河南信阳天目山钼矿成矿地质特征及预测

黄传计，赵 伟，程 远，张志娜，陈少伟

(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

天目山矿区大地构造横跨华北板块南缘和秦岭造山带东段，以羊册—明港断裂及西官庄—松扒—龟山断裂为界，北部为华北板块，中部为北秦岭造山带，南部为南秦岭造山带[1-2]。本区处于铜山—天目山银多金属成矿带上，该成矿带是一条著名的多金属矿化集中分布区，已知小型矿床、矿(化)点数十处，天目山—乱马山分布于北西西向矿带的东段。

本文通过对该区钼矿的成矿地质特征、控矿因素及成因分析，扩大在该区的找矿思路，对指导该地区地质找矿工作具有良好指导意义。

1 区域成矿地质背景

河南信阳天目山钼矿位于信阳、确山、桐柏3市(县)交界处。矿床所处大地构造位置为秦岭东西构造带东端边缘,毛集破碎北侧。大地构造位置横跨华北板块南缘和秦岭造山带东段，以羊册—明港断裂为界，北部为华北板块，南部为北秦岭造山带(见图1)。

图1 桐柏—天目山一带区域地质略图(据王宗炜，2015，修改)

区域出露地层简单，主要有中元古界毛集岩群回龙寺岩组、左老庄岩组、堡子岩组，新元古界栾川群鱼库组、大红口组，下古生界二郎坪岩群大栗树岩组及新生界第四系。

区域构造线总体呈北西—南东向展布，主要表现为以羊(册)—明(港)断裂为代表的多条走向290°～320°的深大断裂的分布，各地层单元以它们为界相互拼贴在一起。这些深大断裂早期以韧性剪切变形为主，后期叠加了脆性断裂。受其影响，区域构造面理均呈北西—南东走向，构成了区域基本构造格架。北北西向和北东向断层在区内出露规模不大，一般在数百米至千余米，形成时代较晚而且以脆性变形为主。

区内岩浆岩发育，在多个地质时期均有较强烈的岩浆活动，且种类繁多，超基性岩、基性岩、中性岩、酸性岩、碱性岩皆有出露；产状类型多样，从大面积海底火山喷溢到浅成、深成侵入。岩浆活动期次多、规模大、延续时间长、为本区内生矿产的形成提供了物质和热动力。规模较大且与钼多金属矿化关系较紧密的岩体有位于北东部的燕山期天目山花岗岩体。

区域钼化探异常主要呈北西西向沿羊(册)—明(港)断裂、龟梅断裂带、桐—商断裂及两侧带状展布，主要异常元素组合为Ag、Au、Pb、Zn、Cu、Mo等，其中钼异常与燕山期侵入岩体分布基本一致。本矿区覆盖了东南部钼元素的强异常区。

2 成矿地质特征

2.1 矿区地质特征

矿区位于华北地台南缘，信阳市平桥区的天目山一带，出露地层简单，断裂构造较发育，不同时期的岩浆岩体(株)、岩脉较多，变质作用普遍，矿产以钼、萤石矿为主(见图2)。

图2 天目山矿区地质简要图(据王宗炜，2015，修改)

2.1.1 地 层

该区地层除南部零星出露中元古界毛集岩群左老庄岩组、新元古界栾川群大红口组外，主要为中元古界毛集岩群回龙寺岩组，新元古界栾川群鱼库组，在山坡及沟谷分布有少量第四系。

2.1.1.1 左老庄组(Pt2z)

左老庄组为一套块建堆积的低成熟度陆源碎屑岩，依其岩性组合可分为2个岩性段，区内仅出露第二岩性段(Pt2z2)，主要岩性为黑云石英片(麻)岩，二云石英片岩夹薄层斜长角闪片岩、石英岩，岩层总体走向270°～330°，倾角65°～75°，推测其原岩为泥质粉砂岩。

2.1.1.2 回龙寺组(Pt2h)

回龙寺组岩性组合可划分为2个岩性段，即Pt2h1、Pt2h2，并从南向北依次分布。Pt2h1主要岩性为二云石英片岩、斜长角闪片岩、黑云石英片岩夹薄层大理岩；Pt2h2主要岩性为斜长角闪片岩，二云石英片岩夹白云母硅质大理岩，岩层总体倾向10°～40°，局部200°～240°，倾角60°～80°不等，推测其原岩为一套陆海相沉积的泥质粉砂岩-砂岩。

2.1.1.3 鱼库组(Pt2y)

鱼库组位于矿区中部，水瓶寨花岗岩体南侧，主要岩性为硅质条带状大理岩、碳质大理岩、含透辉(闪)石大理岩及小面积斜长角闪片岩，岩层总体倾向200°～240°，倾角60°～85°不等，推测其原岩为湖海相沉积的碳酸盐及偏基性侵入岩。

2.1.1.4 新生界第四系(Q)

新生界第四系主要分布在山涧沟谷及地势低平地带。

2.1.2 构 造

该区构造格架是以羊(册)—明(港)断裂为中心，在其两侧形成了一系列与之平行的脆性断层，褶皱构造则不发育。羊(册)—明(港)断裂出露于回龙寺岩组与晋宁期变基性岩及鱼库组之间，浅部表现为顺岩层产出的挤压揉皱及劈理化带[3]，宽度数米至数十米。

后期脆性断裂以北西西向高角度断层为主，长度百余米至数千米，断裂带宽0.5～15 m，断层倾向200°～210°，倾角70°～85°，发育棱角状—次棱角砾岩，主断面上可见断层泥及垂向擦痕，显示其多期活动的特征。区内的多金属矿化、萤石矿化与其有密切的成生联系，也为钼矿化的主要控矿构造。另外，区内尚见有一些北东向、近东西向断裂，长度在数百米之内，对成矿影响不大。

2.1.3 岩浆岩

区内岩浆活动主要为晋宁期变辉长岩(υ23)，燕山期天目山序列花岗岩及脉岩。

2.1.3.1 变辉长岩(υ23)

晋宁期变辉长岩(υ23)分布于矿区北西和南东部，呈不规则状，二者原先为一整体，后被燕山期花岗岩侵入，其与地层的接触关系清楚。岩体侵入后，受后期区域变质作用影响，岩石多发生了片理化和绿帘角闪岩相变质作用。主要岩性为变辉长岩，岩石呈灰绿—深灰绿色，露头岩性显示为斜长角闪片岩、斜长角闪岩。根据1∶50 000区调研究成果，该岩体的岩石类型应是橄榄辉长岩和辉长岩。在其与围岩接触带上，可见绢云母化、滑石化、矽卡岩化。

2.1.3.2 天目山花岗岩体

天目山花岗岩体大面积分布于矿区北部和南部，与地层侵入接触线大体沿320°～340°方向展布，为燕山晚期花岗岩序列，根据岩体的内部接触关系和岩石粒度变化，可划分以下6个单元。它们之间大部分地段呈渐变过渡关系，无明显界线；本区内出露第一、二、三、四、六单元。

(1)第一单元：细粒钾长花岗岩(K1T1ξγ)。分布于乱马山—老虎洞一带，主要岩性为细粒钾长花岗岩。岩石细粒花岗结构，块状构造；主要矿物成分：钾长石(45%～55%)，为条纹长石，他形粒状；斜长石(5%～15%)，为钠长石，半自形，板状；石英(35%～45%)，他形粒状或不规则形状；黑云母(<2%)，为片晶，多色性明显。岩石矿物颗粒大小一般在1 mm以下。

(2)第二单元：中细粒钾长花岗岩(K1T2ξγ)。为细中粒钾长花岗岩，分布于天目山东侧大部分地段。岩石为细中粒花岗结构，块状构造；主要矿物成分：钾长石(50%～65%)，为条纹长石，他形-半自形晶；斜长石(10%～20%)，为钠长石，半自形，短柱状、板状，表面较明净；石英(20%～30%)，他形粒状，无色；黑云母(<1%)，他形片晶，切面上面为浅棕黄色，在接触处颜色变浅。岩石中矿物颗粒一般为0.2～2.5 mm。

(3)第三单元：细中粒～中粒钾长花岗岩(K1T3ξγ)。

(4)第四单元：细粒斑状钾长花岗岩(K1T4ξγ)。

(5)第六单元：细粒钾长花岗岩(K1T6ξγ)。

天目山—乱马山复式岩体主要单元岩石微量元素含量见表1。从表1可知:各单元岩体 W、Sn、Bi、Mo 含量可高出平均值2倍以上，Be、Nb高于平均值的3倍；第六单元的大水瓶寨岩体微量元素含量最高，可大于平均值的6倍，Mo高出地壳花岗岩类的21倍。

表1 天目山—乱马山复式岩体主要单元微量元素含量表 ×10-6

2.1.3.3 脉岩

矿区脉岩分布广泛，主要有正长斑岩脉(ξπ)、花岗斑岩脉(γπ)、花岗伟晶岩(γρ)、花岗细晶岩(γl)、石英脉(q)等，它们多呈岩枝及脉状产出。其走向与地层走向大致一致。

2.1.4 变质作用

区内动力变质作用比较强烈，又有多期岩浆活动，导致围岩发生强烈的热液蚀变，主要有硅化、萤石矿化、黄铁矿化、辉钼矿化、褐铁矿化、钾长石化、绿泥石化、绿帘石化、绢云母化、高岭土化等，均分布在构造蚀变带及近矿围岩中。

2.2 矿区地球化学特征

2.2.1 元素在不同地质单元中的分配特征

矿区内在不同的地质单元分别统计其部分微量元素的平均含量见表2。从表2可以看出:回龙寺组上段(Pt2h2)是富集元素较多、程度较高的层位，Ag、Pb、Zn、Cu、Mo等都有不同程度的富集，其中Ag富集程度最强；回龙寺组下段(Pt2h1)，Cu、Zn富集程度较强，Ni、Co、Cr也有不同程度的富集。鱼库组(Pt3y)多为背景值。大红口组(Pt3d)中，各元素趋于贫化。天目山花岗岩体Mo、Pb趋于富集。变质基性岩中，Cr、Ni、Co具有较强的富集并伴有Zn。

表2 天目山—乱马山各地质单元中元素平均含量表 ×10-6

2.2.2 地球化学异常

区内Mo、Cu异常发育在矿区中部，其它元素的异常则主要分布在Mo、Cu异常的南北两端，且围绕Mo、Cu异常发育。

2.2.2.1 1∶200 000水系沉积物化探异常

据1∶200 000万水系沉积物测量结果，区内异常以Mo、Nb、W、U为主，并伴有Sn、Be、Bi等元素的异常。Mo最高含量8.8×10-6，平均数2.79×10-6，衬值1.86×10-6，异常面积68 km2；Nb最高含量118.3×10-6，平均数65.77×10-6，衬值1.64×10-6，异常面积80 km2；W最高含量8.9×10-6，平均数6.19×10-6，衬值1.55×10-6，面积32 km2。Be最高含量15.3×10-6，平均数7.2×10-6，衬值1.8×10-6，面积56 km2(见图3)。

图3 天目山一带主要元素异常剖析图

由上述可知，天目山花岗岩体是本区钼多金属重要的找矿部位,岩体的边部是本区次要的找矿层位。

2.2.2.2 1∶50 000水系沉积物化探异常

Mo元素以天目山—乱马山花岗岩为中心向外变弱，而在任店为中心形成低值区，向外逐渐变高。区内趋势变化为 0.65×10-6～1.55×10-6，正剩余值1.44×10-6以上；地球化学图上高背景区﹥1.5×10-6，以≥2×10-6区内圈出3个浓集中心，分布于北部和南部的花岗岩体中。同样，Nb高背景区分布在天目山—乱马山岩体内，由中心向外变弱，趋势值为9.5×10-6～30×10-6，地球化学值25×10-6以上(见图4)。

图4 天目山一带1∶50 000水系测量钼异常图

2.2.2.3 1∶10 000土壤沉积物异常

大水瓶寨一带通过1∶10 000土壤沉积物测量，共圈出5个钼浓集中心，钼最高可达110×10-6，该异常中心位于大寨水瓶南侧，第六单元(K1T6ξγ)与第二单元(K1T2ξγ)接触带上，总体呈北西—南东向环带状分布。该处岩石地表可见不连续面积性石英细脉密集发育，走向330°～340°，倾角一般大于70°，岩石硅化、褐铁矿化、钾长石化较强。

由上述可知，天目山花岗岩体尤其是大水瓶寨岩体是本区钼金属重要的找矿部位，具有寻找斑岩型钼矿的前景。

3 矿体特征

3.1 异常区蚀变构造带特征

矿区主要围绕乱马山、小石岭、大水瓶寨3个异常区的蚀变构造带进行了重点工作，其大致情况见表3。

表3 矿区钼矿(化)带特征一览表

3.2 主要矿体特征

经过工程揭露，在小石岭异常区中圈出了XMo4-1、XMo4-2两条钼矿体，乱马山异常区中圈出了LMo4-1、LMo6-1两条钼矿体，大寨异常区中圈出了DMo-2、DMo-5、DMo-6、DMo-7四条钼矿体。区内矿体大部分规模较小，其特征如下。

3.2.1 XMo4-1矿体

XMo4-1矿体位于矿区东南部小石岭一带，赋存于X4蚀变构造带中，在蚀变带中含萤石石英脉，其顶、底板围岩中钼矿化较连续，辉钼矿以星散状为主，局部见裂隙充填的细脉状，围岩蚀变为硅化、绿帘石化及不均匀钾长石化。矿体长740 m，延深约130 m，平均厚度1.97 m，总体产状340°∠70°，Mo品位为0.1%～0.5%，平均0.089%。围岩蚀变为硅化、绿帘石化及不均匀钾长石化(见图5)。

3.2.2 XMo4-2矿体

XMo4-2矿体位于XMo4-1矿体东侧，矿体长200 m，延深约100 m，平均厚度2.39 m，Mo平均品位0.10%。

3.2.3 LMo4-1矿体

L4号脉位于矿区西南部乱马山一带，L4号脉体长650 m，厚度0.8～3.0 m，倾向10°～30°、倾角56°～87°，地表见硅化、弱褐铁矿化，钼含量小于0.01%。深部见到的相应破碎带及围岩具硅化和不均匀的绿帘石化、黄铁矿化、钾长石化(见图5)。沿硅化破碎带底板处圈出LMo4-1钼矿体，矿体长约280 m、延深320 m，平均厚度2.05 m；辉钼矿多以星散状分布，Mo品位0.05%～0.5%，平均品位0.069%。

图5 天目山矿区X11地质、物化探综合剖面示意图

3.2.4 LMo6-1矿体

LMo6-1赋存于L6号蚀变带中，L6号脉位于矿区西南部乱马山一带，脉长900 m，宽0.6～4.0 m，倾向258°～40°、倾角72°～80°，在蚀变带中含萤石石英脉，钼矿体赋存于萤石石英脉两侧花岗岩中，发育硅化、褐铁矿化及钼华，东侧矿化较好；在深部见相应的破碎带及围岩具硅化和不均匀的绿帘石化、黄铁矿化、钾长石化，局部见烟灰色石英脉；辉钼矿一般呈星散状、细脉状，矿物含量0.1%～1.0%。圈出钼矿体长630 m，延深270 m，平均厚1.01 m，Mo平均品位0.11%。

3.2.5 DMo-2矿体

DMo-2钼矿体长约100 m，厚度2.0 m，倾向45°、倾角7°，地表见硅化、弱褐铁矿化，钼品位0.056%。在深部破碎带见到矿体，钼品位0.069%。围岩具硅化和不均匀的绿帘石化、黄铁矿化、钾长石化、辉钼矿化，辉钼矿多以星散状分布。

3.2.6 DMo-5、DMo-6、DMo-7矿体

在深部施工钻孔中,分别发现DMo-5、DMo-6、DMo-7矿体，厚度分别为7.54 m、3.34 m、2.02 m，钼品位分别为0.095%、0.071%、0.06%。围岩具硅化和不均匀的绿帘石化、黄铁矿化、钾长石化、辉钼矿化，辉钼矿多以星散状分布，大小约0.1～0.5 mm，半自形晶-他形晶，呈星点状、细脉状分布。

3.3 矿石特征

3.3.1 矿石矿物成分

矿区各矿体的矿石矿物组成基本相同，主要金属矿物为黄铁矿、辉钼矿、黄铜矿、磁铁矿、赤铁矿，次要矿物为钛铁矿、方铅矿、金红石。氧化矿物有钼华、褐铁矿等。脉石矿物为石英、钾长石、斜长石、绿帘石等。

3.3.2 矿石结构和构造

区内矿石主要为自形—半自形晶结构、他形晶结构、斑状结构、角砾状结构；构造主要为块状构造、浸染状构造、细脉-网脉状构造等，以浸染状构造最常见。

3.3.3 矿石类型

根据矿石的结构构造划分，矿石类型有角砾状矿石、浸染状矿石、网脉状矿石等，其主要工业类型有钼矿石一种；按矿石的氧化程度可分为氧化矿石、混合型矿石和原生矿石。该区氧化深度在30 m左右，故氧化矿石多分布在30 m以上，在次生富集带为混合型矿石，其下部是原生矿石。

3.4 围岩蚀变

围岩蚀变主要有硅化、黄铁矿化、钾长石化、辉钼矿化、绿泥石化、绿帘石化、绢云母化、高岭土化等。

4 矿床成因与找矿标志

4.1 矿床成因

根据研究，天目山花岗岩体普遍含有微量或少量的钼。在后来的成矿过程中，钼随着构造活动进一步富集，早期的辉钼矿呈星散状、细脉状分布于岩体的硅化-绿帘石化破碎带中[5-6]；第二期辉钼矿则呈脉状或集合体状，叠加于早期矿化之上；晚期的萤石石英脉沿构造带贯入后，对钼矿(化)体有一定的破坏作用。矿床主要受控于断裂构造，与天目山花岗岩体有密切关系，属脉型钼矿。

4.2 找矿标志

(1)天目山花岗岩体内的断裂多为含矿构造，其走向分别为东西向、北东东向、北北西向。

(2)近矿围岩蚀变以硅化、黄铁矿化、钾长石化、辉钼矿化、绿泥石化、绿帘石化、绢云母化、高岭土化蚀变带为特征，硅化、黄铁矿化、钾长石化、辉钼矿化发育的部位，矿体较富。

(3)1∶50 000水系沉积物异常显示Mo元素以天目山—乱马山花岗岩为中心向外变弱。区内趋势变化为0.65×10-6～1.55×10-6，正剩余值1.44×10-6以上；地球化学图上高背景区﹥1.5×10-6，以≥2×10-6区内圈出3个浓集中心，分布于北部和南部的花岗岩体中，这些化探异常位置为寻找钼矿的重要标志。

4.3 成矿规律

(1)区内钼矿化均发育在天目山花岗岩体内蚀变构造带中，以乱马山、小石岭、大水瓶寨较为集中。

(2)控矿断裂主要为后期脆性断裂，以北西西向高角度断层为主，发育棱角状—次棱角砾岩，主断面上可见断层泥及垂向擦痕，显示其多期活动的特征。区内的多金属矿化、萤石矿化与其有密切的成生联系，也为钼矿化的主要控矿构造。另外，区内尚见有一些北东向、近东西向断裂，长度在数百米之内，对成矿影响不大。

(3)围岩蚀变主要有硅化、黄铁矿化、钾长石化、辉钼矿化、绿泥石化、绿帘石化、绢云母化、高岭土化等。

4.4 成矿预测

天目山一带所处大地构造位置特殊，成矿条件优越。多年来，不同地质单位一直在此工作。工作中对天目山一带的萤石、银、铜、铅锌、铁等矿产进行了系统的评价。但是，开展正规的钼矿地质勘查工作甚少。虽然天目山开展了钼矿普查工作，但仅对小石岭、大水瓶寨和乱马山3个化探异常区的构造蚀变带进行了初步评价，圈出小规模的钼矿体。区内尚有许多与之平行的北西西向构造蚀变带，成矿条件也大致相当，具有一定的找矿潜力；大寨钼异常区西部未封闭，也具有一定的找矿潜力。下一步经过认真地总结成矿规律，有针对性地开展地质、物化探工作，有望在该区取得新的找矿突破。

总之，该异常带具有一定的找矿潜力。

5 结 语

天目山钼矿的形成和分布受区域成矿环境、地层、构造、岩浆岩等因素控制，其中受岩浆控制最为显著。天目山花岗岩体普遍含有微量或少量的钼。在后期成矿过程中，钼随着构造活动进一步富集，早期的辉钼矿呈星散状、细脉状分布于岩体的硅化-绿帘石化破碎带中；第二期辉钼矿则呈脉状或集合体状，叠加于早期矿化之上；晚期的萤石石英脉沿构造带贯入后，对钼矿(化)体有一定的破坏作用。另外，局部钾长细晶岩、花岗伟晶岩的出现，对钼有一定的富集作用。

区域钼矿化范围大、强度高，从矿源层、岩石建造、岩浆岩及构造控矿因素来看，区域成矿条件十分优越，该区具有寻找中型以上钼矿床的潜力。