河南栾川榆木沟钼矿床地质特征及找矿标志分析

王怀智,张云政,李俊芳,郑 萍

(河南省地质矿产勘查开发局第二地质勘查院,河南 许昌 461000)

河南栾川榆木沟钼矿床地质特征及找矿标志分析

王怀智,张云政,李俊芳,郑 萍

(河南省地质矿产勘查开发局第二地质勘查院,河南 许昌 461000)

河南栾川榆木沟钼矿床系新近发现的大型矽卡岩-斑岩型钼矿床,矿床产于中生代燕山期(侏罗纪-白垩纪)中酸性侵入岩与栾川群浅变质岩系的内外接触带上,且以外接触带为主。主要钼矿体似层状产出,矿体形态与其成矿母岩——燕山期花岗岩顶面的起伏形态相一致,赋矿岩石主要为矽卡岩、角岩、变质砂岩及花岗斑岩、矿石自然类型为细脉浸染状,矿床成因类型为高温岩浆期后热液矿床。矿床找矿标志:(1)大地构造位置:区域花岗岩基的外接触带边部;(2)成矿母岩:斑状二长花岗岩;(3)赋矿围岩:矽卡岩、角岩为主;(4)1∶5万水系沉积物综合异常;(5)重砂异常:泡铋矿、白钨矿高温重砂矿物异常的重叠部位为最佳找矿区段;(6)区域断裂的交叉部位。

燕山期;斑状二长花岗岩;赋矿岩石;矿体形态;矿体产生部位;找矿标志;河南栾川

1 成矿地质背景

矿床位于华北地台与秦岭褶皱系衔接部位的东段,在我国16个大的成矿带中属东秦岭-大别山钼成矿带。用板块观点为扬子板块向华北板块俯冲的华北板块一侧仰冲带上。构造带属于崤山-鲁山拱褶断东以南,黑沟-维摩寺断裂以北。早期形成的盖层为中元古界长城系熊耳群、官道口群,新元古界栾川群、宽坪群和下元古界陶湾群。该区岩浆活动频繁而强烈,主要为中元古代(王屋山期)中酸性和晚元古代(晋宁期)基性、酸性和中生代(燕山期)中酸性岩浆侵入活动(图1)。以后者与矿产关系最为密切。

区域矿产地是河南省重要的矿种产出地,主要有钼、钨、铁、金、铅锌等多多种。

1.1 地 层

区内地层分区属华北地区豫西分区熊耳山小区与卢氏-确山小区的交汇部位。出露地层主要有中元古界官道口群、新元古界栾川群和下古生界震旦系陶湾群。

图1 栾川县榆林沟组钼矿区地形地质图

1.1.1 官道口群

分布于该区北东部,竹园沟断裂以北,与太华群呈角度不整合接触,自下而上分为龙家园组(l)、巡检司组(x)、杜关组(d)、冯家湾组(f)、白戈沟组(b)。

官道口群主要为滨浅海相陆源碎屑-碳酸盐岩建造,上部含少量有机质。白云岩的脆性较强,且化学性质活泼,是多金属成矿的有利部位,是本区层控型铅锌银矿的主要赋矿层位。

1.1.2 栾川群

出露于工作区中部,呈北西向狭长带状展布。根据岩性组合和沉积旋回,自下而上为三川组(s)、南泥湖组(m)、煤窑沟组(m)大红口组(y)及鱼库组(y)。

(2)南泥湖组:分布于柳子村、南泥湖、赤土店及黄背岭等地。为一套浅海相碎屑-碳酸盐岩沉积建造,分上、中、下3段。下段为薄层状石英砂岩,厚度60～103 m。中段以黑色变斑二云片岩、绢云钙质岩为主,夹大理岩透镜体,厚度144～203 m;上段主要为黑云大理岩,厚度54～202 m。

(3)煤窑沟组:分布于黄背岭、包头寨等地。为一套潮下-潮间相的陆源碎屑岩-富金生物礁及有机质的镁质碳酸盐岸沉积建造,为上、中、下3段。下段为变质细砂岩、片岩、大理岩互层,厚度55～251 m;中段以白云石大理岩为主,下部含丰富的叠层石,厚度236～285 m;上段以含石英条带白云质大理岩为主,夹片岩和石煤,底部为磁铁二云片岩及含磁铁石英岩,厚度564 m。

(4)大红口组:分布于火神庙、石庙及栾川城关等地。以变质粗面岩为主,夹少量变质碎屑岩、火山沉积岩及白云石大理岩,厚度521～950 m。

(5)鱼库组:主要分布于石庙、红洞沟等地。岩性以硅质大理岩为主,局部见到由风爆作用形成的角砾状大理岩,厚度433～606 m。

栾川群自下而上组成5个从陆源碎屑岩-碳酸盐岩沉积旋回,代表5次大规模海侵过程。在大红口组岩浆活动期,出现了大规模的火山爆发;煤窑沟组发育有石煤层,说明当时为还原沉积环境,可能为一半封闭的海湾;有机质和化学性质活泼的碳酸岩大理岩分布,是多金属成矿的有利条件。

1.1.3 淘湾群

分布于马阴岭根、陶湾、石庙一带。与下伏栾川群鱼库组为平行不整合接触,南部与秦岭造山带的宽坪群沿栾川断裂接触。自下而上分为三岔口组、风脉庙组及秋木沟组。

(1)三岔口组:主要分布于鱼库、石庙一带。岩性主要为黑色变质含炭钙质砾岸,夹有似层状、透镜状沉积变质铁矿,控制厚度160～502 m(未透)。

(2)风脉庙组:出露于陶湾风脉庙一带,岩性主要为含赤铁矿炭质千枚岩,变斑二云片岸夹厚层石英大理岩,控制百度26～509 m(未透)。

(3)秋木沟组:分布于东秋木沟、中鱼库及庙底至叫河一带。分为上、下2段。下段岸性主要为条带状白云母石英大理岩,条带状透闪石大理岸及石英大理岩,厚度大于480 m;上段岸性主要为石英大理岩,局部夹黑云岩,厚度378 m。

陶湾群总体上反映一次较大规模的海侵过程,为一套陆源碎屑岸-碳酸盐岩沉积建造。

1.2 构 造

区内发育一系列产状相近、向南逆冲的推覆断层,逆冲断层之间为一系列轴面近东西、向北陡倾的倒转褶皱。

1.2.1 褶 皱

主要为三川-栾川陷褶断带中褶皱,其褶皱形态复杂,紧密褶曲轴面向北倾,呈歪斜褶曲或倒转褶曲,由于断层破坏而残缺不全,能够确定的主要有:黄背岭-石宝沟背斜、三岔口南-东鱼库向斜、风脉庙背斜等。褶皱构造对侏罗纪酸性侵入体有明显的控制和,一般岩体分布在背斜、向斜核部或倾伏端,同时控制内生金属矿产的分布。

黄背岭-石宝沟背斜呈北西西-北西向展面,长19 km,宽4 km。核部地层为白术沟组和三川组,两翼为南泥湖组和煤窑沟组。北翼倾向变化较大,有南有北;南翼大部倒转;在黄背岭西背斜急剧倾伏,被一条北北东向断裂截断。总体轴面为北东倾,倾角60°左右。枢纽起伏多变,在凸起部分的黄背岭、石宝沟等地有燕山期巫山斑岩体侵入。

1.2.2 断 裂

本区经历多次构造运动,不同时期、不同性质、不同规模、不同方向的断裂极为发育,栾川断裂及马超营断裂为区域性深大断裂,控制了全区主体构造轮廓。本区断裂以近东西向-北西西向为主,北东向次之,其他方向断裂不发育。

(1)近东西-北西西向断裂:分布广泛,成组成群出现,规模宏大,活动时间长,具压性、张性、扭兼压性和压扭性多期活动性质。由于断裂多期活动,其影响范围一般宽为几十米至百余米,最宽为上千米。构造形迹也十分复杂,主要表现为挤压片理化带、构造角砾岩带,并夹糜棱岩、断层泥等产出。在构造带中还常有巨大的火山岩、白云岩块体。随着各期构造活动,岩浆热液活动明显,硅化、钾化、碳酸盐化、绢云母化、黄铁矿化及高岭土化等均较发育,并常伴有铅、锌、银、金、钼等矿化,一些地段如红庄、南坪等是金、钼矿成矿远景区。栾川断裂:位于本区南部陶湾-栾川一带,向西经卢氏黑沟延至陕西洛南,向东至南召、方城一带,为华北地台与秦岭褶皱系的分界线。走向290°～300°,倾向一般为北北东,少数南南西,倾角60°～80°,沿走向和倾向均呈疏缓波状;沿走向呈规模巨大挤压片理化带和构造角砾岩带。断裂带一般宽20～40 m,最宽100余米。带内有不同时期的正长斑岩、花岗斑岩侵入。断裂具多期性活动特点,总体表现为压-张-压扭不同力学性质变化。其主要变形机制早期为中深层次韧性变形,晚期为浅层次脆性变形。是一条形成于中元古代早期,侏罗纪基本定型,切割岩石圈的深大断裂。对其两侧构造演化,沉积建造、岩浆活动、变质作用、矿产形成均具有明显控制作用。

(2)马超营断裂:总体走向北西西-近东西。东起潭头,向西经马超营延至卢氏、三门峡、潘河;向东至嵩县店房。断面倾向以北为主,倾角50°～80°。断裂沿走向和倾向呈舒缓波状,切割区内太华群、熊耳群等地层。该断裂呈组产出,常由多条近于平行的断裂组成。力学性质大致可分为压-张-压扭4期活动。

主导变形为浅层次的脆性变形。对地台南缘构造演化、矿产形成均用。它将地台南缘分成两个地质构造单元,其北侧为华熊台隆,南侧为栾山台缘坳陷带。两侧地质构造特点存在明显差异。

(3)北东-北北东向断裂

该组断裂内比较发育,成群、成带密集分布,主要有石宝沟-庄科断裂带、黄背岭-南泥湖断裂带、芦峪沟-三川-老庙沟断裂带。断裂走向20°～70°,倾向北西或南东,倾角50°～80°。断裂带宽数米至百余米不等,均为逆-平移断层,呈压扭性特征。其主导变形机制为脆性变形。主要形成于侏罗纪。沿断裂热液活动强烈,对区内的侵入岩及内生矿产均有不同程度的控制作用,金属硫化物矿化和蚀变较强,主要有金、银、铅、锌、铜、钼等矿化。

1.3 岩浆岩

长期和多阶段的地壳运动,使区内岩浆活动频繁,延续时间长,既有侵入活动,又有喷发作用,岩石类型从基性到酸性均有分布。该区可分为中元古代(王屋山期)、晚元古代(晋宁期)及中生代侏罗纪、白恶纪(燕山期)3个构造岩浆旋回。现就最重要的中生代燕山期酸性岩浆岩重点叙述如下:

该期岩浆活动强烈而广泛,主要侵入于栾川台缘褶皱带中,形成了黄背岭、石宝沟、南泥湖、火神庙、上房、鱼库、大坪等十余个小花岗斑岩体。与本区的钼、钨、金、银、铜、铅、锌等内生矿产具有密切的成生关系。

岩体地表出露形态呈椭圆状、规则状,一般长0.17～10 km,宽0.04～0.44km,面积约0.03～0.4 km2,总体呈小岩株、岩筒的形式产出。岩体为复式岩体,由2～3次侵入岩组成。岩性为(1)中-细粒斑状黑云二长花岗岩(如南泥湖、石宝沟),呈浅肉红-肉红色,似斑状结构,基质具中细粒花岗结构,块状构造,斑晶主要为斜纹长石、石英,次为斜长石,基质主要成分与斑晶相同,但斜长石、黑云母含量增加,副矿物磷灰岩、锆石、褐帘石、白钨矿、独居石、榍石等。(2)花岗斑岩(如上房、鱼库),呈肉红色、斑状结构,基质显微花岗结构、霏细结构,块状构造,斑晶为微斜长石、石英、斜长石,含量10%～20%,基质主要由钾长石、石英组成,副矿物有磷灰石、磁铁矿、榍石、锆石、金红石等。

岩石化学成分总的特点是高硅富碱高钾,其SiO2含量为71.01%～76.33%,Na2O+K2O总量为8.26%～9.36%,K2O/Na2O比值1.06～3.75。按CIPW值计算的标准矿物:石英(Q)23.37%～38.25%,钾长石(OR)27.00%～38.83%;钠长石(AB)14.81%～36.72%。本区小岩体中SiO2、Na2O+K2O、K2O/Na2O值与中国(黎彤,1964)同类岩石的平均含量相比偏高,前人从岩体地质及岩石化学特征、稳定同位素及其产出地质背景等方面详细研究结果认为,其成因类型属壳幔同熔型花岗岩类。

黄背岭斑状黑云母二长花岗岩岩体,出露于陶湾乡黄背岭附近,岩体长约4 km、宽0.4 km,平面形态为不规则的椭圆。岩体侵入白术沟组和三川组中,岩体与围岩接触面产状为南北陡、东西缓。该岩体在水平方向可分中心相和边缘相,主要表现为边缘相粒度变细,黑云母减少,斑晶含量少。特别在岩体东西两端更明显。宽度50～200 m。岩体中石英细脉分布,为硅化产物。岩石呈肉红色、灰白色;似斑状结构,基质为细粒花岗结构,块状构造;主要矿物为微斜长石(30%～35%),副矿物有磁铁矿、白钨矿、锆石、磷灰石、褐帘石、金红石等;斑晶有微纹长石、斜长石、石英;微斜长石呈半自形-它形板状,太小2 mm×4 mm～8 mm×12 mm,有格子双晶和卡氏双晶,常包裹斜长石;石英斑晶呈它形粒状,粒度14 mm,有裂纹和汽液包体;斜长石斑晶呈半自形板状,粒度较钾长石细,聚片双晶发育,很少有环带,有绢云母交代;基质成分与斑晶一致,但粒度较细。

1.4 区域地球化学特征

矿区位于卢氏-栾川钼钨铅锌银金地球化学异常带中,该带北起马超营断裂,南至栾川断裂的狭长带状范围内,广泛发育Mo、Ag、Pb、Zn、Au、W、Cu、Mn等元素异常。沿马超营断裂带,形成Au、Ag、Pb、、Mo、Bi多元素的综合异常带,Ag、Pb、Zn元素异常套合较好。沿断裂业已发现了众多金矿床(点)。卢氏～栾川地区广泛发育银多金属异常,异常受控探于燕山期浅成相酸性斑岩体。不同类型的岩体与岩体的不同部位分别形成钼、钨、银、铅、铁、铜、锌、硫、金矿等,构成一个完整的成矿系列。

1∶20万水系沉积物测量在三川-赤土店一带圈定了一个规模大、元素分带明显、形态完整的区域地球化学异常区,即区域上南泥湖钼矿田异常(18 -甲1)。该异常以南泥湖钼钨矿田为中心,呈北西向拉长的椭圆形,长40 km,宽约20 km。异常区明显具有水平环状分带特征,从异常区中心向外,元素组合依次为Mo、W、Bi、Cu、Zn、Pb、Ag、As、Ba、Ge,是一个由高温到低温元素的完整序列。

Mo、W主要围绕南泥湖钼矿田分异富集,形成马圈-头道沟和榆木沟-郭家庄2个呈北西向延伸的Mo、W异常带和高背景带。在竹园沟、鱼库尖等处的燕山期斑状二长花岗岩附近强富集,W、Mo异常面积大、强度高。反映出在岩浆岩内接触带,高温热液元素Mo、W在此成矿作用显著的专属性。总体上看,根据岩浆岩的空间分布规律,Mo、W异常区较Pb、Zn、Ag等元素异常距离岩体更近。

从元素组合看,整个异常区可分为中心带、中间带和边部带。中心带为高温的W-Mo-(Bi)-Cu -(Pb)-(Ag)组合,中间带为中温的(W)-Mo-Cu-Zn-Pb-Ag-As组合和中低温的(Mo)-(Cu)-Zn-Pb-Ag-(Ba)组合,边部带为低温的(Zn)-(Pb)-(Ag)-As-Ba-Ge组合。

1.5 变质作用

矿区经历了漫长的地质时代及多次的构造运动。各种变质作用以不同的形式表现出来。

1.5.1 区域变质作用

发生于前加里东期和加里东期,主要形成各种片岩、粒状变质岩。前加里东期尚伴有变辉长岩类、变细晶正长岩类的侵入,以及原岩相当于粗面质一流纹质的变质火山溶岩-凝灰岩的形成。由于后期热变质及接触交代作用的叠加和改造,除偶见区域变质的痕迹而外,区域变质作用形成的岩石特征已基本西部消失。

1.5.2 接触变质

主要是由于燕山期酸性小岩体的侵入所产生。按其对围岩影响的方式和结果不同,可分为:

1.5.2.1 热接触变质作用及其变质岩

主要由岩体侵入过程中带来的巨大热能及少量挥发分使围岩吸热反应及重结晶,出现了新的矿物组合和变晶结构。形成一系列热接触变质岩石。其变质作用围绕岩体发生,影响范围较大,构成较宽的角岩带。变质晕圈平面上呈北西-南东分布,长约4 km,北东-南西宽约2.5 km,呈不规则椭圆状。由于温度、压力由内向外呈递减的规律,大致可分为3个变质带。

(1)内带:相当于辉石角岩相。与岩体直接接触。向外面积较大,占据矿区的大部分。变质岩石因原岩成分的差异而各不相同。如:原岩成分相当于石英-长石质或不均匀伴有泥、钙质的石英-长石质岩石(南泥湖组中段的长英质角岩),以含较多黑云母、透辉石并有钙铝榴石等稳定矿物为特征。黑云母长英角岩的薄层泥质夹层中见有稳定的A12SiO5矿物红柱石,无石英的角岩中可出现刚玉。三川组上段富含硅质的碳酸盐变质后形成的钙硅酸角岩-钙硅酸大理岩中以富硅灰石为特征。基性角质中以含较多透辉石、斜长石为特征。

(2)外带:相当于钠长石-绿帘石角岩相。分布于矿区边部,有时与内带直接接触。变质矿物以阳起石(透闪石)、白云母(绢云母)为代表,出现原岩成分相当于粘土质、石英-长石质的二云母(或绢云母)片岩、二云母(绢云母)石英片岩、二云母(绢云母)长英角岩、阳起石长英角岩及原岩成分相当于钙质的石英大理岩、阳起石大理岩。基性原岩则出现阳起石、绿帘石、钠长石组合。

(3)过渡带:相当于角闪石角岩相。分布于上述两带之间,但不稳定。此带中粘土质及石英-长石质原岩的矿物组合与外带无本质差别。钙质和基性原岩及伴钙质、钙镁质的粘土质、石英-长石质原岩。在上述两带中的稳定矿物则变为不稳定,常出现具两带特征的过渡岩石。

1.5.2.2 接触交代变质作用及其变质岩

主要表现为斑状二长花岗岩体岩浆期后产生的气化高温热液对接触带及附近三川组上段不纯大理岩交代而引起的钙矽卡岩化,交代的结果形成榴子石矽卡岩、石榴石钙铁辉石矽卡岩。矽卡岩化主要分布于三川组上段碳酸盐岩中。产状与地层一致,呈层状或似层状产出,厚度大,分布广,矿物成分复杂。矽卡岩化发生于角岩化之后,表现为钙硅酸角岩,钙硅酸大理岩不同程度的矽卡岩化,有时还可见交代残余体。

1.5.3 热液蚀变

指晚期岩浆阶段的自变质作用和岩浆期后气化高温-中低温热液活动的发展和变化过程,由于围岩化学成分变化大,及与岩体接触带的距离不同,使蚀变现象各类繁多,强度变化大,岩体和围岩均发生了不同的蚀变。

1.5.3.1 岩体蚀变

(1)晚岩浆阶段的自变质现象:主要表现为岩体自身的钾化,包括钾长石和绢云母化,以岩体中、上部和边部相对较强,常以交代班晶形成的肉红色微斜条纹长石,以及斜长石不同程度的被显微鳞片状绢云母交代为特征,此种交代与成矿无直接关系。

(2)岩浆期后热液蚀变:往往在岩体中、上部及边部表现较强,其种类包括:

A硅 化

在岩体中分布广泛,以中、上部及边部发育,向深部400～600 m以下及岩体中心逐渐减弱,主要表现为石英、硫化物-石英、长石(钾长石)-硫化物-石英等组合形成的细脉,少数细网脉,沿裂隙充填交代,其次为钾长石-石英,偶见沸石-硫化物-石英及硫化物-方解石-沸石-萤石等组合以细脉沿裂隙充填。少数石英呈不规则状及集合体出现,也有石英斑晶受热液影响重结晶为集合体。

B绢云母化、绢英岩化-黄铁绢英岩化和云英岩化-黄铁云英岩化

主要表现为交代形成的白云母-绢云母沿裂隙或断裂以不规则脉状及集合体出现。此类云母一般片度大,长轴多在0.3～1 mm,部分0.1～0.2 mm及1～3 mm,少数呈显微细脉及集合体穿插交代长石及石英,多数呈5～50 cm的不规则脉状及集合体出现,并伴有石英形成,使原岩中长石消失,常以绢云母-石英、白云母-石英组合出现形成绢英岩化或云英岩化,伴有不等量的浸染状黄铁矿和辉钼矿、粒度多在0.1～5 mm,自形程度较好。

1.5.3.2 围岩蚀变

矿区内因围岩成分多变,热液活动时间漫长,温度变化较大等因素的影响,使其蚀变种类繁多,变化较大,主要蚀变有:

(1)钾长石化

主要表现为钾长石细脉、石英钾长石细脉及细网脉。在长英角岩类岩石中作裂隙充填交代,脉宽一般0.1～2 mm,部分达3～5 mm,常见于接触带两侧,往往伴有黄铁矿化、辉钼矿化。变辉长岩中可见交代形成的钾长石呈集合体产出。

(2)硅 化

是矿区主要围岩蚀变类型,分布广泛。主要表现为石英细脉、细网脉沿各种岩石节理裂隙充填交代,少部分呈集合体,脉宽一般为0.5～10 mm,少数达5～50 cm,常伴有黄铁矿、辉钼矿,有时有磁黄铁矿,常呈石英细脉或硫化物-石英细脉等出现,是钼矿成矿的主要蚀变,蚀变经历了气化高温-低温热液阶段的变化过程,有零星出现的蛋白石细脉可说明此点。硅化主要成矿阶段的一种蚀变,在岩体内也有分布,但远没有角岩、矽卡岩中发育。

2 矿床地质特征

2.1 矿体特征

矿床共圈出2个矿体,I号矿体为主要矿体,产出位置为环黄背岭岩体的内外接触带内。矿体东西长1 300 m,南北宽640 m,面积0.85 km2。矿体总体北西方向长,平面形态为不规则椭圆状,剖面上矿体呈似层状,倾向和倾角与花岗斑岩体顶面地形起伏状态相一致。赋矿岩石主要为矽卡岩、角岩、变质矽岩、花岗斑岩,次为变辉长岩、大理岩、白云岩等。矿化强弱与岩体没有明显关系。但矿化围岩为碳酸盐岩时形成矽卡岩型矿床。

2.2 矿石特征

2.2.1 矿石结构、构造

2.2.1.1 矿石结构

(1)鳞片状结构:片状、架状、束状、放射状结构,为辉钼矿特有的结构。辉钼矿呈自形-它形晶片状、叶片状、鳞片状集合体常聚积呈架状、束状、放射状。

(2)镶嵌结构:辉钼矿内部黄铁矿与脉石矿物,白钨矿以及辉钼矿与黄铁矿彼此镶嵌构成。

(3)包体结构:黄铁矿内部常见石英、长石及萤石、黄铜矿等包体。白钨矿可包裹辉钼矿、方解石、钾长石、磷灰石等矿物。

(4)自形-它形晶粒状结构:白钨矿呈自形-半自形晶四方双锥状晶粒,部分呈它形晶粒状;黄铁矿,磁黄铁矿呈自形-它形晶粒状。

(5)交代残余结构:由钼华、钼钙矿,水钼铁华等交代辉钼矿;褐铁矿交代黄铁矿;榍石交代金红石,钛铁矿等构成。

(6)交代环状结构,少数黄铁矿边部不同程度地为斑铜矿交代,斑铜矿边缘再被褐铁矿交代,构成不规则交代环状结构。

上述结构,对钼矿物以(1)、(2)为主,(5)为次。

2.2.1.2 矿石构造

(1)细脉状构造、脉状构造

①是以辉钼矿、黄铁矿、白钨矿分别构成细脉而形成。

②辉钼矿与黄铁矿或白钨矿与黄铁矿和脉石矿物共同构成各种细脉状和脉状。

(2)浸染状构造

辉钼矿及黄铁矿、白钨矿分别以鳞片状和微-细粒粒状,呈星散状分布于脉石矿物之间及其中。矽卡岩型钼钨矿石、斑状二长花岗岩型钼矿石及长英角岩型钼矿石均具有浸染状构造。

(3)细脉浸染状构造

辉钼矿与脉石矿物构成的细脉脉壁外侧有时有少数辉钼矿呈零星散布,构成细脉浸染状构造。

2.2.2 矿石的物质成分

2.2.2.1 矿石的矿物组成

根据野外观察和室内薄片鉴定等成果,本矿床矿物成份相当复杂,种类繁多,在不同的矿石类型中,其中矿物种属和含量变化较大。

(1)属原岩成分的矿物主要有:钾长石、斜长石、石英、黑云母、透辉石、钙铝榴石、硅灰石、阳起石、次闪石、榍石、磷灰石、电气石、锆石及金红石等。

(2)属交代形成的矿物主要有

A矽卡岩阶段

对钙质围岩早期主要形成钙铁榴石、钙铁辉石、透辉石、符山石等。晚期形成阳起石、角闪石、石英、方解石、斜长石、钾长石、萤石、绿帘石、水云母、绿泥石、白钨矿、辉钼矿、黄铁矿、磁黄铁矿及磁铁矿。

对岩体及硅铝质围岩,主要形成钾长石、石英、黑云母、白云母、绢云母及辉钼矿、黄铁矿、磁铁矿等。

B高中温-中低温热液阶段

主要有:石英、钾长石、方解石、沸石、绿帘石、辉钼矿、黄铁矿、磁黄铁矿、闪锌矿、方铅矿、黄铜矿、萤石、绢云母。

C低温热液阶段

有少量的绿泥石、蛋白石等。

D表生期形成的矿物有:钼钙矿、钼华、水钼铁华、褐铁矿、赤铁矿、孔雀石等。

2.2.2.2 矿石中主要金属矿物特征及嵌布关系

(1)辉钼矿

为矿床内主要钼矿物,分布于各矿石类型中。其含量微少,分布不均匀。矽卡岩型矿石含量相对高于其它类型矿石。平均含量为0.1%～0.2%,在气化高温热液阶段-中、低温热液阶段均有辉钼矿形成,而以中温热液阶段即石英-硫化物阶段为其主要形成阶段。多与石英、钾长石及方解石、沸石等构成辉钼矿石英脉、辉钼矿钾长石石英脉、辉钼矿沸石方解石石英脉,有时以薄膜状辉钼矿脉、辉钼矿白云母石英脉等出现。脉宽一般小于1～20 mm,最宽时达5～50 cm,最窄为小于0.1～0.2 mm。辉钼矿常以单个或两个以至多个晶体聚集、稀疏分布于脉石矿物之间或之中。脉宽时常富集于脉壁,呈集合体,亦可呈断裂脉状、细脉状产出。矿化脉壁外侧偶有零星辉钼矿呈浸染状散布。矽卡岩中和云英岩-绢英岩中辉钼矿常以浸染状不均匀分布。辉钼矿多呈自形-半自形晶,少数呈安形晶,以鳞片状、片状、部分以多个晶体聚集成架状、束状、放射状。其粒度一般比较细小,多为0.008 mm×0.02 mm～0.02 mm×0.06 mm,最小可至0.002 mm～0.004 mm。少数粒度较大,大致为0.5 mm～25 mm,常在宽度大于10～50 cm的脉中产出。与脉石矿物接触界线平直,有时呈细小片状与脉石矿物嵌生。其连生体多数与石英相连,少数与其他脉石矿物相连。辉钼矿单独呈脉出现时,其宽度均小于1 mm,与黄铁矿关系不甚密切,但见有黄铁矿分布于辉钼矿间隙中,及辉钼矿细脉穿过黄铁矿,或辉钼矿穿插在黄铁矿中。

氧化带中,在辉钼矿表面、边部等处可见钼的氧化物,计有稻草黄绿、黄白、白等色,以纤维状、板状、放射状、土状、皮壳状出现的钼华;灰绿、灰黄绿色皮壳状的钼钙矿;黄色粉末状、土状水钼铁华等。这些钼的氧化物多出现于地表及近地表构造裂隙发育处,可使辉钼矿呈交代残余。

(2)白钨矿

白钨矿主要赋存于三川组上段矽卡岩类型矿石中,可构成单独钨矿体,在其它类型矿石中,仅零星出现。白钨矿粒度大小不一,多数为0.08～0.28 mm,少数小于0.06 mm和0.34～0.08 mm。2种颜色的白钨矿均呈自形-半自形。四方双锥晶形,部分呈它形晶粒状。作浸染状和细脉分布。多数以单个晶体存在,少数以2～3粒以上聚集,分布不均匀。呈浸染状分布者,白钨矿与黄铁矿、辉钼矿作星散状分布于脉石矿物之间其中,浑石榴石、透辉石、黄铁矿、辉钼矿等呈彼此镶嵌,并有交代石榴石,透辉石的现象;呈细脉状产出者,主要为白钨矿细脉及白钨矿、黄铁矿与钾长石、萤石、方解石、石英等以不同的组合构成细脉。

(3)闪锌矿

褐黑色,呈不规则棱角状,可见八面体晶型,粒度0.1～0.5 mm,强油脂光泽和半金属光泽,硬度小,性脆,与黄铁矿、石英关系密切,互呈镶嵌关系。

(4)方铅矿

铅灰色,强金属光泽,多呈立方体自形晶,粒度0.2～0.5 mm,解理发育,方铅矿集合体一般呈脉状、枝岔状充填在早期岩石的裂隙中,与闪锌矿及黄铁矿共(伴)生。

(5)黄铁矿

在矿区内各种类型矿石和岩石中均可见到,分布普遍,但含量较少,约占矿石总量的1%左右,少部分可达5%～10%,呈自形-它形晶粒状。晶粒多在0.1～0.3 mm,少数在小于0.5 mm和大于2～5 mm。多呈细脉状和浸染状分布。以浸染状分布者颗粒相对细小。呈不规则脉状、脉状产出者颗粒相对较大,矿区中常见的细脉有:黄铁矿细脉,黄铁矿石英细脉,黄铁矿辉钼矿石英(钾长石)细脉等。

黄铁矿在矿区内是一种多世代矿物,生成时间较长,与其他矿物穿切、包裹、交代关系复杂。常见其与脉石矿物呈不规则状镶嵌,构造港湾状边缘。晶体内部常见有石英、长石、云母、黄铜矿、斑铜矿、萤石等矿物包体。常可见黄铁矿被褐铁矿交代,可呈交代残余。

2.3 矿化期、矿化阶段和矿物生成顺序

2.3.1 矿化期与矿化阶段

根据辉钼矿、白钨矿及黄铁矿与各种交代形成的蚀变矿物共生关系和生成的先后顺序不同,可分为气化高温-中低温热液期及表生期。

2.3.1.1 气化高温-中低温热液期

矿区矿化期、矿化阶段及矿化表现形式(见表1)。

表1 矿化阶段一览表

成矿作用在该期贯穿始终,按先后顺序分为如下几个矿化阶段:

(1)矽卡岩阶段

早期形成白钨矿,呈浸染状不均匀分布于钙铁榴石晶粒之间。有时有磁铁矿伴生。稍晚有浸染状分布的辉钼矿生成,不均匀散布于钙铁榴石、透辉石及钙铁辉石晶粒之间,较少有石英伴生。

岩体中云英岩-黄铁云英岩化带内有浸染状辉钼矿,斑状二长花岗岩中也偶尔见浸染状辉钼矿。

(2)钾长石石英硫化物阶段:

该阶段以岩体内外接触带出现伴有辉钼矿、黄铁矿产出的钾长石石英脉为标志。矽卡岩中以不规则粒状及粒状集合体产出的石英交代和伴有浸染状辉钼矿、白钨矿及黄铁矿产出为特征。

(3)石英硫化物阶段

为主要成矿阶段。在各类成矿岩石中广泛分布,以辉钼矿石英脉、黄铁矿辉钼矿石英脉及辉钼矿脉、黄铁矿石英脉、黄铁矿脉的产出为标志。

(4)沸石碳酸硫化物阶段

为矿化晚期次要成矿阶段。在外接触带以出现辉钼矿方解石石英脉、辉钼矿黄铁矿方解石石英脉、辉钼矿黄铁矿方解石石英脉及零星产出的辉钼矿方解石脉、黄铁矿辉钼矿绿泥石脉等为标志。

2.3.1.2 表生期

以零星出现的次生钼华,钼钙矿,水钼铁华褐铁矿,孔雀石等为标志。

2.3.2 矿物生成顺序

根据矿区内出现的蚀变矿物共生组合,相互穿插交代关系,确定的其顺序如表2。

2.3.3 含矿细脉类型及其生成顺序

2.3.3.1 矿脉类型

矿区内除矽卡岩和岩体中辉钼矿可呈浸染状分布外,大多数在各类矿石中以细脉状产出。矿脉中常伴生有不同类型的脉石矿物。常见矿脉中辉钼矿石英脉、辉钼矿钾长石石英脉及辉钼矿沸石方解石石英脉等。脉宽一般为0.1～20 mm。常见的为细脉状、细网脉状。矿脉密集程度与岩石裂隙与发育程序有关。各类矿脉成份变化规模及形态不同,可将其分为几种主要类型:

(1)宽 脉

脉宽5～50 cm,常见辉钼矿石英脉、辉钼矿方解石石英脉、辉钼矿沸石方解石石英脉。围岩中较多见到,岩体中也有零星可见。但出现较少,在矿区居次要地位。辉钼矿片度较大,常沿脉壁呈集合体及断续脉状分布,或在脉内呈浸染状及细脉状产出。有黄铁矿伴生。

(2)细 脉

含辉钼矿细脉宽度细小,脉宽一般为0.1～50 mm,少数达1～2 cm。辉钼矿在脉中一般零星分布于脉石矿物之间,脉的宽度稍大时,可集中分布脉壁。呈单脉、网脉状出现,为矿区主要含矿细脉。

(3)薄膜状脉

由辉钼矿沿岩石节理充填而成的细脉,成份较单一。脉宽0.1～1 mm。断面似一条辉钼矿线,平面上似一层辉钼矿膜,受后期构造影响,表面呈镜面化。含钼较富,但矿脉数量甚少,分布零星,为次要矿脉。

2.3.3.2 矿脉共生关系及形成顺序

根据矿脉的物质组成及含矿情况,可分为:

(1)黑云母细脉、长英质细脉

分别由黑云母、钾长石、石英组成的黑云母不规则细脉、钾长石细脉及石英钾长石细脉,在岩体内外接触带产出。无辉钼矿、黄铁矿伴生。形成较早,其常被含辉钼矿、黄铁矿的各类的细脉穿切。

(2)纯辉钼矿细脉

基本全由辉钼矿组成,偶尔见石英共生。沿岩石裂隙,节理产出。

在各类矿化岩石中零星分布。其形成时间较早,与矽卡岩浸染状辉钼矿相近。

(3)辉钼矿石英脉

由石英、辉钼矿组成。岩体和围岩中均较发育,为主要含矿细脉。偶尔有钾长石、萤石、黄铁矿相伴。以各种细网脉状产出。脉的宽度变大时,石英及钾长石位于脉中间,辉钼矿常分布于脉壁,或少量呈浸染状分布于脉中。

(4)黄铁矿石英脉

由石英、黄铁矿组成,偶尔见萤石。以细脉状产出,分布面积较广泛。常切穿上述几种细脉,形成时间相对较晚。

(5)辉钼矿沸石方解石石英脉

主要分布外接触带黑云母长英角岩、透辉石长英角岩中。脉石矿物由石英、方解石、沸石组成。金属矿物为辉钼矿、黄铁矿。脉宽由1至数毫米,少数达几至50厘米。脉内矿物颗粒常随脉的宽度变大而增大。辉钼矿在细脉中多呈浸染状分布,在宽脉中,多分布于脉的两壁。脉中间也有浸染状及细脉状辉钼矿及黄铁矿呈稀疏分布。

(6)方解石细脉

全由方解石组成,在各岩石中零星产出。穿切上述各种含矿细脉形成最晚。

矿脉的生成顺序

根据含矿细脉及不含矿细脉由共生关系和相互穿插的先后次序,反映了它们形成时间的先后及成矿热液活动的多期性。

综合矿区内出现的各含矿及不含矿热液的彼此关系,它们的形成顺序为:无矿黑云母脉,长英质脉、石英脉→纯辉钼矿脉→辉钼矿石英脉→黄铁矿石英脉→辉钼矿沸石方解石石英脉→方解石脉。

2.4 矿石类型

2.4.1 矿石自然类型

根据含矿岩石主要可划分为长英角岩型辉钼矿石、透辉石斜长石角岩型辉钼矿石、矽卡岩型钨钼矿石、花岗岩型辉钼矿矿石、白云石大理岩型辉钼矿矿石等。

2.4.1.1 长英角岩型辉钼矿石

包括南泥湖组下、中段和三川组下段所有钼矿化岩石、即石英岩长英角岩,黑云母长英角岩,阳起石透辉石长英角岩。后两种是矿区的主要矿石类型。

2.4.1.2 透辉石斜长石角岩型辉钼矿石

包括三川组上段顶部的透辉石斜长石角岩和底部的斜长石透辉石角岩和透辉石长英角岩等钼矿化岩石。

2.4.1.3 矽卡岩型钨钼矿石

包括三川组上段中部各种矽卡岩。

2.4.1.4 花岗岩型辉钼矿石

主要指斑状二长花岗岩和少量的(含)黑云母斑状二长花岗岩。

2.4.2 矿石工业类型

根据有用组份含量及其变化和矿物成份及含量变化等因素,将矿区矿石分为3种工业类型。

2.4.2.1 单钼型矿石

以钼为主,而伴生WO3含量达不到工业要求边界品位时,为单钼型矿石。

2.4.2.2 钼钨型矿石

以钼为主,伴生有钨(白钨矿),当WO3含量达到工业要求边界品位时,即为钼钨型矿石。

2.4.2.3 单钨型矿石

以钨为主,而钼含量达不到边界品位时,即称单钨型矿石。

上述3种矿石工业类型在矿区内以单钼型矿石为主,分布于前述的顶部长英角岩及花岗岩类矿化岩中,钼钨型矿石和单钨型矿石的分布仅限于前述的矽卡岩类和透辉石斜长石角岩及斜长石透辉石角岩类的钼和钨的矿化岩石中。

2.5 矿床的氧化特征

该矿床剥蚀程度浅,地表局部可看到辉钼矿化。氧化作用并不强烈,氧化矿分布零星,没有明显的氧化带和混合带。

氧化矿石一般呈褐黄色、灰黄色、裂隙面上常呈斑杂色,岩石大部分较破碎,很少见到原生辉钼矿,可见辉钼矿的氧化物-钼华。

3 矿床成因及找矿标志

3.1 矿床成因类型

3.1.1 构造控矿特征

东鱼库钨钼矿床,在成因上受构造、岩体、围岩及其蚀变的明显控制。构造对矿区的成矿作用十分明显,区域北西西向断裂和北东向断裂的交汇部位控制了鱼库岩体的形态,区域黄背岭-石宝沟复背斜南西翼控制了东鱼库钨钼矿床。矿区内成矿前的北东向构造带和成矿期微构造节理、裂隙发育程序控制了矿化的富集部位。

3.1.2 岩体控矿特征

3.1.2.1 矿化与岩体的时空关系

榆木沟钼钨矿床与燕山中期侵入的斑状二长花岗岩关系十分密切。即是成矿母岩,也是成矿围岩。据矿田内1∶5万岩石地球化学测量结果,成矿元素的水平分带十分明显,Mo异常的浓集区与东鱼库岩体及其热变质带范围十分吻合,钻探成果证实,矿体、岩体及其热变质带分布的一致性,充分说明矿化与岩体侵入的时、空关系十分密切。

3.1.2.2 岩体化学成分与钼含量的关系

据采自黄背岭斑状二长花岗岩中2个岩石化学全分析样品的统计资料表明,SiO2平均含量为74.88%,而中国花岗岩SiO2平均值为71.27%(黎彤1962年下同);K2O+Na2O平均为8.62%,中国K2O+Na2O平均值为7.82%;K2O/Na2O平均为1.54,中国花岗岩K2O/Na2O平均值1.06,说明该岩体富碱高钾、硅酸过饱和的钙碱系列花岗岩特征,由于该岩体具以上特征,故钼含量也较高,是正常相同岩类的几十倍,由此可以看出,鱼库岩体有利于矿体的形成。

3.1.3 围岩岩性差异与矿化的关系

从矿区的野外观察和各种测试结果来看,矿化对岩性没有严格的选择作用,只要构造有利的均可矿化成矿,但由于含矿岩石的化学成分,矿物颗粒有所差异,反映出来的矿化强度亦有所不同,由长英角岩类和矽卡岩类两种钼矿体可以看出,前者主要是受微构造节理、裂隙控制为主,构成细脉辅以细脉浸染状,后者则为浸染型为主。须说明的是,矿区所有矽卡岩并非全部矿化成矿,仍与微构造节理、裂隙发育程度和埋深有关。

根据上述区域和矿区地质构造特征,东鱼库岩体形态、产状和矿体的关系;岩体化学成分与钼矿化的关系;岩体与钼矿化的空间时间关系等。结合矿区围岩蚀变与钼矿化的一致性以及硫同位素组成特点,本矿床与国内外已知斑岩型钼矿特征十分相近,应属斑岩型钼矿床,但考虑到矿床的矿石类型中矽卡岩型矿石占较大的比例,故本矿床应称之为斑岩-矽卡岩型钼矿床更为合适。

3.2 找矿标志

(1)1∶5万水系沉积特和重砂测量成果表明,该区Mo元素异常面积大、强度高、浓集中心明显,并与泡泌矿、白钨矿、辉钼矿等高温重砂矿物组合异常相重叠,因此,化探异常是找矿的有利靶区。

(2)在异常区内,有出露或隐伏的花岗斑岩体,特别是花岗斑岩体内外接触带是矿体赋存的有利空间。岩体碱质总量较高,且K2O含量大于Na2O, K2O+Na2O平均为8.62%,K2O/Na2O平均为1.54。岩体中的钼含量小于10 mg/kg,而维诺格多夹世界花岗岩Mo克拉克值为1 mg/kg。

(3)多组断裂交汇处、背斜的近轴部位、层间裂隙密集发育的部位,是成矿的有利部位。

(4)在以脉状分布的黄铁矿化、萤石化、硅化、绿泥石化蚀变中,伴随中高、中温白钨矿、黄铜矿、闪锌矿等金属矿物的蚀变带是找矿的间接标志;矽卡岩带及石英脉、石英-钾长石脉蚀变带是找矿的直接标志。

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GEOLOGICAL FEATURES AND PROSPECTING CRITERI A ANALYSIS OF THE YUM UGOUMOLYBDENUM DEPOSIT

WANG Huai-zhi,ZHANG Yun-zheng,L IJun-fang,ZHENG Ping
(No.2 Geologcal Survey Institute,Henan Bureau of Geoexploration andMineral Resources Development,Xuchang 461000,Henan,China)

Yumugou molybdenum deposit in Luanchuan is newly-discovered large skarn-porphyry molybdenum deposit,which Located inside and outside of contact zone of stage ofmesozoic Yanshan period(Jurassic-Cretaceous)intrusive rocks and Luanchuan groups ep imetamorphic rock series,and mainly Located inside and outside contact zone.The main molybdenum orebodys are outputed like stratiform.The morphology of orebody is coincide with the surface relief top line of its oreforming mother rock-Yanshan granite.The main host rocks are Skarn, hornfels,metamorphic sandstone and granite porphyry.Ore natural type is veinlets disseminated.The deposit genesis type is high-temperature magmatic hydrothermal deposit.Deposit prospecting criteria:(1)the tectonic position:the outer contact zone edge of regional granite base;(2)oer-for ming mother rock:porphyritic monzogranite;(3)host ore rocks:skarn,hornfels are the main;(4)integrated anomaly of 1∶5 million stream sediment; (5)heavy concentrate anomaly:the best prospecting site is overlapping parts of bis muthite,scheelite high temperature heavy concentrate mineral abnormal;(6)the cross-site of regional faults.

stage of Yanshan;porphyritic monzogranite;host rocks;ore body morphology;ore production site; prospecting criteria

TD164+.2

A

1006-2602(2010)03-0014-10

2010-04-07

王怀智(1957-),男,地质工程师,长期从事地质矿产勘查工作。