1. 引言
熊耳山地区是我国东秦岭–大别山Mo-Au-Ag-Pb-Zn成矿带的重要组成部分,该地区地理位置优越,具有较好的成矿条件,矿种较多,盛产金、银、铅、锌、铜等矿产,区内发现多个矿(化)点,如沙沟、蒿坪沟、东草沟等(图1),其中大多数矿(化)点具有较高的经济价值,已经被开采,投入矿山生产阶段。许多地质学者及地质勘查单位在本区开展过地质研究工作[1]-[7],在区域地质调查、成矿预测及矿山生产建设等方面的研究已相对成熟,其成矿模式可以为同类型矿床预测提供一定的借鉴意义。本文在前人研究的基础上,总结了熊耳山西段金银多金属矿床的地质特征,为深入理解该地区成矿机理提供助力。
2. 区域地质背景
熊耳山位于华北地台南缘,西接崤山,东临外方山,整体为一单型构造,核部为太华群古老结晶基底,周边分布有熊耳群中基–中酸性火山岩及新生代沉积地层[4]。洛宁断裂与马超营断裂之间发育有多组断裂带:北东–北北东向断裂带、北西向断裂带、近南北向断裂带及近东西向断裂带。区内岩浆活动频繁,出露岩浆岩种类繁多。
3. 矿床地质特征
本文研究的矿床有月亮沟铅锌银矿、蒿坪沟金银矿、铁炉坪–龙门银铅矿、龙门店银铅矿,分布于沙沟–铁炉坪一带,地处熊耳山西段(图1)。
Figure 1. Schematic map of geology and vein distribution in the study area (drawn according to reference [8])
图1. 研究区地质与矿脉分布简图(据参考文献[8]绘制)
3.1 月亮沟铅锌银矿
月亮沟铅锌银矿位于月亮沟–沙沟–后张沟–碾盘沟一带,地层以西拆离断层带为界,以西为中元古界熊耳群许山组,以东为太华群,零星出露一些闪长岩、闪长玢岩、变辉长岩、花岗岩脉,此外,矿区东南方位约2 km处是寨凹–碾盘沟隐伏岩体中心。
目前已发现含矿构造破碎带80条,矿脉中大多数支脉为隐伏矿脉,个别矿脉沿辉绿岩脉产出。破碎带长90~4300 m,宽0.1~15 m,最低控制标高超0 m,产状280˚~325˚∠50˚~80˚、80˚~110˚∠60˚~85˚、10˚~25˚∠60˚~75˚,其中近南北向含矿构造破碎带有11条,近东西向7条,其余为北东、北北东向。
矿体形状以脉状、透镜状为主,长度9~1300 m,宽度0.13~6.55 m,一般为0.4~0.96 m,斜深9~868 m。围岩蚀变为硅化、绢云母化等,矿石类型主要有银铅锌矿石、银铅矿石。
月亮沟铅锌银矿求得银金属量3101吨,平均品位276.26 g/t;铅金属量551,720吨,平均品位4.92%;锌金属量230,527吨,平均品位2.05%,为大–中型同体共生矿床。矿床成因类型为热液交代型[6]。
3.2. 蒿坪沟金银铅矿
蒿坪沟金银铅矿位于月亮沟铅锌银矿北侧,地层岩性为太华群片麻岩、斜长角闪岩及混合岩,区内出露有花岗斑岩、蒿坪沟角砾岩及辉绿(长)岩、闪长岩脉。
矿区内发现21条含矿构造破碎带,破碎带长90~2700 m,宽0.3~8.7 m,延深数百米,产状260˚~340˚∠55˚~87˚、70˚~110˚∠50˚~80˚,仅有1条破碎带为近南北向,其余为北东、北北东向。
矿体形态变化大,呈薄脉–脉状、透镜状、扁豆状,长16~1000 m,宽0.2~3 m,斜深20~550 m,倾角64˚~88˚。矿体与围岩的界线较清楚,近矿围岩蚀变有硅化、绢云母化、绿泥石化等。金属矿化不连续,主要有方铅矿化、闪锌矿化、黄铁矿化、黄铜矿化等。破碎带内发育有石英脉,宽约0.2~1.5 m,一般伴随着石英脉的贯入,金属矿化增强,矿石品位增加。
矿床剥蚀程度浅,矿石以原生矿石为主,仅在地表发现少数混合矿。矿石类型为银铅矿、银铅金矿、锌铜矿,矿石内金主要以独立矿物相存在,其形态呈粒状为主、细脉状,主要载体矿物为黄铁矿。
3.3. 铁炉坪–龙门银铅矿
铁炉坪–龙门银铅矿紧挨着月亮沟铅锌银矿,地层为太华群草沟组、石板沟组,矿区西部出露变辉长岩体,面积约3.3 km2,此外尚有众多中酸性脉岩出露。
矿区内已发现含矿构造破碎带97条,北东、北北东向构造带有60余条,破碎带长20~6100 m,其中长度在1000 m以上的有39条,占比40%,宽0.2~20 m,最大斜深约1300 m,剖面上有上陡下缓的趋势,其力学性质先压后张性。
矿体形态变化较大,呈细脉–脉状、透镜状、似层状,长度20~1190 m,宽度0.17~4.99 m,矿体厚度变化较大,在局部厚大地段矿石构造呈团块状。围岩蚀变为硅化、绢云母化、碳酸盐化等。矿化以银、铅矿化为主,少数矿脉金、铜品位较高,如L M4E2、L M62、CJ1号矿脉,见铅金矿石、金铜矿石。
铁炉坪–龙门银铅矿求得银金属量1447.39吨,平均品位136 g/t;铅金属量225348.91吨,平均品位2.12%,为大–中型同体共生矿床。矿床成因类型为热液充填–交代型[8] [9]。
3.4. 龙门店银铅矿
区内地层为太华群龙潭沟组、段沟组黑云斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩及混合岩等,出露岩浆岩有中元古代安山岩类、超镁铁质岩及闪长(玢)岩、辉绿(长)岩脉等[10] [11]。
目前已发现含矿构造破碎带30余条,北东、北北东向构造破碎带占大多数,最大矿化带长约2600米,宽0.5~5.7米,产状为310˚~320˚∠20˚~45˚。矿体呈脉状、透镜状,金属矿化以方铅矿化最发育,主要有用矿物为辉银矿、方铅矿。围岩蚀变为钾长石化、硅化、绢云母化等。矿产成因类型为中低温热液充填交代型[12]。
4. 成矿规律
4.1. 控矿因素
区内发育的金银铅锌多金属矿床(点)均属于构造破碎带蚀变岩型,矿床成因为热液填充–交代型为主,矿体受地层、构造、岩浆活动等多重因素的影响。
地层控矿作用明显。古老结晶基底太古宇太华群中高级变质岩是多金属矿床(点)主要赋矿层位,局部地段为辉绿(长)岩、角闪岩、花岗岩等。矿体围岩普遍都有不同程度的蚀变,以硅化、钾长石化、绢云母化、碳酸盐化、绿泥石化为主,并伴有不同蚀变类型的叠加。矿体与围岩呈断面接触或渐变过渡关系,破碎带中央为成矿热液活动中心,各类围岩在空间上以矿点为中心向四周减弱。
据统计,研究区内北东、北北东向含矿破碎带数量居首位,其次为近南北向、近东西向,说明北东、北北东向断裂是区内重要的控矿、容矿构造。矿脉形态受构造破碎带控制,多成群产出,形态相似,大小规模不等,如铁炉坪–龙门银铅矿区C29号矿脉长度超4000 m,F11号矿脉仅有500 m。矿体主要赋存在蚀变破碎带内,多以薄脉状、透镜状、不规则似层状产出,分支复合现象明显。矿体厚度受破碎带产状变化影响较大,产状较稳定时矿体相对较薄,在产状突变或构造带交汇等相对复杂地段矿体相对厚大。破碎带内矿化以铅、锌、银为主,蚀变带内石英含量与矿化呈负相关,即石英含量多则方铅矿、闪锌矿含量低。
区域重磁场特征显示熊耳山西段寨凹深部赋存有隐伏岩体[13]-[15],面积约310 km2,深度0~4 km (图2)。研究区金银多金属矿床(点)主要分布在寨凹隐伏岩体周边及其附近,蒿坪沟金银铅矿区内中生代花岗斑岩具有明显的控矿作用,进一步证实了岩体控矿作用的优势。
I——深度0~0.8 km隐伏岩体范围;II——深度0.8~2 km隐伏岩体范围;III——深度2~4 km隐伏岩体范围;IV——深度3~5 km隐伏岩体范围;V——深度0~1.5 km隐伏岩体范围;VI——深度1.5~3 km隐伏岩体范围;1——大型金矿;2——中小型金矿;3——大型银铅矿;4——中小型银铅矿;5——大型钼矿;6——中小型钼矿;7——中小型银金矿;8——铜矿(点);9——地质界线;10——隐伏岩体范围;11——断裂。Arth——太古宇太华群;Pt2X——中元古界熊耳群;Pt2G——中元古界官道口群;E + Q——新生界断陷盆地。
Figure 2. Gravity and magnetic inferred concealed rock mass map of Xiong’er Mountain area (drawn according to reference [13])
图2. 熊耳山地区重磁推断隐伏岩体图(据参考文献[13]绘制)
4.2. 成矿时代
燕山期熊耳山地区发生大规模岩浆侵入活动,研究区矿成矿作用与岩浆活动密切相关。蒿坪沟金银铅矿区内黑云母花岗斑岩锆石U-Pb定年结果为(128 ± 1) Ma~(130.5 ± 1.1) Ma、(110 ± 1)Ma~(112 ± 1)Ma [16] [17],指示该地区可能发生多次岩浆侵入,铁炉矿近矿蚀变岩绢云母40Ar-39Ar测得坪年龄为(134.6 ± 1.2) Ma [18],与花山、金山庙岩体形成时间(125.5) Ma~(133.2) Ma较接近[19]。
5. 结论
本文通过对研究区大–中型矿床地质特征进行分析,总结了该地区金银铅锌多金属矿的成矿规律,矿床是构造、岩浆活动的产物,矿床成因以成矿热液填充–交代型为主,成矿时代为燕山期,矿体主要产于断裂带中,矿体形态受构造破碎带控制,以透镜状、脉状为主。