山西省原平市郭家莊礦區(qū)地質(zhì)特征及找礦方向

張玉昕，劉丹妮

（河北地質(zhì)大學，河北 石家莊 050000）

1 區(qū)域成礦地質(zhì)背景

郭家莊金屬礦區(qū)所處大地構(gòu)造位置在山西臺背斜五臺山塊隆（Ⅳ）的恒山五臺山穹狀隆起（Ⅴ）之上，該區(qū)北部地區(qū)與滹沱河新裂陷中的代縣凹陷靠近。按照其結(jié)晶基底的斷塊劃分，應屬五臺期云中山—五臺山斷褶帶北部[1]。

區(qū)內(nèi)出露的地層主要有臺懷群、上太古界五臺超群石咀群、高繁群，下元古界滹沱超群東冶群、豆村群，新生界第三系、第四系。

2 礦區(qū)的地質(zhì)特征

2.1 地層

礦區(qū)地層完全被第四系的亞粘土覆蓋，通過鉆孔的方式揭露了下覆地層為上太古界五臺超群石咀群文溪組，巖性主要組成是云母石英片巖類及角閃質(zhì)巖。

2.2 構(gòu)造

區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造特征是受區(qū)域構(gòu)造所控制。區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造發(fā)育，而且比較復雜，多期構(gòu)造疊加是本區(qū)的顯著特征[2]。根據(jù)地層產(chǎn)狀判斷，認為紫荊山—殷家會倒轉(zhuǎn)背斜北翼次級褶皺構(gòu)造是本區(qū)的主要褶皺構(gòu)造。

該構(gòu)造位于白峪里—平灘村倒轉(zhuǎn)向斜的西部，該向斜呈北東向展布，核部在皇家莊—平灘村一帶，北翼為文溪組，軸面向NW340°方向傾斜，傾角60°～70°，為一緊閉倒轉(zhuǎn)向斜。

礦區(qū)范圍內(nèi)無巖漿巖出露，深部工程也未揭露到晚期的巖體、巖脈。故巖體或巖脈對本區(qū)礦體的形成無富集和破壞作用。

3 礦體地質(zhì)

3.1 礦體地質(zhì)特征

礦區(qū)位于白峪里—平灘村倒轉(zhuǎn)向斜的西部，處在趙村—皇家莊礦化帶的西延部分。依據(jù)鉆探工程的控制情況，礦區(qū)共劃分為了兩個含礦帶，1號含礦帶地處于礦區(qū)南側(cè)，礦帶總體走向65°～83°，傾向南東，傾角75°～85°，賦存標高145m～770m。2號含礦帶位于礦區(qū)北側(cè)，總體走向60°～75°，傾向南東，傾角70°～75°，賦存標高220m～768m。礦體呈似層狀、層狀產(chǎn)出，產(chǎn)出層位穩(wěn)定。

1號含礦帶位于礦區(qū)南側(cè)，7線以東，共見有4條礦體，由南至北編號分別為1、2、3、4，呈平行排列。該礦帶礦體沿走向控制長440m，平均厚度5.14m，賦存標高145m～770m，最大延深625m，其礦體走向65°～83°，傾向南東，傾角75°～85°。呈層狀、似層狀產(chǎn)出。礦體頂、底板巖性為云母石英片巖、黑云角閃片巖。

2號含礦帶位于礦區(qū)的北側(cè)，共見有2條礦體，由南至北編號分別為5、6，呈平行排列。該礦體分布于0～15線，沿走向控制長1100m，平均厚度7.82m，賦存標高220m～768m，最大延深548m，礦體走向60°～75°，傾向南東，傾角70°～75°。呈層狀、似層狀產(chǎn)出，礦體頂板巖性為云母石英片巖、黑云角閃片巖，底板巖性為石榴石角閃片巖。

3.2 礦物結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦物結(jié)構(gòu)一般為中細粒變晶結(jié)構(gòu)，少量柱狀、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。主要成分由它形粒狀石英、自形粒狀（不規(guī)則）。礦物構(gòu)造主要為條紋一條帶狀構(gòu)造，塊狀構(gòu)造。

3.3 礦物化學成分

以往組合分析結(jié)果：SiO243.06%、Al2O31.16%、CaO3.29%、MgO1.53%、S0.338%、P2O50.14%、Mn0.20%。（CaO+MgO）/（SiO2+Al2O3）=0.109。

本次組合分析結(jié)果：SiO240.75%、Al2O32.10%、CaO2.70%、MgO1.82%、S0.49%、P2O50.12%、（CaO+MgO）/（SiO2+Al2O3）=0.105。

由以上組合分析結(jié)果可知：（CaO+MgO）/（SiO2+Al2O3）均小于0.5，屬酸性金屬礦物。

4 礦床成因

含礦層地層在這個領域上太五臺超群石咀群文溪組，形成型巖系和圍巖云母石英片巖、角閃石和薄層機制,礦體受到明顯的地層控制,層狀結(jié)構(gòu)是顯而易見的。烴源巖是中酸性凝灰?guī)r和中基性海洋拉斑玄武巖和中間基火山活動提供了豐富的物質(zhì)來源，礦層的形成。

特別是在海水的濃度大大增加火山活動間歇期間,酸性礦物膠體形成。在適當?shù)奈锢砗突瘜W條件下,硅質(zhì)形成的樂隊,然后變質(zhì)金屬礦物晶體形成。根據(jù)上述特征，以及與五臺山地區(qū)同類礦床相類比，郭家莊礦床屬沉積變質(zhì)金屬礦床。其原始沉積為陸源物質(zhì)夾火山物質(zhì)交潛沉積，金屬礦物質(zhì)來源于火山。

5 找礦方向

綜上所述，郭家莊含礦帶屬變質(zhì)巖，是成礦的基本條件。含礦巖系為五臺超群石咀群文溪組的云母石英片巖類及角閃質(zhì)巖類。

本區(qū)控礦倒轉(zhuǎn)向斜構(gòu)造是成礦的主要因素，它控制了礦層的規(guī)模、形態(tài)、產(chǎn)狀和分布。礦體產(chǎn)于向斜的北翼次級構(gòu)造層中，是礦層富集的主要部位。礦的面積平均磁化的強磁性礦石礦物4221×4π×10-6SI和剩余磁化強度為18005×10-3A/m。

角閃巖,黑色的云角閃巖、黑云角閃巖是弱磁性,平均磁化率是49.9×4π×10-6SI,剩余磁化強度的平均值是73.8×10-3A/m。可以看出,礦石的磁場強度明顯高于圍巖由兩個數(shù)量級,和磁性差異是很大的。因此,地磁異常在五臺山地區(qū)是一個重要的找礦標志。磁搜索沉積變質(zhì)礦可以獲得明顯的找礦效果,所以地球物理勘查是最有效的手段找到隱藏礦床。

強磁性礦磁化率均值4221×4π×10-6SI，磁化強度均值18005×10-3A/m。斜長角閃巖、黑云角閃片巖為弱磁性，磁化率平均值為49.9×4π×10-6SI，剩余磁化強度均值73.8×10-3A/m,黑云變粒巖、黑云斜長片麻巖幾乎沒有磁性。由此可見，金屬礦的磁性強度明顯高于圍巖兩個數(shù)量級，其磁性差異較大，所以在五臺山地區(qū)磁性異常、地磁異常是重要的找礦標志，運用磁法尋找沉積變質(zhì)型金屬礦可取得明顯的找礦效果。所以物探是尋找隱伏金屬礦體的最有效手段。

[1]田永清,王安建,余克忍,許文良.山西省五臺山—恒山地區(qū)脈狀金礦成礦的地球動力學[J].華北地質(zhì)礦產(chǎn)雜志,1998(04):301-456.

[2]白瑾.五臺山早前寒武紀地質(zhì)[A].中國地質(zhì)科學院天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所文集（16）[C].1987:30.