河南省洛寧縣范莊銀礦北拆離帶成礦地質(zhì)特征及找礦方向研究

張建倫

(河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第六地質(zhì)大隊(duì),河南洛陽(yáng) 471002)

河南省洛寧縣范莊銀礦北拆離帶成礦地質(zhì)特征及找礦方向研究

張建倫

(河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第六地質(zhì)大隊(duì),河南洛陽(yáng) 471002)

拆離斷層控制了成礦的物理化學(xué)條件,拆離斷層上盤(pán)系統(tǒng)中的巖石脆性剪切破裂為地下水的深循環(huán)提供了通道,地下水向下運(yùn)移。異常的熱梯度為流體的循環(huán)提供了熱能,從而使上盤(pán)形成了一個(gè)與大氣降水相連通且具氧化環(huán)境的循環(huán)系統(tǒng);拆離斷層下盤(pán)巖石的退變質(zhì)作用形成的和糜棱巖化帶提供的部分流體,加上巖漿來(lái)源的熱液,在斷層帶頂部糜棱巖、片理化帶碎裂巖或不透水巖層的屏蔽下,形成了下盤(pán)還原環(huán)境下的熱液循環(huán)系統(tǒng)。兩系統(tǒng)的熱液循環(huán)淬取分散在基巖中成礦組分,并在斷層附近氧化—還原界面上沉淀下來(lái),富集成面型金、銀礦體。由于拆離斷層面為一個(gè)起伏的面,面型金、銀礦體不一定水平,表現(xiàn)為小角度的起伏。

拆離帶;銀礦體;巖體;花崗巖;范莊

0 引言

河南省熊耳山地區(qū)是繼小秦嶺后該省主要的貴金屬及有色金屬產(chǎn)地之一,熊耳山其北坡分布有上宮、虎溝、青崗坪、小池溝、陸院溝、吉家洼等金礦及鐵爐坪、龍門(mén)店、蒿坪溝、沙溝、月亮溝等大、中型銀鉛多金屬礦床;南麓有著名的祁雨溝、大、小公峪、康山等大、中型金礦及一系列大型鉬礦床。范莊銀礦即為北坡大中型銀礦之一,礦床類型為破碎蝕變巖型,礦體主要賦存在北部拆離斷層中。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

范莊銀礦位于河南省洛寧縣下峪鄉(xiāng)境內(nèi),其大地構(gòu)造位置處于中朝準(zhǔn)地臺(tái)南緣、華熊臺(tái)緣凹陷、崤山—魯山拱褶斷束中部?河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第六地質(zhì)大隊(duì),河南省洛寧縣范莊銀礦區(qū)普查地質(zhì)設(shè)計(jì),2005。。

1.1 區(qū)域地層

區(qū)內(nèi)出露地層主要為太古界太華群[1]深變質(zhì)巖和中元古界熊耳群以安山巖為主體的變火山巖系。

1.1.1 結(jié)晶基底

區(qū)內(nèi)結(jié)晶基底由太古界太華群片麻巖、變中基性火山巖地層構(gòu)成,分布于熊耳山變質(zhì)核雜巖核部?中南大學(xué)地學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院,河南省洛寧縣范莊地區(qū)1∶10 000地質(zhì)填圖與成礦預(yù)測(cè)報(bào)告,2007。。太華群是豫西最古老的地層,其原巖由火山巖,火山沉積巖組成。在區(qū)域變質(zhì)作用下,形成角閃巖相、局部達(dá)麻粒巖相的深變質(zhì)巖系,混合巖化作用明顯。在構(gòu)造變形的同時(shí),侵入有超鎂鐵質(zhì)巖,并發(fā)生角礫巖化。隨后發(fā)生前地槽構(gòu)造層逐漸剛化,構(gòu)成了本區(qū)的結(jié)晶基底(見(jiàn)圖1)。

1.1.2 蓋層巖系

熊耳群為蓋層巖系,為一套變中基性—中酸性雙峰式火山熔巖,局部見(jiàn)火山碎屑巖及沉積巖夾層。在熊耳山地區(qū),熊耳群以不整合或斷層覆蓋于太華群之上。

1.2 區(qū)域構(gòu)造

1.2.1 褶皺

本區(qū)主干褶皺為沿熊耳山呈北東—南西向延伸的長(zhǎng)垣狀龍脖—花山背形,核部為太華群,兩翼為熊耳群。熊耳群核部的南西端有后期西廟—蒿坪溝花崗斑巖即隱爆角礫巖,東段有花山花崗巖及金山廟花崗巖侵入,次級(jí)褶皺尚有草溝—段溝背形構(gòu)造,寬坪溝—全寶山向形構(gòu)造等,軸向近南北向。

1.2.2 斷層

本區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育,主要為南北向、北西向、北東—北北東向三組,其中北東—北北東向斷層主要為分割基底和蓋層之間的拆離斷層,與成礦有非常密切的關(guān)系。此外,在基底中還發(fā)育北東向區(qū)域性脆性斷裂帶,亦屬為成礦構(gòu)造。后期有近南北向斷裂疊加。

(1)北部主拆離斷層帶 北部的拆離斷層分為主拆離斷層與次級(jí)拆離斷層。主拆離斷層是分割基底與蓋層之間的拆離斷層,沿石門(mén)溝—回椿溝—熊掌印—六眼河溝一帶分布,在區(qū)內(nèi)出露長(zhǎng)約3 km,寬度從幾十米至幾百米,產(chǎn)狀一般為335°～350°∠15°～40°。沿滑脫拆離帶有一寬度較大的退變質(zhì)綠泥石片理化帶。整個(gè)滑脫拆離斷層分帶清楚,在范莊礦區(qū)溝底一帶,由下往上為超糜棱巖帶、糜棱巖帶、糜棱巖化帶、綠泥石片理化帶、角礫巖帶、碎裂巖帶。

圖2 河南省洛寧范莊地區(qū)構(gòu)造綱要圖(據(jù)中南工業(yè)大學(xué)1993年填圖報(bào)告)Fig.2 The briefmap of structure outline in Fanzhuang,Luoning county

(2)分層拆離斷層帶 分層拆離斷層位于結(jié)晶基底太華群變質(zhì)巖系中。范莊礦區(qū)從回椿溝—前后熊掌印高程1 050～750 m的六眼河溝底,發(fā)現(xiàn)至少三條分層拆離斷層剪切帶,沿拆離斷層帶巖石普遍發(fā)生硅化和鉀長(zhǎng)石化,但由上而下,礦化蝕變作用明顯減弱。

1.2.3 脆性斷裂

區(qū)內(nèi)的脆性斷裂構(gòu)造主要為北東向、北西向及近南北向,次為近東西向。脆性斷裂一般發(fā)育于基底中,有的則在拆離斷層中形成復(fù)合疊加。其中與本區(qū)的銀鉛等礦化有關(guān)系的為北東向斷裂構(gòu)造。

(1)北東向斷裂 北東向斷裂在區(qū)內(nèi)最為發(fā)育。經(jīng)歷多期活動(dòng),與本區(qū)金、銀、多金屬等內(nèi)生金屬礦床的形成和分布有極為密切的關(guān)系。范莊銀礦位于北東向龍王廟—岳坪溝含礦構(gòu)造帶上。這種北東向的斷裂主要發(fā)育在太華群地層中。斷層的產(chǎn)狀310°～340°∠40°。斷層在平面上及剖面上呈舒緩波狀、斷裂寬度不等,斷裂帶的總體特征為:常沿?cái)嗔训膬蓚?cè)發(fā)育擠壓片理化帶,蝕變的寬度為幾至幾十厘米至十米,局部具分帶性,由外向內(nèi)綠泥石化帶、黃鐵絹英巖化帶、硅化帶,有褐鐵礦化。外側(cè)的圍巖多為褪色化蝕變。

(2)北西向斷裂和近南北向斷裂 北西向和近南北向斷裂在區(qū)內(nèi)不很發(fā)育,斷裂帶內(nèi)礦化蝕變表現(xiàn)為硅化、褐鐵礦化,局部有銀鉛礦化。

1.3 區(qū)域巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng),除中元古代早期大規(guī)模中—酸性巖漿噴發(fā)外,還有太古代嵩陽(yáng)期超基性—酸性,王屋山期中性—酸性,燕山期酸性巖漿侵入活動(dòng)。其中以燕山期酸性巖最為發(fā)育,并與本區(qū)內(nèi)生金屬礦產(chǎn)的形成關(guān)系極為密切。

太古代的中—基性巖漿巖活動(dòng),伴隨有超基性、酸性的巖漿巖活動(dòng),形成一套相應(yīng)的噴出巖和侵入巖,由于區(qū)域熱變質(zhì)作用的改造,大部分已變成具角閃巖相特征的變質(zhì)巖。

元古代以中性巖漿活動(dòng)為主,并有少量的基性和酸性巖漿活動(dòng)。形成了大面積分布的以安山巖、安山玢巖為主的熊耳群火山巖,并同時(shí)形成了沿北東斷裂帶侵入于太華群和熊耳群的閃長(zhǎng)巖巖株或巖脈。

中生代燕山期,以酸性巖漿活動(dòng)為主,形成了西部蒿坪溝的花崗斑巖,東部為大面積出露的花山花崗巖等侵入巖體。

2 礦區(qū)地質(zhì)

2.1 礦區(qū)地質(zhì)特征

范莊礦區(qū)位于鐵爐坪銀鉛礦床的東面,與蒿坪溝、鐵爐坪組成一個(gè)礦田,具有相同的成礦特征和控礦要素。其礦床主要受北東向斷裂和拆離斷層帶控制,礦床類型主要為構(gòu)造蝕變巖型礦床。區(qū)內(nèi)出露的地層主要為太古界太華群龍門(mén)店組、段溝組、石板溝組和中元古界長(zhǎng)城系熊耳群。區(qū)內(nèi)的巖漿巖早期太古代為超鎂鐵質(zhì)巖和變輝長(zhǎng)巖。中期中元古代的巖漿巖主要為熊耳群的安山巖和安山玢巖。燕山期的中酸性巖漿活動(dòng),在礦區(qū)卻出露很少,主要在大麻園附近發(fā)現(xiàn)有小規(guī)模的細(xì)晶巖脈沿北東向斷裂充填,偶爾也可發(fā)現(xiàn)有花崗巖出露。

2.2 地層

2.2.1 太古界太華群(Arth)

(1)石板溝組下段(Arsh1) 巖性主要為角閃斜長(zhǎng)片麻巖、混合質(zhì)角閃斜長(zhǎng)片麻巖。厚度70～80 m。

(2)石板溝組上段(Arsh2) 主要巖性為角閃斜長(zhǎng)片麻巖類、黑云斜長(zhǎng)片麻巖類、夾斜長(zhǎng)角閃巖類等。厚度60～70 m。

(3)龍門(mén)店組(Arl) 主要巖性為黑云斜長(zhǎng)角閃片麻巖,其次為變粒巖,局部見(jiàn)條帶狀混合巖。厚70～80 m。

(4)段溝組(Ard) 主要巖性為角閃斜長(zhǎng)片麻巖、混合質(zhì)斜長(zhǎng)角閃片麻巖夾少量黑云斜長(zhǎng)片麻巖。片麻理總體傾向南東,傾角35°～50°。厚度>1 000 m。

2.2.2 中元古界長(zhǎng)城系熊耳群許山組(Chx)

主要巖性由灰綠色、紫紅色杏仁狀安山巖,玄武安山巖及少量紫紅色安山質(zhì)凝灰?guī)r組成。厚度>300 m。

2.3 構(gòu)造

2.3.1 北東向斷裂組

主要發(fā)育于五家槽—油籽溝—前熊掌印一帶,有多條大致平行的斷裂組成,為礦區(qū)的含礦構(gòu)造帶。總體產(chǎn)狀315°～55°∠50°～80°。有分枝復(fù)合、膨大縮小現(xiàn)象,局部直立或有反傾斜現(xiàn)象。該組斷裂具有多次活動(dòng)跡象,為成礦創(chuàng)造了良好的條件。

2.3.2 北東東向和東西向斷裂組

斷裂發(fā)育,但不集中構(gòu)成斷裂帶。該斷裂內(nèi)局部有硅化現(xiàn)象,礦化較弱,產(chǎn)狀為340°～348°∠30°～60°。

2.3.3 南北向斷裂

主要為規(guī)模不大的剪切裂隙。該組構(gòu)造線被東西向、北東向斷裂切割。

2.3.4 拆離斷裂構(gòu)造帶

拆離斷裂帶位于礦區(qū)北部,熊耳群與太華群的接觸帶上,斷裂帶內(nèi)物質(zhì)成份主要為硅化碎裂巖,五家槽以西見(jiàn)有少量的綠泥石、角閃石片巖。礦區(qū)出露拆離帶長(zhǎng)2 350 m,寬度20～190 m,產(chǎn)狀320°～335°∠30°～50°。另外在斷裂帶內(nèi)見(jiàn)有脈巖和片麻巖的透鏡體出露。花崗質(zhì)沿拆離帶侵入拆離斷層的片理化帶,在帶中可見(jiàn)到銀鉛礦體。

滑脫拆離斷裂帶不僅是含礦巖漿和成礦溶液的通道,而且也是良好的成礦場(chǎng)所。

2.4 巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)比較強(qiáng)烈,巖漿巖種類較多,從基性到中性巖都有,出露較多的為輝綠巖和輝長(zhǎng)巖脈。

該巖石多成巖墻狀和脈狀充填在東西向和北東向斷裂構(gòu)造帶內(nèi),局部地段和含礦蝕變破碎帶重疊,與成礦關(guān)系密切。

2.5 礦化帶特征

該礦化帶位于礦區(qū)北部,由五條與主拆離斷裂帶大致平行的規(guī)模較大的蝕變破碎帶組成,以銀礦為主,伴生鉛多金屬。屬蝕變破碎巖型。蝕變破碎帶長(zhǎng)450～2 350 m,寬1～190 m?？傮w呈中間大,向北東、南西呈收斂趨勢(shì)。蝕變破碎帶分枝復(fù)合,膨大縮小現(xiàn)象明顯。拆離斷裂帶及次一級(jí)斷裂為該帶提供了有利的成礦條件,該礦化帶是本區(qū)最重要的成礦帶。該帶具體特征見(jiàn)表1、圖3。

3 礦體地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

礦體形態(tài)以長(zhǎng)條脈狀為主。礦體沿走向和傾向均呈舒緩波狀,其形態(tài)產(chǎn)狀受斷層破碎帶控制,礦體總體產(chǎn)狀與破碎帶產(chǎn)狀一致(見(jiàn)表2)。

3.2 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

(1)礦石結(jié)構(gòu)主要有:自形—它形晶結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)、填隙結(jié)構(gòu)。

(2)礦石構(gòu)造主要有:稀疏浸染狀、細(xì)脈狀構(gòu)造,角礫狀、團(tuán)塊狀構(gòu)造。

3.3 礦床成因

根據(jù)礦體產(chǎn)出形態(tài)、礦石礦物共生組合、圍巖蝕變特征、礦床地質(zhì)條件等,本區(qū)礦床成因類型為中低溫?zé)嵋撼涮畹V床。礦化蝕變帶成礦年齡為1.45億年(Ar-Ar毛景文等,2006年)。

本區(qū)位于熊耳山拆離—變質(zhì)核雜巖構(gòu)造的西段,太華群與熊耳群間的不整合面為拆離斷層的主滑動(dòng)面,其下盤(pán)眾多北東向陡傾斷裂帶規(guī)模大,表現(xiàn)為與內(nèi)生金屬礦床成礦關(guān)系密切的特點(diǎn),礦床及礦(化)點(diǎn)眾多。

本區(qū)礦床主要受構(gòu)造控制,其中最為重要的是中元古代東西向的裂谷伸展作用,形成了熊耳群陸緣裂谷型火山巖系,該期伸展作用在太華群地層中的表現(xiàn)形式是形成一系列近東西向的基性脈巖,如變輝長(zhǎng)巖、輝綠巖和偏基性的閃長(zhǎng)巖。

表1 范莊銀礦礦化蝕變帶特征表Table 1 Characteristics table ofmineralization alteration zone of Fanzhuang silvermine

圖3 范莊礦區(qū)北拆離帶蝕變帶分布圖1.中古元界熊耳群;2.太古宇太華群段溝組;3.太古宇太華群石板溝組上段;4.輝綠巖;5.地層界線;6.勘探線及編號(hào);Ⅰ1、Ⅰ2、Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅲ1、Ⅲ2、Ⅳ、Ⅴ.蝕變帶編號(hào)。Fig.3 Distribution map of alteration zone of north detachment zone of Fanzhuang ore district

早期陸內(nèi)造山運(yùn)動(dòng)和區(qū)域構(gòu)造的形成,造成了大量的斷裂和破碎帶,后期(中元古代)的火山活動(dòng)和構(gòu)造作用一方面造成再次滑動(dòng)破碎,同時(shí)為成礦元素的運(yùn)移和富集開(kāi)辟了空間,從而導(dǎo)致了礦床的形成。

本區(qū)礦床成礦期大致可分為三個(gè)成礦階段:

(1)早期石英—黃鐵礦階段:形成黃鐵礦—磁鐵礦、石英等礦物組合,成礦溫度250～300℃。

(2)中期石英—硫化物階段:為銀的重要成礦階段,形成方鉛礦—黃銅礦—閃鋅礦—黃鐵礦、石英等礦物組合。自然銀及銀的硫化物主要產(chǎn)于這個(gè)階段,成礦溫度150～250℃。鏡下光片可見(jiàn)方鉛礦沿早期石英閃鋅礦裂隙充填,閃鋅礦被方鉛礦、黃銅礦、黃鐵礦所交代,具有交代溶蝕邊,部分與方鉛礦、黃銅礦連生粒徑2～0.03 mm。

(3)晚期石英—白云石—硫化物階段:為銀的次要成礦階段,形成方鉛礦—白鐵礦、方解石等礦物組合,有銀的硫化物出現(xiàn)。

該礦床受地層、拆離帶構(gòu)造聯(lián)合控制。即早期太華群地層中的銀在區(qū)域變質(zhì)過(guò)程中活化,向有利的部位遷移形成銀的初步富集;熊耳群火山活動(dòng)及其構(gòu)造作用一方面是斷裂帶活化,另一方面又是銀再次遷移富集;北東向拆離斷裂破碎帶為含礦熱液上升和金屬礦物的沉淀提供了通道和場(chǎng)所。

綜上所述,范莊銀礦床為破碎蝕變型礦床,屬中低溫?zé)嵋撼梢颉?/p>

表2 礦體特征表Table 2 Characteristics table of sand body

4 拆離斷層研究與找礦方向

4.1 拆離斷層控礦

拆離斷層控制了成礦的物理化學(xué)條件,拆離斷層上盤(pán)系統(tǒng)中的巖石脆性剪切破裂為地下水的深循環(huán)提供了通道,地下水向下運(yùn)移。異常的熱梯度為流體的循環(huán)提供了熱能,從而使上盤(pán)形成了一個(gè)與大氣降水相連通且具氧化環(huán)境的循環(huán)系統(tǒng);拆離斷層上下盤(pán)巖石的退變質(zhì)作用形成的和糜棱巖化帶提供的部分流體,加上巖漿來(lái)源的熱液,在斷層帶頂部糜棱巖、片理化帶碎裂巖或不透水巖層的屏蔽下,形成了下盤(pán)還原環(huán)境下的熱液循環(huán)系統(tǒng)。兩系統(tǒng)的熱液循環(huán)淬取分散在基巖中成礦組分,并在斷層附近氧化—還原界面上沉淀下來(lái),富集成面型金、銀礦體。由于拆離斷層面為一個(gè)起伏的面,面型金、銀礦體不一定水平,表現(xiàn)為小角度的起伏(如范莊銀礦Ⅰ號(hào)礦化蝕變帶)。

4.2 拆離斷層下盤(pán)次級(jí)斷裂控礦

在主拆離斷層下盤(pán)拆離面附近常存在次一級(jí)的剪切帶,該剪切帶包括平行于主拆離面的分層拆離面和北東向的斷裂中,礦床發(fā)育即受伸展運(yùn)動(dòng)前的構(gòu)造應(yīng)力的影響,也受主拆離面的影響。分層拆離帶是伴隨主剪切帶而形成的,這種剪切帶中常有糜棱巖的發(fā)育,表明其是從深部被抽拉上來(lái)的,糜棱巖在成礦中起頂蓋的作用,來(lái)自深部的熱液充填在這種分層拆離帶和北東向的斷裂中,形成陡傾斜的礦脈。斷層的頂部常見(jiàn)有糜棱巖、糜棱巖化和綠片巖的發(fā)育,金銀礦化明顯。

4.3 找礦方向

通過(guò)對(duì)拆離斷層帶的研究和多年來(lái)的實(shí)踐,對(duì)地質(zhì)找礦意義重大,總結(jié)出以下幾點(diǎn):

(1)在主拆離帶中找礦,尋找拆離破碎帶出露的膨大部位,強(qiáng)鉀化硅化體,金屬硫化物發(fā)育及主拆離帶近上盤(pán)的部位,是尋找銀鉛礦體的有利部位。

(2)主拆離帶的次一級(jí)構(gòu)造蝕變帶發(fā)育在太華群地層中,即拆離斷層的下盤(pán)變質(zhì)核雜巖核部。該構(gòu)造蝕變帶組,在走向上大致平行,但在傾向上,Ⅱ、Ⅲ構(gòu)造蝕變帶傾向北西,Ⅳ、Ⅴ構(gòu)造蝕變帶傾向南東。

[1] 河南省地質(zhì)礦產(chǎn)局.河南省區(qū)域地質(zhì)志[M].北京:地質(zhì)出版社,1989.

(責(zé)任編輯:李 雯)

Study on Ore-forming Geological Characteristics and Exploration Direction of North Detachment Zone of Fanzhuang Silver Mine in Luon ing County,Henan Province

ZHANG Jianlun
(No.6Team,Henan Provincial Nonferrous Metals Geological and Mineral resourecs Bureau,Luoyang,Henan471002)

The physical and chemical conditionsof ore-forming are controlled by detachment zone,ofwhich shear fracture of brittle rock on top system provides channel for downward migration of the deep-cycle of underground water.Abnormal thermal gradient provides heat for cycle of the fluid,so that it can set up a circulatory system which is connected to precipitation and owesoxidizing environment.Some of the fluid from retrogrademetamorphis m of detachment fault footwall rocks and mylonite zone,together with hydrothermal from magma,form hydrother mal circulatory system of the footwall restore environment at the shielding of the mylonite,schistosityzone fragmentation rocks or imper meable rocks.Orefor ming components scattering in bedrock are extracted by hydrother mal circulation of the two systems,precipitating on the oxidation-reduction interface at the vicinity of fault and for ming planar-shaped abundance zone of gold,silver body.Because detachment fault plane is a undulating surface,planar-shaped gold,silver body may be not level,presenting s mall-angle fluctuations.

detachment zone;silver body;rock;granite;Fanzhuang

P618.52;P612

A

1671-1211(2010)01-0027-05

2009-04-10;改回日期:2009-06-15

張建倫(1962-),男,工程師,地質(zhì)找礦與勘探專業(yè),從事野外地質(zhì)找礦工作。E-mail:zhjlun62@163.com