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        豫西西楊凹重晶石礦床地質(zhì)特征及找礦意義

        2018-08-05 04:00:56曹紀(jì)虎馬玉見(jiàn)張晨
        世界有色金屬 2018年10期
        關(guān)鍵詞:安山巖重晶石銅礦

        曹紀(jì)虎,馬玉見(jiàn),張晨

        (河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第六地質(zhì)大隊(duì),河南 鄭州 450016)

        1 引言

        崤山以產(chǎn)貴金屬著稱,與小秦嶺、熊耳山一并稱為豫西三大貴金屬和有色金屬成礦帶(圖1a)。近年國(guó)土資源大調(diào)查工程實(shí)施以來(lái)在崤山一帶發(fā)現(xiàn)多處非金屬礦床。陜縣西楊凹重晶石礦床 即位于該成礦帶內(nèi),與鏵尖嘴、宮前等重晶石礦床共同構(gòu)成了豫西熊耳群中的重晶石礦集區(qū)(圖1b),呈現(xiàn)出良好的找礦潛力。前人對(duì)該重晶石礦集區(qū)的研究甚少,僅對(duì)鏵尖嘴重晶石礦床進(jìn)行了成礦地質(zhì)特征研究[1],礦床的成因、控礦因素及找礦意義方面的研究較為欠缺。研究認(rèn)為,重晶石礦常與一些中、低溫?zé)嵋盒徒饘俚V床相伴,可以作為這些金屬礦床的找礦標(biāo)志[2]。

        本文以礦集區(qū)內(nèi)西楊凹重晶石礦為對(duì)象,通過(guò)對(duì)其形成環(huán)境和地質(zhì)特征研究,揭示Ba成礦元素與金屬元素的相關(guān)性,為全面認(rèn)識(shí)豫西重晶石礦集區(qū)形成機(jī)制和服務(wù)相關(guān)礦產(chǎn)勘查評(píng)價(jià)提供新的參考,并對(duì)崤山北地區(qū)找礦的進(jìn)一步突破提供一定理論基礎(chǔ)。

        2 成礦地質(zhì)背景

        本區(qū)在區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造中位于華北陸臺(tái)南緣——秦嶺造山帶東段的崤山北部,處在熊耳裂陷盆地內(nèi)(圖1a)。區(qū)域構(gòu)造線大致呈北西走向,平行于華北與揚(yáng)子陸塊縫合帶。

        圖1 西楊凹成礦區(qū)域地質(zhì)簡(jiǎn)圖②

        西楊凹重晶石礦床產(chǎn)在中元古界熊耳群地層中。區(qū)域內(nèi)熊耳群為一套未遭受變質(zhì)的火山熔巖建造[4],自下而上依次許山組、雞蛋坪組、馬家河組。其中許山組為一套以陸相噴發(fā)為主的中偏基性火山熔巖;雞蛋坪組為一套酸性熔巖,主要巖性為紫紅色流紋巖、斑狀流紋巖等;馬家河組為一套中性熔巖,巖性主要為安山巖、杏仁狀安山巖等。區(qū)域北部小面積出露第四系、二疊系、石炭系、寒武系、薊縣系地層。熊耳群北東側(cè)以洛陽(yáng)-魯山斷裂為界,與新太古代太華群混合片麻巖-火山巖中深變質(zhì)巖系的變質(zhì)基底相鄰,南側(cè)以黑溝-欒川斷裂為界,與中元古代秦嶺群片麻巖-大理巖等高級(jí)變質(zhì)巖系相鄰[3]。區(qū)域內(nèi)次級(jí)斷裂比較發(fā)育,或北東東向-近東西向,或北東向,或北北西-近南北向,其中北北西-近南北向斷裂為區(qū)內(nèi)主要容礦斷裂,發(fā)育銅礦化、鎢礦化、重晶石礦化等。區(qū)域上巖漿活動(dòng)較強(qiáng)烈,廣泛分布熊耳群火山巖,僅東北部出露小面積燕山期的花崗閃長(zhǎng)巖體(圖1b)。

        3 礦床地質(zhì)特征

        3.1 地層

        礦區(qū)位于豫西熊耳群中的重晶石礦集區(qū)中部,出露中元古界熊耳群馬家河組。馬家河組由一套中酸性火山巖-安山巖、安山玢巖等組成,發(fā)育砂巖、凝灰?guī)r等碎屑沉積夾層,巖性主要為安山巖、杏仁狀安山巖等。層理不明顯,一般傾向20°~30°,傾角35°左右。礦區(qū)內(nèi)未見(jiàn)巖漿侵入體的出露。

        3.2 構(gòu)造與礦化

        區(qū)內(nèi)斷裂較為發(fā)育,以兩條大的斷裂帶為主,它們走向或北北西向(F111),或近南北向(F112)。其中F111出露于盤頭坡一帶,寬2~6m,地表出露長(zhǎng)度數(shù)千米,礦區(qū)內(nèi)斷續(xù)出露約3000m,走向345°~355°,傾向南西,局部?jī)A向反轉(zhuǎn),傾角72°~85°,斷裂帶呈膨大、縮小之特征,膨大部位礦化較強(qiáng),斷裂南部多發(fā)育重晶石化,向北銅礦化逐漸增加,直至延伸礦區(qū)外圍;F112出露于楊凹-后河一帶,寬1~4m,地表出露約4000m,走向0°~5°,傾向南東,傾角70°~85°,斷裂帶呈膨大、縮小之特征,斷裂南部多發(fā)育重晶石化,中部銅礦化逐漸增加,向北延伸發(fā)育赤鐵礦化。二者為礦區(qū)主控礦斷裂帶,其周邊發(fā)育規(guī)模小的次級(jí)斷裂帶,礦化較弱。

        礦區(qū)礦化特征有明顯的水平分帶和垂直分帶特征。由于深部控制較淺,垂直分帶特征不及水平分帶特征明顯。

        3.3 礦體特征

        礦體受北北西向(F111)或近南北向(F112)斷裂構(gòu)造控制,呈脈狀或豆莢狀產(chǎn)在馬家河組安山巖中。據(jù)資料顯示②,礦體埋深在距地表100m以淺,深部未控制。礦體頂板一般為紫紅色安山巖,偶見(jiàn)小杏仁體,杏仁大小1~3mm,底板圍巖為灰綠色安山巖,少見(jiàn)杏仁體。礦體頂板圍巖蝕變較明顯,發(fā)育硅化、碳酸鹽化、褐鐵礦化等,靠近礦體的圍巖呈暗紫紅色,遠(yuǎn)離礦體顏色逐漸變淺,推測(cè)是由于圍巖受熱液烘烤的程度不一樣而引起的。硅化、碳酸鹽化與重晶石礦化關(guān)系較為密切。

        目前共圈定6條礦化體②,其中石英-重晶石礦化體3條,重晶石-銅礦化體3條。長(zhǎng)度介于40~1000m,規(guī)模較大的有3條(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ),由礦區(qū)大的斷裂帶F111、F112控制,小規(guī)模礦化體有3條,由斷裂帶F111、F112的次級(jí)斷裂控制。礦體呈脈狀、豆莢狀,走向北北西向或近南北向,傾向或南西或南東。礦體與圍巖界線清楚,控礦構(gòu)造斷裂表現(xiàn)為張扭性特征,礦體呈膨大、縮小特征,部分小礦體在走向上突然尖滅。礦體成帶狀出現(xiàn),形態(tài)受斷裂控制,有分支復(fù)合、尖滅再現(xiàn)現(xiàn)象。礦體中心部位和地表硫酸鋇含量高,邊部和深部含量降低,礦石中礦物組分簡(jiǎn)單。

        3.4 礦石特征

        礦石主要為原生礦石,僅見(jiàn)少量氧化的銅礦石。按礦石礦物組成,可分為石英-重晶石礦石、石英-重晶石-銅礦石、重晶石-赤鐵礦石三種。

        礦石構(gòu)造主要為塊狀構(gòu)造,顯微鏡下顯示中-粗粒狀結(jié)構(gòu)、斑狀變晶結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)、填隙結(jié)構(gòu)。依照礦相學(xué)特點(diǎn),可將石英分為兩個(gè)成礦期次,一期早于重晶石成礦,一期伴隨重晶石成礦。

        在礦物組成上,礦石礦物主要為重晶石、輝銅礦、銅藍(lán)、赤鐵礦等,以及少量的斑銅礦、黝銅礦、銀礦、黃鐵礦等;脈石礦物主要為石英、方解石。重晶石呈灰白、粉白色,板狀、柱狀,粒徑0.5mm~3.0mm,含量20%~97%,重晶石品位30%~91.54%,平均44.34%;銅礦石呈褐色、藍(lán)色,多呈團(tuán)塊狀,為輝銅礦、銅藍(lán)、斑銅礦等的集合體,銅礦多以細(xì)脈賦存于石英脈與圍巖接觸部位,細(xì)脈銅礦品位可達(dá)26.20%~29.42%,其中銀品位36.7~40.5×10-6,與銅品位呈正相關(guān)關(guān)系,但厚度較薄,一般為10~20cm。

        4 找礦意義

        人類最早利用的礦產(chǎn)是非金屬礦,其在人類生活中的地位逐漸提高。隨著高新技術(shù)的迅猛發(fā)展,一個(gè)國(guó)家的非金屬礦物加工利用技術(shù)水平已成為反映這個(gè)國(guó)家現(xiàn)代工業(yè)發(fā)達(dá)程度的重要標(biāo)志之一 。河南作為礦產(chǎn)大省,傳統(tǒng)非金屬礦產(chǎn)開采量大,但重晶石為我省不能支撐可開發(fā)的礦產(chǎn)[7],在西楊凹礦區(qū)開展重晶石找礦勘查意義重大。

        重晶石作為一種常見(jiàn)的含鋇礦物,與熱液型金屬礦床的形成有著一定成因聯(lián)系。學(xué)者研究認(rèn)為,熱液型重晶石礦床具有明顯的垂直與水平分帶規(guī)律[2,8],重晶石礦體一般分布于礦帶的上部,距下部金屬礦體幾十米至上百米,二者近乎平行;或者重晶石與金屬礦共生,重晶石分布于礦體上部,金屬礦分布于礦體下部。熱液型鋇的成礦溫度一般介于165℃~184℃[8],具有較強(qiáng)的傾向性,主要出現(xiàn)礦帶的上部,若鋇與其他元素(銀、鉛、鋅、汞、銻、砷等)組成多元素組合異常時(shí),該異??梢暈槊さV異常[2]。重晶石作為非金屬礦產(chǎn)資源的同時(shí),也是尋找金屬礦產(chǎn)的重要標(biāo)志。

        5 結(jié)論

        西楊凹重晶石礦床屬脈狀熱液型,礦體嚴(yán)格受斷裂構(gòu)造控制,目前僅控制礦體深度約100m以淺。礦(化)帶南部主要為重晶石,向北推移逐漸發(fā)育銅礦化、赤鐵礦化,經(jīng)鉆探揭露,礦體深部發(fā)現(xiàn)銅金屬礦化,與熱液型重晶石礦床水平分帶和垂直分帶規(guī)律相符合。最新勘查成果發(fā)現(xiàn)區(qū)外多處銅礦化、鎢礦化點(diǎn) ,再次佐證了重晶石礦床分帶規(guī)律。對(duì)西楊凹重晶石礦床的深入研究,有望進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本區(qū)金屬找礦的突破。

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