河北涞源大湾锌钼矿床成矿地质条件

2013-08-05张德诚韩秀丽张韩李志民刘磊潘苗苗张龙飞

华北理工大学学报(自然科学版) 2013年3期

关键词：北北东化带辉钼矿

张德诚，韩秀丽，张韩，李志民，刘磊，潘苗苗，张龙飞

(1.河北联合大学矿业工程学院，河北唐山063009;2.河北地矿局第二地质大队，河北唐山063000;3河北联合大学轻工学院，河北唐山063000)

1 区域地质背景

大湾矿区属沫源县杨家庄乡，地处太行山北段的乌龙沟一上黄旗深断裂带中，位于山西与燕山台褶带的接合部位，北北东向王安镇一大海沱构造岩浆带与北东向沫源复背斜交位的沫源花岗杂岩体中腰西缘［1］。

矿区出露地层主要为太古界五台群板峪口组黑云斜长片麻岩和中上元古界系高于庄组及蓟县系雾迷山组隧石条带白云岩。前两者是主要成矿围岩，呈顶垂体分布(图1)。

图1 涞源大湾锌钼矿矿域地质图

区内以褶皱、断裂为主，包体、顶垂体等侵入接触构造也较发育。矿区东西为北北东向Fl，F2深断裂(乌龙沟断裂的主要结构面)，南北为北西向F3，北东向F4大断裂，总体呈断块状。矿床位于断块中部挤压褶皱带与次级北北东、北西西向断裂复合的顶垂体之下［2］。

矿区岩浆岩是涞源杂岩体的一部分，可划分为2期。早期依次为石英闪长岩、花岗岩(石英二长岩，147Ma)、二长斑岩;晚期依次为花岗斑岩、流纹斑岩(142Ma)、粗粒斑状花岗岩(137Ma)、白岗岩;末期有大量中酸性脉岩侵入。主期岩浆活动时代约为中晚侏罗世，属燕山早期产物。

2 矿床地质特征

2.1 矿体特征

铅主矿体主要受矽卡岩带控制，呈塔式半环状沿主岩体接触带展布，具膨缩分枝复合特点。非主矿体位于主矿体外缘或较远处，受接触带、蛇纹石化白云岩带及裂隙褶曲构造控制。矿体呈脉状透镜状，规模以Ⅱ—32、Ⅱ—40、Ⅱ—41 较大［3］。

钼矿体赋存于流纹斑岩体及其围岩中，受斑岩体及其热液蚀变带控制，内带为细脉浸染型斑岩钼矿体，外带为细脉浸染型片麻岩钼矿体和矽卡岩钼矿体(图2)。斑岩钼矿体受斑岩体及其内蚀变带控制，呈不规则板状、似层状、扁豆状等构成一个矿化整体。产状与岩体基本一致，展布范围大体相当。在斑岩体内，自下而上划分个矿体，呈厚大似板状矿体，平行排列。走向均在千米，延深数百米以上。片麻岩相矿体产于流纹斑岩深部倾伏尖灭端的钾化片麻岩中，受钾质蚀变带控制。以Ⅳ—3矿体最大，分布于岩体北缘。矿体为弯曲扁豆状，走向北西，略向南西倾，倾角6～38°。走向长及延深达数百米，厚数十米，品位中等。矽卡岩钼矿体与锌矿体相似，同受接触带构造及矽卡岩带控制。矿体形态与锌矿体相似，产状接近，展布范围亦大体相当。矿体长及斜深均为数百米，厚数十米。

图2 大湾锌钼矿地质剖面图

2.2 矿石特征

矿石类型分为矽卡岩锌钼银矿石、矽卡岩钼矿石、斑岩钼矿石、片麻岩钼矿石。矽卡岩锌钼银矿石主要包括闪锌矿、黄铁矿、辉钼矿等金属矿物和透辉石、透闪石、硅镁石、绿泥石、阳起石、蛇纹石等非金属矿物。矽卡岩钼矿石主要包括辉钼矿、黄铁矿等金属矿物和绿帘石、角闪石等非金属矿物。斑岩钼矿石主要包括辉钼矿、黄铁矿等金属矿物和石英、钾长石、黑云母、硬石膏、绢云母、阳起石、透闪石、绿泥石、绿帘石、钠长石等非金属矿物。片麻岩钼矿石主要包括辉钼矿和黄铁矿，非金属矿物主要为黑云母、石英、绿泥石、绿帘石。

锌矿石主要呈自形晶粒状结构、半自形晶粒状结构、闪锌矿包含磁黄铁矿的包含结构。交代结构、固溶体分离结构以及碎裂结构。锌矿石主要构造有浸染状构造、矿物呈条带相间分布的条带状构造以及块状构造。

钼矿石结构主要呈细脉浸染状、他形粒状、鳞片状、包含和连晶等。主要构造有:由辉钼矿、黄铁矿等金属矿物构成的浸染状构造，由细脉伴浸染状或细脉迭加浸染状辉钼矿化形成的浸染状构造以及由辉钼矿及蚀变物矿物沿角砾边缘呈胶结物式矿化形成的角砾状构造。

3 围岩蚀变及分带

区内多阶段多期次的岩浆活动，形成复杂的蚀变与矿化现象。主要的蚀变与矿化分别与花岗岩和流纹斑岩有关。花岗岩与白云岩的接触交代变质作用广泛发育于顶垂体东部接触带，内带形成一套钙矽卡岩，外带形成一套镁矽卡岩或变镁矽卡岩，铁矿受外带控制。以钠长石化带最发育，构成花岗岩明显钠化边，仅有轻微磁铁矿化:外带以金云母、透辉石矽卡岩及蛇纹石矽卡岩最发育，有强烈磁铁矿化和硼镁铁矿化，形成工业矿体。

流纹斑岩蚀变矿化体系由斑岩热液蚀变及斑岩与白云岩围岩的接触交代变质两个蚀变矿化系统组成。辉钼矿化受斑岩热液蚀变系统控制，闪锌矿化受斑岩与白云岩接触交代系统控制。两大系统既相对独立，又相互联系、相互影响，形成矿床复杂的蚀变矿化特征。流纹斑岩热液蚀变分带分为钾化带、硅化带、绿泥石化带。

钾化带广泛发育于斑岩体下部及片麻岩围岩中，带宽10～170m。特征蚀变矿物为黑云母(3% ～20%)、石英、钾长石及绿泥石、硬石膏，金属矿物为辉钼矿、磁铁矿、黄铁矿等。硅化带发育于斑岩体中部，位于钾化带之上，绿泥化带之下，带宽30～240m。特征蚀变矿物为石英(5% ～20%)、绢云母(2% ～15%，一般＜5%)、少量石英、绿帘石、绿泥石、黄铁矿物。绿泥化带发育于岩体上部边缘，位于硅化带之上(外)，带宽50～150m。特征蚀变矿物为阳起石、透闪石、绿帘石、绿泥石、钠长石，以及黄铁矿、磁铁矿、石英、方解石，局部还发育或残存透辉石等典型矽卡岩矿物。

流纹斑岩与白云岩接触，发生广泛的接触交代变质，形成内外矽卡岩带、蛇纹石化带和铁锰碳酸盐化带，矽卡岩带遭受热液迭加成为绿泥化矽卡岩带。锌矿化与外蚀变带有关，外带工业钼矿化主要与绿泥石化有关。流纹斑岩与白云岩接触交代变质分带分为内矽卡岩带、外矽卡岩带、蛇纹石化白云岩带、铁锰碳酸盐化白云岩带。

内矽卡岩带为一套钙矽卡岩断续分布于浅部地表接触带，带宽几厘米～几十米不等。岩石具粒状变晶结构，矿物成分为绿帘石、透辉石、钙铁榴石，局部形成单矿物岩。外矽卡岩带为一套镁矽卡岩，位于绿泥化钙矽卡岩带之上(外)，沿接触带呈半环形展布，带宽十一近百米，具分枝复合特点。岩石具柱状、粒状、纤状及鳞片粒状变晶及变余结构，块状及角砾状构造。主要矿物为透辉石、透闪石、粒硅镁石、金云母、蛇纹石、石榴石及滑石、石英、方解石等，透辉石、粒硅镁石与闪锌矿化关系密切。蛇纹石化白云岩带位于矽卡岩带之上(外)，大致平行矽卡岩带展布，局部夹矽卡岩透镜体，带宽50～150 m，最大可超过200 m。特征蚀变矿物为蛇纹石、透辉石、透闪石少量。伴生金属矿物为浸染状及细脉状磁铁矿、黄铁矿和闪锌矿。铁锰碳酸盐化白云岩带沿裂隙及破碎带发育，主要分布于F2断层上盘，为热液阶段蚀变。特征蚀变矿物为方解石、石英及铁锰质点。

4 成矿条件分析

4.1 地层条件

矿床［4-6］主要成矿围岩主要产于高于庄组。其下部为中厚层大理岩化泥钙质条带白云岩，偶见迭层石，大致与一、二段相当，仅出露于南盘沟一隅;中部为厚层、巨厚层大理岩化泥钙质条带白云岩，偶见坨状石英砂岩及迭层石白云岩，广布于顶垂体，大致相当于三段和四段下部地层;上部为厚层白色燧石条带白云岩。总厚度大于646.17 m。岩石一般为细粒变晶结构，成分以自形半自形白云石为主，方解石、燧石次之。据区域资料，其铅、锌、锰等成矿元素丰度值较高，可做为矿源层之一。

4.2 构造条件

北北东向深断裂是导岩构造，区内次级北北东、北西西向构造及顶垂体构造组成联合控岩控矿体系，两组构造交汇是斑岩体可能的定位因素。其中顶垂体构造由板峪口组片麻岩、高于庄组及雾迷山组白云岩组成，南北长3.5 km，东西宽1～2 km，面积4.6 km2。总体形态为向中间变厚的船形体。其内北北东向褶皱，次级北北东向纵断层和北西西向横断层发育。与花岗岩的接触带是较早期的矽卡岩型铁矿成矿带，也是流纹斑岩侵位之场所，是矿区基本控矿(岩)构造。褶皱构造由愁尖向斜、北叉背斜、支家庄背斜等组成。前二者对锌钼矿具有一定的控制性，后者则是支家庄铁矿控矿构造之一。断裂构造中除边界深大断裂外，矿区发育北北东、北西西向两组次级断裂，F16，F19，F20，F23规模较大，前三者对流纹斑岩具有控制性的影响。F16正断层，走向北北东，倾向南南东，倾角40°～60°，沿顶垂体西缘延伸3 km，断距超过600 m，限定了顶垂体的西部边界，沿断裂带先后有二长斑岩、花岗斑岩、流纹斑岩等次火山岩侵位，在次级构造中居于主导地位。

4.3 岩体条件

锌钼矿床主要与流纹斑岩有关。流纹斑岩高硅富碱，SiO2为67% ～78%，K2O+Na2O=8% ～11%，K2O＞Na2O。流纹斑岩沿北北东与北西西向断裂交汇处侵入，轴向北北东，长1000 m，宽300～500 m，出露面积约0.4 km2，向南东倾伏于顶垂体之下，具超浅成隐爆特征。流纹斑岩可区分为霏细状、角砾状、显斑状三种岩石类型(相)，前两者构成主体相，角砾状者为隐爆产物。它们为同源同期脉动侵位形成，成岩时代为晚侏罗世(142Ma)。一般来说，霏细状岩石分布于岩体边部构成不规则环壳，角砾状岩石居中，显斑状岩石零星产出。流纹斑岩具稀疏斑状、斑状、显微粒状及球粒等构造，块状、角砾状及流纹构造。

4.4 蚀变条件

热液蚀变与接触交代是流纹斑岩成矿作用的两个方面。斑岩体及片麻岩围岩的蚀变及强烈的钼矿化受热液蚀变系统控制，白云岩围岩的蚀变及较强的多金属矿化受接触交代系统控制。从岩体到围岩，由深至浅，蚀变分带为钾化带、硅化带、绿泥石化带、绿泥石化矽卡岩带、蛇纹石化带及线型铁锰碳酸盐化带;相应矿化为斑岩及片麻岩的钼矿化、近接触带的矽卡岩锌、银、钼多金属矿化及远接触带的零星脉状热液交代裂隙充填铅、锌、银矿化。流纹斑岩蚀变矿化体系具有垂向环式分带性。