河南桐柏老洞坡银矿床地质地球化学特征及成矿机制

现代矿　业　总第５０３期　Ｍ０ＲＤＥＮ　ＭＩＮＩＮＧ　２０１１年３月第３期　河南桐柏老洞坡银矿床地质地球化学特征及成矿机制　雷大景　（河南省地质矿产勘查开发局第三地质调查队）　摘要：查明了老洞坡银矿床的矿源层、地质特征及地球化学特征，将老洞坡银矿床与破山、银　洞坡银矿床的地球化学特征进行了综合对比分析，指出破山、银洞坡、老洞坡为同一成矿带，并对矿　床的成矿机制进行了总结。　关键词：成矿带；含矿层；矿源层；成矿机制　老洞坡银矿床位于围山城成矿带东延部分歪头　山组下部的河前庄背斜北翼。围山城成矿带出露地　层为上古生界歪头山组（Ｐｔ　Ｗ）和大栗树组（Ｐｚ　ｄ）。　河前庄背斜主要由歪头山组的变粒岩、片岩和大理　岩等岩石组成。　歪头山组地层划分为上、中、下三个部分。上部　为低绿片岩相变质碳酸盐～火山碎屑沉积建造，划　老洞坡地层与歪头山组上、中含矿层中的微量　元素平均含量、浓集克拉克值对比分析结果表明：　Ａｇ元素的浓集克拉克值，分别在Ｐｔ。ｗ；，Ｐｔ　ｗ　，Ｐｔ，ｗ　地层中最高，分别高出地壳克拉克值的１１７倍、４１　倍、３９倍，为此把老洞坡银矿体产出的地层称之为　含矿层是合适的。　１老洞坡银矿床的地质特征　老洞坡矿区地层由歪头山组下部三个岩性段组　分五个岩性段，其中破山银矿床位于上部第二岩性　段（Ｐｔ　ｗ；），称上含矿层；中部为高绿片岩相火山碎　屑沉积建造，划分为六个岩性段，银洞坡金银矿床位　成。第一岩性段（Ｐｔ　ｗ：）为斜长角闪片岩夹大理岩　透镜体；第二岩性段（Ｐｔ　Ｗ　）是含矿层，为浅粒岩、硅　于第二岩性段（Ｐｔ　ｗｉ），称中含矿层；下部为低角闪　岩相碳酸盐一碎屑沉积建造，划分为九个岩性段，老　化绢云（白云）石英片岩及条带状大理岩；第三岩性　段（Ｐｔ　ｗ　）为浅粒岩夹斜长角闪片岩。　洞坡银矿床位于下部第二岩性段（Ｐｔ　ｗ　），称下含矿　层。　矿石特征：据矿区少量物相分析资料，矿石的矿　物成分由金属矿物和脉石矿物组成。辉银矿为　２％，自然银为１％，闪锌矿微量，脉石矿物为９７％，　围山城成矿带不但受地层控制，而且受ＮＷ向　构造制约。河前庄背斜为主导构造，其特点是岩石　破碎、围岩蚀变类型复杂、异常明显，是勘查找矿的　重要标志之一。　主要为石英、绢云（白云）母等。　现将破山银矿床、银洞坡金银矿床、老洞坡银矿　床在各类岩石中的分配率列入表１。　％　表ｌ矿体在各类岩石中的分配率　由表１可知：破山银矿床的全部富矿和绝大部　所以说明破山～银洞坡～老洞坡矿床同属于一个成　矿带。　分贫矿均产于碳质绢云（白云）石英片岩中；银洞坡　金银矿床的主要矿体也类似，老洞坡银矿床中的绝　大部分矿体也是产于硅化绢云（白云）石英片岩中。　显而易见，这种岩性对成矿的控制作用不是偶然的，　雷大景（１９６９一），男，工程师，４６４０００河南省信阳市。　以上主要探讨了在不同矿区岩性控矿的重要　性，而老洞坡矿床除了明显受岩性控制外，河前庄背　斜与层间破碎带也直接导致矿床的富集与产出。老　洞坡矿区横贯两条断裂破碎带（Ｆ　，Ｆ　），岩石破碎、　蚀变强烈、矿化明显，伴随有Ａｇ，Ｐｂ，ｚｎ，Ｂａ等原生　５９　总第５０３期　地球化学异常（见图１）。　现代矿业　２０１１年３月第３期　燕山期梁湾花岗岩（　ｉ），－ｙ—Ａｒ法同位素年龄１１７　ＭＰａ。　老洞坡银矿床蚀变种类较多，主要有硅化、绢云　母化、碳酸盐化、绿泥石化等。为了研究在蚀变过程　中各个元素的迁移及含量变化特征，采用Ｔ．Ｆｗ巴　图１　河南桐柏老洞坡银矿床构造地球化学图　・银含量（＞１×１０　）；。一铅含量（＞９０×１０一　）；　尔特的岩石化学计算方法进行对比。计算时采用　▲一锌含量（＞２００　ｘ１０一。）；△一铜含量（＞６０×１０。）；　＿一钡含量（＞１　０００　Ｘ１０　）　１　６００个氧原子的体积作为比较岩石之间造岩元素　阳离子在量上的差别及变化。由正常围岩与相邻矿　围岩蚀变的化学成分及计算所得岩石的单位岩胞中　阳离子和测定微量元素的浓集系数（见表２）。　区内岩浆岩发育，与矿床有时空关系的桃园黑　云斜长花岗岩（－，／　），　一Ａｒ法同位素年龄３７０　ＭＰａ，　表２各蚀变类型造岩和微量元素浓集系数　由表２看出：破山银矿区岩石经过蚀变过程中　带人的常量元素有ｓｉ“，Ｆｅｎ，Ｍｎ“，Ｋ　，Ｆｅ　，　Ｍｇｎ，迁移的距离未超出矿源层的范围，因此称该段　（Ｐｔ　Ｗ　）为下含矿层。　ｃａｎ及微量元素有Ａｇ，Ｐｈ，ｚｎ，ｃｕ，ｃ０，Ｎｉ，Ａｓ　Ｆｅ　，Ｍｇ　，Ｋ　，ｃａ　，Ｎａ　及微量元素　【地层　１札２　５Ｐ０ｈ　　ｌＯ０　５ＯＺ　ｎｌ　Ｃ５０　２５　７ｕ　５　ＩＰｔ　Ｗ　Ｉ　Ｐｔ　ｗ　ｌＰｌ　Ｗ　Ｐｔ，ｗ　Ｐｔ１Ｗ　Ｐｔ　Ｗ　Ｐｔ　Ｗ　Ｐｔ　Ｗ　等。老洞坡银矿床中带入的常量元素有ｓｉ¨，．ｒｉ“，　Ａｌ¨Ｆｅ¨，，有Ａｇ，Ｐｈ，ｚｎ，Ｃｕ，Ｍｏ等。　总之两个银矿床在围岩蚀变过程中，带人的组　分是类似的、稳定的，带人组分是ＳｉＯ　和Ａｇ，Ｐｂ，ｚｎ　等，应属同一个成矿带。　２地球化学特征　Ｐｔ　Ｗ　目　图２歪头山组下部地层各段微量元素丰度对比图　（单位：×１０“）　２．１地层中微量元素的含量特征　歪头山组下部各个岩性段中微量元素的变化规　律示于图２。　２．２老洞坡各类岩石中的丰度值特征　利用地表岩石测量的成果，按地层岩性、构造分　别进行统计并列入表３。由表３看出：Ａｇ，Ｐｂ，ｚｎ成　矿元素在第二岩性段落中明显高于第一岩性段。但　是在同一岩性段中，各类岩石之间又存在明显差异。　构造角砾岩、次生石英岩、绢云（白云）石英片岩中　含量最高，再加之硅化越强，构造破碎带越发育，含　矿性就好。　×１０　由图２表明：歪头山组下部各岩性段中Ａｇ，Ｐｂ，　Ｚｎ元素含量较高，特别第二岩性段含量更为突出，　说明第二岩性段具有明显的矿源层特征。所谓矿源　层和含矿层在空间上是一致的。由此可见成矿物质　表３　老洞坡各类岩石中微量元素丰度值　雷大景：河南桐柏老洞坡银矿床地质地球化学特征及成矿机制　２．３　围岩蚀变与矿化关系　为探讨本区热液蚀变过程中成矿元素的富集规　２０１１年３月第３期　附、还原、沉淀、聚集金属元素形成矿源层。　（２）加里东早期（区域变质早期）。变质热液叠　律，将大理岩、绢云（白云）石英片岩、浅粒岩、斜长　角闪片岩在蚀变前后元素含量变化列入表４。　表４老洞坡蚀变与矿化关系　加改造，Ａｕ，Ａｇ，Ｐｂ，ｚｎ等元素活化转移，在歪头山　组中初步富集，局部成矿。　（３）加里东晚期～桃园岩体侵人阶段。为主要　成矿期。区域变质阶段形成的背斜中间层挤压破碎　些星　堂　壁　！　！　硅化大理岩大理岩　２５　２．３５　１０９　２２３　１３　７　１．９５　４　６．６５　３３　０．５８　４３　１３１０２．４　９．１　１．３８　６．３５　５．４０　ｓ　ｓ　ｚ　・　ｚ川７・６（】．７　９４．　・ｓ１　带，提供了矿液运移通道和储矿场所。桃园岩体提　供了富Ｆ，Ｃ１等挥发分的高温气成热液和热源，使矿　源层中Ａｇ，Ｐｈ，ｚｎ再次活化浸出，与区域变质热液　混合形成矿液。矿液在向低压方向流动的同时，与　…鲑　自１２　７．６５　１４４　２２３．１　１８　０．７５　５．７５　３．２５　１０３　０．６５　３７．６　１００．３　１３．１　０．８５　５．０３　６．２０　浅粒岩　壁　送墼堂　！　：　．　：　：　・　：　！　围岩进行交代，在中温、中压、中性化学条件（２００～　３００　ｏｃ，（２×１０　）～（４×１０　）Ｐａ，ｐＨ值６．５５～　斜长角闪片岩１５　０．２３　９．６４　５３　１８　２２．０９　０．７６　２６．４７　９　ｎ３　鐾　蟹１１　ｏ．３４　１０．０３　８２．３　２６．５３　ｌ　１０．０９　１４　由表４得知：硅化（绢云母化、碳酸盐化、绿泥　７．８３）下沉淀出银铅锌矿体。　（４）次生氧化富集阶段。在大气降水和空气中　ＣＯ，作用下，近地表矿石发生氧化，产生大量硫酸铁　等强氧化剂，将原生银矿物氧化成Ａｇ：Ｓ０　，当与其　他硫化物、硫酸盐或含ｃ１溶液相互作用时，生成自　然银、辉银矿和角银矿，形成次生氧化富集带。部分　石化往往与硅化迭加于成矿破碎带上）对各类岩石　中　，Ｐ｝】，ｚｎ均有不同程度的富集作用。但是硅化　在绢云（白云）石英片岩中比在浅粒岩中更发育。　３成矿机制　（１）晚元古代火山沉积～成岩阶段。海底火山　喷发（喷气）作用，携带出大量Ａｕ，Ａｇ，Ｐｂ，ｚｎ及ｓ等　元素，海水下渗形成地下热火溶滤金属元素，碳质吸　（上接第２３页）尾矿是可行的。该铜矿的最佳浸出　条件是：液固比１０：１，浸出温度４０℃，先加入氧化　Ａ　ｓ０　迁移到潜水面以下，形成银的次生硫化物。　（收稿日期２０１１－０１—１０）　Ｃｌｅａｎｅｒ　Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，２００３，１１（２）：２０７・２０１３・　［。］伍衡山，刘永，黄晓乃・溶浸采矿法回收某尾砂中铜金属的　剂，用量为０．２５　ｍＬ／ｇ，反应２　ｈ；然后添加ＮＨ　・　…　兰　嘉　Ｈ２Ｏ及（ＮＨ４）２ＣＯ３，总氨浓度３　ｍｏｌ／Ｌ，ｃ（ＮＨ／）／　Ｃ（ＮＨ　）＝４：１，继续反应４　ｈ。实验条件下，尾矿中　铜的浸出率达７２．３％。　参　考　文　献　ｆ１］　刘大星．我国铜湿法冶金技术的进展［Ｊ］．有色金属（矿山部　分），２００２，５（３）：６．１Ｏ．　［２］ｃａｓｔｒ。，ｓｅｒｇｉ。Ｈ，Ｓａｎｃｈｅｚ．Ｍａｒｉ。Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ｖｉｅｗ　ｐｏｉｎｔ。ｎ　１９８５，１６Ｂ：４４１４４８．　选氧化铜矿的　试验研究和工业实践［Ｊ］．矿　台，２００３，１２（２）：４９－５３．　［５］Ｍｅｎａ　Ｍ，Ｏｌｓｏｎ　Ｆ　Ａ．Ｌｅａｃｈｉｎｇ　Ｏｆ　Ｃｈｒｙｓｎｅｏｌｌａ　ｗｉｔｈ　Ａｎｎｎｏｎｉａ—Ａｍ一　ｍｏｎｉｕｍ　Ｃａｒｂｏｎａｔｅ　Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ［Ｊ］・Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　Ｂ，　［６］　高宝胜王洪江，吴爱祥，等．某铜矿尾矿氨浸影响因素试验研　，究［Ｊ］・金属矿山，２００９（１１）：１６９－１７２．　［７］　招国栋，伍衡山，张宇，等・某铜矿的尾砂氨浸研究［Ｊ］・有色　金属，２００４，５６（３）：１６－１８．　ｌｌ－ｓｃａｌ　。ｏｐｐ。　，ｇｏｌｄ。　ｄ　ｉｌｖｅｒｍｉ　ｉ　ｇ　ｉ　Ｃｈｉｌ。…．Ｊｏｕｒｎａｌ。ｆ　（收稿日期２０１１－０１－１８）　（上接第４８页）　参考文献　［４］王云海．铁矿区采空区勘测及其危害评价研究［Ｊ］中国安全　生产科学技术，２００５，１（１）：５９－６３．　［５］　闫以朋矿井水害的防治［Ｊ］．煤炭技术，２０１０，２９（３）：１３５一　．［１］　李小青，刘其暄．复杂水文地质条件下矿井水的综合治理『Ｊ］．　能源技术与管理，２００５（３）：ｌ７—１８．　［２］　虎维岳．矿山水害防治理论与方法［Ｍ］．北京：煤炭工业出版　社．２００５．　１３７，　［６］　虎雏岳，田　干我国煤矿水害类型及其防治对策［Ｊ］・煤炭科　学技术，２０１０，３８（１）：９２－９６．　［７］　董书宁，虎维岳・中国煤矿水害基本特征及其主要影响因素　［３］　张小鸣．Ｌｋ５－ＣＡＮ总线的煤矿井下水情实时监测系统［Ｊ］．煤　［Ｊ］＿煤田地质与勘探，２００７，３５（５）：３４－３８．　炭科学技术，２０１０，３８（１）：８８—９１．　（收稿日期２０１０—１１—１２）　６１