以北为华北地块南缘变形带，以南至桐柏—商城断裂之间为秦岭造山带，桐柏—商城断裂以南为桐柏—大别变质核杂岩隆起区。华北地块南缘变形带主要表现为浅层次的逆冲推覆构造、滑覆构造，区内褶皱构造不发育，主要有朱庄背斜、条山背斜等。朱庄背斜轴向NW，以歪头山岩组为核部，两翼地层依次为大栗树岩组、张家大庄岩组、刘山岩岩组，区内断裂构造较发育，主要可分为NW、NE向2组，尤以NW向断裂发育。NW向断裂除大型羊册—明港断裂带、桐柏—商城断裂带外，尚发育有大河压扭性断裂、刘山岩韧脆性断裂、方老庄—大栗树韧脆性断裂，羊圈—潘庄糜棱岩化带等。NE向的断裂受NW向主体断裂的控制，规模相对较小，主要分布于普查区北部及南部的孤山头铜锌矿区，局部错断NW向断裂构造，属后期断裂。

1.3岩浆活动

区内岩浆岩发育，各地质时期均有较强烈的岩浆活动且种类繁多，超基性岩、基性岩、中性岩、酸性岩、碱性岩皆有出露,产状类型多样，从大面积海底火山喷溢到浅成、深成侵入。岩浆活动期次多、规模大、延续时间长，为该区内生矿产的形成提供了物质和热动力，其中二郎坪岩群中的早古生代海相火山岩与铜锌矿化有成生联系，中—酸性侵入岩与金矿化关系最为密切。规模较大且与区内金属矿化关系较紧密的岩体为位于工作区北部海西期桃园斜长花岗岩体、南部燕山期老湾花岗岩体、东部燕山期天目山花岗岩体内。

2区域物化探异常特征

2.1遥感地质特征

遥感线性影像以相间的色调深浅变化、总体呈NW走向的平行条带或条块对应不同岩性组合与构造展布，反映了区域的基本构造格架。在TM影像上为明显的浅色调斑驳色带，较好地指示了各区域断裂带与相应矿带的展布特征。

2.2地球化学特征

(1)主要成矿元素在地层中的分布。桐柏地区富金层位主要为秦岭岩群、歪头山岩组、毛集岩群。银在歪头山岩组属强富集，在区域上形成银高背景区。铜在二郎坪岩群、秦岭岩群中富集，以二郎坪岩群丰度最高，二郎坪岩群中的刘山岩岩组的铜背景值为其余岩组的3～5倍，w(Cu)平均(50～60)×10-6，w(Zn)平均(100～150)×10-6。

(2)岩浆岩中微量元素地球化学特征。与成矿元素有关的酸性侵入岩微量元素含量特征：①主要富集元素为As、Sb、Bi、Ni、Co、Ti、Zr、Zn、Au、Pb；②由老至新花岗岩中银富集度降低，其余元素含量增高；③与铜锌成矿元素有关的二郎坪岩群变质细碧角斑岩系为富Cu、Zn、V、Mn、Ni、Cr的基性岩。

(3)构造地球化学特征。NW向韧性剪切带为区内构造的主要表现形式，具有规模大、切割深、长期活动的特点，对区内地球化学演变、元素分布和富集具有重要的控制作用。沿王小庄韧性剪切带以南，出现了Ag、Au、Pb、Zn、Cd、Mn等元素异常和高背景区；沿道士湾韧性剪切带以南二郎坪岩群分布区，形成了Cu、Zn、Cd、Cr、Ni、Co、Mg、Ti、V、Mn、Hg等特征元素的富集层。

(4)地球化学异常特征。Cu以50×10-6为异常下限，在区内圈出一面积为168 km2的带状Cu异常，异常分级不明显，刘山岩铜锌矿床分布其中，伴有Pb、Cr、Ni、Mn、V、Hg等元素组合异常。Zn以100×10-6为异常下限，在马道、大栗树、李湾药厂分别圈出3个椭圆形Zn异常，面积分别为9.0，8.4，9.5 km2。

3矿区地质特征

3.1地层及岩石

区内出露地层为下古生界二郎坪岩群，方老庄岩组。该组大面积分布于方老庄—潘庄铜锌矿带，岩性以(含斑)斜长角闪片岩为主，夹白云斜长石英片岩。岩层总体沿NWW向展布，主要倾向SW，局部倾向NE，倾角60°～80°。该岩组北以韧性剪切带与上元古界歪头山岩组呈断层接触。该组岩石中气孔杏仁状构造及斜长石、角闪石单晶集合体发育，反映原岩为1套基性细碧岩、细碧玢岩夹少量酸性石英角斑岩，代表1次大规模的基性海相火山喷发活动。

(1)(含斑)斜长角闪片岩。为矿区常见的岩石类型，主要分布于矿区北侧，岩层走向与区域构造带一致，呈NW向展布。岩石呈灰绿—墨绿色，具柱状-纤状变晶结构，片状构造。该类岩石原岩为中—基性火山岩、火山碎屑岩及细碧岩。

(2)斜长角闪岩。主要出露于矿带南部和北部，局部呈斑状而形成斑状斜长角闪岩，岩石呈灰绿—深绿色，具粒状-纤柱状变(斑)晶结构，块状构造。斜长石有不均匀的绢云母化、绿帘石化。

(3)白云斜长石英片岩。主要分布于矿区中部，呈灰白—白色，风化后呈黄褐色，具鳞片粒状变晶结构，片状或条带状构造，局部具高岭土化、绿帘(泥)石、黑云母、磁铁矿等。

(4)白云石英片岩。岩石呈灰白—白色，风化后呈黄褐色，具鳞片粒状变晶结构，片状或条带状构造。白云母呈细小叶片状平行排列，有时呈“云母鱼”状，其原岩为泥质砂岩、凝灰质砂岩。

(5)(透闪-阳起石)绿泥片岩。主要分布于矿区中部，矿化蚀变带两侧，岩石具鳞片粒状变晶结构，片状构造。

3.2构造

带内断裂构造发育，断裂构造以NW—SE向贯穿整个区域，表现为蚀变挤压片理带。自北向南主要为NW—SE向的羊圈—潘庄韧脆性断裂和方老庄—大栗树韧脆性断裂，另在矿区中部及以西见有不发育的岩层小褶曲。

(1)方老庄—大栗树韧脆性断裂。该带由数条彼此平行呈鱼群状的小挤压带组成，西经方老庄至猪头包，向东经大栗树、老龙顶至新集一带，总长约15 km。东部连续性较好，西部较差，部分呈断续状出露。该挤压带沿走向西部呈平缓的弧形弯曲，挤压面一般呈平缓波状，该类小的挤压面产状大致一致，倾向一般为NE25°～40°，倾角60°～80°，挤压面基本与岩石倾角一致，或呈微角度斜交，但局部地段挤压面的产状与岩石产状相反。

(2)羊圈—潘庄韧脆性断裂。该断裂带位于方老庄铜锌矿区北侧，含斑斜长角闪岩内。西起羊圈，东至大张庄，长约6 km，西宽东窄，带宽2～8 m，走向NW，倾向NE，倾角70°～85°。挤压面一般呈平缓波状，沿挤压带岩石的挤压片理极为发育，局部见有拉长的角砾等。断裂带内见有断续充填的花岗斑岩脉，主要蚀变有硅化、绿泥石化、黑云母化、高岭土化等。

3.3岩浆活动

(1)变辉绿岩。分布于大栗树东侧一带，出露长约300 m，宽20～90 m,长石多绢云母化，角闪石具辉石假象，为辉石退变产物。

(2)花岗斑岩脉。分布于矿区中部，呈脉状产出，长大于1 km，宽5～30 m,斑晶主要为钠长石及石英，少量中长石，基质为长英质，局部高岭土化，此外，尚见有少量的石英脉零星分布。

3.4地球化学特征

土壤扫面时，Zn以100×10-6为异常下限，Cu以50×10-6为异常下限，在方老庄—潘庄矿带西端圈出了1个Cu、Zn异常并伴有Pb、Cr、Ni、Mn、V、Hg等元素组合异常，异常面积约8.02 km2。

4矿床地质特征

4.1矿体形态、产状

该区地层主要为含铜较高的二郎坪岩群，铜锌矿化体形态及空间展布受控于构造地层，与区域构造线一致，多沿糜棱面理、脆性裂隙等部位发育。韧脆性断裂不仅控制着区内岩层的展布，同时控制着矿化体的空间分布形态，反映了矿体形成后构造对其改造和控制作用十分明显。岩层总体沿NWW向展布，主要倾向SW，局部倾向NE，倾角60°～80°。

4.2矿石结构、构造

根据矿物的共生组合特征及矿石中金属矿物的相对含量，矿石工业类型可分为黄铜矿-黄铁矿矿石、黄铜矿矿石、含铜黄铁矿矿石及黄铁矿-闪锌矿矿石。区内矿石主要为自形—半自形晶结构、他形晶结构、斑状结构、胶状及熔蚀结构等。区内矿石主要为片状构造、块状构造、浸染状构造、条带状构造、细脉-网脉状构造等，以浸染状构造最为常见。

4.3矿石成分

方老庄铜锌矿带的赋矿建造为以角斑岩、(含斑)斜长角闪片岩、白云(斜长)石英片岩及绿泥片岩为代表的岩系，显示双峰式岩石组合特征。矿体产于中—酸性火山碎屑岩和少量斜长角闪岩中，可见矿体与围岩同步褶皱现象。矿石矿物组成基本一致，主要金属矿物为黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿和磁黄铁矿，次要矿物为方铅矿、辉铜矿、斑铜矿，氧化矿物有孔雀石、铜兰和褐铁矿等，脉石矿物为石英、绢云母、斜长石、重晶石、绿泥石、钠长石等，围岩蚀变类型主要为硅化、绿泥石化、黄铁矿化等。铜常在矿体上部较富集而锌多在矿体下部较富集，铜、锌含量的高低与矿石的构造类型关系密切。在块状矿石中，铜、锌含量高且较稳定，而在浸染状构造的矿石中，含量略低且不稳定，锌高而铜低，铜、锌组分间呈正相关的消长特征明显，尤以块状矿石中表现的更为突出。

4.4围岩蚀变

(1)硅化。多发育于构造破碎带内或其附近相邻的2类岩性接触带内，蚀变型式分为交代型和充填型。前者多发生于贫SiO2围岩中，如斜长角闪岩中，使围岩SiO2含量增高，岩石致密坚硬；后者多发生于富SiO2围岩中，如白云斜长石英片岩，呈单脉或网脉状石英产出。金属硫化物常与硅质共生，作为胶结物充填构造裂隙，故硅化与成矿关系密切。

(2)绿泥石化。分布广泛，几乎所有的蚀变带及其围岩均有不同程度的绿泥石化，近矿部位易形成绿泥蚀变岩，绿泥石含量可达80%～90%，绿泥石均呈叶片状定向分布，主要为黑云母、透闪石、阳起石进一步蚀变的矿物。局部绿泥石中有黑云母及透闪石、阳起石残晶。

(3)黄铁矿化。在矿体中分布甚广，黄铁矿呈淡黄色熔蚀不规则细粒状，部分呈半自形晶散布于矿石和岩石中，粒径一般为0.01～0.05 mm，大者可达0.3～0.6 mm。黄铁矿化与矿石品位和矿体厚度关系密切，常与硅化迭加，多呈浸染状亦见团块状。

综上所述：矿床形成的主体作用为海底火山热液喷流，但矿床形成后经历了强烈的剪切应力改造，伴随构造地层地体不同岩块的堆垛叠置与菱形网络式拼贴，矿体的空间分布遵循构造规律呈斜列或反多米诺式展布。矿石组构及围岩蚀变的某些特点亦反映了矿床经历了退变作用下热液成矿作用的改造。

5找矿标志

(1)直接找矿标志。二郎坪岩群或秦岭岩群中不同岩性的接触带，硅化、绿泥石化、黄铁矿化构造蚀变带，NW—SE向的区域韧脆性断裂构造及与其斜交的次级断裂构造。

(2)间接找矿标志。区域TM影像上的NW—SE向断裂与区域构造线吻合，并与矿区呈长条状的铜、锌综合异常套合。

参考文献

[1]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.

[2]河南省地质矿产厅.河南省地质矿产志[M].北京：中国展望出版社，1992.

(收稿日期2015-09-17)

刘奎松(1983—)，男，工程师，464000 河南省信阳市东方红大道527号。