测试与分析矿物岩石学
2012年1月6日
东秦岭钼矿床地质特征、矿床分布规律及成矿区带划分及斑岩型钼矿研究的几点新进展
前言
东秦岭至大别山钼多金属成矿带是我国著名的秦岭多金属成矿带的组成部分, 蕴藏着丰富的矿产资源。特别是近年来随着钼用途的拓展和价格的提高, 全国范围内掀起了新一轮勘查开发钼矿的高潮, 东秦岭(河南段) 在钼矿找矿方面也有许多新的发现, 钼矿床类型有斑岩型、斑岩- 矽卡岩型、斑岩- 角砾岩型、石英脉型及剪切带型, 以斑岩型为主;近几年在嵩县- 栾川及卢氏- 西峡相继发现脉型钼矿, 另外在方城四里店-拐河一带又发现了剪切带型钼矿床; 据成矿元素组合,有单钼(包括钼、铼) 型、钼- 钨型、钼- 铁( 或铁- 钼)型及钼- 铜( 或铜- 钼) 型。脉型钼矿和剪切带型钼矿的发现既丰富了河南钼矿床类型, 也为寻找钼矿奠定了基础。
本文是对河南省有色金属地质矿产局科技创新项目-“东秦岭( 河南段) 钼矿勘查选区研究”成果的一种总结, 对指导东秦岭( 河南段) 钼矿床找矿研究具有指导意义。
1 钼矿床地质特征
1.1 斑岩型钼矿床——卢氏县夜长坪钨钼矿床
矿床处于秦岭中央造山带与太行隆起带复合部位,矿区内出露地层主要为中元古界官道口群龙家园组及巡检司组; 构造以近EW 向褶皱为主, 断裂以NNE 向、NE 向断裂为主; 岩浆岩主要为燕山期钾长花岗斑岩, 呈岩脉沿EW 向断裂产出, 与钼矿化关系较为密切。
夜长坪钼矿体受近EW 向和NNE 向两组断裂复合控制, 两个主要矿体赋存于钾长花岗斑岩小岩体外部。上部矿体位于隐伏钾长花岗斑岩小岩体之上,平面形态为圆饼状, 剖面上为中间凸出的弧形, 矿体东西长800m, 南北宽约600m, 厚度为6.39～236.04m, 向四周有分叉现象; 下部矿体赋存于钾长花岗斑岩小岩体之下, 厚度达6.55～331.96m。上、下部矿体之间由钾长花岗斑岩体、无矿带或贫矿带将其分开。
金属矿物主要有辉钼矿、白钨矿、磁铁矿和黄铁矿, 次为黄铜矿、闪锌矿, 氧化矿物有褐铁矿、钼华、钼铅矿等, 脉石矿物主要有透辉石、透闪石、阳起石、滑石、绿泥石、萤石、石英等。矿石以粒状结构为主, 其中金属矿物辉钼矿、黄铁矿多为自形晶; 矿石构造主要为 浸染状、细脉浸染状、条带状构造。
矿石中w ( Mo ) 为0.031%～ 0.441%,平均为0.116%, 其中, 上部矿体w ( M o)平均为0.131%, w( MO3)平均为0.079%, 下部矿体w ( M o )平均为0.103%; w (WO3)平均为0.082% ; 矿体钨含量与钼含量呈正相关关系。矿石类型为辉钼矿型钼钨矿石, 矿床成因类型属斑岩钨钼矿床。 1.2 斑岩- 矽卡岩型钼矿床—— 栾川县上房沟钼矿床
该矿区是东秦岭钼多金属成矿带栾川钼矿田内的重要矿床之一, 与南泥湖- 三道庄钼矿床紧相毗邻。处于华北地台南缘的豫西断隆, 三川- 栾川断陷褶皱带中, 受曾河口- 石宝沟向斜控制, 区内地层、构造和岩浆岩均呈NWW- NW 向展布。
矿区出露地层主要为中元古界蓟县系上栾川群煤窑沟组, 与下伏南泥湖组呈整合接触。岩石受岩体侵入影响, 形成各种角岩和镁质矽卡岩。
与钼矿化有关岩体主要为燕山中期的酸性小岩体- 上房沟岩体, 分布于矿区中部, 为一椭圆形小岩体,侵入于煤窑沟组中段白云石大理岩中, 地表为两个不规则的长条状岩体, 相距100m, 地下则连为一体, 向南西侧伏, 侧伏角60°。地面展布方向为290°～300°,东西长500m, 南北宽100m, 面积约0.03km2, 为一复式岩体,主体岩石为花岗斑岩, 次为斑状黑云母二长花岗岩。
矿床主要工业矿体分布在花岗斑岩体内外接触带的花岗斑岩、矽卡岩及蚀变白云石大理岩内,近岩体处厚度大, 远离岩体变薄及至尖灭。钼矿体形态似一歪斜倒放的茶杯, 向SW 侧伏, 侧伏角60°,“杯”内为无矿或表外矿石, 地表长950m, 宽200～400m, 延深达1000m,平面上呈围绕花岗斑岩体不对称的椭圆环带状。
矿石自然类型可分为矽卡岩型、花岗斑岩型、角岩型及辉长岩型四种; 栾川上房沟矽卡岩- 斑岩型钼铁矿, w ( Mo )平均为0.122%, 钼金属储量76.94×104t , 超大型。矿床类型属斑岩- 矽卡岩型。
1.3 斑岩- 角砾岩型钼矿床——栾川县罗村钼矿床
栾川县罗村钼矿区位于栾川台缘褶皱带, 矿区出露地层主要为太古宇太华群, 矿区次级构造发育, 主要由一系列总体以NW- NWW 走向为主, 倾向SW, 倾角45°～90°的糜棱岩带组成。
燕山期罗村含钼斑( 角砾) 岩体出露于罗村一带,呈NWW 向椭圆型展布, 为一分带明显的小岩株, 其形态受区域构造控制。东西长约1400m, 东南端较窄约500m, 西北端较宽约700m, 面积约0.81km2。含钼斑( 角砾) 岩体外带为闪长岩类岩石组成, 内带为细粒花岗斑岩, 呈浅灰- 浅肉红色,细粒花岗结构, 似斑状结构, 斑状结构、块状构造。中带为角砾岩, 岩石呈灰- 浅肉红色, 角砾含量由0～90%不等, 一般为30%, 角砾成分有混合岩、黄铁绢云岩、石英团块、闪长岩、细粒花岗斑岩 等, 角砾大小不等, 一般10～30cm, 角砾有棱角状、半棱角状、半浑圆状, 角砾与胶结物之间界线有的清楚,有的不清楚。胶结物除为花岗质外, 还有黄铁矿、暗色矿物( 绿泥石)、石英等。由角砾岩中心向两侧、自上而下从明显位移角砾岩、向无位移角砾岩、网脉无确切边界角砾岩过渡, 角砾形态自上而下由浑圆状向半浑圆状、半棱角状、棱角状过渡, 角砾成分至上而下由围岩角砾向岩体自身角砾过渡。蚀变以钾化、硅化、绢云母化、黄铁矿化为主, 次有钠长石化、绿泥石化、绿帘石 化、黑云母化、白云母化等。
钼矿体呈似层状、叠瓦状缓倾斜赋存于罗村斑(角砾) 岩- 隐爆角砾岩带中, 整体向南东侧伏, 其中厚大工业矿体赋存于隐爆角砾岩的中部, 枝叉低品位矿体赋存于两侧的花岗斑岩角砾岩及闪长岩角砾岩中。矿体之间厚度、品位相差悬殊, 目前控制矿体最大视厚度
为136m。w (M o) 多集中于0.030%～0.090%,平均为0.086%。矿床类型属斑岩- 角砾岩型。 1.4 脉型钼矿床
2005 年下半年河南有色地质五队首次在嵩县纸房发现了脉型钼矿, 通过对脉型钼矿进行了综合研究、评价, 发现熊耳群鸡蛋坪组上段流纹斑岩地层中缓倾斜产出的石英脉及其上、下盘蚀变带均含钼矿化, 选择纸房钼矿进行含矿性及控矿因素研究, 首次提出了该钼矿床类型为脉型钼矿床, 并以此为依据, 确定了嵩县何村、纸房、大章、德亭、潭头等地区Mo -W、M o-Pb 异常的经济价值, 丰富了河南省寻找钼矿类型。
1.4.1 石英脉+ 剪切带型钼矿床—— 嵩县纸房钼矿床
嵩县纸房钼矿床位于华北地台南缘华熊台隆之外方山断隆区东北部。矿区出露地层主要为中元古界长城系熊耳群鸡蛋坪组。矿区位于NEE 向的上秋盘断裂和近EW 向的石门断裂之间, 区内次级构造较发育, 以陡角度正断层为主,平移断层次之。燕山期中酸性花岗岩呈岩脉产出, 此外矿区广泛发育有石英脉, 呈细脉带或大脉缓倾斜产出。
目前, 矿区发现规模较大的钼矿脉6 条。K
4、K5 为主矿脉, 矿脉赋存于鸡蛋坪组地层中, 呈缓倾斜产出。矿脉长度200～2800m, 真厚度0.39～10.86m, 厚度变化系数60%～100% , 属稳定- 较稳定。矿体形态呈脉状、透镜状及不规则囊状, 局部具分枝复合、膨大收缩现象, 矿石中w ( Mo) 为0.071%～0.158%, 变化系数50%～100% , 属较稳定。矿脉地表整体连续性较好, 局部受NEE 向的断层错动, 但断距均较小, 未造成矿脉大的位移。
K4 矿脉地表被三条近南北向的沟系分割成4体, 长度为500m, 倾向延伸550m, 矿脉真厚度0.39～10.86m,平均厚度2.15m, 厚度变化系数68.43%; 矿石中w (Mo) 为0.033%～1.081%,平均为0.158%, 品位变化系数75.10%, 矿脉的品位和厚度较稳定。矿脉产个矿状变化较大, 整体倾向NE, 产状10°～81°∠8°～55°,倾角15°～21°,向NW 侧伏。
矿脉沿走向具分枝、复合、膨大、收缩现象, 常被NEE 向的后期断层错断, 断距1.05～2.2m, 最大达8.2m。石英脉上部脉体较完整, 矿化较弱; 下部脉体相对较破碎, 节理发育, 石英呈烟灰色, 矿化较强, 辉钼矿粒度较细, 构成矿体上部。在石英脉的(上) 下盘, 局部产出有剪切带型钼矿体, 该类型矿石矿化较强, 辉钼矿常呈缎带状、细脉状或浸染状分布, 与石英脉下部共同构成矿体, 厚度变化大, 多呈透镜体形式产出在石英脉的下盘。
根据岩矿鉴定及野外观察, 矿石中共发现矿物26种。其中金属矿物12 种, 主要有黄铁矿、辉钼矿, 次为黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、白钨矿、黑钨矿; 非金属矿物14种, 主要有石英、钾长石, 次为萤石、白云石、方解石等。
矿石结构有自型- 他型粒状结构、不规则状结构、压碎结构、连生、包裹结构、交代残余结构、残余斑状结构等; 矿石构造有块状构造、条带状构造、复脉状构造、细脉状构造等。
矿石金属矿物主要有黄铁矿、辉钼矿, 次有方铅矿、闪锌矿、褐铁矿等, 非金属矿物主要为石英。
黄铁矿含量5% ～20%, 多呈半自型- 他型粒状,少部分为立方体, 粒径大小0.017～3.00mm 不等, 不均匀分布, 经常与方铅矿、闪锌矿、黄铜矿连生, 或包裹后者。
辉钼矿少量, 多呈片状和不规则状, 大小0.06×0.08～0.18mm, 不均匀分布于矿石中, 与黄铁矿、方铅矿连生, 有的呈片状集合体沿矿石裂隙成层产出。矿石有用组分为钼, 伴生有益组分为铅、硫。
矿石自然类型主要为石英脉型辉钼矿矿石, 少量为蚀变岩型辉钼矿矿石, 矿床工业类型属脉型钼矿。
1.4.2 单一石英脉型(卢氏南部、西峡西部、北部一带) 在卢氏南部狮子坪乡、瓦窑沟乡及西峡西北部西坪、寨根、丁河乡、太平镇乡等一带发现脉型钼矿, 由单一石英脉构成, 即钼矿脉由石英脉组成, 其上下盘剪切带不含或含少量钼矿。 脉型钼矿由单一石英脉构成, 即含钼矿脉由石英脉组成, 其上下盘剪切带不含或含少量钼矿, 石英脉长度从几米至几百米不等, 厚度较小, 一般n～30cm, 局部达到0.5～0.8m。石英脉呈烟灰色, 黄铁矿、辉钼矿呈浸染状分布其中, 该类矿脉因厚度较小多不具备开采价值。 1.5 剪切带型钼矿床——方城县莫沟钼矿床
在伏牛山东麓方城四里店- 拐河一带, 发现又一新类型钼矿(点) 床, 即剪切带型钼矿床, 此外在熊耳山南麓的马超营断裂带附近, 也发现有该类型的钼矿(点) 床。其主要特征为钼矿化受区域性韧- 脆性剪切带的控制, 深部或附近一般有中生代岩体侵入, 钼矿体延伸长, 厚度大, 边界标志不清, 矿石成分简单, 辉钼矿在伏牛山东麓赋存于萤石矿上、下盘, 沿裂隙面或呈浸染状分布。典型矿床实例有方城莫沟及卢氏县寨凹和栾川县老定沟等钼矿(点) 床。
莫沟钼矿床位于伏牛山东麓, 维摩寺断裂与拐河断裂之间, 交口—合峪复式岩体东端。出露地层主要为上元古界栾川群南泥湖组及煤窑沟组, 区内钼矿脉主要分布在栾川群煤窑沟组与花岗岩接触带附近, 赋存于剪切带(含矿构造破碎带) 内、萤石脉上下盘, 受构造控制明显。钼矿带产状180°～220°∠50°～75°;矿化以辉钼矿为主, 辉钼矿多呈薄膜状沿裂隙面分布, 少数呈细脉状或浸染状分布; 矿石中w (Mo) 为0.03%～0.21%; 围岩蚀变以绢英岩化、硅化为主。
在伏牛山东麓新房岩体周围(南召云阳镇- 方城四里店乡、拐河镇一带) 分布有大量的剪切带型钼矿床, 如莫沟、黄庄、周庄、韩家庄、七顶山等钼矿(点) 床。
2 东秦岭(河南段) 钼异常分布特征
以栾川- 明港断裂带为界, 即西自卢氏县黑沟、栾川县南、庙子、方城县维摩寺- 信阳明港, 将东秦岭(河南段) 钼异常分为南北两带, 90%钼异常集中分布于北带, 钼异常强度之高、面积之大、范围之广为河南省之最, 也是河南省最大钼矿床(田) 所在地, 约有10%钼异常零星分散于断裂以南。
在北带中又细分为两个钼异常集中区, 50%钼异常集中分布于雷门沟、纸房、凡台沟、大西沟、东沟; 45%钼异常集中于老定沟、南泥湖、老君山岩体以北及东地以西; 在熊耳岭岩体周边、羊角山及卢氏县城东南部、栾川罗村周边及龙王幢岩体有零星分散外, 其它地段钼异常较弱或孤立出现。
在南带中钼异常零星分散于蟒岭岩体、老君山岩体、二郎坪岩体、寺庄岩体等边部, 异常规模小而弱。
钼地球化学异常明显反映出熊耳山东段南侧至外方山土岭村的高度富集, 并形成以南泥湖、雷门沟- 纸房为中心的浓集中心。分析其异常场特征可知, 本区钼元素地球化学场明显受岩浆侵入活动控制, 具有一定的选择性。因为在嵩县西北部地区, 钼的富集范围仅限于万村岩体以东, 雷门沟与祁雨沟分水岭以西, 呈NW～SE 向(北自花山岩体南界、南达外方山) 展布, 推测其深部可能是一个含钼较高的岩浆岩活动带。
3 钼矿床空间分布规律
在东秦岭- 大别山地区, 已探明钼矿床16 处, 其中在东秦岭( 河南段) 已探明钼矿床12 处, 具有较好成矿条件的钼矿( 化) 点约88 处。就已探明的钼金属储量而言, 居全国首位, 占我国内生钼金属储量之50%左右。
东秦岭地区, 金属矿床按其成矿温度显示出带状分布规律。钼矿带位于嵩县- 栾川钼钨高( 中) 温带, 北侧为华山- 鲁山铅、锌、金、稀土中温成矿带, 南侧为蟒岭- 伏牛山铁-铅-锌-铜中温成矿带, 构成一个区域性的成矿作用热背斜。表明燕山期成矿具有时间和空间的统一性和整体上的自然成矿系统。按成矿温度划分,矿床类型的水平分带性明显, 在中心部位钼矿床类型为斑岩型或斑岩矽卡岩型, 向两侧部位则以铅-锌-铜多金属矿床为主。热液型矿床的分带性还表现在一个矿田或矿床内, 如南泥湖钼矿田, 成矿元素异常在空间上由内向外呈同心圆状, 内带显示W、Mo、Cu、Fe、S , 中带显示Pb、Zn、Ag、Cu , 外带则表现为As、Ba、Ge、Pb、Ag 等低温元素。
工业钼矿床具有成群成带、分段集中分布的特征,自西向东构成四个矿田,夜长坪矿田、上房沟-南泥湖矿田、雷门沟- 祁雨沟金-钼矿田、秋树湾铜( 钼) 矿田。在空间上各矿田以60～80km 间距产出。
4 东秦岭( 河南段) 钼成矿区带划分
根据东秦岭( 河南段) 钼矿床( 点) 分布及钼异常分布特征, 将本区钼成矿区带划分为: 南北两成矿亚带,即华北地台南缘钼成矿亚带及北秦岭钼成矿亚带。再将两成矿亚带细分为五个成矿集中区, 北带自西而东分为灵宝- 卢氏成矿集中区、嵩县- 栾川成矿集中区及方城四里店- 拐河成矿集中区; 南带自西而东分为西峡寨根- 二郎坪成矿集中区及镇平秋树湾成矿集中区。 4.1 华北地台南缘钼成矿亚带
华北地台南缘钼成矿亚带出露地层主要为太古界太华群、中元古界熊耳群、官道口群碎屑- 碳酸盐岩和新元古界栾川群碎屑岩- 碳酸盐岩, 分布的矿床有灵宝银家沟、卢氏后瑶峪、夜长坪钼矿床、栾川南泥湖、上房、三道庄、罗村、嵩县鱼池岭、雷门沟、纸房及汝阳东沟。钼矿床类型齐全, 西部及中西部以斑岩型、斑岩-矽卡岩型、斑岩- 角砾岩型为主, 中东部以石英脉型及斑岩型钼矿床为主, 东部以剪切带型钼矿床为主; 成矿元素可分为Mo-W、Mo-(W)-Fe、S-W-Zn-Cu-Be。大量富集钨而极少含铼。以钼及铜- 钼组合为主, 钼矿化强度, EW 两端弱中部最强。
华北地台南缘钼成矿亚带自西而东分为灵宝- 卢氏成矿集中区、嵩县- 栾川成矿集中区及方城四里店-拐河成矿集中区。
4.1.1 灵宝- 卢氏成矿集中区
矿床产于中元古界官道口群龙家园组和巡检司组燧石条带、条纹状白云岩、大理岩中, 主要为钼-钨矿床, 伴生铜、硫、锌、铁矿床。分布钼矿床类型主要有斑岩- 矽卡岩型及单一石英脉型钼矿, 前者与燕山期斑岩体有关, 围绕小斑岩体分布并严格受其控制, 规模较大矿床有后者与石英脉关系密切。主要有灵宝后瑶峪、银家沟及卢氏夜长坪钼矿床, 脉型钼矿点较多, 达7处。 4.1.2 嵩县- 栾川成矿集中区
矿床产于太古界太华群、中元古界熊耳群、官道口群和新元古界栾川群, 主要为钼矿床、钼-钨矿床和钼-铁矿床。分布钼矿床类型主要有斑岩型、斑岩- 矽卡岩型、斑岩- 角砾岩型及石英脉+ 剪切带型钼矿, 前三者与燕山期斑岩体有关, 围绕斑岩体分布并严格受其控制; 后者与石英脉及剪切带关系密切, 赋存于栾川群鸡蛋坪组地层中, 受剪切带控制明显。主要矿床有栾川南泥湖、上房、三道庄、罗村、嵩县鱼池岭、雷门沟、纸房及汝阳东沟, 钼矿点分布较多且范围广泛, 达24 处。 4.1.3 方城四里店- 拐河成矿集中区
矿床产于新元古界栾川群煤窑沟组与花岗岩接触带附近, 赋存于剪切带( 含矿构造破碎带) 内、萤石脉上下盘, 受构造控制明显。钼矿床类型主要为剪切带型钼矿, 目前发现钼矿点10 处。 4.2 北秦岭钼成矿亚带
北秦岭钼成矿亚带自西而东分为西峡寨根- 二郎坪成矿集中区及镇平秋树湾成矿集中区。 北秦岭钼成矿亚带的成矿特征是贫铼富钨, 常呈钼- 钨( 铁) 共生组合。矿床类型较简单, 有斑岩- 矽卡岩型及脉型钼矿床, 东部以斑岩- 矽卡岩型为主, 西部以脉型钼矿床为主。赋矿层位主要为秦岭岩群、峡河岩群及二郎坪群。钼矿化强度, 自西向东渐增强的趋势。 4.2.1 西峡寨根- 二郎坪成矿集中区
矿床产于古元古界秦岭岩群、中元古界峡河岩群及下古生界二郎坪群, 钼矿床类型主要为单一石英脉型钼矿及少量斑岩型钼矿。主要为钼矿床伴生铅锌及金, 目前发现钼矿点达21 处。 4.2.2 镇平秋树湾成矿集中区
矿床产于古元古界秦岭岩群雁岭沟组。钼矿床类型主要为斑岩- 矽卡岩型, 典型矿床为镇平秋树湾钼矿床, 矿点4 处, 围绕寺湾岩体分布。
5 结语
东秦岭( 河南段) 钼矿床类型可分为斑岩型、斑岩-矽卡岩型、斑岩- 角砾岩型, 以斑岩型为主。近几年又相继发现石英脉型及剪切带型钼矿, 这些发现既丰富了河南钼矿床类型, 也为寻找钼矿奠定了基础。通过东秦岭( 河南段) 钼异常、矿床空间分布特征及成矿区带综合研究, 将东秦岭( 河南段) 钼成矿区分为南北两成矿亚带: 华北地台南缘钼成矿亚带及北秦岭钼成矿亚带, 进一步细分为五个成矿集中区, 北带自西而东分为灵宝- 卢氏成矿集中区、嵩县- 栾川成矿集中区及方城四里店- 拐河成矿集中区; 南带自西而东分为西峡寨根- 二郎坪成矿集中区及镇平秋树湾成矿集中区, 这对指导该区进一步开展钼矿地质勘查工作具有重要意义。
参考文献: [1] 罗铭玖, 等编著.中国钼矿床[ M] .河南科学技术出版社, 1988.[2] 李永峰, 毛景文, 胡华斌, 等.东秦岭钼矿床类型、特征、成矿时代及其地球动力学背景[ J ] .矿床地质, 2005.[3] 白凤萍.罗村斑岩- 角砾岩型钼矿床成矿地质特征及找矿方向[ J].矿产与地质, 2007,21(5):527-531.[4] 杨根生, 黄超勇, 王秋云, 等.河南省钼矿床的分布规律和找矿特征[ J ] .矿产与地质, 2007, 21( 4) : 421-424.
