李俊鋒 ，胡偉

（1.河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第三地質(zhì)大隊(duì)，河南 鄭州 450016；2.河南省有色金屬礦產(chǎn)探測工程技術(shù)研究中心，河南 鄭州 450016）

0 引言

南莊鉛鋅礦位于河南省南召縣西南約20 km，礦體以隱伏型為主。以往該區(qū)域開展過航磁、物探、遙感等工作，并重點(diǎn)開展了以銀、銅多金屬為主的成礦預(yù)測，分析了在該區(qū)域?qū)ふ一鹕綗嵋?沉積型Cu-Zn礦床、火山沉積型塊狀硫化物礦床、混合巖化變質(zhì)熱液礦床等類型礦床的前景。通過對水洞嶺-桑樹坪等已發(fā)現(xiàn)礦床的研究，王志光等（2003）①認(rèn)為北秦嶺造山帶中銅鋅多金屬礦床形成于二郎坪弧后盆地，時(shí)代為早古生代，在二郎坪群火山巖系中尋找火山噴流沉積型塊狀硫化物礦床具有重大的找礦潛力。燕長海等（2007）在對東秦嶺（河南段）造山帶核部系統(tǒng)地進(jìn)行研究后指出該區(qū)可作為找礦的A類預(yù)測區(qū)，并認(rèn)為該區(qū)含礦巖系的垂直深度遠(yuǎn)大于褶曲軸面的鉛直高度，深部有尋找平行含礦層位的前景。

筆者于2019—2020年負(fù)責(zé)該礦區(qū)的地質(zhì)找礦工作，通過對本次工作發(fā)現(xiàn)的五條含礦蝕變帶（IID、IIID、VD、IN、IIC）中的兩條（IN和IID）進(jìn)行初勘，圈定了三條工業(yè)鉛鋅礦體（IN-1、IN-2、IIN）。李俊鋒等（2021）②通過對礦石的微量元素特征、同位素地球化學(xué)特征等綜合分析研究，確定該礦床屬于弱變質(zhì)作用改造的海底火山噴流系塊狀硫化物型鉛鋅礦床，本文旨在進(jìn)一步通過對礦床成礦規(guī)律、控礦條件等方面的分析研究，建立找礦模型，指出找礦方向，為該礦區(qū)下一步找礦工作提供理論支撐，以期獲得更大的找礦突破。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

南莊鉛鋅礦區(qū)所處大地構(gòu)造位置位于秦嶺造山帶北秦嶺構(gòu)造亞帶二郎坪構(gòu)造地體的北側(cè)，成礦區(qū)劃隸屬洞街-白石尖-水洞嶺多金屬成礦帶。區(qū)域上位于瓦穴子—喬端斷裂和朱陽關(guān)—夏館斷裂之間的洞街—青山復(fù)式向斜內(nèi)（圖1），出露地層二郎坪群是一套形成于早古生代華北地臺南緣裂陷槽內(nèi)厚度巨大的海相火山沉積巖系，后經(jīng)多期構(gòu)造運(yùn)動改造，形成了中元古造山帶、加里東期弧后盆地和加里東期火山島弧區(qū)三大地質(zhì)單元，本礦床位于弧后盆地中，是塊狀硫化物礦床的有利產(chǎn)出部位（宋峰等，1999），有利于“黑礦”的形成。

圖1 北秦嶺區(qū)域地質(zhì)簡圖

2 礦區(qū)地質(zhì)

礦區(qū)位于弧后盆地的火山洼地內(nèi)，出露地層主要為二郎坪群火神廟組海底噴發(fā)的雙峰式火山巖系（姜福芝，2001）（圖2），其中火山碎屑巖類中的石英角斑凝灰?guī)r與成礦關(guān)系最密切，是鉛鋅礦體的主要賦礦圍巖。該地區(qū)火山巖相對富堿和富鈉，Na2O+K2O值為3.4%～6.4%，Na2O/K2O均大于1，集中在2.0～5.0 之間，最高可達(dá)20.56，多數(shù)為鈉質(zhì)系列，其次為正常系列，少數(shù)為鉀質(zhì)系列。本區(qū)火山巖的分布具有一定的規(guī)律性，由邊部到礦區(qū)中心，巖性從基性-中酸性-酸性，分異作用較為明顯。

圖2 南莊鉛鋅礦區(qū)地質(zhì)簡圖

礦區(qū)構(gòu)造較復(fù)雜，與成礦有關(guān)的構(gòu)造主要有三類。第一類為古火山構(gòu)造，第二類為控礦緊閉倒轉(zhuǎn)褶皺構(gòu)造，第三類為成礦期后破壞礦體連續(xù)性的各類斷裂構(gòu)造。礦床位于古火山構(gòu)造洼地的邊緣，遙感圖上呈環(huán)形影像特征出現(xiàn)；褶皺構(gòu)造較發(fā)育，多為近于直立的緊閉倒轉(zhuǎn)褶皺構(gòu)造（王志光等，2003①）；成礦期后的斷裂構(gòu)造多為層間小構(gòu)造，規(guī)模不大。

礦區(qū)巖漿活動頻繁，主要為海西期黑云母花崗巖，是五朵山花崗巖體的一部分，與火神廟組呈侵入接觸。

本區(qū)礦（化）體與物化探異常高度吻合，沿異常的長軸方向呈條帶狀展布。礦（化）體視幅頻率介于9.8%～16.65%，平均值為12.24%，視電阻率小于1000 Ω·m，具有低阻高極化的電性特征；化探顯示Zn-Pb-Cu和Ag-Sb-Au的元素組合異常較好，和礦（化）體或者含礦蝕變帶較吻合。

3 礦床地質(zhì)

3.1 礦體特征

通過勘查圈出了三條鉛鋅礦體：IN-1、IN-2和IIN，其中IN-2和IIN為隱伏型鉛鋅礦。賦礦圍巖為石英角斑凝灰?guī)r（產(chǎn)狀為346°～10°∠61°～75°），礦體大體上呈順層產(chǎn)出，隨地層的變化而變化，呈層狀、似層狀（圖3），局部呈透鏡狀，層控特征比較明顯，礦體特征詳見表1。礦體的蝕變具一定的規(guī)律性，蝕變特征呈明顯的帶狀分布，礦體的上盤為硅化-絹云母化弱蝕變，局部上盤未見蝕變，礦體內(nèi)為硅化-重晶石化-絹云母化-淺綠泥石化蝕變，礦體的下盤常見絹云母化-硅化強(qiáng)蝕變。

表1 南莊鉛鋅礦區(qū)礦體特征表

圖3 南莊鉛鋅礦N0勘查線剖面圖

3.2 礦石特征

礦石中的金屬礦物主要有閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦、黃銅礦（圖4），少量的銅藍(lán)、自然銀及微量的斑銅礦、黝銅礦等；非金屬礦物主要有石英、斜長石、重晶石及少量的絹云母等。礦石主要有益成分是Zn、Pb（表2），其次是Ag、Cu，伴生有益組分為Ag、Cu、Ga。常見礦物組合為方鉛礦-閃鋅礦-黃鐵礦-重晶石、閃鋅礦-方鉛礦-黃銅礦-重晶石、閃鋅礦-黃鐵礦-石英-絹云母等共生組合類型。

圖4 礦石標(biāo)本及局部顯微照片

表2 南莊礦區(qū)礦石化學(xué)分析結(jié)果表

礦石結(jié)構(gòu)常見他形晶粒狀結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)，礦（化）體少量半自形晶粒結(jié)構(gòu)、乳濁狀結(jié)構(gòu)等。礦石構(gòu)造主要為塊狀構(gòu)造、稀疏浸染狀構(gòu)造，少量角礫狀構(gòu)造、細(xì)脈狀構(gòu)造和星點(diǎn)狀構(gòu)造，塊狀構(gòu)造和稀疏浸染狀構(gòu)造礦石一起構(gòu)成本區(qū)主要的工業(yè)礦體。

根據(jù)礦石中不同金屬礦物之間的交代、溶蝕、穿插及共生組合關(guān)系，可以大致確定本區(qū)礦石中金屬礦物的生成順序?yàn)椋狐S鐵礦→黃鐵礦、黃銅礦→黃銅礦→閃鋅礦、方鉛礦→黃鐵礦。礦石自然類型為多金屬硫化物礦石，主要有細(xì)脈浸染狀礦石和致密團(tuán)塊狀礦石，少量角礫狀礦石。

4 成礦規(guī)律

4.1 礦床層控性與火山活動演化的關(guān)系

本區(qū)海底火山噴流型Zn-Pb硫化物成礦層表現(xiàn)為黃鐵礦化鋅鉛礦（化）層，發(fā)育在火神廟組中部第二火山旋回末期，產(chǎn)于中酸性火山熔巖-火山碎屑巖為主的地層中，構(gòu)成了火山熔漿之上的相對穩(wěn)定延伸的礦化層位，火山巖漿分異完全，含礦巖系層序主要表現(xiàn)石英角斑凝灰?guī)r→含礦層→薄層狀炭硅質(zhì)板巖，本區(qū)礦體均產(chǎn)于石英角斑凝灰?guī)r中，層控特征明顯。同時(shí)含礦層常與重晶石巖相伴，呈層狀、似層狀，含礦層上下部夾有條帶狀含鐵硅質(zhì)巖，含礦層（黃鐵礦化層）多表現(xiàn)出與圍巖整合或過渡的關(guān)系，這種巖層組合在日本黑礦中有發(fā)育。重晶石化石英角斑凝灰?guī)r和重晶石層可作為本區(qū)的直接找礦標(biāo)志。

本成礦層產(chǎn)于一個(gè)火山旋回的末期從噴溢-爆發(fā)-大量噴氣的轉(zhuǎn)換階段，與酸性火山作用密切相關(guān)，基本存在酸性火山熔巖-火山碎屑巖的鉛鋅多金屬成礦專屬性（Hou et al.,2003）。研究還發(fā)現(xiàn)，銅礦化在含礦層中斷續(xù)產(chǎn)出，多產(chǎn)于不同巖性的接觸面且偏酸性一側(cè)，常見后期構(gòu)造疊加使局部變富的現(xiàn)象。早古生代與火神廟組海底火山活動相伴，發(fā)育一套大規(guī)模幔源巖漿侵入活動，沿古老基底斷裂形成一NWW向的雜巖帶，且與二郎坪群形影相隨，突出特征是微量元素組合Au、Ag、Cu、As等元素與火神廟組含量非常接近。結(jié)合本區(qū)地球化學(xué)特征研究表明，本區(qū)火山巖的銅等金屬元素的背景值高于全區(qū)背景值。銅元素具有親幔源型，故存在二郎坪群中變基性火山巖為成礦提供銅、銀等金屬元素的可能性。

4.2 古火山機(jī)構(gòu)的控礦作用

區(qū)域上已發(fā)現(xiàn)的塊狀硫化物型銅鉛鋅礦床（點(diǎn)），多發(fā)育于古火山口附近，如水洞嶺銅鋅礦床、廟嶺鉛礦點(diǎn)、果子溝鉛銅礦點(diǎn)等（楊榮勇等，1996）。由于加里東期雜巖帶侵位，古火山機(jī)構(gòu)已破壞，特征為發(fā)育近火山口相的火山集塊巖、角礫巖、火山彈及火山渦流構(gòu)造等，古火山口附近發(fā)育鈉黝簾石化、黃鐵礦化、碳酸鹽化、硅化等熱液蝕變，但火山遺跡分散且零碎，本次發(fā)現(xiàn)的礦體即位于古火山口邊緣。在加里東期弧后盆地演化過程中，大規(guī)模酸性火山巖漿海底噴發(fā)的晚期，由于區(qū)域性的構(gòu)造變動，海底斷裂構(gòu)造發(fā)育，從而使海底火山中心附近火山熱液活動強(qiáng)烈，大量含礦熱液涌入海底于有利的構(gòu)造部位沉積，形成塊狀硫化物鉛鋅礦床（Zhang et al.,2003；涂光熾，1987），在成礦過程中古火山構(gòu)造起到了重要的控制作用，其決定了該礦床產(chǎn)出的基本特點(diǎn)。

4.3 褶皺構(gòu)造對成礦影響

本礦床位于洞街-青山復(fù)式向斜中，在印支期南北向構(gòu)造擠壓作用下，區(qū)內(nèi)火山巖系發(fā)生強(qiáng)烈變質(zhì)變形改造（李亞林等，1998）。這種強(qiáng)烈的變質(zhì)變形改造對本礦床的成礦有重要影響，經(jīng)研究主要表現(xiàn)在兩方面：①使Zn、Pb等金屬元素進(jìn)一步富集，使礦體變富，尤其是核部轉(zhuǎn)折端附近的礦體厚度和品位明顯增高；②改變礦體形態(tài)，局部拉斷成不同的透鏡體；③被拉斷、位移形成的礦體常具有大致等間距分布的空間產(chǎn)出特點(diǎn)。從礦床勘查角度分析，后期褶皺變形對礦體的控制作用也比較顯著。未來找礦在火山巖控礦的基礎(chǔ)上，應(yīng)考慮褶皺構(gòu)造對礦體的改造，提高發(fā)現(xiàn)富礦段的概率。

4.4 礦化富集規(guī)律

區(qū)內(nèi)成礦物質(zhì)富集受礦源層以及構(gòu)造雙重控制，且構(gòu)造具多期活動的特點(diǎn)。綜合分析礦化富集規(guī)律為：①從遠(yuǎn)源圍巖向近礦圍巖到礦體，礦化強(qiáng)度呈倍增趨勢。②礦體自西向東，自上而下有用組分Pb、Ag呈減少趨勢，Zn含量明顯富集的趨勢。在深部環(huán)境還原條件下S2-占優(yōu)勢，Zn的含量高于Pb（Zn、Pb克拉克值：71×10-6、20×10-6），形成的閃鋅礦高于方鉛礦，但在靠上部較富—富氧環(huán)境下SO42-濃度遠(yuǎn)高于S2-，由于Zn2+與SO42-結(jié)合形成易溶的ZnSO4，而Pb2+在富SO42-的熱液中溶解度很小不易被帶走，Pb2+的強(qiáng)烈親硫性與剩余的S2-結(jié)合形成方鉛礦而沉淀，故隨深度增加呈富鋅貧鉛的趨勢。③礦化蝕變上盤相對弱且薄，下盤厚且強(qiáng)。

4.5 礦體的蝕變規(guī)律

本區(qū)火山巖受區(qū)域變質(zhì)作用呈中-淺變質(zhì)，廣泛發(fā)育鈉長石化、鉀化、綠泥石化，但與成礦關(guān)系密切的圍巖蝕變主要有硅化、絹云母化、重晶石化、黃鐵礦化等蝕變。礦體附近火山巖中硅化、重晶石化、黃鐵礦化等蝕變強(qiáng)烈，這是熱鹵水或熱海水在循環(huán)過程中與巖石發(fā)生強(qiáng)烈水巖反應(yīng)的表現(xiàn)（伏雄，2002），也是形成工業(yè)礦體的重要條件。蝕變呈帶狀分布具明顯的規(guī)律性，礦體內(nèi)為硅化-重晶石化-絹云母化-綠泥石化蝕變，下盤為絹云母化-硅化強(qiáng)蝕變，上盤為硅化-絹云母化弱蝕變。

硅化，大致分四種類型：①重結(jié)晶，粒度變粗；②細(xì)粒狀，和絹云母共生，交代長石等礦物；③細(xì)脈狀，屬改造期產(chǎn)物，和綠泥石、重晶石及少量的絹云母、鈉長石共生，往往和后期改造礦有關(guān)；④粗大脈狀，分布較廣，但和成礦關(guān)系甚微，有時(shí)還破壞礦體。

絹云母化，主要有二種：①細(xì)鱗片狀，和細(xì)粒狀硅化、碳酸鹽化伴生交代長石(以晶屑為主)，是區(qū)域變質(zhì)產(chǎn)物；②葉片狀、長條狀，定向分布，是區(qū)域變質(zhì)和熱液蝕變共同作用的產(chǎn)物。

重晶石化，含礦帶內(nèi)大量分布的重晶石并不是蝕變產(chǎn)物，為火山期后噴流沉積物，穿插狀的重晶石細(xì)脈為變質(zhì)蝕變產(chǎn)物，分布于重晶石層附近，和硅化、綠泥石化呈脈狀產(chǎn)出，與礦化關(guān)系密切。

5 找礦模式

成礦主要發(fā)生在加里東期弧后盆地內(nèi)的古火山構(gòu)造洼地內(nèi)，在火山噴發(fā)作用的衰減期，海水沿著斷裂或巖石的裂隙（孔隙）下滲，被地下巖漿源逐漸加熱并發(fā)生化學(xué)成分變化而形成一種弱酸、還原性的鹵水溶液，這種熱鹵水在熱水對流體系的底部沿高滲透帶上升，途中萃取、淋濾所過巖層中的Zn、Pb、Cu、Au、Ag等元素，形成含礦熱水溶液，到達(dá)海底巖石與海水界面后，由于物理化學(xué)條件的驟然變化，引起硫化物大量沉積而成礦（葛軍，2003）。受后期區(qū)域構(gòu)造的影響，礦體的形態(tài)發(fā)生了變化，褶皺是主要的變化形式。古生代晚期至中生代，隨著燕山期陸內(nèi)造山運(yùn)動的強(qiáng)烈改造，發(fā)生了廣泛的區(qū)域變質(zhì)作用（朱賴民等，2008），早期礦床中的部分成礦物質(zhì)再次被活化，熱鹵水沿層間斷裂構(gòu)造向上運(yùn)移，充填并交代圍巖，在合適的物理化學(xué)環(huán)境下富集成礦，形成了巖漿熱液-海水中噴發(fā)沉積-變質(zhì)作用弱改造的成礦機(jī)制（侯增謙等，2001）。結(jié)合本次勘查工作，建立了塊狀硫化物型鉛鋅礦床的綜合找礦模式（圖5），綜合找礦標(biāo)志見表3。

表3 南莊鉛鋅礦綜合找礦標(biāo)志

圖5 南莊鉛鋅礦床綜合找礦模式

6 找礦方向

6.1 IN含礦蝕變帶深部

礦區(qū)中部的IN含礦蝕變帶產(chǎn)于火神廟組的石英角斑凝灰?guī)r中，近鄰東側(cè)細(xì)碧（凝灰）巖地層，局部處于半隱伏狀態(tài)，地表出露長度約700 m，寬3.5～8 m，產(chǎn)狀340°～10°∠54°～75°，沿走向呈向北東凸起的“彎月”狀，傾角東部陡西部相對較緩。巖石具重晶石化、硅化、黃鐵礦化、方鉛礦化等蝕變，目前在其中已圈定兩條鉛鋅礦體，呈半隱伏-隱伏型，且均有向下延伸趨勢。對應(yīng)化探HT2綜合異常區(qū)（圖2），化探顯示該異常帶對應(yīng)的異常元素為Ag、Pb、Zn、Au，具明顯的三級異常濃度分帶，Pb、Zn異常值為異常下限的3～40倍，強(qiáng)度高，且連續(xù)性、漸變性較好。元素異常比較吻合，套合較好。該帶對應(yīng)IP4物探異常，異常帶走向NW，呈條帶狀，長550 m，寬100 m，呈現(xiàn)高極化低阻的特征，異常十分明顯。極電測深顯示水平方向及垂直方向電性連續(xù)好，垂向上呈低阻→中阻→低阻的變化趨勢，深部有一向北傾的中高極化異常帶，異常未封閉，推測該異常由深部礦體引起（張瑜麟和張林，1998）。對比日本黑礦型的成礦模式和礦石分帶模式，有望突破以往區(qū)內(nèi)黑礦型礦石（閃鋅礦-方鉛礦-重晶石）（侯增謙和莫宣學(xué)，1991）勘查和開采的范疇，發(fā)現(xiàn)新的礦石類型，即賦存于黑礦之下的黃礦（黃鐵礦-黃銅礦）、硅礦（黃銅礦-黃鐵礦-石英）等類型的礦石。

6.2 VD含礦蝕變帶及其東段

VD含礦蝕變帶位于礦區(qū)北部，產(chǎn)于火神廟組石英角斑凝灰?guī)r中，北側(cè)緊鄰細(xì)碧巖地層，基本順層產(chǎn)出，寬2～6 m，西段出露長約400 m，產(chǎn)狀345°～23°∠61°～75°，東段呈半隱伏狀。巖石具硅化、黃鐵礦化、絹云母化、重晶石化蝕變。地表采樣具鉛鋅礦化，本次工作由于經(jīng)費(fèi)原因未進(jìn)行深部工程驗(yàn)證。遙感圖上該帶處于環(huán)形構(gòu)造邊部，組合形式為母子套環(huán)或鏈狀。該蝕變帶對應(yīng)化探HT1綜合異常區(qū)，異常呈北西向帶狀展布，元素組合以Pb、Zn為主，伴生Cu、W等，濃度分帶和濃集中心明顯，異常強(qiáng)度高且連續(xù)性好，其中Pb、Zn異常值為異常下限的5～7倍。該帶對應(yīng)IP7物探異常區(qū)（圖2），呈條帶狀，東段深部約200 m有一明顯的低阻、高極化異常體，推測為VD蝕變帶深部的隱伏異常體引起。該蝕變帶鄰近小金陵古火山口，且位于東灣東側(cè)褶皺構(gòu)造的核部轉(zhuǎn)折端，軸向南東東向，疊加于洞街-青山復(fù)式向斜北翼，受焦閣樓附近的花崗巖體擠壓，北翼的產(chǎn)狀變化較大。該地質(zhì)構(gòu)造十分有利于塊狀硫化物鉛鋅礦體的形成（黃永平，1996），具有很好的找礦前景。

6.3 IIC含礦蝕變帶

IIC含礦蝕變帶位于礦區(qū)南部，產(chǎn)于火神廟組石英角斑凝灰?guī)r和細(xì)碧巖接觸帶北側(cè)石英角斑凝灰?guī)r中，出露長度約650 m，寬2～11 m，產(chǎn)狀340°～25°∠49°～70°，巖石具硅化、絹云母化、黃鐵礦化、弱重晶石化蝕變，局部見方鉛礦化蝕變。對應(yīng)化探HT3綜合異常區(qū)，呈NW向帶狀展布，與蝕變帶形狀吻合程度極高，元素組合以Ag、Pb、Zn為主，伴生鋇、銻、金等，濃度分帶和濃集中心明顯，異常連續(xù)性好，顯示良好的成礦背景（彭翼等，2005）。該帶對應(yīng)IP2物探異常區(qū)，異常呈條帶狀，走向北西，異常長720 m，寬200 m，中-低阻、高極化異常。激電測深結(jié)果顯示深部120～240 m有一橢圓狀近直立的低阻、中-高極化異常體，連續(xù)性較好，結(jié)合地質(zhì)特征推測為隱伏礦體引起。蝕變帶西段至黃土嶺之間有一NWW向的走滑斷層，該斷層連接南莊西溝的古火山口，為礦物質(zhì)的沉淀富集提供了地質(zhì)通道。從地質(zhì)特征和地質(zhì)構(gòu)造來看，該蝕變帶具有塊狀硫化物鉛鋅礦體形成的潛力。

7 結(jié)語

南莊鉛鋅礦屬于弱變質(zhì)作用改造的海底火山噴流系塊狀硫化物型鉛鋅礦床，礦體多呈隱伏型。礦床的形成與酸性巖漿活動十分密切，主要產(chǎn)于石英角斑凝灰?guī)r中，層控特性十分明顯，重晶石化石英角斑凝灰?guī)r是本區(qū)重要的找礦標(biāo)志。礦體主要發(fā)育于古火山口附近，褶皺構(gòu)造對礦體的富集具有重要積極意義，礦體的礦化富集和蝕變特征具有一定的規(guī)律性。在研究礦床成礦規(guī)律的基礎(chǔ)上建立了綜合找礦模式，通過對比分析認(rèn)為 IN含礦蝕變帶深部、VD含礦蝕變帶及其東段、IIC含礦蝕變帶具有很大的找礦潛力。

注 釋

①王志光,向世紅,劉新東,張振邦,趙金洲.2003.河南省內(nèi)鄉(xiāng)-南召地區(qū)銀鉛鋅礦評價(jià)報(bào)告 (河南有色局內(nèi)部資料)[R].

② 李俊鋒,李文斌,張生奇,蔣磊,王正威.2021.河南省南召縣水洞嶺礦區(qū)外圍銅鋅礦預(yù)查報(bào)告 (河南有色局內(nèi)部資料)[R].