河南省西峽縣包溝紅柱石礦礦床地質(zhì)特征與礦床成因研究

常曉磊 武守榮 畢 翀

（河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質(zhì)勘查院，河南 鄭州 450000）

1 區(qū)域地質(zhì)背景

礦區(qū)屬北秦嶺桑坪～隱山與元古宙～加里東期變質(zhì)作用有關(guān)的紅柱石、藍(lán)晶石、矽線石、石墨礦床成礦系列中的紅柱石、藍(lán)晶石成礦亞系列。本亞系列所處成礦單元為西峽北部～鎮(zhèn)平北秦嶺構(gòu)造帶Au、Cu、Sb、Hg、As、稀有、非金屬成礦區(qū)，大地構(gòu)造單元隸屬于北秦嶺加里東期褶皺帶，構(gòu)造部位為二郎坪～劉山巖地向斜褶皺束。其南、北分別以朱陽(yáng)關(guān)～夏館～大河斷裂和瓦穴子～鴨河口～明港斷裂為界，呈北西西向狹窄帶狀展布。

2 礦床地質(zhì)

2.1 礦區(qū)地質(zhì)

礦區(qū)地層主要有下古生界二郎坪群小寨組（PZ1x）中上部和少量第四系（Q）。

小寨組（PZ1x）：中上部為一套變質(zhì)碎屑巖系，主要為含石榴石、十字石、紅柱石的黑云石英片巖，原巖為淺海相泥砂質(zhì)碎屑巖建造。地層走向北西西，傾向189～232度，傾角46～72度。礦區(qū)幾乎全為紅柱石含礦帶。

礦區(qū)所處構(gòu)造部位屬二郎坪～劉山巖地塊向斜褶皺束內(nèi)小寨倒轉(zhuǎn)背斜北翼，地層呈單斜產(chǎn)出。區(qū)內(nèi)無較大斷裂產(chǎn)出，地表風(fēng)化裂隙較發(fā)育。

2.2 礦體特征

礦區(qū)內(nèi)主要礦體全部出露于礦區(qū)中部和北部，均受地層控制，沿走向延伸均較穩(wěn)定，總體走向北西西，各礦體大體平行分布，向西明顯收斂，中部較開闊。共圈出3個(gè)礦體， K1、K2、K3礦體，其中K1礦體為主礦體。

K1礦體分布于礦區(qū)中部，為該區(qū)的主要礦體，呈北西—南東向?qū)訝町a(chǎn)出，產(chǎn)狀與地層基本一致。總體走向120～300°，傾向222-236°，傾角43～50°。礦體全長(zhǎng)800m，控制長(zhǎng)度600m，控制延深60m。賦存標(biāo)高670-930 m，埋深0-260 m。礦體厚度3.11米～18.24m，平均厚度8.68m；變化系數(shù)53.81%。紅柱石含量3.15～14.31，平均含量7.94%，變化系數(shù)15.91%。

K2礦體分布于礦區(qū)中南部。礦體形態(tài)呈層狀產(chǎn)出，產(chǎn)狀與地層基本一致?？傮w走向120～300°，傾向209-225°，傾角35～50°。礦體全長(zhǎng)約1500m，控制長(zhǎng)度1400m，控制延深100m。賦存標(biāo)高680-1200 m，埋深0-520 m。礦體厚度3.76米～83.13m，平均厚度25.57m，變化系數(shù)62.57%。紅柱石含量3.67～18.00%，平均含量8.37%，變化系數(shù)19.33%

K3礦體分布于礦區(qū)北部，礦體形態(tài)呈層狀產(chǎn)出，產(chǎn)狀與地層基本一致?？傮w走向120～300°，傾向213°，傾角46°。礦體全長(zhǎng)約550m，控制長(zhǎng)度400m，控制延深100m，賦存標(biāo)高670-850 m，埋深0-180 m。礦體厚度3.89～21.23m，平均厚度11.79m，變化系數(shù)53.15%。紅柱石含量4.49～9.15%，平均含量7.18%，變化系數(shù)13.84%。

2.3 礦石特征

礦石中礦石礦物主要為紅柱石，次為石榴石；脈石礦物主要為石英、黑云母，次為十字石、炭質(zhì)物，少量及微量礦物多達(dá)20種左右。

礦石的結(jié)構(gòu)主要具斑狀變晶結(jié)構(gòu)、鱗片花崗變晶結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)、晶核結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造主要為斑點(diǎn)構(gòu)造、片狀構(gòu)造、斜交構(gòu)造、魚刺狀構(gòu)造。

礦石化學(xué)成分以硅、鋁、鐵、鉀、鎂的氧化物為主，其中硅鋁的氧化物占80%左右。

2.4 礦石類型

各礦體礦石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、主要礦物成分基本相同，故自然類型為單一的紅柱黑云石英片巖型。

2.5 礦體圍巖及夾石

圍巖形態(tài)均為層狀或似層狀，各層厚度不等，與礦體相間分布。其巖性主要為含紅柱石、石榴石、十字石的黑云石英片巖及少量二云石英片巖。圍巖與礦體實(shí)質(zhì)上是一自然整體，二者整合接觸，多呈過渡關(guān)系。

3 礦床成因

礦區(qū)地處東秦嶺復(fù)雜造山帶東段，朱-夏斷裂北側(cè)。紅柱石含礦層賦存于下古生界二郎坪群小寨組內(nèi)，小寨組巖石中鋁含量為地殼克拉克值的 2倍多，為一套富鋁、硅巖石，為紅柱石礦床的形成提供了豐富的物源。區(qū)域礦產(chǎn)屬于桑樹坪～隱山紅柱石～藍(lán)晶石成礦亞系列；紅柱石氣液包裹體的均一溫度為280～430℃等因素綜合分析，含礦巖性為（含）紅柱石黑云石英片巖、含石榴紅柱黑云石英片巖、含十字紅柱黑云石英片巖等，原巖為淺海相沉積的富鋁貧鈣的粘土質(zhì)泥質(zhì)巖,經(jīng)區(qū)域變質(zhì)后又多次迭加熱力接觸變質(zhì)作用，形成紅柱石礦床，屬于沉積變質(zhì)型礦床。

包溝紅柱石礦床的成礦過程經(jīng)歷了下古生界富鋁泥質(zhì)碎屑巖沉積→加里東期區(qū)域變質(zhì)作用成礦→燕山期區(qū)域動(dòng)力變質(zhì)和巖漿熱力、氣液變質(zhì)疊加富集三個(gè)階段。

4 找礦標(biāo)志

（1）地層標(biāo)志：小寨組地層原巖成分為該礦的物質(zhì)基礎(chǔ)，而且為唯一的賦礦地層，故該組地層可作為一種間接找礦標(biāo)志。

（2）礦化標(biāo)志：紅柱石易于辨認(rèn)，是一種直接找礦標(biāo)志。

5 結(jié)論

（1）西峽縣包溝紅柱石礦床受地層控制，下古生界二郎坪群（含）小寨組紅柱石黑云石英片巖、含石榴紅柱黑云石英片巖、含十字紅柱黑云石英片巖，礦體呈層狀或似層狀產(chǎn)出，礦體產(chǎn)狀與地層基本一致，礦體的規(guī)模與地層規(guī)模密切相關(guān)。礦石類型為單一的紅柱黑云石英片巖型。礦石礦物主要為紅柱石，次為石榴石。

（2）礦體形態(tài)復(fù)雜程度為簡(jiǎn)單。礦體以層狀、似層狀產(chǎn)出，分枝復(fù)合少。釩主要來源于下古生界二郎坪群小寨組。

（3）總結(jié)了該類礦床的找礦標(biāo)志，對(duì)下一步勘查工作提供了依據(jù)，該區(qū)找礦潛力巨大，下一步應(yīng)注重礦體深部的勘查。