河南省栾川县石瑶沟钼矿地质特征及找矿方向

2011-01-10张江明侯红星宋丙剑

地质找矿论丛 2011年4期

张江明，侯红星，宋丙剑

（1.武警黄金第六支队，河南三门峡 472000；2.武警黄金第二总队，河北廊坊 065001；3.武警警种学院，北京 102202）

0 引言

河南省栾川县石瑶沟钼矿床系近年来在东秦岭地区发现的一个大型钼矿床。

武警黄金部队在狮子庙矿田内实施金－多金属矿勘查过程中，对红庄金矿区外围未见金矿化的钻孔重新编录、化验，发现多层辉钼矿体（最厚73.79 m，w（Mo）＝0.090％）。后采用物化探综合找矿方法在狮子庙矿田老矿区内找到大型规模的石瑶沟钼矿床，已查明资源量大于10×104t。该钼矿与红庄、元岭、南坪金矿构成了狮子庙金钼矿田。与东秦岭地区的其他斑岩型钼矿相比［1－4］，石瑶沟矿区地表并未见花岗斑岩体出露，经工程揭露，在深部发现了隐伏的含矿花岗斑岩体［5］，但隐伏岩体的位置、形态、规模、产状尚不清楚。本文将通过对钼矿床地质特征研究，总结该区的找矿标志，力图阐明该区的找矿方向。

1 区域地质背景

石瑶沟钼矿产于河南省栾川县狮子庙乡，位于近EW向马超营断裂带与NE向焦园断裂带的交汇部位，大地构造属华北古板块南缘与秦岭褶皱带相衔接的华熊台隆。

区域出露新太古界太华群片麻岩、中元古界熊耳群和官道口群。构造主要为近EW向的马超营断裂带，断裂带横贯全区，为栾川—固始深断裂的组成部分，由3条近平行的逆冲断裂组成［6］；NE向构造常叠于近EW向构造带之上，其次级断裂与近EW向构造相互交织，形成格子状构造体系，控制着燕山期成矿斑岩体的空间侵位和矿体的展布，几乎所有钼矿床均产于NWW走向的区域性逆冲大断裂的北侧上盘［7］。中生代岩浆侵入活动集中出现于栾川断裂北侧，多数钼矿床与燕山期中酸性斑岩体关系密切，如金堆城、夜长坪、南泥湖、三道庄、上房沟、雷门沟等大中型钼、钨矿床，钼矿体均产于小岩体的内外接触带及其附近围岩中，成矿岩体具有高硅富钾，钙、铁、镁等含量较低等特点［7］。斑岩体出露面积多＜1 km2［8］，但与大型矿床有关的成矿岩体面积仅为0.05 km2±。岩体产状多呈小岩株、岩筒、岩枝等，边缘常有围岩角砾［9］。燕山期花岗岩株的侵位和成矿受到两组断裂系统的控制［10］。区域构造与成钼有关的断裂带主要为一组近EW向的马超营断裂带与NE向的焦园断裂破碎带，深源的同熔型或I型花岗岩浆受这两组断裂的控制侵入到石瑶沟矿区，成矿热液与火山岩围岩发生交代成矿，形成钼矿床的导岩导矿构造［11］（图1）。

东秦岭钼矿带目前已探明金堆城、南泥湖、三道庄、上房沟等超大型钼矿床和雷门沟等10余个钼（钨）多金属矿床，累计探明钼金属量超过500×104t，是世界最大的钼矿带［7］。在小秦岭—熊耳山地区已发现74个金矿床，累计探明的金储量已超过500 t［7］。

2 矿区地质特征

2.1 地层

石瑶沟钼矿区出露地层主要为中元古界熊耳群火山岩，岩性以安山岩、粗面安山岩、英安岩及流纹岩为主，地层产状为倾向NNE，倾角较陡。

2.2 构造特征

矿区以近EW向马超营区域断裂带及其次级断裂、NE向石瑶沟—焦园断裂带及其次级断裂为主，其次为近SN向、NW向断裂（图2）。

（1）EW向马超营区域性断裂带。走向NWW向，倾向NNE，倾角60°～85°，断裂带两盘为熊耳群中酸性火山岩，局部有片理化现象，断裂性质属压扭性，是主要控矿断裂，如南带的96234号脉、中带的98203号脉、北带的98202号脉等含金碎裂蚀变带均产于该带中。

（2）NE向石瑶沟—焦园断裂带。走向30°～60°，倾向NW，倾角40°～80°，经历了压剪向张剪的演化（陈衍景等，2003），是主要的控矿构造带，赋存99103号、99201号等金矿脉。

（3）近SN向断裂。主要分布于矿区东部，走向350°～25°，倾向NWW，倾角50°～80°，局部反倾，早期为张性，晚期为压扭性，该组断裂规模较小，有金矿化显示，如038号矿脉。

图1 石瑶沟钼矿区域地质略图（据河南省地矿局第一地质调查队修改，2000）Fig.1 Geological Sketch of Shiyaoguo Mo deposit

图2 石瑶沟矿区地质图Fig.2 Geological map of Shiyaogou Mo-deposit

（4）NW向断裂。走向300°～320°，倾向NE，倾角60°～80°，压扭性断裂，该组断裂也有金矿化的显示，但规模较小。

2.3 岩体特征

2.3.1 一般地质特征

矿区地表未见燕山期侵入岩出露，但在多个钻孔中见到了花岗斑岩，例如在ZK519孔见11条花岗斑岩脉，在孔深671.35～800.90 m段见到厚约130 m的花岗斑岩体（图3），且斑岩内具钼矿化，表明深部存在隐伏的钼矿化花岗斑岩体，在岩体中及其上下盘的围岩中钼矿化明显。在ZK599钻孔孔深1 325.76～1 470.68 m处见到144.92 m厚的二云二长花岗岩，但其钼矿化很弱。由于钻孔都未能完全揭露隐伏岩体，故其形态、规模还无法确定。深部工程揭示的隐伏岩体水平投影面积大于0.21 km2。

从目前坑探及钻探揭露的花岗斑岩看，岩体有贯入外接触带的小枝叉，而愈靠近岩体枝叉愈多、愈宽大、愈不规则。斑岩体顶部与熊耳山火山岩的外接触带发育震碎角砾岩。

2.3.2 岩相学特征

花岗斑岩呈肉红色、浅肉红色，块状构造，斑状结构。斑晶主要有钾长石、斜长石、石英，斑晶颗粒较粗大，其中钾长石斑晶自形程度较高，呈板状－长板状，发育单晶、卡氏双晶。岩石均有一定的蚀变特征。钾长石斑晶中钠长石条纹化，斜长石表面硅化，绢云母化强烈，石英为β石英假象，反映高温石英特征；镜下见石英斑晶受溶蚀而呈港湾状。基质为细粒镶嵌状的石英和长石，另有少量的黑云母和角闪石。副矿物为磁铁矿等。花岗岩呈灰红色，中－细粒他形粒状结构，块状构造。矿物成分主要为钾长石、斜长石、石英，其次为黑云母和白云母，副矿物为榍石、磁铁矿等。

2.2.3 岩石地球化学特征

根据4个深部工程所取一组花岗斑岩岩石化学分析结果与世界、中国、金堆城、上房沟及东沟等7个地区花岗岩或花岗斑岩岩石化学分析结果进行对比［6］，见表1。

统计对比表明，石瑶沟矿区花岗斑岩的SiO2，FeO，Na2O含量均较低，尤其SiO2含量低于世界和中国花岗岩的平均值，w（SiO2）平均为69.29％；TiO2，Al2O3，K2O，MgO的含量较高，特别是K2O高于世界和中国花岗岩的平均值。w（Na2O＋K2O）＝9.13％，K2O/Na2O＝7.96，具富碱高钾特点。氧化指数Fe2O3/（Fe2O3＋FeO）＝0.68，显示浅成的特点。

2.3.4 岩石微量元素Mo丰度值及组合规律

从表2可以看出，石瑶沟花岗斑岩和金堆城、上房沟、东沟矿床控矿岩体的Mo元素同属特富集元素，而南泥湖、三道庄等矿床控矿岩体中Mo的丰度值属强富集元素［8，11］。统计资料表明，Mo的丰度值与维氏值之比＞10者易成矿，比值＞50者成大矿。石瑶沟花岗斑岩Mo的丰度值与维诺格拉多夫世界花岗岩平均值之比为338.22。石瑶沟花岗斑岩微量元素与维氏值相比，Mo，Cu，Pb，Ba的质量分数较高，而Ag，Ti，V，Co，Ni的质量分数较低。与金堆城、上房沟花岗斑岩体相比，含Mo较低；与金堆城、上房沟花岗、南泥湖—三道庄、东沟斑岩体相比，Cu，Pb均较低。微量元素Mo，Cu，Pb的质量分数均在罗铭玖等统计的钼钨成矿岩体微量元素［11］的变化范围内。

表1 花岗斑岩岩石化学特征对比Table 1 Petrochemical correlation of granitic porphyries

表2 石瑶沟花岗斑岩与国内特大型钼矿床控矿岩体微量元素对比表Table2 Micro-element analysis of shiyaogou granitic porphyry and the hostintrusive rock bodies of large Mo deposits in China

2.4 地球化学特征

1∶5万水系沉积物异常（编号：H甲10 Au，Pb，Mo，Ag）以Pb，Au，Ag，Mo元素为主要组合异常，区域异常为一级成矿预测区，石瑶沟矿区位于异常中部，红庄、元岭与南坪金矿位于异常的边部（图1）。

1∶5万重砂异常显示，以石瑶沟为中心向外呈近SN向椭圆状分布，长3.0 km，宽2.75 km，面积2.68 km2；重砂异常由白钨矿、泡铋矿及自然金等中高温矿物组成，为甲级异常。

通过1∶1万岩石地化剖面测量，在矿区内圈出了以Mo，W，Cu为主，伴生有Au，Ag，Pb，Zn，As，Sb元素组合的异常1处，其浓集中心明显，并且分带性强。Mo异常水平分带明显，浓集中心在近EW向的98203号碎裂蚀变带北侧与NE向的石瑶沟断裂交汇处，呈近EW向与NE向面型展布；南部的强Mo异常区长1.25 km，宽40～200 m，与已知钼矿体对应较好。Mo异常的最大值为1 430×10－6，平均值为355×10－6（图2）。

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

钼矿体赋存于近EW向98203号碎裂蚀变带与NE向石瑶沟断裂带交汇处隐伏岩体的内外接触带中，岩体侵入到熊耳群火山岩中，隐伏花岗斑岩和熊耳群火山岩均为赋矿岩石，熊耳群的主要岩性为安山岩、粗面安山岩、流纹岩、英安岩。

按w（Mo）＝90×10－6圈定的1∶1万岩石地化测量异常相当于地表矿化蚀变的范围。根据槽探及钻探工程揭露，圈定的钼矿化体在平面上呈近似椭圆形的扁豆体（图2）；从51线剖面图（图3）可以看到，已施工的钻孔均未穿透钼矿（化）体［5］。安山岩型辉钼矿石和花岗斑岩型辉钼矿石构成的矿体同属一个矿化体。通过横、纵剖面矿体连接对比，目前在钻孔中见到的矿体实际为一个矿体，只是赋矿岩石不同，靠近地表为氧化矿。经钻探工程初步控制，矿体东西长1 100 m，南北宽450 m。矿体中心区为上小下大的块体状，夹石不多。目前钻探工程控制垂厚202～1 071 m，主矿体中心区厚度大，较稳定，变化系数为59％。矿体的w（Mo）＝0.030％～1.30％，平均0.06％，变化系数为49％。

3.2 矿石特征

3.2.1 矿石类型

矿石分为氧化矿石和硫化矿石。氧化矿石一般距地表深度0～196.51 m，氧化带较厚。根据赋矿岩石不同，分为花岗斑岩型钼矿石，安山岩、粗面安山岩及流纹岩型钼矿石；以安山岩、粗面安山岩及流纹岩型钼矿石为主。矿石自然类型为细脉、细脉浸染状及网脉状。3.2.2 矿石矿物成分及结构、构造矿石金属矿物组成较为简单，主要有辉钼矿、黄铁矿、磁铁矿；少量或微量的赤铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、磁黄铁矿、毒砂、白钨矿等；脉石矿物主要有石英、绿泥石、透闪石、透辉石、金红石、重晶石等。地表氧化矿为褐铁矿、钼华、斑铜矿、铜蓝等。

图3 石瑶沟钼矿51号勘探线剖面图Fig.3 Section of Line 51 in Shiyaogou Mo deposit 1.花岗斑岩2.钼氧化矿3.钼原生矿体

矿石结构主要为他形晶粒状结构，部分黄铁矿呈自形－半自形粒状结构；辉钼矿主要呈为鳞片状，部分呈板状、条状，不规则粒状，偶见其聚合体呈菊花状、放射状。矿石构造主要为细脉状、细脉浸染状、网脉状、薄膜状构造，另有条带状、块状、角砾状、晶洞构造。

3.2.3 围岩蚀变特征

矿体围岩主要为能耳群火山岩（安山岩、英安岩、流纹岩）和花岗斑岩。在成矿过程中流体与围岩相互作用发生多种围岩蚀变，蚀变具有面状分带现象，近矿部位发育钾长石化、硅化，向外有硅化、绢英岩化、绢云母化，远矿部位高岭石化、碳酸盐化、绿泥石化较发育。其中硅化、钾长石化与钼矿化关系密切，具有斑岩型钼矿蚀变类型和分带的特征。

3.2.4 成矿期次与成矿阶段划分

根据矿床产出的地质特征、矿石组构、矿石类型、矿石物质组成及矿物组合特点，石瑶沟钼矿的成矿期分为活化期、热液期和氧化期，其中热液期分为钼矿化期和无矿化期，其特征见表3。

3.3 矿床成因

石瑶沟钼矿床产于近EW向的马超营断裂带北侧的98203号碎裂蚀变带与NE向石瑶沟断裂构造围限范围，大断裂成为含矿热液运移的通道。经钻探工程验证，该区大部分钻孔深部均见到多层花岗斑岩。辉钼矿－石英呈细脉－网脉浸染状赋存于花岗斑岩体及其围岩熊耳群火山岩的裂隙中。围岩蚀变为钾长石化、硅化、绢云母化、黄铁矿化、黄铁绢英岩化、绿帘石化、萤石化、碳酸盐化和绿泥石化等，蚀变具有分带性，从矿体向围岩大致呈钾长石化、硅化、青磐岩化的蚀变分带，其中硅化、钾长石化与矿化关系密切。这些特征与斑岩型钼矿的特征相吻合，因此，石瑶沟钼矿床应属于斑岩型钼矿床。

4 找矿标志及找矿方向

4.1 找矿标志

（1）地球化学标志：区域上1∶5万水系沉积物钼异常，元素组合为Mo，W，Cu，Pb，Zn，Ag等，一般与钼矿化点相吻合，反映了中高温矿化特征；1∶1万岩石地化剖面测量Mo元素异常强度高、浓集中心明显、分带性好的地段；重砂辉钼矿、泡铋矿、白钨矿等高温矿物分布异常区，一般与钼矿（化）体基本吻合。

表3 石瑶沟钼矿成矿期次划分Table 3 Mineralization stages of Shiyaoguo Mo deposit

（2）隐伏岩体标志：区域上钼矿体与小岩体具空间分布的一致性，可以说是紧密相伴、形影不离，充分体现了岩浆岩成矿的专属性和斑岩型钼矿的判定原则［13］；矿区地表未见燕山期侵入岩出露，但下部有小型岩脉、岩株，且向下有扩大或合并的趋势。地表石英脉普遍发育，钾长石脉向深部普遍发育，而且愈向下硅化钾化愈强，辉钼矿层也增多、增厚，这也是判定隐伏岩体的依据；隐伏岩体顶部常有震碎角砾岩；花岗斑岩以富硅、富碱、高钾、低镁、低钙为特点，微量元素含Mo，Cu，Pb，Ba等较高，也是成矿小斑岩体的特点。

（3）断裂构造标志：近EW向构造与NE向构造交汇部位的锐角区，地表岩石节理、裂隙发育，且有褐铁矿化石英脉、钾长石脉沿节理裂隙充填，为钼矿的形成提供了有利的空间。赋矿岩石节理、裂隙发育部位，即富矿体的赋存部位。

（4）围岩蚀变标志：围岩蚀变以中高温热液蚀变为主，从矿体到围岩表现出较强的面型蚀变分带，近矿部位硅化、钾长石化、黄铁矿化、绢云母化较强，远矿部位高岭石化、碳酸盐化较发育。强烈的硅化、钾化、绢云母化等是寻找钼矿的直接标志。

（5）矿物标志：矿石中金属矿物有黄铁矿、辉钼矿、钼华，其中辉钼矿等矿物是找矿的直接标志。

（6）矿化点标志：地表有低温或中低温热液矿化，如金、银矿化，这些矿化属于整个热液成矿系统的浅表部分。石瑶沟一带地表具中低温热液矿床，如南坪铅金矿床、红庄金（银）矿床、元岭金矿，从构造围限作用看，南坪铅金矿及石瑶沟钼矿应属于同一个成矿系统，南坪铅金矿为整个成矿系统的浅表部分。这种钼与金（铅、锌、银）的共生关系构成一个很好的成矿系统，斑岩钼矿与金（铅、锌、银）互为找矿的指示标志。

4.2 找矿方向

东秦岭—大别山钼成矿带是中国东部重要的多金属成矿远景区，该成矿带已探明超大型钼矿5处、大型钼矿5处和一批中小型钼矿，累计探明钼金属量超过500×104t，它们具有相同的成矿地质背景，构成世界上最大的钼矿带［7］。以往东秦岭地区钼矿床的勘查多局限于栾川断裂以北、马超营断裂南北两侧地层内［14］，区内已发现钼矿床10余处，探明钼金属储量占全国首位，这些矿床多为与侵入于元古宇及太古宇中的晚侏罗世－早白垩世中酸性小岩体有关的斑岩型、夕卡岩型钼矿床，钼矿床周围大多分布着铅锌银矿，构成一个很好的成矿系统。在马超营断裂带中的钼矿找矿一直未有突破，石瑶沟大型钼矿床的发现使人们对东秦岭—大别山钼成矿带的认识有所深化，为东秦岭地区钼多金属找矿工作提供了新的思路，也将会促进该区的钼矿找矿工作。

熊耳山地区金及多金属矿床有东西成带，北东成行的特点，从西往东依次有康山、元岭、南坪、红庄、北岭及前河等金矿床。而尚待评价的金矿点、矿化点数量众多。这些金矿床或矿化点大多数分布于太华群片麻岩系中、太华群与熊耳群接触带附近及熊耳群中，在燕山期花岗岩体外围相对集中。且区域上1∶20万或1∶5万水系沉积物异常Mo，W，Cu，Au，Pb，Zn，Ag等元素异常规模大、强度高，金矿床附近和异常内的构造有利部位是寻找斑岩型钼多金属矿的有利地段，如康山—上宫断裂与马超营断裂交汇部位等。

因此，对区内近EW向与NE向断裂构造的交汇部位，且有Mo，W，Cu，Au，Pb，Zn，Ag等元素的水系沉积物组合异常，在查证时应通过1∶1万地质草测圈定小斑岩体和蚀变、矿化集中区，配合1∶1万土壤测量或1∶1万岩石地化剖面测量，缩小并圈定找矿靶区。本区地质工作程度较高，找矿难度较大，但仍具有较大的找矿前景，区内钼、钨矿床不受地层控制，主要与燕山期中酸性小岩体关系密切，区内除金堆城、夜长坪、上房沟、南泥湖、三道庄、东沟、鱼池岭、雷门沟等8处进行过勘探证明其为大型－特大型钼钨矿床外，其他钼矿均未进行过系统地质工作，该区以往在马超营带上发现的此类矿床（点）很少，其主要原因可能是控制钼及多金属矿的斑岩体为隐伏岩体，难以发现，相信随着工作的深入及系统化，本区钼矿找矿工作一定会有新的突破。

致谢：在论文写作过程中得了中国地质大学周学武副教授、韩以贵老师以及中国地质科学院矿产资源研究所叶会寿博士的指导，在此表示衷心的感谢！

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