河南盧氏南陽山銻礦地質(zhì)特征與礦床成因分析

王亞偉，孟憲鋒，王鵬飛，馮建之，丁 毅

(1. 河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，河南洛陽 471000; 2. 河南省金銀多金屬成礦系列與深部預(yù)測重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南洛陽 471000)

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河南盧氏南陽山銻礦地質(zhì)特征與礦床成因分析

王亞偉1，孟憲鋒2，王鵬飛1，馮建之1，丁 毅1

(1. 河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，河南洛陽 471000; 2. 河南省金銀多金屬成礦系列與深部預(yù)測重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南洛陽 471000)

南陽山銻礦位于五里川銻成礦亞帶,屬熱液礦床，礦體分布在雙槐樹斷裂帶南側(cè)F1、F2斷裂帶內(nèi)。本文通過野外觀察、薄片分析、微量元素分析等方法，對(duì)南陽山礦區(qū)地質(zhì)特征及其礦床成因進(jìn)行分析。本區(qū)礦石可分為三類：角礫狀礦石、團(tuán)塊狀礦石、充填脈狀礦石，其中角礫狀礦石為主要礦石類型。礦石礦物有輝銻礦和銻華，其中以輝銻礦為主。南陽山銻礦成礦元素Sb主要來源于秦嶺群(賦礦層)，S元素隨熱液來源于深部巖漿。含礦斷裂帶F1、F2深部與其北側(cè)雙槐樹大斷裂相連，熱液沿雙槐樹斷裂帶向上運(yùn)移至斷裂分叉部位發(fā)生分流，分流熱液繼續(xù)匯集秦嶺群內(nèi)成礦元素，在上升至成礦有利部位便聚集成礦。這對(duì)南陽山銻礦盲礦體的尋找具有重要的指導(dǎo)意義，同時(shí)對(duì)尋找五里川銻成礦亞帶內(nèi)新礦(化)體具有重要的借鑒意義。

輝銻礦 地質(zhì)特征 礦床成因 河南 盧氏

Wang Ya-wei, Meng Xian-feng, Wang Peng-fei, Feng Jian-zhi, Ding Yi. Geological characteristics and genesis of the Nanyangshan Sb deposit in Lushi County, Henan Province[J]. Geology and Exploration, 2015, 51(2):0284-0289.

1 引言

朱陽關(guān)-夏館銀銅鉛鋅鉬銻成礦帶—五里川銻Ⅴ級(jí)成礦亞帶位于河南省西南部盧氏縣境內(nèi)，構(gòu)造位置處于北秦嶺褶皺帶中段(圖1)，呈北西西向展布，為豫西南重要的輝銻礦成礦區(qū)(張國林等，1998；張正偉等， 2007；裴先治等，1995)，南陽山銻礦屬于該成礦亞帶。已有研究表明此成礦亞帶礦床成因有火山熱液-沉積型、熱液充填型(楊琳等， 2010；符光宏，1994；胡受奚等，1988)，筆者結(jié)合實(shí)地，認(rèn)為研究區(qū)礦床屬熱液充填型。

研究區(qū)位于盧氏縣城西南約60 km，自20世紀(jì)60年代秦嶺區(qū)測隊(duì)、豫地調(diào)一隊(duì)等多家地勘單位對(duì)本區(qū)展開過地質(zhì)勘查工作，顯示本區(qū)秦嶺群巖石Sb元素背景值較高，礦床規(guī)模較小，屬小型礦床(李保國等，1990①)。但以往工作注重礦體的圈定，礦床成因方面的研究較少。本文在總結(jié)前人工作的基礎(chǔ)上，結(jié)合筆者近三年在該礦區(qū)的勘查經(jīng)歷，重點(diǎn)分析該礦區(qū)地質(zhì)特征，進(jìn)而討論南陽山銻礦礦床成因，以期為尋找附近地區(qū)同類型礦床提供借鑒。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層特征

礦區(qū)出露地層主要為中元古界秦嶺群雁嶺溝組(Pt1y)及上三疊統(tǒng)(T3)(圖1)。雁嶺溝組分布在礦區(qū)的大部分地區(qū)，巖性主要為白云石大理巖和斜長角閃片巖，本礦區(qū)主要礦體發(fā)育在白云石大理巖內(nèi)；上三疊統(tǒng)分布在礦區(qū)北部，巖性為炭質(zhì)板巖和變余砂巖，巖石較為破碎。

2.2 構(gòu)造特征

本區(qū)經(jīng)歷了加里東期、印支期及燕山期等多期構(gòu)造活動(dòng)，形成了北西西向、北東向等多組不同方向斷裂相互交織的構(gòu)造格局，其中以北西西向構(gòu)造為主(楊榮華等， 2012)。礦區(qū)北側(cè)發(fā)育一條區(qū)域性深層斷裂—雙槐樹斷裂，該斷裂隸屬朱陽關(guān)-夏館斷裂帶西段，走向?yàn)楸蔽魑飨颍瑪嗝嬷黧w北傾，傾角約70°，帶寬50～80 m。

圖1 研究區(qū)地質(zhì)簡圖(據(jù)李保國等，1990修編①)Fig.1 Geological map of study area(modified from Li et al., 1990①)1-第四系；2-上三疊統(tǒng)；3-下古生界干江河組；4-中元古界四岔口組；5-中元古界雁嶺溝組；6-燕山期花崗偉晶；7-加 里東期石英閃長巖；8-地質(zhì)界線；9-斷層；10-研究區(qū)范圍1-Quaternary; 2-upper Triassic sequence; 3-lower Paleozoic Ganjianghe Fm.; 4-middle Proterozoic Sichakou Fm.; 5-middle Proterozoic Yanlinggou Fm.; 6-Yanshanian period granitic pegmatite; 7-Caledonian quartz diorite; 8-geological boundary; 9- fault; 10-scope of the study area

雙槐樹斷裂帶為一條規(guī)模巨大的多期活動(dòng)的超殼斷裂，向下可切穿地殼至地幔，可作為深部與淺部的物質(zhì)及能量交換的良好通道(燕長海等，2003)。前寒武期有大量基性、超基性巖漿沿雙槐樹斷裂帶上移至地表形成火山巖，反映該斷裂具有深淵性(王銘生等，1985)。中生代斷裂活動(dòng)亦十分強(qiáng)烈。

2.3 巖漿活動(dòng)

中元古代為秦嶺造山帶前主造山期最重要的強(qiáng)烈擴(kuò)張期，發(fā)育裂谷構(gòu)造體系，發(fā)生強(qiáng)烈的殼幔物質(zhì)交換，有幔源物質(zhì)加入地殼，并產(chǎn)生了大量的基性、超基性火山巖。中新生代為秦嶺主造山期后的陸內(nèi)造山期，發(fā)生了強(qiáng)烈的伸展、斷陷及大規(guī)?；◢徺|(zhì)巖漿活動(dòng)(張國偉等，1995、2001)，同時(shí)伴隨大量熱液活動(dòng)。

南陽山礦區(qū)發(fā)育大量斜長角閃片巖，為中元古代基性火山巖的后期變質(zhì)產(chǎn)物(張本仁等，2002)。另外，在礦區(qū)南部發(fā)育大量加里東期、燕山期花崗偉晶巖，呈脈狀產(chǎn)出，走向與該區(qū)內(nèi)的區(qū)域構(gòu)造線方向一致；在雙槐樹斷裂帶北側(cè)發(fā)育加里東期石英閃長巖脈(圖1)。

強(qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和頻繁的巖漿活動(dòng)，為本區(qū)熱液礦床的生成提供了有利的地質(zhì)條件。

受雙槐樹斷裂帶的影響，區(qū)內(nèi)發(fā)育多條次級(jí)斷裂，其中F1、F2為礦區(qū)的兩條主要控礦、容礦構(gòu)造(圖1)，為張性斷裂，產(chǎn)于雙槐樹斷裂帶南側(cè)的白云石大理巖內(nèi)。F1為礦區(qū)最主要含礦構(gòu)造，傾向約25°左右，傾角東陡(65°)，西緩(55°)，礦區(qū)內(nèi)出露寬度1～8 m不等，總體長度約1000 m，斷裂帶內(nèi)主要為張性構(gòu)造角礫巖(圖2)，角礫棱角分明，大小不一，大者達(dá)50 cm以上，一般0.5～2 cm，成分為單一的灰白色白云石大理巖，膠結(jié)物為方解石、硅質(zhì)及輝銻礦。F2斷裂位于F1南4～30 m，傾向20°～25°，傾角約65°，出露長度約700 m，寬度2～10 m，帶內(nèi)主要為構(gòu)造角礫巖。

圖2 南陽山礦區(qū)構(gòu)造角礫巖微觀特征(10×10單偏光)Fig.2 Microscopic feature of tectonic breccias in Nanyangshan Sb deposit (10×10Single polarization)

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

南陽山礦床共圈出3個(gè)礦(化)體，編號(hào)分別為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，礦體形狀主要為脈狀，局部為囊狀，受F1或F2兩條斷裂控制(圖3)。各礦體特征見下表(表1)。

圖3 南陽山銻礦礦體平面分布圖Fig.3 Orebody plane distribution of Nanyangshan Sb deposit1-礦體及編號(hào)；2-探槽；3-斷層；4-鉆孔；5-勘探線1-orebody and its number; 2-trenches; 3-fault; 4-drill hole; 5-exporatory line

礦體編號(hào)礦體長度(m)礦體平均厚度(m)平均產(chǎn)狀(°)品位Sb(%)傾向傾角變化范圍平均值Ⅰ1451753564291～1579801Ⅱ371443564157～36537Ⅲ781662072227～643486

Ⅰ號(hào)礦體：為礦區(qū)主要礦體，由F1斷裂控制，礦體長145 m，厚0.93～4.98 m，平均厚1.75 m，礦體總體傾向30°，傾角為64°。輝銻礦賦存在構(gòu)造角礫巖中，含礦巖石主要為構(gòu)造角礫巖，頂?shù)装寰鶠闃?gòu)造角礫巖，輝銻礦常以膠結(jié)物形式出現(xiàn)，偶見較大的團(tuán)塊狀礦石產(chǎn)于構(gòu)造角礫巖中。品位為2.91%～15.79%，平均品位達(dá)8.01%。

Ⅱ、Ⅲ號(hào)礦體為礦區(qū)次要礦體，二者受F2斷裂控制，含礦巖石均為硅化構(gòu)造角礫巖，礦體規(guī)模較小，品位較低。

3.2 礦石特征

3.2.1 礦石類型

按礦石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造，本區(qū)礦石可分為三類：角礫狀礦石、團(tuán)塊狀礦石、充填脈狀礦石。角礫狀礦石為礦區(qū)的主要礦石類型，可占總量80%以上，后兩種礦石總計(jì)不足20%。

角礫狀礦石(圖4～a)：礦石呈灰、淺灰黑色，角礫呈次棱角-棱角狀，大小一般0.5～3 cm，局部礦段可達(dá)10～15 cm。角礫成分主要為白云石大理巖，膠結(jié)物為微晶方解石、石英及輝銻礦。

圖4 南陽山銻礦礦石宏觀特征Fig.4 Macro characteristics of ore in Nanyangshan Sb deposita-角礫狀礦石；b-脈狀礦石；c-團(tuán)塊狀礦石；d-輝銻礦晶體a-brecciated ore; b-vein ore; c-lumpy ore; d-stibnite crystals

充填脈狀礦石(圖4～b)：此類礦石是在原巖受構(gòu)造破碎較輕，輝銻礦沿少量裂隙充填交代而成。

團(tuán)塊狀礦石(圖4～c)：多產(chǎn)出于礦化強(qiáng)的富礦區(qū)，熱液活動(dòng)強(qiáng)，品位較高，局部礦石品位達(dá)50%以上。

依礦石的工業(yè)類型劃分，本區(qū)礦石主要為原生礦石—輝銻礦，僅在地表或近地表裂隙發(fā)育少量灰白色氧化礦石-銻華。

3.2.2 礦石成分

本區(qū)礦石礦物主要為輝銻礦，其次為銻華。另外伴生少量褐鐵礦、雄黃、雌黃、毒砂等。

輝銻礦呈鉛灰、銀灰色，晶面常有藍(lán)錆色，金屬光澤。多為自形-半自形晶，晶體多為長柱狀、針狀，少數(shù)為片狀或粒狀，集合體常為放射狀(圖4d)、塊狀及浸染狀。銻華是由輝銻礦氧化形成的次要礦物，呈灰白色或褐黃色，常在地表出現(xiàn)，常保留輝銻礦的晶型外貌。

脈石礦物主要為白云石、石英及方解石，另有少量絹云母、高嶺土及炭質(zhì)物。

4 礦床成因

4.1 成礦物質(zhì)來源

中元古代秦嶺造山帶處于強(qiáng)烈擴(kuò)張期，大量幔源物質(zhì)沿?cái)嗔鸭尤氲貧?，發(fā)育大量基性火山巖，對(duì)地殼的成分、性質(zhì)及成礦作用起到重要作用(張國偉等，1995)。中元古代火山巖及部分沉積巖可作為后期成礦的重要母巖。

礦區(qū)內(nèi)中元古界秦嶺群巖性主要為白云石大理巖、斜長角閃片巖，其中斜長角閃片巖為基性火山巖變質(zhì)而成，兩種巖性內(nèi)Sb含量均高出地殼克拉克值數(shù)十倍(表2)。另外，位于同一銻礦帶的王莊銻礦和大河溝銻礦發(fā)育的秦嶺群也有較高的銻含量(楊琳等，2010)。由此可推測秦嶺群為本區(qū)銻元素的主要來源。

表2 南陽山礦區(qū)巖石主要元素豐度對(duì)比表

已有研究表明大河溝、王莊銻礦的含S成礦熱液主要來源于地幔巖漿(楊琳等，2010；秦臻等，2013)。南陽山銻礦位于大河溝、王莊銻礦附近，屬同一銻成礦帶，因而可推測本區(qū)成礦熱液同樣來源于地幔巖漿。

4.2 構(gòu)造控礦作用

野外勘查中發(fā)現(xiàn)雙槐樹斷裂帶內(nèi)充填大量的炭質(zhì)碎屑(圖5a)，深部鉆探資料顯示地下300 m處雙槐樹斷裂帶內(nèi)仍含有大量的炭質(zhì)碎屑(圖5b)。大量鉆孔資料表明，F(xiàn)1、F2含礦斷裂帶內(nèi)角礫巖及碎裂巖中均含有炭質(zhì)碎屑(圖5c、5d)。野外調(diào)查表明，本區(qū)富含炭質(zhì)成分的上三疊統(tǒng)僅分布在雙槐樹斷裂帶內(nèi)，秦嶺群炭質(zhì)成分不發(fā)育。

由此可推斷深處含礦斷裂帶與雙槐樹斷裂帶相連，F(xiàn)1、F2斷裂帶內(nèi)炭質(zhì)成分為雙槐樹斷裂帶內(nèi)炭質(zhì)物隨熱液運(yùn)移而來。

圖5 斷裂帶內(nèi)炭質(zhì)充填物Fig.5 Carbonaceous material within fault zonea-雙槐樹斷裂露頭；b-雙槐樹斷裂深處碎裂巖；c-F1深處角 礫巖；d-F2深處角礫巖a-surface of the Shanghuaishu fault; b-cataclasites in the depth of the Shanghuaishu fault;c-breccia in the depth of F1; d-breccia in the depth of F2

雙槐樹斷裂帶為深層韌性剪切帶，向下可切穿地殼至地幔，可作為深部巖漿熱液的運(yùn)移通道。深部熱液沿雙槐樹斷裂向上運(yùn)移至次級(jí)斷裂交匯部位，因應(yīng)力環(huán)境的改變，部分熱液流向次級(jí)斷裂(圖6)。

圖6 南陽山礦區(qū)含礦熱液運(yùn)移示意圖Fig.6 Schematic diagram of hydrothermal migrating in Nanyangshan Sb deposit1-礦體；2-熱液運(yùn)移方向；3-Sb元素運(yùn)移方向；4-含炭質(zhì) 碎裂巖1-ore body; 2-direction of hydrotherm migration; 3-direction of Sb migration; 4-carbonaceous cataclasite

秦嶺群Sb元素背景值高，大理巖在張性應(yīng)力的影響下易于破碎形成裂隙，同時(shí)碳酸鹽巖活動(dòng)性強(qiáng)，因而有利于熱液的運(yùn)移和交代。熱液在繼續(xù)上移過程中不斷交代匯集秦嶺群內(nèi)Sb元素，在上升至F1、F2含礦斷裂帶成礦有利部位(產(chǎn)狀變化及斷裂交匯處)聚集成礦。

5 結(jié)論與討論

南陽山銻礦主要礦石類型為角礫狀輝銻礦，輝銻礦成分為Sb2S3，其中Sb元素主要來源于中元古界秦嶺群，S元素來源于深部地幔巖漿熱液。

本區(qū)含礦斷裂帶深部與雙槐樹斷裂帶相連，深部地幔巖漿熱液沿雙槐樹斷裂帶向上運(yùn)移至次級(jí)斷裂分叉部位發(fā)生分流。由于次級(jí)斷裂更有利于熱液的運(yùn)移和交代，分流熱液在繼續(xù)上移過程中不斷交代匯集秦嶺群內(nèi)成礦元素，最終在成礦有利部位(產(chǎn)狀變化及斷裂交匯處)便聚集成礦。

秦嶺群大理巖內(nèi)發(fā)育的雙槐樹斷裂的次級(jí)斷裂為本區(qū)主要成礦部位，這對(duì)南陽山礦區(qū)盲礦體的尋找具有重要的指導(dǎo)意義，同時(shí)對(duì)五里川銻Ⅴ級(jí)成礦亞帶內(nèi)新礦(化)體的尋找具有重要的借鑒意義。

[注釋]

① 李保國，王佐，楊光坤，李樹岳，李華，郭思躍. 1990. 河南省盧氏縣官坡鄉(xiāng)南陽山、洞溝礦區(qū)銻礦普查報(bào)告[R] .河南省地質(zhì)礦產(chǎn)廳第一地質(zhì)調(diào)查隊(duì):10-114

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[附中文參考文獻(xiàn)]

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Geological Characteristics and Genesis of the Nanyangshan Sb Deposit in Lushi County, Henan Province

WANG Ya-wei1, MENG Xian-feng2, WANG Peng-fei1, FENG Jian-zhi1, DING Yi1

(1.TheFirstGeologicalProspectingInstitutefromHennanProvincialBureauofGeo-explorationandMineralDevelopment,Luoyang,Henan471000; 2.KeyLaboratoryofAu-Ag-PolymetallicDepositSeriesandDeep-seatedMetallogenicPrognosisofHenanProvince,Luoyang,Henan471000)

As a part of the Wulichuan antimony metallogenic belt, the Nanyangshan deposit is a hydrothermal deposit, with ore bodies distributed within faults south of the Shuanghuaishu fault zone. By field observation, microscope image analysis and trace element analysis, this work analyzed geological characteristics and genesis of the Nanyangshan deposit. The ore in this deposit can be divided into three types: brecciated ore, crumby ore, and filling nervation ore, of which the brecciated ore is dominant. The ore mineral can be divided into stibnite and valentinite, and the main ore mineral is stibnite. The stibium of ore-forming elements mainly originated from the rock of the Qin Ling Group and sulfur from the deep magma. These ore-controlling fault zones are connected with the Shuanghuaishu fault zone at depth. The hydrothermal solution migrating along with the Shuanghuaishu fault flowed to these ore-controlling fault zones as bifurcation, and ore-forming elements continued to pool in the Qin Ling Group, and accumulated at favorable localities. This recognition might have significance for the exploration of blind ore bodies in the Nanyangshan deposit, and is also a reference for seeking new ore bodies in the Wulichan antimony metallogenic belt.

stibnite, geological characteristics, ore genesis, Lushi county of Henan Province

2014-05-16；

2014-12-23；[責(zé)任編輯]陳偉軍。

河南省國土資源廳2011年度地質(zhì)礦產(chǎn)勘查項(xiàng)目(編號(hào)：2011-36-58)資助。

王亞偉(1983年-)，男，碩士，工程師，主要從事金屬礦產(chǎn)勘查及構(gòu)造地質(zhì)研究工作。E-mail:wangyawei007@126.com。

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0495-5331(2015)02-0284-06