河南省卢氏县八宝山铜矿床地质特征及成因

冷小明，高锋辉，王亚伟，喻培刚，丁 毅

(1.河南省地质矿产勘查开发局第一地质矿产调查院，河南洛阳 471000；
2.河南省金银多金属成矿系列与深部预测重点实验室，河南洛阳 471000；
3.自然资源部贵金属分析与勘查技术重点实验室，河南洛阳 471000)

研究区位于河南省卢氏县潘河乡，前人对区域成矿规律及成矿模式等进行了多项研究(陈毓川等，1994；
裴荣富等，1995；
王长明等，2005；
陈衍景，2006，2009；
马桂霞和李维明，2006；
肖中军等，2007；
毛冰等，2011；
张照锋等，2013)，多认为该矿床以铁矿化为主，伴有少量铜、钼和铅锌矿化，成因为矽卡岩型，但前人的研究更多偏向于区域矿床，对八宝山小岩体的研究深度不够，尤其是八宝山斑岩型矿床及其成矿规律研究较少。该矿区2016-2020年开展了详细的基础地质、物探、化探和钻探工作，结合当地矿山生产情况，发现了多个斑岩型、矽卡岩型矿体，深入研究后发现矿区深部可能存在中-大型斑岩型矿体，矿区资源量有很大提升潜力，尤其是矿区成矿规律的研究有了新的认识，认为八宝山矿区为斑岩-矽卡岩型类型。研究区区域上发育两条规模较大的北东向岩浆成矿带，即八宝山-杜关岩浆岩成矿带和夜长坪-银家沟岩浆岩成矿带。近年来发现成矿带内有多个大中型矿床，如夜长坪大型斑岩-矽卡岩型矿床(颜正信等，2007)、银家沟大型多金属硫铁矿床(燕长海等，2002；
杨德彬等，2004；
张孝民等，2008；
武广等，2013；
李文智等，2014)、曲里铁锌铜矿床(印修章等，2001)、后瑶峪小型铁铅锌矿床(李铁刚等，2013)、八宝山中型铁铜矿床等，通过研究该矿床成因及成矿模式，不仅能提升研究区资源储量，也为研究区附近成矿带内寻找相同类型矿床或者隐伏矿床，尤其是在河南境内寻找斑岩型铜矿，提供借鉴意义。

研究区位于华北克拉通南缘、东秦岭造山带西段，地处卢氏-栾川陆缘褶断带中(图1)。区内出露地层为中元古界官道口群、新元古界栾川群及震旦系。岩浆活动强烈，主要集中于新元古代、中生代，其岩浆源可能为华北地块南缘的中-下地壳岩层(齐秋菊等，2012)，或是俯冲于华北克拉通南缘地壳下的杨子陆壳(包志伟等，2009)。与成矿关系密切的中酸性小岩体非常发育，围岩蚀变普遍。区内断层构造发育，以东西向断层为主，北北东向断层次之，总体显示浅层次构造变形特征，并将岩石挤压、切割成大小不一的断块。根据断层形态产状、切割关系等，可识别出侧向拉张和区域性差异升降两期构造作用。物化探异常明显，具规模大、强度高、套合度好等特点。成矿背景条件较好，形成一定规模的多金属成矿区。

图1 豫西地区大地构造分区图(据注释③修改)Fig.1 Geotectonic zoning map of western Henan(modified from Note ③)1-断层；
2-大地构造分区界线；
3-县城；
4-研究区位置；
5-省界1-fault;2-tectonic boundary;3-county seat;4-study area;5-provincial boundary

矿区处于华北板块南缘的卢氏-栾川陆缘褶断带西北段杜关-夜长坪成矿远景区内(图2)。区域上发育八宝山-杜关岩浆岩成矿带和夜长坪-银家沟岩浆岩成矿带。区内已发现大量成矿岩体，如银家沟、夜长坪、八宝山、柳关等。八宝山矿区位于八宝山-杜关岩浆岩成矿带南端。

图2 区域矿产分布图(据注释③修改)Fig.2 Regional mineral distribution map(modified from Note ③)1-硫铁矿；
2-铅锌矿；
3-钼矿；
4-铁矿；
5-铜矿；
6-铁锌铜矿；
7-元古界火山岩系；
8-盆地沉积地层；
9-构造；
10-闪长岩类岩体；
11-花岗岩类岩体；
12-正长岩类岩体；
13-工作区1-pyrite ore;2-lead-zinc ore;3-molybdenum ore;4-iron ore;5-copper ore;6-iron-zinc-copper ore;7-Proterozoic volcanic rock system;8-basin sedimentary strata;9-structure;10-diorite rock mass;11-granite rock mass;12-syenite rock mass;13-work area

2.1 地层

矿区地层分区属熊耳山地层小区，为一套中元古界至下古生界滨浅海碳酸盐-碎屑岩沉积建造，中低级区域变质。由北至南分别为：中元古界管道口群(龙家园组、巡检司组、杜关组、冯家湾组)，新元古界栾川群煤窑沟组，下古生界淘湾群三岔口组、风脉庙组及秋木沟组(图3)。八宝山岩体属燕山早期中酸性浅成小岩体(成岩年龄146 Ma)(第五春荣等，2007；
曾令君等，2013)。容矿围岩为管道口群杜关组和冯家湾组，主要岩性为硅质(燧石)条带白云岩、细晶白云岩，呈侵入接触，接触带具强烈矽卡岩化。

图3 八宝山矿区地质略图(据注释③修改)Fig.3 Geological sketch of the Babaoshan mining area(modified from Note ③)1-第四系；
2-冯家湾组；
3-杜关组；
4-黑云二长花岗斑岩；
5-正长斑岩脉；
6-正长花岗斑岩；
7-花岗斑岩脉；
8-安山玢岩脉；
9-石英脉；
10-地质界线；
11-产状；
12-构造产状；
13-实测(推测)断裂及其编号；
14-钻孔及其编号；
15-勘探线位置及其编号1-Quaternary;2-Fengjiawan Formation;3-Duguan Formation;4-biotite monzogranite porphyry;5-syenite porphyry;6-syenite granite porphyry;7-granite porphyry vein;8-andesite porphyry vein;9-quartz vein;10-geological boundary;11-occurrence;12-tectonic attitude;13-measured(inferred) faults and their numbers;14-boreholes and numbers;15-exploration line location and numbers

2.2 构造

矿区构造发育，近东西向构造规模较大，走向延伸长，产状较陡。在岩体周边断裂带内，常见花岗岩脉充填。断裂沿走向及倾向均表现出舒缓波状特征，两侧岩石见挤压现象，沿走向具分支复合现象，在走向上垂直主压应力方向，具压性结构面特征。断裂带局部见张性碎裂岩，呈透镜状，透镜体边部片理化明显，且见有明显水平擦痕，显示本组断裂经历了压-张-压-压扭的动力过程。

从平面分析八宝山矿区构造对矿体的控制作用，南北矿带处于构造拉张区，矿化也主要集中于此；
西矿带处于扭性区间，在北北东向引张时甚至有些挤压，因而矿体沿走向虽稳定，但厚度较小。垂向上，接触带产状变化部位矿化最为集中。矿区断裂对矿体的破坏不大，断裂影响范围一般限于浅部100 m范围，主矿体保存较完整。

2.3 岩浆岩

八宝山岩体属燕山早期中酸性浅成小岩体，位于后清河村附近，东西长2 km，在北北东向最大宽度0.7 km左右，面积1.05 km2。岩体与围岩接触带在600 m标高以上内倾呈上宽下窄喇叭状；
600 m标高以下陡直呈筒状，接触带东西端呈现逆时针展布。

八宝山岩体可分为中心相黑云二长花岗斑岩和边缘相正长花岗斑岩，它们在地形及岩石外貌上存在明显差异。

根据研究资料，斑岩SiO2含量较高，ACNK值为0.98～1.56，属于准铝质-过铝质钾玄岩系列花岗岩，轻稀土相对富集(La/Yb)N=2.29～23.8，Eu异常不显著，Rb、Ba、U、K等元素强烈富集，Sr、Nb、Ti、P等元素显著亏损，显示八宝山岩体属于高分异的I型花岗岩。岩石具有较低的εNd(t)初始值(-19.46～-16.4)和较古老的二阶段模式年龄(2.49～2.27 Ga)，与锆石Hf同位素模式年龄一致(曾令君等，2013年；
梁涛和卢仁，2015;卢仁和梁涛,2018)，表明八宝山岩体源区物质以壳源物质为主。结合区域构造背景，推测八宝山岩体源区可能是俯冲的扬子克拉通及南秦岭陆壳与太华群和熊耳群的混合。

正长花岗斑岩与黑云二长花岗斑岩的锆石Hf同位素特征非常相似，源区物质均为古陆壳源物质，二者锆石U-Pb年龄非常一致，分别为146.6±1.6 Ma和145.9±1.9 Ma(李永峰等，2004；
曾令君等，2013)。由此推测，中心相与边缘相为同一岩浆房分异演化、短期内不同期次岩浆侵位形成，并且正长花岗斑岩具有相对的较高的演化分异程度。

八宝山岩体是在晚侏罗世全球区域构造背景的控制下，拉伸环境下地壳物质部分熔融的产物。原近东西向压性断裂沿北北东向拉张为岩浆的运移提供了通道、空间(陈衍景等，2009;王晓霞等，2011)。

2.4 围岩蚀变

八宝山岩体与围岩接触带发生强烈矽卡岩化，岩体围岩蚀变强烈、蚀变种类繁多，发育着从气成至低温一个完整的蚀变系列。外接触带以镁矽卡岩发育为特征。内接触带以不连续的钙矽卡岩分布为特征，发育广泛的钾化及硅化。在钙、镁矽卡岩上叠加了后期复杂的热液蚀变，尤其后者更甚。主要蚀变有镁矽卡岩化、钙矽卡岩化、金云母化及黑云母化、蛇纹石化、斜长石化及钾长石化、绿泥石化。

除上述主要蚀变外，碳酸盐化在矿区甚为普遍，岩体边缘相中绢英岩化也较普遍。在表生作用下，岩体发生强烈的高岭石化、硅化、方解石化及褐铁矿化，呈团块状、浸染状及脉状产出，向深部或远离接触带、断裂带而逐渐减弱。

矿区蚀变以矽卡岩化为主，由于围岩条件差异及热液选择性的交代，使矽卡岩出现了明显的分带，自内向外为：①黑云二长花岗斑岩带；
②正长花岗斑岩带；
③闪石化辉石(辉石)钙矽卡岩化正长花岗斑岩带；
④方柱石、透辉石(辉石)石榴石钙矽卡岩带；
⑤黄铁矿，磁铁矿，粒硅镁石镁矽卡岩带，还有镁橄榄石、金云母、蛇纹石、白云石等矿物；
⑥蛇纹石或镁橄榄石化白云岩带；
⑦结晶白云岩带。

以②正长花岗斑岩带最为发育，厚度大，连续性好，带内节理发育，后期热液蚀变强烈，发育明显水压裂隙，是斑岩型铜、钼矿的主要赋存层位。③、④带不连续。工业磁铁矿体主要交代第⑤带，部分交代第⑥带、第⑦带。工业黄铜，黄铁矿体也以交代第⑤带为主，部分交代第④带。

3.1 矿体特征

根据八宝山矿区矿体与岩体的地理位置关系划分为南、北、西三个矿带，其中以南、北矿带规模较大，构成矿床的主体。研究区普查阶段圈定矿体19个。按矿种可划分为：铁矿体4个、铜矿体2个、铜硫矿体2个、铜钼矿体1个、钼矿体4个、铅锌银矿体3个、铅矿体2个、金矿体1个。主要矿体特征如下。

3.1.1 铁矿体

铁矿体4个：西-Ⅰ铁、北-Ⅰ铁、北-Ⅱ铁、南-Ⅰ铁。

主矿体北-Ⅱ铁矿体特征：矿体赋存在北矿带矽卡岩带内，西起53线，东至4线。主要为褐铁矿，在矿体东段2线、4线深部渐变为磁铁矿。主要由2线ZK2017控制。矿体走向北西西，平均倾向210°，倾角82°，赋存标高965～114 m，矿体埋深0～850 m，矿体长780 m，斜长860 m。垂直纵投影图上矿体形态呈不规则多边形。500 m标高以浅呈厚大透镜状，有夹石、分支复合现象；
500 m标高以深厚度变小，多为单脉状。未见无矿天窗。2线深部矿体未封闭。矿体厚度1.47～31.87 m，平均厚10.47 m，厚度变化系数72%，属稳定型。具有东厚西薄、上厚下薄特征，最大厚度位于4线750 m标高。矿体TFe平均品位42.15%，变化系数27%，有用组分分布稳定。矿体围岩为矽卡岩，围岩具有绿泥石化、硅化、钾化、绢云母化等强烈蚀变，矿体与围岩界限一般较为清楚，部分矿体局部呈渐变过渡关系。

3.1.2 铜钼矿体

铜钼矿体1个，编号为北-Ⅲ铜钼。该矿体特征：矿体赋存在北矿带钾化带内，西起53线，东至4线。矿体上部为铜矿，下部为钼矿(辉钼矿)。氧化界线标高在760 m左右，界线以上近地表为氧化铜矿、混合铜矿，界线以下为黄铜矿，由5个钻孔、4个坑道控制(4线ZK407、ZK411、CD1，2线ZK2017、CD3、780XS，55线ZK5518、CD2，53线ZK535)，9个工程均见矿。矿体深部未封闭。矿体走向北西西，平均倾向210°，倾角80°，赋存标高879～-30 m，矿体埋深0～852 m，矿体长985 m，斜长913 m。垂直纵投影图上矿体形态呈不规则多边形。650 m标高以浅呈厚大囊状，650 m标高以深矿体分支呈多条脉状，未见无矿天窗。围岩为正长花岗斑岩，具高岭土化、硅化、钾化及黄铁矿化，矿体与围岩一般呈渐变过渡关系。

矿体厚度1.02～107.84 m，平均厚28.16 m，厚度变化系数158%，属不稳定型。矿体具有东厚西薄、上厚下薄特征，最大厚度位于4线780 m标高。Cu平均品位0.44%，变化系数32%，有用组分分布均匀；
Mo平均品位0.07%，变化系数94%，有用组分分布较均匀。矿体深部Mo品位有降低趋势。北-Ⅲ铜钼矿体累计提交铜金属量70215吨，Cu平均品位0.47%，占铜总资源量71%；
钼金属量2497吨，Mo平均品位0.119%，占钼总资源量50%。

3.1.3 铜硫矿体

铜硫矿体2个，编号为南-Ⅱ铜硫、南-Ⅲ铜硫，均分布在南矿带。

主矿体南-Ⅱ铜硫矿体特征：矿体赋存在南矿带矽卡岩带内，西起19线，东至辅3线。为铜、硫同体共生矿体，另外在19线深部变为磁铁矿共伴生铜硫矿。本矿体圈定资源量均为原生矿。由6个钻孔(19线ZK193、ZK194，55线ZK5516、ZK5517，4线ZK167，19线ZK192)控制，矿体控制深度增加560 m。矿体西段19线、55线深部未封闭。矿体走向北西西，平均倾向10°，倾角82°，赋存标高720～-550 m，矿体埋深15～1380 m，矿体长1258 m，斜长1378 m。垂直纵投影图上矿体形态呈不规则多边形，深部向西侧伏。矿体形态整体为脉状，局部为透镜状。分支复合现象较少，仅在600 m标高上下见分支复合。未见无矿天窗。矿体围岩为矽卡岩，围岩具有绿泥石化、硅化、钾化、绢云母化等强烈蚀变，矿体与围岩界限一般较为清楚，部分矿体局部呈渐变过渡关系。

矿体厚度0.89～24.65 m，平均厚5.94 m，厚度变化系数158%，属不稳定型。矿化中心位于55线，最大厚度位于55线-135 m标高。Cu平均品位0.44%，变化系数155%，有用组分分布不均匀，矿体上部铜品位高于下部，富矿主要位于200 m标高以浅，且向西侧伏；
S平均品位14.63%，变化系数52%，有用组分分布均匀。该矿体累计提交铜金属量25862吨，Cu平均品位0.55%，占铜总资源量27%。硫铁矿石量39吨，S平均品位14.16%，占新增硫铁资源量46%。

3.1.4 钼矿体

钼矿体4个，编号为南-Ⅴ钼、南-Ⅵ钼、南-Ⅶ钼、南-Ⅷ钼。

主矿体南-Ⅴ钼矿体特征：矿体赋存在南矿带钾化带内，西起19线，东至2线，为新发现辉钼矿体。由2个钻孔(19线ZK193，55线ZK5516)和3个穿脉控制(55线438-CM11，2线438-CM6、538-CM6)控制。矿体深部及东端封闭，矿体西端未封闭。矿体走向北西西，平均倾向10°，倾角82°，赋存标高630～-360 m，矿体埋深90～1080 m，矿体长782 m，斜长997 m。垂直纵投影图上矿体形态呈不规则多边形，深部向西侧伏。矿体形态整体为脉状，局部为透镜状(55线438中段)。矿体具分支复合现象。有1个无矿天窗，位于55线40～160 m标高。围岩为正长花岗斑岩，具高岭土化、硅化、钾化及黄铁矿化，矿体与围岩一般呈渐变过渡关系。

矿体厚度0.48～14.61 m，平均厚4.24 m，厚度变化系数117%，属不稳定型。矿化中心位于55线，最大厚度位于55线438 m标高。Mo平均品位0.07%，变化系数54%，有用组分分布均匀。钼金属量2328吨，Mo平均品位0.071%，占钼总资源量47%。

3.1.5 铅锌银矿体

铅锌银矿体3个，编号为南-Ⅹ铅锌银、南-Ⅺ铅锌银、南-Ⅻ铅锌银。

主矿体南-Ⅻ铅锌银矿体特征：赋存在外接触带白云岩内，西起辅1线，东至辅2线。由坑道2个穿脉(辅1线438-CM17、辅2线438-CM12)控制。矿体控制程度较低，仅达到预查程度。矿体走向北西西，平均倾向10°，倾角80°，赋存标高576～-310 m，矿体埋深138～465 m，矿体长476 m，斜长276 m。垂直纵投影图上矿体形态呈长方形。矿体形态为脉状，未见分支复合、夹石及无矿天窗。围岩主要为白云岩，具硅化、碳酸盐岩化，矿体与围岩界限一般较为清楚。

矿体厚度3.01～6.56 m，平均厚4.79 m，厚度变化系数52%，属较稳定型。Pb平均品位3.59%，变化系数74%；
Zn平均品位5.86%，变化系数52%；
Ag平均品位70.77 g/t，变化系数77%。有用组分分布均匀。

新增(334)？铅金属量20629吨，Pb平均品位3.89%，占铅总资源量97%。新增(334)？锌金属量36475吨，Zn平均品位6.88%，占锌总资源量97%。另有低品位(334)？银金属量37.3吨，Ag平均品位70.33%。

3.1.6 矿床分带特征

按矿床成因，研究区矿床类型为斑岩-矽卡岩型矿床。矿床具有明显的分带性，由内向外分为：产于岩体边缘相钾化带的高中温斑岩型铜钼矿床分带；
产于矽卡岩带的中温矽卡岩型铁铜矿床分带；
产于岩体围岩裂隙的中低温热液型铅锌矿床分带。三种矿床分带围绕岩体呈环状分布(图4)。

(1)矽卡岩型矿床分带

八宝山矿区以矽卡岩型铁铜矿闻名省内外，早在1977年勘探报告已提出该矿区矿床类型主要为矽卡岩型矿床。矿体(北-Ⅱ铁矿体、南-Ⅱ铜硫矿体)赋存在矽卡岩带内，矿石类型主要有铁矿、铜硫矿，分布在岩体与围岩接触部位。矿体形态、围岩蚀变类型均显示为典型的矽卡岩型矿床。

(2)斑岩型矿床分带

1977年勘探报告提出在近地表存在斑岩型氧化铜矿①，并推测深部可能存在原生斑岩型铜钼矿①②。本次普查在岩体边缘相的正长花岗斑岩内，发现大量低品位细脉浸染型铜钼矿体(北-Ⅲ铜钼矿体、南-Ⅴ钼矿体)，在南矿带438中段55线钼矿体中发现明显的水压裂隙(冷缩与膨胀裂隙，斑岩型矿床所特有的裂隙系统)，均显示了斑岩型矿床特征(见图5、图6)。

图5 第55勘探线剖面简图Fig.5 Profile of exploration line 551-第四系残坡积物；
2-白云岩；
3-褐铁矿体；
4-磁铁矿体；
5-黄铁矿体；
6-金矿体；
7-铜矿体；
8-钼矿体；
9-铅矿体；
10-地层产状；
11-地层及矿体界限；
12-断层；
13-钻孔；
14-坑道；
15-矽卡岩带位置及边界；
16-钾化带位置及边界1-Quaternary residual slope accumulation;2-dolomite;3-limonite orebody;4-magnetite orebodies;5-pyrite orebody;6-gold orebody;7-copper orebody;8-molybdenum orebody;9-lead orebody;10-attitude of stratum;11-stratigraphic and orebody boundaries;12-fault;13-drill hole;14-adit;15-location and boundary of skarn zone；
16-location and boundary of potassium zone

图6 矿体水压裂隙面Fig.6 Hydraulic fracture surface of ore body

矿床形成后，由于岩体抬升及地形、构造条件的差异，在黄铁矿氧化形成的酸性溶液作用下，上部磁铁矿氧化为褐铁矿，斑岩型铜矿氧化淋渌、富集成氧化铜矿体。根据钾化规模，推知岩体顶部斑岩型铜钼矿较发育，但由于后期剥蚀，目前仅保留了部分残留体(刘家齐和曾贻善，2001)。

(3)热液型矿床分带

在岩体围岩裂隙内发现脉状、透镜状铅锌矿(南-Ⅻ铅锌银矿体)，显示为岩体外围成岩后期热液矿床。

矿床三种分带特征都与斑岩体有密切的成因联系，属于斑岩成矿体系。且成岩成矿年龄在误差范围内一致，为146±2 Ma(曾令君等，2013；
周栋等，2015)。在斑岩成矿体系演化过程中，由于围岩条件和构造条件的差异，于不同部位形成不同类型的矿床(李永峰等，2004)。

3.2 矿石类型

矿区内矿石按成因可分为：矽卡岩型铁铜矿、矽卡岩型铜硫矿，钾化带斑岩型铜钼矿和岩体外围热液型铅锌银矿。

矽卡岩型铁铜矿、矽卡岩型铜硫矿：矽卡岩带内原生矿石为磁铁矿石、黄铁黄铜矿石、黄铁矿石，矽卡岩带内氧化矿石为褐铁矿。

钾化带斑岩型铜钼矿：钾化带内原生矿石为细脉浸染型黄铜矿石、辉钼矿石及二者共伴生的铜钼矿，钾化带内氧化矿石为细脉浸染型氧化铜矿石。

岩体外围热液型铅锌银矿：岩体外围原生矿石主要为铅锌银矿石；
矿区外围原生矿石为铅矿石，矿区外围氧化矿石为脉状氧化铜矿石。

3.3 矿石质量

研究区按矿石成因可分为3种矿石类型：矽卡岩型铁铜矿、矽卡岩型铜硫矿；
钾化带斑岩型铜钼矿；
岩体外围热液型铅锌银矿。详细如下。

3.3.1 矽卡岩型

矽卡岩型铁铜矿、矽卡岩型铜硫矿：矽卡岩带内原生矿石为磁铁矿石、黄铁黄铜矿石、黄铁矿石，矽卡岩带内氧化矿石为褐铁矿。

(1)磁铁矿石

灰黑色，自形-半自形的细粒-中细粒结构，块状及条带状构造。用磁铁吸附标本，岩石具强磁性。矿石矿物以磁铁矿为主，另含黄铁矿及少量黄铜矿、磁黄铁矿、赤铁矿等。脉石矿物以辉石、白云母、白云石、硅化石英为主，其次有蛇纹石、硅镁石、透辉石、方解石及少量的绿泥石、水镁石透闪石、金云母等。

(a)主要矿石矿物

磁铁矿：含量40%～65%。主要为不规则粒状，部分呈八面体自形晶，晶粒粒径0.05～0.2 mm(图7)，以粒状集合体构成稠密浸染状、团块状分布。黄铁矿：含量<1%，它形不规则状，晶粒粒径0.02～0.3 mm，呈稀散浸染状-断续细脉浸染状沿岩石裂隙及孔隙分布，局部形成粒状集合体。

图7 磁铁矿石显微照片Fig.7 Magnetite micrographsa-磁铁矿石薄片；
b-磁铁矿石光片;Px-辉石;Mag-磁铁矿;Ms-白云母a-magnetite thin section;b-magnetite optical plate;Px-pyroxene;Mag-magnetite;Ms-muscovite

(b)主要脉石矿物

辉石：25%～30%，不规则粒状，主要粒径0.05～0.3 mm，少数粒径0.2～0.5 mm，呈粒状集合体分布，受应力作用，部分已被压碎(图7a)。白云母：5%～6%，鳞片状，片径0.05～0.4 mm，分布于磁铁矿晶粒间隙，局部呈脉状、断续脉状及鳞片集合体分布。白云石：含量约2%～3%，半自形粒状，部分可见菱面状晶形，晶粒粒径从0.03～0.1 mm，主要呈脉状分布于岩石裂隙中。硅化石英：1%～2%，不规则粒状，粒径0.03～0.1 mm，呈稀散状分布于岩石中。

(2)铜硫矿石

呈淡黄色，细粒-中细粒结构，块状、条带状及角砾状构造。矿石矿物以黄铁矿和黄铜矿为主，其次有菱铁矿、磁黄铁矿、磁铁矿、褐铁矿、赤铁矿等，金属硫化物具稠密浸染状-团块状构造。脉石矿物以硅化石英、白云石为主，重结晶作用形成，强烈交代石榴石，形成交代假象结构，其次有方解石、蛇纹石、绿泥石、金云母、透辉石及少量硅镁石、磷灰石等。成矿期间伴有强烈的白云石化和硅化。

(a)主要矿石矿物

黄铁矿：含量10%～50%，它形-半自形粒状，部分呈立方体，粒度不均匀(0.2～5 mm)，呈稠密浸染状、团块状分布。黄铜矿：含量一般<2%，它形粒状，粒径0.1～1.5mm，主要呈脉状、断续脉状分布于矿石裂隙及孔隙中，也见于黄铁矿晶粒边部及裂隙中(图8b)。

图8 铜硫矿石显微照片Fig.8 Copper-sulfur ore micrographsa-铜硫矿石薄片；
b-铜硫矿石光片；
Grt-石榴石；
Py-黄铁矿；
Ccp-黄铜矿a-copper-sulfur ore thin section;b-copper-sulfur ore photomicrograph;Grt-garnet;Py-pyrite;Ccp-chalcopyrite

(b)主要脉石矿物

白云石：含量约25%～45%，微粒状、半自形粒状、脉状，部分可见菱面状晶形，矿物粒度不均一，晶粒粒径从0.05～2 mm不等，重结晶作用形成，在盐酸作用下冒泡反应微弱，强烈交代石榴石，仅保留其等轴粒状晶形轮廓，形成交代假象结构(图8a)。硅化石英：5%～25%，不规则粒状，粒径0.01～0.2 mm，呈粒状集合体、脉状分布于岩石中，部分与白云石强烈交代石榴石，并形成交代假象。

(3)褐铁矿石：灰黑、深褐色，矿石结构多为胶状，构造包括孔洞状、条带状、脉状、块状以及格架状、皮壳状等。主要矿石矿物有褐铁矿(含量40%～50%)、针铁矿、其次有赤铁矿、水赤铁矿及少量的磁赤铁矿、磁铁矿、辉铜矿、孔雀石、锰矿物等。脉石矿物主要为石英，含量波动范围较大，其次有白云石、高岭石及少量蛇纹石、金云母等。

3.3.2 斑岩型

钾化带斑岩型铜钼矿：钾化带内原生矿石为细脉浸染型黄铜矿石、辉钼矿石及二者共伴生的铜钼矿，钾化带内氧化矿石为细脉浸染型氧化铜矿石。

(1)细脉浸染型铜钼矿石：肉红、灰白、浅灰色，斑状结构，块状构造。斑晶主要为脉石矿物(自形-半自形中细粒状)，金属硫化物具稀散浸染状、细脉-网状构造(图9a)。主要矿石矿物为黄铜矿、辉钼矿，其余金属矿物为黄铁矿。脉石矿物主要为石英、钾长石，另含少量斜长石，局部见高岭土化。

图9 细脉浸染型铜钼矿石Fig.9 Fine-veined disseminated copper-molybdenum oresa-细脉浸染型铜钼矿石；
b-细脉浸染型铜钼矿石薄片；
Or-正长石a-fine-veined disseminated copper molybdenum ore;b-fine-veined disseminated copper molybdenum ore thin section;Or-orthoclase

(a)主要矿石矿物

黄铜矿：含量一般<2%，不规则状，粒径0.01～0.1 mm，主要呈稀疏浸染状与断续脉状黄铁矿伴生，常见于黄铁矿晶粒边部(图7a)。辉钼矿：含量一般<1%，片状，片径0.2～0.3 mm，零星分布于岩石(图10b)。黄铁矿：含量约2%，它形粒状，部分呈立方体切面，晶粒粒径0.01～0.8 mm，呈稀散浸染状、细脉-网状分布(图10a)。

图10 细脉浸染型铜钼矿石显微光片Fig.10 Fine-veined disseminated copper-molybdenum oresa-黄铜矿显微光片；
b-辉钼矿显微光片；
Py-黄铁矿；
Ccp-黄铜矿；
Mot-辉钼矿a-chalcopyrite photomicrography;b-molybdenite photomicrography;Py-pyrite;Ccp-chalcopyrite;Mot-molybdenite

(b)主要脉石矿物

正长石：半自形板状，镜下粒径0.3～2.0 mm，无双晶，晶粒裂隙发育。石英：呈半自形柱状、粒状，粒径0.2～0.3 mm，稀散分布。

(2)细脉浸染型氧化铜矿石：由细脉浸染型黄铜矿石氧化而成，矿石矿物主要为蓝铜矿(约1%)、孔雀石(约1%)，另微量辉铜矿，呈靛蓝、孔雀绿，颜色鲜艳。其它金属矿物为褐铁矿、黄铁矿及少量的黄铜矿等，脉石矿物主要有石英、钾长石、斜长石及少量白云母、绿泥石、高岭石、金红石等。主要为不规则粒状结构、交代结构，浸染状、脉状-网脉状构造。

3.3.3 热液型

岩体外围热液型铅锌银矿：岩体外围原生矿石主要为铅锌银矿石；
矿区外围原生矿石为铅矿石。

(1)铅锌银矿石

呈深灰、深褐色，自形-半自形粒状结构，块状构造、稠密浸染状构造。根据肉眼观测，结合基本分析，认为主要矿石矿物为方铅矿、闪锌矿，次要金属矿物为黄铁矿、黄铜矿、银矿物、菱铁矿、褐铁矿等。脉石矿物主要为白云石、石英，次要矿物为方解石、高岭土等。

(a)主要矿石矿物

方铅矿：含量约5%，亮灰色，自形-半自形粒状，粒度以0.5～5 mm为主，多呈聚粒浸染状、团块状分布，少量呈不规则断续脉状。方铅矿多与闪锌矿、黄铁矿一起混杂分布。闪锌矿：含量约10%，黄褐色、棕色，呈半自形-它形粒状、不规则状，粒度大小为0.5～8 mm，主体呈聚粒浸染状、团块状分布。

(2)铅矿石

外围铅矿石呈深灰、黑灰色，碎裂状粒状变晶结构，块状构造。矿石矿物主要为方铅矿(含量<1%)及少量褐铁矿、赤铁矿。脉石矿物主要为硅化石英(约占90%)，其次为绢云母(约占1%)。

4.1 成分物质来源

研究区主要矿体分布在八宝山岩体边缘相、矽卡岩带及岩体外围断裂带内。已有研究表明(曾令君等，2013；
周栋等，2015)，成矿物质来源主要来自于八宝山岩体岩浆，围岩的贡献较小。

4.2 成矿作用

4.2.1 斑岩型成矿阶段

岩浆上侵到地壳浅部，通过冷凝结晶作用形成具有斑状的中酸性次火山岩体，随后在深部分异演化、不同期次侵位中析出的含矿流体迅速上升至次火山岩体的上部，因减压沸腾作用，与化学性质不活跃的硅质、砂质围岩相遇时，形成充填式细脉浸染状矿化脉，岩浆和热液流体的上升可引发地下水的对流循环，在对流过程中，围岩中含硫矿物质将参与成矿。矿质和成矿热液在中酸性岩浆在上侵过程及侵位后的结晶过程中，依次出现钾化带、石英-绢云母化带、泥化带和青磐岩化带。由于温度、压力(深度)、构造等物理化学条件的改变，成矿元素沿着褶皱断裂带通道在有利部位富集成矿(卢欣祥等，2002；
高昕宇和赵太平，2017)。

4.2.2 矽卡岩型成矿阶段

(1)矽卡岩期。由于岩浆上侵温度逐渐降低(约600～400 ℃)，挥发份作用逐渐明显，对早阶段的矿物进行交代，主要形成含水的硅酸盐矿物，故又称“湿矽卡岩阶段”。这一阶段温度降低到近临界状态，矿液中的铁，除部分参加到硅酸盐矿物的晶格外，大量以磁铁矿形式出现，即磁铁矿阶段。

(2)石英-硫化物期

(a)早期硫化物阶段。在这一阶段，以中-高温热液矿物组合为特征，由于所形成的硫化物以铁铜硫化物为主，故称“铁铜硫化物阶段”。

(b)晚期硫化物阶段(铅-锌硫化物阶段)。在这一阶段，以中低温热液矿物组合为特征，主要矿物有绿泥石、绢云母、石英、方解石等，尤其是碳酸盐矿物明显增多；
金属矿物主要是铅、锌硫化物，方铅矿、闪锌矿，少量黄铜矿及黄铁矿，因此又可称为“铅锌硫化物阶段”(张元厚等，2009)。

4.2.3 热液型成矿阶段

这一阶段为岩浆热液活动最晚的矿化阶段，岩浆温度在200～50 ℃，成矿深度1.5 km～近地表，成矿压力小于1×107Pa。矿床距岩体较远，在矿区周围一带广大地区内无火成岩体的出露；
矿区内有岩脉产出。与成矿作用有关的多是一些酸性、中酸性小型侵入体，常呈岩脉、岩瘤，侵入体常具斑状、似斑状结构，矿床基本不产在侵入体内。矿体主要受各种断裂裂隙控制。矿体形态为脉状、似层状、透镜状以及复杂的网脉状、囊状等，矿体延深不大。围岩蚀变具石髓化、蛋白石化、粘土化和高岭石化。

4.3 矿床成因

岩浆在上升(对流循环)的过程中，不断发生分异演化。在结晶分异过程中，元素从岩浆中按Mg-Fe-Ca-Na-K的顺序析出，同时SiO2含量相应升高，最后使岩浆成分主要为碱性富钾的水-硅酸盐体系，在矿化剂(H2O、Cl、F、B、P、S、As、C等)的参与下，由于它们熔点低、挥发性高，特别能与金属元素(Cu、Mo、Fe、Pb、Zn、Ag等)组成易熔络合物。这些含矿气液熔浆上升至顶部及边部，由于温度、压力及氧化还原电位的变化及来自围岩沉淀剂的加入而发生解体(陈毓川等，1994；
裴荣富，1995)。

与白云岩交代形成一系列镁矽卡岩矿物，与岩体交代形成一系列钙矽卡岩矿物，它们不但具有强烈的去硅作用，金属浓度相对升高，而且有明显的去碱作用，降低金属溶解度。在活动氧的参与下，溶液进入氧化物阶段，出现磁铁矿的沉淀，相应蚀变为蛇纹石化及铁白云石化。

随着磁铁矿的大量析出，温度、压力的继续降低，溶液开始进入硫化物阶段，早期硫矿物以磁黄铁矿为典型代表，后期硫矿物以辉钼矿和大量黄铁矿为代表，晚期为黄铜矿的主要成矿时期(杜琦等，2010)。黄铁矿多以交代磁铁矿为主，而辉钼矿和黄铜矿多单方向向岩体方向扩散，形成细脉浸染型铜钼矿。与硫化物阶段相对应的蚀变主要为绿泥石化和硅化。在主要成矿期后，氧化物和硫化物的晶出尚有第二个循环，但矿化微弱。

由上可知，氧化物和硫化物阶段的交替出现，是氧与铁、硫与铜相对发展的过程，硫化物阶段的末期以闪锌矿和方铅矿的出现为标志(王晓霞等，2011)，它们呈细脉状充填于矿体边缘及围岩裂隙中，与它关系密切的蚀变为碳酸盐化、硅化、绢云母化。成矿的结尾以碳酸盐阶段的出现而告终，其标志矿物为菱铁矿的出现及广泛发育的方解石化、白云石化。

矿床形成后，由于地面的上升及地形构造条件的差异，在黄铁矿氧化而形成的酸性水作用下，北、西矿带主矿体氧化成褐铁矿，使岩体边缘相的细脉浸染型铜钼矿在近地表淋滤富集成氧化铜矿。

4.4 成矿模式

综上，岩浆在深部分异演化、不同期次侵位中析出的含矿流体迅速上升至次火山岩体的上部，因减压沸腾作用，岩浆和热液流体的上升可引发地下水的对流循环，与不同化学性质(活跃或者不活跃)的围岩相遇时，在温度、压力(深度)、pH、构造等不同物理化学条件下，成矿元素沿着褶皱断裂带通道在有利部位富集成矿，形成充填式细脉浸染状斑岩型矿床分带、交代式的矽卡岩型矿床分带及岩体外围低温热液型矿床分带，它们都与斑岩体有密切的成因联系，成矿模式为以岩体中心相为中心至外侧边缘相，依次为斑岩型-矽卡岩型-热液型三条环带模式(图11)。

图11 八宝山矿床成矿模式图(据注释③修改)Fig.11 Metallogenic model of the Babaoshan deposit(modified from Note ③)1-热液型矿床分带；
2-斑岩型矿床分带；
3-黑云母二长花岗斑岩；
4-钾长花岗斑岩；
5-矽卡岩型矿床分带；
6-勘探线1-zonation of hydrothermal deposit;2-zonation of porphyry deposit;3-biotite monzoite granite porphyry;4-potassium granitic porphyry;5-zonation of skarn deposits;6-exploration line

经过与典型斑岩成矿模式体系对比分析，岩体自矿化中心向外依次为：W-Mo、Cu-Pb-Zn-Ag、S(黄铁矿)，也属于典型斑岩成矿体系分带模型范畴(裴荣富，1995；
陈衍景，2006)。

在斑岩成矿体系演化过程中，岩浆在上侵过程中，发生对流循环，在温度、压力(深度)、pH及围岩条件和构造条件不同下，于不同部位形成不同类型的矿床分带。八宝山矿床亦存在明显分带现象，是三种不同矿床成因类型下不同阶段的产物，其一为产于斑岩体内部的高中温细脉-浸染型铜矿床分带，其二为产于接触带上的中温接触交代型铁铜硫矿床分带，其三为岩体外围低温热液型铅锌矿床分带。它们都与斑岩体有密切的成因联系，属于斑岩型-矽卡岩型-热液型三条环带成矿模式。

通过现有资料及附近类似矿床分析研究，八宝山目前所控制的矿体应属于斑岩成矿系统分带的中等深度，即第二段成矿层,斑岩成矿体系的主体部分仍然处于深部隐伏部位。因此本文认为：在八宝山地区深部及周边寻找隐伏矿床的前景比较乐观。建议进一步开展物化探工程验证，结合成果，选定有利靶区，通过钻探工程寻找深部隐伏岩体、隐伏斑岩铜(金)-钼矿体及岩体周边的层(脉)状铅锌多金属矿床。

致谢：审稿专家和编辑老师对本文提出了宝贵修改意见，在此一并表示感谢！

[注 释]

① 河南省地质局地质四队.1977.河南省卢氏县八宝山矿区铁铜矿勘探地质报告[R].

② 中国科学院矿物学与成矿学重点实验室.2012.卢氏八宝山铁铜多金属矿床成矿规律及深部找矿远景预测报告[R].

③ 河南省地质矿产勘查开发局第一地质矿产调查院.2020.河南省卢氏县八宝山矿区深部及外围铁铜多金属矿普查报告[R].

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