河南省西峡县包沟红柱石矿矿床地质特征与矿床成因研究

2019-02-17常晓磊武守荣

四川水泥 2019年1期

常晓磊武守荣毕翀

（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 区域地质背景

矿区属北秦岭桑坪～隐山与元古宙～加里东期变质作用有关的红柱石、蓝晶石、矽线石、石墨矿床成矿系列中的红柱石、蓝晶石成矿亚系列。本亚系列所处成矿单元为西峡北部～镇平北秦岭构造带Au、Cu、Sb、Hg、As、稀有、非金属成矿区，大地构造单元隶属于北秦岭加里东期褶皱带，构造部位为二郎坪～刘山岩地向斜褶皱束。其南、北分别以朱阳关～夏馆～大河断裂和瓦穴子～鸭河口～明港断裂为界，呈北西西向狭窄带状展布。

2 矿床地质

2.1 矿区地质

矿区地层主要有下古生界二郎坪群小寨组（PZ1x）中上部和少量第四系（Q）。

小寨组（PZ1x）：中上部为一套变质碎屑岩系，主要为含石榴石、十字石、红柱石的黑云石英片岩，原岩为浅海相泥砂质碎屑岩建造。地层走向北西西，倾向189～232度，倾角46～72度。矿区几乎全为红柱石含矿带。

矿区所处构造部位属二郎坪～刘山岩地块向斜褶皱束内小寨倒转背斜北翼，地层呈单斜产出。区内无较大断裂产出，地表风化裂隙较发育。

2.2 矿体特征

矿区内主要矿体全部出露于矿区中部和北部，均受地层控制，沿走向延伸均较稳定，总体走向北西西，各矿体大体平行分布，向西明显收敛，中部较开阔。共圈出3个矿体， K1、K2、K3矿体，其中K1矿体为主矿体。

K1矿体分布于矿区中部，为该区的主要矿体，呈北西—南东向层状产出，产状与地层基本一致。总体走向120～300°，倾向222-236°，倾角43～50°。矿体全长800m，控制长度600m，控制延深60m。赋存标高670-930 m，埋深0-260 m。矿体厚度3.11米～18.24m，平均厚度8.68m；变化系数53.81%。红柱石含量3.15～14.31，平均含量7.94%，变化系数15.91%。

K2矿体分布于矿区中南部。矿体形态呈层状产出，产状与地层基本一致。总体走向120～300°，倾向209-225°，倾角35～50°。矿体全长约1500m，控制长度1400m，控制延深100m。赋存标高680-1200 m，埋深0-520 m。矿体厚度3.76米～83.13m，平均厚度25.57m，变化系数62.57%。红柱石含量3.67～18.00%，平均含量8.37%，变化系数19.33%

K3矿体分布于矿区北部，矿体形态呈层状产出，产状与地层基本一致。总体走向120～300°，倾向213°，倾角46°。矿体全长约550m，控制长度400m，控制延深100m，赋存标高670-850 m，埋深0-180 m。矿体厚度3.89～21.23m，平均厚度11.79m，变化系数53.15%。红柱石含量4.49～9.15%，平均含量7.18%，变化系数13.84%。

2.3 矿石特征

矿石中矿石矿物主要为红柱石，次为石榴石；脉石矿物主要为石英、黑云母，次为十字石、炭质物，少量及微量矿物多达20种左右。

矿石的结构主要具斑状变晶结构、鳞片花岗变晶结构、包含结构、碎裂结构、晶核结构、交代结构。矿石构造主要为斑点构造、片状构造、斜交构造、鱼刺状构造。

矿石化学成分以硅、铝、铁、钾、镁的氧化物为主，其中硅铝的氧化物占80%左右。

2.4 矿石类型

各矿体矿石的结构、构造、主要矿物成分基本相同，故自然类型为单一的红柱黑云石英片岩型。

2.5 矿体围岩及夹石

围岩形态均为层状或似层状，各层厚度不等，与矿体相间分布。其岩性主要为含红柱石、石榴石、十字石的黑云石英片岩及少量二云石英片岩。围岩与矿体实质上是一自然整体，二者整合接触，多呈过渡关系。

3 矿床成因

矿区地处东秦岭复杂造山带东段，朱-夏断裂北侧。红柱石含矿层赋存于下古生界二郎坪群小寨组内，小寨组岩石中铝含量为地壳克拉克值的 2倍多，为一套富铝、硅岩石，为红柱石矿床的形成提供了丰富的物源。区域矿产属于桑树坪～隐山红柱石～蓝晶石成矿亚系列；红柱石气液包裹体的均一温度为280～430℃等因素综合分析，含矿岩性为（含）红柱石黑云石英片岩、含石榴红柱黑云石英片岩、含十字红柱黑云石英片岩等，原岩为浅海相沉积的富铝贫钙的粘土质泥质岩,经区域变质后又多次迭加热力接触变质作用，形成红柱石矿床，属于沉积变质型矿床。

包沟红柱石矿床的成矿过程经历了下古生界富铝泥质碎屑岩沉积→加里东期区域变质作用成矿→燕山期区域动力变质和岩浆热力、气液变质叠加富集三个阶段。