鄂西黄陵背斜核部钼矿床地质特征及找矿标志初步研究

蔡雄威, 刘 林

((中南冶金地质研究所,湖北 宜昌 443003)

鄂西黄陵背斜核部钼矿床地质特征及找矿标志初步研究

蔡雄威, 刘 林

((中南冶金地质研究所,湖北 宜昌 443003)

黄陵背斜是湖北省重要的矿产地之一。以往本区的地质工作主要集中在对磷、煤、金、硫、石墨、石材等矿产的勘查、研究、开发和利用,忽略了钼矿的勘查评价工作。近年来本区相继发现了川心店、花岩两个具工业意义的小型钼矿床,均产于黄陵背斜核部。通过对区内钼矿的区域地质背景、矿床地质特征及矿床成因分析,初步总结出本区钼矿的成矿条件和找矿标志,以期对区内寻找新的钼矿床具有指导作用,也对区内精准扶贫具有重要的现实意义。

钼矿;地质特征;找矿标志;黄陵背斜核部

川心店、花岩钼矿区位于黄陵背斜核部变质岩系含钼的石英脉及其蚀变带中,或充填在扬子期花岗闪长岩基裂隙中。矿体为多层细脉状、不规则透镜状,呈侧幕式或雁列排列的脉体群,其形态、产状严格受断裂构造或韧性剪切带控制。矿石类型为石英脉型矿石和蚀变岩矿石,矿床成因类型属中—高温热液型矿床。

1 区域地质概况

黄陵背斜大地构造位置位于扬子准地台上扬子台坪鄂中褶皱区的黄陵断穹中北部。黄陵断穹具二元结构,由结晶基底及沉积盖层两部分构成[1]。

结晶基底构成断穹核部,由晚太古—早元古代的中深变质岩系、变质深成岩体及新元古代黄陵叠加复式深成侵入杂岩体组成;沉积盖层构成翼部,由南华系—震旦系地层组成,主体为一套含碎屑岩的碳酸盐岩建造,围绕断穹核部呈环形分布。

区域断裂构造非常发育,以北西西向区域性大断裂为主,次为近东西向、北东向及近南北向断裂,组成本区复杂的断裂系。区内断裂一般具多期活动特征,早期发育韧性剪切带,后期受脆性断裂活动改造。川心店、花岩钼矿区地处黄陵背斜核部,受雾渡河断层和板巷河断层所控制(见图1)。

晚太古—早元古代早期核部变质岩为一套经区域变质作用的侵入岩,早元古代末期为一套弱变质变形花岗岩类,晚元古代则主要为一套弱变形的中酸性花岗岩类。区域岩浆岩为侵入岩,主要是前震旦纪扬子期岩浆活动的产物。黄陵背斜核部之古老变质岩系中,岩性复杂,从超基性到酸性以至偏碱性的岩石均有发育。

图1 区域地质构造略图Fig.1 The geological structural sketch of Huangling anticline region

2 矿床地质特征

钼矿主要产于黄陵背斜核部的受变质地层或花岗岩超单元(岩套)中的含钼石英脉及其蚀变带中,或充填在花岗闪长岩基裂隙中,受构造破碎带控制,脉旁发育有蚀变岩。矿脉可以是较宽的含矿脉体,也可以是细脉状矿石组成的脉带❶张清才、蔡雄威,湖北省宜昌市夷陵区川心店矿区钼矿勘查地质报告,中南冶金地质研究所,2008。。目前区内先后查明川心店、花岩2处小型钼矿床,以川心店钼矿区为例,对该类型钼矿简述如下:

川心店钼矿区地处黄陵背斜核部的北东部,矿区出露岩石为上太古—下元古界深变质岩系、变质深成岩体及新元古代黄陵叠加复式深成侵入杂岩,主要岩性为片麻岩、花岗质片麻岩、片麻杂岩等。矿体产于水月寺群黄良河岩组片麻岩及巴山寺片麻杂岩中,矿区钼矿化赋存在北西向断裂组或韧性剪切带内,呈带状分布,由石英脉、长英质糜棱岩—角砾岩及热液蚀变带组成,矿区已圈出钼矿化带3条,钼矿体6个。

2.1 矿体特征

川心店钼矿体总体走向以北西向为主,延伸一般

50～200 m,矿体多分布于石英脉中,其产状、厚度与石英脉基本一致。在石英脉变薄部位,其顶、底板糜棱岩也含矿(糜棱岩主要分布于韧性剪切带中),使矿体趋于连续。矿体赋矿围岩为上太古—下元古界片麻岩、花岗质片麻岩。含矿蚀变破碎带主要由硅化、黄铁矿化、绢云母化、褐铁矿化碎裂岩及透镜状石英脉组成。区内矿石类型为中—高温热液石英脉型及含钼蚀变岩型。下面主要介绍2、6号矿体。

2号矿体:赋存于Ⅰ号钼矿化带中,由灰白色含钼石英脉组成。顶底板围岩均为灰色黑云斜长片麻岩,矿体与围岩界线清楚,近矿围岩有不同程度的黄铁矿化及轻微钼矿化。矿体走向北西,倾向46°,倾角68°～71°,向南东方向侧伏。控制走向长度188 m,倾斜宽度185.5 m,并沿斜深方向厚度和品位都有增大的趋势(图2)。矿体赋存标高0～195 m,矿体厚度0.23～1.70 m,平均厚度1.48 m,厚度变化系数52%,属稳定型;品位0.062%～0.168%,平均品位0.097%,品位变化系数65%,属均匀型。

6号矿体:赋存于Ⅱ号钼矿化带中,由深灰色含钼硅化蚀变岩组成,顶底板围岩均为灰色黑云斜长片麻岩。矿体与围岩界线清楚,前者颜色较深,后者颜色较浅。矿体和近矿围岩均有黄铁矿化及硅化,不同之处在于矿体硅化强于围岩。矿体走向北西,倾向46°,倾角70°,控制走向长度63 m,倾斜宽度250 m,且沿斜深方向厚度和品位都有增大的趋势(图2)。矿体赋存标高0～235 m,矿体厚度0.50～1.50 m,平均厚度0.98 m,厚度变化系数47%,属稳定型;品位0.035%～0.168%,平均品位0.091%,品位变化系数58%,属均匀型。

图2 川心店钼矿床Ⅰ、Ⅱ号勘探线剖面图Fig.2 Cross profile along NO.1 and NO. 2 exploration lines in Chuanxingdian Molybdenum deposit

2.2 矿石质量特征

2.2.1 矿石矿物成分

根据光、薄片鉴定结果,矿石中主要矿物成分见表1。

表1 矿石主要矿物成分一览表

2.2.2 结构构造

矿石结构:主要呈半自形、自晶形、薄片状、他形晶粒状结构。

矿石构造:矿石构造主要有细脉状—网脉状构造、块状构造、浸染状构造、蜂窝状构造等。

2.3 矿石化学成分

根据组合分析,矿石中主要有用组分为Mo,伴生有益组分WO3、Cu、Pb、S、Bi、Re,均达不到综合利用工业指标要求,不具综合利用价值。

2.4 矿石特征

2.4.1 氧化带分布情况

大部分矿体埋藏于距地表20 m以下,仅少部分出露于地表。区内岩性以黑云斜长片麻岩、黑云斜长花岗质片麻岩为主,矿体产于石英脉和硅化蚀变岩中,岩石致密坚硬,透水性差,故氧化带不发育,氧化带深度一般在0～0.3 m以内,局部可达1 m,多数地段仅在矿石表面有轻微氧化。

2.4.2 矿石自然类型

石英脉型矿石:为矿区主要矿石类型,所占比例为90%±,分布于1、2、3、4、5号矿体。

硅化蚀变岩型矿石:为矿区次要矿石类型,所占比例为10%±,分布于6号矿体和4号矿体中部。

2.4.3 矿石工业类型

矿石工业类型为含钼石英脉型。

2.4.4 矿石工业品级

矿区平均品位为0.092%,属于低品位钼矿。

类似的花岩钼矿床除规模差异外,其它地质特征与川心店钼矿极其相似(表2)。

表2 花岩钼矿床主要地质特征一览表

3 矿床成因探讨

根据矿体产出的形态、产状、矿石矿物共生组合、围岩蚀变特征,矿床成矿地质条件等,认为本区钼矿床成因为一般中高温热液充填矿床❶吴先文、刘又林、袁汉祥等,湖北省宜昌市夷陵区花岩矿区钼多金属矿勘查地质报告,湖北煤炭地质勘查院,2009。。

3.1 矿体形态、产状

矿体为多层细脉状、不规则透镜状,呈侧幕式或雁列排列的脉体群,其形态、产状严格受断裂构造或韧性剪切带控制。

3.2 矿物共生组合及矿石结构构造

矿石成分比较简单,金属矿物以辉钼矿为主,次为黄铁矿。脉石矿物主要为石英、少量钾长石、钠长石、黑云母和白云母。辉钼矿常呈自形晶、半自形晶、微晶片状结构,密集丛生,充填于石英和钾长石裂隙或花岗闪长岩基裂隙中,少部分呈他形细粒状结构,稀疏散布于石英岩中。矿石呈细脉、网脉—细粒浸染状、稀疏浸染状及条带状、团块状、角砾状构造。

3.3 围岩蚀变与金属矿化

围岩蚀变主要有硅化、钾长石化、钠长石化、黑云母化、白云母化、绿泥石化、绢云母化、碳酸盐化等,而与辉钼矿关系密切的主要是硅化、钾长石化、钠长石化、黑云母化和白云母化。硅化以不同方向的石英细脉、网脉及不规则团块状石英形式出现;钾长石化主要表现为不规则状、粒状及团块状钾长石与斜长石、石英相互镶嵌,并常被石英交代;钠长石化表现为不规则粒状钠长石与钾长石、石英交生;黑云母化表现为片状黑云母沿钾长石粒间或沿裂隙稀疏分布;白云母化表现为片状白云母多与钾长石交生或与金属矿物连生;绿泥石化以交代黑云母、斜长石为主;绢云母化主要表现为交代斜长石;碳酸盐化表现为方解石呈细脉状沿岩石裂隙充填。

金属矿化主要为辉钼矿化和黄铁矿。辉钼矿呈半自形—自形片状密集丛生,以细脉、网脉形式充填于石英和钾长石裂隙中,或呈他形细粒状稀疏散布于石英中;黄铁矿呈自形、半自形粒状,大部分出现在近矿围岩及其裂隙中,少部分出现在辉钼矿细脉中或脉旁。

3.4 热液活动

区内热液活动比较频繁,主要表现在以下两方面:

(1) 现代成矿理论指出,区域变质作用过程中,由于温度、压力的增加可产生大量的热水溶液。早元古代时期,区内均发生过不同程度的区域变质作用,在变质作用过程中,随着温度和压力的增高,岩层开始脱水,水的活力加强。与此同时,岩石中的碱(土)金属、卤化物及硫酸盐等矿化剂和包括Mo在内的许多成矿元素发生了不同程度地转移,在断裂带及有利的构造部位形成含矿的变质热水溶液,从各断裂带均可见到不同程度的硅化、金属硫化物矿化及其他各种热液蚀变,即可得到证实。

(2) 区内基性、中性、酸性脉岩均较发育,多分布在断裂构造带及其附近,规模大小不等,但在其侵入演化过程中都会产生一部分与之有关的热水溶液,这部分热水溶液不仅富含挥发分,而且在运移过程中对围岩具有很强的渗滤交代,使包括钼在内的成矿物质发生活化转移,形成含矿热水溶液。当含矿热水溶液运移到断裂带及有利的构造部位时,压力和温度随之降低,在条件适宜地段(部位)便可成矿。

综上所述,本区钼矿的形成是在变质热液和岩浆期后热液的综合作用下,促使分散在围岩中的成矿物质趋于富集,形成含矿热水溶液,在挤压运动的驱使下含矿热水溶液向断裂构造带等有利空间汇聚,当压力和温度开始降低,早期以硅化、钾长石化、钠长石化、黑云母化为主,出现高温矿物组合;随后,热液中的部分钼开始析出,出现钼矿化及少量白云母化,钼矿化主要表现为半自形—自形片状辉钼矿密集丛生,呈线脉—细脉状充填于石英、钾长石裂隙中,或与白云母连生;当温度逐渐降低,硅化作用增强,大部分金属硫化物也随之从热液中析出,主要表现为辉钼矿呈他形细粒状散布于石英中,黄铁矿呈半自形—自形粒状沿裂隙充填或散布于其他矿物中;当温度进一步下降,出现中、低温蚀变,主要表现为黑云母被绿泥石交代,长石被绢云母交代,方解石沿裂隙充填。从构造条件、热液活动、围岩蚀变、矿物共生组合、矿物生成顺序和嵌布特征等分析,初步认为该钼矿床应属一般中高温热液充填矿床。

4 综合找矿标志

根据大量的野外观察及前人资料整理,结合川心店、花岩钼矿的成矿条件和矿床特征,初步总结出在黄陵背斜核部寻找钼矿有以下综合标志。

(1) 直接找矿标志。含钼石英细脉、大脉带、细脉浸染状钼矿化、石英—钾长石蚀变带是综合找矿的直接标志。

(2) 构造标志。断裂带或韧性剪切带往往是成矿的有利空间,为矿液的运移和充填提供了有利条件,碎裂岩化—糜棱岩化显著并被石英脉充填的断裂或韧性剪切带是找矿的重要构造标志。

(3) 围岩蚀变。区内钼矿与硅化、钾长石化、黄铁矿化、碳酸盐化关系密切,因此,硅化、钾长石化、黄铁矿化等是最好的找矿标志。

(4) 脉岩标志。脉岩在侵入演化过程中提供了丰富的含矿热液,当含矿热液在运移过程中遇到有利构造空间时易于成矿。基性、中性、酸性脉岩集中分布的区域是综合找矿的重要标志。

(5) 氧化带标志。内生多金属硫化物矿床在表生作用下常形成次生氧化物褐铁矿,是寻找本类型矿床的较直观标志。

5 结论

(1) 本区钼矿床受变质地层或花岗岩超单元(岩套)的控制,其空间分布与断裂性质有着密切的关系,北西向断裂及次一级断裂为本区钼矿的导矿、赋矿构造,共同控制着本区钼矿床(点)的分布。

(2) 本区钼矿石类型可以划分为石英脉型矿石和蚀变岩型矿石两种,它们均属于中—高温热液型矿床,由于受构造条件和成矿作用方式不同而产生不同矿石类型。

(3) 含钼石英细脉、细脉浸染状钼矿化、石英—钾长石蚀变带是综合找矿的直接标志,北西向断裂带或韧性剪切、围岩蚀变、脉岩集中分布区、氧化带标志是本区综合找矿的重要标志。

(4) 本区钼矿属小矿及零星分散矿体,易采易选,适宜小规模边探边采。借助上述综合找矿标志,通过加强区内不同矿石类型和构造控矿的研究,可以预测隐伏控矿构造和可能赋存的钼矿床,对找矿工作和本区精准扶贫具有重要的现实意义。

[1] 湖北省地质矿产局.湖北省区域地质[M].北京:地质出版社,1990.

(责任编辑：于继红)

Preliminary study on the Molybdenum Deposit Geological Characteristics andProspecting Criteria in the Core of Huangling Anticline of Western Hubei

CAI Xiongwei， LIU Lin

(CentralSouthInstituteofMetallnogicalGeology，Yichang,Hubei443003)

Huangling anticline is one of the important properties of Hubei Province. Previous geological work of this area are mainly concentrated on the phosphorus，coal，gold，sulfur，graphite，stone and other mineral exploration，research，development and utilization，but ignoring the molybdenum ore exploration and evaluation. In recent years，two small molybdenum deposits with industrial significance which are produced in the core of Huangling anticline have been found in Chuanxindian，Huayan. According to the analyses of the regional geological background，geological characteristics and genesis of molybdenum deposits in this area，the authors preliminary summarize the metallogenic conditions and prospecting marks of molybdenum，which provides a new important significance guidence for molybdenum deposit in this area and an important practical significance for precision poverty alleviation.

molybdenum mine；geological characteristics；prospecting criteria；pilot study；the core of Huangling anticline

2016-06-13;改回日期:2016-07-15

蔡雄威(1973-),男,高级工程师,地质专业,从事地质矿产勘查及科研工作。E-mail:1172152760@qq.com

P618.65

A

1671-1211(2016)05-0692-05

10.16536/j.cnki.issn.1671-1211.2016.05.005

数字出版网址:http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1736.X.20160811.0919.024.html 数字出版日期:2016-08-11 09:19