胡 偉，徐 剛，李俊鋒，魏 鴻，楊賀杰，方 榮

（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）

河南省桐柏縣的破山銀多金屬礦床發(fā)現(xiàn)于20世紀(jì)70年代，為全國少有的大型獨(dú)立銀礦床之一。經(jīng)過多年的開采，現(xiàn)礦山已近枯竭，深邊部及外圍尋找后續(xù)資源刻不容緩。由于破山銀礦床產(chǎn)于富含炭質(zhì)歪頭山組地層，層控特征顯著，礦床規(guī)模大，成因類型特殊，引起廣大地質(zhì)工作人員的關(guān)注和研究，并被作為層控造山型礦床的代表。本文通過對(duì)前人資料的研究，從礦床特征、控礦因素及物質(zhì)來源方面進(jìn)行分析，進(jìn)而探討礦床的成因，為該老礦山深、邊部尋找接替資源提供依據(jù)和指導(dǎo)。

1 區(qū)域及礦區(qū)地質(zhì)

桐柏山區(qū)位于河南省南部的桐柏縣內(nèi)，屬秦嶺～大別碰撞造山帶的一部分，其地質(zhì)背景獨(dú)特，構(gòu)造演化復(fù)雜，成礦條件優(yōu)越，形成了眾多礦床。位于朱陽關(guān)～夏館～大河斷裂北側(cè)二郎坪弧后盆地內(nèi)的圍山城層控金銀多金屬成礦帶為該區(qū)著名的礦集區(qū)[1]，該礦帶包括破山特大型銀礦床、銀洞坡大型金礦床、銀洞嶺大型銀多金屬礦床以及南小溝、張莊、欒家沖等金銀礦點(diǎn)。礦帶內(nèi)出露地層主要為新元古界歪頭山組（Pt3w），其次為大栗樹組（Pt3d）；主要構(gòu)造為河前莊背斜；規(guī)模較大的侵入巖體是中生代的桃園巖體和燕山期的梁灣巖體。

破山銀礦床位于圍山城金銀多金屬成礦帶西端前河莊背斜的西南翼，賦存于上元古界歪頭山組上部第二段（Pt3w32）的炭質(zhì)絹云石英片巖中[2]，僅A10號(hào)礦體斌存于中部第六段斜長角閃片巖中。礦區(qū)內(nèi)煌斑巖脈廣泛分布，規(guī)模較大，呈脈狀，常與礦體相伴生。

區(qū)內(nèi)歪頭山組上部第二段（Pt3w32）的炭質(zhì)絹云石英片巖可分三層，每層均有工業(yè)礦體產(chǎn)出，但主要工業(yè)礦體賦存于中、下部，現(xiàn)將各層分述于下：

第一層：絹云石英片巖夾炭質(zhì)絹云石片巖，偶夾黑云變粒巖及黑云斜長片巖，厚40m～95m，A6號(hào)、A4號(hào)、A5號(hào)礦體分布其中。

第二層：下部為黑云變粒巖夾炭質(zhì)絹云石英片巖及絹云石英片巖薄層，上部為炭質(zhì)絹云石英片巖夾絹云石英片巖，厚29m～90m，A1號(hào)、A2號(hào)、A9號(hào)礦體分布其中。

第三層：為不等粒黑云變粒巖夾炭質(zhì)絹云石英片巖，頂部為一層不連續(xù)的白云石英片巖，厚20m～110m，A7號(hào)、A8號(hào)礦體分布其中。

1.1 礦體特征

經(jīng)勘探工程圈定，共由十三個(gè)礦體組成，自上而下依次為：A7號(hào)、A8號(hào)、A1號(hào)、A2號(hào)、A11號(hào)、A9號(hào)、A5號(hào)、A5-1號(hào)、A4-2號(hào)、A6-2號(hào)、A6-1號(hào)及A10號(hào)礦體[3]，除A2礦體外均為工業(yè)礦體，系伴生有可供綜合利用的鉛、鋅、硫、鎘、金等有益組份的特大型銀礦床（圖1）。

礦體沿層間斷裂分布，與圍巖無明顯界線，呈不規(guī)則似層狀、脈狀、透鏡狀，具膨縮、分枝復(fù)合、尖滅再現(xiàn)等特征。產(chǎn)狀與地層基本一致，局部有交角，傾向南西，傾角變化，礦區(qū)中段為中等傾斜，西段較陡，東段較緩，沿傾向上陡下緩。平面上呈雁行狀，橫剖面上呈疊層狀。主要工業(yè)礦體有A1、A6-1、A4-2、A6-2、A5，其金屬量合計(jì)占全區(qū)銀鉛鋅礦體總量的92.7%，為主要礦體。主要工業(yè)礦體長均大于500m，延深500m～630m，延展面積0.4km2～1km2，平均厚度為2.35m～5.38m。礦體一般周邊較薄，縱橫方向均可見膨縮變化，厚度變化系數(shù)為66～98%。銀在礦體中分布不均勻，厚大部位較富，為數(shù)不多。成礦后的斷裂構(gòu)造及火成巖脈對(duì)礦體無影響或影響微弱，除A5礦體屬礦化較連續(xù)—不連續(xù)外，余者均為連續(xù)或較連續(xù)的礦體。

圖1 破山銀礦區(qū)礦體平面分布圖

1.2 礦石特征

1.2.1 礦石礦物成分

本礦床礦石泛指含銀礦物及金屬硫化物（黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦）的硅化炭質(zhì)絹云石英片巖，礦石中金屬礦物總含量一般小于15%，金屬硫化物往往只占5%～10%，且不易見到銀礦物。地表氧化礦石中金屬硫化物罕見，脈石礦物占礦石總量90%左右，其中石英占70%左右。

主要金、銀礦物特征：

自然銀（Ag）：銀白色，樹枝狀、片狀、粒狀及發(fā)絲狀，嵌布于石英、方解石、菱鐵礦中或生長在石英脈、碳酸鹽脈的晶洞孔隙內(nèi)，粒徑一般為0.04mm～0.6mm，個(gè)別大者為1cm～2cm，經(jīng)電子探針分析含銀100%，銀的成色很高。

輝銀礦（Ag2S）：黑灰色，焦炭狀，偶見立方體晶粒，性柔軟。粒度為0.08mm～0.19mm，原生輝銀礦常在方鉛礦中呈固溶體分離物出現(xiàn)，在氧化礦石空洞中，常與褐鐵礦連生或包于其中。電子探針及化學(xué)分析Ag含量53%～65%，硫含量9.67%～12.23%。

銀金礦（Au、Ag）：較淡的金黃色，呈樹枝狀、薄片狀，粒徑0.00n～0.0n，延展性好，金銀含量常有變化，電子探針分析，Au含量為49.16%～63.90%，Ag含量為33.80%～48.32%。

脈石礦物主要有石英、絹云母、方解石，炭質(zhì)與綠泥石含量不高，但與銀礦關(guān)系密切。

石英：有兩種，其一為原生沉積物，淺灰、灰黑色，粒狀集合體，油脂光澤；粒徑0.06mm～0.2mm，常含炭質(zhì)物，多見于氧化帶。其二為熱液形成的，灰白色或無色，透明—半透明，玻璃光澤；黑色石英含銀較高為30.67g/t～145g/t，可能與含銀較高的炭質(zhì)有關(guān)；無色石英含銀為27.21g/t～71.74 g/t。石英的含銀量，氧化礦石比混合礦石高，比原生礦石更高。

絹云母：淡綠色，質(zhì)軟，略具滑感。一種為自變質(zhì)形成，具長石假象；另一種為熱液產(chǎn)物，多為細(xì)小鱗片集合體。絹云母含銀量為2g/t～7.6g/t。

炭質(zhì)：黑色，土狀光澤，質(zhì)軟，污手具滑感。鏡下可見呈不規(guī)則狀或鱗片狀，反光鏡下可見微量晶石墨，炭質(zhì)及炭質(zhì)混合物含銀量更高。

1.2.2 銀的賦存狀態(tài)

礦石中的銀主要呈獨(dú)立礦物存在，以輝銀礦為主，自然銀次之，深紅銀礦、銀黝銅礦及硫銅礦少量，銀金礦一角銀礦多產(chǎn)于氧化礦石中。少部分呈分散狀態(tài)的銀，以混入物分散在金屬氧化物和脈石中，如石英單礦物中的銀或呈吸附狀態(tài)，或以超微粒包體雜質(zhì)存在。

銀礦物的賦存形式有：

（1）一種或幾種銀礦物與硫化物的一種或幾種連生或呈包體，或在邊部交代金屬礦物。

（2）一種或幾種銀礦物直接嵌布在石英脈或碳酸鹽脈中。

（3）次顯微狀賦存于金屬硫化物及脈石礦物中。

礦石中與主金屬伴生的金屬硫化物是黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦，它們與銀礦物關(guān)系密切，自身也含銀。

銀含量變化及其與伴生元素的關(guān)系：

金與銀的關(guān)系不太明顯，一般品位高的銀礦石中含有金，銀與鉛鋅關(guān)系密切，一般呈正相關(guān)，但在標(biāo)高100m以下則轉(zhuǎn)為離散關(guān)系。銀含量與標(biāo)高不相關(guān)，而鉛、鋅、硫、鎘隨標(biāo)高降低而有增高的趨勢(shì)，顯示垂直分布的跡象。

金的賦存狀態(tài)有兩種：一種以自然金、銀金礦等獨(dú)立的金礦物存在，另一種呈分散狀的金，呈質(zhì)點(diǎn)狀機(jī)械混入黃鐵礦、方鉛礦晶格中，或呈超微粒包體存在于其它金屬礦物及脈石中。鉛鋅皆以獨(dú)立礦物存在，既可獨(dú)立嵌布在脈石中，也可呈連生產(chǎn)出。氧化礦石中鉛可形成鉛鐵釩、磷硫鉛鋁礦等，而鋅則無氧化礦物。硫、鎘無獨(dú)立礦物，后者主要呈類質(zhì)同象賦存于閃鋅礦中，其余很少量的鎘分散在黃鐵礦、方鉛礦、方解石及炭質(zhì)中。

1.2.3 結(jié)構(gòu)構(gòu)造

根據(jù)金屬硫化物、含銀金屬礦物的結(jié)晶程度、顆粒大小、結(jié)合關(guān)系，主要礦石結(jié)構(gòu)為：

自形—半自形粒狀結(jié)構(gòu)：黃鐵礦為此種結(jié)構(gòu)的代表礦物，多為自形或半自形粒狀。

它形粒狀結(jié)構(gòu)：銀礦物、方鉛礦、閃鋅礦等晶形不規(guī)則，晚于黃鐵礦晶出，呈它形結(jié)構(gòu)。

固溶體分離結(jié)構(gòu)：自然銀在方鉛礦中呈乳滴狀固溶體分離結(jié)構(gòu)，閃鋅礦晶體內(nèi)有黃銅礦、方鉛礦乳滴狀分泌物。

交代結(jié)構(gòu)：較早晶出的黃鐵礦被閃鋅礦、方鉛礦交代溶蝕形成骸晶，閃鋅礦被方鉛礦交代，形成港灣狀。

壓碎結(jié)構(gòu)：黃鐵礦被壓碎由自然銀、方鉛礦、深紅銀礦及閃鋅礦交代。

礦石構(gòu)造主要分為五種：

浸染狀構(gòu)造：銀礦物和硫化物浸染于炭質(zhì)絹云石英片巖或脈石中。

網(wǎng)脈狀、脈狀構(gòu)造：含銀及金屬硫化物的石英、碳酸鹽細(xì)脈沿炭質(zhì)絹云石英片巖等裂隙充填。

角礫狀構(gòu)造：炭質(zhì)絹云石英片巖碎裂成角礫狀，主要產(chǎn)于經(jīng)受多次構(gòu)造活動(dòng)的破碎帶內(nèi)，破碎角礫為硅質(zhì)—碳酸鹽膠結(jié)。

變余層狀、條帶狀構(gòu)造：細(xì)粒黃鐵礦等沿炭質(zhì)絹云石英片巖的片理分布，構(gòu)成清晰層紋。

塊狀構(gòu)造：局部金屬硫化物特別富集，形成塊狀構(gòu)造。

1.3 圍巖蝕變

熱液作用使圍巖受到不同程度的蝕變，主要蝕變類型有硅化、絹云母化、碳酸鹽化，其次為綠泥石化、粘土化。硅化分布范圍廣，石英通常呈脈體沿裂隙充填，或者以面形蝕變的方式滲透性交代圍巖。通常，煙灰色石英含銀較高，可能與夾雜炭質(zhì)和微細(xì)粒硫化物有關(guān)。礦石中的炭質(zhì)含銀較高，銀品位的高低取決于炭質(zhì)的多少。絹云母化常與硅化相伴，強(qiáng)弱隨硅化的強(qiáng)弱而變化，但強(qiáng)度次于硅化，與硅化相伴的絹云母化越強(qiáng)則礦化越強(qiáng)。由于圍巖為綠片巖相的變質(zhì)巖，含有大量絹云母，使得變質(zhì)絹云母與熱液期形成絹云母疊加在一起，二者的區(qū)別為：變質(zhì)絹云母具有定向排列特征，為長石類及泥質(zhì)物質(zhì)變質(zhì)而成，變質(zhì)較淺的可見長石殘?bào)w；而熱液絹云母主要為細(xì)小鱗片集合體組成的不規(guī)則團(tuán)塊或細(xì)脈。

2 控礦因素

2.1 地層巖性控礦

歪頭山組各巖性段銀、鉛、鋅等成礦元素的平均含量都大于地殼豐度值，上部第二巖性段成礦元素平均含量又高于其它各巖性若干倍，為成礦元素濃集層位，歪頭山組各主要巖石類型成礦元素平均含量見表1。其中又以上、中部炭質(zhì)絹云石英片巖最高，變粒巖次之，二者相互疊置形成礦源層。

破山的銀工業(yè)礦體絕大多數(shù)賦存于炭質(zhì)絹云石英片巖中，少數(shù)礦體或礦化在變粒巖及斜長角閃片巖內(nèi)，因此，炭質(zhì)絹云石英片巖是主要控礦巖石，其所在層位歪頭山組上部第二巖性段即為含礦層或找礦標(biāo)志層。

銀礦體的規(guī)模與礦源層厚度呈正相關(guān)，礦區(qū)中部含礦層厚186m，銀礦體厚且富，含礦層厚度向西、向東變薄，礦體亦隨之變薄，減少。

礦體產(chǎn)狀與圍巖產(chǎn)狀基本一致，并隨圍巖產(chǎn)狀變化而變化。礦體與圍巖界線可以是突變的，也可是漸變的，二者外觀特征極為相似，因此，其確切界線往往依據(jù)化學(xué)分析結(jié)果圈定，不少情況下炭質(zhì)絹云石英片巖即是礦體，地層、巖性控礦十分顯著。

2.2 構(gòu)造控礦因素

破山銀礦床位于背斜西南翼，含礦巖系呈單斜產(chǎn)出，炭質(zhì)絹云石英片巖與變粒巖相間疊置。在北東～南西向水平側(cè)向擠壓力長期持續(xù)作用下，導(dǎo)致中等傾斜巖層的反向剪切滑動(dòng)，沿炭質(zhì)絹云石英片巖層形成極其發(fā)育的層間拖拉褶皺和層間斷裂（擠壓破碎帶）。隨其產(chǎn)狀、寬窄、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、角礫與膠結(jié)物成分的差異，礦體呈現(xiàn)膨脹、收縮、尖滅、再現(xiàn)等特點(diǎn)。充分顯示成礦過程中礦液運(yùn)移、沉淀場(chǎng)所的選擇性，破碎帶寬、空間大、壓力驟降，適宜礦液聚集沉淀，形成厚大礦體，反之則不利成礦。

層間擠壓破碎帶寬度變化與其產(chǎn)狀陡緩關(guān)系密切，同時(shí)又影響內(nèi)部結(jié)構(gòu)和物質(zhì)組成，一般沿傾向延深在緩傾地段有變厚趨勢(shì)，沿走向拐折區(qū)間有加寬現(xiàn)象。兩盤巖性不同，貯礦性能有顯著差異。層間擠壓破碎帶的構(gòu)造分帶發(fā)育不良，僅局部可見自中心向外由角礫巖帶-透鏡化片理揉皺帶-密集張剪節(jié)理帶-破裂巖帶等不完全對(duì)稱的分帶現(xiàn)象。層間擠壓破碎帶的組合形態(tài)常呈平行斜列，銀礦體組合特點(diǎn)恰似其貌。

表1 歪頭山組各主要巖石類型成礦元素平均含量

發(fā)育在破碎帶和含礦層內(nèi)的層間張、剪節(jié)理、劈理、軸面片理以及被揉皺的順層片理等，受局部應(yīng)力場(chǎng)和巖性控制明顯，規(guī)模小，頻度高，密集成帶，分布集中，常成為布礦、貯礦的有利空間。

表2 破山礦床不同階段形成的透明礦物均一溫度測(cè)定結(jié)果

3 成礦物質(zhì)來源分析

破山銀礦床的形成，首先取決于“礦源層”的存在，而礦源層是在火山～沉積作用下形成的，硫、鉛同位素組成有很好的一致性，硫接近隕石硫，鉛屬單階段演化的正常鉛，礦石礦物中一些微量元素標(biāo)型特點(diǎn)則反映其火山～沉積成因[4]。銀的含量在黃鐵礦、方鉛礦中十分豐富；而花崗巖類巖石均不具備提供形成大型層控銀礦床的物質(zhì)基礎(chǔ)。

可以認(rèn)為：本礦床中成礦物質(zhì)主要來自地殼下部或上地幔，由較遠(yuǎn)源的海底火山噴發(fā)攜帶而來，但并不排除正常沉積作用（即陸源）提供部分礦質(zhì)的可能性。

4 成礦機(jī)理及礦床成因探討

據(jù)礦床地質(zhì)特征和成礦物質(zhì)來源剖析，成礦機(jī)理可歸納為四個(gè)方面。

4.1 火山—沉積作用

晚元古代本區(qū)為一狹長海槽，火山活動(dòng)頻繁，歪頭山組沉積厚達(dá)2500m。火山噴發(fā)物質(zhì)中包含、吸附與攜帶銀、鉛、鋅、金等成礦元素，與陸源物質(zhì)一起進(jìn)入海水，受海水密度效應(yīng)和致冷效應(yīng)，在海底最大密度層下，經(jīng)海底水流的循環(huán)與擴(kuò)散作用，沉積全淺海一些小型凹陷中，由于水化學(xué)條件改變，還原環(huán)境的多次出現(xiàn)，加上有機(jī)質(zhì)的繁衍、分解及吸附作用，形成了原始的含礦沉積建造，火山～沉積作用形成了礦源層。

4.2 區(qū)域變質(zhì)作用

加里東期至華力西早期的區(qū)域變質(zhì)作用，使礦源層受到改造，成礦物質(zhì)遷移富集。含礦巖系處于綠片巖相—角閃巖相的中溫中壓區(qū)域變質(zhì)作用中，變質(zhì)溫度為350℃～600℃，壓力4千帕～10千帕，地?zé)崽荻葹?5℃/km～20℃/km，區(qū)域變形作用形成褶皺、斷裂。

使巖層中粒間水、礦物中結(jié)晶水、滲透下面的地表水以及CO2、HS—等匯集成變質(zhì)熱液，變質(zhì)熱液攜帶成礦物質(zhì)由兩側(cè)向內(nèi)部，由深部向淺部的構(gòu)造低壓帶，低電位帶、低化學(xué)位帶及低變質(zhì)帶運(yùn)移、富集、沉淀。廣泛發(fā)育硅化、絹云母化，礦石多具浸染狀、網(wǎng)脈狀構(gòu)造，礦床沉積特征漸趨消失而熱液特點(diǎn)明顯。成礦溫度主要在300℃～200℃間，壓力2千帕～4千帕（表2），PH值為6.55～7.38。

綜合上述，變質(zhì)分異和重結(jié)晶階段一些金屬硫化物如黃鐵礦等晶出溫度為300℃～450℃，大量含銀金屬硫化物，銀礦物及脈石礦物在200℃～300℃間沉淀，銀礦床形成于175℃～320℃間，因此，區(qū)域變質(zhì)階段是主要的成礦階段。

4.3 熱變質(zhì)作用

華力西期、燕山期酸性巖漿活動(dòng)對(duì)礦床有改造作用，大規(guī)?；◢弾r化作用的影響，也加富了已形成的礦體。

此外，云煌巖脈局部穿切礦體或自身具礦化，但成礦物質(zhì)仍來自礦源層。從本礦床的成礦作用考慮，熱變質(zhì)作用占次要地位。

4.4 淋濾作用

礦床形成后有次生、殘余富集現(xiàn)象，致使貴金屬略有富集，而硫化物賤金屬則在中淺部礦石品位增高。

因此，破山銀礦床是在多種地質(zhì)作用下，銀元素在一定范圍內(nèi)（礦源層）經(jīng)多次富集和積累而形成的，從成礦物質(zhì)來源和主要成礦地質(zhì)作用分析，本礦床為層控火山～沉積～變質(zhì)熱液礦床。

5 結(jié)論

破山銀礦位于圍山城金銀多金屬成礦帶的西段。賦存在新元古界歪頭山組上部（Pt3w3）第二巖性段的炭質(zhì)絹云石英片巖中，礦體產(chǎn)出受地層和褶皺構(gòu)造雙重控制。成礦物質(zhì)主要來自歪頭山組地層。

成礦過程經(jīng)歷了火山—沉積、區(qū)域變質(zhì)、巖漿活動(dòng)改造以及次生殘余富集四個(gè)階段，屬層控火山～沉積～變質(zhì)熱液礦床。