商城县长竹园矿区多金属矿床成矿地质特征及成矿条件分析

摘要 本文通过对河南商城长竹园铅锌矿床的区域地质背景、矿床地质特征、矿物组合及其结构构造、成矿物质来源等研究,初步认为其矿床类型为变质热液交代型铅锌矿床。通过对矿区地质特征及规模的分析,认为具有中型规模憝成矿前景。

关键词 多金属矿床;地质特征;成矿条件;长竹园;商城

中图分类号 P611 文献标识码 A文章编号 1674-6708(2010)18-0059-02

1 区域地质背景

长竹园铅锌矿区位于大别山地区的中西部,大地构造位于中央造山带桐柏--大别构造亚带东段。属于杨子地台北缘太古宙大别构造地质体,大别——苏鲁超高压变质带。该区岩浆活动强烈,构造变动剧烈,为一个重要的构造岩浆活动带。该带中超糜棱岩、糜棱岩、变晶糜棱岩发育,局部出露榴辉岩体。

区域地层主要有太古宇大别群、下元古界天台群、上元古界苏家河群及第四系等。太古宇大别群主要由一套巨厚的片麻岩及斜长角闪岩、斜长角闪片麻岩和少量的条带状浅粒岩、透镜状大理岩组成。中元古界天台群为遭受中深度区域变质作用形成的片麻岩、浅粒岩及斜长角闪岩类岩石,并遭受不同程度的混合岩化作用而形成各种形态混合岩及混合片麻岩。

区内经历了长期多期次构造运动,尤以燕山期最为强烈,并伴有大规模的岩浆侵入和火山喷发。区内构造以北西西-近东西向和北东向分布的长期活动性大断裂,构造透镜体和形态复杂的线性褶皱为特征。区内褶皱主要表现为宽缓褶皱。区域断裂主要有北西西向的桐柏-商城断裂、小天-磨子塘断裂、龟山-梅山断裂、药铺-青山断裂以及近南北向楼房断裂3个方向。表现为分割基底核杂岩单位(CC)、超高压单位(UHP)、高压单位(HP)和蓝片岩单位(EB)的下拆离带、中拆离带和上拆离带(见图1)。区域岩浆活动频繁分布十分广泛,其中以侵入岩最为发育。岩石类型从超基性到酸性均有出露,其中以酸性为主,中性次之。侵入岩分为扬子、燕山期二期。扬子期侵入岩不太发育,燕山期晚期侵入岩发育,为多期次中酸性岩侵入,形成规模宏大的岩基及众多岩株。且严格受多组构造体系控制。与多金属矿产关系密切。

图1 大别-苏鲁超高压和高压变质带地壳构造柱(据索书田等)

SC为沉积盖层;EB为绿帘-蓝片岩;HP为高压变质岩;UHP为超高压变质岩;CC为核部杂岩

1第四系;2下元古界苏家河群片麻岩;3下元古界苏家河群片岩;4花岗岩;5断层; 6矿脉;7矿点

2 矿床地质特征

2.1 地层

长竹园铅锌矿床赋存在长英质片麻岩中。片麻理中含有闪锌矿、方铅矿颗粒,指示片麻岩变质阶段有所不同,含铅锌矿化的片麻岩其变质母岩可能为成矿构造活动时期形成的含有成矿物质的岩浆岩。

2.2 构造

陆-陆碰撞造山运动使得该区构造十分发育。区内早期的构造活动主要以剪切韧性变形为主,在后期局部叠加脆性断裂。根据断裂构造与成矿的关系,可划分为成矿期早期构造、主要成矿期构造两种。成矿早期有NEE向的青山-药铺断裂,倾向北西到正北向,倾角20～35°,表现为韧性剪切断裂带,局部糜棱岩化花岗岩发育,是矿区的主要控矿构造。成矿期构造主要为NE向的糜棱岩化韧性剪切带,倾向北西,倾角80-85°,呈“多”字型斜列,张扭性断裂被乳白色干净石英脉充填,少见矿化出现。少数在压扭性韧性剪切带中有交代充填的铅锌矿赋存,其中角砾状构造岩中铅矿较富集,糜棱岩化片麻理中锌矿较富集。

2.3 矿区岩浆岩

区内岩浆活动十分频繁,可见太古代花岗闪长岩、花岗岩,各个地质时期均有不同程度的岩浆活动,它们在后期构造热事件中常与大别群地层一起遭受了强烈的区域变质作用及混合岩化作用的改造。在岩浆活动中酸性侵入岩占绝对优势,次有少量基性岩。规模最大,与区内斑岩型矿化关系最为密切,是主要的控矿因素之一。

2.4 矿体形态、产状及规模

矿体严格受NEE向压扭性韧性剪切带及其次级断裂控制。矿化范围长1.5km,宽1.0km,已圈出大小矿体(脉)6个,略呈“S”型NEE向延伸。以游家湾为界,分为北矿段和南矿段(图2)。

北矿段:由4条矿脉及两个矿点组成。自南向北依次为Mo矿点、Cu矿点、1、2、3、4号铅锌矿脉。该蚀变带处于青山—药铺拆离断层带糜棱岩带中,受拆离断层控制。蚀变破碎带强硅化,带内含石英、具褐铁矿化、方铅矿化、红锌矿化、钠长石化等。围岩为蚀变花岗片麻岩破碎强烈。根据矿体形态、产状特征分单脉型、细脉浸染型(1-5)、扁豆型(Mo、Cu矿点)等类型。以3号脉为主矿脉,矿脉延伸长1 500m,宽4～10m,平均宽7m,走向NE,倾向NW,倾角85°;矿石品位Pb最高12.4%,平均1.52%;Zn最高5.62%,平均3.12%。4条矿脉呈近平行排列,各矿脉之间间距50～100m不等,矿石以块状、浸染状构造为主,少量的条带状构造;金属矿物主要有方铅矿、闪锌矿、辉银矿;非金属矿物主要有石英、方解石、绿泥石、绿帘石、黄铁矿等。

南矿段:为磁铁矿体,位于测区最南端的邓夹畈,该处见民采大坑,主矿体呈透镜体状,其周围还有分支透镜体矿脉体,脉体长约百米,宽度不明显,走向基本平行青山——药铺断裂糜棱岩带。有褐铁矿化,镜铁矿化,磁铁矿化等。矿脉由邓家贩向北东延伸,铁矿层不断变窄。矿脉中见有细石英脉穿插,可见为后期热液叠加,围岩为二长片麻岩,颗粒较细,走向近南北。该铁矿层产于青山——药铺断裂带下盘,与前河铁矿处于同一拆离断层带中。

2.5 围岩蚀变

围岩蚀变主要有硅化、黄铁矿磁铁矿化、绿泥石化、金云母化、钾长石化、钠长石化、高岭土化、绿帘石化等。前4种蚀变与金属多金属矿化关系最为密切;常有多种蚀变相互叠加且形成金银多金属矿的特征蚀变。围岩蚀变强烈地段,蚀变有水平分带。其蚀变带中心主要为硅化、黄铁矿化,向两侧逐渐过渡为钾化、赭石化、高岭土化、金云母化、绿帘石化等。

2.6 矿石有用组分、组构及矿石类型

金属矿物有黄铜矿、方铅矿、闪锌矿等。非金属矿物主要有石英、长石、黑云母、绢云母。矿石结构主要有半自形结构、他形结构。

矿石构造主要有浸染状、细脉状、和块状构造,其次为角砾状构造。

矿石类型依氧化程度可分为氧化矿石、混合矿石、原生矿石3种。前两种矿石主要出露于地表附近的氧化次生富集带内。矿石主要以硫化物即原生矿石为主产出。依矿石矿物成份、结构构造特点可将本区矿石分为石英—黄铁矿型矿石、石英—多金属硫化物型矿石两种类型。

3 成矿条件分析

3.1 矿区地层与成矿

斜长角闪岩是磁铁矿的矿源层,太古宇大别群片麻岩是铅锌矿的矿源层,矿区内的成矿元素在经历了区域变质作用、断裂变质作用以及混合岩化作用与花岗岩化作用之后而迁移富集,并最终形成矿体,赋存于北西—北西西向的构造蚀变破碎带内。

3.2 构造与成矿

构造与成矿关系密切,区域性的大断裂,可以为成矿提供物质来源通道,还可以为成矿物质富集提供有力的构造屏蔽和富集位置。

长竹园测区中商城一麻城大断裂带纵穿南北,药铺一青山深断裂与商城一麻城大断裂及皂河一银沙畈断裂(即金刚台断裂)交汇于药铺一带,沙窝一长竹园上、下元古界间的不整合界线(挤压带)与商城一麻城大断裂交汇于新店、长竹园一带,区内断裂构造纵横交错与内生成矿作用的关系密切,深大断裂带的交汇部位控制着主要矿床的产出,小构造的交叉复合控制着富矿体的赋存。

3.3 混合岩化与成矿

矿区混合岩化作用主要出现在太古界地层中,这套地层是矿区主要的含矿层,该地层在混合岩化过程中,主要成矿元素被活化,向周边围岩迁移,使周边围岩中的含矿量增高,成为更高背景值的含矿层。另一方面,经混合岩化的岩石较为致密,可成为阻挡层,如果容矿构造的上盘为混合岩,当矿液迁移到该地段后,将受到阻挡,在混合岩的下部形成矿体。

3.4 岩浆岩与成矿

岩浆岩与成矿的关系表现在两个方面。一方面是为成矿提供成矿物质;另一方面是为成矿提供热源和矿化剂。岩浆本身携带的成矿物质是矿区主要的成矿物质来源。同时,岩浆的侵入也带来了大量的热和挥发组分,热量使原先赋存在含矿层中的成矿元素进一步活化。挥发组分不断从含矿层中萃取成矿物质,形成含矿流体,参与成矿作用。

区内岩浆活动强烈,期次频繁,燕山晚期中酸性侵入岩广布远景区,控制了钼、铜、铅、锌(银)等矿床的形成。

3.5 物化条件变化与成矿

成矿流体在运移过程中,如物化条件不发生变化,是难以沉淀成矿的,只有成矿流体从一种物化环境进入另一种物化环境才有可能沉淀结晶成矿。矿区成矿物化条件变化最大的阶段是矿液循环聚集阶段。当矿液从深部运移到浅部后,温度和压力急剧减小,同时地下水和大气降水的参与,使成矿流体的酸碱度发生变化,成矿物质得以从含矿溶液中晶出。

4 结论

长竹园矿区构造运动与岩浆活动比较强烈的,从而有利于铅锌多金属内生热液矿床的形成。测区内发育燕山晚期第三次侵入的花岗斑岩岩株。这些燕山晚期酸性岩浆活动为内生矿床的形成提供充分的热源流体和成矿物质。

矿区位于由北西西向药铺—青山断裂、北北东向麻城—商城断裂、北东向金刚台断裂所圈闭的陕窄的三角地带内,同时区内尚广泛发育与上述区域断裂相伴生的北东向及北北东向次一级断裂构造,因此该区成矿构造条件十分有利。该区不但矿脉多、规模大、矿化强度高,而且矿化具有多期次性的特点,有较大的可拓展找矿工作的空间。

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