豫西龙门店银(钼)矿床熊耳期成矿事件及地球动力学背景

2012-08-15任韶甫白雪峰郑州市抗旱服务中心

河南水利与南水北调 2012年14期

□任韶甫 □白雪峰（郑州市抗旱服务中心）

0.引言

河南省龙门店矿区位于洛宁县熊耳山西段北坡，大地构造位置处于华北克拉通南缘，是近期勘查发现的大型银矿床，预获推测的资源量3000t以上。它和铁炉坪、蒿坪沟、沙沟矿床等多个大型银多金属矿床一起，构成了熊耳山西段重要的银铅锌矿集区，并成为东秦岭造山型银多金属成矿省下属的一个最重要的矿集区，也是当前河南省最大的白银生产基地。龙门店矿区还发育多处钼矿化。在缺乏同位素测年资料的背景下，多认为该类矿床形成于燕山期。但最新的Re-Os同位素定年结果表明，该矿床形成于1.85～1.90Ga，确定了熊耳期成矿事件的存在，这是熊耳地体继印支期成矿事件之后在成矿理论研究领域所取得的一项重要进展，构成了对华北克拉通南缘参与古元古代哥伦比亚超级大陆聚合事件的构造响应。文章在介绍龙门店矿床特征的基础上，探讨其形成的地球动力学背景，以期对拓宽该区同类矿床的找矿思路提供借鉴的依据。同时，及时追踪最新的高质量外文学术成果，使其为国内更多的地质人，特别是矿产勘查界所了解，从而发挥其应有的作用，也是本文的意向所在。

1.地质背景

1.1 区域地质

龙门店银铅钼矿区熊耳地体长垣状变质核杂岩构造西端。区域变质核杂岩发育，变质程度深，构造岩浆活动频繁、强烈，成矿条件十分有利。

区域地层主要为太华群（Arth）和中元古界长城系熊耳群（Pt2xn），第四系（Q）地层分布于现代沟谷中。太华群（Arth）地层构成本区古老的结晶基底，主要由一套中深变质程度的区域变质岩及少量混合岩组成，是本区银多金属矿的赋矿围岩。熊耳群（Pt2xn）由一套中基性火山岩组成，分布于东西向变质核杂岩构造南北两翼，为一套安山岩、流纹岩、英安岩、凝灰岩等火山沉积岩，是区域上金、银多金属矿床的又一重要赋矿围岩。

区内构造主要为滑脱拆离断层及其次生的北东向断裂，褶皱不发育，地层呈单斜形态，总体倾向南，倾角15～40°。本区滑脱拆离断层带走向北东，倾角20～35°，太华群与熊耳群不整合面被拆离断层的片理化带所代替，组成绿泥石片理化带的岩石既有灰绿色安山岩、杏仁状、气孔状构造的安山岩，又有闪长玢岩、含砾砂岩及火山熔结角砾岩。

北东向断裂：一般表现为构造蚀变带，破碎带内构造岩主要为蚀变碎裂岩，偶有构造角砾岩或糜棱岩。常见蚀变类型有硅化、绢云母化、绿泥石化、钾化、碳酸盐化、黄铁矿化、褐铁矿化、方铅矿化、黄铜矿化、孔雀石化、高岭土化等。多呈舒缓波状延伸，有分支复合和膨缩现象。

区内岩浆活动频繁，主要为中元古代的安山岩类及少量的辉绿岩脉、超镁铁质岩等出露。中生代花岗岩体地表未见出露，但矿区西部约7km寨凹一带多项证据表明存在燕山期的隐伏岩体，控制着变质核杂岩构造西部银铅锌多金属矿床的产出、分布。

1.2 矿床地质

龙门店银多金属矿床位于草沟变质核杂岩构造南部拆离断层两侧。地层总体表现为一单斜构造，主要为太华群，其次为熊耳群。矿区银矿化石英脉或蚀变构造带大量发育，以NNE、NE向为主，倾向20～80°。个别矿脉为NS、NW或东西向。主矿脉为505、506两条脉。其中505号脉长2560m，厚度0.45～0.97m，倾向320°左右，倾角20～60°。矿石主要有用组分Ag品位最高312.00×10-6，最低40.13×10-6，平均171.43×10-6。伴生Au品位0.18～1.29×10-6，平均0.75×10-6，伴生Pb平均0.47%。506号脉长1700m，厚度0.37～1.05m。倾向287～330°，倾角55～60°。Ag品位最高456.0×10-6，最低79.37×10-6，平均222.37× 10-6，伴生Pb品位0.64～1.59%，平均1.01%。其它矿脉长360～1280m，厚0.35～1.67m。矿脉通常发育以矿脉为中心的对称蚀变带，由内而外，依次为硅化带，绢英岩化带，并过渡至绿泥石－绢云母化带。主要含银矿物有自然银、银黝铜矿、辉银矿、淡红银矿、银金矿，伴生有黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿和磁铁矿。脉石矿物包括石英、长石、方解石、萤石、绢云母。银矿化特征与熊耳地体其它的Ag、Ag矿床，如铁炉坪、蒿坪沟和上宫矿床大致相同。

Mo矿化仅限于太华群，包括圪了沟、香炉沟等多个矿化点。辉钼矿呈浸染状分布于蚀变角山岩中，或呈长英脉状充填于角山岩的断裂裂隙中。根据钼矿脉与银矿脉的关系，将钼矿脉的产出形式分为3种：第一种以单独的矿脉或透镜体形式产于太华群地层中。第二种被Ag矿脉切割。第三种呈角砾状或碎裂状条带包裹于Ag矿脉当中。野外地质工作发现，Mo矿化一般与长英质细脉或网脉的产出有关，长英质的成分主要为微斜长石、条纹长石、石英和少量的电气石，表明其成因与高级变质作用与混合岩化过程中的深源流体作用有关。发生Mo矿化的混合岩主要有数毫米至1cm宽的淡色长英质析离体和暗色镁铁质成分组成。片状的长英质析离体成分主要为钾长石（微斜长石，微量条文长石）、石英，可见次生的碳酸盐矿物和绢云母。副矿物为磷灰石、榍石、锆石。暗色体宽0.1～2cm，有不同程度的膨缩现象，并与淡色体直接接触。暗色体成分主要为电气石，体积百分比达80%以上，伴有少量石英和退变质成因的绿帘石和碳酸盐矿物。电气石集合体定向排列明显，具纤状变晶结构，并与淡色条带平行。围岩呈夹石状产出，宽2～15cm，岩性为黑云斜长片麻岩，矿物成分有石英、斜长石、黑云母、微斜长石、条纹长石、金红石、绢云母。斜长石多已蚀变为绢云母，偶尔发育钾长石干净边。角山岩发育淡色析离体，一般蚀变矿化较强。角闪石蚀变矿物包括阳起石、透闪石、绿帘石、绿泥石、碳酸盐。而淡色析离体不发育的角山岩一般矿化较弱。

Mo矿石金属矿物主要为辉钼矿、黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、磁铁矿。辉钼矿粗粒结构，老床上0.5～2cm，通常呈稀疏的团块状或集合体形式产于淡色析离体和蚀变角山岩当中。辉钼矿也可沿角闪石的劈理产出，并可切割包裹黄铁矿的磁铁矿、磁黄铁矿。黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、磁铁矿是与角闪石、电气石蚀变有关的主要附属矿物。黄铁矿呈浸染状分布的半自形晶产出，并含有不等数量的粒间黄铜矿、磁铁矿、磁黄铁矿。磁铁矿和黄铜矿沿黄铁矿的边缘或裂隙有连生现象。局部可见磁铁矿被绿泥石、碳酸盐包裹，呈包体形式产于黄铁矿中。黄铜矿在磁铁矿中呈包体形式，或者围绕磁黄铁矿以幔边形式产出。脉石矿物有微斜长石、条纹长石、石英、碳酸盐、角闪石、绿泥石、电气石。

2.成矿时代讨论

近年来，随着原位微区高新测试技术的发展，沙沟-铁炉坪-龙门矿集区积累了一些的高质量同位素测年资料，特别是Re-Os同位素体系的应用，使成矿年龄的绝对测年成为可能，它们为探讨该区的成矿作用时限及其地球动力学背景提供了依据。

魏庆国等6件辉钼矿样品的Re-Os模式年龄最小值为1868±6Ma，最大值为2044±14Ma，等时线年龄为1875Ma，确定矿床形成于古元古代。LiNuoetal.（2011）5个辉钼矿、4个黄铁矿样品的Re-Os同位素年龄，分别为1853±36Ma和1855± 29Ma，进一步确认了熊耳期成矿事件的存在。此外，李厚民等发表了龙门店矿区西部寨凹钼矿床10件辉钼矿样品22次测定结果的年龄最小值为(1680±24)Ma，最大值为(1831±29)Ma。10件粗粒辉钼矿 (自然粒度)13次测定结果的等时线年龄为(1686±67)Ma。4件辉钼矿研磨后9次测定结果的等时线年龄为(1804±12)Ma，表明寨凹钼矿床形成于17亿～18亿年。邓小华等给出寨凹钼矿床9件辉钼矿样品Re-Os模式年龄介于1603.1±10.8。2031.9±10.2Ma，其中7件样品给出了精确的等时线年龄为1762±31Ma，表明寨凹钼矿形成于古元古代或熊耳期。两个矿床在成矿年代上具有一致性。

3.地球动力学背景

东秦岭造山带是我国重要钼多金属成矿带，大规模辉钼矿化发生于中生代。龙门店和寨凹辉钼矿Re-0s年龄均指向熊耳期，代表着东秦岭地区古元古代一次成矿事件。

近年来，华北克拉通早前寒武纪地质研究取得了显著的进展，其中最重要的是华北克拉通中部造山带发现。将华北克拉通基底划分为东部陆块和西部陆块，提升了太古代末西部板块开始向东部俯冲，并在1.85Ga左右通过中部构造带把两个陆块拼合在一起。

龙门店多金属矿，包括寨凹钼矿所在的熊耳山地区位于华北中部带的南段，它们的成矿年龄与华北克拉通东西陆块在1.85Ga发生碰撞，并最终完成克拉通化的时间一致，同时也与华北克拉通参与古元古代Culumbia超级大陆聚合过程的时间一致。可见，该地区和中部带的其它地段一样，经历1.85Ga前后构造-热事件的影响。即在1.85Ga期间，熊耳地体发生了广泛的熔融作用，形成了以微斜长石为主的浅色花岗质熔体，并进而形成了浆控热液矿床。这与侯万荣等、肖荣阁等、白凤军等相继提出熊耳期火山热液成矿系统是一致的。中南大学骆文轩、谷湘南（2008）报道了龙门店矿区东部范庄银多金属矿床熊耳期与海底火山喷气喷流作用有关的VMSD型新的铁矿化类型。以上均可看作文中熊耳期成矿事件的旁证。