河南省洛宁县范庄银矿北拆离带成矿地质特征及找矿方向研究

张建伦

(河南省有色金属地质矿产局第六地质大队,河南洛阳 471002)

河南省洛宁县范庄银矿北拆离带成矿地质特征及找矿方向研究

张建伦

(河南省有色金属地质矿产局第六地质大队,河南洛阳 471002)

拆离断层控制了成矿的物理化学条件,拆离断层上盘系统中的岩石脆性剪切破裂为地下水的深循环提供了通道,地下水向下运移。异常的热梯度为流体的循环提供了热能,从而使上盘形成了一个与大气降水相连通且具氧化环境的循环系统;拆离断层下盘岩石的退变质作用形成的和糜棱岩化带提供的部分流体,加上岩浆来源的热液,在断层带顶部糜棱岩、片理化带碎裂岩或不透水岩层的屏蔽下,形成了下盘还原环境下的热液循环系统。两系统的热液循环淬取分散在基岩中成矿组分,并在断层附近氧化—还原界面上沉淀下来,富集成面型金、银矿体。由于拆离断层面为一个起伏的面,面型金、银矿体不一定水平,表现为小角度的起伏。

拆离带;银矿体;岩体;花岗岩;范庄

0 引言

河南省熊耳山地区是继小秦岭后该省主要的贵金属及有色金属产地之一,熊耳山其北坡分布有上宫、虎沟、青岗坪、小池沟、陆院沟、吉家洼等金矿及铁炉坪、龙门店、蒿坪沟、沙沟、月亮沟等大、中型银铅多金属矿床;南麓有著名的祁雨沟、大、小公峪、康山等大、中型金矿及一系列大型钼矿床。范庄银矿即为北坡大中型银矿之一,矿床类型为破碎蚀变岩型,矿体主要赋存在北部拆离断层中。

1 区域地质背景

范庄银矿位于河南省洛宁县下峪乡境内,其大地构造位置处于中朝准地台南缘、华熊台缘凹陷、崤山—鲁山拱褶断束中部❶河南省有色金属地质矿产局第六地质大队,河南省洛宁县范庄银矿区普查地质设计,2005。。

1.1 区域地层

区内出露地层主要为太古界太华群[1]深变质岩和中元古界熊耳群以安山岩为主体的变火山岩系。

1.1.1 结晶基底

区内结晶基底由太古界太华群片麻岩、变中基性火山岩地层构成,分布于熊耳山变质核杂岩核部❷中南大学地学与环境工程学院,河南省洛宁县范庄地区1∶10 000地质填图与成矿预测报告,2007。。太华群是豫西最古老的地层,其原岩由火山岩,火山沉积岩组成。在区域变质作用下,形成角闪岩相、局部达麻粒岩相的深变质岩系,混合岩化作用明显。在构造变形的同时,侵入有超镁铁质岩,并发生角砾岩化。随后发生前地槽构造层逐渐刚化,构成了本区的结晶基底(见图1)。

1.1.2 盖层岩系

熊耳群为盖层岩系,为一套变中基性—中酸性双峰式火山熔岩,局部见火山碎屑岩及沉积岩夹层。在熊耳山地区,熊耳群以不整合或断层覆盖于太华群之上。

1.2 区域构造

1.2.1 褶皱

本区主干褶皱为沿熊耳山呈北东—南西向延伸的长垣状龙脖—花山背形,核部为太华群,两翼为熊耳群。熊耳群核部的南西端有后期西庙—蒿坪沟花岗斑岩即隐爆角砾岩,东段有花山花岗岩及金山庙花岗岩侵入,次级褶皱尚有草沟—段沟背形构造,宽坪沟—全宝山向形构造等,轴向近南北向。

1.2.2 断层

本区断裂构造发育,主要为南北向、北西向、北东—北北东向三组,其中北东—北北东向断层主要为分割基底和盖层之间的拆离断层,与成矿有非常密切的关系。此外,在基底中还发育北东向区域性脆性断裂带,亦属为成矿构造。后期有近南北向断裂叠加。

(1)北部主拆离断层带 北部的拆离断层分为主拆离断层与次级拆离断层。主拆离断层是分割基底与盖层之间的拆离断层,沿石门沟—回椿沟—熊掌印—六眼河沟一带分布,在区内出露长约3 km,宽度从几十米至几百米,产状一般为335°～350°∠15°～40°。沿滑脱拆离带有一宽度较大的退变质绿泥石片理化带。整个滑脱拆离断层分带清楚,在范庄矿区沟底一带,由下往上为超糜棱岩带、糜棱岩带、糜棱岩化带、绿泥石片理化带、角砾岩带、碎裂岩带。

图2 河南省洛宁范庄地区构造纲要图(据中南工业大学1993年填图报告)Fig.2 The briefmap of structure outline in Fanzhuang,Luoning county

(2)分层拆离断层带 分层拆离断层位于结晶基底太华群变质岩系中。范庄矿区从回椿沟—前后熊掌印高程1 050～750 m的六眼河沟底,发现至少三条分层拆离断层剪切带,沿拆离断层带岩石普遍发生硅化和钾长石化,但由上而下,矿化蚀变作用明显减弱。

1.2.3 脆性断裂

区内的脆性断裂构造主要为北东向、北西向及近南北向,次为近东西向。脆性断裂一般发育于基底中,有的则在拆离断层中形成复合叠加。其中与本区的银铅等矿化有关系的为北东向断裂构造。

(1)北东向断裂 北东向断裂在区内最为发育。经历多期活动,与本区金、银、多金属等内生金属矿床的形成和分布有极为密切的关系。范庄银矿位于北东向龙王庙—岳坪沟含矿构造带上。这种北东向的断裂主要发育在太华群地层中。断层的产状310°～340°∠40°。断层在平面上及剖面上呈舒缓波状、断裂宽度不等,断裂带的总体特征为:常沿断裂的两侧发育挤压片理化带,蚀变的宽度为几至几十厘米至十米,局部具分带性,由外向内绿泥石化带、黄铁绢英岩化带、硅化带,有褐铁矿化。外侧的围岩多为褪色化蚀变。

(2)北西向断裂和近南北向断裂 北西向和近南北向断裂在区内不很发育,断裂带内矿化蚀变表现为硅化、褐铁矿化,局部有银铅矿化。

1.3 区域岩浆岩

区内岩浆活动,除中元古代早期大规模中—酸性岩浆喷发外,还有太古代嵩阳期超基性—酸性,王屋山期中性—酸性,燕山期酸性岩浆侵入活动。其中以燕山期酸性岩最为发育,并与本区内生金属矿产的形成关系极为密切。

太古代的中—基性岩浆岩活动,伴随有超基性、酸性的岩浆岩活动,形成一套相应的喷出岩和侵入岩,由于区域热变质作用的改造,大部分已变成具角闪岩相特征的变质岩。

元古代以中性岩浆活动为主,并有少量的基性和酸性岩浆活动。形成了大面积分布的以安山岩、安山玢岩为主的熊耳群火山岩,并同时形成了沿北东断裂带侵入于太华群和熊耳群的闪长岩岩株或岩脉。

中生代燕山期,以酸性岩浆活动为主,形成了西部蒿坪沟的花岗斑岩,东部为大面积出露的花山花岗岩等侵入岩体。

2 矿区地质

2.1 矿区地质特征

范庄矿区位于铁炉坪银铅矿床的东面,与蒿坪沟、铁炉坪组成一个矿田,具有相同的成矿特征和控矿要素。其矿床主要受北东向断裂和拆离断层带控制,矿床类型主要为构造蚀变岩型矿床。区内出露的地层主要为太古界太华群龙门店组、段沟组、石板沟组和中元古界长城系熊耳群。区内的岩浆岩早期太古代为超镁铁质岩和变辉长岩。中期中元古代的岩浆岩主要为熊耳群的安山岩和安山玢岩。燕山期的中酸性岩浆活动,在矿区却出露很少,主要在大麻园附近发现有小规模的细晶岩脉沿北东向断裂充填,偶尔也可发现有花岗岩出露。

2.2 地层

2.2.1 太古界太华群(Arth)

(1)石板沟组下段(Arsh1) 岩性主要为角闪斜长片麻岩、混合质角闪斜长片麻岩。厚度70～80 m。

(2)石板沟组上段(Arsh2) 主要岩性为角闪斜长片麻岩类、黑云斜长片麻岩类、夹斜长角闪岩类等。厚度60～70 m。

(3)龙门店组(Arl) 主要岩性为黑云斜长角闪片麻岩,其次为变粒岩,局部见条带状混合岩。厚70～80 m。

(4)段沟组(Ard) 主要岩性为角闪斜长片麻岩、混合质斜长角闪片麻岩夹少量黑云斜长片麻岩。片麻理总体倾向南东,倾角35°～50°。厚度>1 000 m。

2.2.2 中元古界长城系熊耳群许山组(Chx)

主要岩性由灰绿色、紫红色杏仁状安山岩,玄武安山岩及少量紫红色安山质凝灰岩组成。厚度>300 m。

2.3 构造

2.3.1 北东向断裂组

主要发育于五家槽—油籽沟—前熊掌印一带,有多条大致平行的断裂组成,为矿区的含矿构造带。总体产状315°～55°∠50°～80°。有分枝复合、膨大缩小现象,局部直立或有反倾斜现象。该组断裂具有多次活动迹象,为成矿创造了良好的条件。

2.3.2 北东东向和东西向断裂组

断裂发育,但不集中构成断裂带。该断裂内局部有硅化现象,矿化较弱,产状为340°～348°∠30°～60°。

2.3.3 南北向断裂

主要为规模不大的剪切裂隙。该组构造线被东西向、北东向断裂切割。

2.3.4 拆离断裂构造带

拆离断裂带位于矿区北部,熊耳群与太华群的接触带上,断裂带内物质成份主要为硅化碎裂岩,五家槽以西见有少量的绿泥石、角闪石片岩。矿区出露拆离带长2 350 m,宽度20～190 m,产状320°～335°∠30°～50°。另外在断裂带内见有脉岩和片麻岩的透镜体出露。花岗质沿拆离带侵入拆离断层的片理化带,在带中可见到银铅矿体。

滑脱拆离断裂带不仅是含矿岩浆和成矿溶液的通道,而且也是良好的成矿场所。

2.4 岩浆岩

矿区内岩浆活动比较强烈,岩浆岩种类较多,从基性到中性岩都有,出露较多的为辉绿岩和辉长岩脉。

该岩石多成岩墙状和脉状充填在东西向和北东向断裂构造带内,局部地段和含矿蚀变破碎带重叠,与成矿关系密切。

2.5 矿化带特征

该矿化带位于矿区北部,由五条与主拆离断裂带大致平行的规模较大的蚀变破碎带组成,以银矿为主,伴生铅多金属。属蚀变破碎岩型。蚀变破碎带长450～2 350 m,宽1～190 m。总体呈中间大,向北东、南西呈收敛趋势。蚀变破碎带分枝复合,膨大缩小现象明显。拆离断裂带及次一级断裂为该带提供了有利的成矿条件,该矿化带是本区最重要的成矿带。该带具体特征见表1、图3。

3 矿体地质特征

3.1 矿体特征

矿体形态以长条脉状为主。矿体沿走向和倾向均呈舒缓波状,其形态产状受断层破碎带控制,矿体总体产状与破碎带产状一致(见表2)。

3.2 矿石结构构造

(1)矿石结构主要有:自形—它形晶结构、交代结构、交代残余结构、碎裂结构、填隙结构。

(2)矿石构造主要有:稀疏浸染状、细脉状构造,角砾状、团块状构造。

3.3 矿床成因

根据矿体产出形态、矿石矿物共生组合、围岩蚀变特征、矿床地质条件等,本区矿床成因类型为中低温热液充填矿床。矿化蚀变带成矿年龄为1.45亿年(Ar-Ar毛景文等,2006年)。

本区位于熊耳山拆离—变质核杂岩构造的西段,太华群与熊耳群间的不整合面为拆离断层的主滑动面,其下盘众多北东向陡倾断裂带规模大,表现为与内生金属矿床成矿关系密切的特点,矿床及矿(化)点众多。

本区矿床主要受构造控制,其中最为重要的是中元古代东西向的裂谷伸展作用,形成了熊耳群陆缘裂谷型火山岩系,该期伸展作用在太华群地层中的表现形式是形成一系列近东西向的基性脉岩,如变辉长岩、辉绿岩和偏基性的闪长岩。

表1 范庄银矿矿化蚀变带特征表Table 1 Characteristics table ofmineralization alteration zone of Fanzhuang silvermine

图3 范庄矿区北拆离带蚀变带分布图1.中古元界熊耳群;2.太古宇太华群段沟组;3.太古宇太华群石板沟组上段;4.辉绿岩;5.地层界线;6.勘探线及编号;Ⅰ1、Ⅰ2、Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅲ1、Ⅲ2、Ⅳ、Ⅴ.蚀变带编号。Fig.3 Distribution map of alteration zone of north detachment zone of Fanzhuang ore district

早期陆内造山运动和区域构造的形成,造成了大量的断裂和破碎带,后期(中元古代)的火山活动和构造作用一方面造成再次滑动破碎,同时为成矿元素的运移和富集开辟了空间,从而导致了矿床的形成。

本区矿床成矿期大致可分为三个成矿阶段:

(1)早期石英—黄铁矿阶段:形成黄铁矿—磁铁矿、石英等矿物组合,成矿温度250～300℃。

(2)中期石英—硫化物阶段:为银的重要成矿阶段,形成方铅矿—黄铜矿—闪锌矿—黄铁矿、石英等矿物组合。自然银及银的硫化物主要产于这个阶段,成矿温度150～250℃。镜下光片可见方铅矿沿早期石英闪锌矿裂隙充填,闪锌矿被方铅矿、黄铜矿、黄铁矿所交代,具有交代溶蚀边,部分与方铅矿、黄铜矿连生粒径2～0.03 mm。

(3)晚期石英—白云石—硫化物阶段:为银的次要成矿阶段,形成方铅矿—白铁矿、方解石等矿物组合,有银的硫化物出现。

该矿床受地层、拆离带构造联合控制。即早期太华群地层中的银在区域变质过程中活化,向有利的部位迁移形成银的初步富集;熊耳群火山活动及其构造作用一方面是断裂带活化,另一方面又是银再次迁移富集;北东向拆离断裂破碎带为含矿热液上升和金属矿物的沉淀提供了通道和场所。

综上所述,范庄银矿床为破碎蚀变型矿床,属中低温热液成因。

表2 矿体特征表Table 2 Characteristics table of sand body

4 拆离断层研究与找矿方向

4.1 拆离断层控矿

拆离断层控制了成矿的物理化学条件,拆离断层上盘系统中的岩石脆性剪切破裂为地下水的深循环提供了通道,地下水向下运移。异常的热梯度为流体的循环提供了热能,从而使上盘形成了一个与大气降水相连通且具氧化环境的循环系统;拆离断层上下盘岩石的退变质作用形成的和糜棱岩化带提供的部分流体,加上岩浆来源的热液,在断层带顶部糜棱岩、片理化带碎裂岩或不透水岩层的屏蔽下,形成了下盘还原环境下的热液循环系统。两系统的热液循环淬取分散在基岩中成矿组分,并在断层附近氧化—还原界面上沉淀下来,富集成面型金、银矿体。由于拆离断层面为一个起伏的面,面型金、银矿体不一定水平,表现为小角度的起伏(如范庄银矿Ⅰ号矿化蚀变带)。

4.2 拆离断层下盘次级断裂控矿

在主拆离断层下盘拆离面附近常存在次一级的剪切带,该剪切带包括平行于主拆离面的分层拆离面和北东向的断裂中,矿床发育即受伸展运动前的构造应力的影响,也受主拆离面的影响。分层拆离带是伴随主剪切带而形成的,这种剪切带中常有糜棱岩的发育,表明其是从深部被抽拉上来的,糜棱岩在成矿中起顶盖的作用,来自深部的热液充填在这种分层拆离带和北东向的断裂中,形成陡倾斜的矿脉。断层的顶部常见有糜棱岩、糜棱岩化和绿片岩的发育,金银矿化明显。

4.3 找矿方向

通过对拆离断层带的研究和多年来的实践,对地质找矿意义重大,总结出以下几点:

(1)在主拆离带中找矿,寻找拆离破碎带出露的膨大部位,强钾化硅化体,金属硫化物发育及主拆离带近上盘的部位,是寻找银铅矿体的有利部位。

(2)主拆离带的次一级构造蚀变带发育在太华群地层中,即拆离断层的下盘变质核杂岩核部。该构造蚀变带组,在走向上大致平行,但在倾向上,Ⅱ、Ⅲ构造蚀变带倾向北西,Ⅳ、Ⅴ构造蚀变带倾向南东。

[1] 河南省地质矿产局.河南省区域地质志[M].北京:地质出版社,1989.

(责任编辑:李 雯)

Study on Ore-forming Geological Characteristics and Exploration Direction of North Detachment Zone of Fanzhuang Silver Mine in Luon ing County,Henan Province

ZHANG Jianlun
(No.6Team,Henan Provincial Nonferrous Metals Geological and Mineral resourecs Bureau,Luoyang,Henan471002)

The physical and chemical conditionsof ore-forming are controlled by detachment zone,ofwhich shear fracture of brittle rock on top system provides channel for downward migration of the deep-cycle of underground water.Abnormal thermal gradient provides heat for cycle of the fluid,so that it can set up a circulatory system which is connected to precipitation and owesoxidizing environment.Some of the fluid from retrogrademetamorphis m of detachment fault footwall rocks and mylonite zone,together with hydrothermal from magma,form hydrother mal circulatory system of the footwall restore environment at the shielding of the mylonite,schistosityzone fragmentation rocks or imper meable rocks.Orefor ming components scattering in bedrock are extracted by hydrother mal circulation of the two systems,precipitating on the oxidation-reduction interface at the vicinity of fault and for ming planar-shaped abundance zone of gold,silver body.Because detachment fault plane is a undulating surface,planar-shaped gold,silver body may be not level,presenting s mall-angle fluctuations.

detachment zone;silver body;rock;granite;Fanzhuang

P618.52;P612

A

1671-1211(2010)01-0027-05

2009-04-10;改回日期:2009-06-15

张建伦(1962-),男,工程师,地质找矿与勘探专业,从事野外地质找矿工作。E-mail:zhjlun62@163.com