河南省盧氏縣磨灣錳礦地質(zhì)特征及找礦標(biāo)志研究

呂星海，尹高科，王中宇，鄭廣明

(河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局 第四地質(zhì)勘查院，河南 鄭州 450001)

1 區(qū)域地質(zhì)概況

礦區(qū)屬華北板塊南緣盧氏北部多金屬Ⅳ級(jí)成礦區(qū)(見圖1)，礦產(chǎn)分布受地層和地質(zhì)構(gòu)造單元控制，不同地層單元中元素的分布具明顯的富集特征。以潘河—馬超營斷裂帶為界，由北而南劃分為崤山—熊耳山地塊、盧氏—欒川陸緣褶斷帶兩個(gè)三級(jí)構(gòu)造單元。河南省盧氏縣磨灣錳銀礦位處華北陸塊南緣，崤山—熊耳山地塊南端，地塊褶皺不發(fā)育。地層區(qū)劃屬華北地層區(qū)—豫西地層分區(qū)—熊耳山地層小區(qū)。地層主要由熊耳群雞蛋坪組、馬家河組，官道口群龍家園組，新近系上新統(tǒng)雪家溝組等組成(見圖2)。其中熊耳群雞蛋坪組是主要的賦礦地層。區(qū)域斷裂構(gòu)造發(fā)育，從中元古代起經(jīng)歷了多期構(gòu)造作用，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，斷裂和褶皺發(fā)育[1-3]。侵入巖不甚發(fā)育，巖石成分以酸性巖類為主，其次為中性巖類，為燕山期巖漿活動(dòng)階段。按侵入巖巖石類型、構(gòu)造背景及所處的大地構(gòu)造位置為盧氏—確山構(gòu)造巖漿巖帶(盧氏—欒川燕山期花崗巖亞帶)。變質(zhì)巖地層多呈近東西向的帶狀展布，變質(zhì)作用時(shí)限從中元古代延續(xù)到中生代，變質(zhì)地層由官道口群組成?？傮w上變質(zhì)巖以區(qū)域變質(zhì)巖為主，動(dòng)力變質(zhì)巖次之。熊耳群中的Pb、Zn、Ag元素含量普遍較高。不同成礦元素組合礦床(點(diǎn))的空間分布與區(qū)域地球化學(xué)元素組合異常的空間分布基本一致。區(qū)域內(nèi)已發(fā)現(xiàn)礦床(點(diǎn))較少，僅有8處，其中大型鐵礦床1處，大型白云巖礦床1處，小型鉛鋅礦床1處、小型鐵礦床3處，鐵礦點(diǎn)和金礦(化)點(diǎn)各1處。鐵、金和白云巖礦床(點(diǎn))均分布在盧氏—欒川陸緣褶斷帶，鉛鋅礦床分布在崤山—熊耳山地塊[4-5]。

Ⅱ1華北板塊南部多金屬成礦區(qū)；Ⅱ2北秦嶺造山帶多金屬成礦區(qū)；Ⅲ1華北板塊南緣多金屬成礦帶；Ⅲ2華北板塊南緣褶皺帶成礦帶；Ⅳ1小秦嶺金銀鉛鋅成礦區(qū)；Ⅳ2崤山金銀鉛成礦區(qū)；Ⅳ3盧氏北部鉛鋅成礦區(qū)；Ⅳ4熊耳山金銀鉛鋅鉬銅成礦區(qū)；Ⅳ11寬坪—回龍金多金屬成礦帶；Ⅳ12二郎坪—歪頭山金銀銅鉛鋅鐵成礦帶；Ⅳ13五里川—老和尚帽銀鉛鋅銅銻金成礦帶；Ⅴ12-3火神廟—?jiǎng)⑸綆r銅鋅銀鉛成礦帶

1 第四系上更新統(tǒng)馬蘭黃土；2 第四系中更新統(tǒng)離石黃土；3 第四系下更新統(tǒng)午城黃土；4 新近系上新統(tǒng)雪家溝組；5 中元古界官道口群龍家園組；6 中元古界熊耳群馬家河組上段；7 中元古界熊耳群馬家河組中段；8 中元古界熊耳群馬家河組下段；9 中元古界熊耳群雞蛋坪組上段；10 中元古界熊耳群雞蛋坪組下段；11 燕山晚期二長花崗斑巖；12 斷裂構(gòu)造；13 工作區(qū)范圍

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

工作區(qū)位于杜關(guān)向斜南翼，地層為單斜出露較簡單，主要為第四系、熊耳群馬家河組和雞蛋坪組等，產(chǎn)狀整體北傾。南部發(fā)育近東西向分布的F1斷裂，陡傾向北，對(duì)本區(qū)成礦的影響作用明顯。東部大面積出露燕山期二長花崗斑巖體，另見小型長英質(zhì)巖脈出露。

2.1 地層

地層區(qū)劃屬華北地層區(qū)—豫西地層分區(qū)—熊耳山地層小區(qū)，出露地層從老至新由熊耳群雞蛋坪組、馬家河組和第四系(見圖3)。

1 第四系中更新統(tǒng)；2 第四系下更新統(tǒng)；3 古近系始新統(tǒng)張家村組；4 中元古界官道口群龍家園組；5 中元古界熊耳群馬家河組；6 中元古界熊耳群雞蛋坪組；7 燕山晚期鉀長花崗斑巖；8 花崗巖脈；9 燕山期閃長玢巖脈；10 斷裂構(gòu)造；11 錳礦體；12 鉛鋅礦體

1)雞蛋坪組(Pt2j)

層狀分布在礦區(qū)南部，出露面積較小。主要巖性為大厚層英安流紋巖、流紋斑巖，局部見少量火山角礫及集塊巖。該組因斷層切割未見底，其上與馬家河組為整合關(guān)系，其接觸界面平整。本組局部熔巖中發(fā)育氧化紅頂及石泡、流紋構(gòu)造，由此推測(cè)其為陸相環(huán)境。

2)馬家河組(Pt2m)

區(qū)內(nèi)大面積出露，根據(jù)其巖性不同劃分為上、中、下3段。

下段(Pt2m1)：分布于礦區(qū)的中南部，呈條帶狀，近東西向展布。主要巖性為塊狀安山巖、杏仁狀安山巖，偶有凝灰?guī)r夾層。

中段(Pt2m2)：分布于礦區(qū)的西部，出露面積較大。巖性以安山巖為主，從中部往上夾有至少兩層英安—流紋質(zhì)層，底部為一凝灰質(zhì)砂礫巖層。

上段(Pt2m3)：分布于礦區(qū)的北部和南部，有少量出露。巖性主要為安山巖、杏仁狀安山巖韻律層，頂部見火山角礫巖。

3)第四系全新統(tǒng)(Qp2l)

分布在溝谷兩側(cè)，山坡及坡根兩側(cè)地帶，根據(jù)區(qū)域資料主要為下更新統(tǒng)午城黃土和中更新統(tǒng)離石黃土，成分為棕黃色粘土與鈣質(zhì)粉質(zhì)亞砂土互層，含有鈣質(zhì)結(jié)核。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)位于近東西向展布的杜關(guān)向斜南翼，褶皺構(gòu)造不發(fā)育，區(qū)內(nèi)地層呈單斜產(chǎn)出，走向?yàn)楸蔽魑飨?，傾向北東，傾角22(°)～46(°)。區(qū)內(nèi)構(gòu)造形跡以斷裂為主，礦區(qū)南部發(fā)育一條近東西向斷裂F1，其走向與地層走向相近，具較強(qiáng)的擠壓特征[6]。

F1斷層：為區(qū)內(nèi)的主要構(gòu)造，呈近東西走向橫貫礦區(qū)南部，斷裂帶寬5～15 m，最寬達(dá)20 m，區(qū)內(nèi)出露長約1.5 km，斷裂總體向北傾，傾角50(°)～65(°)。其特點(diǎn)是具較強(qiáng)的擠壓特性，斷層帶內(nèi)見有擠壓透鏡體、斷層角礫巖及斷層泥，且松散破碎，為一壓扭性斷層，斷面呈舒緩波狀，有分枝和合閉現(xiàn)象。沿?cái)嗔褞蓚?cè)片理化發(fā)育，附近有鐵錳礦化及弱鉛鋅鐵礦化，其附近零星有小型燕山期花崗巖脈、閃長玢巖脈的分布。

2.3 巖漿巖

本區(qū)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，有中元古界陸相中酸性火山噴發(fā)巖系、燕山期鉀長花崗斑巖及燕山期的中性閃長玢巖。

中元古界陸相中酸性火山噴發(fā)巖系為區(qū)內(nèi)熊耳群地層，熊耳群為一套島弧環(huán)境下噴發(fā)、噴溢形成的中基性—酸性火山巖夾火山碎屑沉積巖組合，其巖性主要為安山巖、安山玢巖、英安巖、流紋斑巖等。

燕山期鉀長花崗斑巖(γπ53)，位于礦區(qū)中東部，呈巖株?duì)町a(chǎn)出，整個(gè)巖體出露面積約3.2 km2，區(qū)內(nèi)出露面積較小，分布于礦區(qū)的中南部。鉀長花崗斑巖為斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，基質(zhì)成份與斑晶相同。主要礦物為：石英、鉀長石、黑云母，次要礦物為角閃石、輝石、獨(dú)居石。圍巖具鈉長石化、絹云母化、高嶺土化、綠簾化石等蝕變[7]。

燕山期中性閃長玢巖(δμ)，礦區(qū)南部有零星出露，呈巖脈狀侵入。呈淺灰色、淺綠灰色，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要成分斑晶含量30%～35%，由斜長石、普通角閃石、黃鐵礦、黑云母、石英等組成，偶見鉀長石斑晶；基質(zhì)主要為斜長石、鉀長石、石英，次為角閃石、黑云母等[8-9]。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

礦體產(chǎn)于中元古界熊耳群地層中，成因受構(gòu)造裂隙控制。礦體規(guī)模不大，呈透鏡狀、似層狀產(chǎn)出，東西方向展布。本次在區(qū)內(nèi)圈定1個(gè)錳礦體，另在西北部新發(fā)現(xiàn)鉛鋅礦體1處。

Ⅰ號(hào)錳礦體：位于磨灣南部的F1斷裂北側(cè)約100 m處，賦存在熊耳群雞蛋坪組流紋斑巖內(nèi)。礦體地表出露長度約450 m，呈近東西走向，整體傾向北5(°)～14(°)，平均傾角48(°)。礦層呈中間厚，東西兩端逐漸變薄的透鏡體狀，厚度1.25～2.90 m，平均厚度2.08 m。礦體沿走向連續(xù)性較好，地表出露最高標(biāo)高905～978 m。探槽和民采硐工程單樣品Mn品位20.95%～30.13%，平均26.09%；Ag含量12.30～15.80 g/t，平均13.74%；Fe含量5.70%～9.15%，平均7.20%；P含量0.05%～0.09%，平均0.06%；SiO2含量20.92%～27.50%，平均24.85%。

Ⅱ號(hào)鉛鋅礦體：位于礦區(qū)北部小廟子一帶，礦體地表斷續(xù)出露，本次探槽工程控制走向延伸長度260 m。礦體總體呈東西走向，傾向北，平均傾角65(°)，礦體厚0.8～1.50 m，厚度變化較大，沿走向礦脈膨大收縮現(xiàn)象明顯。本次工作取樣分析礦石中鉛含量2.12%～3.86%，平均3.04%；鋅含量1.81%～2.43%，平均2.14%。

3.2 礦石質(zhì)量

3.2.1 錳礦石

1)礦物成分

礦石的金屬礦物主要為硬錳礦5%～30%，暗黑色，暗淡光澤，呈致密塊狀組成條帶或結(jié)核中心；少量軟錳礦5%～20%，黑色，土狀、腎狀、結(jié)核狀，少部分呈針狀，放射性集合體，顯微鏡下呈他形粒狀變晶結(jié)構(gòu)，粒徑大部分少于0.1 mm，常與褐鐵礦和脈石礦物石英、白云石鑲嵌共生；其次為褐鐵礦，黃—棕黃色，呈土狀、細(xì)小針狀、纖狀，粒徑小于0.1 mm，呈浸染狀分布與軟錳礦和脈石礦物共生，含量1%～3%。；脈石礦物主要為石英5%～30%，方解石5%～25%，白云石3%～15%。礦石中雖含有銀，但未見獨(dú)立的銀礦物。

2)化學(xué)成分

礦石中金屬礦物含量Mn 20.95%～30.13%、Ag 12.30～15.80 g/t、TFe 5.70%～9.15%、P 0.05%～0.09%；非金屬元素及化合物SiO220.92%～27.50%、CaO 0.33%～20.34%、MgO 0.14%～5.33%，另有微量S、Ba等。

3)礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造

礦石結(jié)構(gòu)有隱晶質(zhì)凝膠結(jié)構(gòu)、纖維束狀結(jié)構(gòu)、環(huán)帶狀結(jié)構(gòu)及粒狀鑲嵌結(jié)構(gòu)，其中以隱晶質(zhì)凝膠結(jié)構(gòu)為主。

礦石構(gòu)造主要有狀塊構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造、細(xì)脈浸染狀構(gòu)造和膠狀構(gòu)造等。

3.2.2 鉛鋅礦石

1)礦物成分

金屬礦物主要有方鉛礦(氧化后為鉛丹Pb3O4)、閃鋅礦(氧化后為紅鋅礦ZnO)，其次為磁鐵礦、鐵閃鋅礦、黃鐵礦、褐鐵礦；脈石礦物主要有石英、長石、絹云母、綠泥石、高嶺土等。

2)化學(xué)成分

礦石中鉛含量一般在2.12%～3.86%，平均3.04%；鋅含量1.81%～2.43%，平均2.14%；伴生元素有WO3、Cu、S、Zn、Mo、Ag等。

3)礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦石結(jié)構(gòu)多呈自形—半自形粒狀結(jié)構(gòu)、微粒狀結(jié)構(gòu)及條帶狀結(jié)構(gòu)。閃鋅礦、方鉛礦具有較好的結(jié)晶外形，常形成粒狀、放射狀集合體。

礦石構(gòu)造主要有狀塊構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、細(xì)脈—網(wǎng)脈狀構(gòu)造。

3.3 礦石類型

3.3.1 自然類型

1)錳礦石

礦石中主要礦物成分為硬錳礦和少量軟錳礦，劃分所見礦石自然類型為氧化錳礦石；按結(jié)構(gòu)構(gòu)造分類，可分為膠狀、塊狀、角礫狀礦石等。

2)鉛鋅礦石

礦體氧化帶不發(fā)育，僅在地表局部見有氧化礦石，其標(biāo)志是方鉛礦(氧化后為鉛丹Pb3O4)，閃鋅礦(氧化后為紅鋅礦ZnO)，氧化帶不連續(xù)，礦體中絕大部分為原生礦石。按礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造可進(jìn)一步劃分為：塊狀礦石、浸染狀礦石、條帶狀礦石、脈狀—網(wǎng)脈狀礦石，塊狀礦石是強(qiáng)烈交代或充填的產(chǎn)物，品位較高。

3.3.2 工業(yè)類型

1)錳礦石

礦石多為膠狀、塊狀、角礫狀礦石等，品位較低、雜質(zhì)較多，一般做冶金用貧錳礦石。

根據(jù)化學(xué)分析結(jié)果，ω(Mn)/ω(TFe)為3.44，屬中鐵錳礦石；ω(P)/ω(Mn)<0.003，劃為低磷礦石；綜合確定本區(qū)礦石類型屬低磷中鐵冶金用錳礦石。

2)鉛鋅礦石

根據(jù)鉛鋅礦石的多少，其他金屬硫化物的有無及脈石成份等特征，礦區(qū)礦石工業(yè)類型主要為石英—鉛鋅礦—多硫化物型礦石。

3.4 礦體圍巖與夾石

區(qū)內(nèi)礦體產(chǎn)于中元古界熊耳群雞蛋坪組地層中，受陡傾斜斷裂構(gòu)造及次生裂隙的影響。Ⅰ號(hào)錳礦體頂?shù)装鍨殡u蛋坪組流紋斑巖，頂?shù)装逯蠱n含量介于4.32%～10.14%，Ag含量0.08～3.20 g/t；Ⅱ號(hào)鉛鋅礦體頂?shù)装逯饕獮轳R家河組的輝石安山巖，其Pb含量0.08%～0.27%，Zn含量0.23%～0.51%，礦體與頂?shù)装褰缇€較為清楚，未發(fā)現(xiàn)可供綜合利用的其他有益組分和影響礦石加工技術(shù)性能的有害組分。圍巖蝕變見有硅化、綠泥石化、絹云母化、高嶺土化等。

礦體中夾石主要為石英條帶，寬度0.05～0.12 m，質(zhì)地堅(jiān)硬，在礦層中多呈不規(guī)則的透鏡體或細(xì)條帶狀不規(guī)則分布。

4 礦床成因及找礦標(biāo)志

4.1 礦床成因

錳礦床成因可能屬殘積淋濾后的古風(fēng)化殼，由火山作用陸相噴發(fā)至地表，在局部形成錳、鉛鋅等元素相對(duì)富集的高背景值地段。燕山晚期中酸性鉀長花崗斑巖(γπ53)侵入體活動(dòng)提供了熱源動(dòng)力，高背景值地段的成礦元素在熱源的反復(fù)萃取交換和疊加作用下，在構(gòu)造及其次生裂隙內(nèi)運(yùn)移富集，充填形成枝杈狀、細(xì)條帶狀、小網(wǎng)脈狀的金屬礦化，最后聚集形成了小規(guī)模的錳礦體。同時(shí)，本區(qū)北部的鉛鋅礦屬低溫?zé)嵋盒豌U鋅礦床。

4.2 找礦標(biāo)志

熊耳群含礦地層和地表沿構(gòu)造裂隙充填呈樹枝狀、條帶狀、細(xì)小網(wǎng)脈狀的鐵錳礦化及鉛鋅礦化，是尋找礦體的重要標(biāo)志，受構(gòu)造和侵入巖體影響的部位礦化愈加明顯。硅化、綠泥石化等圍巖蝕變對(duì)找礦起到間接指示作用。另外，古采硐、民采坑也可作為最直接的找礦標(biāo)志。

5 結(jié) 語

盧氏縣磨灣錳礦區(qū)構(gòu)造位置處在華北陸塊南緣，區(qū)內(nèi)發(fā)育向北緩傾的單斜，同時(shí)東西向陡傾斜主要斷裂構(gòu)造發(fā)育。雞蛋坪組含礦地層受斷裂構(gòu)造和鉀長花崗侵入巖體的共同影響，形成小規(guī)模錳礦體。礦區(qū)為錳礦化和鉛鋅礦化，見硅化、綠泥石化等圍巖蝕變現(xiàn)象，根據(jù)礦石特征推測(cè)，礦床類型屬巖漿后期熱液礦床。構(gòu)造裂隙、民采遺跡、圍巖蝕變、礦化物質(zhì)可作為礦區(qū)的找礦標(biāo)志。