湖北随州—枣阳七尖峰地区钼矿地质特征及找矿前景分析

谭 超, 渠 婧, 冷双梁, 田 成

(1.湖北省地质调查院,湖北 武汉 430034; 2.湖北省地质局 第八地质大队,湖北 襄阳 441002)

随州—枣阳七尖峰地区位于桐柏山南坡,该地区为湖北省金银贵金属、花岗岩石材等矿产的重要分布区。近年来,邻省在桐柏山北坡发现了多处大型、超大型钼矿[1],湖北省在桐柏山以南也有新的找矿发现,并根据地质、构造等条件综合分析,初步认为在七尖峰一带也具有寻找钼矿的找矿潜力❶湖北省地质调查院,湖北随州—枣阳北部七尖峰地区矿产地质调查报告,2016。。本文在此基础上,结合前人工作成果,总结该区钼矿成矿地质特征,对区内钼矿找矿前景进行初步评价。

1 区域成矿地质背景

研究区地处华北板块与扬子板块夹持的秦岭—大别造山带(Ⅱ),跨桐柏—大别高压变质折返带和武当—随州陆内裂谷两个Ⅲ级构造单元❷湖北省地质调查院,中华人民共和国湖北省区域地质志送审稿,2016。。

桐柏—大别高压变质折返带位于新(城)—黄(陂)断裂(后文简称新黄断裂)以北、桐(柏)—磨(子潭)断裂以南,呈西窄东宽的楔状体产出,东端被郯庐断裂错断。区内太古代主要为一套花岗—绿岩组合,构成南秦岭区陆核;古元古代主体为一套变质表壳岩组合,是在陆核基础上陆块增生产物。新元古代大洪山古洋盆向北俯冲关闭,南秦岭古造山带形成,大量新元古代岛弧花岗岩侵位形成。后期遭受高压—超高压变质作用,并快速折返,在俯冲—变质—折返的复杂变形变质改造下,发生混杂作用,形成了桐柏—大别高压超高压变质折返带。研究区折返带主要出露新元古代花岗岩,后期经变质和构造作用形成花岗质片麻岩,古元古代岩石多以变质包体赋存于花岗质片麻岩之中,该区钼矿主要赋存于变质包体之中。武当—随州陆内裂谷北东以新黄断裂与桐柏大别变质折返带分界,南以襄(樊)—广(济)断裂与扬子板块分界,呈南东窄、北西宽的楔状体。区内南华纪处于扬子陆内裂谷环境,形成武当群、耀岭河组双峰式火山岩—碎屑岩沉积,并伴有双峰式侵入岩就位;震旦纪为裂谷平静期的稳定型沉积,形成随州台地碎屑岩—碳酸盐岩沉积。早古生代裂谷再次活动,形成寒武—志留纪碎屑岩—火山岩—碳酸盐岩沉积。志留纪晚期,活动强烈,出现大量碱性玄武岩喷发沉积,并伴有碱性双峰式岩浆岩侵位。三叠纪晚期,在华南板块与华北板块对接碰撞、华南北部扬子陆块北缘向北俯冲、变质折返的背景下,由北向南逆冲,形成了由两郧、十堰、两竹和襄广等大型逆冲断裂分割的构造岩片叠覆,组成醒目的推覆构造格局。白垩纪以来,太平洋板块向北西俯冲造成地壳加厚熔融,大量钙碱性、过碱—钙碱性花岗岩侵位,形成与俯冲相关的陆内岩浆弧侵入岩组合。研究区该裂谷内主要出露白垩纪黑云二长花岗岩,周围广泛分布新元古代武当群—震旦纪地层,该区钼矿主要与白垩纪花岗岩关系密切。

研究区构造活动极为复杂,区内深大断裂主要有北西向新黄断裂、吴山断裂,北东向吉河—钱岗断裂(物探解译深大断裂,地表被第四系掩盖),其次为次级北西向,北东向、近东西向等构造极为发育,构成了区内棋盘状构造体系,构造条件对成矿较为有利[2]。

图2 随州—枣阳七尖峰地区钼矿点分布及远景区划分简图Fig.2 Distribution of molybdenum ore spots and prospect area division in Qijianfeng area of Suizhou-Zaoyang1.第四系;2.Nh-Z变质地层区;3.新元古代花岗质片麻岩;4.南华纪变辉绿岩体;5.古生代大阜山基性—超基性岩体;6.中生代七尖峰复合花岗岩;7.断裂;8.物探解译断裂;9.1∶5万水系沉积物测量Mo异常;10.钼矿(床)点及编号;11.找矿远景区。

研究区隶属滨太平洋成矿域(叠加在古亚洲成矿域之上)秦岭—大别成矿省,以新黄断裂为界,断裂北东属于桐柏—大别—苏鲁(造山带)Au-Ag-Fe-Cu-Zn-Mo-金红石—萤石—珍珠岩成矿带,断裂南西属于东秦岭Au-Ag-Mo-Cu-Pb-Zn-Sb非金属成矿带。湖北省矿产资源潜力评价在此基础上进一步划分出桐柏—大别地区金银磷成矿带(Ⅳ-67-1)、随枣地区金银成矿带(Ⅳ-66-6)两个四级成矿带❶湖北省国土资源厅等,湖北省矿产资源潜力评价成果报告,2013。(图1)。

图1 研究区成矿区带划分略图Fig.1 Sketch map of the metallogenic zone in the study area

2 钼矿地质特征

随州—枣阳七尖峰地区钼矿点主要环七尖峰复合花岗岩分布,少量分布于桐柏山片麻状花岗岩体之中。目前发现有钼矿床有2处(吴山、姚湾),钼矿点6处(张庄、新城、万和、戴家湾、枣扒、陡山寨)(图2),代表性钼矿(床)点特征介绍如下。

2.1 姚湾钼矿床(1)

该矿床位于桐柏—大别地区金银磷成矿带(Ⅳ-67-1)北西部姚湾一带。

矿区主要出露古元古代大别岩群和新元古代花岗质片麻岩。大别岩群以“捕虐体”产于花岗质片麻岩之中,呈北西向条带状、透镜状展布,主要岩性为白云(黑云)钠长片麻岩、斜长角闪岩、角闪片岩、变粒岩、浅粒岩、白云片岩、石英片岩、石英岩、角闪磁铁石英岩及大理岩等。

矿区位于新黄断裂北东,区内岩石受到北西向新黄断裂强烈的韧性剪切作用,普遍具糜棱岩化、碎裂岩化。

1∶5万水系沉积物异常为北西向低缓,Mo最高异常值1.75×10-6,平均异常值1.2×10-6,面积约1.8 km2,异常与矿(化)体套合较好。

矿区共圈定4个钼矿体,主要赋存于强硅化辉钼矿化二长浅粒岩中,以“捕虐体”形式产于花岗质片麻岩之中,矿体与围岩接触界面较明显,钼矿体总体上呈北西向“串珠”状展布,倾向南西,倾角20°～50°不等,局部倾角近直立。Ⅲ号矿体规模最大,长约360 m,厚1.54～36.73 m,含Mo 0.035%～0.241%,平均0.075%。

矿石矿物主要为辉钼矿、黄铁矿,其次为斑铜矿、黄铜矿、闪锌矿、赤铁矿等。

矿石类型主要为硅化辉钼矿化二长浅粒岩,推测原岩为酸性火山岩类,经区域变质形成二长浅粒岩,后期在动力变质作用下,发育糜棱岩化。

矿化蚀变主要为硅化、黄铁矿化。

推测该区变质岩“捕虐体”本身富含钼元素,后期受北西向新黄断裂韧性剪切作用使钼进一步富集成矿,辉钼矿为变质作用产生的副矿物,为变质岩型钼矿。

2.2 吴山铜钼矿床(8)

该矿床位于随枣地区金银成矿带(Ⅳ-66-6)北部吴山一带。

矿区内地层主要出露南华纪武当群,岩性主要为白云钠长片岩夹绿泥阳起片岩、黑云(白云)斜长片麻岩、石英岩、浅粒岩。岩浆岩主要为早白垩纪吴山花岗岩,主要由石英正长岩、似斑状花岗岩、花岗斑岩组成。

主要构造线有北西向和近东西向两组。北西向构造具多期次活动特征,成矿前断裂呈北西向发射状(可能为岩浆侵位形成的环形构造一部分),成矿期形成次一级断裂及羽状裂隙,切割吴山花岗岩体,形成含矿热液的运移通道;近东西向构造早期表现为滑覆构造,晚期为逆冲构造。

1∶5万水系沉积物测量成果显示,该区元素具明显分带性,以北西向吴山断裂为界,Mo-W-Cu元素异常套合较好,Pb-Zn-Ag异常主要分布在异常南—南西—西侧,Au异常分布在最外围,与典型斑岩型钼矿元素分带特征有一定相似性。

矿区共圈定9个铜、铜钼、钼、铅、金(铅)矿体,长在30～400 m,厚0.4～7.2 m不等,Mo品位一般在0.035%～0.176%,最高0.186%,多伴生有铜、钨矿化,外围可见金银铅锌矿化蚀变岩。钼矿脉均呈东西向展布,矿脉上窄下宽,向下硅化、黄铁绢云岩化蚀变增强。目前发现的钼多金属矿化多与吴山岩体关系密切,矿化主要赋存在吴山岩体外接触带附近沿构造发育的硅化褐铁矿化绢英岩和黄铁矿化石英脉中,远离岩体矿化变弱。

矿石类型主要为浸染状含铜钼石英脉、角砾状含铜钼混合岩、含铜钼花岗岩、黄铁矿化石英脉等。

蚀变主要有硅化、钾长石化、黄铁绢英岩化、高岭土化等,硅化和钾长石化与铜钼矿化关系密切。

根据矿区W、Mo、Cu、Pb、Zn、Ag、Au等元素异常、蚀变及高温—中温—低温矿物组合的分带性,矿床成矿系列的空间展布规律及成矿特征,结合矿体特征分析,该铜钼矿与桐柏山北坡已知斑岩型铜钼矿特征[3]有相似之处,区内目前的矿化信息可能属斑岩型钼矿床上部或外围部分[4]。

2.3 枣扒钼矿点(6)

该矿点位于随枣地区金银成矿带(Ⅳ-66-6)北部新市—枣扒一带。

矿区出露地层为南华纪武当群,岩性主要为白云钠长石英片岩、白云石英片岩、浅粒岩、变粒岩等。岩浆岩较发育,主要为早白垩纪周楼岩体,岩性主要为黑云二长花岗岩。

区内构造主要为近南北向,其次为北西向断裂。近南北向构造早期为张性断层,后被石英脉充填,晚期叠加有韧性剪切作用,多期构造活动明显;北西向断裂规模较小,可能为吴山断裂的次级断裂。

1∶5万水系沉积物异常为Mo-Ag-Bi组合,各元素异常套合较好,异常主体呈北北东向展布,在银子沟一带形成浓集中心。Mo最高异常值17.7×10-6;Ag最高异常值0.248×10-6。

区内圈定了2个银钼矿体,3个钼矿体。Ⅰ、Ⅱ号主矿体长200～300 m,厚1.01～4.74 m,平均品位Mo 0.079%～0.128%,Ag 93.88～94.18 g/t。钼银矿化受近南北向、北西向沿断裂充填的石英脉控制。

矿石矿物主要为辉钼矿、辉银矿、褐铁矿、赤铁矿,萤石及少量黄钾铁矾等,为一套中—低温矿物组合。矿石结构主要为它形粒状结构、碎裂结构、糜棱结构,矿石构造主要为块状构造、角砾状构造。矿石类型主要为褐铁矿化石英脉,褐铁矿主要呈密集条带状顺石英脉产出,局部呈不规则网脉状,银钼矿化与褐铁矿化关系密切。

围岩蚀变主要有钾长石化、硅化、绢云母化、黄铁矿化、褐铁矿化、萤石化等蚀变。

由此,该矿点属燕山晚期中—低温热液充填石英脉型银钼矿。

2.4 新城钼矿点(3)

该矿点位于随枣地区金银成矿带(Ⅳ-66-6)北部新城一带。

矿区主要出露南华纪武当群,岩性主要为白云钠长片岩、绿泥钠长石英片岩、浅粒岩、大理岩等。岩浆岩主要为早白垩纪天寺堰岩体,呈岩株状产出,主要分布在矿区西部,在岩体与围岩接触带附近可见混合岩化,并见不规则团块状、透镜状、条带状石英脉,在岩体外围东侧1 km处花岗斑岩脉、石英脉极为发育,主要呈北西向展布。区内断裂构造不发育。

1∶5万水系沉积物异常主要呈北西向展布,在新城—张庄一带形成三个以Mo-W为主的多金属异常浓集中心,Mo、W最大值8.44×10-6、18.87×10-6;Zn-Au-Mn异常分布在其外围。

区内圈定了7条钼矿化体,主要赋存于北西向石英脉中,多呈北西向展布,一般长50～300 m,厚0.2～1 m,Mo品位0.033%～0.115%。

矿石类型主要为辉钼矿化褐铁矿化石英脉。

围岩蚀变主要为黄(褐)铁矿化、硅化、钾化、绢云母化等。

鉴于目前发现的钼矿(化)体均赋存于石英脉中,初步将该矿点归为石英脉型钼矿。

研究区其它钼矿点特征见表1。

表1 钼矿点特征一览表Table 1 List of characteristics of molybdenum ore points

3 钼矿找矿前景分析

由上述可见,该区钼矿(床)点具有分布范围广、成矿背景复杂、矿化类型多样等特点。根据钼成矿地质特征及矿(床)点的分布特点,初步划分了4处五级钼成矿远景区,其中A类2处,B类2处(图2)。

3.1 姚湾钼成矿远景区(Ⅴ-A1)

该区位于新黄断裂北东侧,区内主要出露新元古代花岗质片麻岩,占该区面积的80%以上;大别岩群以“捕虐体”产于花岗质片麻岩之中,呈北西向条带状、透镜状展布。构造主要为北西向断裂,其次为北东向断裂。

区内新发现有姚湾钼矿,南东延伸方向上尚有尖水田、张家山等多处钼矿点。钼矿体均产于花岗质片麻岩之中的硅化辉钼矿化二长浅粒岩“捕虐体”内,总体上呈北西向串珠状展布,钼品位一般在0.030%～0.248%。与成矿关系密切蚀变主要有硅化、黄铁矿化。

1∶5万水系沉积物测量资料显示,该区主要为单一Mo异常,呈北西向条带状展布,与已知矿体套合较好,局部伴随少量W异常。

该区为寻找与二长浅粒岩等相关的变质岩型钼矿有利区域。

3.2 吴山钼成矿远景区(Ⅴ-A2)

该区位于吴山断裂南西,区内出露地层主要为武当群、耀岭河组、陡山沱组及少量杨家堡组;岩浆岩主要为沿七尖峰复合花岗岩体边缘分布的小岩体;构造主要为北西向断裂,其次为近东西向断裂。

该区分布有吴山钼矿床、陡山寨钼矿点,钼矿化多与小岩体关系密切。在吴山一带,铜钼矿化主要赋存在吴山岩体外接触带附近硅化褐铁矿化绢英岩和黄铁矿化石英脉中,多伴生有铜、钨矿化,外围可见金银铅锌矿化蚀变岩,空间上由南到北显示W-Mo-Au-Cu矿化组合。钼矿脉均呈近东西向展布,矿脉上窄下宽,向下硅化、黄铁绢云岩化蚀变增强。在陡山寨一带石英正长岩内部的裂隙中也发现了铜钼矿化,外围北西向构造裂隙中见钼、锌、金等矿化。

1∶5万水系沉积物Mo异常主要在吴山、陡山寨一带形成浓集中心,外围发育有Cu、Pb、Zn、Au、Ag等元素异常,与典型斑岩型钼矿地球化学分带特征有相似之处。

该区北西向、北东向、近东西向构造极为发育,在吴山、陡山寨一带发育有中酸性小岩体,且与典型斑岩型铜钼矿床的元素分带及矿化分带特征有一定的相似性,显示在吴山、陡山寨一带为寻找斑岩型钼矿有利地段。

3.3 新城钼成矿远景区(Ⅴ-B1)

该区位于新黄断裂带南西,七尖峰复合花岗岩北东。区内出露地层主要有武当群、耀岭河组、陡山沱组,岩浆岩主要为早白垩纪天寺堰花岗岩。区内构造主要为北西向断裂,其次为晚期北东向断裂。

该区分布有新城、张庄钼矿点,钼矿化类型主要为石英脉型,多伴生有铅、铜、钨、金或银等矿化。蚀变主要为黄(褐)铁矿化、硅化、钾化、绢英岩化等,并随标高下降,硅化、钾化等蚀变有逐渐变强的趋势,推测深部可能有与斑岩钼矿关系密切的燕山晚期小岩体。

该区1∶5万水系沉积物异常主要环天寺堰花岗岩分布,主要为W、Mo异常,伴随Au、Ag、Cu、As等异常,在张庄、新城一带形成Mo、W异常浓集中心。

该区分布有天寺堰小岩体,断裂构造发育,成矿条件较有利,具有寻找石英脉型钼钨多金属矿的找矿前景,与燕山晚期小岩体相关的斑岩型钼矿也有一定的找矿潜力。

3.4 枣扒钼成矿远景区(Ⅴ-B2)

该区位于吴山断裂北东,七尖峰复合花岗岩北西侧。区内主要出露白垩纪周楼、玉皇顶花岗岩体及夹持于二岩体间的武当群、耀岭河组变质地层。区内构造主要为近南北向断裂,其次为北西向断裂。

该区枣扒钼矿点中的钼矿化主要赋存于沿近南北向、北西向构造充填的石英脉中,多伴随有银、金、铜、萤石等矿化。围岩蚀变主要有钾长石化、硅化、绢云母化、黄铁矿化、褐铁矿化、萤石化等。

该区1∶5万水系沉积物异常元素组合主要为Ag、Mo,伴随有Au、W、Bi等元素异常,Ag最大异常值0.24×10-6,Mo最大异常值17.7×10-6。

该区出露有早白垩纪花岗岩,断裂构造发育,前人资料还显示该区存在隐爆角砾岩❶ 河南省第四地质大队,祁仪幅1∶5万地质图说明书,1993。。各种资料表明,石英脉型钼矿有一定找矿潜力,斑岩型钼矿是需关注的矿床类型。

4 结论

七尖峰地区位于华北与扬子地块间,又地处古亚洲、滨西太平洋构造域的复合部位,区内地质构造复杂、岩浆活动频繁、成矿条件有利。本文根据钼成矿地质背景及控矿因素,初步认为该区具有寻找钼矿的找矿潜力。

(1) 桐柏—大别高压变质折返带新黄断裂北西侧桐柏山地区,继姚湾钼矿发现之后,又先后在南东延伸方向上发现多个钼矿体,且经普查工作验证,其规模已达中型,表明该区是寻找与二长浅粒岩等有关的变质岩型钼矿的有利区域。直接找矿标志:Mo地球化学异常,硅化、黄铁矿化等蚀变,花岗质片麻岩中的大别岩群二长浅粒岩、变粒岩等变质岩“捕虐体”等。

(2) 武当—随州陆内裂谷新黄断裂南西侧七尖峰复合花岗岩周缘地区,成矿地质条件显示该区除石英脉型钼矿有较好的找矿前景外,斑岩型钼矿也有一定的找矿潜力。直接找矿标志:Mo地球化学异常,硅化、钾化、黄铁矿化等蚀变,断裂中的石英脉或破碎蚀变岩,小岩体及周缘断裂发育区等。