黑龙江省漠河市霍洛台Ⅳ区钼矿地质特征及成矿机制探讨
2021-11-30王佰义陈旭生
王佰义,陈旭生
(1.黑龙江省有色金属地质勘查七〇六队,黑龙江 齐齐哈尔 161000;2.黑龙江省齐齐哈尔地质勘查总院,黑龙江 齐齐哈尔 161000)
1 成矿地质背景
霍洛台Ⅳ区钼矿处于中亚造山带东段额尔古纳地块--额木尔山隆起带中,随着华北板块向西伯利亚板块的俯冲,晚元古界兴华渡口群发生褶皱回返,至晚元古晋宁期,板块运动增强,区域压力加大,地壳热值增高,使兴华渡口群发生角闪岩相变质作用,形成本区最古老的结晶基底。中生代受蒙古—鄂霍茨克洋自西向东的剪刀式闭合碰撞造山影响,形成区内NE向的一系列逆冲推覆断层和韧性剪切带,并发生了北东-北北东向火山喷发与岩浆侵位,形成了著名的大兴安岭火山岩带。本区属于额尔古纳金有色金属成矿带铜钼矿集区,具有较好的成矿条件及成矿环境,具有寻找大型斑岩型钼矿的潜力。
1.1 矿区侵入岩
矿区地层不发育,均为侵入岩。侵入岩从早到晚依次为晚侏罗世似斑状二长花岗岩和早白垩世花岗闪长岩等,同时零星出露花岗斑岩和闪长岩脉。
(1)晚侏罗世花岗闪长斑岩。晚侏罗世似斑状花岗岩呈岩基状产出,是矿区的主要含矿岩体,与成矿关系最为密切。岩石具斑状结构、块状构造,由基质和斑晶组成,岩石斑晶由斜长石、角闪石、石英,含量35%左右;基质主要由钾长石、斜长石、石英及少量暗色矿物组成,岩石普遍具有硅化、黄铁矿化。
(2)早白垩世花岗闪长岩。早白垩世花岗闪长岩主要分布在矿区西北部,呈岩株状产出,面积较小。岩石呈灰-灰褐色,中粒花岗结构、块状构造,由斜长石(50%±)、钾长石(15%±)、石英(25%±)和暗色矿物(10%±)组成。另外矿区零星出露闪长岩及花岗斑岩脉。
1.2 矿区构造
矿区仅见一条断裂构造,在区内北西部出露,为奥沙里耐河次一级断裂,呈北西展布,为压扭性构造性质,长度约2km,为矿区的容矿构造。
1.3 矿化、蚀变及分带特征
矿化主要为辉钼矿化,少量为黄铜矿化。辉钼矿主要分布于绢英岩化带及钾化带中;黄铜矿主要分布于绢英岩化带中。蚀变主要为硅化、黄铁矿化、绢云母化、绿泥石化、绿帘石化,且与矿体关系较为密切。蚀变及分带特征:中心为石英-钾化蚀变带,蚀变矿物为石英、钾长石并伴有少量的黑云母,主要金属矿物为辉钼矿;中部为石英-绢云母蚀变带,蚀变矿物为石英、绢云母,金属矿物主要为辉钼矿,少量为黄铜矿-黄铁矿;青盘岩化在本区表现不明显。
2 矿体地质
2.1 矿体特征
在Ⅳ区圈定钼矿体13条,其中工业矿体4条、低品位矿体9条,见矿标高一般在457-865m。目前发现主要矿体为Ⅳ-3、8号钼矿体。其中Ⅳ-3号矿体位于矿区中部,北西向展布,长度214m,延深50m,穿越矿体平均厚度16m,平均品位Mo0.070×10-2,赋矿岩体为晚侏罗世的糜棱岩化似斑状二长花岗岩中,具黄铁矿化、绢云母化、细脉侵染状硅化。Ⅳ-8号矿体为隐伏矿体,由钻孔控制,延深100m,平均厚度25m,平均品位Mo0.040×10-2,赋矿岩体为晚侏罗世的似斑状二长花岗岩,具黄铁矿化、硅化、绢云母化。
2.2 矿石特征
(1)结构及构造。矿石结构主要为半自形—它形粒状结构,它形粒状结构,其次为它形—半自形晶结构。矿石构造:浸染状、细脉浸染状、细脉状和少量团块状,总体向深部浸染状构造增多。辉钼矿呈浸染状、脉状,主要分布于绢英岩化带和钾化带中;黄铜矿主要呈细脉状、少量浸染状分布于绢英岩化带和钾化带中。
(2)矿物成分。矿石矿物主要有黄铁矿、辉钼矿、黄铜矿。脉石矿物主要为钾长石、斜长石、石英、绿帘石、黑云母、绿泥石矿物。其黄铁矿特征:黄铁矿多呈它形粒状,少量呈半自形—它形粒状,杂乱分布,部分似脉状分布,粒度一般0.5mm~1.8mm,少数0.01mm~0.5mm;辉钼矿呈粒状、叶片状,呈浸染状、似脉状分布,粒度一般0.05mm~0.2mm,少数0.01mm~0.05mm。黄铜矿呈它形粒状,多沿裂隙分布,粒度一般0.1mm~0.4mm,少数0.02mm~0.1mm。
2.3 成矿阶段划分
依据野外观察穿切关系,可以将矿化分为四个阶段:①钾长石-石英阶段,代表金属矿物主要为磁铁矿和黄铁矿;②辉钼矿-石英阶段,代表矿物主要为辉钼矿;③多金属硫化物-石英阶段,代表矿物为黄铁矿、黄铜矿;④碳酸盐-石英阶段,该阶段主要金属矿物为黄铁矿。
3 成矿机制分析
3.1 成矿物质来源
(1)S同位素通过对Ⅳ区斑岩型钼矿的矿石矿物,经硫化物34S同位素的结果分析,34S变化区间为1.0‰-4.8‰,34S变化范围<10%,变化在同一个范围内且趋近于0,表明硫来自同一源区,属于岩浆硫的变化范围(5o)。
(2)Pb同位素。Ⅳ区206Pb/204Pb和207Pb/204Pb的比值分别为18.445-18.465和15.597-15.621,208Pb/204Pb的比值为38.366-38.445,在207Pb/204Pb与206Pb/204Pb相对比中,样点趋向于造山带,在208Pb/204Pb,206Pb/204Pb相对比中,样点趋向于造山带,表明铅主要来自于深源岩浆。
3.2 成矿流体来源及演化特征
3.2.1 流体包裹体岩相学及显微测温学研究特征
依据包裹体在室温的(21C)的状态以及包裹体冷却时的相变,Ⅳ区钼矿主成矿阶段可以观测到四种类型流体包裹体 :含子矿物包裹体NaCl(KCl)-H2O(S-type)、CO2-NaCl-H2O(C-type)、富气相包裹体H2O-NaCl(V-type)、气液两相包裹体H2O-NaCl(L-type)包裹体。
(1)流体包裹体岩相学特征。C-型流体包裹体:常温下可观测到两相或者三相,随机分布在石英颗粒中。C-型包裹体粒径变化范围在6μm~20μm,CO2/H2O变化范围为30~100vol.%vapor,多数集中在80~90vol.%vapor。
V-型流体包裹体:在室温下可以观测到两相,随机分布在石英颗粒中,常见与L-型流体包裹体共生。V-型包裹体长轴的长度为4μm~25μm,气体含量>50%vol.%vapor,通常在80~95 vol.%vapor。
S-型流体包裹体:常温下可用观测到三相,随机分布在石英颗粒中。S-型包裹体粒径的变化范围为10-20μm,子矿物粒径为2-4μm,气体含量为10-20 vol.%vapor。
L-型流体包裹体:在室温下可以观测到两相,随机分布在石英颗粒中,常与V-、S-型流体包裹体共生。L-型包裹体长轴的长度为4μm~30μm,气体含量<50%vol.%vapor,通常在10~40vol.%vapor。
(2)流体包裹体显微测温学研究。对Ⅳ区20件样品进行显微测温学研究,S-型包裹体盐度依据子矿物物消失温度来计算,依据最后一块冰融化的温度来计算V-、L-型包裹体的盐度(Hall et al.1988)。
①辉钼矿-石英阶段:发育四种类型包裹体,S-型包裹体子矿物融化温度为315℃~409℃,完全均一温度为315℃~409℃,盐度变化范围为39.4-48.4 Wt.%NaCl equiv.C-型包裹体CO2固体的初融温度为-57.5℃~-56.2℃,包裹体部分均一温度为21.4℃~30.2℃,笼形物消失温度为6.9℃~8.2℃,均一到液相的温度为286℃~410℃,包裹体盐度变化范围为3.6-5.9 Wt.%NaCl equiv.V-型包裹体均一到气相的温度为318℃~380℃,最后一块冰融化的温度在-6.0℃~-3.2℃,盐度为5.3-9.2 Wt.%NaCl equiv.L-型包裹体均一到液相的温度是274℃~420℃,最后一块冰融化的温度在-7.6℃~-3.3℃,盐度为5.4~11.2Wt.%NaCl equiv。②多金属硫化物-石英阶段:发育两种类型包裹体,V-型包裹体均一到气相的温度为233℃~305℃,最后一块冰融化的温度在-5.5℃~-2.5℃,计算得出盐度为4.2~8.6 Wt.%NaCl equiv.L-型包裹体均一到液相的温度是206℃~312℃,最后一块冰融化的温度在-6.4℃~-2.9℃,计算得出的盐度为4.8-9.7Wt.%NaCl equiv。
3.2.2 成矿压力及深度
Ⅳ区斑岩型钼矿成矿流体发生了明显的沸腾作用,含子矿物包裹体和含CO2三相包裹体共存,估算流体沸腾时成矿压力为8.2MPa~21.2MPa,这也是Mo等矿质主要的沉淀阶段。按照静水压力估算成矿深度为0.8~2.1km。
3.2.3 H-O同位素
Ⅳ区石英中δD和δ18O石英值分别为-109.9‰和9.0‰,换算为流体中δ18O水为4.8‰。显示流体主要是来自岩浆热液并有向大气降水过渡的趋势。在δD-δ18O水流体来源数据点并未落入岩浆水变化范围内,流体δD值比岩浆水δD经验值要低,表明该矿区成矿流体很可能来自岩浆的脱气作用而并非初始岩浆水。
4 结论
霍洛台Ⅳ区斑岩型钼矿围岩蚀变作用较为强烈,赋矿岩体为似斑状二长花岗岩,浅部可见花岗闪长斑岩脉。矿化主要为辉钼矿化,少量为黄铜矿化;蚀变主要为硅化、黄铁矿化、绢云母化、绿泥石化、绿帘石化,且与矿体关系较为密切,其次为碳酸盐化、高岭土化。蚀变与矿化及分带特征:中心为石英-钾化蚀变带,蚀变矿物为石英、钾长石并伴有少量的黑云母,产出金属矿物主要为辉钼矿;中部及上部为石英-绢云母蚀变带,蚀变矿物为石英、绢云母,金属矿物为辉钼矿-黄铜矿-黄铁矿;青盘岩化带在本区表现不明显。另外从S同位素、Pb同位素、H-O同位素结果得出,硫来自同一源区,属于岩浆硫的变化范围,Pb同位素显示Pb主要来自于深源岩浆,H-O同位素显示流体主要是来自岩浆热液并有向大气降水过渡的趋势,成矿流体很可能来自岩浆的脱气作用而并非初始岩浆水。因此,霍洛台Ⅳ区钼矿属于斑岩型,经过进一步勘查工作有望找到一处中-大型的斑岩型钼矿床。