北欧和我国钼矿床的钨钼矿石建造及其成因特点对比

董理践

(河南省地质矿产勘查开发局第二地质勘查院, 河南 郑州 451464)

0 引 言

北欧和我国钼矿床相对比，矿床的主要矿石建造及其成因特点，反映在有关岩浆活动、矿床形成的地质构造部位、矿化作用特点及矿化与岩浆活动的相互关系等几个方面[1]。

钼矿床的成因可以有多种多样，就内因成矿作用来说，可以有伟晶岩矿床、碳酸盐矿床、云英岩矿床以及含钼黄铁矿矿床等，但它们都不是具工业价值的钼矿床主要类型。就矿体结构而言，构成具工业价值的钼矿床主要有石英脉型钼矿床(斑岩型钼矿床)、网脉状钼矿床、角砾岩筒型钼矿床、云英岩化钾化型钼矿床、矽卡岩型钼矿床。特别是脉型、细脉浸染型、角砾岩筒型3类钼矿床，往往不是单一有用组分，而是多种有用组分共生，如铜、铁、钨、铼等综合在一起的矿床类型[2～4]。

1 外生内生钼矿床的矿石建造类型

具有工业价值的外生钼矿床主要有：(1)产于煤系地层中的钼矿床；(2)产于碳质粘土岩及碳、硅质粘土岩(即黑色页岩)中的钼矿床；(3)固体沥青页岩中的钼矿床等。这些外生钼矿床中，主要是与碳质有机成分密切相关，而且往往和铀、钒、锗等有用元素共生。但是由于其中含钼较贫而且赋存状态复杂，所以目前还未能有效提取，只能作为将来研究利用的对象。

目前北欧及国内按不同的矿种矿石建造而且作为钼矿资源的主要对象仅有钨钼型矿石建造、单一钼矿石建造、铜钼矿石建造3种类型，而目前就其开发利用水平看，最主要的是大型、超大型网脉状即细脉浸染状亦即目前我国最主要的矿床类型—斑岩型钼矿床，其中包括钨钼、铜钼以及单一的钼矿石建造的矿床在内，矽卡岩型钼矿床实际上就是其中的一种[5]。

据北欧钼矿专家波卡洛夫·特(1977)资料介绍，认为钼矿床的工业品位与规模大小密切相关，规模大者品位要求相对较低，规模小者品位要求较高。据其介绍的矿床资源量和品位要求关系系数见表1。

表1 矿床资源量和品位要求关系系数

对于投入地下开采(坑采)的脉状钼矿床，品位要求更高，矿床品位一般应不低于0.4%～0.8%，但实际上这样高品位的富矿床并不多见。

2 钨钼矿石建造

2.1 基本特点

钨钼矿石建造约占全部工业钼矿床资源量的35%左右。这类矿床矿石建造主要的矿石矿物为辉钼矿、黑钨矿或白钨矿。这一类型钼矿床的工业价值已为广大地质工作者所共识。除了辉钼矿外，其中伴生的辉铋矿、萤石、黄铜矿和黄铁矿等硫化物。有时甚至还有锡石可供综合利用。在辉钼矿中往往伴生有稀散金属元素铼，铼是以辉钼矿的类质同像混入物的形式出现。铼的含量一般不超过30 g/t，但个别矿床有时可达100～130 g/t。在许多已开发利用的此类钼矿床中 ，已解决了铼的回收问题。另外，在有关的黑钨矿中伴生的钪和铌也具有较高的工业综合利用价值。

钨钼矿石建造的钼矿床矿体形态为大的巨型块体，就像草帽状扣在花岗斑岩岩株的顶部，这些矿床的资源量往往非常巨大，钨钼总量常常大于几十万吨，其矿床品位在0.03%～0.15%之间，矿床中偶尔也会有较大的石英脉状矿体产出，但脉状矿体独立工业意义不大，个别矿脉有时可达1 万～2万t，品位达0.5%～1.0%。

除了斑岩型钼矿床外，少数有在成矿母岩—花岗斑岩与碳酸盐岩接触带上形成的矽卡岩型钼矿床。此时含矿的矽卡岩岩体可呈似层状、透镜状、鞍状以至其他更为复杂的形态，总之，矿体立体的上下起伏形态取决于花岗斑岩岩株顶面的起伏形态，经常有波峰、波谷、山脊、山谷，有时变为深坑或漏斗状。矿床的规模往往取决于成矿的花岗斑岩岩株的大小。钨钼矿床一般来说，经常出现钨的含量超过钼的情况。

就矿床的成矿空间与成因来看，这类矿床一般都与深层的白岗质花岗斑岩岩体有关。大部分的矿化富集部位都在花岗斑岩岩株的隆起部位以及岩体的外接触带，最远可达1 000～1 500 m，但矿体的厚度很少超过500～700 m。

具有这类矿化的花岗斑岩岩株，一般都产于地槽后期的岩浆活动带或地台区的构造岩浆活化带[6-8]。如阿根廷的赛洛-阿斯贝洛和美国的克莱麦克斯也发现有不少钨钼矿床也属于这种类型。北欧高加索山脉的格鲁吉亚的台日雷阿乌斯基、哈萨克斯坦的莱念茨基、科克琴科列斯基、贝台斯多斯基、卡洛朋斯基等几个超大型、大型钨钼矿床等。

2.2 大地构造及矿床的产出部位

钨钼矿床有的产于地槽褶皱带中，如哈萨克斯坦的一些矿床有的就产于海西褶皱带中，有的产于加里东褶皱带中。有的则产于地台活化带中，如上述的北欧格鲁吉亚的高加索、南美的阿根廷、我国河南栾川南泥湖、上房沟、三道庄、东北辽宁葫芦岛、江西漂矿、福建行路坑等。

由于许多钨钼矿床主要是褶皱区发育的中晚期生成的，因此矿床成矿前的区域性断裂对成矿的控制作用就表现得十分明显，其中对脉状矿床的控制尤为直接而突出。

在斑岩型钼矿床中，其矿田分布经常与深大断裂与区域性大断裂交汇构造密切相关，而矿床往往产在次一级的旁侧羽状断裂中[9]。如金堆城矿区，在其南部的震旦系地层中，有一条区域性的构造裂隙。而通过矿区控制矿体产出的是次一级的一条北北西向断裂；又如吉林前撮落矿区东部有一条北东向的区域性断裂，而通过矿区中部富矿地段有一个东西向的破碎带；河南汝阳东沟矿区就位于北西向深大断裂与北东向区域断裂的交汇点上。

杨家杖子矿区的地质构造情况也是如此，在区域范围内有一条北东向的区域断裂，而在它次一级的羽状断裂呈南北向分布，矿床的成矿母岩-花岗斑岩岩株就是沿这组断裂面侵入的结果。

除了断裂构造外，区域性的构造特征，在一定程度上也与不同类型矿床的产出有一定的关联，如细脉浸染状矿床常分布于地壳的隆起地区。金堆城矿区位于秦岭褶皱带的隆起区，中条山脉位于中条隆起带的边缘；河南栾川南泥湖巨型矿田位于华北地台南缘-秦岭褶皱带的北缘的隆起区；山西繁峙钼矿区位于五台隆起带的边缘；吉林前撮落矿区位于华北地台北缘；其他如江南台背斜的隆起区有铜厂等大型细脉浸染状铜钼矿床。而矽卡岩型矿床则分布于凹陷地区，如杨家杖子钼矿床位于燕辽凹陷区；瑶岗仙矿区位于资郴凹陷区；安徽铜陵铜官山铜山口等铜钼矿区位于长江中下游凹陷区，其他如秦岭南部的凹陷区也有矽卡岩矿床的分布[10]。

至于脉状矿床的分布则比较广泛，在隆起区与凹陷区都有分布。实际上它并不构成单一的独立矿床，而是与细脉浸染状矿床或矽卡岩型矿床构成一组矿床系列。

2.3 与矿化相关的岩浆活动

与矿化相关的岩浆岩多为深层的花岗岩类岩石，在平面上岩体多呈等轴状，少数为椭圆状、长条状或其他不规则形状。成矿母岩岩体的露头面积大小不等，可由0.003～5 km2。岩体出露的面积大小主要取决于岩体的剥蚀深度以及岩体本身的规模大小及矿化的延伸程度。据哈萨克斯坦及乌拉尔所展示的资料，岩体顶部深约3～4 km，有的只有1～2 km，而岩体矿化延伸约至8～10 km。

成矿母岩往往具有多期多相的复杂结构，一般岩石具有斑状结构。在产状较复杂的花岗岩中，常含有多层中粒及细粒斑状花岗岩，前者为第1期，后者为第2期。无论是第1期还是第2期，它们在成分上都有显著的差异变化，如第2期有细晶岩、花岗斑岩、微斜花岗岩、闪长玢岩以及煌斑岩岩脉。

此类花岗质岩石中所含造岩矿物数量一般是，钾长石30%～55%，石英25%～40%，斜长石12%～30%，暗色矿物很少，其中可见少量黑云母2%～4%。由于黑云母和斜长石受后期岩浆的侵入遭受了交代蚀变，所以钾长石与石英的变化很大。

斜长石中主要成分为No17～No27的更长石，根据二长测温计算的形成温度如下:(1)接触带中粒斑状白岗质花岗岩。组分含量：K2O11.70%，Na2O3.27%，Ca2O0.37%；矿物含量：钾长石66.76%，钠长石28.96%，钙长石3.28%；Na/钾长石29.0，Na/斜长石78，形成温度560 ℃。(2)东科恩拉德粗粒白岗岩。组分含量：K2O8.63%，Na2O3.21%，Ca2O0.25%矿物含量：钾长石63.0%，钠长石34.0%，钙长石3.0%；Na/钾长石35.0，Na/斜长石73，形成温度595 ℃。(3)巴彦那乌尔花岗岩。组分含量：K2O7.32%，Na2O386%，Ca2O1.20%矿物含量：钾长石48.1%，钠长石38.8%，钙长石13.1%；Na/钾长石38.8，Na/斜长石85，形成温度595 ℃。(4)巴彦那乌尔粗粒白岗质花岗岩。组分含量：K2O8.32%，Na2O4.48%，Ca2O0.44%；矿物含量：钾长石53.0%，钠长石44.0%，钙长石3.0%；Na/钾长石44.0，Na/斜长石86，形成温度610 ℃。

由上可见根据二长测温(雅皮科娃·伊·伏，1977)的成岩、成矿温度间距为560～610 ℃，黑云母中的含铁量较低，一般为27%～35%，Ng=1.620。个别含铁可超过40%，Ng=1.635。又据莫尼里对白岗岩中黑云母的化学分析资料，其中含Fe不超过35%。关于黑云母中碱金属氧化物及氧化铝的含量列举如下：

(1)K2O：1～3质量及分子9.8、99-9.1、97-6.8、72；4～6质量及分子9.7、103,6.6、70,9.197；7～8质量及分子11.2、119,8.2、87；

(2)Na2O：1～3质量及分子0.24、4,0.25、4,0.26、4；4～6质量及分子0.34、5,0.17、3,0.4、6；7～8质量及分子0.18、3,0.54、9；

(3)Al2O3:1～3质量及分子14.71、144,15.82、150,13.82、135；4～6质量及分子18.99、186,14.07、183,15.66、156；7～8质量及分子17.07、168,11.31、111；

(4)K+Na/Al:1～3质量及分子0.71,0.67,0.65；4～6质量及分子0.58,0.53,0.66；7～8质量及分子0.72,0.86；

(5)K+Na：1～3质量及分子25.0，26.2,18.0；4～6质量及分子20.6,23.3,16.1；7～8质量及分子40.0,9.6。

上述5项，1～3分别为科克田斯科尔斯基岩体内接触带细粒花岗岩、科克田斯科尔斯基岩体内接触带粗粒花岗岩、别塔基津斯基岩体；4～6分别为沃塔马斯基岩体、阿缺卡达马斯基岩体、波日林斯基岩体；7～8分别为梭金斯基岩体、巴亚拉马尔斯基粗粒白岗岩岩体。

由上可见这些黑云母中的碱金属总量与氧化铝含量比均较高，其变化范围在0.53～0.86之间。又据阿·阿·玛拉古塞威姆1965年对6个花岗岩体中黑云母成分分析，其中有3组含碱金属量也较高，特别是K/Na比较高时，说明对成矿较为有利[11]。

含钼花岗岩中常见的副矿物主要有磁铁矿、钛铁矿、金红石、锆石、磷灰石、榍石、锐钛矿及独居石等，有时可见褐帘石、钛金红石、辉钼矿、刚玉、磷钇矿、多钛钶矿等。

总之，对含钼花岗岩来说，其特点是：(1)含碱土金属较高；(2)碱金属较高；(3)二氧化硅较高；(4)含Ca2O及FeO+MgO较低；⑤碱金属中K远大于Na。后期花岗岩中碱金属高时对成矿有利。另外，花岗岩岩石中Al2O3超过MgO时，FeO的含量很低时对成矿有利。

2.4 岩体的地球化学特征

成矿母岩主要的成矿元素及其含量大致范围如下：在矿化花岗岩中，Mo0.5～0.9 g/t，Sn3.0～4.0 g/t，W2.0 g/t，Pb20 g/t，Cu15 g/t。上述数值大致接近于维诺格拉多夫的花岗岩平均值，只不过Mo有明显降低。

在岩体顶部及岩体内接触带，从花岗岩的矿物成分看，其中钾长石有明显降低，而黑云母则有明显增加，碱性长石也有明显增高。在斜长石化学成分中，Na、Rb均较高，而K则显著降低。

在岩体的外接触带，有明显的角岩化基性含长结构及长石化现象。角岩化的厚度可达300 m以上。接触变质带分带及厚度变化，自白岗岩向围岩依次为：(1)辉石角岩带：0～15 m；(2)角闪岩角岩带：15～100 m；(3)绿帘石角岩带：100～250 m；(4)绿片岩带:>250 m。

基性含长结构带，其中可见黑云母化或金云母化，部分见于角闪石角岩内，其中SiO2为带入组分，而Ai、Ti、Fe、Ca、Mn、Mg、P、K、Na、Cr、V为带出组分。其厚度范围较广，可达800～1 000 m。

长石化带的特点是具有多种长石组分的细脉，其分布密度有距接触带的距离加大而逐渐减少之规律。但总的范围不超过300～500 m。长石细脉的单脉厚度很少超过1.0～1.5 m，95%～96%为钾长石，只有很少一部分为钠长石、更长石、黑云母及石英。钾长石被斜长石交代后常形成蠕状构造。

外接触带的上述特征表明，在侵入体与围岩之间发生了渗滤交代作用，大部分岩浆中多余的组分都被带入围岩，从而产生了基性含长结构带。

3 岩体外脉岩的产生

白岗岩体的顶部以及其外接触带中常见晚期的各种岩脉，诸如细晶岩脉、花岗斑岩脉、花岗闪长斑岩脉、二长斑岩脉、闪长玢岩脉、正长斑岩脉、煌斑岩脉以及辉绿玢岩脉等等。据佛·特·波克洛夫报道俄罗斯瑞金斯克和浦路科泰斯克矿床中，岩脉的形成先后顺序为：细晶岩脉→花岗斑岩脉→正长斑岩脉→波斯多尼特岩脉；而在科金科黑斯克矿床中岩脉的形成先后顺序为：细晶岩脉→花岗斑岩脉→闪长玢岩脉→斜长煌斑岩脉；贝纳沙尔斯克及米尔巴依卡尔斯克矿床中岩脉的形成先后顺序为：细晶岩脉→花岗斑岩脉→花岗正长斑岩脉→花岗闪长斑岩脉→二长斑岩脉→闪长斑岩脉→辉绿玢岩脉，其中与钼及钨钼矿化有关的岩脉为细晶岩脉及花岗岩脉[12]。

4 结 语

无论钨钼矿石建造所属矿床的大地构造部位、相关的岩浆活动、岩体地球化学及其脉岩的产生，都离不开花岗斑岩岩浆活动的演化规律。总体上都属于斑岩型钼矿床的成因系列，成矿岩体均离不开一个“斑”字。钨钼矿石建造只不过是斑岩型钼矿床成因系列的一个品种而已。其成矿规律和地质找矿方法与纯粹的斑岩型钼矿床完全一致。如果用板块理论来考查钨钼矿石建造的产生，其与板块的对接带直接相关，而最重要的是板块对撞、挤压形成造山带的末期，板块开始作伸展分离运动，上地幔的软流圈物质大规模上涌，在这个过程中，壳幔物质混溶和交换，矿物质大量的快速聚集[13]。随着大陆裂谷的形成、发展和演化，地壳厚度从造山运动末期的100多米到裂谷形成底部的几十米，地壳物质大部分为壳幔混合熔浆吞噬而进入熔浆，其中的矿物质绝大部分集中于岩浆高级阶段的产物内，直到熔浆在地下深处遇到地下水进行广泛的水浆交换，大量的含钨钼熔浆进入热液阶段，含矿热液开始向围岩的裂隙进行释放、运移、贯入、冷却、沉淀、富集而成矿。