简新玲

[摘要]银洞岭银矿是赋存在中元古界龟山岩组下部，含矿建造在晚古生代时存在海底喷流沉积成矿作用。这种喷流沉积作用带来大量成矿物质，形成了矿带原始的矿源层。梁湾花岗岩的岩浆物质来自较为古老的陆壳物质的部分熔融，属壳源型花岗岩。矿石稀土元素配分模型及各种特征参数接近热水沉积岩。硫同位素为重硫型富δ34S，接近陨石和幔源物质的δ34S值。矿石铅同位素组成与南秦岭陆壳物质及中生代梁湾岩体、云煌岩的铅同位素组成相似。硫的直接来源可能是矿源层原生沉积时由海底火山物质或喷流热液带入或梁湾岩体及其相关的岩浆活动。银洞岭银矿成矿流体是由大气降水及中-晚成岩作用的建造水、绿片岩相变质作用热液和岩浆期后热液等多种地质流体混合演化而成。

[关键词]银洞岭银矿 成矿物质 成矿流体 来源

[中图分类号] F407.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-9-291-3

1成矿地质背景

1.1地质背景

银洞岭银矿位于桐柏山北麓的围山城金银多金属成矿带中部，其大地构造位置属桐柏—大别造山带中段，属北秦岭构造带。

银洞岭银矿赋存在中元古界龟山岩组下部（Pz2w1），为一套中浅变质的火山碎屑—沉积岩系，其南北两侧分别为栾川—明港韧性剪切带（羊明断裂）以及西官庄—松扒韧性剪切带（龟梅断裂），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。

区内岩浆活动十分频繁，其岩性从超基性—基性到中性—酸性—碱性岩都有出露，酸性岩浆岩最为发育，尤以燕山期侵入岩与矿化关系最为密切，是主要的控矿因素之一，银洞岭银矿北西侧与桃园岩体及梁湾岩体构造接触（图1）。

1.2矿区地质

银洞岭银矿区基本地质构造格架为朱庄—老洞坡叠加褶皱构成的穹窿状构造，出露地层为歪头山岩组下部第五、六、七、八岩性段，受老洞坡A型褶皱叠加，地层走向由北西转为北东50-70°，倾向变化较大，倾角较缓，地层厚度沿倾向和走向变化不大，各岩性段之间呈整和接触，岩层中变余微细层理和沉积韵律比较清晰。

银多金属矿受控于歪头山岩组下部第五岩性段（Pz2w15）中层间剥离断层或顺层正断层。赋矿层位环绕穹窿构造呈“菱角”形环带状展布。岩性为一套中浅变质的火山碎屑-沉积岩系，分为变粒岩类、云母石英片岩类、斜长角闪片岩类、大理岩类。

矿带西北侧发育燕山期梁湾花岗岩体（γ41）。

银洞岭银矿区圈定A1一个银多金属矿体，受控于F1-1层间剥离断层。

A1矿体总体走向70度左右，倾向北西，倾角30-40度；产状与F1-1层间断层一致，一般中浅部顺层发育，中下部倾角变缓并在Pz2w15岩性段内具穿层现象；受褶曲影响矿体东部局部倾角较陡，沿走向和倾向延伸呈舒缓波状。

矿体具膨缩尖灭再现，厚度随赋矿断裂的产状变化而变化，由陡变缓部位厚大，产状相对变陡时矿体变薄。

矿体呈似层状，赋矿岩石主要为硅化白云石英片岩、变粒岩和碎裂大理岩。

近矿围岩蚀变以硅化为主，硅化自下而上由弱变强，地表形成厚大硅化帽，深部表现为硅化—绢云母化。

横向上表现为以硅化、绢云母化、铅锌矿化为中心，两侧伴以碳酸盐化、绿泥石化和泥化。

2含矿建造的地球化学特征

2.1变粒岩类

（1）变粒岩中SiO2含量51.65-77.44%，硅的含量高则富含石英，Al2O3的含量11.31-26.50%，Na2O>K2O；K2O /（K2O + Na2O ）比值小于0.50（个别除外）。反映岩石中斜长石大于钾长石含量。

一般说硅高则铝相对低些，反映长石的含量与石英含量大致为反消长关系。

Al2O3低时，而又低MgO、CaO时，则硅高。而Al2O3高，富CaO、MgO时，则低硅，这反映了云母石英与变粒岩之间可以形成过渡关系。

结合野外观察，相应岩石中普遍见变余砂状结构、镜下见细粒均粒变晶结构等特征， 变粒岩类原岩为长英质砂岩和泥岩为主要组成的沉积岩，并有热水沉积物加入。

（2）变粒岩类的Cr、Ni、Co等微量元素含量普遍较低，而Cr/Ni则往往大于1，Sr/Ba值则又普遍小于1。这就反映本区变粒岩类的原岩是复杂的，表明了原岩组份中的多样性。其原岩可能由正常沉积与海底火山热液共同作用的一套过渡类型岩石即热水沉积岩组成。

（3）变粒岩类的稀土总量为67.68-174.13×10-6，轻稀土富集，轻、重稀土之比在1.97-4.7之间，La/Yb在1.09-4.19之间，δEu在0.61-0.88之间，具有较明显的负铕异常；稀土配分曲线轻稀土部分较陡，重稀土部分较缓。

2.2云母片岩类

（1）主要矿物含量划分为白云石英片岩和二云石英片岩，云母片岩类SiO2含量变化较大（47.86-78.50%），主要是含有大量石英。Al2O3的含量一般在9.88-19.37%，反映为富泥质岩石而非粘土岩，K2O>Na2O说明有大量云母存在，TiO2含量为0.05-0.55%，普遍较低。

云母片岩类的化学成分具沉积岩特征，这与野外观察地质特征比较一致。

（2）云母片岩类的Cr、Ni、Co的含量绝大多数偏低，而Sr/Ba比值皆小于1，钡的含量比锶高得多，常常是大于一个数量级。更体现了副变质岩的特征。其原岩为泥岩和炭质泥岩。

（3）云母片岩类的稀土总量较高且变化较大，为87.07-251.2×10-6，轻稀土富集，轻、重稀土之比在5.23-6.24之间，La/Yb在5.81-7.77之间，δEu在0.50-0.54之间，具有较明显的负铕异常；稀土分配曲线轻稀土部分较陡，重稀土部分较缓。

以上所述表明，云母片岩类岩石为副变质岩，其原岩为泥岩和炭质泥岩。

2.3斜长角闪岩类

（1）斜长角闪（片）岩的岩石化学成分，其中SiO2含量44.00-59.06%，Na2O>K2O，CaO>MgO，与基性岩化学成分相近似。表明其原岩可能为正常沉积的铁镁质泥灰岩，或白云质灰岩。

（2）斜长角闪（片）岩稀土元素总量为33.41-91.5×10-6，稀土总量不高，轻稀土富集，轻、重稀土之比在1.51-4.62之间，La/Yb在3.23-4.61，正铕异常不明显，δEu在0.11-1.38。稀土分布曲线为一条右倾较平缓曲线，轻稀土部分稍陡，重稀土部分稍缓。

这些特征反映歪头山岩组中斜长角闪（片）岩具有正变质岩的特点。

2.4大理岩类

（1）大理岩主要分布在Pz2w15中，其它岩性段仅有零星分布。岩石呈灰白色、青灰色和粉红色，中—粗粒变晶结构，块状构造或条带状构造。主要由方解石（80-90%），少量白云石（3-10%）、石英（2-5%）、白云母（3-5%），微量黄铁矿等矿物组成。方解石呈菱形和他形粒状，粒径0.3-3mm，个别达5mm；石英呈他形粒状，粒径0.05-0.2mm，均匀嵌布在方解石晶体中；白云石为细粒他形粒状，常呈细小条痕状集合体分布；白云母呈细小片状，片径0.1-0.25mm，沿层面匀一分布。

（2）大理岩的常量元素岩石化学成分SiO2含量0.74-22.26%，CaO41.47-54.20%， CaO>MgO，反映出大理岩类的原岩应为石灰岩。

2.5梁湾花岗岩

（1）梁湾岩体似斑状二长花岗岩SiO2含量为68.54-75.06×10-2，除样品Lw-1的K2O=Na2O外，其余样品K2O>Na2O，K2O/Na2O=1-1.2，A/KNC=0.92-1.0，属准铝质岩石，δ=2.2-2.6，为钙碱性系列岩石。

（2）梁湾岩体Rb/Sr=0.23-1.53，Sr/Ba=0.33-0.48，Th/U=1.60-6.47，Zr/Hf=23-33，Nb/Ta=13-14，与老湾花岗岩相比，梁湾花岗岩Rb、Cs、Pb和U等元素含量较高。

（3）梁湾岩体花岗岩∑REE=75-238×10-6，稀土组成模式明显右倾，（La/Yb）N=14.09-39.92，δEu=0.57-0.70，负异常比值较明显。

（4）与老湾岩体花岗岩相比较，梁湾花岗岩体与其具有相似的稀土分布模式。梁湾花岗岩的岩浆物质来自较为古老的陆壳物质的部分熔融，属壳源型花岗岩。

3成矿流体来源

3.1流体包裹体特征

（1）矿石中石英所含流体包裹体特点：包裹体相态类型比较复杂，除了常见的单相盐水包裹体LH2O，气态包裹体VH2O和两相盐水包裹体LH2O+VH2O以外，还见有含CO2的三相包裹体LH2O+LCO2+VCO2或含CO2气泡的两相盐水包裹体LH2O+VCO2。糜棱岩化浸染状矿石中含有中盐度和较高盐度的包裹体，盐度具双峰式的特点。包裹体属于NaCl-H2O体系、NaCl-H2O-CO2体系和CO2体系。

（2）包裹体存在两个或两个以上不同的均一温度区间，均一温度可分为中-低温（峰值为150℃）、中温（峰值为220～260℃）和中-高温（峰值为300℃）。

一般来说，两相盐水包裹体LH2O+VH2O的均一温度值较低，而含CO2三相包裹体LH2O+LCO2+VCO2则具有较高的均一温度（可达315℃），明显比单纯的A型两相盐水包裹体LH2O+VH2O的均一温度高一些。

由此可见，矿石的流体可分为不同的热卤水，即中高温、中高盐度的热卤水和中温、中盐度的热卤水，以及含CO2中高温、中盐度的热卤水。

（3）通过对浸染状矿石、条带状矿石和块状矿石中石英流体包裹体均一温度的研究，揭示矿体是早期海底循环热卤水喷发的同沉积产物。

沉积温度为中温和中-高温。成矿流体中含有大量的CO2，推测是来自地壳深部变质作用，也不排除早期区域变质作用和早期构造变动所产生的含有大量CO2的中-高温热卤水叠加的结果。当热卤水的温度范围降为180℃以下时，不再含深部来源的CO2气、液包裹体，属于不含矿的热卤水。

3.2微量元素地球化学示踪

（1）在矿区片岩中，微量元素Au、Ag、Pb、Zn、Cu、As平均含量较高，区域富集系数多在1-34.68之间，特别是歪头山组下部第五段（Pz2w15）中Au、Ag、Pb、Zn的含量最高，反映了该段在沉积成岩并经区域变质作用之后，Au、Ag、Pb、Zn成矿元素就具有一定浓集的特点。

（2）变粒岩在歪头山岩组下部（Pz3w1）富集元素最多，仅Ni含量偏低；不同地层中分布的斜长角闪（片）岩，其微量元素组合基本一致，即均以富Co、Ni、Cu、Zn（Ag），贫Pb、Au、Mo、Cd、As、Sb为特征。这一特征基本反映了矿带内两种成因类型的斜长角闪片岩类在本质上没有大的差异。

（3）大理岩主要分布于歪头山岩组下部（Pz2w1），平均含量高于区域背景的元素有Ag、Cd、Pb、Mo、As、Sb、Zn、Au，相近的有Cu，含量偏低的元素为Co、Ni。该岩石中Ag、Pb含量高，元素区域富集系数分别为4.86和2.63，仅次于炭质白（绢）云母石英片岩。

3.3同位素地球化学示踪

3.3.1硫同位素

据对银洞岭银矿歪头山岩组下部大理岩中黄铁矿、方铅矿和闪锌矿的硫同位素分析结果，硫同位素在矿床中已达到了平衡态，δ34S为-1.8‰—5.2‰，围岩的δ34S平均值为3.36‰，与矿体中的硫化物基本相同；远离矿体的歪头山组大理岩中硫化物的δ34S值变化较大，为-25.4‰——3.3‰，但多数为低正值，平均-5.62‰。根据本区所经历的地质作用，即火山沉积作用、低级变质作用和岩浆作用，只有岩浆作用才可能使矿体及其围岩中的硫高度均一化。由此可知，矿体中的硫的直接来源可能是矿源层原生沉积时由海底火山物质或喷流热液带入或梁湾岩体及其相关的岩浆活动。该成矿热液系统的硫同位素经历了从同沉积期的海底火山活动，到沉积、成岩、变质的漫长演化过程。

3.3.2铅同位素

矿带内铅同位素组成范围较宽，但矿体和围岩的Pb同位素组成相近，其产生的构造背景从下地壳—造山带，具有混源的特点，说明系统内的Pb没有一个统一的深部岩浆来源，而是从围岩中就地取材。该特征指示本系统的成矿物质和梁湾花岗岩一样，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，也即中生代的陆内碰撞造山提供了银洞坡金矿形成的动力学背景，其成矿物质除来源于歪头山岩组原始矿源层之外，还叠加有A型俯冲形成的深部流体带来的深源物质。

3.3.3氢氧同位素特征

本区区域中生代大气降水的δ18O=-11.25—-10‰，δD=-80～-70‰（张理刚，1989），围山城金银矿带的δ18O=-9.7～+6.1‰，δD=-71～-49‰。已有研究表明，影响成矿流体氢氧同位素组成的因素主要有温度、流体类型、水岩交换比值等（郑永飞、陈江峰，2000），根据Taylor水岩交换方程（郑永飞、陈江峰，2000），假定梁湾花岗岩初始岩浆和区域中生代大气降水，计算绘制不同W/R比值和温度条件下成矿流休的δ18O—δD演化曲线，并将本系统δ18O、δD值投入此图后发现，在高温（>300°C）低W/R比值条件下，大气降水也可能演化成与岩浆水相似的氢氧同位素组成（图1）。

4结论

（1）歪头山岩组是银洞岭银矿的重要出露地层，组成岩系主要为变粒岩、云母石英片岩、斜长角闪岩及大理岩。原岩形成于拉张环境下的裂陷槽沉积环境。根据其原岩发育一套碳硅泥建造及其地球化学特征，指示在晚古生代时存在海底喷流沉积成矿作用。这种喷流沉积作用带来大量成矿物质，形成了矿带原始的矿源层。

（2）银洞岭矿区矿石中硫化物矿物与梁湾花岗岩的稀土元素配分模式完全相同，表明两者的亲源关系更为接近。

（3）银洞岭银矿的硫同位素组成δ34S在-1.8-+5.21‰，地层与围岩具有相似的单峰分布特征，有别于地壳上部变化较大的沉积成因硫和稳定的地幔硫，而与火山硫相似，指示矿源层原生沉积时由海底火山物质或喷流热液带入。

（4）通过矿石铅同位素研究，矿体铅同位素组成与南秦岭陆壳物质及中生代梁湾岩体、云煌岩的铅同位素组成相似，而与北秦岭各构造单元及桃园岩体关系甚远，其产生的构造背景从下地壳—造山带，具有同源的特点，该特征指示了银洞岭银矿成矿物质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，形成大量的花岗岩浆（如梁湾岩体）和深源流体。

（5）银洞岭银矿成矿流体是由大气降水及中—晚成岩作用的建造水、绿片岩相变质作用热液和岩浆期后热液等多种地质流体混合演化而成。

参考文献

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