武当-桐柏-大别成矿带地质矿产调查十二五成果

1.地层

在前人研究的基础上，结合本次调查研究成果，根据工作区内各地层单位的组成特征、空间展布、构造形态、形成构造背景特征等，本次工作对区内岩石地层区进行合理划分，建立了区内地层层序和地层格架，将工作区划分为15个组级岩石地层单位（共21个段级填图单元）和6个第四系成因类型填图单位（图1）。

在原新元古代李仙桥岩体中解体出新太古界太华岩群荡泽河岩组（Ar3d.）捕虏体，该捕虏体为一套变质表壳岩系。

在宽坪岩群谢湾岩组二岩段（Pt3x2）含黑云母大理岩中采取的微体化石，经鉴定有光面球藻（Leiosphaeridiaspp.）、波托尼藻？（Podolina？sp.）、两突光面梭形藻（Leiofusidiumdibium）（Jankaskas，1992），与早先报道的俄罗斯地台新元古代地层中的波托尼藻（Podolina）和光面梭形藻（Leiofusidium）具有可对比性，故本文将宽坪岩群的时代定为新元古代，但并不排除有早古生代地层混入的可能（第五春荣等，2010）。

歪头山组一段（∈w1）斜长角闪片岩中获得的锆石U-Pb同位素年龄为485±12Ma，歪头山组三段（∈w3）的二云斜长片麻岩中获得碎屑锆石年龄主要集中在553～484Ma。结合已有的化石资料，本文确定歪头山组形成于早古生代，时代为寒武纪。

二郎坪群张家大庄岩组（Oz）斜长角闪岩中获得锆石U-Pb年龄为454.3±3.5Ma，属于晚奥陶世。结合前人关于二郎坪群中微体化石和时代的研究（LiuXC，etal.，2013），本文认为二郎坪群的形成时代为奥陶纪。

郭庄岩组白云斜长片岩中测得碎屑锆石U-Pb同位素年龄集中在1571～1001Ma。结合已有资料，本文认为秦岭岩群的形成时代为中元古代较为合理，但不排除为新元古代地层的可能。

根据岩性组合特征及与豫西地区对比，将前人在区内划分的上古生界蔡家凹组（Pz2c）对比为秦岭岩群雁岭沟岩组（Pt2y.），发现以白云石大理岩、白云质大理岩、蛇纹石化大理岩、石墨（碳质）大理岩为主（图2）。

在肖家庙岩组白云石英片岩中采取微体化石，经鉴定主要为底栖藻类碎片（fragmentofbenthonic algae），该类低等植物藻类化石在新元古代地层较为常见。结合区域上侵入该地层基性岩的年龄635±5Ma（据刘贻灿，2006）、611±13Ma（陈玲，2006），本文将肖家庙岩组时代置于中南华世。

研究了区内南襄盆地第四系的形成时代、物质组成和沉积环境。获得了一批第四系的年龄：下更新统（Qp1）获得了2163～804Ka共6个ESR年龄；中更新统（Qp2）获得了351±113ka、628±111ka共2个ESR年龄；上更新统获得了48.4～12.3ka共7个OSL年龄；全新统获得了9.7±0.4ka的OSL年龄和3.70±0.15ka、5.74±0.26ka共2个14C年龄。在第四系中采集了大量孢粉，为区内南襄盆地第四系环境的演化提供了理论依据。

2.岩浆岩

本次工作将区内中生代以前的侵入岩划分为3个岩浆岩带，即华北陆块南缘岩浆岩带、北秦岭岩浆岩带和南秦岭岩浆岩带，并根据岩石学特征、接触关系、岩石地球化学特征及多个锆石U-Pb同位素年龄数据，建立了工作区岩浆演化序列。

本次工作对原划分的“新元古代”李仙桥岩体进行了详细的解体，从中填绘出多个新太古代二长花岗质片麻岩，获得了锆石U-Pb年龄范围为2556～2510Ma，为研究华北古陆块早期岩浆活动提供了依据。该岩体主体仍为似斑状二长花岗岩、黑云母二长花岗岩和中细粒二长花岗岩等岩性。从中获得的6个131～120Ma的锆石U-Pb同位素年龄，表明其侵位时代为早白垩世，形成于陆内造山环境的挤压向伸展转化期，被认为起源于地壳深熔作用（李运冬，2018a）。

图1　工作区地质简图

1.第四系；2.新近系；3.古近系；4.大红口组；5.太华岩群荡泽河岩组；6.刘山岩组；7.张家大庄组；8.大栗树组；9.歪头山组；10.谢湾岩组；11.四岔口岩组；12.雁岭沟岩组；13.郭庄岩组；14.南湾组；15.肖家庙岩组；16.龟山岩组；17.早白垩世酸性侵入岩；18.晚三叠世碱性侵入体（岩脉）；19.早泥盆世基性—超基性侵入岩；20.早志留世中酸性侵入岩；21.早志留世基性—超基性侵入岩；22.早志留世酸性变质侵入岩；23.青白口纪酸性变质侵入岩；24.新太古代酸性变质侵入体；25.实测断层；26.推测断层（F1.羊册-明港断裂；F2.邢集-小董庄断裂；F3.大河断裂；F4.松扒断裂；F5.老湾断裂；F6桐商断裂）；27～32.矿产图例及编号（1.月儿湾金矿；2.破山银矿；3.刘山岩铜锌矿；4.银洞坡金矿；5.歇马岭金矿；6.柳树庄蛇纹岩矿；7.银洞岭银铅锌矿；8.双河镇油田；9.安鹏天然碱矿；10.下二门油田）

图2　雁岭沟岩组石墨大理岩

新识别出的桃园岩体主体为一套早志留世的奥长花岗岩-花岗闪长岩-英云闪长岩（TTG岩系），次为辉长岩、闪长岩和二长花岗岩，获得了9个445.3～423.2Ma之间的锆石U-Pb同位素年龄（谷浩，2017），为二郎坪早古生代岛弧岩浆岩带提供了新的年代学证据。

本次工作在原划秦岭岩群郭庄岩组中新解体出早志留世片麻状花岗岩（S1γog），并获得其锆石U-Pb同位素年龄428.8±2.8Ma、444.9±2.8Ma，其岩石学和地球化学特征显示其为一套过铝质高钾钙碱性岛弧-同碰撞花岗岩。

本次工作填绘出官庄-大陈庄基性—超基性岩浆岩带，对其形成时代进行了U-Pb年代学测试，获得了432.3±1.9Ma和435.0±2.2Ma两组锆石U-Pb年龄，明确其侵位于早志留世，地球化学特征显示具岛弧岩浆岩性质。

本次工作填绘出柳树庄基性—超基性岩浆岩带，对其形成时代进行了U-Pb年代学测试，获得了405.3±1.3Ma、413.8±1.9Ma和414±8Ma三组锆石U-Pb年龄，表明其侵位于早泥盆世。其成因可能为板块俯冲诱发了地幔底侵，岩浆上涌，在秦岭微陆块北侧沿深大断裂侵位形成。

本次工作对程湾岩体进行了时代探讨，获得了793.0±4.1Ma的锆石U-Pb年龄，明确其侵位于青白口纪，其形成可能与南华纪扬子陆块北缘裂解有关（李运冬，2018b）。(www.xing528.com)

本次工作对燕山期梁湾岩体、四方山岩体进行了U-Pb年代学测试，获得梁湾岩体侵位时限为129.6±0.5Ma和135.0±1.5Ma，四方山岩体侵位时限为136±1.1Ma。二者均为燕山期陆内造山环境下的产物。

通过对工作区出露主要火山岩的岩石地球化学特征的研究，本文初步判定了各火山岩的成岩环境。秦岭岩群变基性火山岩是一套富钠贫钾的钙碱性玄武岩、玄武安山岩，属活动大陆边缘岩浆作用的产物；大红口碱性火山岩为一套富钾、过铝质碱性岩系，形成于板内裂谷环境；宽坪变基性火山岩同时具有大洋拉斑玄武岩和钙碱性玄武岩的特征，属典型弧后盆地的产物；二郎坪基性火山岩具较强的分带性特征，从大栗树组至刘山岩组，岩石系列具拉斑系列至钙碱性系列演化过程，属弧岩浆作用的产物，且可能反映了从弧后盆地至岛弧的形成、演化过程（李法岭等，2017）；歪头山组火山岩主体为一套拉斑—钙碱性玄武岩、玄武质安山岩，具弧岩浆活动的特点。

3.变质岩

本次工作研究了工作区的变质岩岩石学、矿物学特征，厘定了各变质地层的典型变质矿物组合，确立了各变质地层的变质相系和变质相带：栾川群大红口组、南湾组属低绿片岩相黑云母带；二郎坪群、肖家庙岩组属高绿片岩相铁铝榴石带；宽坪岩群、歪头山组、龟山岩组属低角闪岩相蓝晶石-十字石带；秦岭岩群、太华岩群荡泽河岩组属中压高角闪岩相矽线石带。

本次工作对各地层组的变质作用和变质作用期次进行了初步的归纳总结。吕梁期为太华岩群的前进峰期变质期；晋宁期变质为工作区内秦岭岩群、宽坪岩群、龟山岩组记录，并为其前进峰期变质期；加里东期变质作用对工作区内变质岩影响深远，几乎所有变质地层组均在此时达到或已经达到巅峰前进变质相；海西—印支期时，所有变质岩均具强烈的退变质作用；燕山期早白垩世花岗岩体的大规模侵位以及张性断裂的发育，是该时期岩石发生退变质作用的主要因素。

4.构造

结合地球物理资料，本次工作查明了羊册-宋家场断裂（栾川断裂）、后李园-楼房断裂（邢集-小董庄断裂）、大河断裂（朱阳关-夏馆断裂）、曹城断裂（松扒断裂）、和庄断裂（老湾断裂）和杨庄断裂（桐柏-商城断裂）等在工作区内的空间展布；以上述断裂为界，将工作区自北向南依次划分出栾川新元古代裂谷、宽坪新元古代—早古生代弧后盆地、二郎坪早古生代岛弧、秦岭中新元古代微陆块、龟山构造混杂岩带、南湾晚古生代残余盆地、肖家庙新元古代陆棚陆坡带7个三级大地构造单元，建立了工作区构造格架。

本次工作对不同构造单元的各类构造形迹进行了调查，对各单元的变形期次进行了总结，提高了工作区地质构造的研究程度（图3、图4），同时结合地球物理特征，对区内南襄盆地的物质组成、盆地充填序列及南襄盆地的形成机制进行了探讨。

图3　羊册—宋家场断裂主断裂面发育的变晶糜棱岩（王店乡南侧，镜头190°）

图4　曹城断裂钙质糜棱岩S-C组构、σ旋斑（龟山岩组内，显示左行剪切特征，镜头为40°）

对工作区内地质构造演化序列及地质发展史进行了探讨，划分了7个演化阶段，分别为太古宙古陆核形成阶段，古元古代—新元古代早期初始裂谷形成阶段，新元古代中、晚期板块裂解阶段，早古生代—晚古生代初期板块收敛俯冲阶段，晚古生代中期—中生代初期板块碰撞造山阶段，中生代陆内造山阶段，新生代断陷盆地发展演化阶段。

5.化探和遥感异常

本次工作获得了系统的地球化学资料，编制了地球化学图件，为本区地质研究、矿产资源潜力评价等提供了基础的地球化学资料。

通过马道幅1∶5万水系沉积物测量，本次工作查明了区内及其典型地质体中Au、Ag、Cu、Pb、Zn等21种元素的地球化学分布、分异特征以及富集规律，系统分析了区内地球化学异常特征及地质-地球化学找矿意义。马道幅圈出单元素异常831个，其中Au异常55个，Ag异常44个，As异常32个，Ba异常41个，Bi异常25个，Co异常33个，Cr异常43个，Cu异常43个，F异常49个，La异常26个，Li异常22个，Mn异常52个，Mo异常43个，Ni异常45个，Pb异常43个，Sb异常40个，Sn异常36个，W异常17个，Y异常44个，Zn异常63个，Fe异常35个；圈定29个地球化学综合异常，其中甲类异常15个，乙类异常4个，丙类异常10个；系统地对综合异常进行了剖析和论述，编制了综合异常登记表。

本次工作对区内各主要地层、侵入岩、一级、二级构造单元边界断裂建立了遥感解译标志。提取了羟基、铁染蚀变遥感异常信息，共圈出铁染蚀变遥感异常带4个，其中1号、2号和3号异常区带异常强度大，异常范围大，且和已知矿床（点）、本次划分的V级成矿区带吻合较好。

6.找矿成果与靶区优选

新发现矿（化）点共28处（矿点15处，矿化点13处），其中铁矿点8处，铁矿化点10处，金矿点1处，金矿化点1处，铜金银铅多金属矿点1处，银铅多金属矿化点1处，铅锌矿点1处，铅矿化点1处，萤石矿点1处，花岗岩石材矿1处，水泥用大理岩1处，溶剂灰岩1处。

本次工作采用1∶1万地质土壤测量、1∶1万土壤剖面测量、1∶1万地质草测和少量探槽工程等手段，对工作区1∶5万物探、化探异常和新发现的矿（化）点进行了概略检查和重点检查；其中通过1∶1万土壤测量，在鲁老庄重点检查区（Ⅰ区）圈出各类单元素异常77个；圈出综合异常4个；摩尔山重点检查区（Ⅱ区）圈出各类单元素异常341个；综合异常12个；大河镇西重点检查区（Ⅲ区）圈出各类单元素异常97个，综合异常4个。

通过地层、侵入岩、火山岩、构造与成矿关系的研究，本次工作分析了工作区的控矿地质条件，建立了贵金属、有色金属、黑色金属、非金属矿产的找矿标志；根据区内矿产分布特征和物探、化探、遥感特征，对本区的成矿潜力进行了评价，划分了5个Ⅴ级成矿区带，即条山铁、金银多金属成矿带（V1）；围山城金银多金属成矿带（V2），刘山岩铜锌成矿带（V3），老和尚帽银多金属成矿带（V4）和双河-王集-泌阳石油、天然碱成矿区（V5）；圈定了5个A类远景区和1个B类远景区，分别为围山城金银多金属成矿远景区（A1）、刘山岩铜锌多金属成矿远景区（A2）、月儿湾成矿远景区（A3）、安鹏天然碱成矿远景区（A4）、双河-王集-泌阳石油成矿远景区（A5）和老和尚帽银多金属成矿远景区（B1）；优选了2处找矿靶区，即泌阳县马道铅锌金多金属找矿靶区和八座山铜金银铅多金属矿靶区。