河南省栾川县黑家庄北区钼矿成矿地质特征及找矿方向分析

李 新，李 砾

(1.河南省有色金属矿产探测工程技术研究中心,河南 郑州 450016) (2.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

黑家庄北区位于栾川断裂以北，马超营断裂以南，大地构造位置属华北地台南缘，洛南至栾川台缘褶带，三级构造单元属陶湾坳褶束[1]。区内岩浆岩、断裂及褶皱普遍发育，钼成矿地质条件良好。区域上铁、钼、钨、铅、锌等矿产星罗棋布。本文通过对黑家庄北区钼矿的成矿地质特征、矿床成因、控矿因素、找矿标志等分析，更新并扩大找矿思路，对本区地质找矿工作具有重要的指导意义。

1 区域成矿地质背景

1.1 地 层

该区地层区属华北地层区豫西分区栾薄小区。区域上出露地层主要有上元古界青白口系栾川群及震旦系下统陶湾群，沿沟谷分布有新生界第四系全新统。受断层影响，地层接触关系多为断层接触。

1.2 构 造

本区位于秦岭纬向带南亚带与新华夏太行一级隆起带的交接部位，并受淮阳山字型干扰影响的弧形转折部位，处于特殊的构造位置使本区经历了多期次复杂的构造变动，形成了复杂的构造格局以及宏伟壮观的地形特点[5]。

1.2.1 褶 皱

区域内受多次构造活动的影响，褶皱构造较为发育，向斜、背斜交替分布，局部叠加，新老地层亦交替分布。

1.2.2 断裂构造

区域内主要发育有近北东向断裂与北西向断裂。

(1)近北东向断裂：该组断裂密集成束，呈近东西向展布于东北部，宽在1～30 m之间，多为逆断层，向南倾，为早期压扭、后期张扭性断裂，带内多为碎裂岩充填。个别地段为正长斑岩充填。

(2)近北西向断裂：该类断裂在区域内广泛分布，多呈舒缓波状，宽5～50 m不等，多具早期压扭、后期张扭特性。该类断裂在区内矿化不甚明显，而向东至冷水一带矿化强烈，各形成铅、锌、钨钼矿体。是一组重要的含矿、控矿构造。

区内断裂是在区域性南北，北东—南西向力偶的作用下形成的，这些断裂与前期形成的褶皱、断裂复合为岩浆岩及含矿热液的活动提供了运移富集条件。是成矿的主要地质背景之一。因该组断裂规模较大，多将地层错动，成为地层分界线。

1.3 岩浆岩

长期及多阶段的地壳运动，使本区岩浆活动频繁，延续时间长，具有多期性、多旋回的特征。

(1)前加里东期变辉长岩:呈北西、南东向似条带状侵入于青白口系栾川群地层中，岩性为辉绿玢岩。

(2)燕山晚期侵入的花岗岩体：该岩体在区域南部分布，岩性主要为中粗粒黑云母花岗岩，灰白色、浅肉红色，似斑状结构，基质具中～粗粒花岗结构，块状构造。主要矿物为微纹长石(40%～50%)，斜长石(15%～20%)、石英。次要矿物为黑云母(5%±)。

该区多次的岩浆活动亦为矿物质活化、运移、富集等起到了积极作用。在岩体与围岩的内外接触带及其附近，形成矿体富集带。

2 成矿地质特征

2.1 矿区地质特征

2.1.1 地 层

矿区内主要出露地层有上元古界青白口系栾川群三川组、南泥湖组、煤窑沟组及新生界第四系，由老至新分述如下(图1)。

图1 黑家庄矿区地质构造略图

(1)白术沟组(Qnb)：呈条带状展布于榆树沟门一带，为一套含炭质的细碎屑-粘土质沉积岩。下部以炭质千枚岩、绢云石英片岩与长石石英岩互层，中部为厚层状细粒钾长石英岩、钾长变粒岩，上部为黑色板状炭质千枚岩，夹薄层石英岩和不纯大理岩。

(2)三川组上段(Qns2)：分布于矿区中部及东北部地区。岩性为绢云母钙质片岩、条带状大理岩、石英大理岩、绢云大理岩。厚301.76 m。M1钼矿带赋存于该组地层与岩体的接触部位的条带状大理岩中，该组地层是矿体的赋存层位，也是矿体的主要围岩。

(3)南泥湖组(Qnn)：分布于矿区西北部，由西向东呈北西—南东向展布，与下仅煤窑沟组呈断层接触。

①南泥湖组下段(Qnn1)：岩性为细粒石英岩，该岩性段厚103.6 m。

②南泥湖组中段(Qnn2)：岩性为二云片岩夹薄层石英岩、薄层石英岩、炭质绢云片岩。厚203.5 m。

③南泥湖组上段(Qnn3)：岩性为绿泥绢云片岩、条带状大理岩、方解黑云片岩。厚178.5 m。

(4)第四系(Q)：主要分布于河谷地带，主要为现代河床及河漫砂卵石，冲积黄土，洪积红色粘土，为腐植层及残积、坡积砂砾石。

2.1.2 构 造

本区位于栾川坳褶断束西部、石家沟—火神庙背斜北翼，除矿区北部发育F5断裂外，在三川组中、下段发育北西西—近东西向断裂构造[2]。

2.1.2.1 褶皱构造

矿区为石家沟—火神庙背斜的北翼，矿区出露的三川组、南泥湖组、煤窑沟组地层，依次向北或北西向倾斜，构成单斜地层。

2.1.2.2 断裂构造

①P1：展布于矿区西南部，呈北西西向分布。断裂构造破碎带长约520 m左右。带内充填碎裂岩，在构造带两壁附近有片理化现象。充填物具硅化和强弱不同的锌、铅矿化，斑铜矿化、黄铁矿化等金属矿化。该构造为断在三川组中段条带状大理岩中的层间含矿断裂，其力学性质为张扭性断裂，控制了P1-I铅锌多金属矿体。

②P2：展布于矿区东南部，位于三川组下段条带状大理岩中，火神庙燕山期斑状角闪(辉石)石英二长岩小岩体的西南，呈近东西向分布。断裂构造破碎约540 m，宽0.2～1.88 m。带内主要由碎裂岩组成，脉壁附近有片理化现象。充填的碎裂岩中除具硅化、铅、锌、黄铁矿矿化外，尚可见到微弱的辉钼矿化。该断裂为张扭性断裂，控制了P2-I、P2-II铅锌等多属矿体。

③F1：展布于矿区东部，呈北东断在三川组地层中，地表没有出露。在坑道中均有出露，长度大于200 m，宽0.8～2.5 m，走向呈45°，倾向北东，倾角60°～70°。带内充填角砾岩、碎裂岩，挤压片理发育，普遍具辉钼矿化，局部富集形成矿体，在个别地段形成富矿，品位可达5%以上。该断裂控制了M2钼矿化带，因资金原因，本次生产勘探未对该矿化带开展工作。

④F2：展布于矿区东南部，呈北东向断在三川组地层和石英二长岩体内中。断裂构造破碎带长度大于500 m。宽1.2～2.5 m，走向35°～50°，平均40°，倾向南西，倾角55°～75°，平均65°。在走向方向上略呈蛇形弯曲，具膨胀荚缩现象。带内充填碎裂岩、在构造带两壁附近有断层泥。带内基本无明显矿化，主要为高岭土化，硅化等蚀变现象，该断裂为成矿期后断裂。对岩体和矿体有明显的错动，断距在110 m左右。在一定程度上对矿体有破坏作用。

⑤F3：为一隐伏断层，由深部钻孔，赋存在1 200 m标高以下，断层性质不明，产状300°∠25°，为一压扭性断裂，在走向方向上略呈蛇形弯曲，具膨胀荚缩现象。带内充填碎裂岩，断距不详，对矿体破坏作用不明显。

2.1.3 岩浆岩

矿区内出露有斑状角闪(辉石)石英二长岩小岩体和变辉长岩脉。

2.1.3.1 斑状角闪(辉石)石英二长岩

分布于矿区东南部，为火神庙岩体的西半部。该岩体平面形态呈眼球状，长轴近东西向，岩体产状南侧近于直立，岩性主要为斑状角闪石英二长岩，次为斑状含辉石石英二长岩、辉石闪长岩。为燕山期构造岩浆旋回的产物。该岩体为矿体的形成提供了热源，是矿体形成不可缺少的条件，也是矿体的主要围岩。

2.1.3.2 变辉长岩(γ2-2)

分布矿区中部，由矿区中部分别向北西西和北东东向呈脉状延伸出区外，在区内出露长约1 100 m，出露宽30～80 m，侵入于三川组、南泥湖组地层中。

2.1.4 变质作用

矿体围岩蚀变强烈，以线型带状蚀变为主，在构造断裂带或其围岩最为发育。在围岩蚀变过程中，常伴随各种金属矿化。区内围岩蚀变及矿化按其生成顺序，可分为3期：

(1)成矿期前：指含矿热液尚未进入构造带前，岩石遭受的区域变质作用所发生的蚀变现象。主要表现为绿泥石化、绢云母化，蚀变范围分布较广。该期蚀变对地层中锌、铅等成矿元素的迁移、活化有着积极的作用[4]。

(2)成矿期：分布范围及规律受构造断裂带控制，主要蚀变类型有绢云母化、硅化等，同时伴随有黄铁矿化、方铅矿化、辉钼矿化、闪锌矿化。矿石本身即为蚀变构造岩。

(3)成矿期后：主要表现为碳酸盐化，是矿化晚期发生的低温热液蚀变。方解石多呈细脉状、网脉状穿插于矿体与构造带顶底板围岩中，但其不破坏矿体。

2.2 矿区地球物理特征

本区激电中梯测量工作，圈出激电视幅频率(Fs)异常5处，为Ⅰ～Ⅴ，其中：Ⅰ为点异常，范围较小，无明显走向。Ⅱ为本区较大异常，往东南向及西向伸展，长轴方向为近东西向。Ⅴ异常北端呈开口状向西未封闭。Ⅲ、Ⅳ异常从形态趋势上看，为近东西走向异常上的2个高值端。本区激电异常形态各异，但均不同程度存在异常多为单测线上表现的情况，即“测线异常”特征明显。以上所圈出的Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ异常在第一阶段勘查工作中得到了很好的验证。

之后，在本区北部进行了补充了激电中梯测量，共圈出4个异常带，并认为本区是寻找钼、铅、锌的有利地段，特别是2号视极化率异常，规模大，强度高，推测认为找矿意义较大。根据区内地层构造特征，结合视电阻率特征，推测认为该异常西段(高阻高极化)寻找钼矿的可能性较大，东段(低阻高极化)寻找铅锌矿的可能性较大。

2.3 矿区地球化学特征

根据化探资料，区内有钼、铅、锌、钨、金、银、锑、铜、钒、锰等异常。有意义的异常主要有钼、钨、铅、锌、钒等。

钼异常位于矿区东部及西南角，东部异常位于已知矿体北部(下部)，若该异常为次生晕，则可能为M1矿化带所引起，若为原生晕，则有进一步投入工作的必要。钨异常呈北东—南西向展布，位于岩体西部，有一定的工业意义，应投入一定的工作进行验证，铅异常与P1矿体位置较为一致，对P1矿体进一步剖析以对该异常进行验证。锌异常位于矿区西部，若非邻区采、矿运矿污染所致，应有较好的指示作用。

3 矿体特征

矿区内钼矿共圈了4个矿体，分别为M1-1、M1-2、M1-3、M1-4，均为隐伏矿体，通过2015年勘查工作，提交了钼金属量1.88万t。

3.1 钼矿体地质特征

本区钼矿主要为M1钼矿带，被F2切割，但整体轮廓依然存在，细分为M1-1、M1-2、M1-3、M1-4钼矿体。矿体均赋存于火神庙岩体与三川组上段的外接触带的矽卡岩、蚀变大理岩、蚀变辉长岩内，属矽卡岩控矿。赋存于岩体西部和南部，总体呈带状，包围在岩体周围，总体向南倾斜，局部反倾，矿体向东部延出区外；矿体东部和北部围岩为石英二长岩，西部和南部围岩为大理岩或者辉长岩。呈条带形，近东西向展布，矿体内蚀变主要为硅化、矽卡岩化，主要有益组分为钼。近矿围岩有不同程度的矿化，矿体与围岩界限不明显。主要钼矿体特征如下：

3.1.1 M1-1矿体

该矿体位于岩体西部，在1 400 m、1 350 m、1 300 m、1 250 m和1 200 m中段均由穿脉巷道控制，深部由钻探控制。矿体主要矿石类型为蚀变辉长岩，部分中段可见少量蚀变大理岩型钼矿石。矿体长度约230 m，倾向延深约450 m，赋存标高1 000～1 450 m。矿体形态呈纺锤状，走向260°左右，倾向南，倾角60°～80°。矿体平均厚度48.97 m，厚度稳定；矿体钼平均品位0.092%，有用组分分布较均匀。

3.1.2 M1-4矿体

M1-4矿体位于火神庙岩体西南部，在1 400 m、1 350 m、1 300 m、1 250 m和1 200 m中段均由穿脉巷道控制，深部由钻探控制。矿体长度约400 m，倾向延深约330 m，赋存标高1 120～1 450 m。矿体形态呈纺锤状，走向280°左右，倾向南，倾角60°～90°。矿体平均厚度51.06 m，厚度为稳定型；矿体钼平均品位0.100%，有用组分均匀分布(图2)。

此外，M1-2、M1-3矿体均由ZK710单工程控矿。

3.2 矿石特征

3.2.1 矿石矿物成分

钼矿石的矿物成分比较复杂，分为蚀变辉长岩型和矽卡岩型。两者矿物种属和含量变化较大。不同类型的钼矿石矿物成分见表1。

图2 黑家庄矿区0勘探线资源储量估算剖面图

矿石类型金属矿物非金属矿物主要(1%～>5%)次要(<1%～2%)微量主要(>10%)次要(<10%)微量矽卡岩型黄铁矿辉钼矿、磁黄铁矿磁铁矿、钛铁矿、闪锌矿、黄铜矿、斑铜矿、赤铁矿、褐铁矿、钼钙矿、水钼铁华钙铝榴石、钙铁榴石、透辉石石英、硅灰石、萤石、方解石、斜长石、钾长石、符山石、水黑云母-绿泥石、沸石、阳起石、绿帘石黑云母、磷灰石、榍石、锆石、方柱石蚀变辉长岩磁铁矿辉钼矿白钨矿、黄铜矿、钛铁矿、磁铁矿、褐铁矿、方铅矿次闪石、斜长石黑云母、石英、方解石、榍石绿泥石、方柱石、金云母、钾长石、阳起石、绢云母、绿帘石

3.2.2 矿石结构

矿石结构主要有以下几种：鳞片状、架状、片状、放射状、束状结构，镶嵌结构，包体结构，交代环状结构。

3.2.3 矿石构造

区内矿石主要有以下3类构造：

(1)浸染状构造：辉钼矿及黄铁矿分别以鳞片状和微—细粒粒状，呈星散状分布于脉石矿物之间及其中。硅卡岩型钼矿石均具有浸染状构造。本区以浸染状为主。

(2)细脉状构造、脉状构造：①是以辉钼矿、黄铁矿分别构成细脉(条线)；②辉钼矿、黄铁矿和脉石矿物构成各种细脉状和脉状构造。

(3)细脉浸染状构造：辉钼矿与脉石矿物构成的细脉脉壁外侧有少数辉钼矿呈零星散布，构成细脉浸染状构造[3]。

3.2.4 矿石类型

本矿床工业类型属矽卡岩型钼矿。

3.3 围岩蚀变

3.3.1 矿体围岩

矿区钼矿体赋存于三川组矽卡岩、蚀变大理岩及加里东期蚀变辉长岩中。石英二长岩在构造有利部位亦局部矿化成矿。矿体上盘围岩一般与矿体一致，矿体与围岩是根据工业指标而界定划分的，二者没有明显的界线，呈渐变过渡关系；下盘围岩一般为石英二长岩。在矿体边界的不同部位，由于岩性的差异所构成的围岩也不相同，M1-3矿体的南部及东西两侧主要为三川组地层，为条带状石大理岩热液蚀变形成的各类镁质矽卡岩及蚀变大理岩构成矿体和围岩，北部围岩为石英二长岩；M1-1矿体西部、南北部围岩一般为变辉长岩，东部围岩则为石英二长岩；矿体中间部位的各类岩石由于矿化的减弱也会构成矿体的围岩。

围岩中的蚀变主要有矽卡岩化、硅化、少量钾化。

3.3.2 矿体夹石

主矿体夹石少而零星，一般为单工程所见。对应性差，多数夹石厚度4～8 m、沿倾向延长20～200 m，呈透镜状尖灭。较大的夹石仅有一个，厚度3.63～9.62 m，长度200 m，成分为蚀变大理岩，Mo品位0.005%～0.026%，具有一定程度的矿化。此外，在矿体边缘因分支尖灭，出现较多的夹石。

4 矿床成因与找矿标志

4.1 矿床成因

根据矿体产出形态、围岩蚀变特征、矿石矿物共生组合、矿床成矿条件等，认为矿床形成于石英二长岩体与大理岩的外接触部位，赋存于矽卡岩内，其矿床类型应为矽卡岩型。

4.2 找矿标志

(1)燕山期中—浅成酸性小岩体标志：①碱质总量较高，且K2O含量大于Na2O，K2O+Na2O平均为8.87%，K2O/Na2O平均为：2.31。②岩体中的钼含量高达(40～100)×10-6，即高于维氏花岗岩的40～100倍。

(2)热变质带发育：围绕火神庙岩体形成了热变质带，该变质带主要由黑云母长英角岩、长英角岩，钙硅酸角岩及阳起石透辉石长英角岩等组成。

(3)围岩热液蚀变：岩体内蚀变-硅化、绢云母化，在破碎带内具云(绢)英岩化。

4.3 控矿因素

4.3.1 地层控矿

本区钼矿产于栾川群三川组外接触带，栾川群钼含量(5.05～19.50)×10-6，而栾川群中以三川群钼含量最高(19.50×10-6)[1],故栾川群三川组是本区钼矿形成的矿源层。

4.3.2 岩浆岩控矿

本区钼矿化与燕山期岩体有关，岩体呈岩株状产出，矿化蚀变均围绕岩体发育。矿床是与燕山期浅-中成花岗斑岩-斑状花岗岩热液有关的斑岩-矽卡岩型矿床[2]，矿体赋存岩石以碳酸盐岩石为主，硅铝质岩石次之，同时存在矽卡岩型矿体和斑岩型细脉浸染状矿体。所以，岩浆岩活动对本区钼矿的形成起到控制作用。

4.3.3 接触构造带控矿

本区位于华北地台南缘活动带，构造活动强烈，深部应力带局部逸散增温和释放的构造摩擦热及在构造低压区聚集大量挥发分[2]，促使铝、硅、钾交换，形成含矿围岩-矽卡岩，同时促使Mo离子的活化迁移和富集。

5 结 语

黑家庄北区钼矿的形成和分布受区域地层、构造、成矿环境、岩浆岩等因素控制，其中受栾川群三川组地层及燕山期花岗斑岩控制最为显著。栾川地区区域钼矿化范围大、强度高，从岩石建造、岩浆岩、矿源层、构造控矿因素等方面来看，区域成矿地质条件十分优越，本矿床地质特征及控矿因素及矿床成因的研究，将对矿区的深部和周边钼矿找矿具有很好的指导意义。