河南省桐柏县西赵庄矿区矿体地质特征及成因分析

彭亚南，许 栋，黄 达，王承中，范金伟

（河南省地质矿产勘查开发局第三地质矿产调查院，河南 信阳 464000）

1 区域背景

桐柏地区处于秦岭造山带东段核部，该带是由多个形成于不同构造环境、有着各自独立的建造特征、变形变质和构造演化序列的构造地层地体[1]，经多次聚合后拼贴并焊接为一体的复杂构造带（图1），以羊册-明港韧性剪切带（羊明断裂）和西官庄-松扒韧性剪切带（龟梅断裂）为界，北部为华北地台南缘褶皱带，中部为北秦岭褶皱带，南部为南秦岭褶皱带。矿区位于北秦岭褶皱带之朱庄背斜南翼，位于北秦岭褶皱带内，地层单元主要有秦岭岩群、宽坪群、二郎坪群和蔡家凹岩组[2]。

图1 桐柏地区地质略图

刘山岩铜锌矿带赋矿岩石为二郎坪群，原岩为一套细碧-石英角斑岩夹碎屑岩系，岩石密度大，表现为区域重力相对高值区；围山城金银矿带内分布的地质体主要为歪头山组地层、梁湾岩体和桃园岩体，且下部存在隐伏岩体，岩石密度较低，表现为区域重力相对低值区。在泌阳凹陷东部边缘形成明显的重力梯级带，普查区位于该梯级带上，成矿条件有利。

2 矿区地质特征

区域构造主期变形表现为顺层滑覆形成的褶叠层构造，层内褶皱翼间角多小于30°，属紧闭同斜褶皱，轴面呈北西西-南东东向展布，枢纽向南东东向倾伏，倾伏角约30°；后期叠加有北西西向、近南北向等脆性断层，对矿体改造不明显。区内采用火山岩性-岩相-火山构造填土方法，野外注重识别变余火山结构构造和恢复原岩，根据岩石特征及火山岩展布特征，将区内变石英角斑质（熔结）凝灰岩层、变中酸性凝灰岩层厘定为火山碎屑流沉积，初步认为石蛮子庄-下鸭子口一线为火山穹丘分布位置，上砚瓦沟向东为火山盆地位置。区内地表出露有矿（化）体的下鸭子口地区，正处于火山穹丘向火山盆地转折部位。

3 物探异常特征

本次电法测量共计实施了4条激电剖面。

W29：主要岩性是石英角斑质凝灰岩，ηs在1%～2%之间，ρs在50～400Ω·m之间。岩石具有黄铁矿化、重晶石化、硅化及菱铁矿化等矿化现象，推测深部高极化率异常应与黄铁矿化等硫化物有关。200m～400m深部的高阻体应代表异常地质体，其长轴方向近直立可能代表深部岩性界面产状变陡。

W25：主要岩性是强硅化蚀变岩和角砾岩，ηs在1%～2%之间，在剖面40m～100m深50m以下出现极化体，强度ηs一般在3.5%～5%之间，最大值达7%。极化体所对应的电阻率为相对低阻，ρs在50～800Ω.m之间。

W14：主要岩性是凝灰岩、变玄武岩，ηs值一般低于1%，ρs一般在700Ω.m左右。

W18：主要岩性是凝灰岩、变玄武岩中间夹杂硅质板岩，ρs一般在400Ω.m以下，ηs一般在1.3%以下。

4 矿（化）体特征

根据槽探、钻探工程控制结果，圈出矿体4条（X1、X2、X3、X4），其中工业矿体1条，低品位矿体3条。圈定重晶石矿化体4处（HX1、HX2、HX3、HM1）。

4矿体按产状大致可划分为2种类型，分别为脉状矿体和层控平行细脉状矿体。

脉状矿体位于矿体群的南部，即靠近蚀变岩筒的下部产出，赋矿岩石为石英重晶石岩。该类型矿体包括X3、X4矿体，近平行排列，平面距离约8米，矿体长150m～175m，厚0.94m～3.03m，矿体平均品位BaSO4（%）为30.50%～51.87%，围岩为变质中酸性凝灰岩。层控平行细脉状矿体位于矿体群的北部，即靠近蚀变岩筒的上部产出，赋矿岩石为变石英角斑质凝灰岩。矿体呈厚约3cm～10cm的细脉切层贯入到变石英角斑质凝灰岩中，围岩具有浸染状重晶石矿化，多伴生有硅化、高岭土化和赤铁矿化。该类型矿体包括X1、X2矿体，近平行排列，平面距离约3m，矿体长330m～540m，厚0.95m～1.70m。

5 矿石质量

（1）矿石化学成分、有害组分及特征。区内矿石的有用成分为BaSO4，综合矿石的不同用途，选择分析了SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、Cu、Pb、Mn、水溶盐等8种有害成分作组合分析（表1），有用成分及伴生有害成分在不同矿体的分布具有一定特点。

表1 矿区矿石组合分析结果一览表

（2）矿石的物质组成。矿石矿物成分主要为：矿石矿物比较单一；脉石矿物有钠长石、石英、绢云母、绿泥石、黄铁矿、方解石、电气石等。

重晶石：呈它形粒状，杂乱分布，粒度一般在0.05mm～0.25mm，少数小于0.05mm，含量约15%～50%不等，大多数颗粒呈齿状镶嵌，粒内具波状消光。石英：早阶段岩浆成因石英，呈微粒状，粒度一般小于0.1mm，杂乱分布，略显定向；晚阶段热液成因石英，多与重晶石交生构成石英重晶石脉，少部分呈稀疏浸染状、团块状分布于变石英角斑质凝灰岩中，呈它形粒状，粒度一般为0.05mm～0.25mm。绢云母：鳞片状，大部分相对聚集，呈断续线纹状定向分布；少数呈长轴定向，分布于长英质间，片径一般小于0.1mm。绿泥石：鳞片状，长轴定向分布于长英质间，或相对聚集呈线状定向分布，粒径一般小于0.1mm。黄铁矿：呈它形粒状，粒径以0.07mm～1.5mm为主，少部分小于0.07mm，主呈星散状分布，具轻微白铁矿化，其边缘多被褐铁矿交代，部分呈交代残余结构、交代假象结构。

（3）矿石结构、构造。矿石结构主要为：粒状变晶结构、变余斑状-基质变余微粒结构。构造主要为脉状构造、层控平行细脉状构造、块状构造、浸染状构造、似千枚状构造。

（4）矿石类型。区内矿石类型比较简单，按选矿加工性能来看，该区主要为易选矿石。按照矿石的矿物组合、结构、构造来看，本区矿石主要为石英—重晶石型。

6 成矿特征及找矿标志

6.1 成因特征

矿区发现的矿床属火山喷流沉积型。区内主要岩石类型为变石英角斑质（熔结）凝灰岩、变中酸性凝灰岩、绿泥石化变中酸性凝灰岩、片理化变中酸性凝灰岩、变玄武岩、硅质板岩、变细粒长石砂岩等，属于一套以中酸性火山岩为主的中酸性火山岩建造。根据岩石特征及火山岩展布特征，石蛮子庄地区属于火山穹丘发育地带，下鸭子口东属于火山穹丘向火山盆地急剧转折地带，位于火山岩型矿床成矿有利地位，分别在上述成矿有利的石蛮子庄、下鸭子口地区厘定出2处成矿有利构造-蚀变岩筒，已发现的矿（化）体全部位于蚀变岩筒内，属于火山喷流沉积型矿床的“上层下脉”双层勘查模型中的下部脉状矿体，且下鸭子口蚀变岩筒中4条矿体具有自蚀变岩筒下部向上，在流体压力不断减小的情况下，矿化样式具有从大脉向细脉转变的特征。

后期构造对火山构造及矿体形态改变较强，造成蚀变岩筒上部细脉状矿体近平行排列形成层控细脉状矿体，即形成所谓的“假层理”。另外，前人在下鸭子口东第四旋回顶部界面附近控制的4条铜锌矿体，显示出勘查模型上部岩性界面控矿的特征。

6.2 找矿标志

成矿地质体为刘山岩组地层中的变石英角斑岩等次火山岩体，赋矿岩石组合为变石英角斑质凝灰岩、变中酸性凝灰岩、硅质岩等主要由中酸性火山岩组成岩石组合；成矿构造为大陆板块拉张环境下与火山穹隆伴生的蚀变岩筒及喷流口构造；成矿结构面为火山喷发旋回界面附近及蚀变岩筒同火山期构造裂隙；围岩蚀变标志：近矿围岩蚀变表现为硅化、重晶石化、绢云母化及少量黄铁矿化；远矿围岩蚀变为绿泥石化。