雁來嶺鉬礦控礦條件分析

張 旭,張生奇,楊 華,程文厚

(河南省地質礦產局第三地質大隊,河南鄭州 450016)

1 區域成礦背景

1.1 區域地質背景

雁來嶺鉬礦普查區位于北秦嶺褶皺造山帶東段傾沒端,區域性朱夏深大斷裂和南陽凹陷盆地的交匯部位,是華北板塊南緣加里東俯沖帶的火山島弧區。區域內基底巖性主要為古元古界秦嶺群變質巖系,區域構造線呈北西 -南東向帶狀展布,其大地構造位置為秦嶺褶皺系北秦嶺褶皺帶二郎坪 -劉山巖地向斜褶皺束。主要巖性有片麻巖、片巖 (主要為斜長角閃片巖)、大理巖等。區域內巖漿活動繁頻,主要出露的侵入巖有華力西期花崗巖體,為五朵山巖體的一部分；其次是加里東期的基性、超基性巖脈,以及燕山期的花崗偉晶巖脈,花崗斑巖株及黑云母花崗巖體。小巖株、巖脈、巖體相伴產出,并具有強烈的蝕變現象,區內斑巖體、爆發角礫巖筒具不同程度的鉬 -銅 -(金)礦化。

1.2 區域地球物理背景

本區位于朱夏有裂北側,巖性以秦嶺群雁嶺溝組大理巖為主,在 1∶5萬航磁異常圖上表現為負磁異常帶,在 1∶100萬布格重力異常平面圖上,重力均為高值區。

1.3 區域地球化學背景

從 1∶20萬地球化學圖中可看出,區內為以Ag、Au、Cu、Mo為主的伴生 Pb、Zn、Ni、Co、As、Mn的異常元素組合區,自東部秋樹灣沿朱夏斷裂帶向西依次發育 Cu、Mo、Au、Ag、Pb、Zn、Sb、As異常,異常呈帶狀,表明成礦溫度自東向西逐漸降低的規律[1]。鎮平縣秋樹灣銅鉬礦處于東部的 Cu、Mo、Au、Ag、Pb、Zn異常套合區,異常分帶明顯,據此認為該區是尋找中、低溫熱液型 Au、Ag、Pb、Zn及斑巖型、矽卡巖型銅、鉬礦的有利地段。

2 礦區地質特征

2.1 地層

礦區出露地層主要為古元古界秦嶺群雁嶺溝組(pt1y)和郭莊組(pt1g)地層,由北而南,地層由老到新(圖1)。礦區中、南部為雁嶺溝組地層,北部為郭莊組。

圖 1 雁來嶺鉬礦區地質圖

郭莊組與雁嶺溝組地層呈斷層接觸,地層走向總體上呈北西西,與區域構造線基本一致,傾向南南西。組成巖石為花崗片麻巖 (MB)、蛇紋石化大理巖(M)、白云質大理巖 (M)、碎裂白云質大理巖(MK)、含石墨條帶大理巖 (Mbl)、矽卡巖化大理巖(MSK)、矽卡巖(SK)、炭質大理巖 (MC)、黑云母石英片巖(MP1)石英云母片巖 (MP2)、含矽卡巖礦物長石石英片巖(MP5)、鐵英片巖(MP4)、震碎角礫巖(MKF)等。其中震碎角礫巖(MKF)是銅、鉬礦的主要賦存層位；矽卡巖 (SK)、矽卡巖化大理巖 (MSK)是鉬礦的主要賦存層位。組成巖性區南部為一向斜,核部走向近北西西,為鉬礦賦存的有利部位。

2.2 構造

礦區內受商丹斷裂和朱夏斷裂影響,次級斷裂發育,可分為 2組斷裂,與地層平行 (北西西向)一組稱為縱向斷裂,另一組呈北東向,稱之為橫向斷裂,橫向斷裂晚于縱向斷裂,但不論橫向或縱向斷裂,均是成礦前的斷裂。

區內的向斜構造分布于東山 -竹園溝,賦存標高315～55 m,向斜軸向呈NWW向展布,軸向方位270°～285°。從圖 3的聯合剖面中可以看出,向斜橫穿秋樹灣礦區和雁來嶺礦區,在雁來嶺礦區內由于受巖漿巖侵入的影響,向西略有抬升。向東傾沒于秋樹灣礦區的東部。向斜核部在秋樹灣礦礦區內主要為矽線石片巖,黑云母片巖夾薄層大理巖,秋樹灣礦區的厚大礦體均賦存于此向斜核部。在雁來嶺礦區內,所有的鉬礦體均賦存于此向斜核部。

2.3 巖漿巖

本區出露的巖漿巖主要為黑云母花崗巖,呈小巖株狀巖體產出,經絕對年齡測試及對巖石副礦物鋯石對比[1],確定為燕山期產物。黑云母花崗巖巖體東起圓頭山,西至敬堂廟,東西長約1 200 m,南北寬約 370 m,面積約 0.45 km2。此巖體呈一馬鞍形,東西兩側出露于地表。巖體產狀較陡,深部有小巖枝及巖脈分出。

3 礦床特征

3.1 礦體特征

雁來嶺鉬礦區位于區域性商丹斷裂和朱夏斷裂交匯部位的北側。成礦區劃隸屬我國 16個重點金屬成礦區帶之一的豫西成礦區內的北秦嶺古生代、中生代金、銀、銅、鉛、鋅、鉬、銻成礦帶 (葉天竺, 2004)。礦區出露地層為古元古界秦嶺群雁嶺溝組和郭莊組,地層走向NWW,總體傾向 SS W,傾角 60°～80°。總體上北部為單斜,南部為向斜。其中礦區南部的向斜部位為已探明的秋樹灣銅鉬礦區矽卡巖帶(含礦帶)和花崗斑巖 (含礦)西延部分。區內礦床主要為隱伏礦,礦體全部位于黑云母花崗巖體與圍巖接觸部位的內外帶 (圖 2),且全部的鉬礦體賦存于礦區南部的向斜核部 (圖 3),礦體形態產狀受構造形態制約,沿向斜層面充填交代,由于壓扭作用,使礦體在向斜核部厚度較大,向翼部分枝復合以至逐步尖滅。經鉆探工程控制,初步圈定 27個鉬礦體,礦體多為小透鏡狀,在平面上呈平行展布,在剖面上呈疊瓦狀排列。區內鉬礦體賦存標高為 -188～382 m,埋深 6.3～509 m,礦體產狀 200～220°∠15～45°。礦體長度 100～200 m,礦體厚度 1.4～67.52 m,礦體最大延深 180 m。鉬礦體品位 0.03%～0.204%。雁來嶺礦區的主要工業礦體為 Y1、Y2?，F將礦體特征分述如下：

Y1礦體,位于礦區南部的向斜核部,賦存標高為 10～114 m,埋深 199～322 m,礦體產狀 200～220°∠15～20°。礦體長度 200 m,礦體最大延深150 m,礦體厚度 2.8 m,鉬礦體形態為透鏡狀。鉬礦體品位 0.204%。

Y2礦體,位于礦區南部的向斜核部,賦存標高為 -188～19 m,埋深 318～509 m,礦體產狀 200～220°∠20～23°。礦體長度 300 m,礦體最大延深382 m,礦體厚度 95.76 m,鉬礦體形態為透鏡狀。鉬礦體品位 0.062%。

其他鉬礦體基本都位于礦區南部的向斜核部,鉬礦體形態為透鏡狀。賦存標高為 -182～366 m,埋深 6.3～446 m,礦體產狀 200～220°∠20～24°。礦體長度 200～300 m,礦體厚度 1.41～5.96 m,鉬礦體品位 0.03%～0.277%。

3.2 礦石物質組成及結構構造

鉬礦體的礦石礦物成分主要為輝鉬礦、黃銅礦,其次為黃鐵礦、磁黃鐵礦及閃鋅礦、方鉛礦等。脈石礦物主要有透輝石、石榴子石、方解石、石英、長石、黑云母,其次有綠簾石、角閃石、絹云母等,微量礦物為榍石、磷灰石。礦石中輝鉬礦以鱗片狀、半自形 -它形粒狀結構為主,次為自形葉片狀結構,最細粒徑0.04 mm,一般 0.1～0.4 mm。礦石構造主要有細脈狀(充填脈狀)構造,稀疏浸染狀、稠密浸染狀構造。

細脈狀(充填脈狀)構造：一是鱗片狀輝鉬礦集合體沿裂隙充填,單獨構成充填脈狀；二是鱗片狀、粒狀輝鉬礦分布于石英細脈、鉀長石 -石英細脈等脈體中構成細脈狀構造。

圖 2 雁來嶺礦區 72線剖面圖

圖 3 雁來嶺礦區及秋樹灣礦區聯合剖面圖

稀疏浸染狀、稠密浸染狀構造：輝鉬礦、黃鐵礦等金屬礦物在花崗斑巖、矽卡巖中呈稀疏浸染狀、稠密浸染狀分布,構成稀疏浸染狀、稠密浸染狀構造。

礦物生成順序如下：

輝鉬礦→磁黃鐵礦→黃鐵礦 (早期)→黃銅礦→方鉛礦→黃鐵礦(晚期)。

礦石的化學組分以含鈣鎂較高為特征,分析結果見表1。

表1 雁來嶺鉬礦礦石化學成分分析結果表 w(B)/10-2

礦石中伴生有益元素有 Cu、Pb、Zn、Ag、Au等,以銅為主,w(Cu)為 0.01×10-2～0.31×10-2,礦石加工后可單獨分離出銅精粉,精礦中銅含量達 10× 10-2。其他有益元素含量均很低。

3.3 礦石類型

雁來嶺礦區內鉬礦體均為隱伏礦體,按工業類型分礦石均為硫化礦石。硫化礦石按賦礦巖石的不同,按自然類型可分為矽卡巖型銅鉬礦、花崗斑巖型鉬礦。

4 控礦因素分析

4.1 地層條件

雁來嶺鉬礦的含礦層位為古元古界秦嶺雁嶺溝組薄層大理巖,巖性成分不純,結構不均,經接觸交代后形成矽卡巖,鉬礦體主要賦存于該矽卡巖中,同時該層上盤為厚度較大的白云質大理巖,下盤為黑云母片巖,參透性差,起屏障作用,有利于礦液的聚集及沉淀。該矽卡巖對含礦溶液的遷移、交代、沉淀、富集起主導作用,這是區內鉬礦形成的重要條件。

4.2 向斜構造

礦區先期形成的向斜構造,為礦液的流動提供通道并為礦液最終沉淀提供了場所,它是區內主要的容礦構造,向斜核部的空間展布、巖性特征決定了鉬礦體的形態、規模。在雁來嶺礦區內,全部的鉬礦體均賦存于此向斜構造的核部。

4.3 巖漿巖條件

本區出露的黑云母花崗巖與區內的成礦有著密切的關系,首先,隨著花崗巖的侵入,溫度升高,使區內巖石發生熱變質,但未形成典型的矽卡巖接觸帶。此時以巖體為中心形成一不規則的水平礦化分帶,自內向外依次可以分出：礦化帶 -Cu、Mo礦化帶 -Cu礦化帶 -Pb、Zn、Ag礦化帶[1]。隨著侵入的花崗巖的后期演化,為礦液的遷移及其與圍巖的交代提供了充足的能量,使成礦范圍更大,交代更徹底,形成了典型的矽卡巖并使成礦物質在向斜構造的有利部位充分沉淀。最終形成了雁來嶺礦區的礦床形態、規模及定位。

[1] 羅銘玖,黎世美,盧欣詳,等.河南省主要礦產的成礦作用及礦床成礦系列床 [M].北京：地質出版社. 2000：126-137.

[2] 羅銘玖,張鋪民,董群英.中國鉬礦床[M].鄭州：河南省科學技術出版社.1986：55-64.

[3] 張智慧,秦明,方榮,等.河南鎮平秋樹灣礦區銅、鉬礦床地質特征及深部找礦潛力分析[J].礦產與地質, 2008,22(2)：107-110.

[4] 李永峰,毛景文,胡華斌,等.東秦嶺鉬礦類型、特征、成礦時代及其地球動力學背景 [J].礦產地質,2005, 24(3)：292-304.

[5] 安三元,盧欣祥.秦嶺斑巖組合的地質特征及成礦關系[M].南京：江蘇科學出版社.1984：4：308-405.

[6] 白鳳軍,肖榮閣.東秦嶺鉬礦的主要類型、成礦特征和成礦時代[J].礦產與地質,2009,23(6)：500-513.

[7] 李永峰,毛景文,胡華斌,等.東秦嶺鉬礦類型、特征、成礦時代及其地球動力學背景 [J].礦產地質,2005, 24(3)：292-304.