河南嵩县钼矿床地质特征及成矿机制分析

胡冰殊，柳西亚

(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

嵩县位于河南省洛阳市西南部，是我国重要的金钼铅锌多金属矿产地，目前已发现雷门沟、鱼池岭超大型钼矿床，螃蟹沟、黄水庵等大型钼多金属矿床，前范岭、石盘、香春沟等中型钼矿床，以及众多的小型矿床(点)，显示了良好的成矿条件及找矿潜力。据资料显示，许多学者都对该区金钼铅锌矿床的地质特征、成矿背景、控矿规律以及找矿潜力进行了深入的研究，对矿床成因及找矿潜力有了比较清晰的认识。但是在研究过程中，对单一矿种、单个矿床研究的比较多，而对多金属矿床及整个整个矿集区研究的比较少。因此，本文拟从区域地质背景、矿床类型、成矿规律切入点，以期厘定区域成矿时代，更好地解释矿床成因，为区域地质调查及矿产勘查提供参考借鉴的依据。

1 区域地质背景

我国是钼矿资源丰富的国家，根据钼矿的构造背景、空间分布、成矿时代，主要可以划分为华南、东秦岭—大别山、长江中下游、兴—蒙、天山—北山和青藏高原6个钼成矿带[1]，以及大兴安岭北段、三江、得尔布干、赣北—浙西、小兴安岭—张广才岭、南岭、燕辽地区、东南沿海、西拉木伦、长江中下游、胶东—辽宁、东秦岭、甘蒙北山、冈底斯、天山西段、大别山、天山东段等17个大的钼矿集中区[2]。研究区大地构造位置处于华北陆块南缘中元古界火山岩盆地，隶属于东秦岭—大别山钼成矿带之东秦岭钼矿集中区，介于熊耳山—外方山之间(图1)。

图1 东秦岭—大别山钼矿成矿带地质简图(据文献[3]修改)

研究区出露地层由下至上分别为新太古界太华岩群，中元古界长城系熊耳群、汝阳群，白垩纪下统九店组，新生界古近系、新近系和第四系。太华岩群是区域范围内的基底为一套中深变质岩系，变质程度较高，普遍达铁铝榴石角闪岩相，主要岩性为石英闪长质片麻岩；熊耳群为中基性-中酸性陆相火山熔岩，岩石类型主要为英安岩、流纹斑岩和安山岩，以及含有少量流纹质火山碎屑岩，该套岩石组合类型与钼成矿关系密切；汝阳群为一套轻微变质的碳酸盐岩、碎屑岩系，由一套碳酸盐岩及碎屑岩组成。

研究区褶皱构造比较简单，但断裂构造十分发育，其中影响范围比较大与成矿关系比较密切的是马超营断裂带。马超营断裂带本身是区域性多期深源断裂构造，控制了中生代岩浆活动，也是熊耳群火山岩盆地南缘的界线。马超营断裂带内次级断裂构造比较发育，在熊耳山—外方山地区，北东向次级断裂与北西西—近东西向次级断裂互相穿切，形成了独特的菱形断裂格局，控制了区域钼多金属矿产的形成及分布。

区域内岩浆活动频繁，岩浆岩发育同钼及多金属成矿关系密切。研究区内岩浆岩主要有早白垩世二长花岗斑岩、石英二长岩、二长花岗岩，晚侏罗世石英二长岩、二长花岗岩，中晚三叠世正长岩，古元古代二长花岗岩，代表性岩体有合峪岩体、太山庙岩体、雷门沟岩体等。

2 典型矿床特征

近几年，在嵩县辖区范围内相继发现了雷门沟钼矿、鱼池岭、大西沟、凡台沟钼矿、黄水庵钼矿、马岭、纸房、八道沟、土岭村、龙合、茅沟、铁索沟等多个钼矿床(点)(见图2，表1)，显示了该区具有良好的成矿条件和巨大的找矿潜力，使其成为我国重要的钼矿产地和成矿远景区。

表1 嵩县地区典型钼矿床特征统计表

图2 嵩县区域地质矿产图(据河南省1∶50万基岩地质图绘制)

嵩县辖区范围内钼及钼多金属矿床多产于中元古界熊耳群鸡蛋坪组地层中，主要为钼矿床、钼-金矿床、钼-铅矿床、银-金-钼矿床、金-钼-铅矿床、钼-铅-银矿床，这些钼矿床的成因类型均属于断裂控制热液充填型脉状钼及钼多金属矿床。目前，研究区已发现钼及钼多金属矿床(点)30余处，根据矿床的产出空间及围岩性质，可以划分为斑岩型、石英脉型、破碎蚀变岩型、角砾岩型、碳酸岩脉型、韧性剪切带型七类。其中斑岩型钼矿床严格受斑岩体控制，燕山期中-酸性花岗斑岩与矿床的形成关系密切相关，如雷门沟、鱼池岭、石盘、骆驼湾，其成矿规模都比较大；石英脉型钼矿床成矿作用发生在华北板块与扬子板块碰撞对接的晚期阶段，赋存于熊耳群鸡蛋坪组地层中，如茅沟、龙合、八道沟、马岭、铁索沟、大桥沟、毛沟、寨沟、神马沟、苍房院、龙王庙、上蛮峪钼矿床；碳酸岩脉型钼矿床具有独特的成矿背景和特定的物质来源，主要产于新太古界太华群片麻岩，矿体为含辉钼矿石英-方解石碳酸岩脉，如黄水庵钼矿床；剪切带关系密切，赋存于中元古界熊耳群鸡蛋坪组地层中，受剪切带控制明显，如纸房钼矿床。破碎蚀变岩型钼矿床主要产于蚀变岩中，如前范岭、大王沟、大桩沟、八道沟部分钼矿床；破碎蚀变岩型钼矿床主要与构造有关，受蚀变岩体控制，如土岭村部分矿体；角砾岩型钼矿床，如大石门沟钼矿体及鱼池岭、安沟、螃蟹沟部分钼矿床。该区钼及钼多金属矿床中，以石英脉型矿床数量最多，斑岩型矿床规模最大。

3 矿床分布特点

(1)钼及钼多金属矿床的空间分布具有区域性。从已发现的矿床来看，钼及钼多金属矿床多集中于雷门沟、鱼池岭、前范岭3个矿集区。其中雷门沟矿集区位于研究区西北部，成矿类型复杂，如隐爆角砾岩型、斑岩型、石英脉型、碳酸岩脉型；鱼池岭矿集区位于研究区西南部，成矿类型以斑岩型为主；前范岭矿集区位于研究区中部，成矿类型以石英脉型、破碎蚀变岩型为主。

(2)钼及钼多金属矿床的空间分布受控于断裂构造。研究区内断裂构造十分发育，特别是作为区域性多期深源断裂构造的马超营断裂带，是重要的控岩、控矿构造。该断裂带在熊耳山—外方山地区形成了独特的菱形断裂格局，控制了钼金铅银多金属矿产的分布。如前范岭矿集区的许多钼矿床都分布于断裂边缘或几组断裂的夹持区域，显示了明显的断裂控矿特点。

(3)钼及钼多金属矿床的时空分布同燕山期岩体关系密切。根据李永峰、孙红杰、白凤军等人的研究认为，东秦岭钼矿的成矿年龄从1 884±210～106.89±2.14 Ma[26-27]，研究区内钼矿床形成时间集中在238.8±3.2～106.89 Ma，时间分布具有一定的规律性，主要集中在106.89±2.14～132.4±2.0 Ma和203.18±4.06～238.8±3.2Ma两个成矿阶段。研究区燕山期岩浆活动强烈，多金属成矿作用主要发生在燕山期，且与燕山期中酸性小岩体的岩浆活动密切相关，燕山期花岗岩既提供了部分物质来源，也起到了热驱动作用，形成高温成矿流体，使得多金属元素的活化富集更为容易。如斑岩型钼矿床同燕山中晚期中酸性小岩体的侵位关系密切，成矿物质主要来自岩浆流体。因此，要把矿床成因同燕山期岩浆活动联系起来，有利于解释成矿物质的来源及成矿流体特征。骆驼湾、石盘钼矿床赋存于燕山晚期合峪花岗岩体的北部边缘内接触带中细粒～中粒二长花岗岩和含斑花岗岩中，Mo的成矿年龄为106.89±2.14 Ma。雷门沟斑岩型钼矿床辉钼矿体主要赋存于斑状花岗岩体内及内外接触带中，成矿年龄为132.4±2.0 Ma；鱼池岭钼矿床含矿斑岩体为黑云母二长花岗斑岩，成矿年龄为106.89±2.14 Ma(见表1)。

(4)钼及钼多金属矿床的空间分布同鸡蛋坪组地层关系密切。东秦岭钼矿的成矿年龄从1 884±210～106.89±2.14 Ma[26-27]，而中元古界熊耳群鸡蛋坪组地层是石英脉型、破碎蚀变岩型钼矿床主要赋矿层位，如大桩沟、茅沟、龙合、八道沟、马岭、铁索沟、大桥沟、神马沟、苍房院、龙王庙、上蛮峪等钼矿体主要沿鸡蛋坪组上段流纹斑岩顺层缓倾斜产出，表明研究区内大面积的海相火山岩地层对钼及钼多金属矿床的形成具有一定的层控作用。

(5)钼及钼多金属矿床的分布具有一定的分带性。研究表明，东秦岭—大别成矿带内由西向东、由北向南，钼矿床的成矿年龄有变小的趋势，这同区域上花岗质岩体的年龄的变化趋势相吻合[28]。研究区内钼及钼多金属的水平分带性虽然体现的不明显，但对于具体的矿床来说，往往不是一个简单的类型，既有斑岩型，也有脉型、破碎蚀变岩型，因此也存在一些过渡类型的钼多金属矿床，这些对于矿床分带性研究具有十分重要的意义。

4 矿床成因

研究表明，研究区处于马超营大断裂南侧东秦岭钼成矿带中，区内矿床的形成同区域性深大断裂相关，地层岩石中具有Mo、W富集特点，成矿作用主要经历了中生代拆离断层体系形成、中深成壳源型花岗岩类侵入及矿质元素萃取、伴有爆破作用的斑岩体超浅成侵位、岩浆期后热液交代充填成矿4个阶段[28]，表现为233～221 Ma、148～138 Ma和131～112 Ma 3个成矿高峰期，多金属成矿物质来源于中元古代熊耳群火山活动期后，局部伸展环境引发深部岩浆上侵，岩浆流体沿断裂运移上升，矿化金属矿物为辉钼矿、黄铁矿、黄铜矿等高中温矿物，这是造山晚期局部伸展、古太平洋板块俯冲弧后岩浆带和岩石圈伸展环境的产物。与矿化关系密切的热液蚀变矿物有钾长石、石英、绢云母、萤石等高中温矿物，含矿流体的沉淀作用取决于地层的化学成分(特别是富集层位)对岩体成分和成矿作用的影响，矿床成因类型总体上属于中高温岩浆热液充填成矿[29]。钼矿床的形成对围岩性质具有明显的选择性，不同的岩性形成了不同类型的钼及钼多金属矿床。如斑岩型矿化多形成于岩浆侵位较深时，产于岩体内或其外接触带；矽卡岩型矿化形成位置可深可浅，多形成于岩体与大理岩、白云岩等碳酸盐岩的接触带、外接触带；爆破(或隐爆)角砾岩型矿化多形成于岩浆侵位较浅时，多赋存于在碎屑岩中形成；(钾长石)石英脉型矿床多赋存于火山岩中(见图3)。

图3 豫西钼铅锌金矿床成矿系列分带略图(据文献[29])

5 找矿方向

研究区内的钼及钼多金属矿床多是优选1∶20万重砂异常和1∶20万水系沉积物异常并采取工程查证而发现的，矿床的赋存形式主要有石英脉型、破碎蚀变岩型、斑岩型、角砾岩型等，钼矿化同钾化、硅化关系密切，因钾长石化、黄铁矿化、硅化蚀变而呈浅肉红色。因此，在矿产勘查过程中，要重视区域内1∶20万重砂异常和1∶5万水系沉积物异常地球化学异常的统计分析，优选部分有望异常作为找矿重点。在勘查重点区中，要把地表出露的含矿石英脉、辉钼矿化及其上下盘产出的蚀变带作为寻找矿化体的直接标志；特别是在燕山晚期花岗侵入岩体内外接触带附近，要注重把具有钾化、硅化蚀变特征且有石英脉充填的构造作为找矿重点，以期发现更多的钼多金属矿床。目前，利用地表露头及矿化蚀变找矿成功的机率越来越小，寻找隐伏矿体已成为找矿的必经之路。这就需要深入研究矿床的成矿地质特征，总结主要控矿因素的权重，建立地质、物探、化探、遥感等综合信息的找矿模型，进行必要的成矿预测。研究表明，脉型钼矿可能是斑岩型钼矿在垂向上的变化，指示了深部可能存在斑岩型钼矿[30]，因此要加强石脉型钼矿床的深部预测，以期寻求找矿突破。如在土岭村一带发现多处同心环状构造，以及放射状断裂构造，这些构造中石英脉发育，并具有比较普遍的钼矿化，地球化学勘查显示高温元素浓集中心明显，推测该区深部可能存在含钼隐伏斑岩体，因此应利用探矿工程验证深部含矿隐伏岩体存在的可能性，并寻找深部找矿的突破。