粤北地区钼多金属矿床时空分布规律及成矿机制分析

2019-01-19钟春艳董卫钢赵光耀李文超常丽芳

中国钼业 2019年2期

钟春艳，董卫钢，赵光耀，陈鑫，李文超，常丽芳

(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 450000)

0 引言

广东省钼矿资源比较丰富，探明资源量/储量居全国第7位，分布相对比较集中，69.4%的钼矿集中在粤西的高要—阳春地区，26%分布在粤北的佛冈—曲江地区，其余部分零星分布在粤东及珠三角地区[1]。然而，前人研究大多聚焦于广东省范围内钼矿资源的宏观特征或典型钼矿床个体特征的研究，所获得的研究成果避免不了存在尺度过大或过小的问题，对区域性矿产资源勘查缺乏足够的指导意义。为了解决这个问题，笔者在对区域成矿地质背景及钼多金属矿床勘查资料充分收集和整理的基础上，系统总结了粤北地区区域地质条件、矿床时空分布规律和典型矿床地质特征，对区内矿床成因类型进行了划分，探讨了区域成矿机制及找矿前景，旨在为粤北地区区域地质调查及矿产勘查工作提供参考。

1 区域地质背景

粤北地区是指广东省北部韶关和清远所辖的18个县(市、区)范围。其大地构造位置处于中生代欧亚板块与西太平洋板块消减带大陆一侧的华南陆块中部，横跨NE向扬子与华夏板块[2]，位于郴州—怀集断裂东侧，恩平—新丰断裂西侧，佛岗—丰良断裂北侧。

粤北地区以广泛出露泥盆系和石炭系地层为特征[3]。震旦系乐昌群岩性主要为浅变质砂岩、硅质板岩夹页岩。寒武系八村群岩性主要为类复理石建造的浅变质长石石英砂岩和变质石英粉砂岩。上泥盆统天子岭组岩性主要为厚层状细晶灰岩和条带状微晶泥晶灰岩，局部夹有硅质条带，为碳酸盐岩-碎屑岩建造；中泥盆统东岗岭组为碳酸盐岩夹碎屑岩建造，主要岩性为灰岩、白云岩和白云质灰岩；下泥盆统桂头群主要为含砾砂岩、砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩的碎屑岩建造。下石炭统孟公坳组粉砂岩和页岩、石磴子组灰岩、测水组粉砂质页岩、粉砂岩、石英砂岩和梓门桥组含燧石条带灰岩及上统壶天群肉红色白云岩、灰色泥晶灰岩组成。二叠系由下至上分别为海相灰岩和硅质岩、海陆交互相含煤碎屑岩、浅海相灰岩和碎屑岩。三叠系由下至上分别为陆相碎屑岩建造、含煤碎屑岩建造。侏罗系由下至上分别为含煤砂页岩、火山碎屑岩、中酸性火山岩。白垩系岩性主要为红色碎屑岩夹火山岩。第三系主要为砾岩、含砾砂岩和粉砂岩。

粤北地区深大断裂构造发育，主要有NE向的郴州—怀集断裂、吴川—四会断裂、恩平—新丰断裂，SW向的贵东断裂、佛岗—丰良断裂。这些深大断裂构造带纵横交错，相互交织，对地球化学元素的迁移以及成岩成矿的演化起着明显的制约作用，共同控制了粤北乃至广东省钼多金属矿床的分布[3]。吴川—四会深大断裂带在粤北地区的表现形式多样，主要由官坪断裂、百顺断裂、胡坑断裂、九曲岭断裂以及乌石—黄思脑断裂所组成。区域上规模较大的褶皱主要呈NNE向瓷城复向斜、北江复向斜和雪山嶂复背斜，规模较小的次级褶皱主要有杨屋、冬瓜铺、自出山背斜和石春山向斜等。

粤北地区自早古生代以来，先后遭受了加里东期、印支期及燕山期强烈构造岩浆运动的影响，造就了不同时代大面积岩浆岩(主要是花岗岩类)侵入[3]。岩浆岩体基本沿着NE向和SW向断裂构造带分布，自南向北由老变新形成了九峰山—诸广山岩浆岩带、大东山-贵东岩浆岩带和佛冈岩浆岩带及一些规模较小零星分布的花岗岩体。代表性岩体有加里东期扶溪和诸广山花岗岩岩体，海西印支期狐狸坳、漂塘坳、灵溪、广宁—横山、高村—云楼岗、马山花岗岩岩体，燕山期大东山、贵东、徐屋、热水、大宝山、佛冈和诸广山岩体西段花岗岩岩体。区域成矿带的展布受半隐伏或隐伏大岩带控制，矿集区(矿田)的分布受大岩基(体)控制，矿床的产出受位于大岩体上方的小岩体控制。多阶段侵入的复式岩体，以晚期形成的岩瘤、岩株最利于成矿[4]。

据不完全统计，粤北地区已发现几十处钼及钼多金属矿床(点)，主要有曲江大宝山钨钼矿、曲江区鸡麻头钼矿、佛冈铜溪铜钼矿、阳山罗荣山钼矿、翁源红岭钨钼矿、翁源狗子脑钼矿、翁源水洞山钨钼矿、翁源三叉水钼矿、新丰大蓆钼多金属矿、新丰西坑钨钼矿、新丰南山钨钼矿、新丰秀长江铜钼矿、始兴椒子斜钨钼矿、从化桂峰铜钼矿、乐昌龙胫钨钼矿、乐昌罗家湾钨钼矿、乳源一六多金属、始兴南山钨钼多金属矿床、仁化内洞钨钼多金属矿床。

2 矿床时空分布规律

2.1 空间分布特征

根据区域地质背景、钼多金属矿床分布范围和矿体赋存情况，粤北地区钼多金属矿床空间分布具有以下特点:

(1)区域性断裂控制矿床的分布。区域资料表明，广东省范围内高级别的断裂构造及其复合断裂构造控制着成矿岩体、矿集区、矿田的产出与展布，而次级断裂构造及其复合断裂构造控制着矿床分布，更次级断裂和成矿前裂隙带则控制矿床(体)赋存定位[2]。粤北地区深大断裂主要有NE向和SW向两组，这些断裂构造带既是构造(成矿)单元的分界线，也是重要的控岩控矿构造。表现为SW向贵东断裂、佛冈—丰良断裂控制着大宝山岩体、贵东岩体、佛冈岩体的分布，NE向的郴州—怀集断裂控制着坝头铅锌矿床、罗荣山钼矿床的产出，NE向的恩平—新丰断裂控制着狗子脑钼矿床、西坑钨钼矿床、秀长江铜钼矿床、三叉水钼矿床的产出，SW向的贵东断裂控制着大宝山钨钼矿床、鸡麻头钼矿床、水洞山钨钼矿床、椒子斜钨钼矿床的产出，SW向的佛岗—丰良断裂控制着南山钨钼矿床、秀长江铜钼矿床、铜溪铜钼矿床、桂峰铜钼矿床的产出，形成了大宝山、铜溪、瑶梅师、九峰—西坑、连平—翁源等多个重要的矿集区。交织的网格状断裂系统使矿产分布呈现东西成带、北东成列的特点。

(2)燕山期构造岩浆活动与已发现的钼多金属矿床有明显的成因关系。粤北地区钼矿点主要分布于NE向构造岩浆带的新兴—塘口岩带及SW向构造岩浆带的罗浮圩—新丰江—佛冈—连阳岩带，与钼多金属成矿有关的岩体多为燕山期岩体，尤其是燕山早期岩体[2]。燕山期岩体为酸性-中性的复式杂岩体，由多期多类岩石构成，岩性主要为花岗岩类，少量花岗闪长岩类。钼多金属矿体主要产于燕山期花岗岩体接触带附近，不同的围岩形成了不同矿床类型。在岩体内外带及接触带破碎带内形成了斑岩型、矽卡岩型钼矿和热液脉型，自成矿中心向外具有明显的分带分区性[4]。如大宝山钨钼矿床存于燕山一期花岗闪长斑岩与燕山二期次英安斑岩接触带上，船肚矽卡岩型钼钨矿体主要分布在船肚花岗闪长斑岩体南缘石榴石矽卡岩带中。

(3)不同时代的地层为钼多金属成矿作用提供了有利的物理化学环境。区内地层多为碳酸盐岩-碎屑岩建造，碳酸盐岩-碎屑岩建造为含矿岩浆热液的运移提供了通道，从而在适当的空间位置形成了不同成因类型的钼多金属矿体[4]。如阳山罗荣山钼矿床的形成与早石炭世测水组关系密切，新丰西坑钨钼矿的形成与晚石炭世壶天组相关，曲江鸡麻头部分铜多金属矿床的形成与寒武纪八村群相关。据统计，最有利于形成矽卡岩型钼矿的层位是中生代泥盆纪-石炭纪碳酸盐岩[4]，如佛冈铜溪铜钼矿床产于上泥盆统天子岭组与花岗闪长岩接触带的矽卡岩中。

(4)主成矿元素异常分布与成矿构造和岩浆岩体关系密切。由于矿床主要沿郴州—怀集、恩平—新丰、贵东、佛岗—丰良断裂带分布，这些断裂带可能是NW→SE应力释放带，是含矿流体运移的主要通道，控制着成矿元素的分布。钼多金属在中生代地层及燕山期花岗岩中的平均含量普遍高于地壳中同类元素的丰度值，综合岩石异常为钨、锡、铋、钼、铅、锌、铜等中高温元素异常，钼多金属元素地球化学异常规模大、强度高、浓集中心明显，异常梯度较大，不同元素异常间套合较好，钼多金属矿点多分布于岩石地球化学组合异常内，显示出该区成矿条件良好，具有较大的找矿价值。

2.2 时间演化特征

区域研究表明，广东省主要成矿作用与构造岩浆活动有关，花岗岩成岩成矿时代为150～165 Ma，与Mo矿有关的岩体同位素年龄80～250 Ma，多集中在120～160 Ma范围[4]。粤北地区在加里东期已有以W、Mo为主的多金属矿化显示，为后期成矿提供了一定物质来源，但无明显矿床形成。燕山早期为WMo矿床主要成矿时期，燕山早期第一阶段以W、Sn矿化为主，兼有W-Mo、W-Bi、W铅锌矿化，第二阶段以W-Be矿化为主，兼有W、Sn-Mo、Pb-Zn矿化，第三阶段以Pb-Zn矿化为主，兼有W-Cu矿化，燕山晚期有一定程度的Sn-W-Mo矿化[4]。船肚钨钼成矿作用与花岗闪长斑岩关系密切，Re-Os模式年龄为(164.38±0.95)Ma，等时线年龄为(165.8±9.2)Ma[6]，表明中侏罗世(燕山早期)是主要成矿期。红岭钨钼矿的成矿年龄(159.1±1.5)Ma，表明粤北地区W、Sn-Mo成矿作用(与花岗岩有关)与成岩作用之间形成时间差并不明显[7]。

3 典型矿床地质特征

迄今为止，粤北地区已发现数量众多的钼多金属矿，但因勘查角度及研究深度的不同，矿床的成因众说纷纭，主要有高中温热液充填交代型、破碎带型、碎屑岩型、多期岩浆期后热液型、云英岩型、海相火山热液喷气沉积型、碳酸盐岩型、岩浆热液型、火山岩型、陆相火山-次火山热液型、斑岩型、花岗岩型、沉积-改造型、喷流沉积型、石英脉型、后期改造型、矽卡岩型、破碎带-石英脉复合型、岩体型等，给矿床对比研究带来了诸多不便。为了有利于指导找矿，矿床类型划分不易过于复杂，根据粤北地区已发现的钼多金属矿床(点)的区域地质背景、成矿作用及矿床特征，将该区钼多金属矿床(点)初步划分为斑岩型、热液脉型、矽卡岩型3种成因类型。各类钼多金属矿床的形成均与构造岩浆活动有关，其中斑岩型钼矿是主要的矿床类型，其次为热液(充填)型和矽卡岩型钼矿。实际上，这3种类型的矿床之间，几乎没有哪个矿床是单独存在的，多是相互关联的。典型钼多金属矿床地质特征详见表1。

3.1 斑岩型钼多金属矿

斑岩型矿床是指在时空与成因上均与浅成或超浅成中酸性斑岩体有关的细脉浸染型矿床。该类矿床最显著的特点是规模较大，常成群、成带分布，其成因都与深大断裂和钙碱性岩浆作用密切相关。粤北地区钼金属矿床多产于郴州—怀集、吴川—四会、恩平—新丰、贵东、佛岗—丰良断裂带及其次级断裂带的交汇部位，成矿与燕山期火山-次火山活动和断裂构造运动关系较为密切。成矿斑岩体多为燕山期浅成侵入岩，呈岩脉、岩筒、岩墙产出，呈小岩株产于深大断裂的次一级断裂中。岩性主要为花岗斑岩、花岗闪长斑岩、次英安斑岩、石英斑岩、二长斑岩、闪长玢岩等。岩体中含量较高的元素有Mo、W、Sn，是斑岩型矿床形成的物质基础。矿体一般产于斑岩体及围岩蚀变带中，围绕斑岩体作半环状分布。自斑岩体向围岩具有明显的蚀变分带，多为钾长石化→硅化(石英)→绢云母化(似千枚岩化带、绢英岩化带)→黄铁矿化→绿泥石化→矽卡岩化(青磐岩化带)，与钼矿化关系密切主要为钾长石化、硅化和绢云母化。在斑岩蚀变带中形成一定规模的斑岩矿床，钼矿体可产于内外接触带，接触带可能出现矽卡岩型矿床，部分斑岩体顶部出现有热液脉型矿床[4]，一般可达中型-大型。代表性矿床有曲江大宝山钨钼矿床、翁源红岭钨钼矿床、秀长江铜钼矿床。

3.2 热液脉型钼多金属矿

热液脉型矿床，是指主要受断裂构造控制的热液矿床，矿床多以充填或交代方式成矿。最显著的特点是矿体多产于侵入岩体接触带裂隙构造中，呈不规则的脉状、串珠状等。这类矿床与中酸性侵入体关系密切，含矿热液主要为岩浆热液，成矿围岩选择性差，在粤北地区多为燕山期花岗岩和古-中生代的浅变质碎屑岩、砂页岩、火山岩以及震旦系变质砂页岩等，一般外接触带矿脉的矿化较好。最重要的蚀变种类是云英岩化、硅化、钾长石化、高岭土化、绿泥石化、叶腊石化。代表性矿床有乐昌龙胫钨钼矿、鸡麻头铜多金属矿床。

3.3 矽卡岩型钼多金属矿

矽卡岩型钼多金属矿，是指工业矿体赋存于岩体与碳酸盐岩地层接触的矽卡岩化带中的矿床。粤北地区与矽卡岩型矿床成矿有关的岩体以晚侏罗世-早白垩世的酸性-中酸性岩浆岩为主，岩性主要为黑云母花岗岩、花岗闪长岩等[4]，燕山期花岗岩类侵入泥盆系-石炭系、寒武系不纯灰岩夹砂页岩引起接触交代，形成以辉钼矿为主的钼矿床。代表性矿床有佛冈县铜溪铜钼矿、阳山罗荣山钼矿、船肚钼钨矿。

4 成矿机制及找矿方向

4.1 成矿机制

研究表明，粤北地区已发现的钼矿床主要受构造岩浆活动的控制，大断裂控制岩浆活动、岩浆活动控制矿床的形成[7]。在地壳深部存在多个岩浆房。岩浆房在燕山期构造地质作用下分异产生的高温流体，沿着深大断裂及其次级断裂不断向上迁移，侵位于中生代地层形成一系列的岩浆岩体，岩浆侵位过程中对古生代、中生代地层进行强烈交代，使成矿元素活化迁移。以岩浆岩体为成矿热液中心，在岩体顶部及围岩中发生强烈硅化、云英岩化等，同时伴随有大规模的W、Bi、Mo、Cu矿化。在浅成侵入岩体中形成与大规模网脉状绢英岩化相伴的斑岩型钼矿床，在外接触带矽卡岩化形成矽卡岩型钼矿，在外接触带碎屑岩中形成中高温热液脉状钼矿床，在外围的碳酸盐岩中形成中高温热液型铜PbZn钼矿化，这些矿床叠加于早期形成的铜PbZn硫矿体之上形成复合型金属矿床，远外围形成低温菱铁矿化[8]，岩体中不同期次石英脉的特征反映了热液体系的演化历史[9]。

4.2 找矿方向

研究成矿机制是为寻找矿床作准备。粤北地区纵横交错的NE向的恩平—新丰、吴川—四会断裂带和SW向的佛冈—丰良、贵东断裂及其次级断裂和燕山期的岩浆岩带，为钼多金属成矿提供了有利条件。广泛发育中上泥盆统东岗岭组、天子岭组陆源碎屑岩至浅海相碳酸盐岩建造，是钼矿的有利含矿层位[1]。根据成矿机制分析，区内浅成侵入岩岩体发育，总体上沿着NE向断裂构造带分布，钼多金属矿的主要成矿岩体为燕山期花岗(闪长)斑岩和黑云母二长花岗岩。因此，矽卡岩体、花岗闪长岩体和SW向构造破碎带是进一步寻找深及部外围隐伏钨钼铜硫多金属矿体的标志。

1∶5万地球物理及地球化学资料显示[10]，粤北地区在物探上显示为剩余重力负异常地区，具有众多Mo多金属地球化学异常，其中几十处甲类综合异常、百余处乙类综合异常，异常浓集中心明显，表明粤北地区侵入岩体与成矿关系密切，并具有较大的找矿潜力，应在已发现大中型矿床周边地段部署以斑岩和东岗岭组为标志的铜、金、钨、钼、锡矿床的探索工作。其中清远大镇地区和韶关大宝山地区物化探信息显著，成矿背景较好，具有寻找热液脉型钼多金属矿的前提，应优先安排勘查工作。