江苏徐州胡寨地区斑岩型钼矿地质特征及成矿远景

陈富宏， 刘建东， 薛怀友， 姚维军， 张亚男， 陈静娴

(1. 江苏省地质勘查技术院，江苏南京210049； 2. 江苏省地质矿产勘查局第一地质大队，江苏南京210041； 3. 南京工程高等职业学校，江苏南京211135)



江苏徐州胡寨地区斑岩型钼矿地质特征及成矿远景

陈富宏1， 刘建东1， 薛怀友1， 姚维军1， 张亚男2， 陈静娴3

(1. 江苏省地质勘查技术院，江苏南京210049； 2. 江苏省地质矿产勘查局第一地质大队，江苏南京210041； 3. 南京工程高等职业学校，江苏南京211135)

摘要：徐州胡寨地区位于华北陆块南缘，受郯庐断裂带影响，在掀斜、伸展过程中，形成东西向构造带及徐宿弧形构造格局，直接控制了区内的岩浆活动。基于胡寨地区新发现的斑岩型钼(金)矿(床)，对区内侵入岩与火山岩的时空关系、岩石化学性质、微量元素含量、蚀变特征、矿(化)点地质特征进行归纳分析，通过与国内已知斑岩型矿床地质特征的对比，对区内斑岩型钼(金)矿成矿远景进行分析。

关键词：华北陆块； 郯庐断裂带； 钾化硅化； 斑岩型钼(金)矿； 江苏徐州

0引言

自1958年以来，江苏徐州地区围绕煤、石油、铁矿、铜矿开展了一系列找矿工作。在寻找金属矿产方面，一直以邢邯式或鞍山式铁矿、接触交代型铁铜矿为主攻方向，对其他类型的多金属矿产重视不够。尤其是丰沛地区，由于覆盖层较厚，以往地质工作主要参照山东及区内少量钻孔资料，对地层、岩浆岩、构造及其与矿产的关系未能做深入系统的研究。

针对近年在胡寨地区新发现的斑岩型钼(金)矿，通过与国内已知斑岩型矿床地质特征的对比研究，对区内斑岩型钼(金)矿成矿远景进行分析，供今后在该地区寻找斑岩型矿床参考。

1区域地质背景

研究区位于郯庐断裂带以西，属华北陆块南缘部分，大地构造单元属胶东古陆块鲁南被动陆缘与陆表海盆地。以新太古界泰山(岩)群为基底，构造、岩浆岩和矿产属华北型，缺失古—中元古界沉积；新元古界—古生界(缺失上奥陶统—下石炭统)组成盖层沉积，与基底不整合接触；中生界与古近系主要为陆相断陷盆地沉积，各时代地层间呈整合或平行不整合关系。区内脆性断裂发育，以近东西向、北东向、北西向隐伏断裂为主，形成丰沛隆起、敬安坳陷和徐宿弧形构造单元(江苏省地质矿产局，1984)(图1)。中生代岩浆活动强烈，形成安山质及安山玄武质等火山岩，并伴随中基性、中性、中酸性、酸性侵入岩；新生代在局部有玄武岩、橄榄玄武岩喷发，并伴随苦橄玢岩、橄榄玄武玢岩、玄武(辉绿)玢岩等基性、超基性脉状岩体的侵入。研究区滨太平洋成矿域叠加在古亚洲成矿域之上，属华北陆块成矿省鲁西中生代铁铜成矿区(朱裕生，2007)。区内金属矿产主要成矿期有2个：(1) 晚太古代：矿床类型为与新太古代硅铁建造有关的沉积变质型铁矿；(2) 燕山期：已发现的矿床类型为与中酸性岩浆侵入活动关系密切的矽卡岩型铜铁矿。近年在胡寨钻孔中新发现与(斑状)花岗(斑)岩、花岗闪长斑岩酸性岩浆岩密切相关的钼(金)矿，目前，针对斑岩型钼(金)矿的地质工作正在开展。

图1　徐州地区地质构造位置示意图Fig.1　Geological sketch map showing structural position of Xuzhou area

2地质特征

矿床位于丰沛隆起东南缘，南侧为敬安坳陷。研究区基本被第四系覆盖，据已有钻孔资料，第四系厚约100 m，在南侧敬安坳陷内新生代沉积(包括第四系、新近系、古近系等)厚达数百米至千米以上，其下为太古代泰山(岩)群。太古代泰山(岩)群变质岩岩性以各类混合岩为主，少量混合岩化相对较弱的黑云母斜长片岩、片麻岩、黑云母斜长角闪岩等,粒岩(二长浅粒岩、长石石英岩、石英脉)较为发育。

岩浆岩以(斑状)花岗(斑)岩为主，部分花岗闪长(斑)岩，另有少许石英闪长玢岩及闪斜煌斑岩。(1) 斑状花岗岩：灰白-淡肉红色，(似)斑状结构，块状构造。斑晶主要矿物为钾长石、斜长石、石英及少量黑云母，质量分数为45%～55%，斑晶常以巨粒出现，粒径大多在10 mm左右；基质矿物颗粒极细，质量分数为45%～55%，主要由斜长石、钾长石、石英组成，少量黑云母、磁铁矿、锆石以及次生绢云母、方解石。大多具碎裂岩化特征，常见钾长石、斜长石、石英有明显裂纹，深部常见与变质岩呈似互层状。(2) 花岗闪长(斑)岩：白色-浅肉红色，斑状结构，斑晶以斜长石为主，部分为石英，少量钾长石、角闪石、黑云母。长石斑晶多呈肉红色。与上下层界限不清，局部可见(斑状)花岗(斑)岩穿插其中。镜下可见钾长石包裹斜长石，较弱的碳酸盐化。

3斑岩型钼(金)矿特征

3.1矿床地质特征

在胡寨地区新发现钼(金)矿(化)体21条，累计厚度51.70 m，其中钼(金)矿体累计厚度9.05 m，Mo品位0.030%～0.15%。矿(化)体主要赋存于斑岩体(脉)与围岩(新太古代泰山(岩)群变质岩)的内外接触带中。辉钼矿以细脉状居多，其次为星散浸染状(图2、图3)。细脉状辉钼矿多发育于裂隙中或石英脉两侧，脉宽多小于1 mm，时断时续，偶见团块状(图4)，常与黄铁矿、黄铜矿伴生，亦见与磁铁矿、赤铁矿伴生。普遍见较强的钾化、硅化、绿泥石化，钾化与硅化常叠加在一起，表现为钾长石与石英伴生，钾长石常富集于长石石英脉的边部，指示钾化早于硅化的特征。长石石英脉常相互穿插，表明钾化、硅化具有多期性的特征。辉钼矿(化)与钾化、硅化关系密切，辉钼矿富集于石英脉、长石石英脉的两侧脉壁，或充填于裂隙中。

矿石矿物：主要为辉钼矿、黄铁矿、黄铜矿，少量磁铁矿等，局部方铅矿含量较高。脉石矿物主要为钾长石、石英、斜长石，次为绢云母、黑云母，少量萤石、石膏、方解石等。

图2　长石石英脉中或两侧的辉钼矿(φ49)Fig.2　Molybdenite within or on both sides of the feldspar quartz vein (φ49)

图3　裂隙中辉钼矿细脉(φ49)Fig.3　Molybdenite veinlets in fissures (φ49)

图4　石英脉两侧薄膜状辉钼矿(φ49)Fig.4　Film-shaped molybdenite on both sides of the quartz vein (φ49)

矿石结构：自形—半自形—他形粒状结构。

矿石构造：主要为网脉状构造，次为浸染状构造。

3.2同类矿床特征对比

从区域上看，胡寨地区所属东西向构造带，向东过微山湖，至山东薛城枣庄，直至郯庐断裂带，其构造形迹明显；向西至郑州，为华北平原覆盖区；自郑州至西安向西，东西向构造形迹更为清晰。该构造带西端西安—郑州，陕西境内分布有金堆城斑岩型钼矿床；河南栾川县内南泥湖、罗村、上房沟、三道庄为斑岩型钼矿床，河南汝阳县内东沟等为斑岩型钼矿床；秦岭大别造山带分布着肖畈、母山、千鹅冲、汤家坪、沙坪沟等斑岩型钼矿床。丰沛及利国班井地区与秦岭大别造山带同处华北陆块南缘，同属燕山成矿期的滨太平洋成矿域。从表1中可以看出，在成矿母岩、矿化蚀变、矿石矿体特征等方面，与豫陕皖已知的斑岩型钼矿床具有较好的可比性。

4斑岩型钼(金)矿成矿远景分析

4.1中酸性斑岩体及火山岩空间分布

受郯庐断裂活动影响，该区在掀斜、伸展过程中，由北向南，形成金滕(欢口)拗陷—丰沛隆起—敬安拗陷东西向构造带及徐宿弧形构造格局。中生代开始形成雏形，至喜山期进一步发展，并直接控制了区内的岩浆活动(王小凤等，2000)。印支—燕山期，火山喷发，岩浆侵入，常出现复式体，从基性—中性—中酸性—酸性—偏碱性演化，多期次交替叠加，与多金属成矿关系密切。

胡寨地区北侧与之相邻的顺安凹陷中，分布着燕山期陆相火山岩，主要为侏罗系—白垩系安山岩及安山质玄武岩陆相火山岩建造。丰沛地区分布着与之相关的侵入岩，由西向东、由老至新，岩浆演化由基性—中基性—中酸性—酸性发展。胡寨位于东西展布的华栖凸起中东部，分布着与燕山期陆相火山相关的中酸性斑岩体，岩体主要受东西向基底断裂控制，大多自北侧深部陡立上侵，至浅部变缓(图5)。

利国—班井地区位于徐宿弧形构造之中，东侧出现北东向展布火山岩盆地。盆地呈向西突出的弧形展布，南端延入安徽境内。晚侏罗世火山开始活动，至下白垩世初期火山活动增强。盆地中分布白垩系青山组安山质、安山玄武质火山岩，岩石普遍显示出富碱特征，与火山活动相关的次火山岩以闪长斑岩为主，伴随花岗闪长斑岩、花岗斑岩(安徽省地质矿产局，1987)。

表1　胡寨钼矿与已知斑岩型铜钼矿特征对比

图5　利国地区岩体分布图Fig.5　Map showing distribution of rock masses in the Liguo area

在敬安坳陷南部，利国—五段—马坡一带向西，煤田钻探在孔深360～900 m、于古近系之下见燕山期中酸性侵入岩。虽然第四系覆盖厚，目前没有更多证据证明其是1条受EW向构造控制的中酸性岩浆带，但从其空间分布特征来看，这种可能性极大。

除此之外，该区向西至安徽萧县—宿州地区，晚侏罗世末伴随强烈的断裂活动，发生了中性岩浆侵入和喷发，形成北北东向的闪长岩带，并普遍出现碱质交代现象；至白垩纪，岩浆多期侵入明显，形成二长花岗岩、花岗斑岩等(安徽省地质矿产局，1987)。

以上对胡寨地区中酸性斑岩体及矿化蚀变特征进行了分析，并与已知斑岩型钼矿进行了对比。

4.2中酸性斑岩体岩石化学性质及矿(化)蚀变特征

在利国地区，燕山期中酸性杂岩体主要受东西向构造带控制，岩石类型主要有闪长斑(玢)岩、花岗闪长斑岩、花岗斑岩、石英正长斑岩。该区探明的高中温热液交代型铜铁矿与中酸性杂岩体密切相关，岩体与中、下奥陶统白云质灰岩(含捕虏体)内外接触带的钠化、矽卡岩化是主要找矿标志。内蚀变带以钠化为主，外蚀变带以矽卡岩化为主，个别中低温热液充填型铜矿化点与花岗闪长斑岩、花岗斑岩有着空间上的联系。铜铁矿体一般分布在岩体与围岩的接触带，或分布在岩体内捕虏体的边部，少量沿裂隙充填的脉状矿体。吴庄铜铁矿床达中型，周边尚分布有20多个小型铜铁矿，虽然迄今为止在该区未发现斑岩型钼(金)矿，但地表广布密集花岗斑岩脉，并可见到花岗斑岩株(利国)。钻孔地质情况显示：深部花岗斑岩的体量明显大于浅部，许多花岗斑岩在深部尚未得到控制；岩浆活动随着时间的推延，由中性向酸性、酸碱性演化，并具由早期的富钠向晚期高钾方向分异演化的特点，在凤凰山粗斑状花岗闪长斑岩中及黄山岛、龟山岛石英正长斑岩中钼含量普遍较高(江苏省地质矿产勘查局第五地质大队，1978)。

在班井地区，燕山期中酸性岩浆岩主岩体周围岩脉广泛分布，围岩岩性多为寒武系、奥陶系灰岩、白云质灰岩、白云岩等，少量砂岩、页岩，岩体主要岩性有角闪闪长斑岩、闪长斑岩、石英闪长斑岩、花岗闪长斑岩等，中酸性、酸性花岗闪长斑岩、花岗斑岩脉岩主要分布于班井主岩体北部和东部。班井岩体SiO2质量分数达64.39%，反映了与滨太平洋成矿域相类似的地质背景。w(K2O+Na2O)高达8.28%，K2O/Na2O比值为0.49～0.52，属高碱富钠中偏酸性岩体，K2O/Na2O比值虽然偏低，但该区并未出现很强的钠化现象，反而出现普遍的钾化，而且局部钾化很强，在围岩的裂隙中有时可形成独立的钾长石细脉。在班井地区发现接触交代矽卡岩型铁及铜、金、银、钼矿(化)体，岩体蚀变主要为黑云母化、钾化、绢云母化、透辉石化等，蚀变强度和宽度往往与铜、金矿化的规模正相关，围岩蚀变主要为矽卡岩化、大理岩化、角岩化等，区内已发现的铜、金矿化主要赋存在矽卡岩中，其次为大理岩化、角岩化岩石中。值得注意的是，在接触带的岩体内部分布着与钾化有关的斑岩型铜、钼矿化，在远离岩体的围岩裂隙中亦有钼的热液充填矿化(图6)。化学分析结果显示，Mo质量分数最高可达0.14%(江苏省地质矿产勘查局第五地质大队，1984)。在班井主岩体北侧及东侧罗岗地区，岩石地球化学分析结果显示Pb、Zn、Mo等异常。尤其值得注意的是罗岗东面的闪长斑岩和煌斑岩中均出现钼的原生晕异常，极有可能是后期的酸性斑岩体侵入导致的结果(江苏省地质矿产勘查局第五地质大队，1984)。班井地区的花岗斑岩、花岗闪长斑岩，在地表零星分布于班井主岩体北部与东部，但深部岩体的分布情况并没有得到控制。

图6　班井地区岩体及矿(化)点分布示意图Fig.6　Sketch map showing distribution of rock masses and ore spots (occurrences) in the Banjing area

分布于利国—五段—马坡一带的中酸性杂岩体由东向西酸性增强，成矿专属性及矿床分布依次由铁向铁(铜、金)-铜金演变。

安徽萧县—宿州地区，与中浅层—浅层闪长岩类有关的铁铜矿床大多伴生金、银、钼、铅、锌等，几乎都与碱质交代相关(安徽省地质矿产局，1987)。

4.3成矿远景分析

斑岩型铜(钼)矿床是指与陆相火山活动相关的钙碱性中—酸性浅成—超浅成斑岩体有成因联系的高—中温热液、细脉浸染状硫化铜(钼)矿床(吴利仁等，1991)。从以上中酸性斑岩体及其与火山岩的空间分布情况来看，胡寨地区斑岩体与其北侧顺安凹陷中火山活动相关，利国—班井地区则与其东侧延入安徽境内的火山岩盆地相关。由此可见，研究区中生代的岩浆活动强烈，中酸性斑岩体有着与陆相火山活动相关的钙碱性中—酸性浅成、超浅成岩相似的特征，具备了寻找斑岩型矿床的岩浆岩条件。

安徽沙坪沟斑岩型钼矿的成矿母岩为隐伏花岗斑岩体，其周围出现密集的花岗斑岩岩脉(张怀东等，2010，2012)，通过以上对胡寨、利国、班井等地的斑岩(脉)体分布情况分析，该区深部极有可能存在隐伏花岗斑岩体。

通过分析对比，胡寨地区发现的钼(金)矿与与已知斑岩型钼矿有着很好的可比性，应属斑岩型钼(金)矿。利国地区岩浆具有由早期的富钠向晚期高钾方向分异演化的特点，而且某些岩体中Mo质量分数较高，班井地区已发现与钾化相关的斑岩型铜钼矿化及原生晕化探钼异常，均与斑岩型钼矿的蚀变特征及富碱高钾钙碱系列的成矿母岩特征极为相似。

总之，无论是从与火山活动相关的中酸性斑岩体的分布情况，还是从岩浆的分异演化特点，以及金属元素Mo质量分数、矿化蚀变情况来看，该区具有较好的斑岩型钼矿成矿远景。

5结论

(1) 在胡寨地区虽然已经发现斑岩型钼(金)矿(床)，但到目前为止，只投入了极少量的钻探工作，深部及面上的地质情况均未得到控制。

在利国、班井地区，浅部开展了不少针对寻找接触交代型铜铁矿的工作，发现了铜铁矿床及众多矿(化)点，但对深部地质情况控制不够。

(2) 今后应加强对国内外已知斑岩型铜钼矿床的研究，以丰沛东部地区为重点，并兼顾利国、班井地区，开展以寻找斑岩型矿床为目的的成矿远景调查。

在利国、班井地区，应参照安徽沙坪沟斑岩型钼矿的成功经验，投入钻探工程，摸清深部中酸性斑岩的分布及矿化蚀变情况，重点关注与钾化相关的斑岩型铜钼矿化及原生晕化探钼异常地区，以及Mo质量分数较高的岩体。

参考文献：

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江苏省地质矿产局.1984.江苏省及上海市区域地质志.北京:地质出版社.

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吴利仁，李秉伦.1991.中国东部中生代两大类斑岩型矿床. 北京:科学出版社.

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Geological features and metallogenic prospects of porphyry molybdenum deposit in the Huzhai area of Xuzhou, Jiangsu

CHEN Fuhong1， LIU Jiandong1， XUE Huaiyou1， YAO Weijun1， ZHANG Yanan2， CHEN Jingxian3

(1. Geological Exploration Technology Institute of Jiangsu Province, Nanjing 210049, Jiangsu, China； 2. The 1st Geological Team of Jiangsu Geology & Mineral Exploration Bureau, Nanjing 210041, Jiangsu, China； 3. Nanjing Engineering Vocational College, Nanjing 211135, Jiangsu, China)

Abstract：The Huzhai area in Xuzhou of Jiangsu is located in the southern margin of the North Craton. Influenced by the Tan-Lu fault zone, this area formed an EW-trending structural belt and the Xuzhou-Suzhou arcuate structural pattern during its tilting and stretching process, which directly controled the magmatic activities in the area. Based on the newly discovered porphyry molybdenum (gold) deposit in the Huzhai area, this study analyzed the spatial and temporal relationships, petrochemical features, trace element content, alteration and geological characteristics of the intrusive rocks and volcanic rocks in the area. In comparison with the geological features of China′s other known porphyry deposits, the metallogenic prospects of the Huzhai porphyry Mo (Au) deposit were also discussed.

Keywords：North China Craton； Tan-Lu fault zone； potassium alteration and silicification； porphyry molybdenum (gold) deposit； Xuzhou in Jiangsu

doi:10.3969/j.issn.1674-3636.2016.01.149

收稿日期：2015-05-16；修回日期：2015-06-15；编辑：侯鹏飞

基金项目：江苏省地勘基金项目“江苏省徐州市沛县胡寨—辛庄地区钼(铜)金矿普查” (2011—2015)

作者简介：陈富宏(1962—)，男，工程师，长期从事地质物化探找矿工作，E-mail： yyyidgcb@163.com

中图分类号：P56；P618.65

文献标识码：A

文章编号：1674-3636(2016)01-0149-07