河南小秦岭北矿带秦南矿区含钼金石英脉成因及成矿规律

孙宝玲, 崔献华

(郑州工业贸易学校,河南 郑州 450007)

河南小秦岭北矿带秦南矿区含钼金石英脉成因及成矿规律

孙宝玲, 崔献华

(郑州工业贸易学校,河南 郑州 450007)

小秦岭钼金矿田位于华北克拉通南缘华山—熊耳山地块中西部,区内出露地层主要为结晶基底太古代太华群深变质片麻岩系,岩浆岩以燕山期经重熔或改造形成的花岗岩最为发育。秦南含钼金石英脉型矿床位于小秦岭金矿田北矿带秦南矿区。在野外地质工作的基础上,对秦南区内地层、含钼石英脉的产出、矿石结构构造、蚀变特征进行研究。分析认为秦南含钼石英脉是与秦岭造山带在245～211 Ma全面陆陆碰撞过程中的有关花岗斑岩侵位形成的斑岩型钼矿体,经后期酸性热液淋滤后，在断裂破碎带中进一步富集成矿。

含钼金石英脉;斑岩型钼矿床;热液淋滤;断裂;小秦岭

小秦岭地区太华群地层出露的基底区是金矿的集中产区,是中国仅次于胶东地区的第二大金矿产地,金储量超过380 t,金主要赋存于含金石英脉中,本区已发现含金石英脉1 200余条;小秦岭地区也是东秦岭钼矿带的重要组成部分,后者是中国最大的钼矿产区,钼金属储量超过800万t,钼矿以斑岩型或斑岩—矽卡岩型为主,近年来又发现了一些中小型的石英脉型钼矿床[1]。以前在金矿区未发现有经济价值的钼矿化,近年来在小秦岭北矿带秦南矿区发现了具备工业开采价值的钼矿体,钼资源储量达到中等规模,这显示小秦岭金矿集中区可能还存在寻找钼矿的潜力。因此,研究秦南矿区S1含钼(金)石英脉成因及成矿规律,对指导小秦岭地区的金、钼矿找矿工作具有重要的理论和实际意义。

1 区域地质及矿区地质

1.1 区域地质

河南小秦岭钼金矿田位于华北克拉通南缘华山—熊耳山地块中西部,西起陕西省华山,东至河南省灵宝—朱阳盆地西北边缘,北、南分别以太要和小河断裂为界呈不规则带状。本区在大地构造位置上属于华北陆块南缘。

秦南矿区位于小秦岭金(钼)成矿带北矿带与中南矿带的结合部位[2]。矿区内出露的地层主要为太古界太华群,区域变质、混合岩化作用强烈,岩浆活动频繁,韧、脆性不同深度层次形成的断裂构造发育,石英脉分布普遍,具有较好的成矿地质条件和找矿远景。

根据岩性组合和构造特征，太华群自下而上大体可划分为5个岩组，即蒲峪组、焕池峪组、闾家峪组、观音堂组和枪马峪组，各组之间均为整合接触。

蒲峪组 为本区出露的最古老的岩性单元，主要由黑云斜长片麻岩组成，厚度约为375 m。

焕池峪组 主要由金云母—透辉石大理岩、透闪石—辉石大理岩和黑云斜长片麻岩组成，厚约375 m。焕池峪组是本区最重要的钼金矿床容矿围岩，其内产出的含钼金石英脉多达750条。

闾家峪组 主要岩石类型为斜长角闪片麻岩、斜长角闪岩、黑云斜长片麻岩、条带状和均质混合岩，局部地段见有麻粒岩和大理岩夹层，厚约1 700 m。

观音堂组 其主要岩性为磁铁石英岩、石英岩、矽线黑云斜长片麻岩、斜长角闪片麻岩和条痕状混合岩，厚约600 m。

枪马峪组 主要由斜长角闪片麻岩、黑云斜长角闪片麻岩、黑云斜长片麻岩和条带状混合岩组成，局部地段见有麻粒岩，岩层总厚度约为680 m。

1.2 矿区地质

矿区位于五里村背斜的轴部偏南翼,背斜轴线从矿区北东部通过。总体呈北西西向延展的背斜轴面向北东陡倾,倾角70°～80°。北翼地层北倾,倾角一般在30°～60°;南翼地层南倾,倾角一般在40°～70°。矿区的石英脉多分布在五里村背斜的南翼。矿区地层主要为太古界太华群下部的焕池峪组和第四系地层。

焕池峪组 分布在矿区的北中部,厚度出露不全。岩性主要为混合花岗岩、黑云角闪斜长片麻岩、黑云斜长片麻岩夹大理岩和零星石英岩,岩石普遍混合岩化,有条痕条带状混合岩及混合片麻岩。地层产状受背斜轴控制,北翼倾向35°～70°,倾角30°～50°;南翼倾向160°～215°,倾角35°～70°,局部略有变化。

第四系 主要分布在沟谷及凹地中,由冲积、残坡积物组成的坡积碎石土及粘土。

图1 秦南矿区地质简图Fig.1 Generalized geological map of Qinnan mining area

矿区断裂构造发育。按其走向可分为两组:近东西向和北西西向,其中以近东西向、北倾的断层最为发育,规模较大,具有密集成群分布的特征。韧性剪切带与钼矿关系密切,石英脉充填在韧性剪切带内。韧性剪切带在后期隆升、剥蚀过程中,随着地壳由深部向浅部隆升,均伴随有不同强度的脆性断裂构造叠加,在韧性剪切带内叠加有后期的脆性断层、脆性构造角砾岩。石英脉或辉绿岩主要沿后期的脆性断层贯入充填。其中以F5断裂带最为发育,且规模较大,为矿区的主要控矿断裂,在区内从北到南依次有F2、F3、F5-Z1、F5四条主断裂,呈推覆构造、叠瓦状分布(图1)。

含钼金矿脉带产于F3压扭性断层破碎带中,呈NW-SEE走向，弧向延伸，缓倾向北东。矿区内构造带长度2 400 m，矿化段控制长度700 m,具膨大、收缩现象明显。带内为糜棱岩化石英岩、绢英质糜棱岩、长英质糜棱岩、蚀变岩及混合伟晶岩等。可见绢云母化、黄铁矿化、硅化、碳酸盐化、钾长石化等强裂蚀变现象。围岩有大理岩、斜长角闪片麻岩、混合花岗岩、混合伟晶岩、混合片麻岩等。

矿区内岩浆岩较为发育,除了呈脉状产出太古代的混合伟晶岩及混合花岗岩外,还有中生代的辉绿(玢)岩脉、花岗斑岩脉、细晶岩及石英脉。在矿区西部发育有燕山期文峪岩体，矿区南部发育花岗斑岩脉、辉绿岩脉。

区内矿产以钼、金为主,其次有石墨、蛭石、磷灰石、铁矿,伴生银、硫、铅、铜、钨、铼元素等。区内钼金矿为石英脉型和蚀变岩型。全区17条石英脉,均向北倾,明显受构造控制。

2 矿床地质

2.1 矿床特征

秦南金矿区位于小秦岭金矿田的北矿带,东与大湖金矿区毗邻,西与焕池金矿相望。

S1含钼金矿脉:分布在五里村背斜北翼,向北倾斜,总体上受北倾断裂带控制,呈带状分布,延走向长>1 500 m,宽30～100 m,平面呈中间宽、两端窄的纺锤形。矿脉带走向为北西向。

2.2 钼矿体的赋存状态

S1含钼金石英脉在矿脉带中呈多层状产出,近平行密集分布于F3和F5-Z1断裂带之间,走向与F3断裂带一致,并受控于F3断裂带。共赋存有3个矿体,为矿区主要矿脉。钼金矿体呈脉状、透镜状、舒缓波状,平缓处分布稳定,变陡处变薄或尖灭,矿脉在走向上和倾向上呈舒缓波状,并具膨大收缩、复合分枝及尖灭再现等特点(图2)。局部地段分叉呈网状细脉,并穿切了具有绢云母—石英—黄铁矿化的燕山期花岗质岩石。矿脉间距50～165 m。矿脉长1 500 m,最大厚度120 m,最小不到40 m,经坑道控制,该矿脉向下延伸斜深>400 m。矿脉倾向350°～10°,倾角25°～60°,局部倾角可达60°以上。石英脉呈透镜状断续分布于矿脉中,矿脉的围岩为混合花岗岩、大理岩。

图2 秦南矿区S1含钼金石英脉形态Fig.2 Containing molybdam-gold quartz vein form on Qinnan

2.3 矿石矿物成分

矿石主要为乳白色、肉红色,破碎、劈理发育。矿石中含多种硫化物,测试分析钼平均品位0.186%,局部可达1.23%;金平均品位0.76 g/t,局部可达2～3 g/t。矿石矿物主要有黄铁矿、辉钼矿、黄铜矿、方铅矿,其次有少量的磁黄铁矿。脉石矿物主要为石英、钾长石、方解石、斜长石,少量的绢云母、黑云母、绿泥石、榍石、磷灰石等。金以自然金的形式单独产出或赋存于黄铁矿中,粒度0.2～0.005 mm,呈他形不规则粒状、不规则细脉状、网脉状及片状。辉钼矿产出方式有:①呈片状集合体星点状分布于乳白色石英大脉及钾化围岩中;②呈他形—半自形充填于乳白石英脉及钾化围岩的裂隙中;③呈他形集合体分布于角砾岩基质中。

2.4 矿石类型及结构构造

2.4.1 矿石类型

S1号钼(金)矿可分为含钼石英脉型和产在花岗质岩石中的细脉、网脉浸染状两种矿化类型。前者包括黄铁矿石英脉型、多金属硫化物石英脉型;后者包括蚀变构造岩型、蚀变围岩型。

2.4.2 矿石结构构造

(1) 矿石结构为花岗变晶结构和填隙结构。

① 花岗变晶结构:石英呈不等粒状,直径1～10 mm,小颗粒以集合状分布在大颗粒之间,有弱的形变和波状消光,拉长不明显。方解石呈不等粒状的集合体,有些方解石与斜长石穿插交生在一起,有些方解石集合体中嵌布有纤柱状角闪石,角闪石显云母化及绿泥石化。黄铁矿呈他形—半自形粒状,大小在0.3～3 mm,以浸染状分布,有的已被褐铁矿交代，出现皮壳状构造。辉钼矿呈叶片状分布在黄铁矿中,局部富集成团块;或者呈鳞片状充填分布在细粒方解石、角闪石之间。微量绿帘石及褐帘石嵌布黄铁矿集合体中及角闪石柱状体之间。

② 填隙结构:辉钼矿呈蠕虫状、滴状、叶片状、不规则状充填在黄铁矿、石英的微裂隙中,形成填隙结构。

(2) 矿石中常见块状构造、角砾状构造、蜂窝状构造、晶洞状构造和脉状构造。

① 块状构造:黄铁矿、辉钼矿以细粒浸染状分布于矿石中,脉石矿物石英、方解石彼此相嵌,紧密排列。

② 角砾状构造:石英脉破碎成角砾,后期又被硅质及钙质胶结。

③ 蜂窝状构造:矿石中长石类、碳酸盐类矿物风化淋失,形成蜂窝状孔洞。

④ 晶洞状构造:风化淋失空洞中生长有小水晶。

⑤ 脉状构造:金属矿物黄铁矿或辉钼矿沿岩石(矿石)的裂隙充填形成脉状构造。

断层早期形成于地壳较深层次的高应变带,为韧性断层,后期随着地壳隆升,在韧性断层内二次叠加脆性断层,并有石英脉、少量辉绿岩脉充填,伴随热液交代蚀变,在充填石英脉中出现钼矿化并形成钼矿体,矿石氧化程度高,黄铁矿风化成褐铁矿,且多已流失形成空洞。

2.5 围岩蚀变

矿脉围岩多具蚀变现象。主要蚀变类型有绢云母化、硅化、黄铁矿化、黄铁绢英岩化、绢英岩化。围岩蚀变强烈地段矿体较富,特别是黄铁绢英岩化、钾长石化与成矿关系密切。此外,围岩还具绿泥石化、高岭土化等。蚀变带宽1～5 m,最宽处约25 m。

浸染状钼矿化,这种矿化类型在秦南矿区F3断裂带中分布普遍,其形成与燕山期肉红色、灰白色钾化花岗质岩石密切相关。

在坑道内见有宽约10 cm共轭状的石英脉穿切片理化的辉绿岩脉,其附近见有数条花岗质岩脉,普遍发育绿泥石化、黑云母化、钾化等现象,脉状、网脉状石英细脉穿切钾化花岗质岩石,并伴有钼矿化。F5断裂北侧发育有细脉状石英脉,绢云母化、硅化、黄铁矿化的花岗质岩脉,局部地段发育团块状高岭土化。

3 矿床成因及成矿规律

3.1 矿床成因

秦南矿区钼矿床类型分为细脉浸染型和含钼石英脉型两种。前者蚀变和矿化类型与斑岩型矿床极其相似,可能为斑岩型矿化的产物,其形成可能与燕山期钾化花岗质岩石有关[3],形成之后被北倾近东西向断裂改造。含钼石英脉型多分布于北倾近东西向断裂带中或附近,内部发育蜂窝状、晶洞状构造,以及团块状高岭土化现象,钼矿化通常充填于晶洞或石英脉裂隙中,局部残留有细脉浸染状钼矿化。这些反映了含钼金石英脉的形成与斑岩型钼矿化有关。可能是由于构造运动,导致了深部热的CO2等气体(地幔去气作用)在上升过程中与冷的下渗地下水结合,形成了酸性溶液淋滤出石英脉中长石等富铝质矿物,成蜂窝状、晶洞状构造。在近东西向断裂形成中,使得先形成的斑岩型钼矿体成矿物质发生了活化,运移并充填于晶洞中以及由构造作用导致的石英脉的裂隙之中,形成了含钼石英脉型钼矿体[4]。

大湖矿区辉钼矿所测得Re-Os同位素年龄为233～221 Ma,这一结果显示了本区钼矿化与黄龙铺热液型钼矿化年龄221 Ma一致[5];根据金所测Ar-Ar同位素年龄为125～132 Ma及本区花岗斑岩、辉绿岩(182～148 Ma),以及与含钼(金)石英脉之间的穿切关系,推测含钼石英脉形成时间应较182～148 Ma这一年龄晚。可说明早期的花岗质岩石就已经出现钼矿化、金矿化,经后期F5、F3等断裂改造,充填、交代等作用将含矿热液运移入石英脉中,后经多次迁移、改造,在后期强酸性热液淋滤过程中进一步富集形成矿体。秦岭广泛发育的印支期花岗岩(245～211 Ma),集中反映了全面碰撞作用[6],小秦岭地区发育的花岗斑岩脉(墙)可能是这一碰撞事件的响应,在花岗斑岩就位时,形成了秦南矿区的钼矿化特征[7]。

3.2 矿床成矿规律

(1) 围岩蚀变强烈地段矿体较富,特别是黄铁绢英岩化、钾长石化与成矿关系密切。

(2) 矿体产状平缓地段品位较稳定,有用组分含量较高。

(3) 矿脉呈细脉状产出时,有用组分品位较高。

(4) 矿脉走向变化地段矿体较富。

(5) 钼的品位与铅的品位成正相关关系[8]。铅品位高的地段,钼的品位亦高。

(6) 原生矿与氧化矿的分界与矿体埋深有关。埋深在360 m以内为氧化矿石,埋深在360 m以上时为原生矿石[9]。

4 结论

综上所述,可以得出以下结论:

(1) S1含钼金石英脉在矿脉带中呈多层状产出,近平行密集分布于F3和F5-ZI断裂带之间,走向与F3断裂带一致,并受控于F3断裂带。

(2) 位于F3断层破碎带的钼矿化类型可分为含钼石英脉型和产在花岗质岩石中的斑岩型两种。前者包括黄铁矿石英脉型、多金属硫化物石英脉型;后者包括蚀变构造岩型、蚀变围岩型。

(3) 蚀变岩石在矿化石英脉两侧呈线状分布,主要有绢云母化、硅化、黄铁矿化、黄铁绢英岩化、绢英岩化,与钼矿化关系密切。

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(责任编辑：陈姣霞)

Cause and Metallogenic Regularity of Quartz Vein Containing Molybdenum-goldin North Mineralized Belt of Minor Qinling

SUN Baoling, CUI Xianhua

(ZhengzhouTradeandIndustrySchool,Zhengzhou,Henan450007)

Minor Qinling molybdenum-gold ore field is located in the southern margin of Huashan of North China Craton - Midwest Xiongershan block,exposure strata are mainly in mesometamorphic gneiss series of crystalline basement of Taihua Group. Granites in Yanshan period after remelting or transformation are most developed. Qinnan quartz vein type deposit containing molybdenum-gold is located in north mineralized belt of Minor Qinling Mountain gold field.Based on the field geological work,the output of the inland layer,the molybdenum quartz vein,the ore structure and the alteration charactersitcs are studied. Quartz vein containing molybdenum in Qinnan is porphyry type molybdenum ore body related to granite porphyry emplacement fromed in Qinling orogenic belt in 245～211 Ma full continent collisional process.

Quartz vein containing molybdenum-gold; porphyry Mo deposit; hydrothermal leaching; fracture; Minor Qinling

2015-01-07;改回日期:2015-04-17

孙宝玲(1963-)，女，高级讲师，地质勘查专业，从事地质教学和生产科研工作。E-mail:sbl0830@163.com

P618.51; P618.65

A

1671-1211(2015)03-0303-04

10.16536/j.cnki.issn.1671-1211.201503013

数字出版网址:http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1736.X.20150422.1056.014.html 数字出版日期:2015-04-22 10:56