豫西西楊凹重晶石礦床地質(zhì)特征及找礦意義

曹紀(jì)虎，馬玉見，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，偶見小杏仁體，杏仁大小1～3mm，底板圍巖為灰綠色安山巖，少見杏仁體。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。