范紅科，張代斌，韓代成，邊飛，王淑利，劉曉璐

(1.西北有色地質(zhì)研究院,陜西 西安　710054;2.青海諾貝爾礦業(yè)有限公司,青海 西寧　810008;3.山東省地質(zhì)科學(xué)研究院，山東 濟(jì)南　250013)

陜西省丹鳳縣蔡凹銻礦床地質(zhì)特征及找礦方向

范紅科1，張代斌2，韓代成3，邊飛1，王淑利1，劉曉璐1

(1.西北有色地質(zhì)研究院,陜西 西安710054;2.青海諾貝爾礦業(yè)有限公司,青海 西寧810008;3.山東省地質(zhì)科學(xué)研究院，山東 濟(jì)南250013)

蔡凹銻礦床位于北秦嶺加里東造山帶內(nèi)，產(chǎn)于古元古代秦嶺群地層中，嚴(yán)格受區(qū)域性大斷裂和界嶺復(fù)式背斜兩翼的次級褶皺和斷裂控制。文中從分析成礦地質(zhì)背景、礦床地質(zhì)特征和礦床成因入手，總結(jié)了礦床的控礦因素，認(rèn)為該礦床受含礦地層、構(gòu)造和巖漿巖等因素控制；提出了新的找礦方向，認(rèn)為蔡凹銻礦床深部仍有較大的找礦潛力，圍繞有利的構(gòu)造部位和礦化蝕變標(biāo)志追索礦體，實(shí)現(xiàn)找礦勘查的突破。

地質(zhì)特征；控礦因素；找礦方向；蔡凹銻礦床；丹鳳縣；陜西省

引文格式：范紅科，張代斌，韓代成，等.陜西省丹鳳縣蔡凹銻礦床地質(zhì)特征及找礦方向[J].山東國土資源，2015,31(1):18-22.FAN Hongke, ZHANG Daibin, HAN Daicheg,etc.Geological Characteristics and Prospecting Direction of Caiwa Antimony Deposit in Danfeng County in Shanxi Province[J].Shandong Land and Resources,2015，31(1)：18-22.

Ⅰ—華北板塊:Ⅰ1—華北地臺;Ⅰ2—北秦嶺造山帶;Ⅱ—秦嶺微板塊:Ⅱ1—南秦嶺北部晚古生代拗陷區(qū)(山柞旬盆地);Ⅱ2—南秦嶺南部晚古生代隆起區(qū);1—新生界;2—中生界;3—秦嶺群構(gòu)造層;4—二郎坪群構(gòu)造層;5—寬坪群構(gòu)造層;6—中生代花崗巖;7—古生代花崗巖;8—斷裂帶;9—地質(zhì)界線;10—銻礦床(點(diǎn))：①高嶺溝;②蔡凹;③南陽關(guān);④官坡;⑤掌耳溝;⑥慶家溝; ⑦南溝;⑧大河溝口;⑨小紅溝;⑩黃柏溝圖1　蔡凹地區(qū)區(qū)域地質(zhì)略圖

1—三疊系;2—秦嶺群第三巖性段;3—秦嶺群第二巖性段;4—秦嶺群第二巖性段下亞段;5—秦嶺群第二巖性段中亞段韌性剪切帶; 6—秦嶺群第二巖性段上亞段;7—加里東期二長花崗巖;8—華力西期鉀長花崗巖;9—斷層破碎帶;10—礦體;11—逆斷層; 12—正斷層;13—壓扭性斷層;14—性質(zhì)不明斷層圖2　蔡凹銻礦區(qū)地質(zhì)簡圖

蔡凹銻礦床位于陜西省丹鳳縣蔡川鎮(zhèn)，南距丹鳳縣政府所在地16km。該區(qū)的地質(zhì)找礦始于20世紀(jì)50年代，商洛地質(zhì)隊在區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)了銻礦化體；1961—1965年西北冶金地質(zhì)勘探公司106隊在蔡凹地區(qū)發(fā)現(xiàn)了Ⅰ，Ⅲ，Ⅳ3個銻礦帶，探獲2個銻礦體；2001—2008年西北有色地質(zhì)勘查局713隊在該區(qū)開展地質(zhì)普查，發(fā)現(xiàn)了8條銻礦化帶，13條銻礦(化)體；2009—2012年西北有色地質(zhì)研究院在充分收集整理和分析研究以往地質(zhì)成果的基礎(chǔ)上，應(yīng)用坑、鉆探相結(jié)合的手段對已有礦體的深部和成礦有利地段進(jìn)行控制，找礦勘查取得較大進(jìn)展。蔡凹銻礦床分布于陜豫銻成礦帶的西段，該帶西起陜西商州市高嶺溝，東至河南盧氏縣朱陽關(guān)一帶，東西延伸百余千米[1]。銻礦床(點(diǎn))沿區(qū)域性大斷裂分布，礦體產(chǎn)于大斷裂旁側(cè)的次級構(gòu)造帶內(nèi)，展布方向與區(qū)域構(gòu)造線的展布方向基本一致。目前區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)高嶺溝、蔡凹、掌耳溝和大河溝4個中型銻礦床，數(shù)十個小型銻礦床(點(diǎn))。蔡凹銻礦是該成礦帶西段較為重要的銻礦產(chǎn)地之一。

1　成礦地質(zhì)背景

蔡凹銻礦床位于北秦嶺加里東褶

皺帶內(nèi)，處于商(南)-丹(鳳)斷裂與高嶺溝-雙槐樹斷裂之間，距高嶺溝-雙槐樹斷裂0.5～6km[2](圖1)，分布于界嶺復(fù)式背斜兩翼近軸部地段。區(qū)內(nèi)出露元古界、古生界及中生界—新生界地層，地層總體呈NWW向展布。古元古代秦嶺群為一套中—深變質(zhì)巖系，主要巖性為片巖、片麻巖、混合巖和大理巖等；中元古代寬坪群為一套中—淺變質(zhì)巖系，由長英質(zhì)片巖、泥砂質(zhì)大理巖、硅質(zhì)巖等組成；下古生界為一套中—淺變質(zhì)的海相火山噴發(fā)-沉積建造；上三疊統(tǒng)—下侏羅統(tǒng)為斷陷盆地沉積，由一套淺變質(zhì)的變質(zhì)砂巖、砂頁巖和炭質(zhì)板巖等組成[3]。

區(qū)內(nèi)經(jīng)歷了前加里東期、加里東期、華力西期和印支期的構(gòu)造疊加活動，形成NWW向、NE向、NW向和近SN向斷裂交織的構(gòu)造格局。NWW向、近EW向和SN向斷裂為礦區(qū)的主要容礦、控礦構(gòu)造，控制了區(qū)內(nèi)8條礦化帶、13條礦(化)體的空間展布。褶皺主要為界嶺復(fù)式背斜，其核部地層為秦嶺群第二巖性段，兩翼為秦嶺群第三、四巖性段。次級褶皺控制了區(qū)內(nèi)銻多金屬礦床(點(diǎn))的空間展布。

區(qū)內(nèi)巖漿巖以印支期二長花崗巖為主，次為加里東—燕山期中酸性混合花崗巖、片麻狀花崗巖等，呈巖基、巖株或巖脈產(chǎn)出。

區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)資源較為豐富。金屬礦產(chǎn)以銻、銅礦為主，已發(fā)現(xiàn)高嶺溝銻礦床、蔡凹銻礦床、皇臺銅礦床等；非金屬礦產(chǎn)主要有石墨、矽線石和石棉等。

2　礦床地質(zhì)特征

2.1礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1.1地層

礦區(qū)出露地層主要為古元古代秦嶺群(Pt1qn)第二、三巖性段(圖2)。第二巖性段(Pt1qn2)下部為大理巖、角閃斜長片麻巖；上部以石墨大理巖為主，局部夾有斜長角閃片麻巖。第三巖性段(Pt1qn3)為黑云角閃片麻巖、云母石英片巖、混合片麻巖夾斜長角閃片巖及大理巖，底部為黑云石英片巖。蔡凹銻礦主要賦存于秦嶺群第二巖性段的大理巖、韌性剪切帶及斷層破碎帶內(nèi)。

2.1.2構(gòu)造

礦區(qū)褶皺主體為界嶺復(fù)式背斜及其南翼的次級褶皺。礦體多分布在界嶺復(fù)式背斜兩翼的層間破碎帶及次級褶皺的轉(zhuǎn)折端和傾伏端。與礦化關(guān)系密切的次級褶皺有小虎狼溝-韓家溝(倒轉(zhuǎn))背斜、小虎狼溝口-鄒家溝口向斜等。

礦區(qū)斷裂主要有NWW向、NW向、NE向和近SN向4組。NWW向斷裂主要有F5，F(xiàn)6，F(xiàn)7及數(shù)條規(guī)模不等的小斷裂。破碎帶長數(shù)百至數(shù)千米，寬0.3～25m，斷面呈舒緩波狀起伏，具多期次活動的特點(diǎn)，為一組張扭性斷裂；NE斷裂為一組壓扭性斷裂，延伸長200～3000m，切割NWW向斷裂；NW向斷裂延伸長200～1000m，為后期斷裂，對礦化帶及礦體有明顯的破壞作用；近SN向斷裂延伸長200～1000m，屬壓扭性斷裂，與NWW向斷裂交會部位可見銻礦化，與NWW向韌性剪切帶的疊加部位常形成富礦體。

2.1.3巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿巖主要有片麻狀黑云母花崗巖、混合巖，淺色中粒斜長花崗巖、肉紅色鉀長花崗巖等，其中淺色中粒斜長花崗巖呈脈狀沿斷層破碎帶斷續(xù)分布，與銻礦化關(guān)系密切；混合花崗巖內(nèi)也有銻礦體產(chǎn)出。

2.2礦化帶與礦(化)體特征

蔡凹銻礦區(qū)已圈出10條銻礦化帶，均受斷層破碎帶或韌性剪切帶控制。Ⅰ至Ⅴ號礦化帶呈NWW向展布，Ⅵ至Ⅹ號礦化帶呈近SN向展布，其主要特征如下：

Ⅰ號礦化帶位于虎狼溝-聞家溝倒轉(zhuǎn)背斜的南翼，受F3韌性剪切帶控制。礦化帶長大于3200m，寬0.40～24m，走向NWW，呈舒緩波狀起伏，帶內(nèi)已圈出了2個銻礦體。礦體長85～790m，厚0.39～13.54m，銻品位0.80%～23.12%，見有硅化、輝銻礦化、少量黃鐵礦化等。

Ⅱ號礦化帶位于鄒家溝一帶，長670m，寬1.0～4.0m，走向NWW，受F2韌性剪切帶控制，賦存Ⅱ號銻礦體，礦體長大于50m，厚1.50～3.80m，銻品位1.08%～1.89%。

Ⅲ號礦化帶位于虎狼溝口—韭菜溝一帶，產(chǎn)于Pt1qn2-1大理巖與Pt1qn2-2片巖、片麻巖的接觸帶附近，長450m，寬0.70～2.80m，走向NWW，傾向N，銻礦體厚0.50～1.20m，銻品位0.50%～0.89%。

Ⅳ號礦化帶位于小蔡凹一帶，斜穿Pt1qn2-3大理巖及其與花崗巖的接觸帶，受F6斷層破碎帶控制。礦帶長600m，寬0.40～5.42m，走向NE。Ⅳ號礦體斷續(xù)長520m，厚1.25～3.47m，銻品位1.54%～7.88%。

Ⅴ號礦化帶位于南溝口一帶，產(chǎn)于Pt1qn3混合巖內(nèi)，賦存2個礦體，長250m，寬0.30～3.75m，銻品位2.05%～4.47%。

Ⅶ號礦化帶，位于礦區(qū)西部，受近SN向斷層破碎帶控制。礦帶長760m，寬0.30～2.70m，礦體分布于大理巖、花崗片麻巖和混合花崗巖中，呈舒緩波狀起伏?？刂频V體長100多米，厚0.58～1.63m，銻品位1.65%～7.84%。礦帶內(nèi)充填有圍巖角礫，硅質(zhì)膠結(jié)，具強(qiáng)烈硅化、輝銻礦化等。

Ⅷ號礦化帶位于虎狼溝地區(qū)，穿層或順層狀分布于Pt1qn2-3大理巖與Pt1qn2-2韌性剪切帶內(nèi)，走向近SN，控制礦體長650m，厚0.55～2.60m，銻品位1.63%～7.00%。

Ⅸ，Ⅹ礦化帶分布于Pt1qn2-1大理巖及花崗巖內(nèi)，受近SN向斷層破碎帶控制。控制礦體長230～500m，厚0.20～0.90m，銻品位0.50%～5.99%。

2.3礦石特征

2.3.1礦石礦物組成

礦石礦物成分簡單，金屬礦物主要為輝銻礦，次為少量黃鐵礦、菱鐵礦，局部地段見有少量含砷自然銻、砷銻礦、自然銻等；次生銻礦物有黃銻華、銻華和銻赭石等。常見脈石礦物以石英、方解石為主，次為少量高嶺土、絹云母、重晶石等。

2.3.2礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦石的結(jié)構(gòu)主要有自形—半自形針狀、柱狀結(jié)構(gòu)、碎裂狀結(jié)構(gòu)、角礫狀結(jié)構(gòu)和交代殘余結(jié)構(gòu)等。礦石構(gòu)造主要有浸染狀構(gòu)造、致密塊狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造和溶蝕充填構(gòu)造等。

2.3.3圍巖蝕變

礦區(qū)近礦圍巖蝕變主要有硅化、輝銻礦化、碳酸巖化、白云母化、炭化和黃鐵礦化等。硅化、炭化與成礦關(guān)系較密切。

硅化與輝銻礦化受斷層破碎帶控制，有輝銻礦化一定有硅化，但有硅化不一定有輝銻礦化。硅化可分為早期的暗色硅化和晚期的淺色硅化。暗色硅化規(guī)模較大，礦體兩側(cè)可延伸數(shù)百米，與被交代的圍巖呈不規(guī)則的漸變關(guān)系，呈不規(guī)則脈狀、囊狀、似層狀分布，遠(yuǎn)離礦化帶硅化逐漸變?nèi)?；淡色硅化分布較為零星，晚于礦化而生成，常呈微細(xì)脈穿插于近礦圍巖中。

炭化受斷層控制，常常產(chǎn)于控礦斷裂的邊部或斷裂帶的各組裂隙間，與輝銻礦化有一定的相關(guān)性，炭化強(qiáng)輝銻礦化弱，炭化弱則構(gòu)造帶中可能伴隨有銻礦化。

3　礦床成因分析

3.1成礦物質(zhì)來源

3.1.1金屬來源

通過對區(qū)內(nèi)秦嶺群地層中的巖石微量元素分析數(shù)據(jù)統(tǒng)計表明，該地層中銻元素的平均含量為0.96×10-6[4]，高于區(qū)域內(nèi)其他地層中銻元素的背景值和地殼克拉克值(0.51×10-6)；高嶺溝、蔡凹、掌耳溝和大河溝等銻礦床(點(diǎn))均賦存于秦嶺群地層中，說明該地層是區(qū)內(nèi)銻礦的主要礦源層，也是主要的賦礦層位。

3.1.2硫來源

高嶺溝—蔡凹一帶銻礦石中采集輝銻礦(3件)、黃鐵礦(2件)、方鉛礦(1件)、雄黃(1件)7件硫同位素樣品測試δ34S值(表1)范圍在(-7.20～+8.00)×10-3之間，平均2.93×10-3，極差為15.20×10-3，表明該礦床中礦物硫同位素來源有2種途徑，一種為變質(zhì)流體，一種為巖漿流體。礦脈中輝銻礦與黃鐵礦δ34S值差異較小，說明礦床形成過程中變質(zhì)流體與巖漿流體混合后硫同位素組成基本達(dá)到平衡狀態(tài)[5-6]。

表1　高嶺溝-蔡凹銻礦床硫同位素樣品測試結(jié)果

測試單位：中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所，1986年。

3.2成礦溫度

高嶺溝-蔡凹銻礦礦石中采集石英(3件)、輝銻礦(6件)、方解石(3件)共12件樣品用爆裂法測溫結(jié)果(表2)，表明伴有輝銻礦的3期熱液形成溫度為126～258℃，各期均在254～257℃時先有石英析出，爾后輝銻礦在126～206℃晶出；到方解石熱液階段，其溫度略有升高，達(dá)280℃左右。

表2　礦物包裹體爆裂法溫度測定

成礦過程中，輝銻礦形成具有多期次成礦的特點(diǎn)，主礦化期結(jié)晶過程持續(xù)時間較長，形成的輝銻礦結(jié)晶程度高，多呈針狀、柱狀或放射狀；次礦化期礦液冷卻過程較快，形成的輝銻礦結(jié)晶程度相對較低，多為短柱狀或他形粒狀。

綜上認(rèn)為，蔡凹銻礦床的成礦物質(zhì)主要來源于地層，成礦流體有變質(zhì)流體和巖漿流體，為中—低溫條件成礦，初步認(rèn)為該礦床的成因類型為變質(zhì)-巖漿再造型銻礦床。

4　控礦因素

4.1地層與巖性控礦

陜西商州市高嶺溝到河南盧氏縣朱陽關(guān)一帶的銻礦床均賦存于秦嶺群地層中，并與大理巖關(guān)系密切[7]。據(jù)統(tǒng)計，秦嶺群中銻元素含量是其他各巖群中銻元素含量的2.5～4倍[8]，為該區(qū)銻礦床的形成提供了豐富的物質(zhì)來源；同時，大理巖孔隙度高，滲透能力強(qiáng)，化學(xué)性質(zhì)活潑，利于礦液運(yùn)移和交代，是較為理想的容礦層位。大理巖內(nèi)常有云母石英片巖或片麻巖的夾層，由于兩者物理性質(zhì)的差異，當(dāng)其受到強(qiáng)烈擠壓褶曲時，易產(chǎn)生層間剝離，為礦液的儲存創(chuàng)造了有利空間；當(dāng)其發(fā)生塑性變形后構(gòu)造裂隙不發(fā)育，對礦液起到了遮擋作用，較易形成厚大礦體。銻礦(化)體多分布于中細(xì)粒大理巖中，其內(nèi)層間裂隙、溶洞發(fā)育，巖石破碎，利于礦質(zhì)富集。大理巖內(nèi)若發(fā)育“黃泥洞”、溶洞或方解石晶洞，則其附近常有高品位銻礦體出現(xiàn)。

4.2構(gòu)造控礦作用

高嶺溝-雙槐樹斷裂為區(qū)內(nèi)銻礦化奠定了構(gòu)造基礎(chǔ)?？刂屏嗽搮^(qū)地質(zhì)構(gòu)造的發(fā)展，也控制了銻礦床(點(diǎn))的空間展布。區(qū)內(nèi)已知的銻礦床(點(diǎn))均分布在該斷裂以南0.5～6km范圍內(nèi)，賦存于秦嶺群地層中的次級斷裂破碎帶內(nèi)。礦體的產(chǎn)出部位和形態(tài)嚴(yán)格受界嶺復(fù)式背斜及其兩翼的次級褶皺和斷裂控制。小虎狼溝—韓家溝一帶倒轉(zhuǎn)背斜的核部或轉(zhuǎn)折端常有厚大的銻礦體；2組斷裂的交會部位或斷裂產(chǎn)狀由陡變緩的部位常形成囊狀富礦體；層間破碎帶或?qū)娱g剝離帶內(nèi)常形成層狀或似層狀礦體。

4.3巖漿巖控礦作用

區(qū)內(nèi)巖漿活動強(qiáng)烈，巖漿熱液為礦質(zhì)的活化、運(yùn)移創(chuàng)造了良好條件?；◢弾r體內(nèi)的斷裂帶中常有銻礦體產(chǎn)出，如蔡凹銻礦區(qū)的Ⅵ，Ⅶ號礦體；花崗巖與圍巖的接觸帶或旁側(cè)圍巖中常有銻礦體產(chǎn)出，說明花崗巖與銻礦之間有一定的成因聯(lián)系。

5　找礦方向探討

(1)蔡凹銻礦區(qū)找礦方向應(yīng)以“探邊摸底，攻深找盲”為原則。對已知礦體的深部、邊部以往工作程度較低地段布置探礦工程進(jìn)行控制。注意背斜核部或轉(zhuǎn)折端以及2組斷裂的交會部位或斷裂產(chǎn)狀由陡變緩部位。

(2)區(qū)內(nèi)礦體在空間上呈“豆莢狀”或透鏡狀產(chǎn)出，沿走向和傾向分布不連續(xù)，但硅化、石墨化等圍巖蝕變分布較連續(xù)，溶洞、“黃泥洞”和方解石晶洞等地質(zhì)現(xiàn)象普遍存在，顯示該區(qū)仍有較好的找礦前景。

(3)小東溝地區(qū)應(yīng)繼續(xù)對Ⅵ，Ⅶ號礦體深部進(jìn)行控制，圍繞花崗巖體中的斷層破碎帶及暗色硅化蝕變帶對礦體進(jìn)行追索，擴(kuò)大礦體規(guī)模。

(4)蛟陰溝和四方塊地區(qū)已施工4個鉆孔，見礦效果較好，有3個鉆孔見有銻礦(化)體，其中ZK1701鉆孔見銻礦厚12.40m，銻品位0.71%～21.89%，說明該地區(qū)找礦潛力較大，應(yīng)加大勘查工作力度，以期找到厚大的富礦體。

(5)對區(qū)內(nèi)已有的分散流成果，結(jié)合自電異常，對成礦有利地段進(jìn)行工程驗證。礦區(qū)西部的韭菜溝地區(qū)銻分散流異常規(guī)模大、濃度高，建議對該異常進(jìn)行追索，查證異常源。

參考資料:

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Geological Characteristics and Prospecting Direction of Caiwa Antimony Deposit in Danfeng County in Shanxi Province

FAN Hongke1, ZHANG Daibin2, HAN Daicheng3, BIAN Fei1, WANG Shuli1, LIU Xiaolu1

(1.Northwest Institute of Nonferrous Geology, Shaanxi Xi’an 710054, China; 2. Nobel Mining Limited Corporation, Qinghai Xining 810008, China; 3.Shandong Institute of Geological Sciences, Shandong Jinan 250013, China)

Caiwa antimony deposit in Shanxi province locates in the northern Qinling Caledonian fold beit. It occurred in metamorphic rocks of Proterozoic Qinling group, and is strictly controlled by secondly folds of regional fault and faults of Jieling anticlinorium. Based on comprensive analysis of metallogenic geological setting, geological characteristics and the origin of deposit, ore-controlling factors of this deposit have been summarized. It is regarded that the Caiwa antimony deposit are obviously controlled by ore-bearing strata, faults and magmatism. New prospecting direction is proposed. It is inferred that there is prospecting potentiality in the deep part of Caiwa antimony deposit. Based on favorable faults position and the ore prospecting indicators of mineralization and alteration, new orebodies can be found and a great breakthrough in ore prospecting can be gained.

Geological characteristics; ore-controlling factors; prospecting direction; Caiwa antimony deposit; Danfeng county; Shanxi province

2013-01-01；

2014-02-22；編輯：陶衛(wèi)衛(wèi)

范紅科(1972—)，男，甘肅涇川人，高級工程師，主要從事地質(zhì)礦產(chǎn)勘查、地球化學(xué)勘查及研究工作；E-mail:fhk929@tom.com

P618.51

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