河南姚冲隐伏斑岩型钼矿床地质特征及地球动力学背景

2015-03-28张宗可李毅陈鹏张自森许矿华罗正传

地质与资源 2015年3期

张宗可，李毅，陈鹏，张自森，许矿华，罗正传

1.河南省有色金属地质勘查总院，河南郑州450052；2.河南省有色金属深部找矿勘查技术研究重点实验室，河南郑州450052；3.河南鑫利源地矿有限公司，河南郑州450052；4.河南省有色金属地质矿产局第五地质大队，河南郑州450016；5.河南省有色金属地质矿产局，河南郑州450016

张宗可1，2，3，李毅1，2，陈鹏1，2，张自森4，许矿华5，罗正传5

对姚冲隐伏斑岩型钼矿床成矿背景、产出特征、成矿时代、成矿地球动力学背景等方面进行了综合分析、对比研究.姚冲钼矿床产于大别成矿带西段的斑岩型钼矿床.矿体赋存于花岗斑岩体（脉）外接触带的中元古界蚀变片麻岩中，主要受隐伏岩体和构造控制.矿床成矿方式以充填作用为主，辉钼矿化主要呈浸染状、细脉-网脉状、薄膜状、角砾状产出.通过姚冲钼矿床与邻近钼矿床及相关斑岩体、中生代花岗岩基同位素年龄的对比研究，结合前人在大别山北麓的研究成果，将姚冲钼矿床成矿年龄限定在140 Ma左右的峰期内，对应的地球动力学背景为中国东部岩石圈大规模快速减薄.

斑岩钼矿；隐伏矿床；地球动力学背景；大别造山带；姚冲；河南省

大别造山带继高压-超高压变质带研究取得世界领先水平的丰硕科研成果之后，近几年来，大别成矿带的找矿勘查，特别是钼矿床勘查取得了一系列重大突破和进展，主要包括汤家坪［1-4］、大银尖［5-9］、千鹅冲［10-12］、母山［13］、天目山［14］、宝安寨［15］、陡坡、肖畈［16］、白果树［17-18］、风响山［19］以及金寨沙坪沟［20-21］、银山［22］、盖井Pb-Zn-Mo［23］等10余个钼矿床相继发现.这些矿床的规模多数为大型—中型，个别达超大型，从而构成了对中国东部中生代大规模构造运动的成矿响应.找矿突破相应地引起了地质学界的广泛关注，针对上述矿床，前人主要从矿床学和岩石学的视角，进行了广泛的成矿流体、元素地球化学、同位素地球化学、同位素地质年代学等方面的研究，从而大大提高了本区的理论研究程度和知名度.因此，包括该成矿带在内的武当-桐柏-大别成矿带已于2012年7月正式列为我国第20个国家级重点成矿带.

本文依据河南姚冲钼矿区最新勘查成果，特别是钻孔ZK0403在1089 m深部发现花岗斑岩体进而被确认为斑岩型矿床，对矿床的地质特征进行总结，并通过与相邻钼矿床最新研究成果的对比，对姚冲矿床的成矿地球动力学背景进行初步探讨，为深化该区成矿找矿理论，扩大找矿成果提供依据.

1 成矿地质背景

姚冲钼矿床位于大别成矿带西段，桐柏-大别造山带的新县北部，区内地层发育不全，主要为一套区域变质岩和火山碎屑岩（图1）.

构造表现为近东西向与近南北向2组构造相互交织形成的网格构造系统.其中北西西向断裂主要有龟山-梅山断裂、桐柏-商城断裂，近南北向断裂主要有涩港断裂、新县断裂、商城-麻城断裂.

区内岩浆活动十分频繁，尤以燕山期最为强烈.主要岩体有沿桐柏-商城断裂自西向东分布的灵山、新县和商城三大花岗岩基，以及众多的中酸性小岩体.其中与区内斑岩型钼矿关系密切的岩体主要包括肖畈岩体、母山岩体、大银尖岩体、戴咀岩体、汤家坪岩体.

2 矿床地质特征

姚冲钼矿床主要呈隐伏状赋存于花岗斑岩体（脉）的外接触带之中，主要赋矿岩石为英云闪长质片麻岩和花岗闪长质片麻岩.这些岩石的矿物粒（片）径细小，较为致密，脆性强，节理发育，局部蚀变明显，钼矿化对围岩的岩性没有明显的选择性.矿体与围岩均呈渐变过渡关系.

图1 大别山区钼矿床空间分布略图（据王等,2013，略有修改）Fig.1 Distribution of Mo deposits in Dabie Moutains（Modified from Wang et al.,2013）

目前钻探初步查明姚冲钼矿床有53条矿体，东西长约960 m，南北宽800 m，赋存标高为+300～-400 m，矿体最大厚度62.53 m，最小厚度2.00 m，平均厚度28.19 m，厚度变化系数为73.97%，属较稳定型.矿体的平面形态呈不规则面状，纵、横剖面图上呈厚大的透镜状或似层状，综合空间形态呈不规则体状.从各横勘探线剖面矿体的厚度及平均品位看，0线是矿区矿化的中心，富矿体分布于03～02横线与Ⅲ～Ⅴ纵线所圈闭的区域内，集中在以ZK3为中心的地带（图2、3、4）.矿体品位自中间向东西两端有逐渐变贫的趋势.总体上看，钼矿化强度在平面上表现为中北部强，边部弱的特点.矿体的地表矿化较分散、不连续、规模小且品位低，上部主要被黄土、残坡积物和无矿岩石所覆盖，仅能圈出个别矿体，深部沿走向和倾向有较大延伸并分段连成一片，矿化明显增强.

矿石中主要矿石矿物为辉钼矿、黄铁矿和黄铜矿，以及少量的磁黄铁矿、赤铁矿、白钨矿、方铅矿等；脉石矿物主要为石英、钾长石和斜长石.辉钼矿呈结晶片状、鳞片状、束状以及花状、簇状集合体，产出在石英等脉石矿物的粒间（图5）.姚冲钼矿床经历了石英-钾长石阶段、辉钼矿-钾长石-石英阶段、辉钼矿-石英阶段、钾长石（绿帘石）-石英阶段和方解石阶段，其中辉钼矿-石英阶段是主要的矿化阶段.姚冲钼矿床围岩蚀变比较发育，常见的有硅化、钾化、黄铁矿化、绢云母化、绿泥石化、绿帘石化.蚀变一般呈弥散状，分布于整个矿体内或其近矿围岩之中，蚀变强度一般与矿化强度呈正相关关系.

3 成矿时代探讨

图2 河南姚冲钼矿区地质略图（据王等,2013，略有修改）Fig.2 Geologic sketch map of Yaochong Mo deposit,Henan province（Modified from Wang et al.,2013）

据最新的研究成果，对大别造山带主要钼矿床成矿时代进行统计分析，并与成矿相关岩体成岩（侵位）时代进行对比（表1）.结果表明：大别山地区钼矿床除母山、肖畈、陡坡等钼矿床形成于（142±1.8）～（140.5± 8.2）Ma外，其余矿床的大规模成矿主要出现在（136.9±1.2）～（113.1±7.9）Ma时限之间.大别山地区存在与毛景文等［24］提出中国北方大规模成矿作用相对应的140 Ma左右和120 Ma左右两个成矿峰期，而矿化年龄通常晚于斑岩侵位年龄，甚至晚10 Ma.据此，我们认为姚冲钼矿成矿时代应处于140 Ma左右的峰期内，晚于与其相关的新县花岗岩基的侵位年龄（135～130 Ma），与母山、肖畈、陡坡等钼矿床同期产出，与岩石圈大规模快速减薄的地球动力学背景相对应.

图3 姚冲钼矿床00横勘探线剖面简图Fig.3 Profile along the crossing exploration line No.00 of Yaochong Mo deposit

4 成矿地球动力学背景分析

图4 姚冲钼矿床05纵勘探线剖面简图Fig.4 Profile along the longitudinal exploration line No.05 of Yaochong Mo deposit

大规模成矿或大爆发式成矿是特定地球动力学环境的产物［25］，大别成矿带作为中国东部大规模东西向成矿带的组成部分也有其产出的地球动力学背景.毛景文等［24］提出中国东部（包括长江中下游地区）大规模成矿作用出现在200～160 Ma、140 Ma左右和120 Ma左右3个峰期，钼成矿作用与花岗岩体的侵位和热液作用密切相关.大别山钼矿的2个成矿时段分别与毛景文等提出的大规模成矿作用的第二和第三个峰期相对应，而三大成矿峰期所对应的地球动力学背景分别为华北板块与扬子板块的碰撞造山后陆内造山和伸展过程、南北主应力场向东西主应力场构造体制大转折和东西向岩石圈大规模快速减薄作用［26］.

图5 姚冲钼矿主要矿石类型（据李毅等,2013）Fig.5 Principal ore types of the Yaochong Mo deposit（From Li et al.,2013）

类比邻近钼矿床成岩成矿年龄精测数据，以及新县花岗岩基侵位年龄为135～130 Ma，姚冲辉钼矿的Re-Os等时线年龄为（136±1.2）Ma，判定姚冲钼矿床形成于中生代早白垩世，对应于中国中东部大规模成矿作用的第二个峰期，为大规模成矿作用的一部分.与燕山晚期大别造山带在伸展机制下岩石圈减薄、深部岩浆底劈侵位密切相关.

吴福元［27］提出，早白垩世是中国中东部的一个重要的岩浆活动期，在约132～120 Ma的岩浆岩均侵位于一个伸展环境.早白垩世受太平洋构造域的影响，中国中东部从印支期以近东西向构造为主，北北东至近南北向构造为次，进入以北北东至近南北向构造为主，近东西向构造为次的区域构造-动力体制大转换［28］.大别造山带北缘信阳-商城-霍山一带发育的中生代陆相火山岩（J-K2）及断裂边缘发育的一系列断陷盆地，是造山带边缘断裂走滑的结果，代表挤压阶段末期造山带边缘应力状态首先由挤压转换为走滑，整个区域应力场即将处于伸展环境，标志着大别地壳开始减薄［29］.燕山晚期大别造山带岩石圈减薄和伸展垮塌，导致软流圈上涌、地壳增温，激发了广泛而强烈的深源岩浆活动.大量近南北向断裂形成，并与早期北西向深大断裂构成了大别山地区格子状构造系统.区内北西向桐柏-商城断裂深切至下地壳，其与近南北向断裂相交汇，控制着区内深源浅成、高硅富碱富钼中酸性斑岩体的侵位和分布［30］.

表1 大别造山带主要钼矿床及相关斑岩体同位素年龄Table 1 Isotopic ages of M o deposits and ore-bearing porphyries in Dabie orogen

冷成彪［31］等认为成矿流体主要来自斑岩下部的岩浆房，Klemm等［32］、Shinohara和Hedenquist［33］、Heinrich［34］都认为，只有当来源于深部异常富集成矿金属的流体加入到浅部岩浆-热液系统中，才能形成超大型矿床，并建立了岩浆-热液体系的成矿模型.

姚冲钼矿大量石英-辉钼矿脉充填和交代于节理、裂隙中，且常见典型的梳栉状石英脉、晶洞构造等，反映出成矿发生在拉张伸展环境中.因此，我们认为姚冲钼矿形成于伸展拉张的构造环境，对应的地球动力学背景为区域的岩石圈大规模快速减薄、拆沉和热侵蚀.

5 结论

（1）姚冲钼矿床主要呈隐伏状赋存于岩体外接触带的片麻岩中，矿化主要受下部隐伏岩体和断裂构造控制.

（2）矿石类型、矿化蚀变具典型斑岩型钼矿床地质特征，矿床类型为斑岩型钼矿床.

（3）姚冲钼矿床成矿时代在140 Ma左右，矿床形成于早白垩世，与中国东部岩石圈大规模快速减薄的地球动力学背景相对应.

致谢：本文承蒙李永峰博士审阅，匿名审稿人给予了中肯的意见，在此表示衷心的感谢！

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GEOLOGY AND GEODYNAMIC SETTING OF THE CONCEALED PORPHYRY MOLYBDENUM DEPOSIT IN YAOCHONG,HENAN PROVINCE

ZHANG Zong-ke1,2,3,LI Yi1,2,CHEN Peng1,2,ZHANG Zi-sen4,XU Kuang-hua5,LUO Zheng-zhuan5

1.Henan Institute of Geological Exploration for Nonferrous Metals,Zhengzhou 450052,China;2.Key Laboratory of Deep Ore-prospecting Technology Research for Nonferrous Metals of Henan Province,Zhengzhou 450052,China;3.Henan Xinliyuan Geological and Mineral Co.,Ltd.,Zhengzhou 450052, China;4.No.5 Geologic Brigade,Henan Bureau of Nonferrous Metal Geology and Mineral Resources,Zhengzhou 450016,China;5.Henan Bureau of Nonferrous Metal Geology and Mineral Resources,Zhengzhou 450016,China

With comprehensive analysis and comparative study on the metallogenic setting,occurrence characteristics, metallogenic epoch and geodynamic setting of the Yaochong concealed porphyry Mo deposit,it is concluded that the Yaochong Mo deposit occurs in the western section of Dabie metallogenic belt,with the orebody hosted in the Mesoproterozoic altered gneiss at the exocontact of granite-porphyry body（dyke）and controlled by concealed porphyry and structures.The deposit is formed mainly by filling mineralization.The main molybdenite mineralization occurs in dissemination,veinlet-stockwork,thin film and breccia.With former researches on the northern foot of Dabie Mountains and the isotopic age contrast between Yaochong Mo deposit and neighboring Mo deposits,ore-bearing porphyry and Mesozoic granite batholiths,the authors suppose that the metallogenic age of the Yaochong Mo deposit is about 140 Ma and the corresponding geodynamic setting is the rapid lithospheric thinning on a large scale in Eastern China.

porphyry Mo deposit;concealed deposit;geodynamic setting;Dabie orogen;Yaochong;Henan Province

1671-1947（2015）03-0226-07

P618.65

2014－08－21；

2014-12-04.编辑：张哲．

河南省科技攻关计划项目（112102313112）.

张宗可（1979—），男，工程硕士，工程师，主要从事地质矿产勘查与科研工作，通信地址河南省郑州市中原东路107号，E-mail// hnyszzk@126.com