豫西西楊凹重晶石礦床地質特征及找礦意義

曹紀虎，馬玉見，張晨

（河南省有色金屬地質礦產局第六地質大隊，河南 鄭州 450016）

1 引言

崤山以產貴金屬著稱，與小秦嶺、熊耳山一并稱為豫西三大貴金屬和有色金屬成礦帶（圖1a）。近年國土資源大調查工程實施以來在崤山一帶發現多處非金屬礦床。陜縣西楊凹重晶石礦床 即位于該成礦帶內，與鏵尖嘴、宮前等重晶石礦床共同構成了豫西熊耳群中的重晶石礦集區（圖1b），呈現出良好的找礦潛力。前人對該重晶石礦集區的研究甚少，僅對鏵尖嘴重晶石礦床進行了成礦地質特征研究[1]，礦床的成因、控礦因素及找礦意義方面的研究較為欠缺。研究認為，重晶石礦常與一些中、低溫熱液型金屬礦床相伴，可以作為這些金屬礦床的找礦標志[2]。

本文以礦集區內西楊凹重晶石礦為對象，通過對其形成環境和地質特征研究，揭示Ba成礦元素與金屬元素的相關性，為全面認識豫西重晶石礦集區形成機制和服務相關礦產勘查評價提供新的參考，并對崤山北地區找礦的進一步突破提供一定理論基礎。

2 成礦地質背景

本區在區域地質構造中位于華北陸臺南緣——秦嶺造山帶東段的崤山北部，處在熊耳裂陷盆地內（圖1a）。區域構造線大致呈北西走向，平行于華北與揚子陸塊縫合帶。

圖1 西楊凹成礦區域地質簡圖②

西楊凹重晶石礦床產在中元古界熊耳群地層中。區域內熊耳群為一套未遭受變質的火山熔巖建造[4]，自下而上依次許山組、雞蛋坪組、馬家河組。其中許山組為一套以陸相噴發為主的中偏基性火山熔巖；雞蛋坪組為一套酸性熔巖，主要巖性為紫紅色流紋巖、斑狀流紋巖等；馬家河組為一套中性熔巖，巖性主要為安山巖、杏仁狀安山巖等。區域北部小面積出露第四系、二疊系、石炭系、寒武系、薊縣系地層。熊耳群北東側以洛陽-魯山斷裂為界，與新太古代太華群混合片麻巖-火山巖中深變質巖系的變質基底相鄰，南側以黑溝-欒川斷裂為界，與中元古代秦嶺群片麻巖-大理巖等高級變質巖系相鄰[3]。區域內次級斷裂比較發育，或北東東向-近東西向，或北東向，或北北西-近南北向，其中北北西-近南北向斷裂為區內主要容礦斷裂，發育銅礦化、鎢礦化、重晶石礦化等。區域上巖漿活動較強烈，廣泛分布熊耳群火山巖，僅東北部出露小面積燕山期的花崗閃長巖體（圖1b）。

3 礦床地質特征

3.1 地層

礦區位于豫西熊耳群中的重晶石礦集區中部，出露中元古界熊耳群馬家河組。馬家河組由一套中酸性火山巖-安山巖、安山玢巖等組成，發育砂巖、凝灰巖等碎屑沉積夾層，巖性主要為安山巖、杏仁狀安山巖等。層理不明顯，一般傾向20°～30°，傾角35°左右。礦區內未見巖漿侵入體的出露。

3.2 構造與礦化

區內斷裂較為發育，以兩條大的斷裂帶為主，它們走向或北北西向（F111），或近南北向（F112）。其中F111出露于盤頭坡一帶，寬2～6m，地表出露長度數千米，礦區內斷續出露約3000m，走向345°～355°，傾向南西，局部傾向反轉，傾角72°～85°，斷裂帶呈膨大、縮小之特征，膨大部位礦化較強，斷裂南部多發育重晶石化，向北銅礦化逐漸增加，直至延伸礦區外圍；F112出露于楊凹-后河一帶，寬1～4m，地表出露約4000m，走向0°～5°，傾向南東，傾角70°～85°，斷裂帶呈膨大、縮小之特征，斷裂南部多發育重晶石化，中部銅礦化逐漸增加，向北延伸發育赤鐵礦化。二者為礦區主控礦斷裂帶，其周邊發育規模小的次級斷裂帶，礦化較弱。

礦區礦化特征有明顯的水平分帶和垂直分帶特征。由于深部控制較淺，垂直分帶特征不及水平分帶特征明顯。

3.3 礦體特征

礦體受北北西向（F111）或近南北向（F112）斷裂構造控制，呈脈狀或豆莢狀產在馬家河組安山巖中。據資料顯示②，礦體埋深在距地表100m以淺，深部未控制。礦體頂板一般為紫紅色安山巖，偶見小杏仁體，杏仁大小1～3mm，底板圍巖為灰綠色安山巖，少見杏仁體。礦體頂板圍巖蝕變較明顯，發育硅化、碳酸鹽化、褐鐵礦化等，靠近礦體的圍巖呈暗紫紅色，遠離礦體顏色逐漸變淺，推測是由于圍巖受熱液烘烤的程度不一樣而引起的。硅化、碳酸鹽化與重晶石礦化關系較為密切。

目前共圈定6條礦化體②，其中石英-重晶石礦化體3條，重晶石-銅礦化體3條。長度介于40～1000m，規模較大的有3條（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ），由礦區大的斷裂帶F111、F112控制，小規模礦化體有3條，由斷裂帶F111、F112的次級斷裂控制。礦體呈脈狀、豆莢狀，走向北北西向或近南北向，傾向或南西或南東。礦體與圍巖界線清楚，控礦構造斷裂表現為張扭性特征，礦體呈膨大、縮小特征，部分小礦體在走向上突然尖滅。礦體成帶狀出現，形態受斷裂控制，有分支復合、尖滅再現現象。礦體中心部位和地表硫酸鋇含量高，邊部和深部含量降低，礦石中礦物組分簡單。

3.4 礦石特征

礦石主要為原生礦石，僅見少量氧化的銅礦石。按礦石礦物組成，可分為石英-重晶石礦石、石英-重晶石-銅礦石、重晶石-赤鐵礦石三種。

礦石構造主要為塊狀構造，顯微鏡下顯示中-粗粒狀結構、斑狀變晶結構、交代殘余結構、填隙結構。依照礦相學特點，可將石英分為兩個成礦期次，一期早于重晶石成礦，一期伴隨重晶石成礦。

在礦物組成上，礦石礦物主要為重晶石、輝銅礦、銅藍、赤鐵礦等，以及少量的斑銅礦、黝銅礦、銀礦、黃鐵礦等；脈石礦物主要為石英、方解石。重晶石呈灰白、粉白色，板狀、柱狀，粒徑0.5mm～3.0mm，含量20%～97%，重晶石品位30%～91.54%，平均44.34%；銅礦石呈褐色、藍色，多呈團塊狀，為輝銅礦、銅藍、斑銅礦等的集合體，銅礦多以細脈賦存于石英脈與圍巖接觸部位，細脈銅礦品位可達26.20%～29.42%，其中銀品位36.7～40.5×10-6，與銅品位呈正相關關系，但厚度較薄，一般為10～20cm。

4 找礦意義

人類最早利用的礦產是非金屬礦，其在人類生活中的地位逐漸提高。隨著高新技術的迅猛發展，一個國家的非金屬礦物加工利用技術水平已成為反映這個國家現代工業發達程度的重要標志之一 。河南作為礦產大省，傳統非金屬礦產開采量大，但重晶石為我省不能支撐可開發的礦產[7]，在西楊凹礦區開展重晶石找礦勘查意義重大。

重晶石作為一種常見的含鋇礦物，與熱液型金屬礦床的形成有著一定成因聯系。學者研究認為，熱液型重晶石礦床具有明顯的垂直與水平分帶規律[2,8]，重晶石礦體一般分布于礦帶的上部，距下部金屬礦體幾十米至上百米，二者近乎平行；或者重晶石與金屬礦共生，重晶石分布于礦體上部，金屬礦分布于礦體下部。熱液型鋇的成礦溫度一般介于165℃～184℃[8]，具有較強的傾向性，主要出現礦帶的上部，若鋇與其他元素（銀、鉛、鋅、汞、銻、砷等）組成多元素組合異常時，該異常可視為盲礦異常[2]。重晶石作為非金屬礦產資源的同時，也是尋找金屬礦產的重要標志。

5 結論

西楊凹重晶石礦床屬脈狀熱液型，礦體嚴格受斷裂構造控制，目前僅控制礦體深度約100m以淺。礦（化）帶南部主要為重晶石，向北推移逐漸發育銅礦化、赤鐵礦化，經鉆探揭露，礦體深部發現銅金屬礦化，與熱液型重晶石礦床水平分帶和垂直分帶規律相符合。最新勘查成果發現區外多處銅礦化、鎢礦化點 ，再次佐證了重晶石礦床分帶規律。對西楊凹重晶石礦床的深入研究，有望進一步實現本區金屬找礦的突破。