河南省桐柏县双山庄钼矿成矿地质特征及控矿因素分析

2018-08-24黄传计

中国钼业 2018年4期

程远,黄传计

(河南省有色金属地质矿产局第五地质大队，河南郑州 450016)

0 引言

双山庄矿区大地构造位于北秦岭褶皱带寨根—彭家寨地背褶皱束，国家级重点成矿带武当—桐柏—大别成矿带桐柏段[1-4]。区域经历了多期次构造运动，受造山作用影响，区内地层、构造、岩浆岩带、变质相带走向均以NWW向带状展布。区域岩浆岩发育，岩浆岩的侵入与区域性深大断裂带关系密切，岩体(脉)多呈带状分布。变质作用普遍,以区域变质作用为主。多期次的构造运动和频繁的岩浆热液活动，为区内矿床的形成提供了热动力条件和部分矿物质。本文试图通过对本区钼矿的成矿地质特征、控矿因素的分析，更新并扩大找矿思路，对指导本区地质找矿工作具有重要意义。

1 区域成矿地质背景

1.1 地层

区域出露地层有下元古界秦岭岩群，中元古界龟山岩组，上元古界肖家庙岩组和歪头山岩组，下古生界二郎坪岩群大栗树岩组、张家大庄岩组和刘山岩组，上古生界南湾组和蔡家凹岩组，新生界古近系和第四系。

1.2 构造

区域构造发育，构造形迹总体呈NWW向展布,基本构造格架表现为不同时期、不同成因类型的强变形韧性剪切带和弱应变域构造岩块的相间排列。以断裂为主，褶皱次之。区域断裂构造主要有：松扒韧性剪切带、好汉坡韧性剪切带、大河韧性剪切带、鸭子口—黄脑挤压带、大栗树挤压带、王老家韧性剪切带等。褶皱主要为寨根—彭家寨复背斜[4]。

1.3 岩浆岩

区域岩浆岩发育，岩浆活动频繁，岩浆岩的侵入与区域性深大断裂关系密切[5-7]，主要岩体有北部的桃园岩体和梁湾岩体，南部的老湾岩体；其次还有一些小型的岩株、岩脉分布。多期次多阶段的岩浆热液活动，为区内矿床的形成提供了热动力条件和部分矿物质。区内还分布有加里东期的变辉石岩体(脉)，燕山期的花岗岩株、花岗斑岩脉、石英斑岩脉和煌斑岩脉等。

2 成矿地质特征

2.1 矿区地质特征

矿区位于大河韧性剪切带西段南侧，出露地层简单，断裂构造较发育，不同时期的岩浆岩体(株)、岩脉较多，变质作用普遍，矿产以钼为主(图1)。

2.1.1 地层

矿区出露地层有下元古界秦岭岩群(Pt1qn)、下古生界二郎坪群刘山岩组(Pz1l)、上古生界蔡家凹岩组(Pz2c)、新生界第四系(Q)。

(1)下元古界秦岭岩群(Pt1qn)：岩性主要为斜长角闪片麻岩和花岗片麻岩，局部夹条带状大理岩透镜体，特点为一套成层无序的深变质片麻岩系地层。斜长角闪片麻岩局部有石英细脉充填，主要蚀变为绿泥石化、高岭土化；花岗质片麻岩出露区地表一般风化弱，岩石坚硬、完整，硅化、钾化蚀变较强。

(2)下古生界二郎坪群刘山岩组(Pz1l)：灰白-灰绿色，岩性主要为斜长角闪片岩夹白云斜长变粒岩，少量白云石英片岩等。地表岩石较破碎，局部有石英细脉充填，主要蚀变为绿泥石化、高岭土化。

(3)上古生界蔡家凹岩组(Pz2c)：岩性主要为方解石大理岩、含石墨方解石大理岩、大理岩等，在该地层内常见有斜长角闪片麻岩、花岗片麻岩岩块呈飞来峰不整合于大理岩之上，判断应为老地层逆冲推覆体遗留的岩石残块。

(4)新生界第四系(Q)：主要沿河流、沟谷分布，岩性主要为粉沙质粘土、砂砾石、粗砂、细砂层。

图1 双山庄矿区地质构造略图

1-第四系;2-蔡家凹岩组;3-刘山岩组;4-秦岭岩群; 5-中粒似斑状黑云母花岗岩;6-变辉石岩;7-花岗斑岩脉;8-石英斑岩脉;9-伟晶岩脉;10-大理岩脉;11-石英脉;12-矿脉及编号; 13-推测断层;14-大河断裂;15-推覆构造;16-地质界线;17-钻孔位置及编号;18-矿区范围

2.1.2 构造

双山庄矿区构造较发育，以断裂为主，褶皱不明显。主要断裂构造有5条，分别为F1、F2、F3、F4和F5。

2.1.3 岩浆岩

矿区岩浆岩较发育，主要有加里东期形成的变辉石岩，燕山晚期形成的花岗岩株(脉)及其附近产出的石英斑岩脉、花岗斑岩脉、伟晶岩脉和石英脉等。

2.1.4 变质作用

矿区变质岩分布广泛，以区域变质作用为主。主要有以秦岭岩群为代表的麻粒岩相深变质岩系、以刘山岩组为代表的高绿片岩相铁铝榴石带中深变质岩系和以蔡家凹岩组为代表的低绿片岩相和低角闪岩相中深变质岩系。

2.2 矿区地球物理特征

2.2.1 航磁异常特征

1∶5万航磁测量,在矿区圈出3个异常:由南向北编号为YM-250-2、YM-250-1和YM-251。

2.2.2 激电异常特征

2.2.2.1 岩、矿石电性特征

根据小四极及电测深小极距测定结果：矿区矿化岩株具高阻高极化特征，围岩具低极化特征，矿化岩株与其围岩具明显的电性差异。

2.2.2.2 激电剖面测量ηs异常特征

实测激电中梯(短导线)剖面，圈出走向NWW、东西向均未封闭的视极化率(ηs)异常一处，面积不小于350 m×500 m，异常中心位置与双山北含钼花岗岩株对应。区内除含钼花岗岩株外，未发现有极化率大于2.5%的其他岩石、地层干扰，含钼花岗岩株的极化率、电阻率均明显高于其围岩，呈现高阻高极化的异常反应特征。

2.2.2.3 激电测井ηs异常特征

对钻孔ZK1001进行了激电测井，从激电测深和激电测井资料看，在含钼花岗岩株下部均发现ηs异常存在，推测极化体埋深主要在350 m以下。

钻孔验证，确定ηs异常属矿致异常；但钼矿层埋深主要位于250 m以浅，与推测的极化体埋深误差较大。分析认为：引起本区激电异常的硫化物主要以黄铁矿化为主，钻孔观测显示，该花岗岩株全岩含有黄铁矿化，自350 m往下黄铁矿化逐渐增强，引起的激电异常深部自然大于浅部，推测的极化体埋深也就增大；而钻孔内辉钼矿化则主要位于250 m以浅，虽局部达到钼矿品位，但矿化强度相比黄铁矿化要弱很多，引起的激电异常也就弱；上述情况是形成本区“推测极化体埋深较深，实际钼矿层产出较浅”的主要原因。

2.3 矿区地球化学特征

2.3.1 土壤地球化学特征

通过1∶2.5万土壤地球化学测量，在大张沟—老坟扒一带圈出以Cu、Mo为主、伴生Pb、Zn、Ag、W的综合异常一处。其中，Cu最高值500×10-6，平均值163.2×10-6，面积约0.93 km2；Mo最高值50×10-6，平均值7.8×10-6，面积约0.69 km2，异常呈NWW向带状分布于矿区北部及外围附近，面积大，强度高，浓集中心明显，元素套合好。主异常带主要位于双山北含Mo花岗岩株—老坟扒含Cu、Mo花岗岩株一带，Mo异常形态呈多层次围绕二岩株出现，主异常北部发育有Pb、Zn、Ag伴生异常，为寻找斑岩型铜钼矿提供了重要信息。

2.3.2 剖面岩石地球化学特征

在双山东垂直化探钼异常走向，实测7条岩石剖面。区内不同岩石相比，Cu、Mo、Pb、Ag在花岗岩、花岗片麻岩、斜长角闪片麻岩和石英斑岩中含量较高，Au、Bi在花岗岩、花岗片麻岩中含量相对较高，As、Zn在花岗片麻岩、斜长角闪片麻岩和石英斑岩中含量较高。分析认为：该区处于钼矿成矿有利位置，经工程揭露和取样测试证明，双山北土壤测量钼异常和大张沟土壤测量钼异常由钼矿引起，属矿致异常；其他钼异常可能为含矿热液沿片麻岩层或裂隙局部充填引起[8]。

3 矿体特征

双山庄矿区发现钼矿化较好地段有两处：双山北含钼花岗岩株和钼矿脉K7。

3.1 矿脉总体特征

3.1.1 双山北含钼花岗岩株

位于矿区西北，地表出露长约480 m，宽约150 m，通过钻孔深部验证，发现钼矿11层，矿层铅直厚度2.00～16.00 m，钼品位0.022%～0.120%；矿层主要集中在250 m以浅；含矿岩性均为花岗岩，金属矿物主要有黄铁矿、黄铜矿、辉钼矿等，非金属矿物主要有石英、斜长石、钾长石等。辉钼矿主要为细小鳞片状结构，呈细脉状、薄膜状分布于裂隙中或沿裂隙充填的石英细脉中；以钾化、硅化、绿泥石化为主，次有萤石化等。

3.1.2 钼矿脉K7

K7矿脉位于矿区西南，脉状，长度不详，地表真厚度10.02 m，局部产状10°～23°∠68°～76°，原岩为花岗片麻岩。地表钼品位0.015%～0.066%，钼矿化连续。中深部钻孔发现钼矿4层，铅直厚度3.00～7.61 m，钼品位0.016%～0.440%；含矿岩性主要有花岗岩、花岗片麻岩和斜长角闪片麻岩夹石英细脉，主要金属矿物为黄铁矿、辉钼矿，少量黄铜矿，辉钼矿主要以鳞片状结构呈不规则状散布于矿化层中；以硅化、绿泥石化为主，其次有钾化、绿帘石化、萤石化、碳酸岩化等。

图2 双山庄矿区勘探线剖面图

3.2 矿体特征

3.2.1 双山北含钼花岗岩株

经过深部钻孔验证，在双山北含钼花岗岩株下部发现11层钼矿层, 编号为K1-1、K1-2、 K1-3、K1-4、K1-5、K1-6、K1-7、K1-8、K1-9、K1-10和K1-11，矿层特征如下：

(1)K1-1矿体：产于双山北含钼花岗岩株中，斑岩型。地表由2个槽探工程控制，矿化弱，钻孔内钼矿化增强。据钻孔ZK1001资料，矿石钼品位0.012%～0.053%，平均品位0.035%；铅直厚度16.00 m；见矿深度0～1 6 m。

(2)K1-2矿体：产于K1-1下部，斑岩型。矿石钼品位0.022%～0.038%，平均品位0.032%；铅直厚度8.00 m；见矿深度19.68～27.68 m。

(3)K1-3矿体：产于K1-2下部，斑岩型。矿石钼品位0.032%～0.043%，平均品位0.038%；铅直厚度4.00 m；见矿深度38.78～42.78 m。

(4)K1-4矿体：产于K1-3下部，斑岩型。矿石钼品位0.043%～0.045%，平均品位0.044%；铅直厚度4.00m；见矿深度56.78～60.78 m。

(5)K1-5矿体：产于K1-4下部，斑岩型。矿石钼品位0.035%；铅直厚度2.00 m；见矿深度81.92～83.92 m。

(6)K1-6矿体：产于K1-5下部，斑岩型。矿石钼品位0.043%；铅直厚度2.00 m；见矿深度101.92%～103.92 m。

(7)K1-7矿体：产于K1-6下部，斑岩型。矿石钼品位0.030%～0.031%，平均品位0.031%；铅直厚度4.00 m；见矿深度179.28～183.28 m。

(8)K1-8矿体：产于K1-7下部，斑岩型。矿石钼品位0.120%；铅直厚度2.00 m；见矿深度194.58～196.58 m。

(9)K1-9矿体：产于K1-8下部，斑岩型。矿石钼品位0.016%～0.058%，平均品位0.036%；铅直厚度8.00 m；见矿深度228.00～236.00 m。

(10)K1-10矿体：产于K1-9下部，斑岩型。矿石钼品位0.036%；铅直厚度2.00 m；见矿深度445.84～447.84 m。

(11)K1-11矿体：产于K1-10下部，斑岩型。矿石钼品位0.032%；铅直厚度2.00 m；见矿深度510.18～512.18 m。

3.2.2 钼矿脉K7

经过深部钻孔验证，在矿脉K7下部发现4层钼矿层，编号分别为K7-1、K7-2、K7-3和K7-4。矿层特征如下：

(1)K7-1矿体：产于钼矿脉K7上部，脉型，地表岩性为花岗片麻岩，由一个探槽揭露，探槽内矿石钼品位0.016%～0.066%，平均品位0.047%，真厚度10.02 m。深部由一个钻孔控制，钻孔岩性为花岗岩，钻孔内矿石钼品位0.034%～0.280%，平均品位0.124%，铅直厚度7.61 m，见矿深度52.32～59.93 m。

(2)K7-2矿体：产于K7-1下部，脉型，原岩为斜长角闪片麻岩夹石英细脉。矿石钼品位0.030%～0.440%，平均品位0.148%；铅直厚度7.00 m；见矿深度156.00～163.00 m；产状不明。

(3)K7-3矿体：产于K7-2下部，脉型，原岩为斜长角闪片麻岩夹石英细脉。单孔见矿，据钻孔ZK7001资料，矿石钼品位0.028%～0.046%，平均品位0.036%；铅直厚度5.40 m；见矿深度190.00～195.40 m。

(4)K7-4矿体：产于K7-3下部，脉型，原岩为斜长角闪片麻岩夹石英细脉。单孔见矿，据钻孔ZK7001资料，矿石钼品位0.036%～0.240%，平均品位0.172%；铅直厚度3.00 m；见矿深度299.32～302.32 m。

3.3 矿石特征

3.3.1 矿石矿物成分

3.3.1.1 斑岩型钼矿

根据岩矿鉴定及野外观察，矿石中共发现矿物21种。其中，金属矿物11种，主要有黄铁矿、黄铜矿、辉钼矿，次为方铅矿、闪锌矿、斑铜矿、磁铁矿、褐铁矿、赤铁矿、钼华和孔雀石；非金属矿物10种，主要有石英、斜长石、钾长石，次为萤石、白云母、黑云母、绿泥石、绿帘石、方解石和高岭土。

3.3.1.2 脉型钼矿

根据野外观察，矿石中共发现矿物20种。其中，金属矿物7种，主要有黄铁矿、黄铜矿、辉钼矿，次为磁铁矿、褐铁矿、钼华和孔雀石；非金属矿物13种，主要有石英、角闪石、斜长石，次为萤石、白云母、黑云母、绿泥石、绿帘石、绢云母、微斜长石、方解石、钾长石和高岭土。

3.3.2 矿石结构

(1)它形～自形粒状结构：主要指矿石中黄铁矿、黄铜矿、斑铜矿、磁铁矿等的结晶习性，多以细小自形、半自形、它形粒状为主的现象。

(2)鳞片状结构：主要指矿石中辉钼矿多以细小鳞片在矿石裂隙间形成的矿物集合体的现象。

(3)压碎结构：主要指矿石中黄铁矿颗粒受挤压碎裂的现象。

(4)包裹结构：主要指矿石中黄铜矿、斑铜矿以细小粒状包裹于黄铁矿中、黄铜矿以细小粒状包裹于闪锌矿中、闪锌矿以细小粒状包裹于方铅矿中的现象。

(5)交代残余结构：主要指矿石中黄铁矿受热被褐铁矿交代不彻底，中心仍有部分黄铁矿残留的现象。

(6)似斑状结构：主要指矿石中以石英、长石为主的较大斑晶分布于颗粒较小的基质中的现象。

3.3.3 矿石构造

(1)块状构造：主要指矿石中黄铁矿、黄铜矿、斑铜矿等金属硫化物呈团块分布的现象。

(2)星点(浸染)状构造：主要指矿石中黄铁矿、黄铜矿、斑铜矿等金属硫化物呈星点(浸染)状分布的现象。

(3)细脉状构造：主要指矿石中黄铁矿、辉钼矿等多金属硫化物、或含多金属硫化物的石英脉呈细脉状分布的现象。

(4)复脉状构造：主要指矿石中含金属硫化物的石英细脉呈网脉状分布的现象。

(5)条带状构造：主要指矿石中金属矿物与脉石矿物呈条带状沿矿脉走向相间分布的现象。

(6)蜂窝状构造：主要指地表矿石中黄铁矿等原生矿物氧化流失后，在原处留下的空穴的现象。

(7)碎裂状构造：主要指脉型矿石中的矿物集合体受构造影响呈碎裂状的现象。

3.3.4 矿石类型

矿石类型主要为：①双山北含钼花岗岩株为斑岩型钼矿；②K7矿脉为脉型钼矿。

3.4 围岩蚀变

(1)双山北含钼花岗岩株中钼矿层，两边围岩为花岗片麻岩、斜长角闪片麻岩，上下围岩为花岗岩，围岩种类为花岗岩、花岗片麻岩、斜长角闪片麻岩。地表围岩蚀变有钾化、硅化、褐铁矿化、高岭土化等，中深部有钾化、硅化、绿泥石化、萤石化、绿帘石化、云母化等。

(2)K7矿脉中钼矿层，产于花岗片麻岩、斜长角闪片麻岩及少量花岗岩中，围岩种类主要为斜长角闪片麻岩、花岗片麻岩。地表围岩蚀变有硅化、褐铁矿化、高岭土化等，中深部有钾化、绿泥石化、绿帘石化、萤石化、碳酸岩化等。

4 矿床成因与找矿标志

4.1 矿床成因

区内以斑岩型钼矿为主，主要产于燕山晚期形成的中酸性花岗岩株中，岩株内石英、长石斑晶粒度较大，表明形成温度高，钾化、硅化蚀变较强；在岩株附近伴有石英斑岩脉、花岗斑岩脉产出，斑晶粒度细小，表明形成温度要低，钾化、硅化蚀变也明显减弱，石英斑岩脉、花岗斑岩脉的形成时间晚于岩株形成时间；明显表现为以花岗岩株为中心，向两边形成成矿、成岩温度由高向低、蚀变强度由强到弱的分带现象。表明在岩浆脉动侵位形成双山北花岗岩株的同时，岩浆分异形成的含矿热液在岩株裂隙中也逐渐富集，形成高-中温斑岩型钼床。同时，在岩体与围岩的内、外接触带局部形成脉型钼矿；并在其附近伴有后期石英斑岩带、花岗斑岩脉产出。

初步认为，矿床成因为与燕山晚期岩浆活动密切相关的高-中温热液型钼矿。

4.2 找矿标志

利用化探钼异常指导本区找矿效果明显，燕山晚期形成的含钼花岗岩株及与围岩接触带是区内钼矿的两种主要赋存部位，钾化、硅化与区内钼矿形成关系密切。(1)化探钼异常是区内较好的间接找矿标志。(2)燕山晚期形成的含钼花岗岩株是区内最重要的岩浆岩找矿标志；花岗岩株与围岩的接触带，是区内重要的构造找矿标志。(3)钾化、硅化是本区重要的矿岩蚀变找矿标志。

4.3 控矿因素

4.3.1 岩浆岩控矿

区内斑岩型钼矿层均产于双山北含钼花岗岩株中，产出与分布受花岗岩株控制明显；通过地表和钻孔观察：辉钼矿主要呈鳞片状、片状、叶片状，以细脉状或薄膜状沿细小裂隙产出；岩株裂隙较发育，为含矿热液的运移和富集成矿提供了通道和容矿空间；同时，岩株的侵入和形成，为成矿元素的活化、循环及运移提供了热动力，并带来部分矿物质，参与成矿。形成于燕山晚期的双山北含钼花岗岩株，既是赋矿岩体，又是成矿母岩，是区内重要的岩浆岩控矿因素。

4.3.2 接触构造带控矿

区内脉型钼矿主要产于花岗岩脉、花岗片麻岩和斜长角闪片麻岩中，产出较复杂，顺层石英细脉充填较多，岩石较碎裂，穿层现象可见，局部矿化富集明显，为接触带成矿，推测附近应有隐伏的中酸性含矿花岗岩体存在。