馬曉輝,郭 銳,王永麗,董方靈,侯四周,鄭 蘋,王靈敏
(河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第二地質(zhì)勘查院,河南 許昌 461000)
河南省汝陽南部以發(fā)現(xiàn)和探明了東溝超大型鉬礦床而聞名全國,其與欒川上房溝、三道莊和南泥湖3 個(gè)世界級(jí)超大型鉬礦床,不僅是河南,也是我國出口創(chuàng)匯的最大的幾個(gè)礦山企業(yè),對(duì)我國國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)作出了較大貢獻(xiàn)。
汝陽東溝鉬礦床是近年發(fā)現(xiàn)并探明的又一超大型斑巖型鉬礦床,它的發(fā)現(xiàn),不僅為河南多金屬礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展注入了新的活力,而且對(duì)我國鉬礦產(chǎn)業(yè)今后數(shù)十年的穩(wěn)步發(fā)展,將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。同時(shí),客觀上告訴我們,在河南仍有尋找鉬礦床的廣闊空間。因?yàn)槿觋栥f鉛鋅礦集區(qū)屬東秦嶺鉬鉛鋅銀多金屬成礦帶的一部分,成礦地質(zhì)背景和條件十分優(yōu)越。
迄今為止,在河南境內(nèi)發(fā)現(xiàn)的中型以上規(guī)模的25 個(gè)鉬礦床均產(chǎn)于東秦嶺—大別山鉬成礦帶,該成礦帶西自陜西商洛北部,向東經(jīng)豫西南、豫東南到皖西大別山區(qū)北麓[1],東南綿延長(zhǎng)近700 km,在河南境內(nèi)長(zhǎng)約480 km。汝陽南部產(chǎn)有東溝超大型與竹園溝中型兩個(gè)斑巖型鉬礦床。
東秦嶺—大別山鉬成礦帶呈北西西-南東東向展開,寬約80~100 km,在成礦帶內(nèi),深大斷裂發(fā)育,巖漿巖廣布,所出露地層均為前寒武紀(jì)老地層[2],是典型的大陸邊緣地槽活動(dòng)帶,形成規(guī)模宏大的構(gòu)造巖漿巖帶(圖1)。所發(fā)現(xiàn)的所有鉬礦床全部產(chǎn)于構(gòu)造巖漿巖帶內(nèi),東溝、竹園溝鉬礦床亦不例外。
圖1 東秦嶺—大別山地區(qū)鉬礦床分布略圖
對(duì)東溝成礦母巖及太山廟花崗巖基的定量指標(biāo),可以通過巖體組分對(duì)比所提供的信息來評(píng)價(jià),也就是用信息量的大小來評(píng)價(jià)各個(gè)指標(biāo)(即地質(zhì)因素)對(duì)成礦關(guān)系的密切程度[2],并篩選出成礦的有利地質(zhì)因素(見表1、圖2)。
把與巖體成礦有關(guān)的各種地質(zhì)因素轉(zhuǎn)化為二態(tài)變量,用向量長(zhǎng)度的大小,顯示出各種地質(zhì)因素在成礦巖體的相對(duì)重要性,同樣可以篩選出成礦有利因素。
我們對(duì)東溝、竹園溝、西灶溝、老代仗溝及王坪西溝等5 個(gè)鉬鉛鋅礦床的成礦巖體,每個(gè)挑選若干個(gè)變量進(jìn)行R 型群分析。通過分析弄清各變量之間的相關(guān)及組合關(guān)系[3],從而得出礦集區(qū)內(nèi)成礦巖體的有利地質(zhì)因素(見圖3)。
運(yùn)用以上3 種數(shù)學(xué)地質(zhì)方法,得出的結(jié)論是一致的,挑選出的成礦有利因素綜合如下:
(1)成鉬巖石類型:以花崗斑巖(向量長(zhǎng)度52.345)為主,花崗巖次之。巖石化學(xué)成分SiO272.7%(信息量1.32),K2O 5.93%(信息量1.24)。
表1 成鉬巖體信息量統(tǒng)計(jì)表
(2)巖石結(jié)構(gòu):以斑狀結(jié)構(gòu)(向量長(zhǎng)度46.141)為主,等粒結(jié)構(gòu)次之,少數(shù)為似斑狀結(jié)構(gòu)。
(3)巖體時(shí)代:以燕山晚期白堊紀(jì)為主(向量長(zhǎng)度39.573),中元古代王屋山期為次。
(4)巖體出露面積:0.1~1 km2(向量長(zhǎng)度47.948)。
(5)巖體形態(tài):以不規(guī)則等軸狀巖株?duì)顬橹?向量長(zhǎng)度47.948),以不規(guī)則一向延伸的帶狀巖株次之。
(6)圍巖蝕變:鉀長(zhǎng)石化(向量長(zhǎng)度53.104)、硅化(向量長(zhǎng)度53.722),石英-絹云母化(向量長(zhǎng)度28.862)。
(7)金屬礦物:主要為輝鉬礦(向量長(zhǎng)度31.048),(Mo 信息量1.03),白鎢礦、泡鉍礦(向量長(zhǎng)度16.698)次為方鉛礦、閃鋅礦化(向量42.308)。
(8)圍巖:鉬礦以火山巖類為主(向量長(zhǎng)度42.308)鉛鋅礦以中酸性巖類為次。
以上用數(shù)學(xué)地質(zhì)方法提供的信息與前面敘述的成礦巖石的特征基本相符。成礦巖體特征應(yīng)作為建立本區(qū)成礦模式的基礎(chǔ)地質(zhì)資料。
圖3 變量相互關(guān)系R 群分析譜系圖
研究區(qū)以鉬為主的多金屬礦床,成巖與成礦有一定的成因聯(lián)系。所有的鉬礦床均屬于廣義的斑巖型礦床,但由于成礦圍巖巖石類型不同,以及成礦的地層圍巖等存在著差異,所以,礦床類型復(fù)雜多樣。按主巖、次巖、礦種組合將鉬鉛鋅礦床劃分為5 種類型:(1)東溝斑巖型鉬礦床:成礦圍巖以中元古界長(zhǎng)城系熊耳群雞蛋坪組火山巖為主;(2)竹園溝斑巖型鉬礦床:成礦圍巖以燕山期白堊紀(jì)花崗巖(基)為主;(3)西灶溝熱液充填交代型鉛鋅礦床:成礦圍巖以中元古界長(zhǎng)城系熊耳群火山巖內(nèi)構(gòu)造蝕變巖為主;(4)老代仗溝熱液充填交代型鉛鋅礦床:成礦圍巖以中元古代王屋山早期閃長(zhǎng)細(xì)晶巖為主,石英二長(zhǎng)巖次之;(5)王坪西溝熱液充填交代型鉛鋅礦床:成礦圍巖以中元古代王屋山晚期中粒石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖為主。
礦床式,指礦床內(nèi)在因素在外部表現(xiàn)的一種型式,如礦床規(guī)模、鉬鉛鋅礦種組合、礦體空間分布、產(chǎn)狀、礦石類型、圍巖蝕變等,這種礦床型式,具有一類礦床的代表性,它反映一類礦床的地質(zhì)特點(diǎn)。我們本次將東溝和王坪西溝兩礦床作為典型礦床式[4]。
礦床式是成礦作用在特定的成礦系統(tǒng)地質(zhì)環(huán)境中形成的具有自己特色的礦床。一般說,超大型礦床的形成,都是在各種成礦條件最佳配置的環(huán)境中,多種成礦有利因素,相互耦合作用的結(jié)果。故而礦床型式較少。而中小型礦床形成條件不是很絕對(duì),礦床型式相對(duì)應(yīng)多于特大型礦床。
在總結(jié)成礦規(guī)律,劃分礦床成因類型,利用地物化遙綜合找礦信息及成礦信息量化基礎(chǔ)上,進(jìn)行成礦預(yù)測(cè)和成礦有利靶區(qū)的劃分,全區(qū)共分出A、B、C 3 級(jí)共10 個(gè)成礦預(yù)測(cè)區(qū)(見圖4)。
(1)A1 區(qū):西灶溝—綠竹坪鉛、鋅銀成礦預(yù)測(cè)區(qū);(2)A2 區(qū):馬廟—東溝鉬成礦預(yù)測(cè)區(qū);(3)A3區(qū):王坪西溝鉛鋅銀成礦預(yù)測(cè)區(qū);(4)B1 區(qū):裂子山—付店鉛鋅預(yù)測(cè)區(qū);(5)B2 區(qū):寶豐溝鉛鋅預(yù)測(cè)區(qū);(6)B3 區(qū):青崗坪鉬鉛鋅成礦預(yù)測(cè)區(qū);(7)C1區(qū):土橋溝鉛鋅成礦預(yù)測(cè)區(qū);(8)C2 區(qū):西灶溝南鉛鋅成礦預(yù)測(cè)區(qū);(9)C3 區(qū):北坪鉛鋅成礦預(yù)測(cè)區(qū);(10)C4 區(qū):竹園溝鉬成礦預(yù)測(cè)區(qū)。
成礦預(yù)測(cè)區(qū)及其特征,均有其復(fù)雜的顯示規(guī)律,下面具體將A、B、C 3 級(jí)成礦預(yù)測(cè)區(qū)加以分述[5]。
位于老婆殼—綠竹坪一帶,東西長(zhǎng)16.8 km,南北寬1.5 km,面積約25 km2。預(yù)測(cè)區(qū)賦礦巖石為熊耳群火山巖,中-東部賦礦巖石以閃長(zhǎng)細(xì)晶巖和石英二長(zhǎng)巖為主。
預(yù)測(cè)區(qū)位于1∶5萬水系沉積物Pb、Zn、Ag、Au 綜合異常內(nèi),幾種元素套合性好,而且強(qiáng)度大;1∶5萬自然重砂鉛族、自然金礦物異常突出;西灶溝1∶10 000土壤Pb、Zn、Ag(Mo)等元素異常的套合重疊部位;物探方面,激發(fā)極化異常清晰,是進(jìn)一步找礦的理想靶區(qū)。遙感影像圖在中部土橋溝南及綠竹坪出現(xiàn)兩個(gè)線、環(huán)構(gòu)造,而且線性構(gòu)造稠密交切形成網(wǎng)狀排列,成礦條件特好。
圖4 汝陽南部地區(qū)鉬鉛鋅礦集區(qū)綜合成礦信息圖
位于馬廟—東溝—大房莊一帶,南北長(zhǎng)7 km,東西寬6.4 km,面積約45 km2,預(yù)測(cè)區(qū)賦礦巖石以熊耳群火山巖為主,花崗斑巖及閃長(zhǎng)細(xì)晶巖次之。
該區(qū)位于1∶5萬水系沉積物Mo、Pb、Zn、Au 綜合異常、1∶5萬自然重砂鉛族、白鎢礦、泡鉍礦、輝鉬礦等高、中溫礦物綜合異常、東溝1 ∶1 萬土壤Mo、Cu、Zn 綜合異常的套合重疊部位。特別值得指出的是,草溝Mo 異常最高為800 ×10-6,秋盤一帶水系兩側(cè)土壤出現(xiàn)800 ×10-6的特高值。遙感影像圖出現(xiàn)一大一小兩個(gè)環(huán)狀構(gòu)造的吻合區(qū)。
綜合評(píng)價(jià):礦床探邊摸底,遠(yuǎn)景廣闊。
位于王坪鄉(xiāng)西1.6 km 杜家莊一帶,東西長(zhǎng)3.4 km,南北寬1.2 km,面積4 km2,賦礦巖石以石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖為主,熊耳群火山巖次之,少量閃長(zhǎng)細(xì)晶巖。
該區(qū)位于1∶5萬水系沉積物Pb、Zn、Ag、As 綜合異常,1∶5萬自然重砂鉛族礦物異常、1∶1萬土壤Cu、Pb、Zn、Ag 綜合異常套合重疊部位;物探方面,激發(fā)極化率礦致異常分布較好部位,局部出現(xiàn)視極化率大于5 的特高異常值;遙感影像圖上線環(huán)構(gòu)造清晰完整,是一個(gè)找礦理想地段。
位于付店鎮(zhèn)北,南北最大長(zhǎng)4.6 km,東西最大寬2.8 km,面積13 km2,中北部大部分面積為熊耳群火山巖覆蓋,南部為付店石英閃長(zhǎng)巖體。該區(qū)位于1∶5萬水系沉積物Mo、Pb、Zn、Au 綜合異常內(nèi),其異常編號(hào)為豫付-HS-3-乙1,其中Pb、Zn 異常內(nèi)Pb300~600 ×10-6,Zn300 ×10-6的高值區(qū)覆蓋預(yù)測(cè)區(qū);1∶5自然重砂鉛族礦物異常全覆蓋,北部尚有自然金異常疊加,成礦地質(zhì)條件良好[7]。
裂子山成礦預(yù)測(cè)區(qū)內(nèi)以北東向斷裂構(gòu)造帶為典型代表,民采情況表明幾乎所有北東向斷裂破碎帶均含礦,而且Pb 明顯大于Zn,多處出現(xiàn)特富礦石,但該區(qū)工程控制程度明顯偏低,最大工程揭露斜深不足200 m,找礦空間很大。
預(yù)測(cè)區(qū)整體情況:民采礦點(diǎn)多,礦帶多,據(jù)民采情況調(diào)查出現(xiàn)有特富礦石,勘查程度特低,地質(zhì)找礦基本上未予系統(tǒng)揭露;個(gè)別地段亦有東西向斷裂,含小而貧鉛鋅礦體,找礦潛力較大。
該區(qū)位于王坪西溝鉛鋅礦區(qū)北1.5 km 處,東西長(zhǎng)2 km,南北寬1.7 km,面積3.4 km2,賦礦地層為熊耳群火山巖,據(jù)區(qū)域1∶5萬布格重力等值圖巖體發(fā)展延伸趨勢(shì),其深部隱伏有王坪西溝類型的石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖。
預(yù)測(cè)區(qū)位于1∶5萬水系沉積物Pb、Zn 綜合異常內(nèi)的東部,尤其是Pb 元素以300 ×10-6異常面積覆蓋全區(qū);1∶5萬自然重砂亦僅有鉛族礦物異常接近邊部,1∶5萬遙感影像圖出現(xiàn)稠密斷裂網(wǎng)線加環(huán)形構(gòu)造,找礦標(biāo)志良好。
礦區(qū)發(fā)育12 條近東西向斷裂構(gòu)造帶,其中已知有4 條含鉛鋅礦化,并且地表有稀疏槽探揭露,深部少量鉆探工程在局部揭露出小工業(yè)礦體。
整體評(píng)價(jià):礦帶多,礦體規(guī)模中偏小,品位偏貧,控制程度偏低。但據(jù)1∶5萬布格重力梯級(jí)帶展布規(guī)律看,寶豐溝成礦預(yù)測(cè)區(qū)深部存在石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖體,這類巖體在老代仗溝、王坪西溝兩礦床在巖體內(nèi)均存在大量的工業(yè)富礦體,是汝陽南部鉬鉛鋅礦集區(qū)本次研究項(xiàng)目厘定的最佳賦礦巖石,只不過寶豐溝巖體隱伏更深,目前尚未揭露出來罷了。
該區(qū)位于付店南東6 km 處,南北長(zhǎng)2.6 km,東西寬2.2 km,面積5.7 km2,賦礦巖石以熊耳群火山巖、火山碎屑巖為主,個(gè)別地段出現(xiàn)花崗斑巖脈。1∶5萬水系沉積物Pb、Zn 綜合異常、1∶5萬自然重砂鉛族異常、1∶5萬遙感影像圖出現(xiàn)北西與東西向斷裂交叉部位,但未出現(xiàn)環(huán)形構(gòu)造。
據(jù)實(shí)地調(diào)查,區(qū)內(nèi)出現(xiàn)QGP1、QGP2 兩條近東西向含鉛鋅礦斷裂帶,其中鉛鋅礦體從地表到深部基本連續(xù)。但工程揭露程度低局部出現(xiàn)富礦。QGP1 民采硐鉛鋅礦石,上世紀(jì)80 年代經(jīng)化驗(yàn)含工業(yè)鉬礦石。也就是說,中高溫鉛鋅鉬同時(shí)出現(xiàn)在同一礦體中,這在研究區(qū)內(nèi)僅此一例。2012 年本科研項(xiàng)目投入驗(yàn)證鉆探工程揭露,QGP1 礦帶167.10~169.40 m 出現(xiàn)鉬(0.07%)鉛鋅同體現(xiàn)象,從而證實(shí),上世紀(jì)80 年代鉛鋅鉬均達(dá)工業(yè)品位礦石是客觀存在。2012 年鉆探揭露礦體深度雖達(dá)500 m 以下,但礦帶深部仍存在Mo 礦找礦遠(yuǎn)景。
從1∶5萬布格重力異常分布圖推斷,青崗坪鉬鉛鋅成礦預(yù)測(cè)區(qū)深部600~700 m 左右?guī)缀跞侩[伏有花崗斑巖體,這不僅對(duì)鉛鋅,更是對(duì)鉬提供了更大更具遠(yuǎn)景的找礦信息,實(shí)際上,青崗坪礦區(qū)地表就出露有花崗斑巖脈體,該脈巖是否與700 m 深部花崗斑巖連為一體,有待進(jìn)一步研究。
預(yù)測(cè)區(qū)整體評(píng)價(jià):礦帶少,鉛鋅礦規(guī)模一般,品位中等,QGP2 富礦含銀。工程揭露程度低,但由于其礦石不同程度出現(xiàn)鉬礦化,因此深部具有教好的找鉬潛力。
位于付店鎮(zhèn)拔菜坪北1 km(研究區(qū)最北端),東西長(zhǎng)2.8 km,南北寬1.6 km,面積4.5 km2,賦礦地層為熊耳群,巖性為火山巖、火山碎屑巖。該區(qū)位于1∶5萬水系沉積物Pb、Zn 綜合異常北邊部、1∶5萬自然重砂鉛族北邊部,1∶5萬遙感五羊垛密集線狀構(gòu)造與雙環(huán)形構(gòu)造的交叉部位。找礦標(biāo)志清晰、完備。
區(qū)內(nèi)共出現(xiàn)北東向含礦斷裂6 條。其中含礦的TP6、TP9 出露長(zhǎng)1 400~2 500 m 不等,傾向352°左右,傾角67°~88°,寬0.3~24 m,共圈出(332)+(333)鉛鋅礦石量568 236 t,金屬量36 491.20 t,Pb+Zn 品位3.3%。
整體評(píng)價(jià):控制程度,工程網(wǎng)度80 ×80 m,控制斜深最大188 m,一般埋深40~100 m,只是在礦體最淺部給予了揭露。達(dá)詳查階段的地方只在坑鉆結(jié)合塊段,大部分礦段達(dá)普查,找礦空間較大。
位于西灶溝礦區(qū)南-裂子山礦區(qū)西的區(qū)段,東西最大長(zhǎng)3.6 km,南北最大寬1.7 km,面積6.1 km2,賦礦地層為熊耳群火山巖。西灶溝南段位于1∶5萬水系沉積物Pb、Zn、Au、As 綜合異常區(qū)內(nèi),Pb 異常最高為600 ×10-6,Zn 異常最高達(dá)300 ×10-6;1∶5萬自然重砂鉛族及自然金的套合區(qū);1∶1萬土壤Pb 一般1 500 ×10-6,Zn 達(dá)3 200 ×10-6,均為礦致異常,尚疊加有0.8~3.2 ×10-6的Ag 異常,找礦標(biāo)志良好。此外區(qū)內(nèi)民采盛行,坑道較多,富-特富礦石常見,一般礦厚0.8~1.5 m,Pb +Zn4.8%~16.15%,平均7.04%。
綜合評(píng)價(jià):礦帶多,礦體規(guī)模中等,有富礦,存在找礦遠(yuǎn)景。
位于付店南東1~2 km,青崗坪B3 成礦預(yù)測(cè)區(qū)西鄰,南北長(zhǎng)3.6 km,東西寬3.4 km,面積12 km2,賦礦巖石均為熊耳群火山巖。該區(qū)段位于1∶5萬水系沉積區(qū)Pb、Zn 綜合異常南段,1∶5萬自然重砂鉛族異常的套合重疊區(qū)。區(qū)內(nèi)民采鉛鋅坑采較多,但規(guī)模小、礦石較貧。主要是未進(jìn)行系統(tǒng)工作,礦帶調(diào)查滯后,地表工作僅有少量探槽揭露,探槽間距160 m。民采硐編錄結(jié)果情況稍差[8]。1∶50 萬布格重力推斷,該區(qū)地下深部全部隱伏有太山廟花崗巖基,是找礦有利條件之一。
整體評(píng)價(jià):該區(qū)整體工作程度低,礦體貧且小,未見富礦石,有成礦遠(yuǎn)景,但難以找到大而富的鉛鋅礦床。
位于竹園溝鉬礦區(qū)以及東相鄰地區(qū),南北長(zhǎng)2.8 km,東西寬2.4 km,面積6.7 km2。賦礦巖石以中細(xì)粒黑云母花崗巖為主。該區(qū)位于1∶5萬水系沉積物關(guān)帝廟(豫付-HS-10-乙3)Mo、Pb 綜合異常中,1∶5萬自然重砂釷石異常的套合區(qū)。1∶10 000 竹園溝土壤化探亦完全處于上述水系和重砂異常的套合范圍內(nèi),土壤化探異常組合主要有1-乙3(Mo-3、Ag-2、Cu-3)等5 種元素。另外尚有礦區(qū)東邊部Mo-9、Ag-8、Cu-6 和Mo-8 兩個(gè)綜合異常;其中1-乙3(Mo-3、Ag-2、Cu-3)綜合異常經(jīng)歷年來普、詳查,發(fā)現(xiàn)并探明竹園溝中型鉬礦床,提交鉬金屬重9.51 萬t,礦床品位達(dá)0.10%。
對(duì)于竹園溝礦區(qū)東邊部Mo-9、Mo-8 兩個(gè)異常,其產(chǎn)出部位均是在中元古代王屋山期中酸性巖體-石英二長(zhǎng)巖內(nèi)。據(jù)本研究報(bào)告前面章節(jié)闡述,石英二長(zhǎng)巖體的微量元素Mo 含量<10 ×10-6,與鉬礦床的成礦無關(guān)系,但從礦區(qū)具體情況看,太山廟花崗巖強(qiáng)酸性熔漿白堊紀(jì)沿深大斷裂上侵過程中,首先吞噬太華群結(jié)晶巖系,再吞噬一部分熊耳群火山巖,在此同時(shí),對(duì)研究區(qū)內(nèi)石英二長(zhǎng)巖帶狀巖株或巖墻也被重熔吞噬,并且在熔融過程中自身演化富集老地層中的Mo 質(zhì)充填于殘留的石英二長(zhǎng)巖巖體和大量熊耳群圍巖裂隙中,經(jīng)風(fēng)化水解帶走進(jìn)入水系形成異常。對(duì)于Mo-9、Mo-8 兩個(gè)異常目前尚未作地質(zhì)勘查工作。
整體評(píng)價(jià):1-乙3 土壤異常經(jīng)勘查證實(shí),其平面和深部礦體均已得到全面揭露和控制,而Mo-9、Mo-8 兩個(gè)異常始終未作工作,存在成礦遠(yuǎn)景。
汝陽南部鉬鉛鋅礦集區(qū)成礦預(yù)測(cè)及成礦靶區(qū)的劃分,為在汝陽南部找鉬鉛鋅礦明確了目標(biāo)及方向。汝陽南部鉬鉛鋅礦集區(qū)是東秦嶺-大別山鉬鉛鋅金銀巨型成礦帶的一部分,也是河南省重要的礦產(chǎn)地[9]。幾十年來,中科院、地科院、中國地質(zhì)大學(xué)、省國土資源研究院及地礦、有色、核工業(yè)等單位對(duì)研究區(qū)從不同的角度開展了大量工作,取得了豐碩的成果。本研究就是基于區(qū)內(nèi)已有的大量資料,借助翟裕生院士、陳毓川院士、毛景文研究員和羅照華教授等提出的現(xiàn)代成礦理論,對(duì)區(qū)域成礦規(guī)律進(jìn)行全方位探討,利用綜合找礦信息建模,進(jìn)而開展隱伏礦的定位預(yù)測(cè),促使本研究區(qū)地質(zhì)找礦獲得新突破。
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