豫西西杨凹重晶石矿床地质特征及找矿意义

曹纪虎，马玉见，张晨

（河南省有色金属地质矿产局第六地质大队，河南 郑州 450016）

1 引言

崤山以产贵金属著称，与小秦岭、熊耳山一并称为豫西三大贵金属和有色金属成矿带（图1a）。近年国土资源大调查工程实施以来在崤山一带发现多处非金属矿床。陕县西杨凹重晶石矿床 即位于该成矿带内，与铧尖嘴、宫前等重晶石矿床共同构成了豫西熊耳群中的重晶石矿集区（图1b），呈现出良好的找矿潜力。前人对该重晶石矿集区的研究甚少，仅对铧尖嘴重晶石矿床进行了成矿地质特征研究[1]，矿床的成因、控矿因素及找矿意义方面的研究较为欠缺。研究认为，重晶石矿常与一些中、低温热液型金属矿床相伴，可以作为这些金属矿床的找矿标志[2]。

本文以矿集区内西杨凹重晶石矿为对象，通过对其形成环境和地质特征研究，揭示Ba成矿元素与金属元素的相关性，为全面认识豫西重晶石矿集区形成机制和服务相关矿产勘查评价提供新的参考，并对崤山北地区找矿的进一步突破提供一定理论基础。

2 成矿地质背景

本区在区域地质构造中位于华北陆台南缘——秦岭造山带东段的崤山北部，处在熊耳裂陷盆地内（图1a）。区域构造线大致呈北西走向，平行于华北与扬子陆块缝合带。

图1 西杨凹成矿区域地质简图②

西杨凹重晶石矿床产在中元古界熊耳群地层中。区域内熊耳群为一套未遭受变质的火山熔岩建造[4]，自下而上依次许山组、鸡蛋坪组、马家河组。其中许山组为一套以陆相喷发为主的中偏基性火山熔岩；鸡蛋坪组为一套酸性熔岩，主要岩性为紫红色流纹岩、斑状流纹岩等；马家河组为一套中性熔岩，岩性主要为安山岩、杏仁状安山岩等。区域北部小面积出露第四系、二叠系、石炭系、寒武系、蓟县系地层。熊耳群北东侧以洛阳-鲁山断裂为界，与新太古代太华群混合片麻岩-火山岩中深变质岩系的变质基底相邻，南侧以黑沟-栾川断裂为界，与中元古代秦岭群片麻岩-大理岩等高级变质岩系相邻[3]。区域内次级断裂比较发育，或北东东向-近东西向，或北东向，或北北西-近南北向，其中北北西-近南北向断裂为区内主要容矿断裂，发育铜矿化、钨矿化、重晶石矿化等。区域上岩浆活动较强烈，广泛分布熊耳群火山岩，仅东北部出露小面积燕山期的花岗闪长岩体（图1b）。

3 矿床地质特征

3.1 地层

矿区位于豫西熊耳群中的重晶石矿集区中部，出露中元古界熊耳群马家河组。马家河组由一套中酸性火山岩-安山岩、安山玢岩等组成，发育砂岩、凝灰岩等碎屑沉积夹层，岩性主要为安山岩、杏仁状安山岩等。层理不明显，一般倾向20°～30°，倾角35°左右。矿区内未见岩浆侵入体的出露。

3.2 构造与矿化

区内断裂较为发育，以两条大的断裂带为主，它们走向或北北西向（F111），或近南北向（F112）。其中F111出露于盘头坡一带，宽2～6m，地表出露长度数千米，矿区内断续出露约3000m，走向345°～355°，倾向南西，局部倾向反转，倾角72°～85°，断裂带呈膨大、缩小之特征，膨大部位矿化较强，断裂南部多发育重晶石化，向北铜矿化逐渐增加，直至延伸矿区外围；F112出露于杨凹-后河一带，宽1～4m，地表出露约4000m，走向0°～5°，倾向南东，倾角70°～85°，断裂带呈膨大、缩小之特征，断裂南部多发育重晶石化，中部铜矿化逐渐增加，向北延伸发育赤铁矿化。二者为矿区主控矿断裂带，其周边发育规模小的次级断裂带，矿化较弱。

矿区矿化特征有明显的水平分带和垂直分带特征。由于深部控制较浅，垂直分带特征不及水平分带特征明显。

3.3 矿体特征

矿体受北北西向（F111）或近南北向（F112）断裂构造控制，呈脉状或豆荚状产在马家河组安山岩中。据资料显示②，矿体埋深在距地表100m以浅，深部未控制。矿体顶板一般为紫红色安山岩，偶见小杏仁体，杏仁大小1～3mm，底板围岩为灰绿色安山岩，少见杏仁体。矿体顶板围岩蚀变较明显，发育硅化、碳酸盐化、褐铁矿化等，靠近矿体的围岩呈暗紫红色，远离矿体颜色逐渐变浅，推测是由于围岩受热液烘烤的程度不一样而引起的。硅化、碳酸盐化与重晶石矿化关系较为密切。

目前共圈定6条矿化体②，其中石英-重晶石矿化体3条，重晶石-铜矿化体3条。长度介于40～1000m，规模较大的有3条（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ），由矿区大的断裂带F111、F112控制，小规模矿化体有3条，由断裂带F111、F112的次级断裂控制。矿体呈脉状、豆荚状，走向北北西向或近南北向，倾向或南西或南东。矿体与围岩界线清楚，控矿构造断裂表现为张扭性特征，矿体呈膨大、缩小特征，部分小矿体在走向上突然尖灭。矿体成带状出现，形态受断裂控制，有分支复合、尖灭再现现象。矿体中心部位和地表硫酸钡含量高，边部和深部含量降低，矿石中矿物组分简单。

3.4 矿石特征

矿石主要为原生矿石，仅见少量氧化的铜矿石。按矿石矿物组成，可分为石英-重晶石矿石、石英-重晶石-铜矿石、重晶石-赤铁矿石三种。

矿石构造主要为块状构造，显微镜下显示中-粗粒状结构、斑状变晶结构、交代残余结构、填隙结构。依照矿相学特点，可将石英分为两个成矿期次，一期早于重晶石成矿，一期伴随重晶石成矿。

在矿物组成上，矿石矿物主要为重晶石、辉铜矿、铜蓝、赤铁矿等，以及少量的斑铜矿、黝铜矿、银矿、黄铁矿等；脉石矿物主要为石英、方解石。重晶石呈灰白、粉白色，板状、柱状，粒径0.5mm～3.0mm，含量20%～97%，重晶石品位30%～91.54%，平均44.34%；铜矿石呈褐色、蓝色，多呈团块状，为辉铜矿、铜蓝、斑铜矿等的集合体，铜矿多以细脉赋存于石英脉与围岩接触部位，细脉铜矿品位可达26.20%～29.42%，其中银品位36.7～40.5×10-6，与铜品位呈正相关关系，但厚度较薄，一般为10～20cm。

4 找矿意义

人类最早利用的矿产是非金属矿，其在人类生活中的地位逐渐提高。随着高新技术的迅猛发展，一个国家的非金属矿物加工利用技术水平已成为反映这个国家现代工业发达程度的重要标志之一 。河南作为矿产大省，传统非金属矿产开采量大，但重晶石为我省不能支撑可开发的矿产[7]，在西杨凹矿区开展重晶石找矿勘查意义重大。

重晶石作为一种常见的含钡矿物，与热液型金属矿床的形成有着一定成因联系。学者研究认为，热液型重晶石矿床具有明显的垂直与水平分带规律[2,8]，重晶石矿体一般分布于矿带的上部，距下部金属矿体几十米至上百米，二者近乎平行；或者重晶石与金属矿共生，重晶石分布于矿体上部，金属矿分布于矿体下部。热液型钡的成矿温度一般介于165℃～184℃[8]，具有较强的倾向性，主要出现矿带的上部，若钡与其他元素（银、铅、锌、汞、锑、砷等）组成多元素组合异常时，该异常可视为盲矿异常[2]。重晶石作为非金属矿产资源的同时，也是寻找金属矿产的重要标志。

5 结论

西杨凹重晶石矿床属脉状热液型，矿体严格受断裂构造控制，目前仅控制矿体深度约100m以浅。矿（化）带南部主要为重晶石，向北推移逐渐发育铜矿化、赤铁矿化，经钻探揭露，矿体深部发现铜金属矿化，与热液型重晶石矿床水平分带和垂直分带规律相符合。最新勘查成果发现区外多处铜矿化、钨矿化点 ，再次佐证了重晶石矿床分带规律。对西杨凹重晶石矿床的深入研究，有望进一步实现本区金属找矿的突破。