丰宁县凤山一带铜钼矿地质特征及深部找矿潜力

2020-02-04郭学辉王鹏

西部资源 2020年2期

郭学辉王鹏

摘要：丰宁县佟栅子钼矿是一处老矿山，位于丰宁满族自治县（以下简称丰宁县）县城85°方位，直距35km的凤山镇佟栅子村北沟及杨土沟一带，位于冀北燕山中段，燕山台褶带与内蒙地轴的接合部位。为了在丰宁凤山镇铜钼矿深部及外围的找矿突破，对研究区的地层、构造、岩浆岩及矿化体特征作了相应的调查总结，为下一步铜钼矿深部勘查提供依据。通过对本区的研究，总体来看老矿山铜钼矿床外围及深部仍具有一定的找矿潜力，研究区内找矿成果有望进一步扩大。

关键词：铜钼矿；地质特征；找矿潜力；丰宁县

1.前言

丰宁县佟栅子钼矿位于冀北燕山中段，燕山台褶带与内蒙地轴的接合部位，即丰宁—隆化深断裂南侧。该区域断裂的继承性活动、岩浆侵入作用、混合岩化作用为该区Mo、Cu、W等多金属矿床的形成创造了有利条件，是中生代燕山板内造山带构造最为复杂的区段之一。在此次综合研究凤山地区铜钼矿床的基础上，对不同控矿构造与矿床成矿规律进行总结，为后续深部矿产勘查提供科学依据。

2.研究区地质背景

2.1地层

研究区出露地层主要有太古界、古生界、中生界、第四系。由老至新简述如下：

太古界单塔子群：以斜长角闪岩、黑云斜长片麻岩、变质辉长岩、云母石英片岩、变质砂岩、石英岩、变粒岩及碳酸盐岩为主要岩石组合，原岩建造以基性-中基性侵入岩、海底基性-中酸性火山岩、深海-半深海泥砂岩系、沖积岩系、硅铁建造及碳酸盐岩系为主，变质相属高绿片岩相-角闪岩相。

古生界二叠系：地层出露很少，仅分布于围场县北龙头山-金子村二道岔一带，下部主要岩性为灰绿色千枚状变质砂岩、变质细砂岩，中部为灰黑色条带状泥灰岩、千枚状碳酸盐化泥灰岩、大理岩化泥灰岩夹绿泥石化片岩，上部为灰、灰紫色绿泥石化变质砂岩夹变质岩碎屑砂岩和含砾砂岩。

中生界：分布广，是研究区域内主要地层，主要出露侏罗系后城组、张家口组。后城组由河流相及湖泊相盆地沉积的紫、砖红色及灰绿色砾岩、砂砾岩、砂岩、粉砂质页岩和少量的中一酸性火山岩。张家口组由流纹岩、粗面岩、中酸性或亚碱性火山碎屑岩所组成，间夹有薄层状灰白色凝灰质砂岩及紫灰色或灰绿色砂砾石。

第四系：集中分布于研究区域东西部边缘，主要为上更新统洪、坡积物和全新统洪、冲积物。

2.2岩浆岩

研究区岩浆活动比较强烈，规模较大，分布范围遍布全区，活动时代自老至新可分为太古代、中晚元古代、海西期、印支期、燕山期。

太古代岩浆旋回：主要为基性-超基性岩体群和闪长岩、中粗粒花岗岩、石英正长岩、辉石正长岩等正变质岩体以及混合花岗岩。

中晚元代岩浆旋回：该期岩浆活动大体沿尚义-赤城、大庙-娘娘庙一带分布，西段代表性岩体有小张家口超基性岩；东段为大庙-头沟一带斜长岩及平泉光顶山碱性花岗岩；中段为密云沙厂环斑花岗岩等深成侵入体。

海西期岩浆旋回：本期岩浆岩包括基性-超基性岩、碱性二长杂岩和花岗质岩石三套岩石系列。

印支期岩浆旋回：本期岩浆包括基性-超基性岩组合和花岗质岩石组合两套岩系。前者代表岩性为辉石岩-正长辉石岩-辉石正长岩-正长岩；后者包括花岗岩、二长花岗岩和花岗闪长岩。

燕山期岩浆旋回：本旋回的构造与岩浆活动均极频繁而强烈。岩浆活动方式复杂，表现为多期次的火山喷发-潜火山侵入-中深成侵入活动，是同一岩浆源的不同表现形式。

晚侏罗世侵入岩：本阶段是燕山旋回中最剧烈的一次岩浆活动，分布普遍，个体增大，相带也更趋明显。侵入次序大体是石英正长斑岩、石英二长斑岩、石英斑岩等大中型浅-超浅成侵入岩或潜火山岩，而后为闪长岩、花岗闪长岩、二长花岗岩、细粒花岗岩等中深成侵入体，最后是各种脉岩的灌入。是形成Mo、Cu、Fe、Pb、Zn、Ag及Au等矿床的主要母岩。

早白垩世侵入岩：主要表现为浅—超浅成侵入岩或潜火山岩，以小型岩体为主。主要岩石类型有闪长玢岩、花岗斑岩、石英斑岩及石英正长斑岩。

燕山期的中酸性花岗岩与研究区内铜钼矿的形成关系最为密切，很大程度上控制或影响了铜钼矿矿床的形成。

2.3构造

凤山镇位于华北地台北缘中段成矿带张家口-承德成矿区的北部边缘，崇礼—凌源纬向隆起带与昌平—围场北东向隆起带的交换部位。研究区内构造活动频繁，表现形式多样，主要构造线方向有二：一为东西向，另一为北北东向。前者主要表现在结晶基底构造层及受结晶基底构造影响的中上元古界地层以及沿东西向深断裂带出现的中生界地层的褶皱、断裂，其构造形迹的空间分布方向均为东西向。后者主要表现在受北北东向深断裂影响而出现的中生界构造盆地及分布其中的地层及构造线方向。上述两组构造线方向应是本成矿区主要构造格架，也是本成矿区主要控矿构造。

3.矿化地质特征

矿体形态、产状严格受断裂带控制，呈脉状、透镜状产出。矿（化）体主要特征见表1。

4.矿石及围岩蚀变特征

4.1矿石结构构造

黄铜矿、辉钼矿以它形粒状结构为主，石英、黄铁矿呈它形粒状-自形、半自形结构。构造主要为团块状构造、细脉状构造、浸染状构造和角砾状构造。

4.2矿石类型

矿石自然类型分为石英脉型铜矿石和蚀变岩型钼矿石两大类。前者呈脉状、透镜状位于断裂带近地表浅部或呈脉状发育于断裂带近顶底板处；后者一般位于矿体较深部及断裂带两侧强矿化蚀变带中。石英脉型铜钼矿石中金属矿物主要为黄铜矿、黄铁矿、辉钼矿，其次是孔雀石、褐铁矿等；脉石矿物有石英、萤石、方解石、绿帘石和绿泥石。黄铁矿，立方体或长方体自形晶，浅黄色反射色，反射率高，硬度高，因不易磨光，表面上常见麻点，部分氧化成褐铁矿，有的中心见残留，完全者仍保留原矿物晶形形态；黄铜矿，粒状，黄铜黄色，表面光洁，常有蓝、紫褐色的斑状错色；辉钼矿，铅灰色，金属光泽，具油腻感，污手。

蚀变岩型矿石为深绿-墨绿色，鳞片变晶结构，块状构造，原岩经过强烈的蚀变作用，原岩结构、构造不清，仅残留部分石英、斜长石及少许稳定矿物。石英，它形粒状，表面干净，略显波状消光，边缘有被熔蚀的现象，局部几个颗粒外形彼此相适应；斜长石，不同程度绿泥石化剩残留体，致使聚片双晶纹只是隐约可辨，有的甚至完全被绿泥石集合体取代但保留原矿物板柱状晶形：新生矿物主要是绿泥石和绢云母，均呈细小鳞片状，前者薄片中绿色-黄绿色，异常兰、绿干涉色；后者无色，色散极强，无序杂乱分布，蚀变过程中有TiO2析出，从而形成楣石，此外伴生有绿帘石产生。

4.3围岩及蚀变特征

围岩蚀变类型主要有硅化、黄铁矿化、绿泥石化、绿帘石化、绢云母化、碳酸盐化、萤石化等。

硅化：成矿前期硅化为不含矿石英脉，呈乳白色，受后期构造影响呈碎裂状，被成矿期及后期的方解石、石英等穿插交代或胶结；成矿期硅化往往与绿泥石化、绢云母化叠加形成蚀变岩，石英呈块状聚集和稀疏浸染状分布，与礦化关系密切。

绢云母化：表现为绢云母呈鳞片状交代原岩矿物并与金属矿化伴生。

绿泥石化：绿泥石化分布范围广，表现为绿泥石呈鳞片状交代原岩中暗色矿物。

黄铁矿化：表现为黄铁矿呈星散状分布于矿体及两侧围岩中。

萤石化、方解石化：常出现在后期破矿构造中，表现为萤石、方石呈细脉状穿插于蚀变岩中。

上述蚀变以硅化、绿泥石化、绢云母化和黄铁矿化为主，与成矿关系密切，可作为找矿标志；萤石化、方解石化为矿化后期蚀变。

4.4矿物组合

矿石主要由金属硫化物、金属氧化物和非金属脉石矿物组成。金属矿物以黄铜矿、黄铁矿、辉钼矿为主，少量方铅矿、闪锌矿和次生氧化物褐铁矿、铅矾、孔雀石、铜兰等；非金属矿物主要有石英、绿泥石、绢云母、绿帘石、方解石、萤石等。其中褐铁矿、菱锌矿、铅、矾、孔雀石、铜兰出现于氧化矿石中。

4.5矿床成因

研究区铜钼矿（化）体明显受断裂构造控制，矿化成因类型为中高温热液充填石英脉型和热液交代构造蚀变岩型两类。矿化垂向分带特征明显，浅部以铜矿化为主，深部钼矿化渐趋发育，这也是该类型矿床（体）的常见规律，对指导找矿实践以及深部资源潜力评价均具重要意义。