河南双槐树—朱阳关韧性剪切带型锑矿地质特征及控矿规律

韩天成，薛 艳，吕文献

(河南省地质矿产勘查开发局 第一地质勘查院，河南 郑州 450000)

1 成矿地质背景

双槐树—朱阳关韧性剪切带地处华北地台和扬子地台两大构造单元的过渡地带，西起豫陕交界，经双槐树至朱阳关，呈NWW向展布，其大地构造位置位于秦岭造山带北秦岭褶皱带。以双槐树—朱阳关韧性剪切带为界，两侧地层中岩石产状紊乱，岩石破碎，构造岩(角砾岩、糜棱岩)发育，形成较宽的动力破碎带。双槐树—朱阳关韧性剪切带以北主要为下古生界二郎坪群沉积—火山岩系；剪切带以南主要为古元古界秦岭岩群和中元古界峡河岩群变质杂岩，秦岭岩群为一套经历了多期次变质作用和构造改造的中深变质岩系，峡河岩群分布于秦岭岩群南北两侧，从原秦岭岩群中解体出来的一套中浅变质岩系，并以韧性剪切带为界叠置于秦岭岩群之上[1](图1)。

1 中生界白垩纪—新生界第三系；2 中生界三叠系；3 下古生界二郎坪群；4 中元古界宽坪群；5 中元古界秦岭群雁岭沟组；6 燕山期花岗岩；7 加里东期花岗岩；8 加里东期花岗闪长岩；9 加里东期花岗伟晶岩；10 基性岩；11 地层不整合界线；12 地层界线；13 区域性韧性剪切带；14 韧性剪切带；15 断层性质及产状；16 性质不明断层；17 向斜；18 倒转向斜；19 扬起向斜；20 倒转向斜；21 叠加背斜；22 倒转背斜；23 片理产状；24 年龄值

图1研究区韧性剪切带地质简图

双槐树—朱阳关韧性剪切带全长59.4 km。沿断裂带两侧，次一级断裂发育；沿剪切带两侧及附近，加里东期花岗闪长岩有漂池岩体(438 Ma)和燕山期中酸性小岩体分布[2-3]。该剪切带具有长期性和继承性的活动特征，加里东期推覆运动使秦岭岩群及峡河岩群杂岩逆冲到二郎坪群沉积—火山岩系之上，同时韧性剪切带产生糜棱岩化及退变质作用。印支期推覆运动再次发生，产生一系列的叠加构造。大规模的“左”行走滑，宽度较大的脆—韧性剪切带使岩层变形，整个秦岭岩群在这个时期进入了退变质的重要时期。

区内双槐树—朱阳关韧性剪切带控制着锑、金异常带。其南侧发育在秦岭群及峡河岩群地层中的次级断裂控制着目前已知的锑矿床(点)的产出。

2 矿床地质特征

2.1 矿体地质特征

王庄、大河沟锑矿带属双槐树—朱阳关剪切带南侧的东部锑矿集中区的一部分。王庄锑矿矿体赋存在F1 次级含矿韧性剪切带的中段和北西段北盘的一侧，靠近双槐树—朱阳关主剪切带，此段剪切带宽度较大，自北向南构成角砾岩带，碎裂岩带，糜棱岩带。王庄锑矿矿体产于碎裂带之中，矿带内主要岩石组合为角砾岩、碎裂岩和糜棱岩化、碎裂岩化岩石。矿体的围岩顶板为碎裂大理岩、角砾岩、碎裂岩等。底板为变质砂岩、角砾岩、碎裂大理岩[4]。矿体北西走向，呈不规则脉状、舒缓波状、囊状分布。大河沟锑矿较王庄锑矿距双槐树—朱阳关剪切带略远。矿体赋存在F1 次级，F2、F3分枝含矿韧性剪切带的东段，位于沿双槐树—朱阳关韧性剪切带南侧呈北西向的糜棱岩带的宽大部位。糜棱岩带受挤压并出现强硅化作用，形成硅质糜棱岩和角砾破碎岩带，矿体产于该构造带之中。两侧围岩为硅化大理岩、云英片岩及变粒岩等[5]。发育在大河沟一带的三条不同级别的含矿韧性剪切带，由于断开距离较近，断裂带之间的引张裂隙或劈理交错复杂，发育规模不等，规模大小与围岩物理性能有直接的关系。根据野外观察分析，王庄、大河沟矿区的含矿韧性剪切带应为同一构造应力场作用而形成。

2.2 矿石特征

2.2.1 矿化、矿石类型及矿物组合

该区锑矿床矿化类型有充填、交代两种。矿石类型简单，由于矿化严格受韧性剪切带的控制，矿石类型可分为块状辉锑矿石、角砾状辉锑矿石、条带状辉锑矿石(充填型)和浸染状辉锑矿石(交代型)4种自然类型。根据矿物共生组合及其生长顺序，本区四种矿石类型可分为7种共生组合，分别为：黄铁矿—玉髓—辉锑矿、方解石—玉髓—辉锑矿、玉髓—辉锑矿、黄铁矿—玉髓—微晶石英—辉锑矿、方解石—石英—辉锑矿、黄铁矿—斜长石—石英—辉锑矿和褐铁矿—锑华—辉锑矿[6](见表1)。

表1 王庄、大河沟锑矿区矿化类型及及矿物共生组合特征一览

2.2.2 矿物成分

矿石金属矿物主要有辉锑矿，其次为锑华、黄铁矿，并有少量的赤铁矿、磁铁矿、褐铁矿、闪锌矿、硬锰矿、软锰矿、雄黄、雌黄、毒砂、方铅矿等。脉石矿物主要是方解石、石英(玉髓)，次要矿物是白云石、绿帘石、高岭土、斜长石、绢云母、绿泥石等。副矿物有电气石、磷灰石、重晶石、锆石等。

2.2.3 矿石结构构造

矿石的结构主要多为自形—半自形柱状结构，晶体发育程度好，具完整的结晶外形，局部为辉锑矿晶簇。辉锑矿晶体一般多呈它形粒状或半自形晶体，主要晶面发育完好，常沿C轴单向延长呈长轴状、针状、纤状晶体，沿石英脉孔隙分布或穿插在石英脉体中，集合体呈团块状(图2①，2②，2④)；在光学显微镜下观察辉锑矿晶体可呈聚片双晶、压力双晶(图2③)。此外，还可见到碎裂结构和角砾结构。

矿石的构造主要有块状、条带状、角砾状和浸染状等。

①辉锑矿呈它形粒状，沿石英脉孔隙分布，集合体呈团块状(单偏光，放大倍数10×5)；②辉锑矿呈它形粒状，沿石英脉孔隙分布(单偏光，放大倍数10×5)；③辉锑矿晶体呈聚片双晶、压力双晶，并呈柔皱状沿石英脉孔隙分布，集合体呈团块状(正交偏光，放大倍数10×20)；④辉锑矿呈半自形，穿插在石英脉中(单偏光，放大倍数10×20)

图2大河沟矿区辉锑矿石结构图(镜下照片)

2.3 围岩蚀变

矿区围岩蚀变明显，基本可分两类：一类为近矿围岩蚀变，另一类为区域性围岩蚀变。近矿围岩蚀变主要有硅化、碳酸盐化、黄铁矿化、褐铁矿化及砷矿化，多分布在含矿韧性剪切带的矿化部位，与锑成矿有关密切。区域性围岩蚀变分布范围广泛且种类多，如硅化、方解石化、绢云母化、绿帘石化以及斜长角闪岩中钠黝帘石化和变质砂岩中发育的绿泥石化等。

3 锑矿床与韧性剪切带的空间分布

3.1 韧性剪切带的空间展布

研究区位于区域构造线方向走向改变的区段，西部兰草地区东西走向，向东逐渐转变为北西西向，组成了本区韧性剪切带的主要展布轮廓(见图1)。西部构造带较窄，但强应变带之间的距离较小，即弱应变域较小，且韧性改造强烈；向东韧性剪切带的宽度逐渐增加，主要是由于韧性剪切带数量的增加和弱应变域宽度的增大所造成的[7]。在东部地区，除主干韧性剪切带外，另有次级韧性剪切带和分枝韧性剪切带，与主干韧性剪切带平行或斜交，但多为小角度斜交。

3.2 锑矿床的展布与韧性剪切带的关系

沿朱夏韧性剪切带分布着多个锑矿(化)点，如寒山沟、焦沟、掌耳沟、庆家沟、王庄、大河沟、南峪沟等，全部产出于朱夏韧性剪切带，寒山沟锑矿点产出于次级韧性剪切带中，掌耳沟锑矿、王庄锑矿产出部位相当于主干韧性剪切带分枝剪切带中，大河沟锑矿、南峪沟锑矿产出于次级韧性剪切带的分枝剪切带中，围岩多为糜棱岩。

区内由原生晕圈定的锑元素异常区明显呈滴状轮廓，其头部靠西，尾部靠东，与韧性剪切带的宽度变化趋势相似；锑异常展布为带状，其走向与区内韧性剪切带的走向趋势一致；锑异常具明显的浓集中心，与韧性剪切带的密集区相对应。

区内锑矿床分布方面，从西向东，锑矿床与主韧性剪切带的距离逐渐增大，该特征与韧性剪切带的展布轮廓有关。

综上，本区锑矿床的分布，不论从整体宏观上，还是各个矿床、矿体的具体位置，都与韧性剪切带有密切关系。

4 韧性剪切带控矿规律

区内岩石经历了多期次的区域变质作用。从目前岩石的变质程度和分布特征可以看出，区域地层由3个不同的变质带组成，分别为绿泥石带、黑云母带和石榴石带，这些变质带是由于韧生剪切作用产生的退变质作用[8]。区域变质作用结果使锑产生了进一步的富集作用，其富集作用的场所即为韧性剪切作用而引起的温压降低区域，因此，韧性剪切带亦为锑矿床的最后定位区域。

在脆—韧性变形阶段，构造带的活动过程控制着成矿的控制反应，从而引起成矿反应，形成锑的沉淀作用。沿糜棱面理的微张裂隙，成矿热液与围岩产生交代作用，形成浸染型矿化。在脆—韧性剪切带活动的后期，由于地壳抬升，区域张应力的突然释放，造成已矿化的脆—韧性剪切带脆性破碎，使成矿热液远离平衡状态，加速矿质的晶出和分异。按矿床、矿体在构造带中的赋存特征，可分为以下4种类型。

1)矿床产于韧生剪切带走向变化区段

朱夏韧性剪切带西侧(寒山沟—南阳山)呈近东西向，东侧(双槐树—五里川)呈北西西向，区域内的锑矿床产于由东西走向向北西西走向转变的区段，如寒山沟、南阳山锑矿。

2)矿床产于次级、分枝韧性剪切带中

根据Sibson等提出的流体流动的地震抽吸机理，脆—韧性变形过程中，次级及分枝剪切带的变形是不连续的，伴随应力的突然释放和流体的沸腾作用。并且应力的释放也具有周期性，在脆性和脆韧性变形过程中，断裂一旦形成，在岩石中便产生了薄弱带，成为矿液的有利通道和矿质沉淀的场所，构造带的反复裂开—愈合作用使流体反复充填、沉淀，最终形成具有工业意义的锑矿床。如王庄锑矿产于次级韧性剪切带中，大河沟锑矿则产于分枝韧性剪切带中。

3)矿体产于断裂的膨大部位

据野外观察，矿体膨大部位往往张裂构造较为发育，形成大小不一、成分不同的构造角砾，辉锑矿、石英为角砾间的胶结物。该部位一般品位较高，矿化较稳定，长度延伸可达百米以上，如掌耳沟矿体东段和大河沟矿体的一部分。

4)矿体产于断裂带旁侧的构造裂隙中

因围岩的岩性不同，裂隙发育程度不同，矿化特征差别较大。围岩为片岩时，旁侧引张裂隙一般规模较小，延伸有限，沿裂隙仅形成数厘米宽的辉锑矿脉；围岩为刚性较强的浅粒岩时，裂隙可延伸40～60 m，辉锑矿可形成脉状、网状、团块状、假角砾状等，有时形成较大的矿巢，结晶粗大，如银洞坡锑矿。

5 结 论

双槐树—朱阳关韧性剪切带具有长期性和继承性的活动特征。加里东期推覆运动，韧性剪切带产生糜棱岩化及退变质作用；印支期大规模的“左”行走滑，致使岩层变形，进入退变质时期，致使锑进一步富集。

在脆—韧性变形阶段，引起成矿反应，形成锑的沉淀，并沿糜棱面理的微张裂隙，成矿热液与围岩产生交代作用，形成浸染型矿化；在脆—韧性剪切带活动后期，造成已矿化的脆—韧性剪切带受区域张应力作用脆性破碎，加速矿质的晶出和分异。

矿床、矿体在构造带中的赋存特征可分为4种类型：矿床产于韧生剪切带走向变化区段、矿床产于次级及分枝韧性剪切带中、矿体产于断裂的膨大部位和矿体产于断裂带旁侧的构造裂隙中。