河南省桐柏縣西趙莊礦區(qū)礦體地質(zhì)特征及成因分析

彭亞南，許 棟，黃 達(dá)，王承中，范金偉

（河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第三地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，河南 信陽 464000）

1 區(qū)域背景

桐柏地區(qū)處于秦嶺造山帶東段核部，該帶是由多個(gè)形成于不同構(gòu)造環(huán)境、有著各自獨(dú)立的建造特征、變形變質(zhì)和構(gòu)造演化序列的構(gòu)造地層地體[1]，經(jīng)多次聚合后拼貼并焊接為一體的復(fù)雜構(gòu)造帶（圖1），以羊冊(cè)-明港韌性剪切帶（羊明斷裂）和西官莊-松扒韌性剪切帶（龜梅斷裂）為界，北部為華北地臺(tái)南緣褶皺帶，中部為北秦嶺褶皺帶，南部為南秦嶺褶皺帶。礦區(qū)位于北秦嶺褶皺帶之朱莊背斜南翼，位于北秦嶺褶皺帶內(nèi)，地層單元主要有秦嶺巖群、寬坪群、二郎坪群和蔡家凹巖組[2]。

圖1 桐柏地區(qū)地質(zhì)略圖

劉山巖銅鋅礦帶賦礦巖石為二郎坪群，原巖為一套細(xì)碧-石英角斑巖夾碎屑巖系，巖石密度大，表現(xiàn)為區(qū)域重力相對(duì)高值區(qū)；圍山城金銀礦帶內(nèi)分布的地質(zhì)體主要為歪頭山組地層、梁灣巖體和桃園巖體，且下部存在隱伏巖體，巖石密度較低，表現(xiàn)為區(qū)域重力相對(duì)低值區(qū)。在泌陽凹陷東部邊緣形成明顯的重力梯級(jí)帶，普查區(qū)位于該梯級(jí)帶上，成礦條件有利。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

區(qū)域構(gòu)造主期變形表現(xiàn)為順層滑覆形成的褶疊層構(gòu)造，層內(nèi)褶皺翼間角多小于30°，屬緊閉同斜褶皺，軸面呈北西西-南東東向展布，樞紐向南東東向傾伏，傾伏角約30°；后期疊加有北西西向、近南北向等脆性斷層，對(duì)礦體改造不明顯。區(qū)內(nèi)采用火山巖性-巖相-火山構(gòu)造填土方法，野外注重識(shí)別變余火山結(jié)構(gòu)構(gòu)造和恢復(fù)原巖，根據(jù)巖石特征及火山巖展布特征，將區(qū)內(nèi)變石英角斑質(zhì)（熔結(jié)）凝灰?guī)r層、變中酸性凝灰?guī)r層厘定為火山碎屑流沉積，初步認(rèn)為石蠻子莊-下鴨子口一線為火山穹丘分布位置，上硯瓦溝向東為火山盆地位置。區(qū)內(nèi)地表出露有礦（化）體的下鴨子口地區(qū)，正處于火山穹丘向火山盆地轉(zhuǎn)折部位。

3 物探異常特征

本次電法測(cè)量共計(jì)實(shí)施了4條激電剖面。

W29：主要巖性是石英角斑質(zhì)凝灰?guī)r，ηs在1%～2%之間，ρs在50～400Ω·m之間。巖石具有黃鐵礦化、重晶石化、硅化及菱鐵礦化等礦化現(xiàn)象，推測(cè)深部高極化率異常應(yīng)與黃鐵礦化等硫化物有關(guān)。200m～400m深部的高阻體應(yīng)代表異常地質(zhì)體，其長(zhǎng)軸方向近直立可能代表深部巖性界面產(chǎn)狀變陡。

W25：主要巖性是強(qiáng)硅化蝕變巖和角礫巖，ηs在1%～2%之間，在剖面40m～100m深50m以下出現(xiàn)極化體，強(qiáng)度ηs一般在3.5%～5%之間，最大值達(dá)7%。極化體所對(duì)應(yīng)的電阻率為相對(duì)低阻，ρs在50～800Ω.m之間。

W14：主要巖性是凝灰?guī)r、變玄武巖，ηs值一般低于1%，ρs一般在700Ω.m左右。

W18：主要巖性是凝灰?guī)r、變玄武巖中間夾雜硅質(zhì)板巖，ρs一般在400Ω.m以下，ηs一般在1.3%以下。

4 礦（化）體特征

根據(jù)槽探、鉆探工程控制結(jié)果，圈出礦體4條（X1、X2、X3、X4），其中工業(yè)礦體1條，低品位礦體3條。圈定重晶石礦化體4處（HX1、HX2、HX3、HM1）。

4礦體按產(chǎn)狀大致可劃分為2種類型，分別為脈狀礦體和層控平行細(xì)脈狀礦體。

脈狀礦體位于礦體群的南部，即靠近蝕變巖筒的下部產(chǎn)出，賦礦巖石為石英重晶石巖。該類型礦體包括X3、X4礦體，近平行排列，平面距離約8米，礦體長(zhǎng)150m～175m，厚0.94m～3.03m，礦體平均品位BaSO4（%）為30.50%～51.87%，圍巖為變質(zhì)中酸性凝灰?guī)r。層控平行細(xì)脈狀礦體位于礦體群的北部，即靠近蝕變巖筒的上部產(chǎn)出，賦礦巖石為變石英角斑質(zhì)凝灰?guī)r。礦體呈厚約3cm～10cm的細(xì)脈切層貫入到變石英角斑質(zhì)凝灰?guī)r中，圍巖具有浸染狀重晶石礦化，多伴生有硅化、高嶺土化和赤鐵礦化。該類型礦體包括X1、X2礦體，近平行排列，平面距離約3m，礦體長(zhǎng)330m～540m，厚0.95m～1.70m。

5 礦石質(zhì)量

（1）礦石化學(xué)成分、有害組分及特征。區(qū)內(nèi)礦石的有用成分為BaSO4，綜合礦石的不同用途，選擇分析了SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、Cu、Pb、Mn、水溶鹽等8種有害成分作組合分析（表1），有用成分及伴生有害成分在不同礦體的分布具有一定特點(diǎn)。

表1 礦區(qū)礦石組合分析結(jié)果一覽表

（2）礦石的物質(zhì)組成。礦石礦物成分主要為：礦石礦物比較單一；脈石礦物有鈉長(zhǎng)石、石英、絹云母、綠泥石、黃鐵礦、方解石、電氣石等。

重晶石：呈它形粒狀，雜亂分布，粒度一般在0.05mm～0.25mm，少數(shù)小于0.05mm，含量約15%～50%不等，大多數(shù)顆粒呈齒狀鑲嵌，粒內(nèi)具波狀消光。石英：早階段巖漿成因石英，呈微粒狀，粒度一般小于0.1mm，雜亂分布，略顯定向；晚階段熱液成因石英，多與重晶石交生構(gòu)成石英重晶石脈，少部分呈稀疏浸染狀、團(tuán)塊狀分布于變石英角斑質(zhì)凝灰?guī)r中，呈它形粒狀，粒度一般為0.05mm～0.25mm。絹云母：鱗片狀，大部分相對(duì)聚集，呈斷續(xù)線紋狀定向分布；少數(shù)呈長(zhǎng)軸定向，分布于長(zhǎng)英質(zhì)間，片徑一般小于0.1mm。綠泥石：鱗片狀，長(zhǎng)軸定向分布于長(zhǎng)英質(zhì)間，或相對(duì)聚集呈線狀定向分布，粒徑一般小于0.1mm。黃鐵礦：呈它形粒狀，粒徑以0.07mm～1.5mm為主，少部分小于0.07mm，主呈星散狀分布，具輕微白鐵礦化，其邊緣多被褐鐵礦交代，部分呈交代殘余結(jié)構(gòu)、交代假象結(jié)構(gòu)。

（3）礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造。礦石結(jié)構(gòu)主要為：粒狀變晶結(jié)構(gòu)、變余斑狀-基質(zhì)變余微粒結(jié)構(gòu)。構(gòu)造主要為脈狀構(gòu)造、層控平行細(xì)脈狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、似千枚狀構(gòu)造。

（4）礦石類型。區(qū)內(nèi)礦石類型比較簡(jiǎn)單，按選礦加工性能來看，該區(qū)主要為易選礦石。按照礦石的礦物組合、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造來看，本區(qū)礦石主要為石英—重晶石型。

6 成礦特征及找礦標(biāo)志

6.1 成因特征

礦區(qū)發(fā)現(xiàn)的礦床屬火山噴流沉積型。區(qū)內(nèi)主要巖石類型為變石英角斑質(zhì)（熔結(jié)）凝灰?guī)r、變中酸性凝灰?guī)r、綠泥石化變中酸性凝灰?guī)r、片理化變中酸性凝灰?guī)r、變玄武巖、硅質(zhì)板巖、變細(xì)粒長(zhǎng)石砂巖等，屬于一套以中酸性火山巖為主的中酸性火山巖建造。根據(jù)巖石特征及火山巖展布特征，石蠻子莊地區(qū)屬于火山穹丘發(fā)育地帶，下鴨子口東屬于火山穹丘向火山盆地急劇轉(zhuǎn)折地帶，位于火山巖型礦床成礦有利地位，分別在上述成礦有利的石蠻子莊、下鴨子口地區(qū)厘定出2處成礦有利構(gòu)造-蝕變巖筒，已發(fā)現(xiàn)的礦（化）體全部位于蝕變巖筒內(nèi)，屬于火山噴流沉積型礦床的“上層下脈”雙層勘查模型中的下部脈狀礦體，且下鴨子口蝕變巖筒中4條礦體具有自蝕變巖筒下部向上，在流體壓力不斷減小的情況下，礦化樣式具有從大脈向細(xì)脈轉(zhuǎn)變的特征。

后期構(gòu)造對(duì)火山構(gòu)造及礦體形態(tài)改變較強(qiáng)，造成蝕變巖筒上部細(xì)脈狀礦體近平行排列形成層控細(xì)脈狀礦體，即形成所謂的“假層理”。另外，前人在下鴨子口東第四旋回頂部界面附近控制的4條銅鋅礦體，顯示出勘查模型上部巖性界面控礦的特征。

6.2 找礦標(biāo)志

成礦地質(zhì)體為劉山巖組地層中的變石英角斑巖等次火山巖體，賦礦巖石組合為變石英角斑質(zhì)凝灰?guī)r、變中酸性凝灰?guī)r、硅質(zhì)巖等主要由中酸性火山巖組成巖石組合；成礦構(gòu)造為大陸板塊拉張環(huán)境下與火山穹隆伴生的蝕變巖筒及噴流口構(gòu)造；成礦結(jié)構(gòu)面為火山噴發(fā)旋回界面附近及蝕變巖筒同火山期構(gòu)造裂隙；圍巖蝕變標(biāo)志：近礦圍巖蝕變表現(xiàn)為硅化、重晶石化、絹云母化及少量黃鐵礦化；遠(yuǎn)礦圍巖蝕變?yōu)榫G泥石化。