刘文毅，何美香，孙宏伟，王良，李晓姣
(1.河南省有色金属地质矿产局第七地质大队， 河南 郑州 450016; 2.河南省有色金属矿产探测工程技术研究中心， 河南 郑州 450016; 3.河南省自然资源科技创新中心(多源遥感应用研究)， 河南 郑州 450016)
大别山地处中国大陆中东部，西接秦岭造山带，夹持于华北和扬子板块之间，在中生代最终聚合形成(张国伟等，2001)。前人在大别山地区开展了大量地质找矿与研究工作(符光宏，1994；
潘成荣，1999；
袁要伟等，2018；
李莉等，2019；
何美香，2020；
索忠连等，2020；
王巧玲等，2021；
张玉明，2022)，对区域内与金、银、钼多金属矿成矿关系密切的地层(丁莉等，2006)、构造(马昌前等，2003；
李海龙等，2017)、岩浆岩(王超等，2010；
陈伟等，2013；
高昕宇等，2013；
孟芳，2013；
万俊等，2017；
武昱东等，2017)等方面进行了较为全面的研究，取得了一系列成果，尤其是光山县陈冲岩体及谭冲岩体形成于133.1 Ma，指示早白垩世岩浆活动及岩浆起源于扬子北缘古老地壳物质部分熔融，母岩浆形成深度和压力较大，可能形成于加厚下地壳环境(朱江等，2019)。但是对于临近的泼河岩体的研究却鲜有报道，这制约了我们对该地区成岩成矿的认识。本文通过对泼河岩体地质特征、岩石地球化学、副矿物以及蚀变矿化的研究，分析岩体成因及找矿潜力，以期为本区基础地质研究及找矿工作提供参考。
研究区处在新县断裂与桐—商断裂交汇处东北部约5 km(图1)，基本构造格架表现为高压—超高压变质带被低缓伸展滑脱片麻理带所改造而形成的片麻岩穹窿带，后期岩浆活动及混合岩化作用强烈，地质构造比较复杂(杨继兵等，2016)。区域出露地层主要为中上元古界浒湾岩组(Pt2+3h)、震旦系—下奥陶系统肖家庙岩组(Z-O1x)、泥盆系南湾组(Dn)、白垩系(K)及第四系(Q)等(何美香，2020)。其中，浒湾岩组(Pt2+3h)主要岩性为中基性—酸性火山岩，肖家庙岩组(Z-O1x)主要岩性为泥砂质碎屑岩夹碳酸盐岩，南湾组(Dn)主要岩性为黑云石英片岩，白垩系(K)主要岩性为安山玢岩。
图1 研究区大地构造位置图(据杨泽强, 2007)
2.1 泼河岩体及围岩特征
研究区内泼河岩体位于泼陂河镇西南部(图2)，北起陈冲，南至傅马冲，东临泼河水库，西接独山寨，出露面积约2.5 km2。呈帽形岩株状，长轴方向北北东，北东端宽度较小，南西端较大，岩体两侧沿北西西向多有分叉的岩枝，以南西端最突出。明显反映岩体形态受北北东、北西西两组构造所制约。岩体与围岩界限清楚，倾向不定，北东端上部倾向北东，下部转向北西，倾角70°～75°。
图2 光山县泼河岩体区域地质简图(据贡二辰等，2016②修改)1—第四系；
2—白垩系周家湾组/陈棚组；
3—泥盆系南湾组三段/二段；
4—震旦系—下奥陶系统肖家庙岩组四岩段/三岩段；
5—中上元古界浒湾岩组；
6—下白垩统周湾独立单元石英闪长岩/泼河花岗斑岩；
7—下白垩统谭冲二长花岗岩/新县序列第二单元中粒二长花岗岩；
8—王母观片麻状辉长岩/夏泉片麻状碱长花岗岩；
9—花岗斑岩脉/花岗岩脉；
10—正断层/逆断层；
11—区域性韧性剪切带/火山角砾岩筒；
12—研究区位置
泼河岩体的岩石类型有黑云斜长花岗斑岩或斜长花岗斑岩、花岗斑岩、爆破角砾岩(角砾主要成分为(黑云)斜长花岗斑岩、花岗斑岩)等(图3)，以爆破角砾岩为主。局部有石英闪长玢岩的捕虏体。不同岩石类型之间一般均无明显界限，呈渐变过渡关系(曾繁实，1982①)。各类岩石的主要矿物组合及特征如表1。
图3 泼河岩体不同岩性正交偏光照片(×11)(曾繁实，1982①)
表1 泼河岩体各类岩石的矿物组分、结构、构造统计表
爆破角砾岩的角砾成分不一，角砾大小不等，角砾化程度不同，主体岩性也有差异。其中，爆破角砾岩的岩浆岩角砾成分主要为黑云斜长花岗斑岩和花岗斑岩，前者角砾含量5%～15%，砾径多小于l cm，砾径大小较均一；
后者角砾含量不等，一般为5%～10%，最多可达40%，砾径相差悬殊，自0.5～50 cm。爆破角砾岩的围岩角砾主要有两种，与前述岩浆岩角砾相对应，围岩角砾分别为黑云变粒岩、绢云石英片岩。
泼河岩体侵入的围岩主要为泥盆系南湾组(Dn)(图4)。界限清楚，岩体边部有近东西向呈蟹爪状的脉体，侵入南湾组中。岩体北西部被白垩系陈棚组(K1c)火山岩超覆(图4)。岩体中可见围岩捕虏体。
图4 光山县泼河岩体地质简图(据曾繁实，1982①修改)1—第四系；
2—陈棚组安山玢岩；
3—南湾组黑云石英片岩；
4—花岗岩；
5—爆破角砾岩；
6—斜长花岗斑岩；
7—钻孔位置及编号；
8—片理产状
(1)泥盆系南湾组(Dn)：分布于泼河水库一带，呈北西西—南东东向带状展布。南湾组地层岩性相对简单，变质程度较低，构造变形相对简单，总体上为一套快速沉降、低成熟度陆源碎屑建造。主要由黑云石英片岩、绢云斜长片岩、斜长变粒岩、斑点状黑云斜长变粒岩、黑云斜长片岩、绿帘(绿泥)斜长变粒岩夹角闪方柱石英岩、斜长角闪片岩薄层组成。
(2)下白垩统陈棚组(K1c)：主要分布在泼陂河西、东部，其岩性主要为安山玢岩、晶屑凝灰岩、熔结凝灰岩、火山凝灰岩、安山岩。
2.2 蚀变与矿化特征
泼河岩体的蚀变较强，有黄铁矿化、绢云母化、硅化、碳酸盐化、黑云母化、高岭土化。以前三者较普遍。地表的次生矿化，仅在岩体的东部五里墩采石场见有次生孔雀石。除此，仅局部(如林场东)见沥青状褐铁矿，及普遍存在的斑点状褐铁矿化。岩体深部的原生矿化蚀变，据钻孔岩心资料，由表至里黄铁矿化普遍，局部可见黄铜矿、辉钼矿，其品位均低于工业要求。
本文样品的主量、微量元素的测试分析(表2、表3)在核工业北京地质研究院分析测试研究中心完成。其中，爆破角砾岩样品测试的角砾为岩浆岩角砾。采用Philips PW2404 X荧光光谱仪测试主量元素，经过烘样、秤样、烧蚀样品、冷却样品，最后再烧蚀后称重，计算出烧失量，精度优于5%。采用Finnigan-MAT有限公司制造的ELEMENT-1等离子质谱仪测定微量元素，样品首先溶解在高压闷罐中，再称取40 mg样品进行初溶，置195 ℃烘箱内加热48 h，然后进行复溶，将复溶的样品稀释1000倍，最后测试，精度优于10%。
表2 泼河岩体各类岩石的化学成分及扎氏数值特征表
4.1 主量元素
泼河岩体中SiO2含量为66.96%～74.76%，K2O 含量变化于 4.51%～5.35%，K2O+Na2O 含量变化于 8.02%～9.24%之间，K2O/Na2O 比值变化于1.10～1.93，A/CNK为1.44～1.91，里特曼指数σ为2.03～3.48，莱特碱度率A.R为2.28～3.25，分异指数DI为84.59～93.30，固结指数SI为0.93～10.34。根据戴里花岗岩与花岗闪长岩的岩石化学成分组成特征(刘振声和汪之明，1966)，从岩石化学成分与扎氏数值特征(表2)等资料可以看出：黑云斜长花岗斑岩的岩石化学成分介于戴里的花岗岩与花岗闪长岩之间。差异表现在K2O>Na2O，钾钠高、钙低，扎氏特征值反映a值大，c值小，硅饱和，a:c值大，说明斜长石偏酸性。补充参数中出现a＇，岩石属铝过饱和系列。SiO2过饱和富于碱。花岗斑岩与戴里值相较硅稍高，钾、钠偏高，钙镁偏低。与黎彤等人的花岗岩平均值(黎彤和饶纪龙，1963)相较硅、钾稍高，钠接近，钙镁偏低。基本特征是硅、钾高，钙镁低。扎氏数值特征b、c值小，硅饱和，a:c值大，同样表明富酸、碱，有a＇值，岩石属铝过饱和系列。爆破角砾岩的岩浆岩角砾之岩石化学成分大体接近黑云斜长花岗斑岩，特征是贫镁。
4.2 微量元素
光谱测定微量元素之平均值如表3。黑云斜长花岗斑岩中Mn、Ti、Be等微量元素18项，除Mn、Be、B、Y低于维氏值外(雷慈坤等，2014)，其它均高于维氏值。其中Cu高4倍、Pb高2倍、Mo高13倍、Ag高7倍、Cr高2倍、Au高32倍。以Ag、Mo高、含Au为其特征；
爆破角砾岩测定18项，除Mn、Be、Y、Zr低外，其它均高。其中Pb高1.4倍、Ag高2倍、Cr高3倍、Au高26倍。以Ag高、含Au为其特征。
表3 泼河岩体各类岩石微量元素分析成果对照表
5.1 岩体时代
泼河岩体上部为白垩纪火山岩超覆，通过锆石U-Pb定年得出火山岩的同位素年龄值为 99.4 Ma；
岩体本身的同位素年龄值为110 Ma(曾繁实，1982①)。泼河岩体周边的其他岩体，呈岩株状分布，沿着桐—商断裂两侧不规则展布，其中，通过锆石U-Pb定年得出郑塆岩体同位素年龄为110～105 Ma、宝安寨岩体同位素年龄为115 Ma、大银尖岩体同位素年龄为108 Ma、大帽岭岩体同位素年龄为85 Ma(曾繁实，1982①)。西大别山地区谭冲和陈冲岩体的锆石U-Pb年龄分别为(133.1±1.5) Ma 和(133.1±0.8) Ma(朱江等，2019)。泼河岩体岩石地质地球化学特征、岩性矿物组合与陈冲岩体类似(朱江等，2019)，因此，认为泼河岩体可能与陈冲岩体属于同时期侵入岩体，可能属于燕山晚期侵入成岩。
图5 泼河岩体 FeO/(FeO+MgO)-SiO2图解(底图据 Frost et al., 2001)
5.2 岩石成因类型
目前，以源区性质等划分的I型、S型、A型和M型花岗岩分类是最常用的花岗岩分类方案(吴福元等，2007)。
前述岩石地球化学特征显示，泼河岩体中SiO2含量变化于66.96%～74.76%；
在SiO2-AR图解中(图6)，泼河岩体分析样品落入碱性—钙碱性岩区域；
K2O 含量变化于4.51%～5.35%，在SiO2-K2O图解(图7a)落入岩体属于钾玄岩—高钾钙碱性系列；
K2O+Na2O 含量变化于 8.02%～9.24%之间，A/NK-A/CNK图解中落入过铝质区域，指示岩体属于过铝质岩石(图7b)；
K2O/Na2O 比值较高，为1.10～1.93，显示钾质花岗岩特征；
里特曼指数σ为2.03～3.48，属于碱性—钙碱性岩。这与I型花岗岩的高硅、弱过铝、钙碱和高钾等特征不完全吻合(刘文毅等，2019)，岩石的过铝质特征(A/CNK>1.1)与S型花岗岩相符，但泼河岩体中P2O5含量不高(0.032%～0.150%)，且SiO2含量与P2O5含量整体呈现出负相关(图8)与S型花岗岩不相符(高奕霖等，2019)。并且泼河岩体中，CIPW计算结果刚玉含量多小于1%，排除了S型花岗岩的可能。根据图5所示，大部分数据投到镁质花岗岩区域，排除了A型花岗岩的可能。
图6 泼河岩体SiO2-AR图解(底图据Wright, 1969)
图7 泼河岩体K2O-SiO2 (a)和A/NK-A/CNK(b)图解(图a，据Peccerillo and Taylor, 1976；
图b, 据Ewart, 1982)
综上所述，除了岩石的过铝质特征外，泼河岩体基本上与I型花岗岩特征相吻合。强过铝质特征并不适用于岩相变化大的分异型花岗岩(朱江等，2019)，结合泼河岩体的矿物组成、岩石地球化学特征认为，泼河岩体具有高硅、过铝质、钙碱—碱性和高钾等分异型I型花岗岩岩石特征。
5.3 岩石演化特征
岩体的演化特征可以通过分异指数(DI)来分析，分异指数是岩浆分离结晶程度和岩浆基性程度的标志，是一种重要的岩石化学参数。分异指数越大，说明岩浆分离结晶作用越强烈，酸性程度越高。分异指数(DI)=Qz+Or+Ab+Ne+Lc+Kp，通过该计算式可以求出泼河岩体岩浆的分异指数，从而确定母岩浆的分异程度(刀艳，2016)。泼河岩体的分异指数较高(DI=84.59～93.30)，表明岩浆有较强的分异作用。根据表2可以计算得出，花岗斑岩的固结指数界于0.93～3.18之间，斜长花岗斑岩固结指数界于2.23～10.27之间，爆破角砾岩固结指数为1.10。因此，泼河岩体内原始岩浆的固结指数变化较大，岩体岩相变化大。根据泼河岩体矿物组分(表1)、P2O5-SiO2关系图解(图8)以及哈克图解(图9)投图数据可以得出：随着岩浆分异演化及SiO2含量提高，P2O5含量降低，表明有磷灰石分离结晶；
Al2O3+CaO/Na2O含量降低，表明有斜长石分离结晶；
MgO、Fe2O3含量降低，表明有黑云母等暗色矿物分离结晶；
TiO2含量降低，表明有金红石分离结晶。
图8 泼河岩体 P2O5-SiO2关系图解
图9 泼河岩体的哈克图解
5.4 成因探讨
泼河岩体呈小岩株状，受北北东、北西西两组构造所制约，呈岩枝状贯入围岩，围岩因受挤压、冲击较破碎。岩体的岩石类型为中酸性—酸性，具有高硅、过铝质、钙碱—碱性和高钾等分异型I型花岗岩岩石特征。岩体岩相变化大，主要以爆破角砾岩形式产出，构成一个爆破角砾岩(角砾岩成分主要为同期花岗斑岩和(黑云)斜长花岗斑岩)为主体的浅成—超浅成岩(曾繁实，1982①)。
随着岩浆分异演化及SiO2含量提高，岩浆发生了较强的分异作用，经历斜长石、磷灰石、金红石以及暗色矿物(黑云母等)分离结晶作用。显然这种演化过程不是一次完成的，而是在脉动条件下多次上侵演变的结果(郭军，2021)。这点从岩体本身岩石类型的多变，所具复式岩体的特点等均可佐证。岩浆的上侵、演化基本是在构造控制的条件下进行的，因此有利于保持一些深成岩浆的特征，并同时在构造发育或交汇的部位成岩。
5.5 找矿潜力
研究区内分布于林场一带的黑云斜长花岗斑岩体有铜、钼、金的原生晕组合异常。另外，泼河岩体中(表3)金含量高于同类岩石平均值的32倍，铜高4倍，银高7倍，南部与东部有激电异常，铅、锌原生晕异常。单矿物分析结果显示黑云母含铜 1000～5000 ppm，磷灰石含铜30～100 ppm，金红石含铜50～100 ppm。根据研究区地表探槽揭露以及深部钻孔验证情况，研究区内发现金多金属矿(化)体18条，细脉状黄铁矿化蚀变与金多金属矿关系密切，说明研究区内有找金多金属矿的潜力。
(1)泼河岩体属于燕山晚期侵入成岩，主要岩石类型有：花岗斑岩、(黑云)斜长花岗斑岩、爆破角砾岩。以爆破为主要成岩形式，构成一个爆破角砾岩为主体的浅成一超浅成岩。
(2)泼河岩体岩石类型为中酸性—酸性，具有高硅、过铝质、钙碱—碱性和高钾等分异型I型花岗岩岩石特征。
(3)泼河岩体内原始岩浆的分异DI指数变化较大，经历斜长石、磷灰石、金红石以及暗色矿物(黑云母等)分离结晶作用。
(4)泼河岩体中金多金属背景值高，区内有找金多金属矿的潜力。
注 释
① 曾繁实.1982.河南省新县苏家河至光山县泼河一带1:5万区域地质矿产报告[R].郑州：河南省地质矿产勘查开发局区域地质调查队.
② 贡二辰,刘文毅,李玉芹,王伟,陈晓明,王学贞,余智慧,何美香,王巧玲,贡宇龙,袁要伟,王晓黎.2016.河南省光山县陈冲岩体岩石学及地球化学研究报告[R].郑州：河南省有色金属地质矿产局第七地质大队.
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