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河南黄铜矿(河南有铜矿吗)

1、(二)爆破角砾岩型——河南省嵩县祁雨沟金矿2、河南省灵宝市大湖金矿床3、(二)斑岩-矽卡岩型——河南省栾川县南泥湖-三道庄钼矿4、河南省南召水洞岭铜锌矿床特征、成因及整装勘查分析5、河南省舞钢市铁矿地质特征及深部找矿研究(二)爆破角砾岩型——河南省嵩县祁雨沟金矿1.矿区地质特征祁雨沟金矿位于河南省著名的熊耳山金银铅矿集区,5—银(...

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(二)爆破角砾岩型——河南省嵩县祁雨沟金矿

1.矿区地质特征

祁雨沟金矿位于河南省著名的熊耳山金银铅矿集区,熊耳山变质核杂岩中。大地构造位置属于华北地台南缘与秦岭造山带相接带,是中国中央造山带的一部分,具有典型克拉通边缘特征,其地质构造演化涉及华北板块、南秦岭褶皱带、北秦岭褶皱带、扬子板块四大构造单元。熊耳山金银铅矿集区内除祁雨沟金矿外,还发育有上宫、栗子沟、公峪金矿和铁炉坪、潭玉沟等银矿(图4-5)(陈衍景等,2004;陈衍景和富士谷,1992;胡受奚等,1998;许令兵等,2010)。

图4-5 祁雨沟金矿构造位置和区域地质图

(据许令兵等,2010)

Kz—新生界砂岩、砾岩;Pz—下古生界灰岩、页岩、砂岩;Ptz—中元古界碳酸盐岩;Ch—熊耳群火山岩;Ar—新太古界片麻岩;γ1、

—花岗岩;

—花岗斑岩;

—石英斑岩;

—二长花岗斑岩;q—石英脉;

—正长岩1—断层;2—背向斜构造;3—角砾岩体;4—金矿床(点);5—银(铅)矿床(点)

2.矿体特征

区内中生代岩浆活动广泛而强烈,燕山期岩浆活动与区域成矿作用关系密切(滑世权和沈子杰,2012;许令兵等,2010;王长明等,2006;马桂霞和朱海,2004)。矿区及附近发育大量规模较小的燕山期斑岩体和32个爆破角砾岩筒(邵克忠和李胜荣,1989)。根据矿化类型及矿体本身的形态特点,矿体形态大致分为两类,一类为受角砾岩体自身形态控制的不规则状矿体,另一类为受角砾岩体内裂隙控制的脉状矿体(图4-6)。不规则矿体主要产在490~340m间的岩体膨大部位,矿体厚度较大,以胶结物型矿化为主,金品位在3~5g/t之间;脉状矿体主要分布在490m中段以上,主要受两组剪性裂隙控制,矿脉长50~100m,最长大于200m(许令兵等,2010)。

图4-6 祁雨沟金矿矿体剖面示意图

(据滑世权和沈子杰,2012)

1—角砾岩体边界;2—不同成分角砾界线;3—脉状矿体;4—不规则状矿体;5—安山质角砾;6—片麻岩角砾;7—复成分角砾;8—斑岩角砾;9—穿脉及编号

根据野外观察,结合镜下鉴定,矿石类型主要为石英-多金属硫化物型矿石。矿石结构主要为自形—半自形—他形粒状结构,镜下可见填隙结构、共结边结构、尖角状结构、细脉-网脉状结构、包含结构、交代骸晶结构等。矿石构造主要有浸染状构造、块状构造、团块状构造、角砾状构造、条带状构造、细脉状及网脉状构造等。金属矿物构成复杂,包括黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、自然金、银金矿等,其中,黄铁矿是金含量最高的金属矿物之一。金矿物以自然金为主,次为银金矿、金银矿,镜下可见自然金呈不规则粒状结构与黄铁矿密切共生,呈尖角状或细脉状沿黄铁矿裂隙充填,为裂隙金。

3.成因模式

祁雨沟金矿床与燕山晚期的花岗斑岩体为同时同源形成,成矿流体主要是岩浆流体,无论是角砾岩体的空间结构、角砾成分,还是成矿物质的来源、成矿流体的成分、物理化学环境及其演化等,都说明该矿床属典型的爆破角砾岩型矿床(邵世才,1995;李诺等,2008)。从角砾岩及其分布和胶结物可看出角砾岩体发生过多次隐爆、坍塌、蚀变交代和矿化作用(邵世才,1995;郭东升等,2007)。成矿物质来源复杂,但以岩浆热液为主。成矿流体由早期高温热液向晚期低温大气降水热液演化:初始成矿流体为高温、高盐度的岩浆热液;经流体沸腾和CO2等逸失,主阶段流体氧化度、温度、盐度等降低,并有大气降水不断混入;晚期流体为低温、低盐度的大气降水热液,成矿物质主要在早中阶段沉淀(图4-7)。

图4-7 祁雨沟金矿成矿模式图

(据郭东升等,2007)

1—花岗岩;2—斑岩;3—剪切带;4—造山型矿床;5—岩浆控制矿床;6—断裂;7—变质相界线;8—深源流体;9—大气降水

4.矿床系列标本简述

2010年,在了解祁雨沟金矿矿床地质特征及矿床成因特征后,采用矿区拣块的方法共采集标本9块(表4-2)。其中,矿石标本7块,岩性为含金量不同的多金属硫化物型金矿石;采集围岩标本2块,岩性为含石英黄铁矿型金矿石。本次标本采集位置主要集中在J4角砾岩体的不同中段上,对不同品位的矿石标本均进行了采集,较全面地涵盖了矿区所有矿石类型。

表4-2 河南省嵩县祁雨沟金矿采集标本

续表

注:表中Au2-B代表河南省嵩县祁雨沟金矿标本,Au2-g代表该标本光片编号。

5.图版

(1)标本照片及其特征描述

中国典型矿床系列标本及光薄片图册.铅锌锑银金矿

Au2-B01

石英黄铁矿型金矿石。矿石呈浅绿灰色—黄灰色,半自形—他形粒状结构,角砾状构造。角砾有两种:一种为绿灰色微细粒硅化结晶灰岩,肉眼不能区分矿物成分,岩石粉末加稀盐酸起泡;另一种为花岗斑岩角砾,浅肉红色,可见钾长石和石英斑晶,基质为微晶或隐晶质。角砾由含黄铁矿石英网脉充填胶结。石英网脉中具有细粒浸染状或团窝状黄铁矿,内含少量黄铜矿,并具有绿泥石。脉内硫化物(金属)含量约10%

中国典型矿床系列标本及光薄片图册.铅锌锑银金矿

Au2-B02

石英黄铁矿型金矿石。矿石呈灰绿色,半自形—他形粒状结构,角砾状构造。角砾由微细粒硅化结晶灰岩和花岗斑岩组成,砾间充填物有石英、方解石、绿泥石。黄铁矿和微量黄铜矿呈不规则网脉状充填于灰岩角砾之间,角砾含量50%~60%。黄铁矿,黄色—黄白色,自形—他形粒状,结晶较好,粒径3mm×(3~4)mm,含量15%~20%。黄铜矿,铜黄色,他形粒状,含量少,<1%。绿泥石,灰绿色—浅灰绿色,含量约10%。方解石,白色、乳白色,结晶较好,呈团窝状分布,两组解理发育,含量约5%

中国典型矿床系列标本及光薄片图册.铅锌锑银金矿

Au2-B03

多金属硫化物型金矿石。矿石呈灰色、杂色,半自形—他形粒状结构,角砾状构造。角砾有两种:一种为蚀变花岗岩混合片麻岩角砾,黄灰色,中粒—细粒结构,片麻状构造,主要矿物成分为长石,少量石英,多见绿泥石化蚀变,绿泥石呈星点状、细鳞片状;另一种为花岗斑岩角砾,浅肉红色,斑状结构,块状构造。两种角砾含量达70%~80%。角砾之间充填矿物以绿泥石为主,次为绿帘石,在角砾充填物中镶嵌有黄铁矿和少量黄铜矿。黄铁矿,黄色、黄白色,金属光泽,多见立方体的自形—半自形晶体,晶体大小一般为1~3mm,含量10%~15%。局部见少量黄铜矿。金属硫化物与后期蚀变矿物紧密共生

中国典型矿床系列标本及光薄片图册.铅锌锑银金矿

Au2-B04

多金属硫化物型金矿石。矿石呈灰色、杂色,半自形—他形粒状结构,角砾状构造,主要矿物成分为长石和石英,斑晶亦为钾长石和石英。角砾有两种:一种为蚀变花岗岩混合片麻岩角砾,黄灰色,中粒—细粒结构,片麻状构造,主要矿物成分为长石,少量石英;另一种为花岗斑岩角砾,浅肉红色,斑状结构,块状构造。两种角砾含量达70%~80%。角砾之间以绿泥石充填为主,在角砾中镶嵌有黄铁矿和少量黄铜矿。黄铁矿,黄色,金属光泽,多见立方体的自形—半自形晶体,晶体大小1~3mm,含量10%~15%,局部见少量黄铜矿。金属硫化物与后期蚀变矿物紧密共生,含量可达25%

中国典型矿床系列标本及光薄片图册.铅锌锑银金矿

Au2-B05

多金属硫化物型金矿石。矿石呈灰色、杂色,中粒变晶结构,块状、弱片麻状、角砾状构造。矿石以混合质斜长片麻岩为主、花岗斑岩角砾为辅,绿泥石、黄铁矿充填在角砾之间,角砾内不含矿。主要金属矿物为黄铁矿,自形—半自形晶,黄色—黄白色,粒径为1~5mm,大者可达10mm,含量10%~15%。黄铜矿,铜黄色,他形粒状,含量<1%

中国典型矿床系列标本及光薄片图册.铅锌锑银金矿

Au2-B06

多金属硫化物型金矿石。矿石呈浅绿灰色,中粒变晶结构,块状、似片麻状、角砾状构造。角砾为黑云斜长片麻岩,但多已绿泥石化,云母矿物看不清,被绿泥石取代。角砾间充填矿物主要为绿泥石、黄铁矿、石英和方解石,并见少量黄铜矿,角砾内不含矿。绿泥石,深绿色、灰绿色,呈细小粒状或鳞片状,硬度较小。黄铁矿,黄色—黄白色,立方体晶形常见,粒径3~5mm,大者可达10mm。绿泥石和黄铁矿在角砾间分布极不均匀,部分以绿泥石为主,含量可达80%~90%,局部黄铁矿呈块状集合体,晶粒间充填有绿泥石。另可见少量粒状石英和方解石,白色,无色透明,并见微量黄铜矿

中国典型矿床系列标本及光薄片图册.铅锌锑银金矿

Au2-B07

多金属硫化物型金矿石。矿石呈灰色,花斑状、角砾状构造。角砾有两类:一类为黑云斜长片麻岩,中细粒变晶结构,块状似片麻状构造,主要矿物成分为长石和黑云母,黑云母绿泥石化强烈;另一类为碳酸岩角砾,浅灰白色—浅肉红色,细晶—微晶结构,块状构造,主要矿物成分为方解石,表面滴稀盐酸微弱起泡,岩石粉末剧烈起泡。角砾间充填矿物为绿泥石、黄铁矿、黄铜矿等。绿泥石,深绿色,粒状、鳞片状。黄铁矿,黄色—黄白色,自形—他形晶,粒径为1~10mm,含微量黄铜矿,金属硫化物含量约10%。绿泥石与黄铁矿紧密共生,绿泥石多在边部,黄铁矿多分布于中部,局部富集呈块状黄铁矿

中国典型矿床系列标本及光薄片图册.铅锌锑银金矿

Au2-B08

多金属硫化物型金矿石。矿石呈灰色,花斑状、角砾状构造。角砾有两类:一类为黑云斜长片麻岩,中细粒变晶结构,块状、似片麻状构造,主要矿物成分为长石和黑云母,黑云母绿泥石化强烈;另一类为碳酸岩角砾,浅灰白色—浅肉红色,细晶—微晶结构,块状构造,主要矿物成分为方解石,表面滴稀盐酸微弱起泡,晶粒径可达1cm×3cm,晶体中包裹有黄铁矿晶粒。角砾间充填矿物为绿泥石、黄铁矿、黄铜矿等。绿泥石,深绿色,粒状、鳞片状。黄铁矿,黄色—黄白色,自形—他形晶,粒径为1~10mm,含量较高,为25%~30%。含微量黄铜矿,金属硫化物含量约10%。绿泥石与黄铁矿紧密共生,局部富集呈块状黄铁矿

中国典型矿床系列标本及光薄片图册.铅锌锑银金矿

Au2-B09

多金属硫化物型金矿石。矿石呈灰色—绿灰色,自形—半自形粒状结构,角砾状构造。角砾成分为黑云斜长片麻岩,黑云母绿泥石化强烈,角砾大小悬殊,从1~2cm至10~20cm均有,呈棱角状、尖棱角状。角砾间充填绿泥石、石英、黄铁矿、黄铜矿。黄铁矿+黄铜矿含量达30%~35%,其中黄铁矿可达25%~30%。金属硫化物呈脉状、团窝状和细粒浸染状不均匀分布于角砾之间,与石英紧密共生

(2)标本镜下鉴定照片及其特征描述

中国典型矿床系列标本及光薄片图册.铅锌锑银金矿

Au2-g01

主要金属矿物为黄铁矿及磁铁矿,少量黄铜矿、闪锌矿及磁黄铁矿,偶见自然金等。黄铁矿(Py)少量,呈自形—半自形粒状结构,可见自然金沿黄铁矿颗粒裂隙分布,粒径在0.01~0.5mm之间。磁铁矿(Mag)少量,呈半自形—他形粒状结构,可见磁铁矿残余格架结构,粒径0.001~0.3mm不等。闪锌矿(Sp)偶见,呈不规则粒状结构分布于透明矿物颗粒中,可见其与磁黄铁矿接触边缘平直呈共结边结构,粒径介于0.002~0.005mm之间。磁黄铁矿(Po)偶见,呈他形粒状结构分布于透明矿物颗粒中,可见其与闪锌矿接触边缘平直呈共边结构,粒径介于0.002~0.01mm之间。偶见黄铜矿和自然金(Gl)

矿物生成顺序:磁铁矿→黄铁矿→黄铜矿-闪锌矿-磁黄铁矿→自然金→褐铁矿

中国典型矿床系列标本及光薄片图册.铅锌锑银金矿

Au2-g02

主要金属矿物为黄铁矿、黄铜矿及方铅矿,少量赤铁矿、磁黄铁矿及金红石等。黄铁矿(Py)含量约12%,呈自形—半自形粒状结构,被黄铜矿、方铅矿沿其颗粒间隙及裂隙交代呈尖角状结构、细脉状—网脉状结构等,粒径介于0.01~5.0mm之间。黄铜矿(Ccp)含量约15%,呈他形粒状结构,与磁黄铁矿接触界线平直呈共边结构,局部包裹黄铁矿呈包含结构,被方铅矿呈尖角状或脉状交代,粒径为0.01~10.0mm。方铅矿(Gn)含量约2%,呈不规则粒状结构,交代黄铁矿、黄铜矿呈尖角状或细脉状结构,局部交代包裹黄铁矿、黄铜矿残余颗粒呈包含结构,粒径介于0.002~0.6mm之间。金红石(Rt)少量,呈半自形—他形粒状结构,部分颗粒呈自形粒状结构,粒径介于0.002~0.2mm之间。少量赤铁矿(Hem)和磁黄铁矿

矿物生成顺序:金红石→赤铁矿→黄铁矿→黄铜矿-磁黄铁矿→方铅矿

中国典型矿床系列标本及光薄片图册.铅锌锑银金矿

Au2-g03

主要金属矿物为黄铁矿、磁铁矿及黄铜矿,少量方铅矿及赤铁矿等。黄铁矿(Py)含量约5%,呈自形—半自形粒状结构,沿磁铁矿颗粒裂隙交代呈尖角状结构,被黄铜矿、方铅矿沿其颗粒边缘及裂隙交代呈尖角状结构,粒径0.01~10.0mm不等。磁铁矿(Mag)少量,呈自形—半自形粒状结构,可见赤铁矿及黄铁矿沿其边缘及裂隙交代呈尖角状结构,粒径介于0.002~0.5mm之间。黄铜矿(Ccp)少量,呈他形粒状结构,沿黄铁矿颗粒边缘交代呈尖角状结构,粒径0.001~0.3mm不等。方铅矿(Gn)少量,呈不规则粒状结构,可见其交代黄铁矿呈尖角状或细脉状结构,粒径介于0.01~0.2mm之间。赤铁矿(Hem)少量,沿磁铁矿颗粒裂隙及边缘交代呈尖角状结构,粒径0.001~0.1mm不等

矿物生成顺序:磁铁矿→赤铁矿→黄铁矿→黄铜矿→方铅矿

中国典型矿床系列标本及光薄片图册.铅锌锑银金矿

Au2-g04

主要金属矿物为黄铁矿,少量黄铜矿、方铅矿、磁黄铁矿、辉钼矿及金红石等。黄铁矿(Py),含量约为5%,呈自形—半自形粒状结构,被晚期透明矿物交代呈骸晶结构,黄铜矿、方铅矿、磁黄铁矿沿其颗粒裂隙交代呈尖角状结构,粒径0.01~10.0mm不等。黄铜矿(Ccp)少量,呈他形粒状结构填隙于透明矿物颗粒中,沿黄铁矿颗粒边缘交代呈尖角状结构,粒径0.001~0.01mm不等。方铅矿(Gn)少量,呈不规则粒状结构,可见其交代黄铁矿呈尖角状或细脉状结构,局部可见方铅矿呈尖角状交代黄铜矿,粒径0.01~0.03mm不等。磁黄铁矿(Po)少量,呈不规则粒状结构,与黄铜矿接触边缘平直呈共边结构,沿黄铁矿颗粒裂隙交代呈尖角状结构,粒径0.002~0.05mm不等。偶见辉钼矿(Mot)和金红石(Rt)

矿物生成顺序:金红石→辉钼矿→黄铁矿→黄铜矿-磁黄铁矿→方铅矿

中国典型矿床系列标本及光薄片图册.铅锌锑银金矿

Au2-g05

主要金属矿物为黄铁矿,少量黄铜矿、方铅矿及闪锌矿等。黄铁矿(Py)含量约10%,呈自形—半自形粒状结构,较为破碎呈碎裂结构,被晚期透明矿物交代呈骸晶结构,黄铜矿、方铅矿、闪锌矿沿其颗粒裂隙交代呈尖角状结构,颗粒粒径0.01~8.0mm不等。黄铜矿(Ccp)少量,呈他形粒状结构,沿黄铁矿颗粒边缘交代呈尖角状结构,粒径0.001~0.05mm不等。方铅矿(Gn)少量,呈不规则粒状结构,交代黄铁矿呈尖角状或细脉状结构,局部可见方铅矿呈尖角状交代黄铜矿,粒径0.005~0.1mm不等。闪锌矿(Sp)少量,呈不规则粒状结构,可见其交代黄铁矿呈尖角状结构,粒径0.01~0.1mm不等

矿物生成顺序:黄铁矿→黄铜矿→闪锌矿→方铅矿

中国典型矿床系列标本及光薄片图册.铅锌锑银金矿

Au2-g07

主要金属矿物为黄铁矿、方铅矿及金红石,少量磁铁矿、黄铜矿及磁黄铁矿,偶见辉铋矿等。黄铁矿(Py)含量约8%,呈自形—半自形粒状结构,被晚期透明矿物交代呈骸晶结构,可见方铅矿、黄铜矿及磁黄铁矿沿其颗粒裂隙交代呈尖角状结构,粒径0.01~8.0mm不等。方铅矿(Gn)少量,呈不规则粒状结构,呈尖角状沿黄铁矿颗粒裂隙交代,粒径0.005~0.1mm不等。黄铜矿(Ccp)少量,呈他形粒状结构填隙于透明矿物颗粒中,偶见其与磁黄铁矿呈共结边结构共生,并呈尖角状交代黄铁矿,粒径0.001~0.3mm不等。少量磁铁矿(Mag)和金红石(Rt)呈半自形—他形粒状结构分布于透明矿物中。偶见辉铋矿(Bmt)和磁黄铁矿(Po)呈他形结构分布于透明矿物颗粒中,粒径0.08mm左右

矿物生成顺序:磁铁矿-金红石→黄铁矿→辉铋矿→黄铜矿-磁黄铁矿→方铅矿

中国典型矿床系列标本及光薄片图册.铅锌锑银金矿

Au2-g08

主要金属矿物为黄铁矿及金红石,少量黄铜矿、方铅矿及磁黄铁矿等。黄铁矿(Py)含量约5%,呈自形—半自形粒状结构,被晚期透明矿物交代呈骸晶结构,被方铅矿、黄铜矿及磁黄铁矿沿其颗粒裂隙交代呈尖角状结构,粒径0.01~5.0mm不等。方铅矿(Gn)少量,呈不规则粒状结构,主要呈尖角状或细脉状沿黄铁矿颗粒裂隙交代,粒径0.005~0.1mm不等。黄铜矿(Ccp)少量,呈他形粒状结构,与磁黄铁矿呈共结边结构共生,并呈尖角状沿黄铁矿裂隙及边缘交代,粒径0.001~0.1mm不等。磁黄铁矿(Po)偶见,呈他形粒状结构,与黄铜矿呈共结边结构,粒径0.002~0.08mm不等。金红石(Rt)少量,呈半自形—他形粒状结构,部分颗粒呈自形针状结构,粒径0.002~0.2mm不等

矿物生成顺序:金红石→黄铁矿→黄铜矿-磁黄铁矿→方铅矿

中国典型矿床系列标本及光薄片图册.铅锌锑银金矿

Au2-g09

主要金属矿物为黄铁矿、黄铜矿及自然金,少量方铅矿、磁黄铁矿及赤铁矿等。黄铁矿(Py)含量约35%,呈自形—半自形粒状结构,被晚期透明矿物交代呈骸晶结构,被自然金、黄铜矿、方铅矿及磁黄铁矿沿其颗粒裂隙及边缘交代呈尖角状结构,局部被黄铜矿交代包裹呈包含结构,粒径0.01~5.0mm不等。黄铜矿(Ccp)含量约20%,呈他形粒状结构,与自然金密切共生,交代包裹黄铁矿及赤铁矿颗粒呈包含结构,呈细脉—网脉状穿插交代黄铁矿,与磁黄铁矿接触边界平直舒缓呈共边结构,粒径0.01~3.0mm不等。自然金(Gl)含量约0.1%,呈不规则粒状结构与黄铜矿密切共生,呈尖角状或细脉状沿黄铁矿裂隙充填,粒径0.002~0.2mm不等。方铅矿(Gn)少量,呈不规则粒状结构,主要呈尖角状沿黄铁矿裂隙交代,粒径0.005~0.2mm不等。偶见磁黄铁矿(Po)和赤铁矿(Hem)

矿物生成顺序:赤铁矿→黄铁矿→黄铜矿-磁黄铁矿-自然金→方铅矿

河南省灵宝市大湖金矿床

大湖金矿位于我国著名金矿基地小秦岭地区,为半隐伏石英脉型金矿床。经详查评价,探明为伴生银、铜、钼、铅、硫多金属大型金矿床。

1 地质背景

矿区位于中朝准地台南缘小秦岭断隆,属秦岭EW向复杂构造北亚带。成矿带属华熊贵金属成矿带小秦岭金矿田,由北、中、南3个矿带组成,矿区位于北矿带东段。

1.1 地层

区域地层为新太古代太华群混合岩系。由下向上划分为焕池峪组、闾家峪组和观音堂组。南部有中元古代官道口群高山河组变质碎屑岩,呈角度不整合超覆其上。

矿区出露闾家峪组中上部,主要岩石类型为混合片麻岩、黑云斜长片麻岩、条带状混合岩夹斜长角闪片麻岩。向北由老到新依次分布,为近EW走向单斜地层,产状向N倾斜,倾角20°~40°,东部略陡。原岩为粘土质泥砂岩及中基性火山岩,系由海相火山沉积岩变质而成。

1.2 岩浆岩

区域岩浆岩发育。按生成时代顺序划分为:太古宙嵩阳期贵家峪角闪黑云二长岩、正南沟黑云母花岗岩(γ1),古元古代中条期混合花岗伟晶岩,新元古代晋宁期张家崖闪长岩及小河花岗岩(

),早古生代加里东期辉长辉绿岩及晚古生代华力西期正长斑岩脉,中生代燕山期娘娘山、文峪花岗岩(

)及辉绿岩脉,新生代喜马拉雅期云煌岩脉。其中,以燕山期岩浆岩最发育,岩体规模大,均呈岩基形式产出。

矿区位于娘娘山和文峪岩体之间,脉岩发育。按产状划分为EW,NW,NE向3组。

据穿切关系及同位素年龄资料,脉岩生成顺序:混合花岗伟晶岩→早期近EW向辉绿(玢)岩→中期NW向辉绿(玢)岩、花岗斑岩及NE向辉绿(玢)岩→晚期近EW向辉绿(玢)岩→长英岩脉→石英脉→含金石英脉→云煌岩脉。

1.3 构造

区域褶皱为老鸦岔不对称复式背斜,北翼宽缓,南翼陡峻。背斜轴线呈近EW向展布,中部呈弧形向S凸出。北翼向N由西阴向斜及五里村背斜组成。矿床位于五里村背斜北翼,紧邻山前太要基底断裂(F1)。

矿区断裂及韧性剪切带甚多,按产状可划分为近EW,NW—NW—NNW,NE向及近SN向4组。其中,以近EW向最发育。该组中的含脉(含金石英脉)断裂、韧性剪切带为金的控矿构造。向南排列为F1,F8,F7,F35,F5,F6。总体平行展布,偶有交会复合及斜接。F5与F6交会于2线,F1与F5在12线以东呈平行关系,F1与F8斜接于7线以西,F35在1线交会复合于F5,交会复合部位多有矿体存在(图1)。

控矿断裂规模巨大,一般长0.8~30km,宽数米至数十米,厚度14~80.5m。倾向N至NNW,倾角27°~50°,一般为30°~35°,以中缓倾斜为主。

F5,F1,F35为矿区主要控矿构造。F5含矿性最佳,控制矿区主要储量。三者均属厚度巨大的复脉型含金构造蚀变岩带。从构造岩的岩石组合、控矿特征以及构造活动期次演化等方面分析,具有韧性剪切带性质。

图1 大湖金矿区构造纲要图

(据冯建之,2011)

γπ—花岗斑岩;βμ—辉绿玢岩;β—辉绿岩;T—碎裂岩化;L—糜棱岩化;S—含金石英脉;HγP—混合花岗岩;Sh—蚀变;Tβ—碎裂岩化辉绿岩(其他类推)。1—岩脉产状;2—构造产状;3—张扭性结构面产状

2 矿床地质特征

2.1 矿体分布及赋存

矿体赋存于F5,F1,F35等韧性剪切带中(单脉型构造除外),受其中缓于轴面的一组张性破裂面(断裂)控制,呈斜切韧性剪切带形式产出。矿体与剪切带产状一致,仅矿体倾角略缓。即倾向上,矿体由浅入深从剪切带底部逐渐斜切过渡至顶部,而两端并不超越剪切带边界。矿体呈平行排列,集中分布(图2)。全区共圈定20个工业矿体

及②号为主矿体。

号矿体储量最大,占全区总量的68%,是矿区主要开采对象。走向长1060m,平均斜宽950m,具大型规模。矿体厚度最大17.24m,最小0.38m,平均厚度2.82m,厚度变化系数为105,为不稳定类型。矿体品位最高18.39×10-6,最低1.01×10-6,平均品位6.70×10-6,品位变化系数为7700,属均匀变化类型。勘探类型划为Ⅱ-Ⅲ类。

2.2 矿石特征

矿石的矿物成分简单,无有害杂质,属易选类型。金矿物为单一自然金。金属矿物以黄铁矿为主,黄铜矿、方铅矿少量,闪锌矿、磁黄铁矿、斑铜矿、铜蓝、辉钼矿、辉铋矿、毒砂及磁铁矿等微量。次生矿物以赤铁矿、褐铁矿为主,孔雀石、蓝铜矿、辉铜矿、白铅矿及铅矾等微量。金属矿物占矿物总量的8.46%,非金属矿物占91.54%。非金属矿物以石英为主,微斜长石、斜长石和方解石次之,绢云母、黑云母、绿泥石、榍石及磷灰石少量。

矿石主要为自形—半自形晶、他形晶粒状结构,压碎、包含、浸染状、交代穿孔和包容交代结构。浸染状为本区矿石主要构造,其次为细脉—浸染状、角砾状构造及表生作用下形成的蜂窝状构造。

图2 大湖金矿区第2 勘探线剖面图

(据杨志民,1995)

1—黄土;2—构造带及编号;3—矿体及编号;4—钻孔及编号;5—坑道及编号

矿石中金矿物种类单一,主要为自然金。根据自然金的粒度及赋存状态,分为可见金和显微金2种。自然金成色甚高,含金达96.49%~99.23%,含银0.45%~2.01%。自然金为金黄色,他形晶不规则粒状(麦粒状、尖角粒状、浑圆状)、不规则脉状、网脉状及片状。粒度0.2~0.005mm。粗粒金(0.295~0.074mm)占14.76%,中粒金(0.037~0.01mm)占24.42%,微粒金(<0.01mm)占29.96%。以中—微粒金为主,粗粒金少量。金的嵌布形式为包裹金、裂隙金和粒间金3种。以包裹金为主,占61.01%,主要包于黄铁矿中,少量在石英中。裂隙金含量占27.43%,呈细脉嵌布于黄铁矿裂隙中。粒间金占11.55%,分布于黄铁矿、黄铜矿与石英接触面或石英颗粒之间。

矿石化学成分除硅酸盐基本成分外,主成矿元素为金,伴生元素30 余种,其中,银、铜、钼、铅、硫5种达工业指标,可以综合回收。

金矿石的矿物共生组合按成矿阶段划分为5种(表1)。

表1 矿物共生组合

注:矿物结构构造一般指分布最广泛的黄铁矿。据杨志民,1995。

2.3 成矿期次划分

成矿期次划分为热液期和表生期。热液期进一步分为成矿早期、成矿期和成矿期后。

2.3.1 成矿早期

黄铁矿—石英阶段(Ⅰ),由早期无矿石英脉沿断裂贯入,规模大,矿化弱,含金性差。石英及黄铁矿粒度粗大,石英气液包裹体多。

2.3.2 成矿期

包括石英—黄铁矿阶段(Ⅱ)和多金属硫化物阶段(Ⅲ)。Ⅱ阶段为硅质溶液沿早期石英脉及构造裂隙充填,以渗透交代为主,形成复合石英脉,生成较多半自形—他形细粒黄铁矿及自然金,是主要成矿阶段。Ⅲ阶段多金属硫化物含矿热液仍以裂隙充填交代为主叠加于Ⅰ、Ⅱ期石英脉复合体或构造岩中,除黄铁矿、自然金外,以出现多金属硫化物为特征,但范围局限,仅见于构造角砾岩胶结物和矿化围岩中。

2.3.3 成矿期后

碳酸盐阶段(Ⅳ),未形成独立的石英-碳酸盐脉体,仅以胶结物形式充填于前3个阶段形成的构造角砾岩之间,无金属矿物形成,含金性微弱。

2.3.4 表生期

见于浅部氧化带中,由于氧化淋滤作用,使铝硅酸盐矿物次生变化为粘土质矿物,黄铁矿、方铅矿和黄铜矿等分别次生变化为褐铁矿、白铅矿、铅矾、蓝铜矿和孔雀石等,对金矿化有次生富集作用。

2.4 矿石类型

2.4.1 自然类型

按矿物共生组合划分为含金黄铁矿石英脉型、含金构造蚀变岩型及含金多金属硫化物角砾岩型。按氧化程度划分:氧化率>3.5%为氧化矿石,氧化率2.7%~3.5%为混合矿石,氧化率<2.7%为原生矿石。矿区仅发育原生矿与氧化矿2类。原生矿石包括含金石英脉型、含金构造蚀变岩型和含金多金属硫化物角砾岩型3类。氧化矿石由上述3类矿石氧化而成。

2.4.2 工业类型

按选矿工艺流程划分为2 类,中等硫化物金矿石,指原生矿石,矿石中金属矿物平均含量占8.46%,非金属矿物占91.54%,采用浮选流程处理矿石。伴生的银、铜、钼、铅、硫可综合回收。该类型矿石分布于640m标高以下,是主要工业类型。

氧化矿石分布于640m标高以上氧化带中,是次要工业类型。金属矿物除自然金外,主要是褐铁矿、赤铁矿,非金属矿物主要为石英。采用全泥氰化法或全泥氰化—炭浆法工艺提金,占矿区总矿量18.40%。

矿石的矿物组合、结构构造等在垂向上呈有规律的变化。

1)矿体浅部为单脉充填型矿化,深部为网脉状、浸染状交代型矿化。矿石类型由浅部的块状矿石向深部网脉状、浸染状矿石过渡。

2)矿石的矿物组成,浅部的石英脉型矿石以石英为主,金属硫化物含量为5%~15%,其中以黄铁矿为主,方铅矿、黄铜矿少量;而深部的蚀变岩型矿石以石英、斜长石和钾长石为主,绢云母、角闪石次之,金属硫化物含量低于5%。

3)矿体从浅部到深部,石英脉型矿石化学成分从富Si贫K,其他组分含量较低,到富K贫Si,其他组分含量高,发生规律性变化(表2)。

表2 不同类型矿石的化学成分 w(B)/%

4)从浅部到深部,从石英脉型到蚀变岩型矿石,金品位由高到低,矿石由富变贫,呈现规律性的变化(表3)。

表3 主要矿体不同矿化类型矿石平均品位

围岩蚀变主要有钾长石化、钠长石化、硅化、绢云母化、黄铁矿化、碳酸盐化和绿泥石化等。其中,黄铁矿化、绢云母化和硅化与金的关系密切。

3 地球化学特征

3.1 成矿时代

1)辉绿岩脉年龄值为148~182 Ma,为燕山早期,被石英脉切穿,说明成矿时代最早不能超过早燕山期;

2)含金石英脉被年龄值为76 Ma的云煌岩脉切穿;

3)燕山期花岗岩时代为108~110 Ma,其中见有石英脉穿插。因此,将成矿时代定为晚燕山期。

3.2 成矿物质来源

本区太华群为太古宙绿岩系,原岩为镁铁质-硅铝质组成的双峰态火山岩夹沉积岩建造。各类岩石的平均金丰度为0.71×10-9,低于克拉克值。含金石英脉分布于各类片麻岩混合岩中,容矿围岩岩性不一,各类岩石金丰度不同,一是与原岩性质有关,斜长角闪岩、斜长片麻岩类为一套基性火山岩,本身携带了金等成矿物质;二是随着变质作用及混合岩化作用的进行,地层中一部分金等成矿物质活化迁移出来参与成矿。

各期岩浆岩金的丰度值为0.71×10-9,0.76×10-9。燕山期花岗岩的金含量从中心相(1.02×10-9)—过渡相(0.62×10-9)—边缘相(0.73×10-9)降低。燕山期岩浆岩与金成矿关系密切。

硫同位素δ34S值稍具离散性,略向负偏离,与矿床氧化带发育、矿石遭受不同程度氧化、引起硫同位素发生均一化分馏效应有关。结合整个矿田硫同位素组成特征分析,硫源仍来自上地幔或地壳深部。

铅同位素组成特征。206Pb/204Pb为17.090~17.257,变化百分数为0.97%;207Pb/204Pb为15.364~15.570,变化百分数为1.34%;208Pb/204Pb为37.379~38.014,变化百分数为1.70%。矿床的铅同位素模式年龄为708~719 Ma。铅同位素相对稳定,属于正常铅或单阶段演化铅。铅同位素比值变化百分数在0.97%~1.70%之间,与长江中下游地区燕山期岩浆成因的多金属矿床十分相似(1.600)。

3.3 成矿温度

均一法测温变化范围为110~360℃,爆裂法测温范围为131~330℃。Ⅰ阶段(黄铁矿—石英脉):成矿温度为280~320℃;Ⅱ阶段(石英脉-黄铁矿):为主要成矿阶段,成矿温度为190~270℃,Ⅲ阶段(多金属硫化物):成矿温度为110~180℃(杨志民,1995)。

主要矿物石英与黄铁矿的形成温差大。石英形成的温度范围为110~360℃;黄铁矿形成的温度范围为131~330℃。对金矿形成最为有利的温度为190~270℃,属中低温矿床。

包裹体样测压值分为3组:4×107~5×107Pa,5×107~8×107Pa,15×107~20×107Pa。矿床形成的压力为1.52×108Pa(1500大气压),成矿深度应在3.5km以上。

3.4 流体成分

流体成分以H2O为主,占包裹体成分总量的60%~80%(杨志民,1995),说明成矿介质为热液流体,其次为CO2,CH4,

,Cl-,F-,

,K+,Na+,Mg2+和Fe2+。流体pH值为4.77~5.17,属弱酸性。

参考文献

杜子图.1998.豫西小秦岭金矿带找矿预测研究.北京:地质出版社,237~249

李晓波,刘继顺.2004a.小秦岭大湖金矿床的矿化分带规律及其指示意义.地质找矿论丛,18(4):243~248

李晓波,刘继顺.2004b.小秦岭东段金矿化的垂向分带规律探讨——以大湖金矿床为例.黄金,25(1):8~10

杨志民.1995.灵宝大湖金矿地质特征及成矿规律初析.河南地质,13(2):102~108

(李杰美、王美娟编写)

(二)斑岩-矽卡岩型——河南省栾川县南泥湖-三道庄钼矿

1.矿区地质特征

南泥湖-三道庄超大型钼钨矿床位于栾川县南部,处于华北地台西南边缘的坳陷带内,东秦岭钼多金属成矿带的东端。东秦岭钼矿带位于华北克拉通南缘与东秦岭造山带相接的地带,钼矿带西起陕西省的金堆城地区,东至河南省方城县,发育南泥湖-三道庄钼钨矿床和上房沟钼(铁)矿床两个超大型矿床,外围尚有马圈、石宝沟、鱼库、黄背岭等斑岩型、矽卡岩型中-小型钼矿床(图2-4)(潘磊,2012)。

图2-4 南泥湖三道庄区域地质图

(据毛景文等,2009)

1—新元古界陶湾群碳酸盐岩、碎屑岩;2—新元古界栾川群碎屑岩、碳酸盐岩及粗面岩;3—中元古界官道口群含燧石条带大理岩;4—中元古界宽坪群大理岩及基性火山岩;5—早白垩世花岗岩;6—晚侏罗世花岗斑岩;7—晚侏罗世花岗岩;8—断裂;9—斑岩-矽卡岩型钼(钨)矿;10—脉状或沿层充填的铅锌矿;11—矽卡岩型硫铁矿

2.矿体特征

该矿床因占地面积大而被人为地划分为南泥湖和三道庄两个矿区,在成因上,南泥湖属于斑岩型钼钨矿床,而三道庄属于矽卡岩型钼钨矿床(图2-5)。栾川群分布于矿田中部,为一套碎屑岩-碳酸盐岩-粗面质火山岩夹基性火山岩,自下而上分别为白术沟组、三川组、南泥湖组和煤窑沟组,其中三川组和南泥湖组为主要赋矿层位。矿体主要呈似层状产于南泥湖岩体内外接触带上,其中南泥湖矿区矿体主要赋存于南庄口-三道庄岭箱状背斜南翼及其向西的倾伏端和南泥湖向斜的东端翘起部分,矿石主要赋存于花岗斑岩体和角岩化的南泥湖组中;三道庄矿区矿体主要赋存于该箱状背斜轴部及其两翼,矿石则主要赋存于矽卡岩化和角岩化的三川组中。

图2-5 南泥湖-三道庄钼(钨)矿横9勘探线剖面图

(据向君峰等,2012)

1—南泥湖组角岩化二云母片岩和石英岩;2—三川组黑云母斜长石角岩;3—三川组透辉石斜长石角岩;4—三川组含石榴子石硅灰石大理岩;5—三川组矽卡岩化大理岩;6—三川组矽卡岩;7—中生代花岗岩;8—中生代正长岩;9—断层

经野外观察,结合镜下鉴定,角岩型矿石主要呈细粒变晶结构、粒状结构、鳞片变晶结构,条带状构造、块状构造;主要由石英和斜长石组成,含少量黑云母、透辉石等;黑云母长英角岩的层理比较细密,而交代形成的透辉石斜长石岩层理明显宽疏,岩石被石英黄铁矿脉和辉钼矿脉裂隙切割,显示了明显的充填作用。矽卡岩型矿石主要具鳞片变晶结构、粒状结构,条带状构造、纹层状构造、块状构造;主要由透辉石、斜长石、石榴子石、硅灰石、石英和少量钙铁辉石等组成;可见星点状辉钼矿矿化,在条带状矽卡岩中,可见浸染状辉钼矿化,显示了明显的交代作用。

3.成因模式

南泥湖-三道庄钼矿床属于晚侏罗世—早白垩世与同熔型(I型)花岗斑岩有关的斑岩型-矽卡岩型钼(钨)矿床,是斑岩-矽卡岩过渡型钨钼矿床(潘磊,2012;翁纪昌等,2010)。在矿床成因上,潘磊(2012)认为斑状花岗岩侵位于三川组和南泥湖组中,形成角岩和钙矽卡岩,随之而来的成矿流体在钙矽卡岩中以交代方式形成钼钨矿化,在角岩和斑状花岗岩中主要形成以充填为主的钼矿化,成矿元素钼钨和硫主要来源于岩浆,而热流体为岩浆水和雨水的混合液(图2-6)。

4.矿床系列标本简述

2012年,根据矿床地质特征和围岩蚀变等特征,采用GPS定位捡块法采集了南泥湖矿区和三道庄矿区标本共33块(表2-2)。其中在南泥湖矿区及三道庄采场顶部重点采集反映在南泥湖岩体作用下蚀变过程的标本23块,岩性包括辉钼矿化黑云母长英质角岩、绿帘石石榴子石透辉石矽卡岩、透辉石矽卡岩、黑云母石英角岩、矽卡岩化黑云母石英角岩、辉钼矿化含黑云母石英角岩、黑云母石英片岩、似斑状钾长花岗岩、矿化似斑状钾长花岗岩和基性岩。在三道庄矿区重点采集反映从三川组灰岩蚀变为含矿矽卡岩整个过程的标本10块,岩性包括辉钼矿化石榴子石矽卡岩、黄铁矿黄铜矿矿石、含石榴子石方解石脉大理岩、含方解石石榴子石脉(条带)大理岩、石榴子石硅灰石矽卡岩、透辉石矽卡岩、透辉石石榴子石矽卡岩和透辉石化石英角岩。本次采集的标本反映出了矿床的地质特征及不同岩石类型在矿床中的分布情况。由于是热液填充的矿体,方解石脉和含辉钼矿薄脉无法采集。标本采样位置见图2-7。

图2-6 东秦岭地区钼铅锌成矿模式图(据毛景文等,2009)

表2-2 南泥湖-三道庄钼矿采集标本

续表

注:表中Mo2-B代表南泥湖-三道庄标本,Mo2-b代表该标本薄片编号,Mo2-g代表该标本光片编号。

图2-7 南泥湖-三道庄钼矿标本采样位置图

1—渣石堆;2—透辉石长英角岩,局部含纹层状透辉石斜长石矽卡岩;3—矽卡岩;4—黑云母长英角岩;5—条带状石榴子石硅灰石矽卡岩;6—大理岩;7—石英岩;8—纹层状透辉石斜长石矽卡岩;9—透辉石化大理岩;10—透辉石化黑云母长英角岩;11—石榴子石矽卡岩;12—花岗岩

5.图版

(1)标本照片及其特征描述

Mo2-B01

辉钼矿化黑云母长英质角岩。岩石呈灰—深灰色,细粒变晶结构,条带状构造。主要矿物成分为石英和长石,少量黑云母,矿物颗粒细小,呈他形细粒—微细粒结构。长石、石英和暗色矿物黑云母组成灰白相间的条带。岩石中见辉钼矿,铅灰色,金属光泽,可污手,他形细粒结构,星点状分布,另可见浸染状细脉,含量<1%。岩石中可见星散状微量黄铜矿和黄铁矿

中国典型矿床系列标本及光薄片图册.钨钼铜矿

Mo2-B02

绿帘石石榴子石透辉石矽卡岩。岩石呈绿—灰绿色,鳞片变晶结构,条带状构造。主要矿物成分为透辉石,次为石榴子石。透辉石,浅灰绿色,隐晶质,块状集合体,条带状分布。石榴子石,浅肉红色,油脂光泽,半自形—他形细粒结构,条带状分布。岩石中可见黑色条带,可能为未完全交代蚀变的黑云母角岩残存。岩石中见有少量黄铁矿和微量黄铜矿,他形细粒结构,多沿岩石裂隙分布呈细脉状或细脉浸染状,含量1%~2%

中国典型矿床系列标本及光薄片图册.钨钼铜矿

Mo2-B03

绿帘石石榴子石透辉石矽卡岩。岩石呈绿—灰绿色,细小鳞片变晶结构,条带状构造。主要矿物成分为透辉石,次为石榴子石。透辉石,浅灰绿色,隐晶质,块状集合体。石榴子石,浅肉红色,油脂光泽,半自形—他形,细粒结构。岩石中可见黑色条带,可能为未完全交代蚀变的黑云母角岩残存。岩石中见有少量黄铁矿和黄铜矿,沿岩石裂隙分布,自形—半自形粒状结构,黄铁矿含量略高,达5%左右

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Mo2-B04

黑云母石英角岩。岩石呈深灰色,细小鳞片变晶结构,条带状、纹层状构造。主要矿物成分为石英,次为黑云母。石英,微细粒结构,无色透明,含量约70%。黑云母,棕褐色,鳞片状,含量约25%。石英和黑云母组成灰白相间条带,条带具褶皱现象,显示热力变质与动力变质共同作用。岩石中见有细脉状黄铁矿化和辉钼矿化,黄铁矿含量约1%,辉钼矿含量<1%

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Mo2-B05

矽卡岩化黑云母石英角岩。岩石呈深灰—黑灰色,鳞片变晶结构,块状构造。主要矿物成分为石英,次为黑云母。石英,无色透明,他形细粒结构,含量30%~35%,黑云母,黑褐色,细小鳞片状,含量约25%。蚀变矿物为肉红色和灰绿色透辉石,均呈他形细粒结构,分布无规律,含量约20%。岩石中见黄铁矿化,呈细脉状或浸染状分布,含量3%~4%,细脉中晶体较大,可达3~5mm,浸染状颗粒细小。与黄铁矿伴生的多见硅化石英。岩石裂隙中偶见辉钼矿化

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Mo2-B06

矽卡岩化黑云母石英角岩。岩石呈灰—褐灰色,细粒变晶结构,纹层状构造。主要矿物成分为石英,次为黑云母。石英,无色透明,他形粒状,含量约60%。黑云母,鳞片状,含量25%~30%。蚀变矿物可见石榴子石,肉红色,油脂光泽,含量约5%。岩石中发育硅化石英脉,伴随有黄铁矿化和辉钼矿化。黄铁矿,亮黄色,细粒状,含量约2%。辉钼矿,铅灰色,微细粒结构,云雾状分布,含量1%~2%

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Mo2-B07

透辉石矽卡岩。岩石呈灰色—绿灰色,鳞片变晶结构,条带状、纹层状构造。主要矿物成分为透辉石,次为黑云母。透辉石,绿色—浅绿色,他形粒状结构,含量约60%。黑云母,棕褐色,鳞片状,可见黑色条带或纹层,含量约30%。岩石中普遍具黄铁矿化,星点状分布,细脉状多伴随有硅化,含量约5%。岩石中还见有辉钼矿化,主要呈细脉状沿裂隙分布,脉宽1~2mm

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Mo2-B08

透辉石矽卡岩。岩石呈绿灰—灰绿色,鳞片变晶结构,条带状构造。主要矿物成分为透辉石,次为黑云母。透辉石,绿色,他形细粒结构,条带状分布,含量约50%。黑云母,棕褐色,层状,含量约30%。透辉石与黑云母形成浅绿色、黑色相间条带,具褶皱现象。少量石英,无色透明,他形粒状,含量约10%。岩石裂隙中普遍见有黄铁矿化,含量1%~2%,偶见辉钼矿

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Mo2-B09

矽卡岩化黑云母石英角岩。岩石呈灰色—深灰色,鳞片变晶结构,条带状构造。主要矿物成分为石英,次为黑云母。石英,无色透明,他形细粒状,含量30%~40%。黑云母,棕褐色,细小鳞片状,含量约20%。蚀变矿物为透辉石,绿色—浅灰绿色,含量约20%。浅色石英和透辉石与黑云母组成的条带呈相间分布。可见辉钼矿化和黄铁矿化,沿裂隙分布,含量约1%

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Mo2-B10

辉钼矿化含黑云母石英角岩。岩石呈灰黄色,粒状变晶结构,条带状—纹层状构造。主要矿物成分为石英,次为黑云母。石英,无色透明,他形细粒结构,含量约85%。黑云母,棕褐色,细小鳞片状,含量约10%。岩石中可见辉钼矿和少量黄铁矿沿裂隙分布。辉钼矿,铅灰色,污手,金属光泽,细—中粒自形晶,粒径2~3mm,含量1%~2%

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Mo2-B11

黑云母石英片岩。岩石呈深灰色—黑灰色,粒状—鳞片变晶结构,条带状—纹层状构造。主要矿物成分为石英,次为黑云母。石英,无色透明,他形细粒结构,含量约60%。黑云母,棕褐色,细小鳞片状,另可见黑云母斑晶,粒径2~3mm,含量约30%。石英和黑云母形成纹层或条带。岩石中可见3组方解石石英细脉,宽1~6mm,辉钼矿在脉中呈星点状断续分布,含量<1%

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Mo2-B12

黄铁矿黄铜矿矿石。矿石呈黄色,他形粒状结构,稠密浸染状构造、条带状构造。矿石矿物主要为黄铁矿和黄铜矿。黄铁矿,黄白色,他形细粒结构,金属光泽,含量约50%。黄铜矿,亮黄色,他形细粒结构,沿裂隙分布呈细脉状,脉宽约1mm,与黄铁矿共生呈浸染状,含量约5%。脉石矿物主要为辉石和绿泥石。辉石,浅灰绿色,他形粒状结构,含量约20%。绿泥石,绿黑色,他形粒状结构,由辉石蚀变而成,含量约20%

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Mo2-B13

辉钼矿化石榴子石矽卡岩。岩石呈灰褐色,粒状变晶结构,块状构造。主要矿物成分为石榴子石和透辉石。石榴子石,棕褐色—褐红色,半自形—他形细粒结构,油脂光泽,粒径<1mm,含量约70%。透辉石,绿色—浅灰绿色,他形细粒结构,玻璃光泽,含量约20%。少量黑云母。辉钼矿,铅灰色,金属光泽,细粒结构,浸染状、团窝状分布,含量约1%

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Mo2-B14

含石榴子石方解石脉大理岩。岩石呈白色,中粒变晶结构,块状构造。主要矿物成分为方解石,次为石榴子石。方解石,白色—无色透明,自形—半自形中粒结构,解理发育,滴稀盐酸剧烈起泡,含量达90%。石榴子石,褐红色,半自形—他形粒状,粒径2~5mm,主要与方解石组成条带,条带中石榴子石含量可达30%~40%。另可见少量细粒白云母,含量1%~2%

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Mo2-B15

含方解石石榴子石脉(条带)大理岩。岩石呈白色—淡青色,中粒变晶结构,块状构造。主要矿物成分为方解石、石榴子石。方解石,白色—无色透明,半自形—他形粒状,滴稀盐酸强烈起泡,含量达95%。石榴子石,棕黄—浅绿色,半自形—他形粒结构,粒径1~2mm,呈脉状分布,脉宽约1cm,含量1%~2%

中国典型矿床系列标本及光薄片图册.钨钼铜矿

Mo2-B16

石榴子石硅灰石矽卡岩。岩石呈灰白—肉红色,中—细粒变晶结构,条带状构造。主要矿物成分为硅灰石,次为石榴子石。硅灰石,白—浅灰白色,细—微晶结构,肉眼不易区分,含量约40%。石榴子石,棕黄—浅肉红色,他形细粒结构,油脂光泽,含量约30%。另含少量大理石、方解石,含量约30%。浅色硅灰石、大理石与棕黄色石榴子石相对集中分布,组成白-黄相间的条带,形成条带状构造

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Mo2-B17

石榴子石透辉石矽卡岩。岩石呈绿灰色—灰黄色,细粒变晶结构,条带状构造。主要矿物成分为透辉石,次为石榴子石和方解石。透辉石,浅绿—灰绿色,他形细粒结构,含量约60%。石榴子石,棕黄—浅肉红色,油脂光泽,他形细粒结构,含量约20%±,呈条带状分布。方解石,含量约20%,部分透辉石化与绿泥石化。岩石中可见星点状、浸染状辉钼矿化,含量约1%

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Mo2-B18

矽卡岩化石英角岩。岩石灰色,细粒状变晶结构,条带状构造。主要矿物成分为石英和透辉石,少量石榴子石和白云母。石英,无色透明,他形细-微细粒结构,含量约60%。透辉石,灰绿色、绿黑色,他形细粒结构,含量约30%,条带状分布。石榴子石,斑点状分布,黄褐色,油脂光泽,斑点为石榴子石聚斑,含量约5%。深色透辉石与浅色石英组成细条带相间分布。岩石中含细小石英辉钼矿细脉和稀疏浸染状辉钼矿化,以细小石英辉钼矿化为主,含量<1%

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Mo2-B19

石榴子石硅灰石矽卡岩。岩石呈浅灰白—肉红色,中—细粒变晶结构,条带状构造。主要矿物成分为硅灰石,次为石榴子石、透辉石。硅灰石,白色,玻璃光泽,呈细小鳞片状、纤维状放射状,自形—半自形晶,含量约50%。石榴子石,棕褐色—浅肉红色,油脂光泽,他形中粗粒结构,条带状分布,部分与硅灰石共生,含量约30%。透辉石,浅绿色—鲜绿色,他形粒状,含量约20%。岩石中发育一条与条带斜切的石英-石榴子石细脉,脉宽3~6mm,脉中零星分布有辉钼矿化

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Mo2-B20

透辉石矽卡岩。岩石灰绿色,细粒变晶结构,条带状构造。主要矿物成分为透辉石,次为方解石。透辉石,浅绿—深绿色,自形—他形粒状结构,粒径相差悬殊,为0.2~10mm,含量约70%。方解石,白—无色,滴稀盐酸起泡,含量约20%。岩石中发育两条脉,一条为白色石英脉,脉宽5~10mm,另一条为肉红色石榴子石脉,脉宽2~3mm。两种脉中均伴有星点状辉钼矿化

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Mo2-B21

黑云母石英角岩。岩石呈灰色,鳞片变晶结构,条带状构造。主要矿物成分为石英,次为黑云母。石英,细—微细粒状,无色透明,含量约70%。黑云母,棕褐—红褐色,细小鳞片状,含量约25%。浅色石英和暗色黑云母组成浅色-深色条带相间分布,带宽1~2mm。岩石中发育与纹层斜交的细小石英黄铁矿脉

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Mo2-B22

透辉石化黑云母石英角岩。岩石呈灰—绿灰色,鳞片变晶结构,条带状-纹层状构造。主要矿物成分为石英,次为黑云母和透辉石。石英,无色透明,他形细粒结构,含量约50%。黑云母,褐色,片状,组成暗色条带,含量约30%。透辉石,绿色—灰绿色,他形微细粒结构,含量约20%。岩石中发育一组斜切纹层或条带的石英脉,脉中见有微量黄铁矿化和辉钼矿化

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Mo2-B23

透辉石石榴子石矽卡岩。岩石呈灰—灰黄色,细粒变晶结构,条带状构造。主要矿物成分为石榴子石和透辉石。石榴子石,棕色,他形细粒结构,组成棕褐色条带,含量约50%。透辉石,绿色—浅灰绿色,多为块状,非晶质,含量约50%。岩石中含有星点状黄铁矿和辉钼矿,呈稀疏浸染状或细脉状分布,含量<1%

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Mo2-B24

似斑状钾长花岗岩。岩石呈肉红色,似斑状结构,块状构造。斑晶主要矿物成分为钾长石、石英和少量斜长石、黑云母。钾长石,肉红色,自形—半自形晶,粒径5~7mm,含量约60%。石英,无色透明,他形粒状,粒径3~8mm,含量约30%。斜长石,白色—浅灰白色,细粒结构,粒径3~5mm,含量约8%。基质成分与斑晶相同,只是粒径明显偏小。岩石中见微量星散状黄铁矿化

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Mo2-B25

石英岩。岩石呈白色,细粒变晶结构,块状构造。主要矿物成分为石英,细—微细粒状,无色透明,油脂光泽,含量>95%。岩石中发育一条石英辉钼矿细脉,脉宽约1mm。另在岩石裂隙面上见有零星黄铁矿化

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Mo2-B26

矿化似斑状钾长花岗岩。岩石呈肉红色,似斑状结构,块状构造。斑晶主要矿物成分为钾长石、石英和少量斜长石、黑云母。岩石中见多条硅化石英脉,脉宽2~10mm,各脉交叉分布,互相交切。岩石黄铁矿化和辉钼矿化多沿硅化石英脉分布,部分沿岩石裂隙分布,黄铁矿含量约2%。辉钼矿含量<1%

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Mo2-B27

石榴子石透辉石矽卡岩。岩石呈灰绿色,粒状变晶结构,纹层状构造。主要矿物成分为透辉石、石榴子石。透辉石,鲜绿色—灰绿色,他形粒状,含量约60%。石榴子石,棕褐色,他形粒状结构,呈条带状分布,与透辉石的暗色条带纹层相间分布,含量约20%。岩石中可见黄铁矿化和辉钼矿化,多沿石英脉分布,部分沿裂隙分布,黄铁矿含量2%~3%,辉钼矿含量<1%

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Mo2-B28

基性岩。岩石呈深灰—黑灰色,细晶—微晶结构,块状构造。主要矿物成分为辉石,次为长石。辉石,绿黑色,他形细粒结构,含量50%~60%。长石,白色,半自形—他形细粒结构,有时呈斑晶形式出现,含量约30%。少量黑云母,部分蚀变为绿泥石。岩中含有浸染状黄铁矿,并见有沿裂隙或细小石英脉分布的黄铁矿和辉钼矿化,黄铁矿含量2%~3%,辉钼矿含量<1%

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Mo2-B29

矽卡岩化黑云母角岩。岩石呈黑灰—绿灰色,细粒变晶结构,条带状构造。主要矿物成分为石英,次为黑云母和透辉石。石英,无色透明,他形细粒结构,含量约40%。黑云母,棕褐色,含量约30%。透辉石,黑绿色,他形细粒结构,含量约20%。浅色石英与黑绿色透辉石组成深浅相间的条带。岩石中可见微量黄铁矿化和辉钼矿化

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Mo2-B30

石榴子石硅灰石矽卡岩。岩石呈浅灰白色,棕褐色,粒状变晶结构,块状—似条带状构造。主要矿物成分为硅灰石,次为石榴子石、透辉石。硅灰石,白色,自形—半自形晶,集合体呈片状、放射状,含量约40%。石榴子石,棕—褐色,中—细粒结构,油脂光泽,略具定向排列,含量约30%。透辉石,绿—鲜绿色,他形细粒结构,含量约20%。岩石中发育稀疏浸染状辉钼矿化,辉钼矿含量<1%

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Mo2-B31

透辉石石榴子石矽卡岩。岩石呈灰黄色,中粒变晶结构,块状构造。主要矿物成分为石榴子石,次为透辉石。石榴子石,棕褐色—红褐色,半自形—他形粒状结构,粒径2~5mm,含量约70%。透辉石,绿色—灰色,他形粒状结构,含量约20%。可见少量石英和硅灰石。岩石中发育硅化石英脉,伴有星点状辉钼矿化,脉宽约5mm

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Mo2-B32

含黑云母石英角岩。岩石呈白—浅灰白色,细晶结构,块状构造。主要矿物成分为石英,无色透明,他形细粒结构,含量达95%。黑云母,褐黑色,细小鳞片状,含量2%~3%。岩石中发育石英脉,脉宽约5mm,脉体平直延续性好

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Mo2-B33

透辉石化石英角岩。岩石灰绿色,粒状变晶结构,条带状构造。主要矿物成分为石英,次为透辉石。石英,无色透明,油脂光泽,半自形—他形细粒结构,含量约65%。透辉石,灰绿色,半自形—他形粒结构,含量约30%。石英和透辉石形成白色—灰绿色相间条带。岩石中发育有与条带平行分布的黄铁矿化石英脉和与条带斜交的辉钼矿化石英脉,硫化物总量<1%

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(2)标本镜下鉴定照片及特征描述

Mo2-b02

透辉石矽卡岩。粒状变晶结构,块状构造。主要矿物成分为透辉石(Di,约45%)、绿帘石(Ep,约30%)、石榴子石(Gr t,约15%)和少量斜长石(约5%)。透辉石,呈他形粒状结构,具不规则裂纹,显均质体,颗粒粒径约0.5mm。斜长石,呈长板状,负低突起,双晶发育明显

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Mo2-b03

黑云母长英角岩。粒状变晶结构,角砾状构造。石英(Qz),呈他形粒状,按粒径大小分为两组,大颗粒粒径约为0.5mm,小颗粒粒径约0.05mm,石英和黑云母(Bt)呈定向排列

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Mo2-b06

角闪透辉石长英岩。鳞片变晶结构,块状构造。主要矿物成分为透辉石(Di,约35%)、角闪石(Amp,约25%)、斜长石(Pl,约20%)和石英(Qz,约10%)。透辉石呈他形粒状,干涉色较高,正高突起,颗粒粒径约0.1mm。角闪石呈薄板状,长轴长0.5mm

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Mo2-b08

黑云母长英角岩。鳞片变晶结构,块状构造。主要矿物成分为石英(Qz,约35%)、斜长石(Pl,约35%)和黑云母(Bt,约25%)。黑云母,呈片状,一组极完全解理,多色性明显,平行消光,长约0.1mm

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Mo2-b12

石榴子石辉石矽卡岩。粒状变晶结构,块状构造。主要矿物成分为石榴子石(Grt,约55%)、透辉石(Di,约30%)、斜长石(Pl,约5%)和少量的不透明金属矿物。变斑晶为石榴子石,正高突起,显均质体,粒径约3mm,内部呈筛状结构,有透辉石包体

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Mo2-b18

条带状石榴子石透辉石矽卡岩。粒状变晶结构,条带状构造。主要矿物成分为石榴子石(Grt,约40%)、透辉石(Di,约30%)和斜长石(Pl,约25%)。变斑晶为石榴子石,正高突起,粒径约4mm,内部呈筛状结构,有透辉石包体。透辉石,干涉色较高,正高突起,消光角为30º(<40º)。斜长石,负低突起,发育聚片双晶

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Mo2-b22

石榴辉石岩。粒状变晶结构,块状构造。主要矿物成分为石榴子石(Grt,约45%)、透辉石(Di,约45%)和少量斜长石(约5%)。变斑晶为石榴子石,粒径约4mm,内部呈筛状结构。透辉石,呈短柱状,无多色性,干涉色较高,正高突起,粒径0.2~0.5mm。斜长石发育聚片双晶

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Mo2-b25

似斑状云母花岗岩。似斑状结构,块状构造。主要矿物成分为斜长石(Pl,约35%)、石英(Qz,约35%)和白云母(Ms,约25%)。斜长石,呈半自形板状,负低突起,发育聚片双晶,颗粒粒径约0.5~1mm。白云母呈纤柱状集合体产出,闪突起,一组解理,干涉色为Ⅱ级顶部至Ⅲ级,鲜艳夺目,近平行消光

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Mo2-b27

黑云绿帘石英岩。鳞片变晶结构,块状构造。主要矿物成分为石英(Qz,约50%)、绿帘石(Ep,约30%)和黑云母(Bt,约15%)。石英,无色透明,表面光滑,正低突起,无解理和双晶。绿帘石,正高—正极高突起,干涉色Ⅱ级蓝。黑云母,呈片状,一组极完全解理,多色性明显,平行消光

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Mo2-b29

硅灰石石榴子石矽卡岩。粒状变晶结构,块状构造。主要矿物成分为石榴子石(Grt,约35%)、硅灰石(Wo,约35%)和斜长石(Pl,约25%)。石榴子石,呈筛状结构,内部有很多包体,颗粒粒径约3mm。硅灰石,呈柱状,三斜晶系,正中突起,最高干涉色为Ⅰ级橙红,解理发育,颗粒粒径约0.4mm。斜长石斑晶双晶发育,并具有环带

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Mo2-g11

主要金属矿物有磁黄铁矿和黄铜矿。磁黄铁矿(Po)含量约95%,半自形—他形粒状结构,粒径0.05~0.3mm,主要集中在0.15mm左右,呈尖角状交代透明矿物,透明矿物呈交代残余结构。黄铜矿(Ccp)含量约5%,呈不规则粒状结构分布,粒径0.05~0.8mm,局部被压碎呈压碎结构;呈不规则状交代透明矿物,使得透明矿物呈港湾状结构;局部与磁黄铁矿呈共结边结构。

矿物生成顺序:磁黄铁矿(黄铜矿)→黄铜矿

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Mo2-g12

主要金属矿物有黄铁矿、黄铜矿和辉钼矿。黄铁矿(Py)含量约75%,粒径0.025~1mm,呈不规则状充填在透明矿物的裂隙中,集合体呈脉状构造,少量半自形—他形颗粒呈串珠状分布,呈尖角状交代黄铜矿,交代透明矿物呈孤岛状结构。黄铜矿(Ccp)含量约15%,与黄铁矿密切伴生,呈不规则状或他形粒状结构充填于透明矿物的裂隙中,粒径0.02~0.1mm,被黄铁矿交代。辉钼矿(Mot)含量约10%,颗粒呈长板状结构,分布于透明矿物中呈星点状,粒径0.1~0.6mm,主要被黄铁矿和透明矿物交代呈交代残余结构。

矿物生成顺序:辉钼矿→黄铜矿→黄铁矿

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河南省南召水洞岭铜锌矿床特征、成因及整装勘查分析

张智慧1,2 翟东旭2 张旭2 涂恩照2

(1.中国地质大学(北京)地球科学与资源学院;2.河南省有色金属地质矿产局第三地质大队)

在国际石油界流传着这样一句话:“通常,在新的地区用老的概念可以找到石油,在老的地区用新的概念也能找到石油,然而,在老的地区用老的概念却很难找到石油”。水洞岭矿区就印证了这句话,水洞岭矿区开采历史悠久,至今多处尚存明清时代开矿和炼银遗址,1954年、1970年,中南地质队和中南冶金601队动用地表工程,认为该区地表矿体规模不大,品位低,往深部无变化趋势,属裂隙充填型矿床而被放弃。1990年,河南省有色金属地质矿产局第三地质大队对水洞岭矿区进行进一步评价,在地表圈出8个蚀变带,1996年对矿区向斜北翼V号及南翼Ⅷ号蚀变带160m以浅进行了钻探验证,发现了厚大的似层状铜锌矿体,提交铜铅锌(C+D+E)金属量13多万吨。1994年南京大学地球科学系秦岭-台缘区带课题组对水洞岭矿区进行了研究,认为该矿床属于块状硫化物类矿床黑矿型,据此1998年对V号矿体东部7~15线施工了3个浅钻,均发现了隐伏的块状硫化物铜锌矿体,矿体厚6m,矿化带厚40余米。

经过后期造山运动,水洞岭现状为倒转向斜,向斜核部即为喷流中心,在后期工作中发现了裂留的古火山口及在其附近分布的饼状激电异常。水洞岭矿区四周(向斜翼部下)布满了探矿权,在红石崖浅部也发现100多米厚的铜锌矿化带。以成矿理论、成矿系统为指导,对区内矿权整合后进行外围及深部整装勘查,有望发现大型以上铜锌矿床。

一、区域地质背景

本区所处大地构造位置隶属秦岭-大别碰撞带东秦岭构造亚带。该区域在青白口纪以前为古海洋环境,从青白口纪开始,洋壳开始向秦岭-大别地块俯冲,发生了形成秦岭-大别碰撞带的第一次重要的构造作用。三叠纪晚期,秦岭-大别碰撞带最后完成碰撞、拼合。碰撞带内及其两侧的边缘残余海完全消失,区内除在秦岭商丹—商南—信阳—舒城出露一套完整的蛇绿岩套外,还分布着大量岩浆岩和变质岩(万天丰,2004)。在后期中朝板块和扬子板块的共同作用下,在秦岭地块边缘形成了一系列的火山岛弧区(图1)。

二、矿区地质特征

(一)地层

水洞岭矿区内出露地层主要为二郎坪群火神庙组海相火山沉积岩。其岩性为细碧质熔岩、角斑岩、石英角斑岩及相应的凝灰岩,局部地方可见含角砾的角斑质-石英角斑质凝灰岩,以及热水沉积硅质岩、重晶石硅质岩、硅质重晶石岩、重晶石岩等,同时区内还具有次火山岩石英钠长斑岩、钠长斑岩、辉绿玢岩等分布。火山岩出露比较齐全,且分布具一定规律,由边部—中心,岩性以基性—中酸性—酸性,分异作用比较明显,且各主要岩层围绕矿区中部呈半环状分布,据统计,基性熔岩105m,占火山岩总厚度的9.4%,中酸性熔岩257m,占22.9%,酸性熔岩247m,占22.0%,而火山碎屑岩为511.45m,占45.6%。矿区火山岩岩石化学特征和岩石化学成分见表1。

图1 北秦岭区域地质简图及主要矿床分布图

从岩石化学成分可以看出:该地区火山岩分异比较完全,基-酸性火山岩均有分布。SiO2随岩石基→酸性而逐渐增加,从标准矿物组合来看,基性岩多为硅过饱和类型(出现Q分子,石英),少量为硅极度不饱和类型(出现Ne分子),中酸→酸性火山岩均为硅过饱和类型。从主要氧化物Al2O3、CaO、Na2O及K2O来看,多数基性岩(包括次火山岩)为正常类型,即CaO+Na2O+K2OAl2O3Na2O+K2O,而中酸性的角斑岩-石英角斑岩大多为铝过饱和类型(出现刚玉C分子),即Al2O3Ca2O+Na2O+K2O,只有少量为正常类型。

该地区火山岩相对富碱,Na2O+K2O变化于3.38%~6.44%之间,里特曼指数δ:基性岩部分大于3.5,部分小于1.8,中酸性-酸性火山岩均小于1.8,为钙碱性-碱性系列。本区火山岩还相对富钠,Na2O/K2O均大于1,最高可达20.56,多数集中在2.0~5之间,在SiO2与K2O/(Na2O+K2O)图解(图2)上,多数为钠质系列,其次为常系列,少量为钾质系列。

(二)构造

矿区内构造形迹比较复杂,地层总体走向为向南东凸起,向北西撒开的弧形,矿区则位于青山复式向斜转折端仰起部位,南翼为正常层,北翼倒转。中国有色金属工业总公司矿产地质研究院根据海相火山岩沉积成矿模式(多数Cu、Pb、Zn矿体位于重晶石层下部),通过含矿层及上下盘围岩矿物组合观察入手,结合岩石蚀变情况(矿体下盘蚀变较强,常形成无长石带,而上层蚀变相对较弱,至多形成残斑片岩),发现Ⅳ、Ⅴ矿化体为倒转层,它们和红石崖地段、桑树坪地段构成了一个较大的老胡家向斜(从激电异常ηS=14%的走向也可以看出这一点),Ⅱ(Ⅲ)为正常层,Ⅰ为倒转层,它们构成了一个和老胡家向斜同级但规模较小的上沟向斜(图3)。Ⅲ-Ⅳ矿(化)体之间为一背斜,凝灰岩中含有较多的熔岩,地表球状风化形成圆球形的角砾状凸出物。

表1 二郎坪群海相火山岩岩石化学成分及特征值一览表

注: 1 ~ 6 资料来源为中国有色金属总公司矿产地质研究院,1995; 7 ~ 12 资料来源为河南有色地研所,1993。

图2水洞岭矿区火山岩岩石化学图解

图3 水洞岭铜锌矿区构造剖面示意图

据河南有色地研所遥感影像解译,在水洞岭破火山口构造内存在有3个火山喷发中心,并推测水洞岭-桑树坪矿区的火山喷发中心在老胡家。该处地表的石英角斑凝灰岩中有较多的含黑电气的石英脉,并具较强的褐铁矿化,地表中出露的圆形产出的钠长斑岩,显示出该处深部热液活动较强的信息。

三、矿床特征

(一)矿床特征

水洞岭块状硫化物矿床位于水洞岭火山洼地内,矿体以老胡家古火山口为中心呈弧形分布(图4)。

图4 水洞岭矿区地质略图

矿床划分为南北2个矿段,北部为水洞岭矿段落,南部为曾家庄矿段。水洞岭矿段由Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ6个矿体组成,矿体地表控制长度约220~720m,宽约1.2~9.9m,控制延深160m;曾家庄矿段由Ⅶ、Ⅷ2个矿体组成,地表出露长度分别为800m和1200m,宽约2.2~6.5m,控制延深130m。

水洞岭铜锌矿床中的矿体,沿青山复式向斜呈半环状分布,矿体均分布于石英角斑凝灰岩火山岩地层中。主要矿体赋存在石英角斑岩与石英角斑凝灰岩接触部位的重晶石层下盘,包括重晶石岩层本身、硅质岩层及含重晶石的石英角斑凝灰岩中,目前已圈出8条具一定规模的矿化体。

矿体在平面上多层产出,沿走向矿体连续性较好,略具舒缓波状,矿体在剖面具多层性,矿体沿倾斜方向呈层状向下延伸。矿体在走向和倾向均有分支复合现象。富矿体具块状构造,贫矿体具细脉浸染状构造,细脉浸染状矿体位于块状矿体下部。

(二)含矿岩石组合及岩性特征

根据地表、坑道及部分钻孔所采集的大量矿石样品镜下鉴定表明,本矿区含矿岩性主要为热水沉积硅质岩、重晶石岩、无长石带的石英角斑凝灰岩及凝灰质热火沉积岩类,是火山喷发末期和间隙期的产物。由此可见本矿区的含矿岩石组合为石英角斑凝灰岩—硅质岩—重晶石岩(图5)。

图5 水洞岭矿区7勘探线剖面

通过所有矿(化)体含矿岩性研究,水洞铜铅锌矿区含矿岩性大致具如下规律:从下至上依次为:无长石带的绢云母石英片岩—绿泥绢云母化硅质岩—重晶石硅质岩—硅质重晶石岩—重晶石岩,上盘则为蚀变较弱的绢云母石英残斑片岩或变石英角斑凝灰岩。从蚀变情况来看,下盘蚀变较强,上盘蚀变较弱或无蚀变,这和海相火山沉积型矿床是一致的。

(三)矿石特征

矿区内矿石构造主要有以下几种:

块状构造:由闪锌矿、黄铁矿、黄铜矿、方铅矿等金属矿物组合,含量约在50%以上,主要含矿岩石为硅质重晶石,凝灰质重晶石岩,重晶石岩等。

浸染状-条带状构造:金属矿物以黄铁矿为主,而黄铜矿、闪锌矿(方铅矿)相对较少,浸染状矿石中黄铜矿、闪锌矿均小于1%,条带状矿含量稍高一些,主要矿体围岩为绿泥绢云母石英片岩及部分重晶石硅质岩、硅质重晶石岩、绢云石英残斑片岩等。

细脉状-脉状构造:金属矿物以黄铁矿为主,其次为闪锌矿,而黄铜矿、方铅矿相对较少,伴随矿化具硅化、绢云母化、重晶石化、绿泥石化等,主要沿岩石片理,部分切割片理充填交代,其含矿岩性比较复杂,包括硅质岩、石英重晶石岩、残斑片岩。

镜下特征表明:黄铁矿大多呈自形粒状,粒度大小不一,小的仅0.07mm,大的可达6mm,黄铜矿、闪锌矿等往往呈他形粒状、长条脉状等。在其相互关系中可见乳浊状结构(黄铜矿呈微粒细小乳滴分泌物弱定向分布于闪锌矿中)、溶浊结构等。

(四)近矿围岩蚀变及其分带特征

本区近矿围岩主要为石英角斑凝灰岩及热水沉积硅质岩、重晶石岩等,通过镜下20多片薄片观察,近矿围岩蚀变主要包括硅化、绢云母化、绿泥石化、重晶石化、碳酸盐化、金云母化及少量的钠长石化。实际上含矿带内大量分布的重晶石,包括浸染状、条带状及块状,并不是蚀变产物,和硅质岩一样,是火山期后的喷流沉积岩。

在勘查过程中发现矿区内近矿围岩在剖面上的蚀变分带特征(图6):矿体下盘蚀变较强,为绢云母化-硅化强蚀变的无长石带,矿体上盘蚀变较弱,多为区域变质形成的硅化-绢云母化带,矿体内多为硅化-重晶石化-浅色绿泥石化带。在剖面上,往深部绿泥石化蚀变增强对应着深部铜矿体变富。

图6 水洞岭矿区11号勘探线剖面

四、矿床成因

水洞岭铜锌矿床成因为海相火山沉积块状硫化物矿床,其依据如下:

(1)矿区位于洋块向陆块俯冲消失后陆陆碰撞缝合带上,在该区形成了一个狭长的古火山洼地,古火山口在火山洼地中呈线状排列(据区内遥感资料),区域内的矿(床)点和古火山口在空间上具很强的相关性。

(2)矿体的分布与区域内细碧角斑岩系连续分异建造的酸性岩石组合及硅岩、重晶石岩关系密切,含矿岩石组合为石英角斑凝灰岩—硅质岩—重晶石岩,具有特定的层位和特有的火山沉积岩石组合。

(3)矿体呈层状、似层状赋存于重晶石化石英角斑凝灰岩层中,矿石具有明显的火山-喷流沉积成因的构造特征,如沉积的浸染条带状、层纹条带状及由分选作用形成的不等粒(级)递变层理构造、挤压变形的揉皱构造等。

(4)据前人测定的硫同位素资料表明:块状、浸染条带状黄铁矿的δ34S为3.8‰~6.7‰,平均5.5(图7),显示出海相火山岩型矿床特有的海水硫+幔源硫混合硫特征,而脉状矿石中δ34S为12‰~16.1‰,明显的和地层硫关系密切,显示改造成因特征。

(5)矿石铅同位素特征表明:矿体内同位素组成是非常均一的,变化率仅0.22%,在铅构造模式图上(图8),落在地幔与造山带之间,反映其源区以地幔铅为主,并混有造山带、下地壳铅的特征,表明其物质主要来源于火山喷发。

图7 硫同位素直方图(据河南有色地研所,1993)

图8 水洞岭矿区矿石铅同位素分布图(据中国有色金属总公司矿产地质研究院,1995)

(6)包裹体特征及成矿温度

重晶石是矿区内与矿化有关的主要围岩脉石矿物,不同矿体不同深度矿石中的重晶石及少量与脉状矿有关的石英进行的包裹体特征观察及均一温度测试结果见表2。

表2 水洞岭重晶石包裹体特征及均一温度

注:A为纯液态包裹体;B为液态包裹体;资料来源为中国有色金属总公司矿产地质研究院,1995。

重晶石样品中以纯液态包裹体为主,面状分布,扁圆状,一般均小于3μ,部分为液态包裹体,零星分布,扁圆状—不规则状,一般5~10μ,个别可达15μ,气相比为5%~10%,个别达15%。从所测的均一温度来看,温度变化于118~273℃之间,平均温度为170~207℃,其中I号矿体为184℃,Ⅱ号为204℃,Ⅴ号为193℃,Ⅷ号为200℃,从横向上、纵向(深度)上均无大的变化,属中偏低温的火山喷流沉积矿床(中国有色金属总公司矿产地质研究院,1995)。

综上所述,从区域构造位置、矿区矿体产出状态、含矿岩系特征、围岩蚀变、矿石结构构造特征、成矿物质来源、成矿温度及成矿作用和黑矿型矿床的特征是一致的。

五、成矿规律

层位控制:该矿床产于下古生界二郎坪群火神庙组海底火山岩系中。在秦岭碰撞带绿岩建造凹陷内已发现有多处铜铅锌矿(床)点。

岩性控制:水洞岭锌多金属矿床的矿体均赋存于石英角斑凝灰岩中,具明显的重晶石化蚀变。

构造控矿:水洞岭矿床矿体受古火山口构造控制,其分布沿古火山口构造呈半圆状分布。

六、整装勘查找矿潜力分析

(一)成矿系统分析

海底喷流块状硫化矿床多发育在大陆内部裂谷阶段或被动大陆边缘断陷环境,在中国主要分布在下扬子坳陷带、华南褶皱系和秦岭褶皱系的西端(王之田,1993)。该矿床类型成矿时代主要为元古代—古生代,主要形成大型、超大型矿床。

水洞岭块状硫化物铜锌矿床也经历了海底火山喷流沉积,发育喷流沉积的碳硅质岩和重晶石层。而后在秦岭造山过程中发生强烈褶皱,形成以喷流中心为核部的倒转向斜。其成矿系统如图9所示。

(二)水洞岭矿区深部找矿勘查方法分析

水洞矿区经过1∶5000和1∶10000物探激电扫面工作,共圈出激电异常10处,异常总体上呈内外2个异常带环状分布。

第一异常带位于水洞岭—红石崖—小簸箕沟之间,异常带总长度大于3000m,其形态完整,分布范围与地表矿化体(带)基本吻合。该异常带由Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ号异常组成,其中Ⅰ号异常激电中心位于水洞岭附近,东西长650m,南北宽200m,视极化率ηS一般为9%~15%,最高达22%;Ⅱ号异常带位于矿区北部,东西长450m,南北宽50~200m,极化率ηS一般为7%~13%;V号异常位于红石崖附近,长1000m,宽100~200m,视极化率ηS一般为9%~11%。

Ⅰ、Ⅱ号异常经1992年、1996年钻孔浅部验证,地层赋存硫化物矿体,见细脉浸染状铜、铅、锌矿,最大穿矿厚度达18.93m,块状铜铅锌矿最大厚度达6.88m,最高品位铜2.00%、铅5.30%、锌36.79%。Ⅳ号异常带的Ⅷ号矿体,矿体最大厚度8m,最高品位铜4.4%、铅1.1%、锌41%。Ⅴ号异常经1992年深部验证亦有矿化显示。

第二异常带位于水洞岭矿区外围,由Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ、Ⅹ号异常组成,其中Ⅵ号异常位于河南—沙古堆一带与YM94号航磁异常相吻合。Ⅵ号异常东西长1600m,宽60~150m,视极化率ηS一般为8%~11%。异常所处位置地表被第四系河床沙、砾石及粘土所覆盖,仅东部有基岩出露,探槽内可见铜矿化和磁铁矿化,铜品位0.24%~0.6%,TFe品位15.63%~21.66%。

另外在老胡家大向斜核部地表具有较好的饼状异常,异常中心值ηS=14%。该异常带地表具有7~8m厚的黄铁矿化、黄铜矿化、闪锌矿化层,围岩为重晶石化石英角斑凝灰岩,该处更靠近老胡家“喷流成矿中心”。因此在各异常带所处位置深部(包括老胡家大向斜核部)寻找块状硫化物矿体具有较大的前景。

图9 成矿模式图

图10 水洞岭矿床Ⅴ号矿化蚀变带铅同位素分布图

(三)已发现矿体深部矿化前景预测

水洞岭区段目前共发现有8条主要含重晶石铅锌矿化带。根据矿化带样品是否落在矿石铅圈内,近矿围岩是否同化,即与矿化带铅同位素接近的程度,可判别矿化的强度。

Ⅴ号矿化带有4个铁帽样落在矿区矿石铅圈内,另有4个铁帽样落在圈外(图10);除1个黄铁矿单矿物样,其他的矿石样均落在圈内;2个近矿围岩的铅同位素与矿石铅接近。这些特征表明Ⅴ号矿化带找矿远景较好。

Ⅴ号矿化带地表铁帽样铅同位素由北东往南西沿走向呈高值→低值→高值→低值的规律性变化(图11),显示矿化是不均匀的;4线至5线之间铅同位素比值呈低值分布,指示矿化较好;8线以东、7线附近,铅同位素呈高值分布,指示矿化较差;但由7线往西至11线,铅同位素比值又降低,暗示矿化转好(中国有色金属总公司矿产地质研究院,1995)。

图11 水洞岭矿床V号矿化体地表走向铅同位素变异图

河南省有色金属地质矿产局第三地质大队1998年对Ⅴ号矿化带进行了验证,在7~19线发现了隐伏的铜锌矿体,控制矿体延伸200m,提交了铜铅锌金属量(C+D)量6.37万t。

通过验证说明水洞岭铅同位素找矿具有较好的可靠性。从其他Ⅰ-Ⅳ号矿化带铅同位素数据可预测:Ⅳ号矿化带深部矿化较好,其次为Ⅱ号,而Ⅲ、Ⅰ矿化带深部矿化较差。

(四)整装勘查思路

以成矿理论和成矿系统为指导,辅以物探和铅同位素测量方法,寻找喷流中心,对水深岭矿区中深部及盆地周边施工钻探,在水洞岭火山洼地有望发现大型以上的VHMS型铜锌矿床,实现秦岭东段找铜的重大突破。

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河南省舞钢市铁矿地质特征及深部找矿研究

李怀乾 刘中杰

(河南省有色金属地质矿产局第四地质大队)

舞钢市铁矿分布在舞钢市的中北部。自 1956 ~1981 年的 25 年间,在该区开展了规模宏大的地质找矿工作,经过勘探的主要矿区有 6 个,其分别为: 铁山矿区; 经山寺矿区; 赵案庄矿区; 下曹余庄矿区; 岗庙刘矿区; 尚庙矿区。工程控制面积约 21.4 km2,提交资源储量 6.4 亿 t,约占河南省铁矿总资源储量的 70% 。由于受当时开采技术条件的限制,找矿深度仅限制在 500 m 左右。自 20 世纪 80年代以来,由于受找矿形势及其他因素的影响,该区的地质找矿工作几乎处于停顿状态。随着对铁矿资源需求量的不断加大,地表及近地表铁矿得到了有效的勘查和强力开发,地质找矿目标不得不锁定在找矿难度较大的深部盲矿体上。根据舞钢市铁矿成矿地质条件及物探磁异常,该区仍有较大的找矿潜力。

一、地质背景

图1 研究区地质图

研究区位于华北板块南部边缘,马超营-拐河-确山断裂的北侧,鲁山背孜-西平出山盖层背斜的东端,是太华群最东部出露区 (图 1)。在晚太古代及早元古代先后发生了规模较大基性火山及中基性火山活动,并形成两类型铁矿,即赵案庄型铁矿和铁山庙型铁矿。在中生代碰撞造山作用过程中,发生自南而北的陆内俯冲 (陈衍景,2001)。研究区就处在马超营断裂以北的俯冲带上,在次级构造作用下,产生F6断裂,地层发生自南向北自下而上的推动作用,使含矿地层由深到浅,局部暴露地表,形成目前的构造格局和矿体分布形态。

二、地质特征

(一)地层

研究区与矿体分布相关的地层自下而上为:新太古界赵案庄群(Ar3)、古元古界太华群(Pt1)的铁山庙组(Pt11)、杨树湾组(Pt21)、唐山沟组(Pt31),中元古界汝阳群云梦山组(Pt2y)。

1.新太古界赵案庄群(Ar3)

赵案庄群出露面积很小。分为3个段。下段主要由紫红色及绿灰色的铁榴更长角闪片麻岩、铁榴角闪片麻岩组成,为矿带底板岩层,是矿区的重要标志层,钻探厚度10~20m。中段主要为灰绿色及灰色中粒芝麻点状更长角闪片麻岩及条带状更长角闪片麻岩,蛇纹石磷铁矿、磁铁蛇纹岩、金云母片岩、透辉更长片麻岩等岩石组成。钻探厚度70~110m,是矿区的重要含矿岩段,磁铁矿体产于该岩段下部。下段主要由肉红、灰白色条带状混合岩、均质混合岩、混合花岗岩组成,间夹混合岩化较轻的角闪片麻岩,自下而上混合岩化程度逐渐增高。呈不规则状态分布于透辉更长角闪片麻岩段之上。东部该层厚20m。西部王道行矿床该段平均厚132m,最大厚度583m,表明矿层由东向西增厚。源岩为一套以拉斑玄武岩为主的基性火山岩和火山沉积岩建造,夹有超镁铁岩(部分为科马提岩)和少量泥灰岩。赵案庄群的层序相当于一个绿岩的中上部。用U-Pb赵案庄型铁矿石中的磷灰石,获得2580Ma(胡受奚,1988)的变质年龄,说明其形成于26亿前的太古代,其下被断层所截未见底,其上部被太华群铁山庙组所不整合覆盖。

2.古元古界太华群(Pt1)

自下而上划分为铁山庙组、杨树湾组和唐山沟组。

(1)铁山庙组(Pt11)。出露于铁古坑、铁山庙、经山寺等地,以其底部的浅粒岩与下伏赵案庄群分开。岩性可分为3段,下段为含砾长石石英岩、底砾岩或火山角砾岩,厚度大于500m。中段自下而上分为4个岩性层,总厚度大于1000m。一层为花岗质条带状混合岩:以条带状混合岩为主,夹均质混合岩或混合花岗岩,下部为铁铝榴片麻岩,内产厚层含少量Ni、Cr等磁铁蛇纹岩矿层位。厚度大于500m。二层为含铁铝榴更长片麻岩:顶为白云石大理岩,下以更长角闪片麻岩为主,夹绿泥云母片岩和混合岩化岩石,全层以含星散状铁铝榴石为特征。厚度10~90m。三层为条带状石英辉石磁铁矿:自下至上分D1—D4四个可采层位,属厚度较大的多层状矿体。矿石以条带状石英辉石磁铁矿和块状辉石磁铁矿为主,古侵蚀面附近为假象赤铁矿,中夹大理岩、辉石岩、含铁石英岩及更长角闪片麻岩。厚度11~268m。四层为大理岩夹更长片麻岩:以蛇纹白云石大理岩或粗粒大理岩为主,夹更长及角闪片麻岩、辉石岩或金云片岩。厚度2~47m。上段为混合岩段,条带状构造明显,厚约500m。总之,铁山庙组为中—高级角闪岩相,混合岩化强烈,自下而上源岩组合为基性-中基性火山岩、为沉积岩-硅铁建造,可与绿岩带建造相对比;用钾氩法获得变质年龄为19.5亿年,铁山庙组应形成于2600~2350Ma(胡受奚,1988),为第二期绿岩带建造,总厚约为2000m。

(2)杨树湾组(Pt21)。主要出露在叶县辛店杨树湾,与下伏铁山庙组呈断层或整合接触(可能属平行不整合)。主要为含石墨的片麻岩、次透辉石岩,并以石墨的出现与下伏地层分开,本组地层变质程度达角闪岩相,混合岩化一般不明显;源岩为正常的海相碎屑岩-硅质泥质-碳酸岩沉积建造;同位素年龄小于2350Ma(胡受奚,1988),与上覆唐山沟组呈整合接触,总厚260m。

(3)唐山沟组(Pt31)。出露在叶县辛店。主要为长英质浅粒岩与斜长角闪片麻岩互层,局部为铁铝榴石-矽线石片麻岩及长石石英岩,局部见韵律构造。特征矿物为矽线石,变质程度达中-高级角闪岩相,局部混合岩化。源岩为浅海碎屑-粘土沉积岩,夹少量中酸性火山凝灰岩,与下伏杨树湾组的区别在于它含矽线石而不含石墨,为中元古界熊耳群火山岩不整合覆盖。总厚大于780m。

3.中元古界云梦山组(Pt2y)

不完整厚度300m以上。由于岩浆侵入活动和构造错动,使地表露头的层序极为零乱和不完整,断续分布在西部的老金山、尚庙寨和东部的小梁山等地。常见岩性以厚层石英岩为主,间夹肝红色、绿色页岩。但视为通常的重要标志层的底部“底砾岩”和安山玢岩,仅在山孟岗北坡和尚庙寨山脊零星看到,其下伏的不整合面未见到。地面出露界限推断与矿床变质岩系多呈断层接触关系。

(二)构造

由于研究区第四系覆盖严重,地质构造难以视别。从推断和控制的断层来看,北部构造较为简单,南部较为复杂,主要构造线与区域构造基本一致,呈北西西向,其中F6断层控制了北部的赵案庄地层及矿体的分布。地层产状整体南西倾。依据工程控制结果,不同地段,地质构造有很大的差异。

赵案庄矿区地层为一组大致东西向的背、向斜连续复式构造,有3个背斜和2个向斜构造组成,其分别为:王道行背斜构造;曾庄向斜构造;赵案庄背斜构造;虎狼洼向斜构造;老柴庄背斜。褶曲构造表现出明显的不对性,两侧两个背斜北陡南缓,中间的背向斜北缓南陡,倾角15°~40°。赵案庄矿区断裂构造较为复杂,除F6断层外,还存在规模不等的5条断裂。

下曹矿区褶皱不发育,仅出现地层的局部波状弯曲,呈单斜层分布。断裂构造不太发育,除F6断层外尚未发现大的断裂构造,出现小规模的断层有3条。

铁山庙和岗庙刘矿区处在同一成矿带上,构造复杂程度一般,地层表现为单斜构造,走向113°~133°,南倾,倾角25°~50°。铁山庙矿区有6条小规模断层,岗庙刘矿区有2条小规模断层,其控制了矿体的分布。

(三)岩浆岩

研究区内与矿体有关的岩体除丁家岗正长岩岩体以岩株产出外,其他岩体均以岩脉产出。

丁家岗正长岩岩体分布在经山寺矿区,该岩体构成矿床西部和西南部的自然边界。岩体相变较大。在矿床附近常见岩石有;辉石正长岩、黑云正长岩、辉闪正长岩等。

岩脉密集分布,多数以岩墙产出,规模不等。岩体对矿体无贫化或富集的交代混染作用。它主要表现在对矿体的破坏作用。岩脉水平切穿矿体,严重处将矿体切割为平行条块状,但未发现导致岩墙两侧矿体的相对错动位移现象。

经山寺矿区有50余条岩脉。脉宽数米至数十米,膨大、窄缩以致中断、尖灭现象都较常见,脉壁较平整无蚀变混杂。一般延长400~800m,最长达2000m,延伸较大,未得到完全控制。以正长斑岩、辉石正长斑岩、石英正长斑岩、石英钠长斑岩脉为主。

赵案庄矿区有5条岩脉。脉宽5~100m不等,延长500~1600m。岩性为细粒闪长岩。

下曹矿区岩浆岩不发育,据钻探资料,仅见长英质细脉,闪长岩细脉,脉宽0.25~0.8m,对矿体无破坏作用。

铁山矿区内已发现岩墙20条,岩墙宽2~60m不等,延长150~300m,有两条分别达1050m及1600m,控制倾斜延伸120~800m。岩性为细粒闪长岩。

岗庙刘矿区内岩浆岩不甚发育,附近出现的岩浆岩分为两类,即为闪长玢岩和正长斑岩。脉宽数米至数十米,一般延长400~800m,最长达2000m。

三、矿体地质特征

研究区分为两种矿石类型,其矿体地质特征有一定的差异。

(一)赵案庄型铁矿矿体地质特征

含矿层总厚度大,夹石层较多较厚,矿体呈多层状。总厚11~268m以上,矿区平均80~108m。单工程可采矿体单层数2~12层,平均6层。全矿床可采矿体垂直分布单层数达20层之多。单层矿体厚1.06~31.68m,平均5.91~6.58m。累计可采厚度4.54~33.22m,平均25.42m。平均含矿率25.67%。矿体长900~2000m,宽200~800m。矿组总体形态为似层状至巨大透镜状。矿体产状与地层一致。不同矿段氧化深度有所不同,一般深30~40m,最深达51.26m。矿物成分,金属矿物主要有磁铁矿、赤铁矿;微量有黄铁矿、褐铁矿、赤铁矿、铬铁矿、黄铜矿、自然铜、自然铅、自然锌。非金属矿物:主要有钙铁辉石、紫苏辉石、石英、方解石、白云石、透辉石;次要有蓝闪石、纤闪石、普通角闪石、蛇纹石石棉、透闪石、叶蛇纹石、绿泥石、绿帘石、石榴子石、滑石、黑云母、金云母、更长石、微斜长石;微量有橄榄石、磷灰石、榍石、萤石。矿床平均品位TFe25.81%~29.15%,样段极端最高品位达TFe50.05%。矿石结构主要为中、细粒半自形与自形变晶结构。矿石主要为条带状构造和块状构造两种。矿石的自然类型:①按构造和脉石矿物分为:条带状矿石。主要有条带状石英磁铁矿、条带状石英辉石磁铁矿、条痕状二辉磁铁矿;次要的有条痕状石英二辉磁铁矿、条带状方解石辉石磁铁矿。块状矿石。主要有辉石磁铁矿、二辉磁铁矿;次要的有蚀变二辉磁铁矿、石榴石辉石磁铁矿。②按生成条件为:沉积变质铁矿。

(二)铁山庙型铁矿矿体地质特征

含矿层厚度11~268m,平均80m,工业可采矿体大体集中分布于4个层位。矿体的总体特点,属于厚度较大,层数较多、矿化连续程度较高。矿体厚度3.15~66.70m。单层连续厚度最大达30.9m,单层平均厚6.58m。矿体产状与地层产状一致。氧化带至半氧化带界限的垂直距离,一般80~120m。矿物成分,金属矿物主要有磁铁矿、赤铁矿,微量有褐铁矿、黄铁矿、黄铜矿。非金属矿物主要有石英、单斜辉石,次要有玉髓、角闪石、方解石、白云石、透闪石、斜方辉石,微量有绿泥石、黑云母、滑石、绢云母、方柱石、重晶石、磷灰石。矿石结构为半自形细至中粒变晶结构。矿石构造为块状构造,条带状构造。矿石品位TFe29.15%。矿石的自然类型:①按脉石矿物分为:辉石磁铁矿、石英辉石磁铁矿和石英赤铁矿;②按组构分为:条带状矿石和块状矿石;③按生成条件分为:沉积变质铁矿。

四、地球物理特征

(一)异常分类

据研究区的磁法测量结果,可引起磁性的岩矿石分为如下3类。

1.矿异常

磁异常的第一大特点是强度较大,虽然研究区矿体埋深、产状等各有差异,但垂直场强极大值ΔZmax均可达700至数千γ。只有铁山庙、岗庙刘由于氧化程度较深,磁性较弱,异常强度较低,但仍有异常反映。第二大特点是形态较规则,研究区矿体大部分被第四系覆盖,就是出露矿体,上部均被氧化,磁性较弱,异常主要反映的是具有一定规模的深部矿体,因此,异常较规则,特别是赵案庄型的矿异常尤为如此。第三大特点是异常多呈近等轴状不连续的孤立异常,且不同方向各异,这说明矿体受后期复杂的构造错动影响较大。第四大特点是异常中心正负值的范围都较大,反映矿体产状平缓,水平宽度较大。

2.闪长岩异常

闪长岩异常主要分布在研究区南部,宅庄—柴沟—尹集—酒店—李好庄一带,异常形态规则,近等轴状,与矿异常类似,强度中等,一般为300~1000γ。总的来看,闪长岩体的强度一般比矿异常稍低,且主要产于中元古代地层中,这是与矿异常的主要区别。

3.安山岩异常

研究区安山岩岩体分布广泛,且普遍含有少量的磁铁矿,有的局部富集。安山岩引起的异常主要特征。从异常形态来看,主要分两类,一类分布于巫花岗—沟头赵一线的条带状异常,异常零乱,强度自西向东逐步减弱,这主要反映裂隙喷出及自西向东覆盖逐步加厚的特征;另一类是前藕池—曹集—小王庄以东。以致研究区东部广大地区的低缓异常,其特点是形态规则,近等轴状,范围大,强度低,均为50~100γ。说明这个地区的安山岩层位稳定,厚度大,埋藏深。

王楼和岗庙刘这两个矿异常,从异常特征看,很像安山岩异常。这可能是铁矿较贫或氧化较深的缘故。因此朱兰—铁山庙以东的低值异常也可能为王楼或岗庙刘型的矿异常。

(二)异常分析

通过对以往磁法测量成果的整理,研究区内共圈出96个磁异常,其中有26个可能为矿致异常,其中5个异常经过了钻孔验证,并提交了勘探报告。现对5个重要异常进行重点分述。

1.赵案庄异常

该异常中心位于八台乡赵案庄。近东西走向,长2000余米,宽300~800m。强度一般在300~1000γ,ΔZmax可过1500γ,北侧伴生负值。形态规则,呈蝌蚪状。该异常为研究区最好的矿异常,平均品位TFe39%~43%,并伴生多种有用元素。在未控制区,矿体向西可能有延伸,深度推断在600m以下,有一定的新的找矿空间。

2.王道行异常

该异常位于八台乡东1.5km处,长1200m,宽500m,强度一般在300~400γ,ΔZmax=500γ,北侧伴生负值。该异常是重要的矿异常,矿体薄层、多层及透镜状,最厚200余米,一般3~5m,平均品位TFe37%,在未控制区,推测南侧深部有存在矿体的可能。

3.余庄南异常

该异常位于下曹南800m。400γ等值线圈定异常,异常呈三角形,有两个600γ的封闭圈,ΔZmax=776γ,东南与梁岗异常相接。为贫矿,平均品位TFe26%。在未控制区,推断矿体南侧深部有矿体存在的可能。

4.梁岗异常

该异常位于梁岗村东约400m。400γ等值线圈定异常,异常呈等轴状,长约500m,强度一般在600~1000γ,ΔZmax=1270γ。200γ等值线将该异常与下曹、余庄南连为一体,说明3个异常的背景场是一致的,可能深部矿体相连,为贫矿,平均品位TFe22%~25%。在未控制区,推测南西部有矿体存在的可能。

5.金山东坡—周滩异常

该异常位于冷岗西金山东坡—周滩一带,异常走向近南北,长2300m,宽250~700m,一般强度为700~1000γ,ΔZmax=2000γ。以1000γ的等值线分成南北两个峰值,形态规则,中间宽缓,无负值,似乎延深较大,为顺层磁化的厚板状体异常。该异常未进行工程验证,推断该异常为矿致异常。

6.其他异常

除上述异常外,还有21个异常为矿致异常的可能性较大,以往工作中未对其进行验证,其主要原因是矿体埋藏较深,异常强度普遍较低,形态复杂,可能影响因素较多。未来工作,该类异常是主攻目标之一。

五、矿体的形成及成矿模式和找矿方向

(一)矿体的形成及成矿模式

赵案庄群地层源岩为一套以拉斑玄武岩为主的基性火山岩和火山沉积岩建造,夹有超镁铁岩(部分为科马提岩)和少量泥灰岩。铁山庙组源岩组合为基性-中基性火山岩、为沉积岩-硅铁建造,可与绿岩带建造相对比。上述两组(群)地层所形成的两类型铁矿均为“火山沉积变质矿床”,是没有争议的地质工作者的共同认识。但其形成不会那么简单。地壳中基性岩Fe的平均含量为8.65%,中性岩(闪长岩)Fe的平均含量为5.85%(武汉地质学院地球化学教研室,1979)。研究区矿体的Fe的平均含量多数大于25%,火山的喷发与沉积不可能形成矿体。本研究区矿体的形成与火山喷发有关,现对其形成进行分析。

图2 成矿模式示意图

火山喷出物质在地表一定范围内几乎不受地形的影响均匀撒落在地表,或以熔岩的型式在火山机构附近沉积下来。松散的火山物质在水动力作用下进行搬运,同时进行分选。较轻的矿物搬运到较远的地方,较重的矿物搬运到较近的地方。从矿体及其围岩成分分析,所形成的环境应是浅海环境。火山喷出物质应首先在陆地上就位,后在水动力作用下,从高处向低处运移(若火山物质落入海洋,且在波浪影响范围之外沉积就不可能进行有效的分选),后进入河道,继续向远方运移,在河道内是分选的重要阶段,重矿物(主要是磁铁矿)已达到一定的富集程度,在河道内不断地向前推进,最终进入海洋,运移和分选转为潮汐作用,在海洋波浪影响之外基本稳定就位。沉积物质的稳定就位与地壳缓慢下降有关。完成一次火山喷发—搬运分选—沉积旋回,如此过程一次次地进行,地壳的一次次下降,便形成多层矿体。从河道搬运到海洋中沉积,沉积层应呈扇形分布,这就建立起矿体的成矿模式(图2)。从矿体的整体分布来看,原始矿体应是一个面状统一体。

菲律宾一火山1992年喷发,在100km2内,火山物厚度1~2m,目前地表火山物质不到厚度不到0.5m,在河道内已进行了有效的分选,磁铁矿含量达到15%~20%。由此可见一次的火山喷发—搬运分选—沉积旋回在100年内即可完成。

(二)找矿方向

矿体在海洋中就位后,又经历了下沉、压实、固结、成岩、变质过程,这是不容置疑的事实,不再多述。在中生代碰撞造山作用过程中,在构造作用下,地层沿F6断层发生自南向北、自下而上的推动作用,使含矿地层由深到浅,局部暴露地表,与此同时,派生出一系列的次级断裂,并伴随小规模的岩浆活动,使地层及矿体的完整性遭到破坏,局部矿体可能保留在F6断层的底盘,造成矿体缺失,形成目前的构造格局和矿体分布形态。

在已进行勘查工作的6个矿区内,矿体边界多数是以断层或岩体为边界,矿体的另一部分并不知道分布在什么地方,由于当时勘查深度的限制,矿体的深部延伸部分也没有得到有效的控制。找矿方向首先选定在已知矿体边部被断层或岩体分割的另一部分和已知矿体深部延伸部分。

研究区内共圈出96个磁异常,其中5个异常经过了钻孔验证,证实为矿致异常,并提交了资源储量,但深部没有得到控制,找矿方向与上述的找矿方向基本一致,找矿工作应做到地质与物探的紧密结合。通过研究和筛选,还有21个磁异常可能为矿致异常,找矿方向第二个目标选定在该21个磁异常上。

总之,研究区有较大的铁矿找矿潜力,应作为深部找矿的重要区带。

参考文献

陈衍景.2001.大陆动力学与成矿作用.北京:地震出版社.

胡受奚,林潜龙等.1988.华北与华南古板块拼合带地质和成矿.南京:南京大学出版社.

武汉地质学院地球化学教研室.1979.地球化学.北京:地质出版社.

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