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        河南省桐柏縣西趙莊礦區(qū)礦體地質(zhì)特征及成因分析

        2021-12-26 10:21:36彭亞南王承中范金偉
        世界有色金屬 2021年19期
        關(guān)鍵詞:重晶石凝灰?guī)r火山

        彭亞南,許 棟,黃 達(dá),王承中,范金偉

        (河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第三地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院,河南 信陽 464000)

        1 區(qū)域背景

        桐柏地區(qū)處于秦嶺造山帶東段核部,該帶是由多個(gè)形成于不同構(gòu)造環(huán)境、有著各自獨(dú)立的建造特征、變形變質(zhì)和構(gòu)造演化序列的構(gòu)造地層地體[1],經(jīng)多次聚合后拼貼并焊接為一體的復(fù)雜構(gòu)造帶(圖1),以羊冊(cè)-明港韌性剪切帶(羊明斷裂)和西官莊-松扒韌性剪切帶(龜梅斷裂)為界,北部為華北地臺(tái)南緣褶皺帶,中部為北秦嶺褶皺帶,南部為南秦嶺褶皺帶。礦區(qū)位于北秦嶺褶皺帶之朱莊背斜南翼,位于北秦嶺褶皺帶內(nèi),地層單元主要有秦嶺巖群、寬坪群、二郎坪群和蔡家凹巖組[2]。

        圖1 桐柏地區(qū)地質(zhì)略圖

        劉山巖銅鋅礦帶賦礦巖石為二郎坪群,原巖為一套細(xì)碧-石英角斑巖夾碎屑巖系,巖石密度大,表現(xiàn)為區(qū)域重力相對(duì)高值區(qū);圍山城金銀礦帶內(nèi)分布的地質(zhì)體主要為歪頭山組地層、梁灣巖體和桃園巖體,且下部存在隱伏巖體,巖石密度較低,表現(xiàn)為區(qū)域重力相對(duì)低值區(qū)。在泌陽凹陷東部邊緣形成明顯的重力梯級(jí)帶,普查區(qū)位于該梯級(jí)帶上,成礦條件有利。

        2 礦區(qū)地質(zhì)特征

        區(qū)域構(gòu)造主期變形表現(xiàn)為順層滑覆形成的褶疊層構(gòu)造,層內(nèi)褶皺翼間角多小于30°,屬緊閉同斜褶皺,軸面呈北西西-南東東向展布,樞紐向南東東向傾伏,傾伏角約30°;后期疊加有北西西向、近南北向等脆性斷層,對(duì)礦體改造不明顯。區(qū)內(nèi)采用火山巖性-巖相-火山構(gòu)造填土方法,野外注重識(shí)別變余火山結(jié)構(gòu)構(gòu)造和恢復(fù)原巖,根據(jù)巖石特征及火山巖展布特征,將區(qū)內(nèi)變石英角斑質(zhì)(熔結(jié))凝灰?guī)r層、變中酸性凝灰?guī)r層厘定為火山碎屑流沉積,初步認(rèn)為石蠻子莊-下鴨子口一線為火山穹丘分布位置,上硯瓦溝向東為火山盆地位置。區(qū)內(nèi)地表出露有礦(化)體的下鴨子口地區(qū),正處于火山穹丘向火山盆地轉(zhuǎn)折部位。

        3 物探異常特征

        本次電法測(cè)量共計(jì)實(shí)施了4條激電剖面。

        W29:主要巖性是石英角斑質(zhì)凝灰?guī)r,ηs在1%~2%之間,ρs在50~400Ω·m之間。巖石具有黃鐵礦化、重晶石化、硅化及菱鐵礦化等礦化現(xiàn)象,推測(cè)深部高極化率異常應(yīng)與黃鐵礦化等硫化物有關(guān)。200m~400m深部的高阻體應(yīng)代表異常地質(zhì)體,其長軸方向近直立可能代表深部巖性界面產(chǎn)狀變陡。

        W25:主要巖性是強(qiáng)硅化蝕變巖和角礫巖,ηs在1%~2%之間,在剖面40m~100m深50m以下出現(xiàn)極化體,強(qiáng)度ηs一般在3.5%~5%之間,最大值達(dá)7%。極化體所對(duì)應(yīng)的電阻率為相對(duì)低阻,ρs在50~800Ω.m之間。

        W14:主要巖性是凝灰?guī)r、變玄武巖,ηs值一般低于1%,ρs一般在700Ω.m左右。

        W18:主要巖性是凝灰?guī)r、變玄武巖中間夾雜硅質(zhì)板巖,ρs一般在400Ω.m以下,ηs一般在1.3%以下。

        4 礦(化)體特征

        根據(jù)槽探、鉆探工程控制結(jié)果,圈出礦體4條(X1、X2、X3、X4),其中工業(yè)礦體1條,低品位礦體3條。圈定重晶石礦化體4處(HX1、HX2、HX3、HM1)。

        4礦體按產(chǎn)狀大致可劃分為2種類型,分別為脈狀礦體和層控平行細(xì)脈狀礦體。

        脈狀礦體位于礦體群的南部,即靠近蝕變巖筒的下部產(chǎn)出,賦礦巖石為石英重晶石巖。該類型礦體包括X3、X4礦體,近平行排列,平面距離約8米,礦體長150m~175m,厚0.94m~3.03m,礦體平均品位BaSO4(%)為30.50%~51.87%,圍巖為變質(zhì)中酸性凝灰?guī)r。層控平行細(xì)脈狀礦體位于礦體群的北部,即靠近蝕變巖筒的上部產(chǎn)出,賦礦巖石為變石英角斑質(zhì)凝灰?guī)r。礦體呈厚約3cm~10cm的細(xì)脈切層貫入到變石英角斑質(zhì)凝灰?guī)r中,圍巖具有浸染狀重晶石礦化,多伴生有硅化、高嶺土化和赤鐵礦化。該類型礦體包括X1、X2礦體,近平行排列,平面距離約3m,礦體長330m~540m,厚0.95m~1.70m。

        5 礦石質(zhì)量

        (1)礦石化學(xué)成分、有害組分及特征。區(qū)內(nèi)礦石的有用成分為BaSO4,綜合礦石的不同用途,選擇分析了SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、Cu、Pb、Mn、水溶鹽等8種有害成分作組合分析(表1),有用成分及伴生有害成分在不同礦體的分布具有一定特點(diǎn)。

        表1 礦區(qū)礦石組合分析結(jié)果一覽表

        (2)礦石的物質(zhì)組成。礦石礦物成分主要為:礦石礦物比較單一;脈石礦物有鈉長石、石英、絹云母、綠泥石、黃鐵礦、方解石、電氣石等。

        重晶石:呈它形粒狀,雜亂分布,粒度一般在0.05mm~0.25mm,少數(shù)小于0.05mm,含量約15%~50%不等,大多數(shù)顆粒呈齒狀鑲嵌,粒內(nèi)具波狀消光。石英:早階段巖漿成因石英,呈微粒狀,粒度一般小于0.1mm,雜亂分布,略顯定向;晚階段熱液成因石英,多與重晶石交生構(gòu)成石英重晶石脈,少部分呈稀疏浸染狀、團(tuán)塊狀分布于變石英角斑質(zhì)凝灰?guī)r中,呈它形粒狀,粒度一般為0.05mm~0.25mm。絹云母:鱗片狀,大部分相對(duì)聚集,呈斷續(xù)線紋狀定向分布;少數(shù)呈長軸定向,分布于長英質(zhì)間,片徑一般小于0.1mm。綠泥石:鱗片狀,長軸定向分布于長英質(zhì)間,或相對(duì)聚集呈線狀定向分布,粒徑一般小于0.1mm。黃鐵礦:呈它形粒狀,粒徑以0.07mm~1.5mm為主,少部分小于0.07mm,主呈星散狀分布,具輕微白鐵礦化,其邊緣多被褐鐵礦交代,部分呈交代殘余結(jié)構(gòu)、交代假象結(jié)構(gòu)。

        (3)礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造。礦石結(jié)構(gòu)主要為:粒狀變晶結(jié)構(gòu)、變余斑狀-基質(zhì)變余微粒結(jié)構(gòu)。構(gòu)造主要為脈狀構(gòu)造、層控平行細(xì)脈狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、似千枚狀構(gòu)造。

        (4)礦石類型。區(qū)內(nèi)礦石類型比較簡單,按選礦加工性能來看,該區(qū)主要為易選礦石。按照礦石的礦物組合、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造來看,本區(qū)礦石主要為石英—重晶石型。

        6 成礦特征及找礦標(biāo)志

        6.1 成因特征

        礦區(qū)發(fā)現(xiàn)的礦床屬火山噴流沉積型。區(qū)內(nèi)主要巖石類型為變石英角斑質(zhì)(熔結(jié))凝灰?guī)r、變中酸性凝灰?guī)r、綠泥石化變中酸性凝灰?guī)r、片理化變中酸性凝灰?guī)r、變玄武巖、硅質(zhì)板巖、變細(xì)粒長石砂巖等,屬于一套以中酸性火山巖為主的中酸性火山巖建造。根據(jù)巖石特征及火山巖展布特征,石蠻子莊地區(qū)屬于火山穹丘發(fā)育地帶,下鴨子口東屬于火山穹丘向火山盆地急劇轉(zhuǎn)折地帶,位于火山巖型礦床成礦有利地位,分別在上述成礦有利的石蠻子莊、下鴨子口地區(qū)厘定出2處成礦有利構(gòu)造-蝕變巖筒,已發(fā)現(xiàn)的礦(化)體全部位于蝕變巖筒內(nèi),屬于火山噴流沉積型礦床的“上層下脈”雙層勘查模型中的下部脈狀礦體,且下鴨子口蝕變巖筒中4條礦體具有自蝕變巖筒下部向上,在流體壓力不斷減小的情況下,礦化樣式具有從大脈向細(xì)脈轉(zhuǎn)變的特征。

        后期構(gòu)造對(duì)火山構(gòu)造及礦體形態(tài)改變較強(qiáng),造成蝕變巖筒上部細(xì)脈狀礦體近平行排列形成層控細(xì)脈狀礦體,即形成所謂的“假層理”。另外,前人在下鴨子口東第四旋回頂部界面附近控制的4條銅鋅礦體,顯示出勘查模型上部巖性界面控礦的特征。

        6.2 找礦標(biāo)志

        成礦地質(zhì)體為劉山巖組地層中的變石英角斑巖等次火山巖體,賦礦巖石組合為變石英角斑質(zhì)凝灰?guī)r、變中酸性凝灰?guī)r、硅質(zhì)巖等主要由中酸性火山巖組成巖石組合;成礦構(gòu)造為大陸板塊拉張環(huán)境下與火山穹隆伴生的蝕變巖筒及噴流口構(gòu)造;成礦結(jié)構(gòu)面為火山噴發(fā)旋回界面附近及蝕變巖筒同火山期構(gòu)造裂隙;圍巖蝕變標(biāo)志:近礦圍巖蝕變表現(xiàn)為硅化、重晶石化、絹云母化及少量黃鐵礦化;遠(yuǎn)礦圍巖蝕變?yōu)榫G泥石化。

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