嵩縣雷門溝鉬礦床爆破角礫巖發(fā)育特征及控礦作用

王 迪，楊志強(qiáng),，李俊芳

(1.洛陽欒川鉬業(yè)集團(tuán)股份有限公司，河南 洛陽 471500) (2.河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第二地質(zhì)勘查院，河南 鄭州 450003)

1 礦區(qū)地質(zhì)概況

嵩縣雷門溝斑巖型鉬礦西段經(jīng)詳查提交工業(yè)礦鉬金屬資源量63.64萬t，礦床規(guī)模達(dá)特大型[1]。礦區(qū)地層主要為太古界太華巖群深變質(zhì)巖(見圖1)，巖性主要有黑云斜長片麻巖、斜長角閃片麻巖、斜長角閃片巖，局部大理巖或含石墨大理巖、磁鐵石英巖等。礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造較發(fā)育，主要有近東西向、北北東向、北東向、北西向4組，形成于燕山期，具多期活動(dòng)特征。礦區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)頻繁，與鉬成礦關(guān)系密切的為中酸性—酸性巖體、巖脈及小巖珠，巖性為二長花崗巖、二長花崗斑巖(體)、微細(xì)粒正長花崗巖-二長花崗巖(株)[2]。經(jīng)輝鉬礦測年成果，成礦時(shí)代為燕山晚期(131.0+0.6)Ma[3]。爆發(fā)角礫巖呈鑲邊狀分布于控礦斑巖體頂部和巖體周圍[4]，鉬礦體主要呈半環(huán)狀圍繞斑巖體內(nèi)外接觸帶分布[5]。

2 雷門溝鉬礦床隱爆角礫巖基本特征

隱爆角礫巖構(gòu)造是雷門溝鉬礦床最重要的控礦構(gòu)造型式之一，對鉬礦床的形態(tài)、產(chǎn)狀及分布都有制約性影響，是雷門溝鉬礦控礦構(gòu)造研究的重點(diǎn)領(lǐng)域之一。

礦區(qū)內(nèi)爆破角礫巖的分布，在時(shí)間和空間上與雷門溝細(xì)—微粒斑狀花崗巖體關(guān)系密切，形成與巖體基本同時(shí)。其展布方向西部呈北西向而東部則呈近東西向，與雷門溝控礦斑巖體產(chǎn)出方向一致,分布于控礦斑巖體的外側(cè)。24勘探線以東，隱爆角礫巖呈孤島狀、半圓狀、橢圓狀、透鏡狀分布于巖體兩側(cè)或其中間，大小不一，一般長數(shù)百米，寬數(shù)十米，呈鑲邊狀分布于控礦斑巖體邊部并包裹了控礦斑巖體；在24勘探線以西爆破角礫巖體長1 500 m，寬500 m，呈拳頭狀分布于巖體西部。爆破角礫巖分布范圍嚴(yán)格受控礦斑巖體控制，說明隱爆角礫巖與控礦斑巖體存在成因上的密切聯(lián)系[6]。剖面上，多呈筒狀、漏斗狀分布，少量呈樹枝狀分布?？傮w而論，爆破角礫巖按其在花崗巖體空間的產(chǎn)出部位不同，可分為頂部爆破角礫巖和邊部爆破角礫巖。

2.1 頂部爆破角礫巖

分布于礦區(qū)西部，平面上呈一不規(guī)則拳頭狀、半圓狀，走向290°，長1 500 m，寬60～580 m，面積0.55 km2。該爆破角礫巖體東界被控礦巖體的花崗斑巖相侵入，北界以F13為界與圍巖呈斷層接觸，西界和南界與圍巖呈港灣狀不規(guī)則接觸。

2.1.1 角礫巖成分特征

角礫巖成分多以太華巖群的各種片麻巖、混合巖及早期脈巖，如輝長輝綠巖，安山玢巖及英安斑巖等為主，也有少量的未變質(zhì)變形的淺肉紅色成礦巖體角礫混入(見圖2)。在角礫巖中心部位及其附近，角礫多為數(shù)厘米至數(shù)十厘米，次圓狀-次棱角狀。詳細(xì)觀察可以看出，太華巖群片麻巖類角礫多呈破碎狀、碎粉狀，易風(fēng)化成粉，極難見到太華巖群堅(jiān)硬的片麻巖巖塊，由此可見爆破力度的強(qiáng)烈。向邊部，角礫塊度逐漸變大為數(shù)十厘米至數(shù)米，個(gè)別可達(dá)數(shù)十米，主要表現(xiàn)為太華巖群及中元古代各種脈巖的“震碎”破壞，碎塊間的位移微弱，但熱液蝕變強(qiáng)，造成與圍巖界線不清晰。角礫巖的膠結(jié)物多為震碎的粒度更細(xì)的巖粉巖屑，及部分熱液蝕變礦物如硅質(zhì)、碳酸鹽質(zhì)等。其膠結(jié)形式在中心部位多為接觸式，在邊緣部分為孔隙式。

圖2 頂部爆破角礫巖中的角礫

2.1.2 空間形態(tài)、產(chǎn)狀

以32勘探線為代表，頂部爆破角礫巖帶空間形態(tài)呈不對稱的寬漏斗狀，南界北界均向內(nèi)傾，傾角陡，60°～75°，延深約160～370 m，標(biāo)高380 m以下被斑狀二長花崗巖侵入破壞。從鉆孔揭露情況看，海拔380 m以下控礦巖體兩側(cè)不具有爆破角礫巖的鑲邊(見圖3)，深部控礦斑巖體與爆破角礫巖侵入界面起伏不平，并有較多巖枝(脈)貫入到爆破角礫巖體中或太華巖群圍巖中。在ZK3211與ZK3215之間爆破角礫巖上部的太華巖群圍巖有出露，爆破角礫巖與太華巖群圍巖接觸界線總體平緩，保持了爆破角礫巖帶結(jié)構(gòu)的完整性。ZK3204與ZK3211之間，爆破角礫巖上部的太華巖群圍巖被剝蝕，爆破角礫巖結(jié)構(gòu)的完整性被破壞。

圖3 橫32勘探線巖體結(jié)構(gòu)與爆破角礫巖形態(tài)、產(chǎn)狀剖面圖

2.2 邊部爆破角礫巖

邊部爆破角礫巖是礦區(qū)數(shù)量最多且分布最廣的角礫巖，地表觀察爆破角礫巖帶多呈扁圓狀、透鏡狀和不規(guī)則狀，分布在花崗巖體的內(nèi)外接觸帶上。局部爆破角礫巖帶被控礦花崗斑巖侵入，呈侵入接觸關(guān)系，接觸界線平直或不平直，但基本清楚(見圖4)，界面產(chǎn)狀較陡、直立或反向彎曲。邊部爆破角礫巖帶一般規(guī)模不大，長度為200～500 m，寬度為20～200 m。

圖4 花崗斑巖體與爆破角礫帶巖界線

2.2.1 角礫成分特征

觀察發(fā)現(xiàn)，邊部爆破角礫巖帶的角礫成分較復(fù)雜，其角礫巖成分除太華巖群各種片麻巖和混合巖外，還有中元古代英安斑巖和輝長輝綠巖等，也有燕山晚期正長斑巖、石英斑巖，局部可見斑狀二長花崗巖膠結(jié)同成分花崗巖角礫現(xiàn)象。詳細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)，在巖體與爆破角礫巖分界線附近靠爆破角礫巖一側(cè)3～8 m范圍內(nèi)以控礦花崗斑巖巖塊為主，約占全部角礫的70%～85%，太華巖群片麻巖(包括混合巖)、片巖和中元古代各種脈巖巖塊或角礫少，僅占全部角礫的15%～30%左右，離分界面稍遠(yuǎn)則太華巖群角礫快速增多。

爆破角礫巖帶中角礫粒度相差懸殊，小者1 cm，大者達(dá)20 cm，大小混雜。不同成分的角礫其形態(tài)也不相同，太華巖群巖石角礫多呈次圓狀(見圖5)和次棱角狀，而控礦花崗斑巖角礫則棱角明顯，多呈棱角—次棱角狀，這與巖石硬度及片(麻)理發(fā)育程度有關(guān)。大小混雜的角礫間被粒度更細(xì)小的碎塊或碎粉充填。膠結(jié)物以熱液蝕變礦物為主，見少量巖漿巖，其膠結(jié)形式為基底-接觸式。

圖5 爆破角礫巖邊部角礫成分及形態(tài)

2.2.2 空間形態(tài)、產(chǎn)狀

礦區(qū)不同地段或部位爆破角礫巖帶的空間形態(tài)、產(chǎn)狀有明顯差異，橫8勘探線剖面上爆破角礫巖在控礦巖體南北兩側(cè)呈鑲邊產(chǎn)出，但南北兩側(cè)的鑲邊差異明顯，南側(cè)鑲邊上部薄下部厚，上部鑲邊厚約40 m，下部鑲邊厚約300 m，上部鑲邊內(nèi)傾，下部鑲邊外傾，且傾角上緩下陡。北側(cè)鑲邊呈近于直立的漏斗狀，上部厚約80 m，下部厚約10～30 m(見圖6)。第8勘探線剖面上，地表僅在ZK801南北兩側(cè)有爆破角礫巖呈滴狀殘留，說明在8勘探線上，控礦巖體頂部的爆破角礫巖已基本被剝蝕殆盡。

圖6 橫8勘探線巖體結(jié)構(gòu)與爆破角礫巖形態(tài)產(chǎn)狀剖面示意圖

3 隱爆角礫巖帶的控礦作用

3.1 斑巖型礦床一般控礦特征

爆破角礫巖是由上侵巖體攜帶的大量流體在超臨界狀態(tài)下突然釋放形成的，因此從成因上看，爆破角礫巖與侵位巖體有著密不可分的關(guān)系[7]，從空間位置看，爆破角礫巖主要分布于巖體的兩側(cè)和頂(上)部。由于巖石被隱爆震碎，其孔隙度增大，有利于成礦流體的循環(huán)和金屬礦物的卸載沉淀，因此從理論上講爆破角礫巖是成礦有利部位[8]。

多年來對斑巖型礦床的研究發(fā)現(xiàn)，大部分的斑巖型礦床的主礦體主要分布在斑巖體與圍巖的內(nèi)外接觸帶上[9]，且以外接觸帶分布最多，如河南省汝陽縣東溝鉬床等。也有主礦體定位于控礦斑巖體上部100～200 m以外的區(qū)域，如新疆東戈壁鉬礦床等[10]。個(gè)別斑巖型礦床的主礦體產(chǎn)于控礦巖體的內(nèi)部，如福建赤路、遼寧蘭家溝鉬礦床。

在礦區(qū)東部，雷門溝鉬礦區(qū)控礦斑巖體已出露地表，巖體上部礦體被大部剝蝕，而在礦區(qū)西部巖體上部的隱爆角礫巖帶雖也有部分剝蝕，但剝蝕程度相對淺，礦體基本完整，為研究巖體與爆破角礫巖的控礦型式提供了對比資料。礦區(qū)東部嚴(yán)重剝蝕，西部爆破角礫巖發(fā)育地帶以第24勘探線為代表。

3.2 第24勘探線

在第24勘探線上，控礦斑巖體未出露地表，上部的爆破角礫巖雖有一定程度的剝蝕(爆破角礫巖頂部未見太華巖群圍巖，已被剝蝕)，但從剖面上看爆破角礫巖的厚度仍達(dá)到360 m。該剖面上控礦斑巖體北側(cè)未發(fā)育爆破角礫巖鑲邊，表現(xiàn)為控礦巖體與太華巖群圍巖直接呈侵入接觸；控礦巖體南側(cè)爆破角礫巖帶作為鑲邊存在，寬約160 m，產(chǎn)狀呈外傾型，傾角上陡下緩?？氐V巖體與南側(cè)的爆破角礫巖界線也呈外傾型，傾角約55°左右；北側(cè)巖體與太華巖群界線呈外傾型，傾角60°左右。位于巖體上部的爆破角礫巖在北側(cè)呈向外延伸狀，超出巖體界線約360 m。

從第24勘探線剖面圖(見圖7)可以看出，鉬礦體主要分布于控礦巖體的上部，在巖體上部的爆破角礫巖中鉬礦體厚度大，連續(xù)性好。巖體上部的爆破角礫巖帶南側(cè)，礦體最大向南延伸的范圍約620 m，但主要賦存在爆破角礫巖邊界以南380 m范圍內(nèi)，380～620 m之間的礦體已嚴(yán)重分叉并快速變薄。在巖體和靠下部爆破角礫巖的北側(cè)，鉬礦體最大向北延伸580 m，但主要賦存在界線以北360 m范圍內(nèi)，360～580 m之間礦體已嚴(yán)重分叉并快速變薄。

圖7 橫24勘探線巖體與爆破角礫巖空間結(jié)構(gòu)及聯(lián)合控礦型式剖面示意圖

巖體上部北側(cè)爆破角礫巖雖向北延伸了360 m，但從剖面圖上看，鉬礦體并未同步均勻富集于爆破角礫巖體內(nèi)，ZK2411鉆孔南北南側(cè)100 m范圍內(nèi)礦體已嚴(yán)重分叉變薄；與之相對應(yīng)的是在巖體與爆破角礫巖界線北側(cè)500～340 m標(biāo)高內(nèi)礦體穩(wěn)定360 m之后才分叉變薄，該位置正好處于巖體與爆破角礫巖接觸部位，說明爆破角礫巖并不是控制礦體規(guī)模和富集的唯一因素。

在巖體與爆破角礫巖帶南側(cè)，特別是ZK2404、ZK2408兩個(gè)鉆孔的深部，從礦體的連接看，礦體的形態(tài)產(chǎn)狀與巖體及爆破角礫巖界面產(chǎn)狀基本是上協(xié)調(diào)一致的，說明巖體的形態(tài)、產(chǎn)狀對礦體的形態(tài)和產(chǎn)狀具有決定性的影響。

4 結(jié) 論

綜上所述，雷門溝鉬礦區(qū)有發(fā)育的爆破角礫巖帶，爆破角礫巖帶與控礦斑巖體關(guān)系密切，礦區(qū)的不同部位爆破角礫巖帶的發(fā)育程度有明顯差異。發(fā)育的爆破角礫巖帶具有豐富的孔隙，為成礦熱液的充填、循環(huán)及成礦物質(zhì)的富集提供了良好的空間[11]。雷門溝鉬礦區(qū)對礦體的分布起制約作用的控制因素有3種，即爆破角礫巖帶的發(fā)育程度和分布位置、形態(tài)，巖體與爆破角礫巖的接觸帶構(gòu)造，巖體形態(tài)、產(chǎn)狀。其中巖體的形態(tài)、產(chǎn)狀對礦體的發(fā)育和分布起決定性的作用，爆破角礫巖帶的發(fā)育程度、形態(tài)和產(chǎn)狀對礦體的分布有明顯影響，表現(xiàn)為爆破角礫巖發(fā)育地段礦化范圍大、礦化強(qiáng)，是工業(yè)鉬礦體的主要賦存部位，反之亦然。