一、区域地质背景
该亚系列位于南阳盆地以西、商丹断裂以北、朱夏断裂以南，属北秦岭加里东褶皱带洋淇沟地向斜。
区内出露地层主要为古元古界秦岭群和陡岭群，次为中—新元古界峡河群。
秦岭群：为一套中深变质的长英质（部分为富铝质）陆源碎屑岩—碳酸盐岩—中基性火山岩建造。主要岩性为石榴夕线黑（二）云斜长（二长、钾长）片麻岩、黑云夕线片麻岩、麻粒岩、斜长角闪岩、透辉变粒岩、白云质大理岩。该岩群经多期次变质变形作用，原岩组构多难以识别，根据对大理岩标志层追索，总体为有序的但内部则为层状无序地层。
陡岭群：由一套无序的岩石组成，主要岩性为黑云（二长）斜长片麻岩、含石榴黑云石英片岩、透辉变粒岩、大理岩、糜棱岩化斜长角闪片麻岩。原岩为一套杂砂岩、长石（石英）砂岩、泥灰岩或钙质泥岩、灰岩夹中基性—酸性火山岩。该岩群变质变形较复杂，面理置换强烈，总体变质程度为角闪岩相，特征变质矿物为石榴子石和少量夕线石，片麻岩多具强弱不等的混合岩化。岩群内部及边缘普遍发育规模不等的推覆韧性剪切带。本岩群岩石组合及岩石化学特征反映可能形成于活动大陆边缘，为不同构造环境的构造堆叠体。
峡河群：主要为一套中浅变质的泥砂－泥钙质碎屑岩夹碳酸盐岩的半深水—深水复理岩建造。由含榴二云（黑云）石英片岩、二云（黑云）斜长片岩夹薄层石英岩、钙质黑云石英片岩、钙质黑云斜长片岩、黑云阳起钙质片岩、变粒岩、斜长角闪片岩、大理岩等组成。该岩群与相邻地层呈韧性剪切带接触，变质变形程度均明显低于秦岭岩群。岩石成熟度自下而上逐渐降低，岩石稀土元素特征与秦岭岩群的长英质片麻岩非常相似，反映母岩可能为秦岭岩群。稀土总量高（174.33×10-6～284.88×10-6），具明显的负Eu异常，轻稀土富集，其特征与典型活动大陆边缘沉积相近，可能是以秦岭群为物源的中—新元古代华北板块增生体。
区内地质构造十分复杂，多期变形变质作用叠加改造是造山带核部构造的显著特征。不同时代及不同构造环境下形成的地质体主要由构造作用拼贴而成。以深层次的固态流变褶皱及韧性剪切变形为主导，叠加后期中、浅层次的弯滑褶皱、韧性及脆性改造作用，总体表现为受近南北向收缩机制制约的NW—SE向及EW向线性构造，朱夏、西官庄－石龙堰、木家垭－黑龙庙沟三条韧性剪切带，控制了不同地体的边界。褶皱构造亦极发育，秦岭地体中从早到晚可分出平卧褶皱、“A”型褶皱、紧密同斜褶皱和开阔褶皱四期。以第一期的茶叶沟－头槽店平卧褶皱规模最大。以第三期表现最强烈，据其规模、卷入地层、伴生岩浆活动及秦岭地体内大量的加里东期K-Ar同位素年龄资料分析，形成时代应为加里东期。陡岭地体中，早期褶皱已被韧性剪切带作用改造和破坏，后期宽缓褶皱仅局部可见。
区内岩浆活动强烈，以酸性侵入岩为主。侵入活动主要有三期，晋宁期侵入岩呈线形展布，均受不同程度变质变形；加里东期侵入岩，亦多呈线形展布，受轻微构造变形；华力西期以花岗岩最发育。区内岩浆活动与构造作用密切相关。侵入岩主要产于南、北秦岭不同时期碰撞推覆带内，形成同碰撞型S型、I型花岗岩及构造就位的镁铁质—超镁铁质岩体。晋宁期以二长花岗岩、石英闪长岩为主，有少量闪长岩和镁铁质超镁铁质岩石。加里东期侵入岩以二长花岗岩为主。华力西期侵入岩以四棵树中粒黑云母花岗岩基为代表。
与该亚系列成矿关系密切的晋宁期基性、超基性岩可分为洋淇沟庙家湾、陈阳坪—狮子坪、木家垭—蒲堂三个岩群，由大小200余个岩体组成，以洋淇沟岩体出露面积最大。
二、主要成矿条件分析
铬铁矿及橄榄岩矿均属岩浆矿床，成矿与成岩同时进行，成矿作用与岩浆作用有着不可分割的关系，尽管控矿的因素很多，问题也较复杂，但主导因素还是岩体分异作用、岩石化学成分和控制岩体的构造特征。
（一）构造条件
1.韧性剪切带控制了该亚系列矿产的分布
前已述及，区内构造以深层次的固态流变褶皱及韧性剪切变形为主导，形成了一系列NW—SE向韧性剪切带。基性、超基性岩浆自上地幔上侵，必须沿深层次韧性剪切带运移，因此，韧性剪切带控制了岩体及相应矿产的空间分布。
2.不同级别的断裂控制了不同岩浆建造与相应的专属矿产及成矿作用
由于岩浆的重力分异作用，形成了基性度不同的岩浆层，在构造侵位后，也形成相应的垂直分带。同时，由于断裂深度、规模不同，往往切割到不同的岩浆层，加上剥蚀深度的差异等，均是形成该成矿规律的原因。断裂级别越高，对成矿越有利。同一岩群，靠近大断裂，岩体规模大，岩石的基性度高，矿化也较好，反之，矿化亦差。如洋淇沟超基性岩体，位于商丹断裂北侧，以纯橄岩为主，形成了小型铬铁矿及橄榄岩矿床；控制两侧的陈阳坪、大林沟岩体的断裂级别相对较低，岩体的岩石类型以辉闪岩、橄榄岩为主，岩体仅有轻微矿化；而控制黄龙寨－方山寨岩体的断裂级别更低，岩体不具矿化。
（二）超基性岩体
1.岩体规模及形态
该区镁铁质超镁铁质岩体出露0.003～20km2不等，除规模最大的洋淇沟岩体（省内出露8km2）和陈阳坪岩体（6.1km2）外，其余岩体规模均小于1km2。平面上，除洋淇沟岩体呈北西向长舌状展布和陈阳坪岩体呈不规则的近椭圆状分布外，余者多呈近东西向长条带产出。一般说来，岩体的规模大，成矿物质来源丰富，对成矿有利；岩体的形态变化大有利于分异作用进行。故洋淇沟岩体较其他岩体成矿条件好。
表2-12 测区基性侵入岩岩石化学分析结果（wB/%）
2.岩石类型及岩石地球化学特征
区内岩体的岩石类型较复杂。洋淇沟超镁铁质岩体由纯橄岩、辉石岩、角闪石岩组成，前者约占85%。并有明显的分带性；陈阳坪岩体为一复式岩体，主要为辉石岩、角闪石岩，其次为辉长岩、辉石闪长岩及少量纯橄岩、橄榄岩；余者岩石类型较简单，原岩为纯橄岩和辉石岩。
岩石化学成分特征（表2-12），与黎彤、绕纪龙（1962）的中国纯橄岩相比，洋淇沟岩体明显富钙贫碱，MgO40.48%～49.22%、（FeO)7.79%～10.37%、M/F7.87～10.53，属吴利仁（1963）划分的镁铁质超基性岩。橄榄岩类与同类相比，K2O、Na2O、Al2O3、（FeO）含量偏低，MgO、CaO含量偏高，M/F比值大于6.5，为镁质超基性岩类。角闪石岩成分变化较大，MgO6.99%～16.24%、（FeO)10.45%～12.72%、M/F0.98～2.78，分别为铁质基性、超基性岩。从纯橄岩到角闪石岩，随着MgO含量下降，Al2O3、K2O、Na2O相应增加。纯橄岩及橄榄岩极贫易熔组分K、Na、Al等元素，富Cr、Ni、Pb，∑REE为4.73×10-6～5.25×10-6,LREE/HREE为3.53～6.71，属轻稀土富集型，δEu为0.76～0.83，具弱负铕异常。稀土配分曲线向右缓倾斜。上述资料表明属上地幔部分熔融的残留体。陈阳坪岩体与同类岩石相比，纯橄岩－橄榄岩贫K2O、Al2O3，富FeO、MgO,CaO变化大；变辉长岩总体与同类岩基本接近；橄榄岩类M/F为5.07～8.38，属铁质－镁质超基性岩，辉长岩类M/F为0.86～3.52，为铁质基性岩，变辉长岩中明显富集不相容元素Rb、Sr、So、V、Th和Hf，亏损相容元素Cr、Co、Ni及K、P、Ba、Ti，ΣREE为20×10-6～113×10-6,LREE/HREE为2.7～8.8，属轻稀土富集型，δEu为0.75～1.17，具负或正铕异常，（La/Yb)N1.79～8.66，说明轻重稀土分馏程度相对较高，稀土配分曲线轻稀土向右缓倾，重稀土近平坦，表明可能来自上地幔基性岩浆。
与全国成铬岩体相比（表2-13），该区岩体中SiO2明显偏高，MgO则明显减少，岩石的M/F多数小于8,M/S多数小于2，只有洋淇沟岩体五种氧化物含量及M/F略为接近，故仅洋淇沟岩体成矿较好，余者仅具弱矿化或不含矿，岩浆中挥发组分在成矿中所起的作用也是不容忽视的，我国及世界已知许多成铬好的岩体，蛇纹石化均很强烈。我省洋淇沟—松树沟岩体与甘肃达达尔岩体产出的构造位置、岩体产状、分异特征、岩石类型、化学成分及成矿特征等均相似，但前者的分异程度不如后者（基性度差值分别为1.1、1.22）和挥发组分含量较后者低（表2-14），所以前者的铬铁矿储量不及后者的十分之一。
表2-13 西峡超基性岩体中与成矿有关的氧化物及M/F值表
3.岩体分异程度
岩浆的分异作用，导致了岩石化学成分的差异。分异程度高的岩体，化学成分差别大，常出现两个极端成分的岩石，当极端岩石的基性度（原子比）差值愈大，分异程度愈高，矿化也愈好。该带岩体基性度差值较小，以洋淇沟岩体最高（1.10），成矿亦相对较好。
表2-14 h值和挥发分含量对比表
三、矿床式
（一）矿床式及矿床类型
该亚系列矿床组合为单一的洋淇沟式铬铁矿、橄榄岩组合。
洋淇沟式的主要特点是：
（1）岩体受断裂控制，呈单斜产出。
（2）以镁铁质超镁铁质超基性岩为主，组成岩体的岩石主要是纯橄岩，主岩体新鲜、岩相复杂，分异较好。
（3）岩石中与成矿关系密切的MgO、CaO、K2O、Na2O含量与我国含铬岩体平均值接近。
（4）矿体或主要赋存岩石均为纯橄岩。
（5）矿床成因相同，均为岩浆结晶分异矿床。
该亚系列矿床成因与晋宁期超基性侵入岩有关，伴随岩浆结晶分异作用，早期形成了橄榄岩矿床，晚期形成了铬铁矿矿床。该期岩浆矿床均为小型规模，矿石品位不高。
（二）洋淇沟式矿床特征
1.成矿环境
矿区位于西峡县豫陕交界处，出露一套中—新元古界峡河岩群界牌岩组地层，主要岩性为斜长角闪片岩夹大理岩。岩浆岩主要为晋宁期洋淇沟超基性岩体，次有少量闪长岩、花岗伟晶岩脉分布。
洋淇沟超基性岩体，为松树沟—洋淇沟岩体的东段，省内长7km，宽约1km。岩体平面呈纺锤形，垂向上呈总体倾向南西的不规则单斜，与围岩呈假整合构造接触，岩体边界沿走向和倾向均呈舒缓波状。
岩体属纯橄榄岩－辉石岩型，主要原生矿物为橄榄岩、斜方辉石、透辉石及微量铬尖晶石。主要岩石类型有纯橄榄岩、含斜辉（单斜）纯榄岩、斜辉（单辉）辉橄岩、斜辉（透辉）橄榄岩、橄榄岩和透辉岩等。按岩石共生组合，岩体可划分为三种岩相（图2-19）：纯橄榄岩相：占岩体面积的85%以上，可分为细粒和中粗粒两种亚相，以细粒亚相为主，其中铬铁矿化及后生透辉岩脉比较发育，矿体多由稀疏—中等浸染条带状矿石组成；中粗粒亚相为异离体，沿矿体边部呈带状或透镜状产出，分布面积占岩体面积的50%，与细粒亚相呈渐变过渡，其内铬铁矿化强烈，控制了60%以上的铬铁矿体，矿体多为中等—稠密浸染状矿石。
图2-19 西峡县洋淇沟岩体岩相构造略图
（据河南地质12队，1975)
1—界牌岩组片岩、斜长角闪片岩；2—中粗粒纯橄岩相；3—细粒纯橄岩相；4—斜辉辉橄岩相；5—透辉岩相；6—铬铁矿体及产状；7—铬尖晶石流层产状；8—垂直铬尖晶石流层；9—岩相接触产状；10—岩体与围岩接触产状；11—片理产状；12—断层；13—构造；14—回流构造；15—地质界线；16—北部岩相带；17—北部透辉岩相带；18—中央岩相带；19—南部透辉岩相带；20—南部岩相带
斜辉辉橄岩相：占岩体面积的2%，呈条带状、团块状产于岩体边部，与纯榄岩相呈渐变过渡关系，局部有铬铁矿化现象。
透辉橄榄岩－透辉岩相：呈走向长100m，宽60～80m的条带状，沿岩体两侧分布，与纯橄岩呈侵入接触关系。
岩体内原生流动构造发育，表现为矿物定向排列组成流面、流层，条带状中粗粒纯橄岩，浸染状、条带状矿体和组成的矿化带呈定向排列，产状一般随岩体边界产状变化。
岩体主要岩石类型的化学成分特征见表2-15。岩石中纯橄岩及全蛇纹岩化纯橄岩，以低CaO、高MgO为特征，可作为钙镁磷肥原料。
表2-15 超基性岩体主要岩石类型化学分析结果表
2.矿床地质特征
对于橄榄岩矿，纯橄岩相即为矿体，故不再赘述。
铬矿床地质特征如下。
（1）矿体特征
矿体规模一般较小，共发现厚度大于0.3m,Cr2O3大于12%的铬铁矿体15个，矿体长一般20～30m，最长40m，厚0.3～0.7m，最厚2.6m。矿体呈似脉状、脉状，少数呈透镜状及不规则状，走向300°～330°，倾向南西，倾角65°～75°，与岩体产状基本一致，浸染条带状矿体与所在地段的岩相产状、流动构造产状一致；稠密浸染状矿体、致密块状矿体与岩体产状多呈15°～30°交角，个别垂直相交。
铬铁矿体及矿化在空间上具成带、成群分布规律，绝大多数赋存在纯橄榄岩相内，以中粗粒纯橄榄岩相为主要含矿岩相，有工业价值的矿体几乎均赋存于岩体边部的透辉橄榄岩－透辉岩脉两侧及拐弯处。岩体形态变化部位，膨大部位是成矿的有利部位。
（2）矿石特征
矿石类型较多，以半自形—自形细粒、中细粒，半自形—自形不等粒结构为主。次有他形不等粒结构，包橄结构、熔蚀状结构及环带状结构，矿石构造多为浸染状、浸染条带状，少量呈准致密块状，星散浸染状、斑杂状构造。
矿石中主要金属矿物为铬尖晶石，伴有少量黄铁矿、镍黄铁矿、赤铁矿等，偶见铂族矿物（粒径0.001～0.005mm，主要赋存于铬尖晶石颗粒中），脉石矿物有镁橄榄石、胶蛇纹石、叶蛇纹石、斜绿泥石、纤维蛇纹石及碳酸盐等。
铬尖晶石以“亚铁”富铁铬铁矿、“铁”富铁铬铁矿、含铁铬铁矿为主，另有少量含铁富铁铬铁矿、含铁富铁铝铬铁矿。
各矿石类型主要化学成分（表2-16）特征为：Cr2O3与SiO2、MgO含量呈反消长关系，随Al2O。升高而递增，随Cr2O3/FeO降低而减少。Cr2O3/FeO比值界于1.4～2之间，偏低。
伴生有益元素，铂族元素含量0.074×10-6～0.295×10-6，主要有Pt、Pd、Os、Ru、Rh、Ir，含Ni为0.2%左右、CoO为0.02%左右。
表2-16 各矿石类型主要化学成分表（wB/%）
四、成矿机理及成矿模式
该区与晋宁期超基性岩有关的系列矿床的形成大致可分为如下三个阶段。
（1）在岩浆结晶分异早期，约700～1500℃温度条件下，形成了纯橄榄岩矿。
（2）在岩浆结晶的晚期阶段，岩浆内铬等成矿物质在P2O5等矿化剂和应力作用下，在岩浆北部透辉岩相两侧的橄榄岩相中，形成了以自形—半自形结构，稀疏—中等浸染条带状构造为主，铬尖晶石粒径一般小于1mm，铬铁比值小于1.6的同生弱分异成因的“亚铁”富铁铬铁矿（矿体多为似脉状，与围岩无明显界限，与岩体产状一致）。
（3）部分含SO3、CO2、H2O＋等挥发分较高的残余含矿熔浆在应力作用下，挤入上覆的已凝固纯橄岩的裂隙中或叠加于同生弱分异形成的矿脉上，形成了以他形－半自形结构为主，具稠密浸染状、致密块状构造，铬铁比值一般为2，以含铁富铁铬铁矿为主的贯入铬矿体（矿体多为不规则状、透镜状、沿走向具膨缩现象，与围岩界线清楚，边缘常具斜绿泥石外壳）。