河南省桐柏县银洞坡金矿成矿作用

４ 矿床地球化学特征
４ ． １ 微量元素的含量特征 （ １ ） 在矿区绝大多数地层中， 微量元素 Ａ ｕ 、 Ａ ｇ 、 Ｐ ｂ 、 Ｚ ｎ 、 Ｃ ｕ 、 Ａ ｓ 平均含量较高， 区域富集系数多为 １ ～ ３ ４ ． ６ ８ ， 特别是歪头山组上部第 ２段、 中部第 ２段 和下部第 ５段中 Ａ ｕ 、 Ａ ｇ 、 Ｐ ｂ 、 Ｚ ｎ 的含量最高， 反映了 这 ３个组 段 在 沉 积 成 岩 并 经 区 域 变 质 作 用 之 后， Ａ ｕ 、 Ａ ｇ 、 Ｐ ｂ 、 Ｚ ｎ 成矿元素就具有一定浓集的特点。 （ ２ ） 歪头山岩组中、 上部炭质白（ 绢） 云石英片
－ ９ 岩的Ａ ｕ 、 Ａ ｇ 、 ｐ ｂ 、 Ｚ ｎ 含量最高， 分 别 为４ ４×１ ０ 、 － ６ － ６ － ６ １ ２ ． １ ６× １ ０ 、 ３ ７ ３ ． ２ ４× １ ０ 和２ ４ ７ ． ７ ８× １ ０ ， 为银
， ２ 万 守 全１
（ １ ． 河南省地质调查院， 河南 郑州 ４ ５ ０ ０ ０ ７ ； ２ ． 河南省地质矿产勘查开发局 第三地质调查队， 河南 信阳 ４ ６ ４ ０ ０ ０）
摘 要： 银洞坡大型金矿床赋存于上古生界的一套炭硅泥建造中， 黄铁矿标型具有沉积成因与热液成因的过渡属性。
３ ４ 矿石稀土元素配分曲线右缓倾， 不具 Ｅ ｕ 异常， 与中生代梁湾花岗岩有亲源性。硫同位素 δ Ｓ 为３ ． １ ％， 均一化程度
板 Ⅰ—硅岩； Ⅱ—硅质 泥 岩； Ⅲ—炭 质 硅 质 泥 岩； Ⅳ—泥 岩 （ 岩）； Ⅴ—炭质泥岩
图２ 炭硅泥岩系岩石化学分类图解
（ １ ） 组合中所有岩石化学成分变化较大， Ｓ ｉ Ｏ ２ 含量 在 ５ １ ． ６ ５ ％ ～７ ８ ． ５ ０ ％， Ｋ Ｏ为 ０ ． ２ ２ ％ ～６ ． ２ ５ ６ ％； Ａ ｌ Ｏ ． ８ ８ ％ ～２ ６ ． ５ ％， 其中以硅 质 泥 岩 ２ ３为 ９ （ 白云石英片岩和部分变粒岩） Ｓ ｉ Ｏ 泥岩 ２ 含量最高， （ 包括泥砂岩， 主要为黑云变粒岩等） Ｓ ｉ Ｏ ２ 含量最 低。总体 而 言， Ｓ ｉ Ｏ ｌ Ｏ Ｏ互 为 消 长 关 ２与 Ａ ２ ３和 Ｋ ２ 系， 即Ｓ ｉ Ｏ Ａ ｌ Ｏ 、 Ｋ Ｏ减少， 反之， Ｓ ｉ Ｏ ２ 高者， ２ ３ ２ ２ 低者， Ａ ｌ Ｏ Ｏ则高。由此可以说明该组合中的岩石 ２ ３和 Ｋ ２ 都不同程度地有热水沉积物加入， 随热水沉积作用 的加强， 岩石中硅质成分增高， 而代表陆源碎屑沉积 物质的 Ａ ｌ Ｏ Ｏ则相对减少。 ２ ３和 Ｋ ２ （ ２ ） 炭质硅质泥岩（ 主要为炭质绢云石英片岩） Ｓ ｉ Ｏ 在６ ３ ． ４ ４ ％～ ８ １ ． ２ ０ ％， Ａ ｌ Ｏ ２ 含量变化较大， ２ ３为 ７ ． ３ ５ ％～ １ １ ． ６ ９ ％。具有比较明显的热水沉积特征。 在图 ３中， ２个炭质绢云石英片岩样品均落入火山 岩区海底热水成因硅质岩区。 ３ ） 所有岩石中 Ａ ｇ 、 Ａ ｓ 、 Ｈ ｇ 、 Ｓ ｂ 、 Ｂ ａ 等热水沉积 （ 物标 志 性 元 素 均 具 有 不 同 程 度 的 异 常 显 示。 ｗ （ Ｍ ｎ ） ／ ｗ （ Ｆ ｅ ） 比值较小， 为０ ． ０ １～ ０ ． ０ ６ ， 表明这些沉
高。矿石和围岩铅同位素的组成相近， 来源于向北陆内俯冲而叠置于北秦岭地体之下的南秦岭陆壳的部分融熔。 氢氧同位素组成指示成矿流体来自于大气降水和岩浆水、 变质水共同演化而成。矿床成矿作用经历了原始沉积矿 源层形成、 低级变质—成矿物质初步富集和岩浆—天水混合热液驱动成矿物质定位 ３个阶段。 关键词： 银洞坡金矿； 碳硅泥建造； 矿床地球化学； 成矿作用 中图分类号：Ｐ ６ ３ ２ 文献标识码：Ａ 文章编号： １ ０ ０ ０－ ８ ９ １ ８ （ ２ ０ ０ ６ ） ０ ５－ ０ ３ ８ ７－ ０ ６
桐柏地区处于秦岭造山带东段核部， 该带是由 多个形成于不同构造环境， 有着各自独立的建造特 征、 变形变质和构造演化序列的构造地层地体， 经多 次聚合后拼贴并焊结为一体的复杂构造带。矿区主 要由上古生界歪头山岩组构成， 为一套中浅变质的 火山碎屑 沉积岩系。可划分出下、 中、 上共 １ ７个岩 性段。因受老洞坡背斜以及横跨其上的朱庄背斜影 响， 歪头山岩组内地层走向变化较大， 各岩性段依次 环绕朱庄及老洞坡背斜呈环带状展布。地层倾角较 缓， 厚度沿走向变化不大， 各岩性段之间呈谐合接 触， 岩层中变余微细层理和沉积韵律比较清晰。 矿
［ １ ］ ） ， 进一步可区分为 关岩石可划归为泥岩类（ 图２
炭质泥岩、 炭质硅质泥岩、 泥岩和炭质泥岩类， 其中 硅质泥岩和泥岩占主要地位， 其特征如下。
２ 矿床地质
矿体的空间分布严格受含矿岩系及赋矿构造双 重控制， 呈鞍状、 似层状分布于朱庄背斜的转折端、 倾伏端的虚脱部位及两翼的共轭逆冲剪切带中。矿 体形态基本和背斜形态一致， 随着背斜南东向仰起 而撒开， 北西向倾伏而收敛； 转折端含矿层增厚而膨 大， 深部随背斜的平缓消失而尖灭， 矿体沿走向、 倾 向均呈舒缓波状。由于碎裂流动， 矿体具膨缩、 分支 复合、 尖灭再现等特点。受构造控制， 矿体产状与地 层产状基本一致。上陡下缓， 北翼陡南翼缓， 在平 面、 剖面上均呈平行排列， 具多层状重叠出现。 矿石主要是硅质胶结的碎裂岩化变粒岩、 碎裂 岩化绢云石英片岩、 构造角砾岩和碎斑岩、 碎粒岩。 已查明矿物 ６ ４种。矿石矿物以黄铁矿、 方铅矿、 褐 铁矿、 自然金、 自然银等为主， 其他金属硫化物、 金属 氧化物及氢氧化物次之。脉石矿物以石英、 绢云母、 斜长石为主， 白云母、 绿泥石、 高岭土次之， 黑云母、 蒙脱石、 帘石等少量。
带南西侧分布寒武系大栗树岩组， 以韧性剪切带为 界超覆于歪头山岩组之上。北东翼与大栗树岩组、 桃园岩体构造接触（ 图１ ） 。
１ 矿区地质
银洞坡大型金矿床位于围山城金银矿带的中 部， 出露地层为歪头山岩组中部第 １～ ３岩性段， 其 次是下部第 ９岩性段。 各段地层的展布受主干构造— — —朱庄 背 斜 控 制。背斜两翼地层呈对称分布， 北东翼倾向北东， 南 西 翼倾向南西。 Ｗ１ ４ 线以西因背斜倾伏， 地层出露
（ ４ ） 矿石中主要成矿元素之间， Ａ ｕ与 Ａ ｇ 存在 着弱线性正相关， Ａ ｇ 与Ｚ ｎ 及Ｐ ｂ 之间都有较好的线
图３ 硅质岩的 Ｔ ｉ Ｏ Ａ ｌ Ｏ 据陈振强等， １ ９ ９ ８ ） ２ ２ ３ 图解 （
性正相关， 而Ａ ｕ与 Ｐ ｂ及 Ｚ ｎ之间的线性相关性不 Ａ ｕ 明显。与含矿岩系成矿元素相关分析结果相比， 与Ｐ ｂ 及Ａ ｕ与 Ｚ ｎ线性相关程度显著下降， 而其余 变化不大。 ４ ． ２ 黄铁矿标型 一般认为， 高温下黄铁矿中 Ｓ ｅ 较高而 Ｔ ｅ 较低， ｅ低 而 Ｔ ｅ较 高， Ｓ随 温 度 变 化 不 大。 低温下 Ｓ （ １ ９ ６ ４ ） 提 出， 黄 铁 矿 的 ｗ（ Ｓ ） ／ ｗ Юшк о З а х а р о в а ４ ４ （ Ｓ ｅ ）＞ ２ ０× １ ０ 为沉积成因， （ １～ ２ ． ６ ７ ）× １ ０ 为热 液成因； ｗ （ Ｓ ｅ ） ／ ｗ （ Ｔ ｅ ）＝ ６～ １ ０为岩浆成因， 在０ ． ２ 左右为热液成因。按照徐国风（ １ ９ ８ ０ ） 的意见， 沉积
第 ３ ０卷第 ５期 ２ ０ ０ ６年 １ ０月
物 探 与 化 探
Ｇ Ｅ Ｏ Ｐ Ｈ Ｙ Ｓ Ｉ Ｃ Ａ Ｌ＆Ｇ Ｅ Ｏ Ｃ Ｈ Ｅ Ｍ Ｉ Ｃ Ａ ＬＥ Ｘ Ｐ Ｌ Ｏ Ｒ Ａ Ｔ Ｉ Ｏ Ｎ
Ｖ ｏ ｌ ． ３ ０ ， Ｎ ｏ ． ５ Ｏ ｃ ｔ ． ， ２ ０ ０ ６
河南省桐柏县银洞坡金矿成矿作用
３ 炭硅泥建造地质特征及地球化学意义
３ ． １ 岩性组合 炭硅泥岩系是一种特殊的沉积岩系， 具有特殊 的岩性组合。炭硅泥岩系有“ 炭” 、 “ 硅” 、 “ 泥” ３种 形成了种 组分单元， 这 ３种单元以不同的比例出现， 类繁多的岩石。在区域上， 炭硅泥岩系地层的岩性 在纵向上及横向上变化都很快， “ 炭” 、 “ 硅” 、 “ 泥” 三元混杂和相互过渡， 呈互层状或单层状出现。王 驹在研究炭硅泥岩型金矿床时， 将炭硅泥建造划分 为以下几种岩性组合： 板岩 粉砂质板岩组合； 泥岩 含炭黏土质粉砂岩组合； 砂质泥岩 粉砂岩组合； 含
积物离喷口较近， 热水沉积作用明显。与其共生的 多层基性火山岩（ 斜长角闪片岩） 说明了当时为高 热流的热水沉积环境。 ４ ） 该套炭硅泥建造中岩石的 ｗ （ Ｒ Ｅ Ｅ ） 变化 （ Σ
－ ６ 较大， 为（ ９ ５ ． ９ ９～ ３ １ １ ． １ ）× １ ０ ， 轻稀土相对重稀
ｗ （ Ｌ Ｒ Ｅ Ｅ ） ／ ｗ （ Ｈ Ｒ Ｅ Ｅ ） 为０ ． ７ ３～４ ． ５ １ ， Ｅ ｕ 土富集， δ 有不同程度的亏损， Ｅ ｕ ＝ ０ ． ５ １～ ０ ． ８ ８ ， Ｃ ｅ ＝ ０ ． ８ ０～ δ δ ， 具不明显的负异常到正异常， 呈逐渐过渡形 １ ． １ ０ 式， 反映了海水参与程度较高。
图１ 围山城金银矿带地质概况
收稿日期： ２ ０ ０ ５－ ０ ５－ １ ８ 基金项目： 中国地质调查局地质大调查项目（ １ ９ ９ ７ １ ０ ２ ０ ０ １ ０ ５ ）
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物 探 与 化 探
３ ０卷
收敛变窄； Ｅ １ ２线以东因背斜仰起， 地层撒开变宽。 矿区地层的整体展布形态为一西窄东宽的形态。 矿区位于朱庄背斜向北西倾伏部位。背斜是矿 区主干构造， 背斜两翼派生的共轭逆冲剪切带、 顺层 剪切带是主要的容矿构造。而北东向、 近南北向脆 性断裂与矿化关系不密切， 有些顺层剪切带是主要 的容矿构造。而北东向、 近南北向脆性断裂与矿化 关系不密切， 有些则对矿体起破坏作用。 与矿化有关的围岩蚀变主要有硅化、 绢云母化、 碳酸盐化、 褐铁矿化和黄钾铁矾化等。此外， 在整个 矿带中绿泥石化、 绿帘石化、 高岭土化均很发育， 但 与矿化无明显的相关性。其中硅化有交代型和裂隙 充填型， 与矿化关系十分密切。多金属硫化物矿化 主要表现为黄铁矿化、 方铅矿化、 闪锌矿化。
１ —下古生界大栗树岩组； ２ —上古生界歪头山岩组上部； ３ —歪头山岩组中部； ４ —歪头山岩组下部； ５ —梁湾岩体； ６ —桃园岩体； ７ —石英闪 长岩； ８ —构造片麻岩（ 强变形岩体） ； ９ —背斜轴线； １ ０ —脆性断层； １ １ —层间挤压破碎带； １ ２ —韧性剪切带； １ ３ —矿区界线及编号： Ⅰ 破山银 矿区， Ⅱ银洞坡金矿区， Ⅲ银洞岭—老洞坡银矿区
含炭硅板岩组合； 含炭泥岩 含炭硅板岩 含 炭硅岩 炭灰岩组合； 含炭灰岩 粉砂质白云岩组合。 围岩城金银矿带的变粒岩、 绢云石英片岩和炭 质绢云石英片岩之原岩构成了典型的炭硅泥岩系， 其岩性组合可归为上述的泥岩 含炭黏土质粉砂岩 组合。 ３ ． ２ 岩石化学特征 歪头山岩组中与炭硅泥建造有关的岩石组合为 炭质绢云石英片岩、 绢（ 白） 云 石 英 片 岩、 变 粒 岩。 其原岩为含炭泥岩、 粉砂岩等。本区炭硅泥建造有
４ 成因黄铁矿 ｗ （ Ｓ ） ／ ｗ （ Ｓ ｅ ）＝ （ ２ ５～ ５ ０ ）× １ ０ ， 多数 ｗ － ６ （ Ｓ ｅ ）＝ （ ０ ． ５～ ２ ）× １ ０ ； 岩浆热液成因黄铁矿的 ｗ ４ （ Ｓ ） ／ ｗ （ Ｓ ｅ ）＝（ １～ ２ ． ６ ７ ）× １ ０ 。李胜荣等（ １ ９ ９ ６ ）
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５期
万守全： 河南省桐柏县银洞坡金矿成矿作用
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矿元素含量较高， 与炭质绢云石英片岩及云母石英 片岩共同组成了赋矿层。 （ ３ ） 不同类型矿石的 Ａ ｕ 、 Ａ ｇ 含量有明显差异。 通常块状、 稠密浸染状、 浸染状矿石的 Ａ ｕ品位最高
－ ６ １ ０× １ ０ ） ， 氧化矿石和网脉状矿石次之 （ ５～ （＞ － ６ １ ０ ）× １ ０ ， 稀疏浸染状矿石、 角砾状矿石和弱蚀变 － ６ 炭质绢云石英片岩矿石较低（＜ ３× １ ０ ） 。