河南省九丈溝金礦控礦構造分析

第59卷第2期有色金屬Vol. 59，No.22007年5月Nonferrous MetalsMay200 7河南省九丈溝金礦控礦構造分析張偉1,2,伍 剛2(1.中國地質(zhì)調查局資源平價(jià)部,北京 100011; 2.中國地質(zhì)大學(xué),武漢 430074)摘要:通過(guò)研究斷裂的幾何特征 、構造特征等,分析區城應力場(chǎng)和礦區構造應力場(chǎng),揭示九丈溝金礦床控礦構造規律。九.丈溝金礦床礦區位于華熊臺隆西緣,馬超營(yíng)斷裂帶北側。區內NE向深大斷裂(F1)構造以導礦為主,局部容礦,并總體控制各成礦帶分布,次級NW向構造則以容礦為主,并與NE向次級構造復合控制金礦床、礦體的產(chǎn)出?？氐V斷裂FI具有明顯構造控礦的層次性和規律性及構造活動(dòng)多期次的特點(diǎn)。關(guān)鍵詞:采礦工程;金礦床;控礦斷裂;構造應力場(chǎng);九仗溝中圖分類(lèi)號:TD863; P613文獻標識碼:A 文章 編號:1001 - 011200)02 - 0070- 05九丈溝金礦礦區位于河南嵩縣縣城西南30km分布,巖性主要為黃土色,灰黃色,黃土層夾粗砂層，處,屬于華北地臺南緣,華熊臺隆,熊耳山斷裂區西有些地段含礫巖,一般粒徑1~ 2cm,黃土層垂直節部。東西向馬超營(yíng)斷裂北側之北北東向萬(wàn)嶺斷裂組理發(fā)育(1]。內。區域內出露地層較老,地層劃屬華北區,豫西分礦區內褶皺構造不發(fā)育,地層呈單斜產(chǎn)出,傾向區,熊耳山小區,主要有太古界太華群、中元古界長(cháng)北東,傾角19°左右。斷裂構造較發(fā)育,規模較大的城系熊耳群和薊縣系下欒川群，中生界白堊系、新生斷裂構造較少,主要以F1,F2,F3三條斷裂為主,次界第三系和第四系。區域內褶皺簡(jiǎn)單,斷裂極為發(fā)級斷裂發(fā)育,僅在F1斷裂中發(fā)現有礦體。.育,北東、北西兩組斷裂相互交切構成了區域復雜的F1斷裂為于萬(wàn)嶺斷裂組之東側,北起蠻峪河，地質(zhì)構造格局。區域內巖漿活動(dòng)頻繁,其中熊耳群經(jīng)老和尚溝、九仗溝,向南過(guò)伊河至廟嶺一帶,全長(cháng)火山巖是本區最主要的地質(zhì)單元,也是主要的出露約6km。礦區內出露長(cháng)度約500m。金礦體就賦存地層。是一套以玄武安山巖-安山巖-英安巖一流于F1斷裂中。此斷裂走向20°~30°,傾向北西,傾紋巖為組合的火山巖系。巖石結構以玻璃質(zhì)、隱晶角47*~60*。斷裂向深部延伸,傾角由變緩的趨勢。質(zhì)為主,由于疊加了區域變質(zhì)作用,原巖成分、結構、礦區內無(wú)巖漿巖出露地表。構造發(fā)生了一定變化(1。2主斷裂構造帶地質(zhì)特征1礦區地質(zhì)概況F1斷裂(九仗溝斷裂)是萬(wàn)嶺斷裂組的主斷裂九丈溝金礦礦區位于外方山斷隆的中西部,大構造,位于伊河北岸萬(wàn)嶺一帶,在F1斷裂中分布有莊-中胡背斜之北翼,萬(wàn)嶺斷裂組之東側斷層帶內。趙嶺金礦和九仗溝金礦。F1內構造巖蝕變較強,構造蝕變帶寬約30~50m,其中強蝕變帶(內帶)寬約地層呈單斜產(chǎn)出，傾向北東，傾角20°左右。礦區面積較小,地層出露較單一,出露地層主要15~30m帶內巖性為硅化黃鐵礦化蝕變巖、硅化蝕是中元古界熊耳群焦園組上段(chj3)巖性主要是厚變巖,弱蝕變帶位于強蝕變帶兩側寬18m左右(由.層狀青灰色流紋斑巖、深灰色英安斑巖,巖石具霏細于區內構造以斷裂形式為主,其他構造不發(fā)育,故主微嵌晶結構、斑狀結構、塊狀構造,斑晶主要為斜長(cháng)要是研究F1斷裂的控礦作用)。2.1主斷裂(F1)幾何學(xué)特征石、鉀長(cháng)石、呈半自形板狀結構,斑晶在0.3~3mmF1斷裂,總體走向為20"~ 30° ,傾向北西,傾角之間,含量為15% ~20% ,基質(zhì)成分主要為長(cháng)石、石約65°斯烈而街浙亞吉形成的砂碎帶規模比較大,英,其次是暗色礦物。另在九仗溝及山頂有第四系最大中國煤化工有10m,并且寬度收稿日期:2005- 10- 18向北YHCNMH G在整體上是平直作者簡(jiǎn)介:張偉(1979- ).男,河北灤縣人.碩士生,主要從事礦的,但在南端的趙嶺金礦和九仗溝金礦的礦體部位床及同位素地球化學(xué)等方面的研究。發(fā)生了微小的方向改變即向北偏了約10* ,所以F1第2期張偉等:河南省九丈溝金礦 控礦構造分析斷裂在走向線(xiàn)上并非一條直線(xiàn)，而是在北東方向上點(diǎn),從角礫巖的力學(xué)分析即角礫的XY面與斷層面呈較小的轉折追蹤狀,并且斷裂向深部延伸傾角有所夾銳角指示對盤(pán)運動(dòng)方向由此可判斷520中斷的變緩的趨勢。后期斷裂為逆斷層。在510中段洞口處,在F1斷裂的上斷面上發(fā)育2.2.2碎裂巖。 巖石具碎裂結構、塊狀構造,原巖一個(gè)大的構造透鏡體,并且透鏡體上發(fā)育兩組節理整體略有破壞但從鏡下觀(guān)察仍可斷定為英安巖,碎產(chǎn)狀為96'/SW∠81°和295*/NE∠42° ,由構造透基含量約60%,其裂院紋中由磨碎物質(zhì)及次生的粉鏡體的XY面(δ1δz面)與斷裂面所夾銳角判斷F1末狀鐵質(zhì)氧化物、泥質(zhì)、硅質(zhì)物質(zhì)組成，巖石定名碎斷裂是逆斷層,見(jiàn)圖1。裂英安巖(2]。該F1斷裂中碎裂巖所占總體碎裂巖0481系比重不大約30%。2.2.3斷層泥。 是斷裂強烈研磨的結果,其單個(gè)顆粒不易分辨,且未固結成巖[3]。其發(fā)育與斷層的裂采空區.隙之中,斷層泥的發(fā)育說(shuō)明斷裂經(jīng)過(guò)強烈的擠壓過(guò)程。其位于斷裂裂隙中呈層狀分布說(shuō)明其后期為壓碎裂巖扭性的力學(xué)性質(zhì)。29542G8281采空區/45256圖1 F1 斷裂素描Fig.1 Scheme of F1 - fault belt同時(shí)在下盤(pán)主斷面上發(fā)育不規則擦痕，如圖2所示,表明下盤(pán)向上運動(dòng)，所以F1斷裂至少經(jīng)過(guò)兩期科1|期或兩期以上的構造運動(dòng),并且擦痕指示了最近- -2|期的活動(dòng)為張性,但是從上下盤(pán)相對位移來(lái)判斷,斷層仍為逆斷層。1-礦體;2-構造蝕變帶邊線(xiàn);3 -坑道圖3435 中斷素描Fig.3 435 iterrupted profile由以上可知,主斷裂(F1)為脆性斷裂,且斷層.泥的層狀分布說(shuō)明斷裂壓扭性質(zhì)的存在。圖2斷面上擦痕特征示意2.3礦體分布的構造部位特征Fig.2 Scheme of scratches on fault plane綜上可知,F1斷裂幾何形態(tài)較簡(jiǎn)單且顯示出多礦體形態(tài)與斷裂關(guān)系密切,礦體位于構造蝕變帶中,分布嚴格受構造蝕變帶控制,礦體全部附存于期活動(dòng)跡象。.斷裂的下盤(pán)故構造嚴格控制著(zhù)礦體的形態(tài)和產(chǎn)出位2.2構造巖特征構造巖發(fā)育主要有斷層角礫巖、碎裂巖、斷層置,見(jiàn)圖314]。礦體產(chǎn)狀與構造帶基本相同,總體走向17° ,傾角282*~295* ,平均287° ,傾角47°~ 60*，泥[6]。平均54",在礦體的中部附近礦體傾角明顯變緩。2.2.1構造角礫巖。 具碎裂結構,角礫狀構造,角同時(shí)礦體沿傾向具有向北傾伏的趨勢。礫碎塊多呈棱角狀,大小混雜,一般在0.5~ 5cm,大2.3.1定位性。九仗溝金礦礦體的規模、形態(tài)、產(chǎn)者可達10- 20cm。角礫內部仍保留著(zhù)原巖特點(diǎn),角狀嚴格受F1斷裂的控制,礦體全部賦存于F1斷裂礫的膠結物為磨碎的巖粉、巖屑及巖石壓熔物質(zhì),成帶內中國煤化工弱,直至消失。分為次生的鐵質(zhì)、鈣質(zhì)及泥質(zhì)硅質(zhì)等。角礫形狀不2.3.MHCNMH(斯裂帶中的九仗溝規則,大小不一,其中角礫巖中的角礫有部分被磨成金礦南響時(shí)趙時(shí)立留,⊥亞伊1件多分布于控礦斷裂透鏡狀、橢圓狀,同時(shí)不在斷層中見(jiàn)有定向排列的特走向拐彎處和傾角變化處,尤其是傾角由陡變緩部72有色金屬第59卷位。通過(guò)分析斷裂走向拐彎處是斷裂水平方向易于符合按德森(E. M. Anderson. 1951)模式(安德森認引張的部位，傾角變化處是控礦斷裂在垂向上的易為斷層面是一個(gè)剪裂面，8與兩剪裂面的銳角分角于引張的地段。線(xiàn)一致,83與兩剪裂面的鈍角分角線(xiàn)一致,82所在結合以上可知,斷裂面的轉換處是走向拐彎及盤(pán)向銳角角頂方向滑動(dòng),就是說(shuō)斷層兩盤(pán)垂直于δ2傾角交匯地段,是斷裂面中引張最大的地段,所以，方向滑動(dòng))所需條件,根據安德森模式作了應力狀斷裂拐彎處,傾角變化處及斷裂面轉換處是礦體富態(tài)分析,由于九仗溝斷裂受馬超營(yíng)斷裂的影響,在近集的有利部位。南北方向上受水平上的擠壓應力即為最大的擠壓應力軸(δ1)(方向與馬超營(yíng)斷裂帶垂直產(chǎn)狀水平),由3構造應力分析于受到潭頭大章新生代斷陷的影響,其最大拉伸軸3.1區域應力分析(83)為水平近南東方向(與舊縣- -下蠻峪斷裂帶區域內褶皺不發(fā)育,斷裂極其發(fā)育,有嵩縣中南垂直)。由以上應力分析可知九仗溝斷裂的應力狀態(tài)部地區斷層走向玫瑰花圖,見(jiàn)圖4,顯示區內發(fā)育北是最大主應力軸(8])和最小主應力軸(83)是水平東向和北西西向兩組斷裂,其中中北西向是馬超營(yíng)的,中間主應力軸(02)是直立的,其結果是斷裂面斷裂帶,南北向是舊縣-下蠻峪斷裂帶,北北東向是走向垂直于82,滑動(dòng)方向也垂直于82, 兩盤(pán)順斷層F1所在的萬(wàn)嶺斷裂帶,其三組斷裂帶控制著(zhù)整個(gè)區走向滑動(dòng),斷層走向與81和83成一定角度,如圖5域的構造應力場(chǎng)。所示[3,s]。以上分析結果及有關(guān)資料表明[1,4],F1斷裂是33030馬超營(yíng)斷裂或舊縣一下蠻峪斷裂的次級斷裂,區域應力場(chǎng)分析說(shuō)明其構造前期的活動(dòng),同時(shí)分析結00f果與現在F1斷裂的平移構造性質(zhì)基本一致,說(shuō)明區域構造應力場(chǎng)對九仗溝斷裂的形成和演化有巨大的影響。9o03.2礦區構造應力場(chǎng)分析本區挖礦斷裂的形成和發(fā)展受區域應力場(chǎng)的制圖4嵩縣南部地區斷層走向玫瑰花圖約,同時(shí)礦區的構造應力場(chǎng)的研究可以很好地分析Fig4 Rose showing for fault trending in礦床的成礦期次及成礦階段等問(wèn)題。southern area of Songxian由于本區的共軛剪節理與構造透鏡體均發(fā)育,F1斷裂位于馬超營(yíng)大斷裂帶的北部,其應力場(chǎng)構造透鏡體長(cháng)徑從數十厘米至數米均發(fā)育,有時(shí)成受其控制,在近南北向上擠壓應力較大,同時(shí)九仗溝組成帶產(chǎn)出,這主要是由擠壓作用產(chǎn)出的兩共軛剪斷裂位于潭頭大章新生代斷陷的東側,其應力場(chǎng)受節理所形成,眾所周知,剪節理的產(chǎn)生與斷層的力學(xué)斷陷邊緣舊縣--一下蠻峪斷裂的控制(其主要表現.性質(zhì)緊密聯(lián)系,見(jiàn)圖6,共軛節理測量是目前構造應為拉張作用形成的正斷層)即受近東西方向上拉張力場(chǎng)研究最有效的方法之一,本區地層單一,產(chǎn)狀基.力的作用由此作以下應力分析。本水平,應用效果會(huì )較好。下面利用共軛節理測量力方法對礦區做共軛剪節理的構造應力分析。剪應剪應力(1)構造剪節理在構造破碎帶中發(fā)育。經(jīng)實(shí)地張應力<= P一>張應力測量,把野外露頭上同期的共軛剪節理分組配套,凡交叉的兩組節理分別測量產(chǎn)狀并記錄,做成曲線(xiàn)圖,有大菜車(chē)如圖7所示。從圖7可見(jiàn),最發(fā)育的走向是剪應力一個(gè)NW300°∠50°和SE100*∠70* ,其在宏觀(guān)上共軛的。(2)將兩組共軛節理產(chǎn)狀投影于吳氏網(wǎng)上,利用安中國煤化工δ1 和δ3的方向，圖5九仗溝金礦床區域構造應力分析Fig.5 Regional tectonic stress field analysis in Jjuchanggou即YHCNMHG角分角線(xiàn)-致,δ根據前述可知九仗溝斷裂屬于地表近地表斷裂所在盤(pán)問(wèn)銳用用項萬(wàn)問(wèn)滑動(dòng),如圖8所示。第2期張偉等:河南省九丈溝金礦控礦構造分析7:其結果顯示F1斷裂為逆斷層,同時(shí)由于δ3軸向南西傾斜,結合區域應力場(chǎng)的分析可知斷裂經(jīng)過(guò)區域?s應力的作用產(chǎn)生平移斷層。又由于南北向擠壓,導致具逆斷層的性質(zhì),同時(shí)結合前人資料可知區域應力場(chǎng)為主構造期即平移是主要運動(dòng)分量,說(shuō)明F1斷層性質(zhì)是逆-左行平移斷層。4構造期次的劃分九仗溝斷裂的發(fā)展演化是長(cháng)期的,復雜的同時(shí)具有繼承性,根據F1斷裂的產(chǎn)狀、構造巖特點(diǎn)及區F-主斷層;0 -派生應力場(chǎng)主壓應力軸;03 -派生應力場(chǎng)主張域應力場(chǎng)和礦區應力場(chǎng)相結合分析,并結合前人資應力軸;S,S2- 剪節理;T-張節理;D-小褶皺軸面料[4],,依據F1斷裂與成礦作用的時(shí)間關(guān)系,可將其圉6主斷層及其派生節理示意活動(dòng)發(fā)展劃分為三個(gè)階段。Fig.6 Scheme of main fault and it' s outgrowth joints4.1 成礦前構造活動(dòng)300在區域的馬超營(yíng)斷裂活動(dòng)的南北向擠壓應力作-?觚向-0-餛角1用下,沿北北東方向產(chǎn)生了拉張作用具有左行拉張200-便向2面巖石破碎,形成F1斷裂帶,帶內形成了角礫巖和-X-便角2構造巖塊,分布雜亂無(wú)章呈棱角狀。在斷裂帶兩側巖石破碎,伴隨構造活動(dòng),上盤(pán)硅化強烈故巖層破碎°歲↓56程度較低,使成礦熱液沿構造破碎帶運移交代、交代取樣點(diǎn)蝕變,形成了鉀長(cháng)石化英安巖,鉀長(cháng)石化角礫巖,局部形成鉀長(cháng)石細脈。圖7節理產(chǎn)狀曲線(xiàn)Fig.7 Curve of joints occurrence.2 成礦期構造活動(dòng)隨著(zhù)燕山晚期熊耳山地區南北向陸內俯沖作用N知的結束,區域應力表現為近南北方向上的拉扭,導致熊耳山地區的大多數金礦主要呈EW向NE向,九16仗溝近南北方向斷裂發(fā)生左行剪切，其結果是走向.NE向的部分張開(kāi),使得F1斷裂破碎加強,角礫變小且為次棱角狀,同時(shí),產(chǎn)生了大量的構造透鏡體,6,f部分被完好的保存下來(lái)。伴隨五仗山花崗巖的侵人作用,使成礦熱液沿構造帶活動(dòng),帶內形成了較強的黃鐵礦化、硅化,絹云母化,高嶺石化。熱液蝕變后期形成了較強的方鉛礦化,閃鋅礦化,碳酸鹽化等。圄8吳氏網(wǎng)分析圖4.3成礦 后期構造活動(dòng)Fig.8 Wu digram showing analysis result在構造帶內發(fā)育有一系列的以北北東向為主的(3)由以上可得最大主應力δ1為SE向,傾角結構面,并切割了角礫巖,從滑動(dòng)面、擦痕、階步觀(guān)8°,最小主83應力近于直立,中間應力軸傾向北北察,該結構面為壓扭性,從而反映出受近南北向壓扭東，傾角約10*。說(shuō)明最大主應力軸δμ 和中間應力軸應力的多次作用,形成了構造帶內的多組滑動(dòng)面、斜82是近水平的,最大拉伸軸83是近直立的,82近似擦痕、斷層泥等。然而,總體來(lái)看,礦體破碎不強烈，平行于斷層面走向。根據逆沖斷層的應力狀態(tài)和莫多是巖石的再次破碎。對礦體制產(chǎn)生了破碎作用,爾圓,在水平方向上δ1逐漸增大或03逐漸減小即水為止中國煤化工平擠壓有利于逆斷層的發(fā)育。1的斷裂控礦規律，(4)由以上共軛節理測量方法獲得的應力場(chǎng)較大規CNMH G室南北向斷裂中的過(guò)近礦區主構造其應力場(chǎng),即中后期的構造應力場(chǎng),NE向斷裂內,是礦化主要發(fā)生于其中走向NE向的74有色金屬第59卷構造部位,礦化主要分布于斷裂構造的拐彎部位。布,故向北東方向還有成礦的可能。由以上的分析,在較大的范圍內礦化會(huì )有等距性分參考文獻:[1]河南省地礦廳.區調地質(zhì)調查報告(地質(zhì)部分、礦產(chǎn)部分) [R].鄭州:河南省地礦廳, 1992:24-25.[2]路鳳香,桑隆康,鄔金華,等.巖石學(xué)[M].武漢:中國地質(zhì)大學(xué)出版社，2000: 77-78.[3]朱志澄.構造地質(zhì)學(xué)[M].武漢:中國地質(zhì)大學(xué)出版社, 1998: 151.[4]河南省地質(zhì)二隊。河南嵩縣趙嶺金礦地質(zhì)勘探報告[R].保存城市?:河南省地質(zhì)二隊1999: 34-35.[5]袁見(jiàn)齊.礦床學(xué)[M].北京:地質(zhì)出版社, 1984:53- 55.[6]萬(wàn)天豐.構造應力場(chǎng)[M].武漢:武漢地質(zhì)學(xué)院，1983:89-90.Structure Analysis for Ore Body Controlling of Jiuzanggou Gold Deposit in HenanZHANG Weil2, WU Gang'(1. Department of Mineral Resources Asessment，China Gelogical Survey，Bejing 100011, China ;2. The Faculty of Resources, China Universily of Gesciences, Wuhan 430074，China)AbstractThrough researches on geometrical and tectonic characters of fracture, analysis on regional stress field andtectonic stress field of ore district, the rule of ore body controlling of Jiuzhanggou Gold Deposit is revealed. Thisgold deposit is located on the west of Huaxiongtai promontory and the north of Machaoying fracture zone.Within the field, NE large rupture (F1) which is mainly of ore conforming, locally of ore bearing controls thedistribution of every metallogenic belt. Sub- NW structure which is mainly of ore bearing co controls the outputof gold deposit and ore together with NE sub- structure. Mine- controlling rupture (F1) has obviousarrangement, orderliness and the character of multi periods of tectonic activities.Keywords: mining engineering; gold deposit; ore-controlling faults; tectonic stress field; Jiuzhanggou(上接第65頁(yè),Continued from p.65)Technology of Tourmaline Superfine Powder Production by Jet MillHU Zhen- feng, JIA Mu-xin( Beijing General Research Institule of Mining and Metallurgy, Beijing 100044, China)The effect of the technical parameters on the particle size of the tourmaline powder product from the jet millis investigated by the QLM- IV fluidized bed opposed jet mill . The results show that under the condition of themuzzles size ( 13mm and the rotating speed of classification wheel 3900 r/min, the powder products with d so-size3.390μm and 1. 961μm are obtained from the cyclone classifier and the hop pocket dust collector,respectively. The tourmaline ultra-fine powders with the characters of narrow size distribution， fully-disagglomerated and without pollution can be produced with the jet mill system by adjusting the processparameters such as the rotating speed of classification wheel, the size of the muzzle and the comminution times.Moreover, the powder can be as the stirred ball mill to produce even finer powder.Keywords: mineral processing ; tourmaline; jet mill; ultra fine cormminution; particle size中國煤化工MHCNMHG