河南省栾川县石窑沟钼矿区找矿潜力分析

2011-04-27李文辉

中国钼业 2011年6期

李文辉

(武警黄金指挥部，北京100055)

石窑沟钼矿是20世纪80年代初由河南省地调一队开展1∶5万区域地质矿产调查时发现的，近几年，经武警黄金第六支队进一步评价，资源量规模已达大型。目前，勘查评价工作仍在进行，总结、分析矿区的成矿条件和潜力，对该区下一步找矿工作具有指导意义。

1 区域地质背景

区域上属于纬向构造体系的小秦岭－嵩山隆起带西段与新华夏系太行隆起带的反接部位，其基底为太华群，盖层主要由长城系熊耳群陆相火山岩及蓟县系栾川群碳酸盐岩、碎屑岩组成。盖层褶皱较为简单，北西西向及北东向断裂构造发育，其交汇部位常控制燕山期中酸性小侵入岩体分布，对成矿有利，是重要的钼等多金属产地和找矿远景区(图1)。

2 矿区地质特征

2.1 地层

矿区内出露的地层主要为中元古界长城系熊耳群火山岩，局部出露薄层上元古界蓟县系下栾川群龙家园组白云石大理岩和中新生界上白垩统－古新统高峪沟组紫红色砂砾岩，零星出露第四系黄土和坡积物，含金、钼矿化蚀变带全部赋存于熊耳群中。

2.2 构造

矿区位于重渡－三门倒转背斜的北翼，近东西向马超营断裂带与北东向石瑶沟－焦园断裂交汇部位的内侧。马超营断裂带长约48 km，从矿区中部穿过，由多条断裂组成，断裂带宽十至数百米，局部达千米。总体走向270°～300°，倾向北，倾角50°～80°，断裂带动力变质作用强烈，切割区内熊耳群及栾川群所有地层，具压性－张性－压扭性多期活动的特点。为钼等多金属矿液运移、富集、创造了良好的条件。石窑沟－焦园断裂宽数米至百余米不等，走向50°～85°，倾向北西，倾角50°～80°，是本区的主要控矿构造之一。

2.3 岩浆岩

矿区内发育的岩浆岩主要为中元古界熊耳群的中酸性火山岩，地表未见有侵入岩体出露，经钻探工程验证，在ZK518、ZK519等4个钻孔中发现多层花岗斑岩，其中ZK519从671.35 m至800.90 m终孔为稳定的钾长花岗斑岩，证实深部存在隐伏岩体，其成分与金堆城、南泥湖、东沟等矿区的小岩体基本一致，均具有超酸富碱富钾特点(见表1)。据河南省地矿厅物探队利用化向磁极、向上延拓、方向导数等方法对航磁资料进行处理后认为，该区存在40 km ×25 km的隐伏花岗岩体(图2)［1］。

图1 区域构造地质简图

表1 与斑岩型钼矿有关的斑岩体岩石化学成分特征对比表

2.4 变质作用

矿区区域变质作用具有早期韧性变形和后期的脆性变形叠加的特征，即韧－脆性变形，为浅层次的变质作用，变质深度在 10 km左右(胡受奚等，1994)。蚀变以硅化、碳酸盐化、铁白云石化(地表多见褐铁矿化)为主，次为绢云母化、钾化、黄铁矿化、方铅矿化、高岭石化及白云石化等，地表蚀变强烈，往深部渐趋变弱。

2.5 地球化学异常特征

矿区在1∶5万重砂异常的基础上，圈出有较明显浓集中心的水系沉积物Au－Cu－Mo组合异常，三者扣合严格，且与河流重砂白钨矿、铋矿、辉钼矿异常吻合［2］。以此为基础，圈出面积约4 km2以 Mo、W、Cu为主，伴生有Au、Ag、Pb、Zn、As、Sb元素的1∶1万岩石测量组合异常。钼异常呈近东西向近椭圆状展布，强钼异常长1 250 m，宽175～550 m，面积0.52 km2，平均值355.42×10－6，极大值1 430× 10－6，浓集中心明显，具有五级分带，强度高，南边部梯度变化大，由背景场迅速递变到强异常带，北边、西边、东边部梯度变化小，元素含量由高强度逐步过渡到低缓的背景区。铜、钨异常与钼异常完全吻合，面积大于Mo异常。银异常分布在钼异常中部、东边部的区域，与其大部分吻合。砷、锑异常分布在钼异常的东边部，与其部分吻合。铅锌异常分布在钼异常边部的大部分区域，与其少部分吻合。金异常分布钼异常的东、南边部，与Mo异常不吻合，而与Ag、 Sb、As、W、Cu、Pb、Zn异常套合很好，Ag、Sb、As、Pb、Zn等向东、南方向异常增加［3］。

矿区各元素的纵向分带为：由中心向东元素的分带：W2(中心)→Mo→Cu→Pb→Ag→Zn→Au→As→W1→Sb(东)，由中心向西元素的分带：(西)W1←(Zn、Pb)←Cu←Mo←W2(中心)。

图2 狮子庙地区隐伏花岗岩体分布图(据文献［1］修改)

3 矿床地质特征

根据目前的控制情况，矿体东西长800 m，南北宽平均400 m，垂厚202～1 071 m，为上小下大的不规则块体状，边缘区向内复合，向外分枝呈透镜状，矿体中心区外倾角度3°～5°，边缘区外倾角度7°～14°。局部最大倾角不超过20°。矿体以横51线为界，西部略向西倾斜，东部产状不清；以纵Ⅶ线为界北部向北缓倾，南部向南陡倾。矿体最高赋存标高962 m，最低赋存标高为－109 m，氧化带深度28.48～196.51 m。经钻探工程初步控制，北部矿体趋向封闭，西部矿体明显变薄，东部矿体仍向东延伸，南部矿体尚不到边界。估算钼金属量超过10万t，平均品位0.06%。

矿体主要分布在安山岩、流纹岩、粗面安山岩和花岗斑岩中，与花岗斑岩体关系密切。从矿体到围岩有一定的蚀变分带现象，表现为近矿部位硅化、钾化、黄铁矿化、绢英岩化、绢云母化、褐铁矿化较强，而远矿部位高岭石化、碳酸盐化较发育。其中钾化、硅化与钼矿化关系密切。

矿石中金属矿物成分较为简单，主要是辉钼矿、黄铁矿、磁铁矿；少量或微量的赤铁矿、褐铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、磁黄铁矿、斑铜矿、铜蓝、金红石、重晶石、毒砂、白钨矿等；地表氧化矿有：褐铁矿－钼华、褐铁矿－铁锰氧化物－钼华。次生蚀变明显，在地表常形成褐铁矿化，黄铁钾矾化及铁锰碳酸盐岩，经褐铁矿化之后形成流失孔。脉石矿物主要是石英、绿泥石、透闪石、透辉石等，其次为绢云母、白云石、钾长石、蛇纹石、角闪石、黑云母、方解石、高岭石等；微量的萤石、绿帘石、磷灰石、电气石、炭质物等。

4 矿区找矿潜力分析

4.1 基础地质条件

形成斑岩型钼矿的三大核心条件是控岩控矿构造条件、岩浆岩条件、物源条件。通过比较发现，石窑沟矿区在这方面与南泥湖、东沟、金堆城等矿床十分相似。在控矿构造方面，矿床均位于近东西向区域断裂与北东向断裂的交汇围限部位，与发育的次级断裂为岩浆上侵就位提供了有利条件，并与岩浆侵入时形成的侵入构造一起，为后期的成矿提供了必要的空间。而岩浆活动在时间、成分、规模等方面有很高的一致性。根据多位研究者利用不同方法所作的测年显示，几大矿区的花岗斑岩等小岩体的侵入时间在151～107 Ma［4］之间，石窑沟斑岩体的侵入时间为131 Ma［5］，同属燕山中晚期。依据河南省地矿厅物探队的工作成果，笔者认为，南泥湖与石窑沟来源于同一岩基，其主成分元素均具超酸富碱富钾特征。石窑沟斑岩体主成矿元素钼的丰度值与维诺格拉多夫世界花岗岩平均值之比，也介于南泥湖、金堆城、上房沟、东沟等超大型钼矿之间(表2)，属特富集元素。按乔怀栋(1985)Mo元素丰度值与维氏值之比＞10者易成矿，比值＞50者成大矿。石窑沟矿区从目前几个钻孔见到的岩枝情况，应属于靠近岩体出现的岩体枝叉，初步判断其顶部规模约在0.04 km2以上，介于金堆城等钼矿区小岩体规模(含矿体段)0.003～1.32 km2之间。从基础条件来看，石窑沟矿区具备形成规模以上钼矿床的有利的地质地球化学环境。

表2 与典型斑岩型钼矿有关的斑岩体微量元素含量表

4.2 异常条件

原生晕发育，异常规模大，极有可能是大型、超大型矿床矿化蚀变晕在地表的显示。从前人工作来看，东沟钼矿床圈出东西长5.75 km，南北宽4.25 km的透镜状钼、钨、铋重砂异常，而岩石地球化学原生晕Mo元素异常面积大、强度高、浓集中心明显，指示元素具有明显的水平分带［6］。南泥湖－三道庄钼钨矿床钼异常的浓集区与南泥湖岩体及其热变质带范围十分吻合，大量的地质勘探工作证实了矿体、岩体及其热变质带分布的一致性［7］。西藏驱龙斑岩铜钼矿，其主成矿元素Cu、Mo异常形态大体相近，峰值基本对应。Cu、Mo异常宽度达800 m左右，范围大于铜钼矿化带［8］。石窑沟矿区岩石地球化学钼异常长1 250 m，宽175～550 m，异常规模、强度与东沟、南泥湖矿区相当，且具明显的异常浓集中心和分带特征，钼异常东部、南部强度逐渐变得低缓，而砷、锑等前缘晕元素异常发育，并向东、向南逐步增强，因此，推断钼矿体向东侧伏，东部矿体埋藏较深；也可推断出热液由东北部向西南即石瑶沟东山一带运移、上侵，指示该异常带的东部、深部有很好的找矿前景［9］。

4.3 矿体规模、赋存形态与位置

斑岩型钼矿体一般就位于岩体顶部、侵入构造发育的外接触带及围岩中导致岩体侵入的薄弱构造方向，矿体多以岩体为核，呈倒杯状、环状、草帽状、脉状或透镜状赋存，也可能因围岩性质不同、原生及侵入构造发育程度，出现不对称或缺失。如上房沟钼矿体围绕小岩体产出，横剖面图上呈倒空心杯状，两边厚度不等，西南薄、北东厚，宽在400～700 m之间，整个矿体为向南西侧伏的筒状体，纵向延深很大，达1 000 m以上［10］(图3、图4)。

图3 上房沟钼矿床1 132 m标高水平断面图(据文献［8］修改)

东沟矿床主要的工业矿体环绕花岗斑岩体呈“草帽”状分布，矿体形态严格受花岗斑岩体顶面的形态制约。平面上，矿体分布于距岩体50～1 060 m范围内；剖面上，主要矿体赋存于岩体外接触带0～360 m范围内，资源储量占整个矿床的96%左右。在岩体内接触带上部赋存有次要工业矿体。石窑沟钼矿目前控制矿体东西长800 m，南北宽平均400 m，垂厚202～1 071 m，边缘区控制垂厚小于200 m。从石窑沟钼矿目前的勘查范围与深度看，在ZK518中见到稳定的斑岩体、其他3个孔仅见到岩枝，初步判断可能刚触及岩体顶部，按照东秦岭钼矿赋存规律，在岩体及其四周还有一定的空间。从河南省地矿局第一地质调查队对南泥湖矿田三道庄矿床勘探过程中，上层矿体穿过100多米无矿段后，发现规模达大中型的新矿体(821～1 050 m标高，金属量8.4万t)［11］(图5)，说明在岩体侵入后的冷却过程中，随着温度的降低和热液的多次活动，存在向下多段成矿的可能。

4.4 成矿系列

图4 上房沟钼矿床4横线矿化蚀变带图(据文献［8］修改)

图5 三道庄钼矿区第11勘探线剖面图(据文献［9］修改)

斑岩型(或矽卡岩型、热液型)钼矿床形成过程中，随着流体体系温度的下降，金属沉淀的次序一般为：Mo－W－Pb，Zn，(Cu)－Mn，矿物组合的分布空间次序(从流体侵入的开端到末梢)一定程度上依赖流体流动的方向［12］。王长明等对南泥湖矿床空间间分布和成矿流体运移条件，从中心向边缘划分为3个带：中心带以钼钨为主，分布有南泥湖、三道庄、上房沟3个超大型钼钨矿床；中间成矿带，以铁铜铅锌为主，边缘带以铅锌银金为主，表现为斑岩型－矽卡岩型－中低温热液脉型成矿系统。石窑沟矿区圈出Mo、W、Cu、Pb、Zn、Au、Ag、As、Sb组合异常，且Mo、W、Cu套合非常好，从钼矿石光谱分析结果来看，有较高的Cu、TFe、WO3、Mn、Pb、Zn显示(表3)，说明这些元素具备一定的成矿潜力，需要在今后的勘查中研究、验证。