陜西洋縣礦山地質特征及成因分析

易萬億

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1 概況

研究區位于位于陜西省洋縣礦山地區，地處南秦嶺山脈，屬高中山區，地形切割較劇烈，山巒起伏，溝谷縱橫，海拔一般在1000-2300m。研究區已查明該地區的礦資源量總礦石量8900多萬噸。本文針對研究區礦山地質成因開展分析研究[1]。

2 礦產成因分析方法

2.1 礦體顯微特征及恢復

（1）礦體構造特征

礦區位于北東向展布，斷層中段偏東側，受到該地區區域性斷層構造控制，后期北西向及北東向斷層疊加改造，礦區沿斷層運移在地表形成出露點。

斷層呈現北東向展布，在所屬區域內，屬于區域性壓扭性正斷層，傾向北西，地表表現為礦體破碎帶，帶寬為1.7～4.05m，具有強硅化性，斷面陡直見擦痕、階步，傾向336o，傾角在74～76o，斷層受到擠壓作用影響，擠壓部位強烈，呈現出硅化碎裂現象，局部具麋棱呈現出礦化現象[2]。

礦床具片狀粒狀變晶結構；粒徑變化比較大0.4～1mm。礦體呈長條狀，不透明，含量約20%。石英為粒狀，無色透明，I級黃白干涉色。呈現褐色，邊部失水暗化，部分蝕變。富鐵紅礦體為無色，正中突起，不可見解理，有裂理，II級黃干涉色，含量＜5%。硬綠泥石：灰綠色，束狀，干涉色灰白，內含炭質包裹體[3]。

礦帶具粒狀變晶結構。礦體呈先片狀，長條狀，不透明，分布于在礦床與礦脈顆粒之間，含量約10%。分布于在方解礦體顆粒之間，或呈脈狀，分布不均勻，總含量25%左右。方解礦體呈鋸齒粒狀結構，閃突起，多組完全解理清晰可見，高級白干涉色，機械雙晶發育。含量約65%。

礦體含粒狀變晶結構。呈現出片狀，長條狀，不透明，分布于方解礦體顆粒之間，含量約5%。礦體呈鋸齒粒狀結構，閃突起，多組完全解理清晰可見，高級白干涉色，機械雙晶發育。含量約95%。

（2）原礦恢復

變質礦原礦性質的識別和恢復是一項十分復雜的工作，就目前的研究程度，可以根據變質礦的產狀、礦體結構組合和礦物共生組合特征對研究區礦體原礦進行初步推斷。研究區礦體形態呈現條帶狀分布，層狀、似層狀，延伸穩定，厚度較穩定，礦性也較穩定，初步推測礦體屬副變質性礦體，即原礦體為沉積礦。

從礦物組合特征來看，礦體以片狀、片麻礦為主要分布，除礦床外主要由長石礦體、方解礦體組成，推斷其原礦為含碳的碎屑礦。根據地層條件、礦區場地環境以及礦體種類的區別不同，在對礦體進行深度勘查時，可進行鉆探礦產資源固定處理。

2.2 構造演化及礦床活動分析

（1）構造演化對成礦的控制作用

根據區域構造的觀點，揚子古板塊北緣在新元古代南華紀裂解形成勉略洋，中三疊世勉略洋關閉，即華北板塊與揚子板塊發生強烈碰撞，勉略構造帶開始形成，并疊加復合了中新生代以來的多期構造變形，南秦嶺地區的各類成礦作用均受該系列區域構造演化的控制，包括成礦物質來源、深度、元素種類、成礦類型及礦床的時空分布等。

研究區的礦床產出于下元古界，因此礦源層可能經歷了中－新元古代以來的多期構造活動的影響。一般認為，前寒武紀地殼熱流值較大，因此區域變質作用也相對容易發生，而含礦礦層越古老，則可能會經歷多次的區域變質作用，因此其變質作用也越強烈。有學者認為揚子地臺的區域變質作用主要發生于晉寧期（中元古代－青白口紀）（耿元生等，2012），這說明研究區的礦床礦源層具備了經歷區域變質的條件。

中生代以來的構造運動，尤其是印支運動，造成了南秦嶺地區的強烈變形，古老的沉積地層受到了強烈變形與破壞，發育了各種類型的褶皺和斷層，這是決定研究區礦床賦存狀態的重要控制性因素。

（2）礦床活動的影響分析

構造變動和地殼變形往往伴隨著強烈的礦床活動。研究區周邊在印支期以前就發生了酸性礦體的侵入，印支期的礦床侵入活動則更加廣泛，往往形成規模較大的礦脈，且為多期或同期多次的復式礦體，研究區及其鄰近地區分布的混合礦化雜礦體正是印支期礦床活動的產物。研究區內發育的三疊紀天華山單元（TnrT）和木河單元（TnrM）均屬印支期的侵入體，是區域上南秦嶺印支期礦床礦帶的主要組成部分。

礦床的侵入，一方面加劇了構造的復雜性，另一方面可導致接觸變質作用，甚至可伴隨混合礦化作用。一般而言，熱接觸變質作用和混合礦化作用的發育部位，與侵入體的產狀和礦體的接觸關系較為密切，故其成礦帶多發育在侵入體邊緣或礦體接觸帶。對于早期變成礦體而言，侵入體的熱容量則可以導致變質礦床的變質程度進一步加深。

圖1 礦床中的顯晶狀礦體及其能譜特征

2.3 變質成礦作用分析

地質礦床按其成因可分為區域變質型礦床、接觸變質型礦床和巖漿熱液型礦床三種類型。其中，區域變質型晶質礦床最多，其次為接觸變質型隱晶質礦床，巖漿熱液型晶質礦床較少。

研究區礦床產于下元古界灣牛壩巖組，礦石以片麻巖類、片巖類和大理巖類為主，多具鱗片狀變晶結構，以上特點符合區域變質型礦床特點。

此外，礦床中的礦體大多以獨立礦物形式存在，并未與方解礦形成硅灰礦體，礦體分布于礦床硅化擠壓顆粒之間（圖1），表明原礦未發生接觸變質作用，區域內礦體變質作用下含碳的硅質灰礦重結晶的產物。

礦體中含有石榴石和矽線石，前者是高壓變質作用的產物，后者是典型的高溫變質礦物，由富鋁的泥質礦體經高級區域變質作用而成。

3 成因分析結論

根據研究區礦體顯微巖石學特征、構造演化與礦床活動、變質作用特征等綜合分析，研究區礦體的原礦可能為含碳的碎屑礦體顆粒，主要是經受了區域變質作用，并受到后期礦床活動的熱接觸變質作用疊加影響，原礦經強烈的區域變質作用（高溫高壓），發生脫氧、脫氫反應或重結晶而成礦。