河南王莊銻礦床地質(zhì)特征及構造控礦規(guī)律

馮建濤，何仕達，李國琦，張杰，翟亞鋒，渠玉冰，王愷，何佳

(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)

0 引言

王莊銻礦床行政區(qū)劃屬河南盧氏縣五里川鎮(zhèn)管轄，地理坐標東經(jīng)110°57′16″～110°58′11″，北緯33°48′34″～33°48′20″。該礦床位于東秦嶺北銻-汞礦帶上，銻礦床成礦嚴格受朱陽關—夏館（以下簡稱朱—夏）斷裂帶控制，區(qū)域上多數(shù)礦體產(chǎn)于其南側的次級構造破碎帶中（張正偉等，2007；楊榮華和孟憲剛，2012；徐進鴻等，2017），而王莊銻礦床為賦存于區(qū)域性朱—夏深大斷裂主構造帶中（河南境內(nèi)王莊銻礦區(qū)稱為雙槐樹斷裂）的一個中型輝銻礦床，其銻金屬量2萬余噸，平均品位4.10%（李書文等，2015①），相比南側次級構造成礦的南陽山銻礦、掌兒溝銻礦、班子溝銻礦、南峪溝銻礦等，王莊銻礦品位高、規(guī)模大特點。本文在礦脈追索、坑道及鉆探編錄的基礎上，總結王莊銻礦控礦構造特征及礦體賦存規(guī)律，為研究區(qū)深部找礦及沿雙槐樹構造帶區(qū)域找礦預測提供幫助。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

河南王莊銻礦區(qū)大地構造位置位于秦祁昆造山系（Ⅳ級）—秦嶺弧盆系（Ⅳ-10級）—北秦嶺巖漿?。á?10-2級）與商丹蛇綠混雜巖帶（Ⅳ-10-3級）（潘桂棠等，2009）之間的主縫合帶朱陽關—夏館斷裂帶上（圖1）。朱陽關—夏館斷裂帶是一條由韌性、韌-脆性、脆性變形共同組成并伴隨走滑性質(zhì)的大型構造帶（張建軍等，2002；張歡等，2012），該斷裂帶及南側的次級構造控制著銻礦床的分布（張國林等，1998；陳卓和劉國印，2015；韓天城等，2018）。以雙槐樹斷裂為界，北側地層為新元古界二郎坪群、中生界三疊系、新生界古近系，南側地層為古元古界秦嶺群、中元古界峽河巖群（楊琳等，2010；張學華等，2012；郭樹銀，2014；肖光富和吳祿川，2014；郭樹銀和郭賓鋒，2015）。雙槐樹斷裂構造由多條平行或分枝復合的斷裂組合構成斷裂帶，是區(qū)內(nèi)重要的控巖、控礦、導礦構造（楊琳等，2010；李柯等，2016；郭樹銀和郭賓鋒，2015）。區(qū)內(nèi)巖漿巖較發(fā)育，主要發(fā)育有超基性巖、花崗巖類及中基性火山噴發(fā)巖類，侵入時代有加里東期、印支期和燕山期（盧欣祥，1998；胡浩等，2011），且多呈北西西—南東東展布，與區(qū)域構造線一致，具多期次侵入特征。

圖1 東秦嶺北銻礦帶區(qū)域地質(zhì)略圖（據(jù)河南省地礦局1989；陜西省地質(zhì)局1989；張正偉等,2007修改）

2 研究區(qū)地質(zhì)特征

研究區(qū)地層為中元古界秦嶺群界牌組上段（Pt2j2）、中生界三疊系五里川組（T3w）及第四系（Q）。界牌組在區(qū)內(nèi)僅見上段，據(jù)巖性組合可分3個巖性層，自下而上分別為石英方解石片巖、泥質(zhì)大理巖、大理巖，總體走向290°～310°，傾角多為70°～80°。五里川組主要為變質(zhì)砂巖，地層總體走向300°，傾向北東，傾角50°～60°（王夏濤等，2009；楊琳等，2010；韓天城等，2018）（圖2）。

區(qū)內(nèi)巖漿巖以脈巖形式產(chǎn)出，分布較廣，巖性單一，主要有兩種脈巖：斜長角閃巖（ψο3）和燕山期花崗細晶巖（γπ53）。斜長角閃巖分布在雙槐樹構造帶南側的秦嶺群地層中，呈暗綠色，出露寬度2～15 m，沿走向長30～300 m不等，多以順層產(chǎn)出。花崗巖多順層侵入于三疊系五里川組變質(zhì)砂巖中，形態(tài)多為脈狀（郭樹銀和郭賓鋒，2015）。

區(qū)內(nèi)斷裂為區(qū)域性朱夏斷裂（雙槐樹斷裂），由多條擠壓斷面組成，斷裂以南為中元古界秦嶺群界牌組地層，以北為中生界三疊系五里川組地層，斷裂帶總體走向110°～145°，總體傾向為南西，傾角75°～80°，沿走向有分支復合、膨大、縮小、扭曲現(xiàn)象，是主要的容礦、導礦構造。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

王莊銻礦床共圈定工業(yè)礦體4個，編號分別為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，礦體特征見（圖2、表1）。

表1 河南王莊銻礦礦體特征一覽表

圖2 河南王莊銻礦區(qū)地質(zhì)略圖

Ⅰ號礦體：為一隱伏礦體，礦體賦存標高為767～816 m，埋深25 m，礦體沿走向長27 m，沿傾向延深51 m，厚度1.34～1.94 m，平均厚度1.64 m，品位5.25%～6.59%，平均品位5.80%，形態(tài)呈脈狀，總體傾向30°，傾角70°，沿走向南東側伏，側伏角為67°，頂板圍巖為碎裂大理巖，底板圍巖為碎裂大理巖、構造角礫巖。

Ⅱ號礦體：礦體位于雙槐樹構造控制的角礫巖帶中，賦存標高523～822 m，礦體沿走向長368 m，沿傾向延深251 m，厚度0.35～11.30 m，平均厚度2.20 m，品位一般1.05%～11.76%，平均品位2.78%，礦體形態(tài)在剖面上呈S形的似層狀，總體傾向212°，傾角75°～90°，礦石以角礫狀礦石為主，有少量網(wǎng)脈狀和細脈狀礦石分布，頂板圍巖為碎裂大理巖、角礫巖，底板圍巖為糜棱巖化碎裂大理巖。在S形的轉(zhuǎn)彎部位工業(yè)礦體具有厚度大，品位高特點。

Ⅲ號礦體：為一隱伏脈狀礦體，賦存標高645～665 m，礦體沿走向長40 m，沿傾向延深20.60 m，厚度0.85～2.01m，平均品位1.43%，礦體傾向210°，傾角79°，礦石為角礫狀，頂板圍巖為糜棱巖化大理巖，底板圍巖為糜棱巖，底板5.0 m以外為糜棱巖化碎裂變質(zhì)砂巖。

Ⅳ號礦體：位于Ⅱ號礦體（采空區(qū)）下部30 m處，賦存標高380～536 m，礦體沿走向長179 m，沿傾向延深117 m，厚度0.35～2.53 m，平均厚度1.50 m，品位一般1.71%～4.65%，平均品位2.30%，總體傾向212°，傾角78°～83°，礦石以角礫狀礦石為主，有少量網(wǎng)脈狀和細脈狀礦石分布，頂板圍巖為碎裂大理巖、角礫巖，底板圍巖為碎裂大理巖、糜棱巖化碎裂大理巖。

3.2 礦石特征

3.2.1 礦石礦物組成

根據(jù)礦石光、薄片鑒定結果，金屬礦物以輝銻礦為主，次為黃鐵礦，褐鐵礦，鐵銻華，微量礦物赤鐵礦、磁鐵礦、閃鋅礦、硬錳礦、軟錳礦、雄黃、雌黃、毒砂、方鉛礦等；脈石礦物主要為石英、方解石，次為白云石、高嶺土、斜長石、絹云母、綠泥石等，副礦物有電氣石、磷灰石、重晶石、金紅石和鋯石等。

3.2.2 礦石化學成分

在王莊構造帶中采集3個樣品（表2）。SiO2在60.27%～67.28%之間，平均64.15%，C在2.75%～3.49%之間，平均3.00%，S在0.08%～4.43%之間，平均1.54%，CaO＞MgO，而S與Sb呈正比關系。以上特征表明構造帶中的圍巖蝕變以SiO2為主，熱液中富含S元素，有利形成輝銻礦，Sb的品位最高為角礫狀礦石，碎裂大理巖次之，最低為硅化大理巖礦石。

表2 河南王莊礦床礦石化學全分析結果/%

3.2.3 礦石結構構造

礦石結構主要有自形—半自形柱狀結構（圖3a）、角礫狀結構（圖3b）、糜棱結構、交代溶蝕結構等，局部為輝銻礦晶簇（圖3c）。礦石構造主要有塊狀構造（圖3d）、角礫狀構造、細脈浸染狀構造等。

圖3 河南王莊礦區(qū)礦石手標本與鏡下照片

4 構造控礦規(guī)律

雙槐樹構造帶控制著區(qū)域上銻礦的分布（圖4）。雙槐樹斷裂呈北西西向展布，由多條擠壓斷面組成，斷裂面主體北傾，局部南傾55°～85°，寬度數(shù)十米至數(shù)百米，在王莊礦區(qū)傾向185°～210°，傾角50°～85°，寬度16～105 m。在對礦區(qū)內(nèi)探、采中段進行調(diào)查，分析工業(yè)礦體位置與構造帶的關系，發(fā)現(xiàn)工業(yè)銻礦體形態(tài)、規(guī)模、空間位置等與雙槐樹構造帶的分帶有一定的規(guī)律性，雙槐樹構造帶自南向北由糜棱巖帶→碎裂巖化構造大理巖帶→角礫巖帶→碎裂巖化構造大理巖帶→角礫巖帶→碎裂巖化糜棱巖帶組成，工業(yè)礦體主要定位在構造角礫巖帶、構造內(nèi)的碎裂大理巖帶及糜棱巖帶的擠壓空間部位，本文根據(jù)礦體賦存的空間部位建立成礦模式剖面圖（圖5），將其分為帶內(nèi)構造控巖型、構造角礫巖型、糜棱巖型控礦。

圖4 東秦嶺雙槐樹韌性剪切帶控礦分布示意圖（據(jù)張正偉等，2007；伏雄等，2012修改）

4.1 構造大理巖型

在王莊礦區(qū)雙槐樹構造帶控制著大理巖，不是所有的構造大理巖中均含銻礦體，在剪切作用下伴隨著右型走滑，在上盤主構造面內(nèi)側的碎裂巖化構造大理巖帶上形成羽狀張性裂隙，而工業(yè)礦體定位在裂隙中，如（圖5）中的①號礦體，礦體形態(tài)為脈狀、囊狀，傾向30°～35°，傾角70°～80°，頂板圍巖為碎裂大理巖，底板圍巖為碎裂大理巖、構造角礫巖。但相比②號礦體頂板碎裂巖化構造大理巖帶中的羽裂狀礦體，本類型銻礦體規(guī)模大，探礦工程易控制，因為本碎裂巖化構造大理巖帶距上盤主構造面近，縱向上在近東西向主應力作用下，上盤向上剪切，受剪切應力大的旁側大理巖形成較大的礦體定位空間。

4.2 構造角礫巖型

構造角礫巖型銻礦體是王莊礦區(qū)雙槐樹構造帶內(nèi)的主要礦體，如（圖5）中的②號礦體及下部新發(fā)現(xiàn)的④號礦體，在構造疊加作用下熱液沿角礫巖帶就位，在角礫巖的膠結物中賦存，工業(yè)礦體隨構造角礫巖帶在剖面上呈陡S形波狀彎曲、局部膨大、分支復合特征，傾向200°～212°，傾角65°～85°，厚度一般0.5～15 m左右，熱液沿雙槐樹構造帶中角礫巖帶就位成礦，頂板圍巖為碎裂巖化構造大理巖帶，底板圍巖為糜棱巖化碎裂大理巖，礦石以角礫巖狀礦石為主，有少量網(wǎng)脈狀。

4.3 糜棱巖型

雙槐樹斷裂帶規(guī)模大，具多條構造面組成，銻礦化體多賦存在下盤主剪切構造面內(nèi)側5 m范圍的糜棱巖帶、與糜棱巖接觸的碎裂巖化大理巖中，因擠壓作用在主構造面旁側的糜棱巖帶上由陡變緩的緊閉環(huán)境變?yōu)榫植坷瓘埧臻g，而工業(yè)銻礦體在此空間中就位，礦體形態(tài)多為小型隱伏短脈狀、囊狀，傾向一般210°，傾角70°～82°，銻礦體呈細脈狀、網(wǎng)脈狀、浸染狀分布，但是規(guī)模較小，工程難以控制，頂板圍巖為糜棱巖化角礫狀大理巖，底板圍巖為糜棱巖，如（圖5）中③號礦體。

5 討論與結論

5.1 討論

前人認為王莊銻礦受構造和地層控制（伏雄等，2012；郭樹銀和郭賓鋒，2015），本次通過對王莊銻礦工業(yè)礦體的空間賦存規(guī)律分析，王莊銻礦嚴格受雙槐樹構造帶控制（圖5），其賦存在碎裂大理巖及次級構造裂隙地層中的銻礦體是雙槐樹構造帶的組成部分，根據(jù)工業(yè)銻礦體賦存的空間位置與雙槐樹構造帶分帶的規(guī)律性，雙槐樹構造帶自南而北由糜棱巖帶→碎裂巖化構造大理巖帶→角礫巖帶→碎裂巖化構造大理巖帶→角礫巖帶→碎裂巖化糜棱巖帶組成。在數(shù)十米至百米寬的構造帶中控制工業(yè)礦體難度較大，研究王莊銻礦工業(yè)礦體在雙槐樹構造帶的空間關系，對找礦有指導意義。通過鉆孔控制的Ⅳ號工業(yè)礦體位于雙槐樹構造帶內(nèi)角礫巖帶（Ⅱ號礦體）下部30 m 處，并且在構造角礫巖帶上盤碎裂大理巖帶中見到羽裂狀銻礦化體，Ⅳ號工業(yè)銻礦體的發(fā)現(xiàn)是對分帶找礦的驗證，具科學性、合理性，并且對沿著雙槐樹構造帶中的構造角礫巖帶和碎裂大理巖帶深部找礦有指導性意義。

5.2 結論

（1）王莊礦區(qū)雙槐樹構造帶由多個次級構造組成，自南而北由糜棱巖帶→碎裂巖化構造大理巖帶→角礫巖帶→碎裂巖化構造大理巖帶→角礫巖帶→碎裂巖化糜棱巖帶組成，多個構造空間為導礦、容礦提供了空間。

（2）王莊礦區(qū)雙槐樹構造帶制約著工業(yè)銻礦體的空間就位，根據(jù)構造帶內(nèi)工業(yè)銻礦體賦存的空間位置可分為構造控巖型、構造角礫巖型、糜棱巖型控礦類型。該認識為今后研究區(qū)內(nèi)在探礦中定位工業(yè)銻礦體提供有益幫助。

致謝在審稿過程中匿名審稿專家提出了寶貴的修改意見，編輯部老師在修改中提出中肯建議，此一并表示衷心感謝！

注 釋

①李書文,鄭廣明,薛海濤,等.2015.河南省盧氏縣五里川銻礦詳查報告[R].河南省地礦局第四地質(zhì)勘查院,1-225.