河南王庄锑矿床地质特征及构造控矿规律

2021-11-08冯建涛何仕达李国琦张杰翟亚锋渠玉冰王恺何佳

矿产勘查 2021年8期

冯建涛，何仕达，李国琦，张杰，翟亚锋，渠玉冰，王恺，何佳

(河南省地质矿产勘查开发局第四地质勘查院，河南郑州 450001)

0 引言

王庄锑矿床行政区划属河南卢氏县五里川镇管辖，地理坐标东经110°57′16″～110°58′11″，北纬33°48′34″～33°48′20″。该矿床位于东秦岭北锑-汞矿带上，锑矿床成矿严格受朱阳关—夏馆（以下简称朱—夏）断裂带控制，区域上多数矿体产于其南侧的次级构造破碎带中（张正伟等，2007；杨荣华和孟宪刚，2012；徐进鸿等，2017），而王庄锑矿床为赋存于区域性朱—夏深大断裂主构造带中（河南境内王庄锑矿区称为双槐树断裂）的一个中型辉锑矿床，其锑金属量2万余吨，平均品位4.10%（李书文等，2015①），相比南侧次级构造成矿的南阳山锑矿、掌儿沟锑矿、班子沟锑矿、南峪沟锑矿等，王庄锑矿品位高、规模大特点。本文在矿脉追索、坑道及钻探编录的基础上，总结王庄锑矿控矿构造特征及矿体赋存规律，为研究区深部找矿及沿双槐树构造带区域找矿预测提供帮助。

1 区域地质背景

河南王庄锑矿区大地构造位置位于秦祁昆造山系（Ⅳ级）—秦岭弧盆系（Ⅳ-10级）—北秦岭岩浆弧（Ⅳ-10-2级）与商丹蛇绿混杂岩带（Ⅳ-10-3级）（潘桂棠等，2009）之间的主缝合带朱阳关—夏馆断裂带上（图1）。朱阳关—夏馆断裂带是一条由韧性、韧-脆性、脆性变形共同组成并伴随走滑性质的大型构造带（张建军等，2002；张欢等，2012），该断裂带及南侧的次级构造控制着锑矿床的分布（张国林等，1998；陈卓和刘国印，2015；韩天城等，2018）。以双槐树断裂为界，北侧地层为新元古界二郎坪群、中生界三叠系、新生界古近系，南侧地层为古元古界秦岭群、中元古界峡河岩群（杨琳等，2010；张学华等，2012；郭树银，2014；肖光富和吴禄川，2014；郭树银和郭宾锋，2015）。双槐树断裂构造由多条平行或分枝复合的断裂组合构成断裂带，是区内重要的控岩、控矿、导矿构造（杨琳等，2010；李柯等，2016；郭树银和郭宾锋，2015）。区内岩浆岩较发育，主要发育有超基性岩、花岗岩类及中基性火山喷发岩类，侵入时代有加里东期、印支期和燕山期（卢欣祥，1998；胡浩等，2011），且多呈北西西—南东东展布，与区域构造线一致，具多期次侵入特征。

图1 东秦岭北锑矿带区域地质略图（据河南省地矿局1989；陕西省地质局1989；张正伟等,2007修改）

2 研究区地质特征

研究区地层为中元古界秦岭群界牌组上段（Pt2j2）、中生界三叠系五里川组（T3w）及第四系（Q）。界牌组在区内仅见上段，据岩性组合可分3个岩性层，自下而上分别为石英方解石片岩、泥质大理岩、大理岩，总体走向290°～310°，倾角多为70°～80°。五里川组主要为变质砂岩，地层总体走向300°，倾向北东，倾角50°～60°（王夏涛等，2009；杨琳等，2010；韩天城等，2018）（图2）。

区内岩浆岩以脉岩形式产出，分布较广，岩性单一，主要有两种脉岩：斜长角闪岩（ψο3）和燕山期花岗细晶岩（γπ53）。斜长角闪岩分布在双槐树构造带南侧的秦岭群地层中，呈暗绿色，出露宽度2～15 m，沿走向长30～300 m不等，多以顺层产出。花岗岩多顺层侵入于三叠系五里川组变质砂岩中，形态多为脉状（郭树银和郭宾锋，2015）。

区内断裂为区域性朱夏断裂（双槐树断裂），由多条挤压断面组成，断裂以南为中元古界秦岭群界牌组地层，以北为中生界三叠系五里川组地层，断裂带总体走向110°～145°，总体倾向为南西，倾角75°～80°，沿走向有分支复合、膨大、缩小、扭曲现象，是主要的容矿、导矿构造。

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

王庄锑矿床共圈定工业矿体4个，编号分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，矿体特征见（图2、表1）。

表1 河南王庄锑矿矿体特征一览表

图2 河南王庄锑矿区地质略图

Ⅰ号矿体：为一隐伏矿体，矿体赋存标高为767～816 m，埋深25 m，矿体沿走向长27 m，沿倾向延深51 m，厚度1.34～1.94 m，平均厚度1.64 m，品位5.25%～6.59%，平均品位5.80%，形态呈脉状，总体倾向30°，倾角70°，沿走向南东侧伏，侧伏角为67°，顶板围岩为碎裂大理岩，底板围岩为碎裂大理岩、构造角砾岩。

Ⅱ号矿体：矿体位于双槐树构造控制的角砾岩带中，赋存标高523～822 m，矿体沿走向长368 m，沿倾向延深251 m，厚度0.35～11.30 m，平均厚度2.20 m，品位一般1.05%～11.76%，平均品位2.78%，矿体形态在剖面上呈S形的似层状，总体倾向212°，倾角75°～90°，矿石以角砾状矿石为主，有少量网脉状和细脉状矿石分布，顶板围岩为碎裂大理岩、角砾岩，底板围岩为糜棱岩化碎裂大理岩。在S形的转弯部位工业矿体具有厚度大，品位高特点。

Ⅲ号矿体：为一隐伏脉状矿体，赋存标高645～665 m，矿体沿走向长40 m，沿倾向延深20.60 m，厚度0.85～2.01m，平均品位1.43%，矿体倾向210°，倾角79°，矿石为角砾状，顶板围岩为糜棱岩化大理岩，底板围岩为糜棱岩，底板5.0 m以外为糜棱岩化碎裂变质砂岩。

Ⅳ号矿体：位于Ⅱ号矿体（采空区）下部30 m处，赋存标高380～536 m，矿体沿走向长179 m，沿倾向延深117 m，厚度0.35～2.53 m，平均厚度1.50 m，品位一般1.71%～4.65%，平均品位2.30%，总体倾向212°，倾角78°～83°，矿石以角砾状矿石为主，有少量网脉状和细脉状矿石分布，顶板围岩为碎裂大理岩、角砾岩，底板围岩为碎裂大理岩、糜棱岩化碎裂大理岩。

3.2 矿石特征

3.2.1 矿石矿物组成

根据矿石光、薄片鉴定结果，金属矿物以辉锑矿为主，次为黄铁矿，褐铁矿，铁锑华，微量矿物赤铁矿、磁铁矿、闪锌矿、硬锰矿、软锰矿、雄黄、雌黄、毒砂、方铅矿等；脉石矿物主要为石英、方解石，次为白云石、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、金红石和锆石等。

3.2.2 矿石化学成分

在王庄构造带中采集3个样品（表2）。SiO2在60.27%～67.28%之间，平均64.15%，C在2.75%～3.49%之间，平均3.00%，S在0.08%～4.43%之间，平均1.54%，CaO＞MgO，而S与Sb呈正比关系。以上特征表明构造带中的围岩蚀变以SiO2为主，热液中富含S元素，有利形成辉锑矿，Sb的品位最高为角砾状矿石，碎裂大理岩次之，最低为硅化大理岩矿石。

表2 河南王庄矿床矿石化学全分析结果/%

3.2.3 矿石结构构造

矿石结构主要有自形—半自形柱状结构（图3a）、角砾状结构（图3b）、糜棱结构、交代溶蚀结构等，局部为辉锑矿晶簇（图3c）。矿石构造主要有块状构造（图3d）、角砾状构造、细脉浸染状构造等。

图3 河南王庄矿区矿石手标本与镜下照片

4 构造控矿规律

双槐树构造带控制着区域上锑矿的分布（图4）。双槐树断裂呈北西西向展布，由多条挤压断面组成，断裂面主体北倾，局部南倾55°～85°，宽度数十米至数百米，在王庄矿区倾向185°～210°，倾角50°～85°，宽度16～105 m。在对矿区内探、采中段进行调查，分析工业矿体位置与构造带的关系，发现工业锑矿体形态、规模、空间位置等与双槐树构造带的分带有一定的规律性，双槐树构造带自南向北由糜棱岩带→碎裂岩化构造大理岩带→角砾岩带→碎裂岩化构造大理岩带→角砾岩带→碎裂岩化糜棱岩带组成，工业矿体主要定位在构造角砾岩带、构造内的碎裂大理岩带及糜棱岩带的挤压空间部位，本文根据矿体赋存的空间部位建立成矿模式剖面图（图5），将其分为带内构造控岩型、构造角砾岩型、糜棱岩型控矿。

图4 东秦岭双槐树韧性剪切带控矿分布示意图（据张正伟等，2007；伏雄等，2012修改）

4.1 构造大理岩型

在王庄矿区双槐树构造带控制着大理岩，不是所有的构造大理岩中均含锑矿体，在剪切作用下伴随着右型走滑，在上盘主构造面内侧的碎裂岩化构造大理岩带上形成羽状张性裂隙，而工业矿体定位在裂隙中，如（图5）中的①号矿体，矿体形态为脉状、囊状，倾向30°～35°，倾角70°～80°，顶板围岩为碎裂大理岩，底板围岩为碎裂大理岩、构造角砾岩。但相比②号矿体顶板碎裂岩化构造大理岩带中的羽裂状矿体，本类型锑矿体规模大，探矿工程易控制，因为本碎裂岩化构造大理岩带距上盘主构造面近，纵向上在近东西向主应力作用下，上盘向上剪切，受剪切应力大的旁侧大理岩形成较大的矿体定位空间。

4.2 构造角砾岩型

构造角砾岩型锑矿体是王庄矿区双槐树构造带内的主要矿体，如（图5）中的②号矿体及下部新发现的④号矿体，在构造叠加作用下热液沿角砾岩带就位，在角砾岩的胶结物中赋存，工业矿体随构造角砾岩带在剖面上呈陡S形波状弯曲、局部膨大、分支复合特征，倾向200°～212°，倾角65°～85°，厚度一般0.5～15 m左右，热液沿双槐树构造带中角砾岩带就位成矿，顶板围岩为碎裂岩化构造大理岩带，底板围岩为糜棱岩化碎裂大理岩，矿石以角砾岩状矿石为主，有少量网脉状。

4.3 糜棱岩型

双槐树断裂带规模大，具多条构造面组成，锑矿化体多赋存在下盘主剪切构造面内侧5 m范围的糜棱岩带、与糜棱岩接触的碎裂岩化大理岩中，因挤压作用在主构造面旁侧的糜棱岩带上由陡变缓的紧闭环境变为局部拉张空间，而工业锑矿体在此空间中就位，矿体形态多为小型隐伏短脉状、囊状，倾向一般210°，倾角70°～82°，锑矿体呈细脉状、网脉状、浸染状分布，但是规模较小，工程难以控制，顶板围岩为糜棱岩化角砾状大理岩，底板围岩为糜棱岩，如（图5）中③号矿体。

5 讨论与结论

5.1 讨论

前人认为王庄锑矿受构造和地层控制（伏雄等，2012；郭树银和郭宾锋，2015），本次通过对王庄锑矿工业矿体的空间赋存规律分析，王庄锑矿严格受双槐树构造带控制（图5），其赋存在碎裂大理岩及次级构造裂隙地层中的锑矿体是双槐树构造带的组成部分，根据工业锑矿体赋存的空间位置与双槐树构造带分带的规律性，双槐树构造带自南而北由糜棱岩带→碎裂岩化构造大理岩带→角砾岩带→碎裂岩化构造大理岩带→角砾岩带→碎裂岩化糜棱岩带组成。在数十米至百米宽的构造带中控制工业矿体难度较大，研究王庄锑矿工业矿体在双槐树构造带的空间关系，对找矿有指导意义。通过钻孔控制的Ⅳ号工业矿体位于双槐树构造带内角砾岩带（Ⅱ号矿体）下部30 m 处，并且在构造角砾岩带上盘碎裂大理岩带中见到羽裂状锑矿化体，Ⅳ号工业锑矿体的发现是对分带找矿的验证，具科学性、合理性，并且对沿着双槐树构造带中的构造角砾岩带和碎裂大理岩带深部找矿有指导性意义。