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 寨根—彭家寨與元古宙變泥質碎屑巖有關的夕線石礦床成礦亞系列(簡稱“寨根—彭家寨成礦亞系列”)

壹、區域地質構造背景

寨根—彭家寨成礦亞系列所處構造部位為秦嶺褶皺系北秦嶺褶皺帶寨根—彭家寨中條期地背斜褶皺束。南、北以西官莊-鎮平-龜山-梅山斷裂和朱陽關-夏館-大河斷裂為界分別與西峽—南灣王屋山地向斜褶皺束和二郎坪—劉山巖晉寧地向斜褶皺束相接,呈北西西向狹窄帶狀展布,斷續出露長逾300km,最寬達25km。隸屬於秦嶺大別褶皺系成礦帶北秦嶺-桐柏-大別成礦亞帶西峽北部—鎮平北秦嶺構造帶成礦區。

該成礦區出露地層主要為秦嶺群,其次在南北兩側邊緣地帶深斷裂斷續分布有上白堊統。區內秦嶺群自下而上劃分為郭莊組、雁嶺溝組、寬坪組和陶灣組。各組巖性和原巖建造見前壹節。其中雁嶺溝組為夕線石和石墨的賦礦層位。它經受了中壓相系高角閃巖相為主的變質作用。區內秦嶺群以層位齊全、變質較深、底部出現麻粒巖相、混合巖化普遍為特征。

該成礦區構造線方向為北西向(300°左右),由秦嶺群組成向西傾伏的大型復背斜帶,南北兩側為深斷裂所限,以南陽斷陷為界,復背斜帶分為東西兩段,西段為捷道溝-馬山口復背斜,東段為彭家寨倒轉復背斜。前者核部由郭莊組構成,兩翼為雁嶺溝組、寬坪組和陶灣組,南翼緩、北翼陡,內部次級褶皺比較復雜。後者核部由郭莊組構成,翼部為雁嶺溝組和寬坪組,兩翼因斷裂切割,在彭家寨以東缺失寬坪組。中條運動形成本地背斜褶皺束。區內斷裂主要為北西西向,多集中於南北兩側的朱陽關-夏館-大河斷裂和西官莊-鎮平-龜山-梅山斷裂附近,屬兩深斷裂的次級斷裂,常形成擠壓破碎帶,主要有蛇尾東、郭莊北、麥子山等斷裂。它們均顯示多期活動的特征。沿斷裂常有各種小巖體及脈巖充填。區內侵入巖以加裏東期為主,次為華力西期和晉寧期。南陽斷陷以西多以酸性巖為主,以東超基性基性巖較發育。

二、成礦控制因素

該成礦亞系列的礦床成因為變成礦床。其控礦因素與桑坪-隱山成礦亞系列壹樣,主要為原巖的性質及變質溫度、壓力、氣液流體等。

(壹)含礦原巖建造

內鄉崔家莊夕線石礦區含礦地層分層列於表6-12。從表中可知,礦區內含礦巖系的原巖屬碎屑巖-鈣泥質巖-碳酸鹽巖建造,斜長角閃巖原巖為拉斑玄武巖。有的學者還認為有中酸性侵入巖。從礦區內礦體頂底板剔除的圍巖夾層的夕線石品位來看(表6-13),含夕線石榴黑雲片巖為2.5%~9.31%,斜長角閃巖為0.73%~2.66%.,礦石的品位為14%~40%。表明這套含礦巖系含鋁較高,特別是其中泥質巖變質形成的含夕線石榴黑雲片巖含鋁最高,它為形成富鋁的夕線石、石榴子石礦床提供了物質保障,是成礦的主要控制條件之壹。

表6-12 崔家溝夕線石礦區地層分層簡表

(二)變質作用溫度、壓力

按前人對本區變質作用的研究成果,將秦嶺群大致劃分為藍晶石、夕線石、紫蘇輝石三個遞增變質帶,它們與復背斜的總體輪廓和諧壹致,分別相當於秦嶺群上、中、下段。紫蘇輝石麻粒巖相帶出露於馬山口以東,以桐柏彭家寨地區為典型。夕線石帶出露於內鄉馬山口以西,西峽縣臭泥溝-官山溝-大竹園以北地段。此線以南屬藍晶石帶。此外,復背斜西段北緣可能還有藍晶石帶零星出露。

根據秦嶺群特定的礦物***生組合(藍晶石、夕線石、紫蘇輝石、鐵鋁榴石及透輝石、黑雲母、普通角閃石、斜長石等),可將其變質作用劃歸中壓相系,推測其形成的溫度為600℃~700℃以上,壓力為2×108~10×108Pa,屬高角閃巖相—麻粒巖相變質產物。

表6-13 16~20線達到剔除厚度的夾層地質特征統計表

三、成礦特征

(壹)礦床式

寨根—彭家寨成礦亞系列的礦床式主要為崔家莊式夕線石變成礦床。

(二)崔家莊式礦床

崔家莊式夕線石礦床位於內鄉縣七裏坪鄉。目前發現有工業價值者主要有崔家溝礦床,其次,在徐家莊地段、西陽山地段和鎮平縣寺莊秋樹灣有夕線石礦點,三者均產於秦嶺群雁嶺溝組含石榴夕線黑雲片巖和石榴夕線片麻巖中。

1.成礦地質背景

崔家溝礦床內出露的地層主要為古元古界秦嶺群雁嶺溝組含夕線石榴黑雲片巖、(石榴)斜長角閃巖,其次在東北部分布有上白堊統,在溝谷和山坡上分布有第四系(圖6-4)。

礦區內褶皺和斷裂不甚發育,呈單斜構造,僅在礦床北西部頂底板部位發育壹條走向40°~50°,南傾,傾角70°的張性斷裂。

礦區內巖漿巖相對發育,於礦區東部主礦體底板有加裏東期花崗斑巖脈侵入。另外在主礦體的頂板和底板還發育兩條北東走向的花崗巖脈。對礦體均無明顯破壞。

2.礦石及礦化

圖6-4 崔家溝夕線石礦區區域地質略圖

1—第四系;2—上白堊統;3—秦嶺群雁嶺溝組;4—斜長角閃巖;5—夕線石片巖;6—黑雲斜長片麻巖

崔家莊夕線石礦床規模較大,按邊界品位10%(夕線石礦物含量),最低工業品位15%,最小可采厚度2m,夾石剔除厚度≥2m指標,圈出壹個主礦體(K2)和壹個非工業礦體(K1)。

K2礦體西起柏凹,東至崔家莊,呈北西—南東向展布,出露東西長1100m,南北寬120~200m,傾向延伸大於255m,其中工業礦體長858m,平均厚度72.33m,斜深80~255m。礦體總體呈層狀,西部呈分支狀,東部有夾層。礦石品位沿走向較小(變化系數為5.75%),單樣最高品位為32.69%,各工程平均最高為16.44%,最低為14.41%,平均為15.58%。沿傾斜方向最高品位為19.9%,最低為14.41%,平均16.37%,變化系數11.42%,有由地表向深部夕線石品位增高的趨勢。沿厚度方向品位變化略大(變化系數25.21%~46.32%)。礦體傾向30°~45°(平均36°),傾角30°~45°(平均36°)。

礦體的直接頂、底板圍巖均為石榴黑雲斜長片麻巖,片麻巖中均含有透鏡狀大理巖,礦體與圍巖呈整合接觸。

礦區內礦石類型簡單,均為石榴黑雲夕線片巖型。礦石的礦物組成列於表6-14。礦石的化學成分見表6-15。從表中可知,礦石的主要礦物為石英、黑雲母、夕線石、鐵鋁榴石。

夕線石礦物多呈針狀、纖維狀組成束狀集合體,單體長0.1~3mm,多作定向排列,有時在鐵鋁榴石、石英等礦物中呈細小包裹體。夕線石蝕變普遍被高嶺石和絹雲母集合體交代,交代強烈時,依夕線石呈假像。夕線石選礦精礦的化學成分見表6-16,夕線石熱功性能測試結果見表6-17。

鐵鋁榴石可綜合回收,粒度較大、顏色較好者可作低檔寶石。

礦石具斑狀、纖狀、針狀變晶結構,片狀構造。

此外,在崔家莊礦區東部和西部雁嶺溝組地層中分別發現有徐家莊和西陽山兩個夕線石礦點。徐家莊礦點礦段出露長度3.5km,寬0.2km,礦體傾向35°,傾角40°,矽線石品位10%~20%,礦石類型為石榴黑雲夕線片巖型,儲量可觀。其他特征與崔家莊夕線石礦

相似。西陽山礦點出露長約2km,寬0.1km,礦體東段產狀壹般傾向220°,傾角40°,西段傾向30°,傾角45°,夕線石品位10%~15%,礦石類型為石榴黑雲夕線片巖型。其他特征與崔家莊礦床相似。

表6-14 礦石礦物組成表

表6-15 原礦化學多項分析結果表

表6-16 夕線石精礦化學多項分析結果表/%

表6-17 熱功性能試驗結果

鎮平縣寺莊秋樹灣夕線石礦點礦層為秦嶺群雁嶺溝組石榴夕線片麻巖和含夕線黑雲片巖,礦帶呈北西—南東向延伸800m,厚度壹般40~60m,礦體呈長條狀和不規則團塊狀,夕線石含量變化為0.08%~20.48%,壹般為0.10%~10%。礦體傾向180°~220°,傾角40°~70°。礦石內其他礦物為石英、石榴子石、正長石、斜長石等。

四、礦床成因及亞系列成礦模式

崔家莊式夕線石礦床產於秦嶺群雁嶺溝組富鋁變泥質巖中,屬中壓高角閃巖相區域變質作用形成的變成礦床,成礦時代為古元古代。但後期(加裏東期)巖漿熱力活動使部分夕線石晶體增大,礦體進壹步富集。

該成礦亞系列礦床成礦模式見圖6-3。

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