斑岩型钼矿床的围岩蚀变

刘俊伟，刘 冰，王 璇，李 琼，王 瑾，傅治国

(1.河南省地质矿产勘查开发局第四地质矿产调查院，河南 郑州 451464) (2.河南省地质矿产勘查开发局第二地质勘查院，河南 郑州 450000)

0 引 言

我国斑岩型钼矿床的围岩蚀变对于寻找盲矿和评价含钼岩体具有重要意义[1]，如国内陕西华县金堆城、河南栾川上房沟、汝阳东沟、新疆哈密东戈壁及内蒙古兴和曹四夭等几个超大型钼矿床，都是在深入研究围岩蚀变，并充分利用围岩蚀变分带特点而发现的。由于部分矿体的围岩蚀变强烈，所以往往原岩难以恢复。根据上述几个以及国内众多斑岩型钼矿床围岩蚀变规律我们知道，在矿化圈外边界地区，围岩蚀变强度最小，而在矿化强度最大地区，围岩蚀变强度也最大[2]。

1 围岩蚀变的分类及其形式

围岩蚀变在整个矿化区，无论在强度和种类上都是渐变过渡的，钼矿地质工作者常常很难将各蚀变带截然分开，实际上各蚀变带也经常有重叠现象。围岩蚀变的主要特征表现在两个方面：①在蚀变岩石或者是赋矿岩石中有无数密集的并且相互交切的细脉；②细脉之间的原岩发生强烈的交代作用，由此形成的蚀变带。以金堆城钼矿、东沟钼矿和东戈壁钼矿为例，根据其矿物成分及相对时代，可将细脉分为3类：a.辉钼矿-石英脉；b.辉钼矿-长英质脉；c.绢云母石英脉。

1.1 辉钼矿石英脉

绝大多数的辉钼矿石英脉宽度约1～3 mm，少数达5 mm。辉钼矿呈良好的细小鳞片状晶体，沿石英脉体的内壁富集。脉石矿物主要是石英，但有时可见数量不等的正长石、绢云母、黄铁矿及萤石的分散颗粒。正长石也沿脉壁分布，但绢云母则包围辉钼矿或与之密切连生。这些矿物的粒度在1 mm左右或者更小。各种脉体中辉钼矿的含量不等，而且沿走向和倾向的分布也不均匀。例如有的细脉中几乎全为乳白色石英，而辉钼矿则含量甚微。另外也有一些细脉几乎均为辉钼矿，称为纯辉钼矿细脉，而石英含量则微不足道。

辉钼矿石英脉的分布随岩体部位及蚀变强度而不同，但在蚀变区的外部辉钼矿石英脉的数量显著减少，而在蚀变区的中心部分则逐渐增长，据对陕西金堆城和河南东沟钼矿的采掘平巷综合统计，在100～170 m宽度的蚀变矿化带中，平均每35 cm含辉钼矿石英脉10～12条，几乎任何一块矿石标本找不到不含石英脉的。东沟平巷的矿化区在强硅化蚀变区域，会构成一个椭圆形隆起，穿过矿化带到硅化带石英细脉数量与宽度向中心都有明显增加，直至形成连续的硅化带，辉钼矿是逐步减少的。

在含辉钼矿石英细脉中，由于辉钼矿含量较多，所以在标本上用肉眼都可辨别，但用放大镜观察，这些含矿石英细脉的脉壁并不十分平直，而是与围岩中的石英及正长石呈不规则的渐变关系，说明在千千万万细小裂隙被广泛充填的过程中也伴随有强烈的交代作用。

据对河南栾川上房沟钼钨矿床坑道的观察，除了石英二长斑岩中石英辉钼矿细脉比较发育以外，在片岩和石英斑岩岩墙中也有这样的细脉，但与石英二长斑岩中有明显的不同：①在片岩中石英含量很少，基本上呈以细小的辉钼矿为主的细脉，这种细脉有明显的裂面，易于裂开，在裂面上有一层薄的辉钼矿薄膜[3]；②在石英斑岩中则以石英细脉为主，辉钼矿含量极少，几乎肉眼不能观察。

1.2 辉钼矿长英质脉

辉钼矿长英质脉实际上就是辉钼矿正长石石英脉，常切穿石英脉或者辉钼矿石英脉，而且其数量远较辉钼矿石英脉为少，石英沿脉壁产出，而正长石则往往在细脉中央，但有时正长石也可集中成块，有时稀疏分散。在片岩中，正长石石英细脉沿裂面敞开，在断裂面上常见有黄铁矿的薄膜或斑点。

也有的长英质脉中常见有黑钨矿、少量的黄铜矿、方铅矿、绢云母及萤石，含辉钼矿很少，也就是说长英质脉矿化程度非常低。偶尔可见正长石颗粒。在这类细脉中经常见到晶洞，在洞壁上成层地生长了石英、绢云母，有时还可见到少量的闪锌矿和锡石。长英质细脉的生成一般多晚于辉钼矿石英脉，有些地方常可明显看到它们之间的交切关系，但辉钼矿-长英质细脉数量上大大少于辉钼矿石英脉。这类细脉的展布方向也常表现出具有一致性，其出现的频率平均为35 cm约1～2条。

1.3 绢云母石英脉

这种脉体宽几毫米，常切过蚀变的二长斑岩，其中偶尔见到黄铁矿星散细粒。再就是绢云母细脉也较常见，它们往往在黄铁矿石英细脉之后。此外还有黄玉绢云母共生的细脉，其中也常见黄铁矿细粒浸染体，在细脉硅化蚀变带，也可见到较后期的绢云母细脉常沿节理充填。

2 蚀变带

2.1 交代蚀变岩石

在上述各种细脉之间，几乎全为交代岩石。根据蚀变强弱程度及其与钼钨矿化的关系，可将交代蚀变岩石分为3种类型。

2.1.1 矿化带外的边缘蚀变带

在矿化带外面40～170 m的区域，蚀变岩石具有强烈的黄铁矿浸染体，风化后形成褐铁矿污染的露头，原岩中的黑云母被淋滤并被白云母所交代，斜长石被粘土与绢云母交代，正长石变化不大。另外斜长石、正长石、白云母有相当多的次生石英交代现象。值得注意的是，石英和正长石的交代作用常与辉钼矿石英脉的发育程度成正比，黑云母被白云母交代明显。这个带中岩石在鉴定方面并不困难，因为残留原地的原生矿物多，而且原岩的结构构造保留也比较明显。

2.1.2 强矿化蚀变带

这一带由于矿化蚀变很强，因此给鉴定和划分带来了一定困难，在原岩为花岗斑岩的部分常见细粒结构，主要由透明度很高的正长石、石英与不定量的绢云母、萤石等脉石矿物组成。

次生钾长石交代作用特别明显。特别在偏光显微镜下可见次生钾长石沿晶体边缘和解理交代原生矿物，有时也可见交叉细脉。在正长石以及云母等矿物的解理裂隙中常见交代形成的绢云母，在近强硅化带的部分次生石英的交代作用比次生长石的交代作用更为普遍和显著。

2.1.3 强硅化蚀变带

基本上近于次生石英岩，外观为细粒致密块状，位于蚀变带的中央部分，过去曾被误认为石英岩、白岗岩、细晶岩及伟晶岩。经详细鉴定这些实际上是一种石英化交代蚀变岩，这一强硅化蚀变带位于花岗斑岩岩株的穹窿状顶部。据对三道庄某平巷的统计，面积为450～630 m2的椭圆形蚀变岩下面，花岗斑岩岩株的面积则为265 m2,完全为细粒次生石英岩所包围。这套强蚀变带结构均匀，由直径1 mm或稍小的等粒状石英颗粒组成，外观颜色呈浅灰至白色。

经化学分析和岩矿鉴定大量的岩心研究，这种蚀变岩石的主要组分为石英，含量约98%(体积分数)，常有少量正长石和星散状辉钼矿、钨锰矿、萤石、绢云母以及黄玉，辉钼矿含量约0.3%，局部可见黄铁矿石英细脉及绢云母黄玉细脉，其中常含粘土矿物。

经大量的观察资料归纳、分析研究，我们认为斑岩型钼矿床与相伴的热液蚀变证明该地深处隐伏有成矿母岩-花岗斑岩岩株。通过半个多世纪的钼矿地质勘查实践充分证明了这一推断的正确性。而花岗斑岩岩株与热液蚀变的关系完全取决于构造控制[4]。

由于密集交叉的节理和有关的断裂，使岩石的孔隙度变大，从而成为钼矿化热液的通道。古生代、中生代长期复杂的地质历史，加之秦岭、天山、阴山等大规模的造山运动，给矿床围岩的断裂和节理的形成提供了充分的时间和机会。花岗斑岩的侵入过程及其相继的结晶作用与冷却收缩，使岩株边缘或接近边缘的部位产生了更多的裂隙。我们再进行广义的推断，正是由于花岗斑岩岩株逐步上侵带来的巨大上拱力，使得岩株上部附近的围岩整体产生数以百万计和错综复杂的裂隙系统，所以它们都可作为含矿热液流动和充填通道。主岩被含矿热液交代充填一方面产生各种细脉，另一方面则使细脉间的围岩产生不同程度的蚀变。

根据蚀变强度及其水平与垂直的分布变化，一般在500 m中段以浅，斜长石和黑云母很少。但在此中段下部，随着深度的增加斜长石和黑云母则较常见。由此可见，热液在上升过程中，围绕着岩株的穹窿状顶部扩散，形成了强烈的蚀变带。除了大规模的向上运移外，同时旁侧扩散也相当强，次生石英岩就是代表热液所引起的最大变化。

由于石英交代强烈实际上充满了所有的节理和裂隙，使溶液及石英交代作用向辉钼矿最富集的比邻地带发展。这样石英的交代作用就从次生石英岩向含有无数辉钼矿石英细脉带逐渐加强。特别在矿化蚀变带附近、辉钼矿条带和条纹附近，不同的明显程度说明在次生石英岩中，辉钼矿石英脉部分被后来的石英热液所交代，但是没有任何迹象说明在次生石英岩最发育处有宽大的断裂带存在，而次生石英岩的发育只能说明是垂向热液向上活动的结果。

在蚀变顺序上，有专家认为，假定在热液运动开始之后，岩石蚀变的强度，包括温度在内，曾达到高峰，然后下降。由此可见，成矿作用和岩石蚀变主要是连续的，其间未发生长时间的间断[5]。这个结论可从下列几个方面得到证明：①矿床热液蚀变包括矿物分布的一致性；②钼钨硫氟等元素的存在；③作为矿床的特征许多矿物在时代上是超多的；④辉钼矿-石英脉属于充填交代成因。

由上可以推知,花岗斑岩岩株上部最早一期的热液作用是含SiO2较高的次生石英及辉钼矿石英脉，在辉钼矿石英脉内有时有较多的长石，可以作为早期的蚀变相，次生石英岩中似乎有石英脉的残余，说明矿化过程就是硅化的过程。但是从次生石英岩带—矿化蚀变带—矿化带外侧的弱矿化带说明矿床的围岩蚀变是一个统一整体。相应地无论从浓度、从温度上来说都有从中心向外侧逆级下降的趋势。石英黄铁矿细脉以及后来的绢云母与石英细脉可代表蚀变作用的结束相。在晚期蚀变作用带中，粘土矿物较为常见，它们也是辉钼矿石英细脉间岩石带中的蚀变产物。

3 矿物组合蚀变类型

斑岩型钼矿床的矿物组合蚀变类型可概括如下：①次生石英岩，强烈硅化蚀变带代表100%的硅化作用；②石英辉钼矿交代细脉，含大量次生钾长石、石英和广泛分布的黄铁矿、萤石、绢云母以及脉间蚀变带内的粘土矿物；③裂隙充填的石英、黄铁矿、黄玉细脉，含少量黄铜矿、方铅矿及闪锌矿、独居石、黑钨矿和萤石；④绢云母与粘土矿物，主要是高岭石存在于蚀变不明显的晚期细脉中。关于最常见的一些蚀变作用及矿物和矿化特征和补充说明如下。

3.1 钾交代作用

3.1.1 钾长石化

交代钾长石一般与原生钾长石不同，在镜下主要沿晶体边缘或解理交代原生矿物，也有形成交叉的单独细脉。薄片中透明如水一样干净，呈它形不规则粒状。在矿石带中其含量多于石英。在细脉间的热液蚀变的分布最为广泛。另外，辉钼矿石英脉内也有钾长石出现。在整个矿石带中，无论是花岗岩、片岩、斑状岩墙或石英二长斑岩内，交代钾长石都比较发育，而原生正长石则晶粒较粗，最大为15～20 mm，常见双晶，表面为云雾状，且常见尘埃状包裹物[6]。所以交代钾长石与原生钾长石二者之间无论从产状分布和矿物本身来看都有显著不同。

3.1.2 黑云母化

主要发育于钾交代作用的早期阶段，当围岩中含有相当数量的FeO、MgO时或者在FeO、MgO活度高的情况下形成的。特别是含暗色矿物较多，黑云母、角闪石较富的岩石经交代后首先形成黑云母化。不过它并不稳定，在矿石带中新鲜的黑云母并不常见，一般黑云母已受热液再次交代成为白云母，而白云母又进一步被绢云母、伊利石所交代。但在薄片中，可见黑云母残余带着绢云母和连续的细粒白云母。此外有绢云母带着分散的黑云母残余。

3.1.3 绢云母化

绢云母化主要形成于原生正长石以及其他矿物的裂隙中，在矿化的热液蚀变区几乎到处都有[8]，但就其产状来看可分为以下几种：①交代正长石、斜长石和白云母；②产于辉钼矿-石英细脉中；③产于含黄玉或萤石的黄铁矿-石英-萤石细脉中；④产于含黄玉或不含黄玉的单纯细脉中；⑤产于节理面上呈薄膜状。在①、④、⑤的3种情况下，绢云母带与高岭石共生，另外有一些是由黑云母-白云母-绢云母交代而成。

3.2 硅质交代作用

主要形成含SiO2很高的似石英岩的巨大细粒石英集合体，在矿石带与细粒似石英岩过滤带的石英交代作用比正长石的交代作用普遍而显著。它主要的特点是结构均匀粒度较小的等粒状。根据化学分析、薄片鉴定以及岩心研究，其中石英成分含量约占98%，此外为极少量的正长石、星散状辉钼矿、钙锰矿、萤石、绢云母及黄玉，但后者都以细脉方式存在，它与深部的石英二长斑岩呈过渡。此带中总的化学成分的特点是SiO2增加，而Al2O3及K2O减少，Na2O及CaO 等也被大量淋滤转移。据对斑岩型钼矿床的钾质交代作用的特征与钼矿床的成因联系后可知，钾交代在钼矿形成过程中是一种很特征的普遍现象，并随围岩与矿化阶段的变化而不同。

3.2.1 特征蚀变

几乎在内生钼矿床中钾质交代作用都是普遍发育的，其中以钾长石化、黑云母化白云母-绢云母化、云英岩化-绢云母化、黄铁绢英岩化等最为特征[7]。

3.2.2 K2O 、Na2O变化

一系列交代岩石的矿物成分和化学成分变化的资料表明，在围岩蚀变过程中K2O常有明显增加，而Na2O大量被带走，这种情况在K2O /Na2O(质量比)的表现更为明显突出，这表明形成辉钼矿的溶液有富钾贫钠的明显趋向，充分说明斑岩型钼矿床是在板块对接带的活动性大陆环境中形成的。

3.2.3 矿物组成的转移

由于交代岩石主要是钾长石、浅色云母、石英和粘土等矿物组成，这就表明，在交代过程中，SiO2、Al2O3、K2O是惰性组分或有效成分，因此蚀变岩石的矿物共生组合形式有钾长石单矿物岩、云母单矿物岩及石英单矿物岩。钾长石、石英、石英云母、钾长石云母、钾长石石英云母、石英云母粘土矿物等。由于斜长石、暗色矿物等是随着交代作用的加强而大量消失(即为钾长石或云母等矿物所交代)，这就清楚地说明MgO、CaO、FeO以及TiO2、P2O5等在交代过程中转变为活性组分而常被大量带走。

斑岩型钼矿床中的黑云母化是在钾质交代的早期阶段形成的，当围岩中还有相当数量的FeO、MgO存在时，或在FeO、MgO活度高的条件下形成的。随着交代作用的进一步发展和FeO、MgO活度的降低，它便为钾长石或浅色黑云母所交代。

3.2.4 成矿阶段

整个成矿过程一般可以划分为以下几个阶段;钾长石化或黑云母化阶段→白云母化或绢云母化阶段→云英岩化、绢英岩化或黄铁绢英岩化阶段→硅化及粘土化阶段→碳酸盐化及粘土化阶段。辉钼矿的集中是从钾长石化后期开始，但主要发生在浅色云母化(包括云英岩化、绢英岩化、黄铁绢英岩化阶段中)到强烈硅化阶段，辉钼矿几乎完全从成矿热液中沉淀出来[9]，这表明辉钼矿的沉淀是在K2O的活动、pH值或K+/H+活度比降低过程中产生出来的。

3.2.5 蚀变分带

成矿过程或交代过程在时间上的演化规律决定了蚀变岩石和成矿物质在空间上有规律的分布。因此在大部分斑岩型钼矿床中，蚀变岩石常体现出水平和垂直方向分带。强烈的硅化岩石常构成蚀变岩石的最内带，再向上或向外，从浅色云母-石英化岩逐渐向钾长石化岩过渡。而辉钼矿的分布，主要在硅化带与钾化带之间，云母、云母石英化和钾长石化带以及逐步过渡为最外围的绢云母带一般无辉钼矿的集中，即辉钼矿集中于钾长石化的下端，特别是云母石英化带中，只有少数情况下，才有逆向分带及晚期叠加与早期矿化之上的不吻合现象。

3.2.6 成矿岩体的富钾

上述蚀变和矿化与岩浆的成分和性质密切相关，例如花岗斑岩、花岗岩、斜长花岗岩、花岗闪长岩、石英二长岩、二长岩等都是富含钾质的，因此它们必然对钼的集中转移，特别是钾质在钼的集中和转移方面起着十分重要的作用。

4 结 语

研究斑岩型钼矿床的围岩蚀变不仅是为了揭示钼矿床的形成与蚀变的关系，在地质找矿方面也形成一种切实可行的找矿标志。历年来找矿实践表明，斑岩型钼矿床围岩蚀变带的分界常常不是截然清楚的界线，各带之间往往有重叠，有些带可能有缺失。但总的规律是主要的工业钼矿体总是产于强矿化蚀变带内，但强矿化蚀变带常常与强硅化带发生重合和重叠，这充分说明，硅化是钼矿床形成的最主要矿化蚀变类型，而钾化则常常是次要的矿化蚀变类型。野外钻探岩心的观察表明，钾长石石英脉常常不含矿，即使含矿，其中的辉钼矿也含量甚微。因此，斑岩型钼矿床的找矿首选强酸性花岗斑岩岩株外接触带的强硅化带，在地质测量过程中可能将花岗斑岩岩株附近的硅化带进行圈定，然后利用地质勘查工程对该硅化带进行充分的地质揭露。