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      河南商城縣老母豬石山鉭鈮礦地質(zhì)特征及找礦方向

      2014-08-27 01:09:22郭俊剛卞孝東王盤(pán)喜王守敬
      中國(guó)地質(zhì)調(diào)查 2014年1期
      關(guān)鍵詞:粒巖老母豬石山

      郭俊剛,卞孝東,王盤(pán)喜,王守敬

      (1.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院鄭州礦產(chǎn)綜合利用研究所,河南 鄭州 450006;

      2.國(guó)家非金屬礦資源綜合利用工程技術(shù)研究中心,河南 鄭州 450006;

      3.國(guó)土資源部多金屬礦評(píng)價(jià)與綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,河南 鄭州 450006)

      1 區(qū)域地質(zhì)背景

      河南老母豬石山鉭鈮礦區(qū)位于秦嶺地層區(qū)南北地層分界部位[1]。區(qū)域上地層以龜-梅斷裂為界,分為兩個(gè)地層分區(qū),以南稱(chēng)南秦嶺地層分區(qū),以北稱(chēng)北秦嶺地層分區(qū)。根據(jù)已有的區(qū)域地質(zhì)資料,前人將區(qū)域地層劃分為巖石地層單位、構(gòu)造地層單位及構(gòu)造巖石單位。依據(jù)此劃分方案,區(qū)內(nèi)地層由老到新依次劃分為中-新元古界龜山巖組,新元古界大紅口巖組,下古生界石門(mén)沖巖組,上石炭統(tǒng)胡油坊組,中生界侏羅系、白堊系,新生界第四系。

      礦區(qū)位于桐柏-大別造山帶中段,華北陸塊和揚(yáng)子陸塊兩大陸塊的接壤地帶,區(qū)域上構(gòu)造發(fā)育,褶皺、斷裂并存,主構(gòu)造格架表現(xiàn)為近EW向展布的強(qiáng)變形帶及由它們分隔或被它們夾持的、變形程度相對(duì)較弱的弱變形域相間分布,強(qiáng)變形帶及弱變形域中表現(xiàn)出規(guī)模不等的網(wǎng)結(jié)狀構(gòu)造輪廓[1](圖1)。

      區(qū)域上巖漿巖分布較少,僅可見(jiàn)區(qū)域中北部出露的少量下白堊統(tǒng)陳棚組中一套中-中酸性火山巖,以及零星分布的一些石英脈。

      2 礦區(qū)地質(zhì)特征

      礦區(qū)地層分為構(gòu)造地(巖)層和巖石地層單位兩類(lèi)。構(gòu)造地(巖)層包括新元古界大紅口巖組和下古生界石門(mén)沖巖組,巖石地層單位包括石炭系、侏羅系和第四系[2-4](圖2)。

      大紅口巖組:在礦區(qū)廣泛分布,分為上、下兩段。下段為淺肉紅色、褐黃色的鉀長(zhǎng)淺粒巖,局部夾有白云母石英片巖、白云母鉀長(zhǎng)片巖及絹云母片巖;上段為灰白色硅質(zhì)條帶狀白云石大理巖;兩者呈整合接觸關(guān)系。大紅口巖組下段以斷層式接觸關(guān)系推覆于原地地層之上。

      石門(mén)沖巖組:該巖組以含碳質(zhì)絹云石英片巖、白云石英片巖、石英巖及大理巖組合為特征,與下伏的大紅口巖組呈斷層接觸。

      石炭系:僅見(jiàn)上石炭統(tǒng)胡油坊組,以灰黃色長(zhǎng)石砂巖與灰褐色泥質(zhì)粉砂巖互層為特征。主要巖性為中厚層中細(xì)粒長(zhǎng)石砂巖、薄板狀泥質(zhì)粉砂巖及少量礫巖與灰?guī)r透鏡體。與上覆大紅口巖組呈斷層式接觸。

      侏羅系:區(qū)內(nèi)僅見(jiàn)侏羅系中統(tǒng)的朱集組中段。以河流相紅色碎屑巖為特征,為紫紅色復(fù)成分礫巖、含礫長(zhǎng)石砂巖、粉砂巖,偶見(jiàn)灰?guī)r夾層。

      圖1 大別山北麓區(qū)域構(gòu)造略圖[5]

      第四系:以沖積、洪積為主,在山前坡地邊緣以殘坡積為主,形成一些含礫砂土、亞砂土、亞黏土等較松散的沉積物。

      礦區(qū)大地構(gòu)造位置屬桐柏-大別造山帶中段,隸屬北淮陽(yáng)褶皺帶,不同期次不同層次的構(gòu)造活動(dòng)頻繁,根據(jù)不同地質(zhì)體的構(gòu)造變形特征、地層時(shí)代及空間疊置關(guān)系,可劃分為原地系統(tǒng)即巖石地層單位和異地系統(tǒng)即構(gòu)造地(巖)層單位[6-7]。

      異地系統(tǒng)即三洞蓋推覆體,由大紅口巖組和石門(mén)沖巖組組成,呈飛來(lái)峰置于原地系統(tǒng)之上;原地系統(tǒng)由石炭系、侏羅系和第四系組成,構(gòu)造變形作用不明顯,地層以單斜產(chǎn)出。異地系統(tǒng)與原地系統(tǒng)間由推覆斷層接觸,礦區(qū)位于三洞蓋推覆體的西端。

      礦區(qū)的巖漿巖出露較少,僅見(jiàn)一些石英脈產(chǎn)出。

      3 礦體地質(zhì)特征

      大紅口巖組下段鉀長(zhǎng)淺粒巖為鉭鈮礦賦礦層位,鉀長(zhǎng)淺粒巖走向325°~28°,傾向235°~298°,傾角11°~57°,鉭鈮礦僅賦存在該礦段層位中(圖3)。老母豬石山鉭鈮礦體呈近SN走向,似層狀產(chǎn)出,產(chǎn)狀與地層一致,但形態(tài)不很規(guī)整,南北兩端被斷層所限制(圖2)。礦體呈層狀產(chǎn)出,連續(xù)性較好,總體走向172°~200°,傾向SW,傾角22°~45°,礦體延長(zhǎng)500~1000 m,傾向延深100~320 m,礦體厚度在6.13~57.11m之間,(Nb,Ta)2O5品位501.2×10-6~923.0×10-6。

      通過(guò)礦石顯微鏡下光、薄片鑒定、人工重砂鑒定、X射線衍射分析結(jié)果和電子探針結(jié)果,查明礦石中主要礦物為鉀長(zhǎng)石、石英、白云母、黑云母和赤鐵礦,少量鋯石和獨(dú)居石,鉭鈮礦物為鈮鐵礦、鈮鐵金紅石和富鈦赤鐵礦(表1)。

      通過(guò)研究顯示,鉭鈮礦含鉭鈮礦物為鈮鐵礦、鈮鐵金紅石和富鈦赤鐵礦,含鉭鈮礦物粒度極細(xì),一般僅有0.01~0.02 mm,而且其高度分散。背散射圖像顯示礦石中鈮鐵礦多被赤鐵礦包裹,少量被脈石礦物包裹,或獨(dú)立產(chǎn)出(圖4)。

      圖2 老母豬石山鉭鈮礦礦區(qū)地質(zhì)及礦體分布圖

      圖3 老母豬石山鉭鈮礦3#勘探線礦體剖面圖

      表1 原生礦石主要礦物含量

      圖4 含鈮礦物背散射圖像

      通過(guò)礦石標(biāo)本觀察和顯微鏡觀察,礦石中主要結(jié)構(gòu)有:鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu),粒狀變晶結(jié)構(gòu),包含結(jié)構(gòu),花崗結(jié)構(gòu),自形、半自形結(jié)構(gòu),它形粒狀結(jié)構(gòu)等;主要構(gòu)造有:塊狀構(gòu)造,片狀構(gòu)造,片麻狀構(gòu)造和浸染狀構(gòu)造。

      礦床礦石的自然類(lèi)型可劃分為氧化礦石和原生礦石兩種。氧化礦石地表風(fēng)化作用較強(qiáng),向下漸弱,在非構(gòu)造發(fā)育地段,其最大風(fēng)化深度10 m左右,礦石中(Nb,Ta)2O5含量無(wú)明顯變化。氧化礦石在礦區(qū)所占比例較少。原生礦石中(Nb,Ta)2O5的品位為500.0×10-6~977.8×10-6,為礦區(qū)主要的礦石類(lèi)型。

      4 礦床成因

      老母豬石山鉭鈮礦床賦存在新元古界大紅口巖組中,賦礦巖石主要為鉀長(zhǎng)淺粒巖,有少數(shù)賦存在微裂隙發(fā)育的淺粒巖和云母鉀長(zhǎng)石英片巖中。根據(jù)鉭鈮礦所賦存地層的特點(diǎn),推測(cè)老母豬石山鉭鈮礦為變質(zhì)成因。目前國(guó)內(nèi)外已發(fā)現(xiàn)的鉭鈮礦床類(lèi)型主要為花崗偉晶巖型鉭鈮礦床、堿性長(zhǎng)石花崗巖型鉭鈮礦床、原生鈮礦床、風(fēng)化殼型鈮礦床和河流類(lèi)砂礦床[8-10],因此進(jìn)一步對(duì)該類(lèi)型礦床開(kāi)展成因研究,具有重要的意義。

      5 找礦標(biāo)志討論

      稀有元素礦物在巖石中多數(shù)處于分散狀態(tài),顆粒細(xì)小不易直觀觀察。因此在找礦過(guò)程中應(yīng)多借助于已發(fā)現(xiàn)的直接和間接的找礦標(biāo)志,往往會(huì)取得意想不到的效果。

      綜上所述,老母豬石山鉭鈮礦位于桐柏-大別造山帶中段,礦體賦存于呈飛來(lái)峰置于原地系統(tǒng)之上的新元古界大紅口巖組中,此類(lèi)特殊的地層條件和構(gòu)造條件是本礦床間接找礦標(biāo)志。而直接找礦標(biāo)志為地表微裂隙較發(fā)育的鉀長(zhǎng)淺粒巖,此類(lèi)巖石露頭中赤鐵礦、磁鐵礦、鐵質(zhì)薄膜含量較多,且清晰可見(jiàn),易于識(shí)別。

      6 結(jié)論與建議

      老母豬石山鉭鈮礦床為變質(zhì)成因礦床,資源量較為豐富。在礦區(qū)東部存在有大面積的鉀長(zhǎng)淺粒巖,有較好的成礦地質(zhì)條件,具有進(jìn)一步尋找該類(lèi)型鉭鈮礦床的良好前景。

      礦石中含鉭鈮礦物主要為鈮鐵礦、鈮鐵金紅石和富鈦赤鐵礦,但由于含鉭鈮礦物粒度極細(xì),且具有高度分散的特點(diǎn),在目前技術(shù)條件下,開(kāi)發(fā)利用存在一些困難。建議今后加大對(duì)該類(lèi)型礦產(chǎn)資源的選礦研究,充分利用該類(lèi)資源。

      參考文獻(xiàn):

      [1] 河南省地質(zhì)礦產(chǎn)局.河南省區(qū)域地質(zhì)志[M].北京: 地質(zhì)出版社.1989.

      [2] 王盤(pán)喜,卞孝東,王守敬,等.河南商城縣富鉭鈮鉀長(zhǎng)淺粒巖研究[J].現(xiàn)代礦業(yè),2011,(12):42-44.

      [3] 河南省地礦局區(qū)域地質(zhì)調(diào)查隊(duì).1∶20萬(wàn)商城幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告[R].鄭州:河南省地質(zhì)調(diào)查院.1980.

      [4] 河南省地質(zhì)礦產(chǎn)廳區(qū)域地質(zhì)調(diào)查隊(duì)六分隊(duì).上石橋幅(H50E001006)1∶5萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告[R].鄭州:河南省地質(zhì)礦產(chǎn)廳區(qū)域地質(zhì)調(diào)查隊(duì)六分隊(duì).1995.

      [5] 王瑜.大別山北麓地區(qū)的構(gòu)造格局[J].中國(guó)區(qū)域地質(zhì),1994,(2):141-147.

      [6] 劉文燦,王果勝.北淮陽(yáng)地區(qū)中生代逆沖推覆構(gòu)造[J].現(xiàn)代地質(zhì),1999,13(2):143-149.

      [7] 河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局第三地質(zhì)調(diào)查隊(duì).河南省商城縣老母豬石山礦區(qū)鉀長(zhǎng)淺粒巖礦普查報(bào)告[R].鄭州:河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局第三地質(zhì)調(diào)查隊(duì).2000.

      [8] 河南地質(zhì)十隊(duì).商城石門(mén)沖磷礦普查報(bào)告[R].河南信陽(yáng):河南省地質(zhì)礦產(chǎn)局第三地質(zhì)調(diào)查隊(duì).1976.

      [9] DZ/T 0203—2002.稀有金屬礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范.

      [10] 黃定堂.江西橫峰松樹(shù)崗鎢錫鈮鉭多金屬礦床成因探討[J].有色金屬礦產(chǎn)與勘查,1999,4(8):231-236.

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