陕西洋县矿山地质特征及成因分析

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1 概况

研究区位于位于陕西省洋县矿山地区，地处南秦岭山脉，属高中山区，地形切割较剧烈，山峦起伏，沟谷纵横，海拔一般在1000-2300m。研究区已查明该地区的矿资源量总矿石量8900多万吨。本文针对研究区矿山地质成因开展分析研究[1]。

2 矿产成因分析方法

2.1 矿体显微特征及恢复

（1）矿体构造特征

矿区位于北东向展布，断层中段偏东侧，受到该地区区域性断层构造控制，后期北西向及北东向断层叠加改造，矿区沿断层运移在地表形成出露点。

断层呈现北东向展布，在所属区域内，属于区域性压扭性正断层，倾向北西，地表表现为矿体破碎带，带宽为1.7～4.05m，具有强硅化性，断面陡直见擦痕、阶步，倾向336o，倾角在74～76o，断层受到挤压作用影响，挤压部位强烈，呈现出硅化碎裂现象，局部具麋棱呈现出矿化现象[2]。

矿床具片状粒状变晶结构；粒径变化比较大0.4～1mm。矿体呈长条状，不透明，含量约20%。石英为粒状，无色透明，I级黄白干涉色。呈现褐色，边部失水暗化，部分蚀变。富铁红矿体为无色，正中突起，不可见解理，有裂理，II级黄干涉色，含量＜5%。硬绿泥石：灰绿色，束状，干涉色灰白，内含炭质包裹体[3]。

矿带具粒状变晶结构。矿体呈先片状，长条状，不透明，分布于在矿床与矿脉颗粒之间，含量约10%。分布于在方解矿体颗粒之间，或呈脉状，分布不均匀，总含量25%左右。方解矿体呈锯齿粒状结构，闪突起，多组完全解理清晰可见，高级白干涉色，机械双晶发育。含量约65%。

矿体含粒状变晶结构。呈现出片状，长条状，不透明，分布于方解矿体颗粒之间，含量约5%。矿体呈锯齿粒状结构，闪突起，多组完全解理清晰可见，高级白干涉色，机械双晶发育。含量约95%。

（2）原矿恢复

变质矿原矿性质的识别和恢复是一项十分复杂的工作，就目前的研究程度，可以根据变质矿的产状、矿体结构组合和矿物共生组合特征对研究区矿体原矿进行初步推断。研究区矿体形态呈现条带状分布，层状、似层状，延伸稳定，厚度较稳定，矿性也较稳定，初步推测矿体属副变质性矿体，即原矿体为沉积矿。

从矿物组合特征来看，矿体以片状、片麻矿为主要分布，除矿床外主要由长石矿体、方解矿体组成，推断其原矿为含碳的碎屑矿。根据地层条件、矿区场地环境以及矿体种类的区别不同，在对矿体进行深度勘查时，可进行钻探矿产资源固定处理。

2.2 构造演化及矿床活动分析

（1）构造演化对成矿的控制作用

根据区域构造的观点，扬子古板块北缘在新元古代南华纪裂解形成勉略洋，中三叠世勉略洋关闭，即华北板块与扬子板块发生强烈碰撞，勉略构造带开始形成，并叠加复合了中新生代以来的多期构造变形，南秦岭地区的各类成矿作用均受该系列区域构造演化的控制，包括成矿物质来源、深度、元素种类、成矿类型及矿床的时空分布等。

研究区的矿床产出于下元古界，因此矿源层可能经历了中－新元古代以来的多期构造活动的影响。一般认为，前寒武纪地壳热流值较大，因此区域变质作用也相对容易发生，而含矿矿层越古老，则可能会经历多次的区域变质作用，因此其变质作用也越强烈。有学者认为扬子地台的区域变质作用主要发生于晋宁期（中元古代－青白口纪）（耿元生等，2012），这说明研究区的矿床矿源层具备了经历区域变质的条件。

中生代以来的构造运动，尤其是印支运动，造成了南秦岭地区的强烈变形，古老的沉积地层受到了强烈变形与破坏，发育了各种类型的褶皱和断层，这是决定研究区矿床赋存状态的重要控制性因素。

（2）矿床活动的影响分析

构造变动和地壳变形往往伴随着强烈的矿床活动。研究区周边在印支期以前就发生了酸性矿体的侵入，印支期的矿床侵入活动则更加广泛，往往形成规模较大的矿脉，且为多期或同期多次的复式矿体，研究区及其邻近地区分布的混合矿化杂矿体正是印支期矿床活动的产物。研究区内发育的三叠纪天华山单元（TnrT）和木河单元（TnrM）均属印支期的侵入体，是区域上南秦岭印支期矿床矿带的主要组成部分。

矿床的侵入，一方面加剧了构造的复杂性，另一方面可导致接触变质作用，甚至可伴随混合矿化作用。一般而言，热接触变质作用和混合矿化作用的发育部位，与侵入体的产状和矿体的接触关系较为密切，故其成矿带多发育在侵入体边缘或矿体接触带。对于早期变成矿体而言，侵入体的热容量则可以导致变质矿床的变质程度进一步加深。

图1 矿床中的显晶状矿体及其能谱特征

2.3 变质成矿作用分析

地质矿床按其成因可分为区域变质型矿床、接触变质型矿床和岩浆热液型矿床三种类型。其中，区域变质型晶质矿床最多，其次为接触变质型隐晶质矿床，岩浆热液型晶质矿床较少。

研究区矿床产于下元古界湾牛坝岩组，矿石以片麻岩类、片岩类和大理岩类为主，多具鳞片状变晶结构，以上特点符合区域变质型矿床特点。

此外，矿床中的矿体大多以独立矿物形式存在，并未与方解矿形成硅灰矿体，矿体分布于矿床硅化挤压颗粒之间（图1），表明原矿未发生接触变质作用，区域内矿体变质作用下含碳的硅质灰矿重结晶的产物。

矿体中含有石榴石和矽线石，前者是高压变质作用的产物，后者是典型的高温变质矿物，由富铝的泥质矿体经高级区域变质作用而成。

3 成因分析结论

根据研究区矿体显微岩石学特征、构造演化与矿床活动、变质作用特征等综合分析，研究区矿体的原矿可能为含碳的碎屑矿体颗粒，主要是经受了区域变质作用，并受到后期矿床活动的热接触变质作用叠加影响，原矿经强烈的区域变质作用（高温高压），发生脱氧、脱氢反应或重结晶而成矿。