河北省围场县河西村钼矿地质特征及成矿时代讨论

贾立民

(河北省区域地质调查院，河北 廊坊 065000)

0 引 言

河西村钼矿位于围场县北西约100 km处的姜家店乡。2016～2019年，河北省区域地质调查院对该矿床先后开展预查和普查工作，初步查明和掌握了矿体的赋存状态和成矿规律，认为该矿床浅部为热液细脉型矿床，但深部具有寻找斑岩型钼矿的可能。本文通过对该矿床的区域地质、矿床地质、矿体地质及同位素年代学等方面的研究，探讨该矿床的成矿时间。

1 区域地质背景

河西村钼矿位于太行山板内造山带(岩浆活动带)的北端，上黄旗—乌龙沟断裂带紧邻工作区西侧通过；上黄旗—乌龙沟断裂带是华北地区重要的构造-岩浆-成矿带[1]，该带已发现多个中—大型钼矿床[2](见图1)。成矿类型以斑岩型钼矿为主，少量为石英脉型和火山热液型矿床[3-4]；主要成矿时间为晚侏罗-早白垩时期(160～130 Ma)[5-6]，如：小东沟斑岩型钼矿床Re-Os同位素年龄为135±1.5 Ma[7]；红山子火山热液型(铀)钼矿床结合赋矿的早白垩世粗面岩的地层年龄，推断为140 Ma[8-9]。还有一些矿床形成时间为印支期，如车户沟钼铜矿和库里吐铜钼矿[10]。车户沟钼铜矿床成矿类型为斑岩型，辉钼矿Re-Os同位素年龄为250.2±7.2 Ma[10,11]。库里吐铜钼矿床成矿类型为斑岩型，辉钼矿Re-Os同位素年龄显示为245.0±4.3 Ma[4]。

图1 华北克拉通北缘大地构造位置及钼矿床分布图(据曾庆栋，2012，修改)

2 矿床地质特征

2.1 地 层

河西村钼矿床位于上黄旗—乌龙沟构造岩浆岩带的东侧，由于侵入体的蚕食，前中生代地层多被掩盖或缺失，仅保留中、新生代地质体出露。工作区地层由早白垩世义县组(K1y)和中新世汉诺坝组(N1h)组成(见图2)。

图2 勘查区地质简图

工作区义县组岩性主要由粗安岩和粗安质角砾岩组成，邓绍颖2015年测得该组粗安岩U-Pb同位素年龄为129.5±0.7～130.6±0.6 Ma[12]，工作区该组岩石裂隙或破碎带中富集产生裂隙状钼矿体。汉诺坝组为一套溢流相的火山熔岩，岩性为橄榄玄武岩，该层角度不整合于义县组之上，未见矿体出露。

2.2 岩浆岩

区内侵入岩形成于早白垩世，以浅成侵入岩为主，呈北东向带状展布，依据侵入岩的物质组成、接触关系、形成时代、演化特征等，由早到晚划分为石英二长斑岩、正长花岗斑岩以及碱长花岗斑岩。其中，正长花岗斑岩和碱长花岗斑岩与成矿关系密切，于岩体裂隙之中，均发现细小辉钼矿矿体。区内发育的石英二长斑岩、正长花岗斑岩以及碱长花岗斑岩与早白垩世义县组均呈侵入接触。

石英二长斑岩：呈灰、灰黄色，斑状结构-基质微晶结构，块状构造。岩石由斑晶、基质组成。斑晶由斜长石(15%)、钾长石(2%～3%)、黑云母(5%)及少量石英组成，其中，斜长石呈半自形板状、宽板状外形，粒径一般0.3～3 mm不等；钾长石为正长石，半自形板状外形，粒径一般0.3～1.7 mm；黑云母呈叶片状，片径一般0.2～1.3 mm，星散状分布，局部绿泥石化、绿帘石化。基质由钾长石(35%)、斜长石(40%)、石英(5%～8%)、黑云母(3%～5%)组成，粒径一般为0.02～0.1 mm，少量为0.1～0.2 mm，杂乱分布。

正长花岗斑岩：呈灰、灰黄色，斑状结构-基质微晶结构，块状构造。岩石由斑晶(20%)、基质(80%)组成。斑晶由钾长石、黑云母组成，粒度一般为0.2～2 mm，杂乱分布，钾长石主要为正长石，呈半自形板状，高岭土化。黑云母呈片状，被白云母交代，多呈假象，少数残留。基质由长英质组成，粒度一般为0.05～0.2 mm，杂乱分布。

碱长花岗斑岩：呈暗红色，斑状结构-基质微嵌晶结构，块状构造。岩石由斑晶、基质组成。斑晶由石英(5%～10%)、钾长石(10%)暗色矿物假象组成。石英呈他形粒状，粒度一般为0.2～2 mm，星散分布。钾长石呈半自形板状，主要由正长石、透长石组成，粒度一般为0.3～3 mm，星散分布。暗色矿物呈半自形柱状，粒度一般为0.3～1 mm，零星分布，被雏晶黑云母交代呈假象；基质约占80%，由长英质组成。

2.3 构 造

区内断裂构造发育，其中NE向F1断裂为张性深大断裂，形成于早白垩世以前，控制区内侵入岩的分布。NW向断裂F2、F3、F4为断层F1的次级断层，断层NW端均受控于断裂F1，为后期活动所形成。河西村钼矿的主要控矿断裂为F1和F3断裂，沿断裂发育强烈的硅化、黄铁矿化、褐铁矿化、绿泥石化、高龄土化，局部发育萤石。区内断层构造为钼元素的运移和存储提供了通道和空间。

3 矿体地质特征

Ⅰ号含矿带位于工作区的中部，沿断裂F3破碎带展布，地表控制长度约为150 m，宽度为8.4 m，包含3条均近于平行产出的矿体，钻孔控制总厚度为12.83 m，产状为229°∠73°，矿体平均品位为0.06%～0.22%，钼最高品位为0.595%。容矿岩石为裂隙状、碎裂状粗安岩，裂隙多被硅化细脉侵入填充[见图3(a)、(b)、(d)]。

图3 工作区矿石特征

Ⅱ号含矿带位于工作区的中北部，沿断裂F1破碎带展布，地表出露长度为240 m，宽为5.75 m，包含4条均近于平行产出的矿体，钻孔控制总厚度为14.81 m，产状为335°∠80°，矿体平均品位为0.031%～0.13%，容矿岩石为碎裂状碱长花岗斑岩，碎裂状正长花岗斑岩[见图3(c)]。

4 矿石特征

矿石中金属矿物以黄铁矿为主[图4(a)]，少量为磁铁矿、磁黄铁矿、褐铁矿、赤褐铁矿、赤铁矿以及辉钼矿[图4(b)]，脉石矿物以长石为主，少量为硅质、黑云母、绢云母、角闪石、绿泥石、白云石以及高岭土等。

图4 工作区矿物特征

5 样品采集、测试与结果分析

5.1 样品的采集

本次工作采集1件碱长花岗斑岩样品(TW1)，进行LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学分析，采样位置见图2。

5.2 分析方法

锆石挑选、制靶和拍照由河北省区域地质调查院完成，在常规破碎、淘洗、磁选以及重液分离的基础上，选择完整、无裂隙的锆石进行制靶，锆石透、反射光、阴极荧光(CL)拍照。

锆石同位素测年在中国地质科学院矿产资源研究所MC-ICP-MS实验室完成，测试方法为LA-ICP-MS。测试所用仪器为Finnigan Neptune型MC-ICP-MS及与之配套的Newwave UP 213激光剥蚀系统。激光剥蚀直径为25 μm，频率为10 Hz，能量密度约为2.5 J/cm2，载气为He，激光剥蚀方式采用单点剥蚀，测试过程中采用GJ-1、M127作为外标进行校正。详细测试过程见文献[13]。数据处理过程运用ICP MS Data cal程序，锆石年龄协和图像采用Isoplot 3.0程序完成。

5.3 锆石U-Pb年代学分析结果

碱长花岗斑岩的大多数锆石为自形—半自形双锥柱状及断柱状，环带发育(见图5)，其中，第5号锆石存在裂隙，测试结果存在较大偏差(见表1)，对其数据进行舍弃。22个测点的U-Pb加权平均年龄为129.8±0.6 Ma，表明碱长花岗斑岩形成于早白垩世岩浆活动阶段。

图5 TW1样品的锆石CL图像和年龄

表1 TW1样品的LA-ICP-MS锆石U-Pb测年分析结果

续表1

6 成矿地质条件讨论

6.1 矿床成因讨论

野外资料显示，区内含矿硅化细脉穿插侵入于义县组粗安岩、正长花岗斑岩和碱长花岗斑岩的岩石裂隙或破碎带之中。

通过对全区样品进行研究发现(见表2)，区内除富集Mo、Au和Ag元素外，还富集Rb、W、Tl、Cd和Sb元素，各元素具有明显的相关性(见图6)，均富集于裂隙状(硅化细脉)粗安岩、碎裂状粗安岩、碎裂状碱长花岗斑岩以及碎裂状正长花岗斑岩之中；与之对应的致密块状粗安岩、碱长花岗斑岩、正长花岗斑岩、石英二长斑岩以及潜流纹岩含矿性较差，未见明显元素富集。

表2 主要岩性光谱全分析样相关元素平均值 ×10-6

图6 主要岩性相关元素富集平均值曲线图

工作区内高温成矿元素Mo、W、Rb和低温成矿元素Au、Ag、Tl、Cd、Sb共同伴生，间接说明地表处于成矿前缘，深部可能存在斑岩型钼多金属矿床。

6.2 矿床形成时代讨论

区内最晚一期侵入体为碱长花岗斑岩，形成年龄为129.8±0.6 Ma。碱长花岗斑岩构造破碎带或岩石裂隙中明显富集钼矿体。所以区内钼矿的形成应晚于碱长花岗斑岩的形成时间。

7 结 论

(1)河西村钼矿床形成时间晚于129.8±0.6 Ma。

(2)地表热液细脉状钼矿为深部矿床的前缘细脉状矿床，深部可能存在更大规模的钼矿床。