李俊平,李永峰,3,羅正傳,謝克家
(1.河南省有色金屬礦產(chǎn)探測工程技術(shù)研究中心,河南鄭州450016;2.河南有色地質(zhì)礦產(chǎn)有限公司,河南鄭州450016;3.河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局,河南鄭州450016)
大別山北麓鉬礦找礦重大進展及其礦床地質(zhì)特征研究
李俊平1,2,李永峰1,2,3,羅正傳1,2,謝克家1,2
(1.河南省有色金屬礦產(chǎn)探測工程技術(shù)研究中心,河南鄭州450016;2.河南有色地質(zhì)礦產(chǎn)有限公司,河南鄭州450016;3.河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局,河南鄭州450016)
在總結(jié)近年來鉬礦勘查成果的基礎(chǔ)上,綜合論述了大別山鉬礦床的基本特征和成礦規(guī)律。鉬礦帶呈北西向狹長帶狀展布,鉬礦床的形成與燕山期中酸性淺成-超淺成小花崗巖斑巖體有關(guān),鉬礦床直接產(chǎn)于巖體內(nèi)外接觸帶及其附近;礦床類型主要為斑巖型,少量矽卡巖型、熱液脈型。結(jié)合Re-Os同位素精測年齡數(shù)據(jù),確定了大別山鉬礦床的成礦時代主要集中在(122.7±1.9)~(113.1±7.9)Ma時限之間。根據(jù)成礦地質(zhì)環(huán)境和化探異常特征,評價了該區(qū)鉬礦床勘查前景,認(rèn)為該區(qū)鉬礦成礦條件優(yōu)越,找礦潛力仍然非常巨大,初步提出7個找礦遠(yuǎn)景區(qū)。
鉬礦床;地質(zhì)特征;找礦遠(yuǎn)景;大別山北麓
大別造山帶為秦嶺造山帶東延部分,是中國南北兩大板塊碰撞拼合的典型地區(qū)。區(qū)內(nèi)構(gòu)造變動頻繁,巖漿活動強烈,鉬、金、銀多金屬成礦地質(zhì)條件有利。大別山鉬礦帶位于東秦嶺-大別鉬礦成礦帶東段,鉬礦床主要集中分布于西起河南省羅山縣靈山,東至安徽省金寨縣沙坪溝的地區(qū)內(nèi),依次分布有肖畈、毋山、陡坡、大銀尖、千鵝沖、湯家坪、沙坪溝、銀山等鉬礦床及眾多鉬礦點。2000年之前,該區(qū)鉬礦勘查工作一直進展不大,僅發(fā)現(xiàn)了毋山、肖畈、大銀尖等幾個中小型鉬礦床(點)。近幾年來,隨著該地區(qū)鉬、金、銀及其它金屬礦產(chǎn)勘查投入的大幅度增加,相繼發(fā)現(xiàn)了湯家坪大型鉬礦床和千鵝沖、沙坪溝等超大型礦床(楊澤強,2007a,2007b,2007c;楊澤強等,2008;羅正傳,2010;羅正傳等,2010;張懷東等,2010),同時還發(fā)現(xiàn)了一大批中小型礦床。它們與東秦嶺鉬成礦帶相連,構(gòu)成了中國最大的鉬礦省,探明鉬資源儲量約500萬噸(李紅超等,2010),展示了該區(qū)良好的找鉬前景,成為河南省近幾年來實現(xiàn)地質(zhì)找礦的重大突破地區(qū)之一。本文在以往鉬礦勘查研究的基礎(chǔ)上,重點對近幾年新發(fā)現(xiàn)的鉬礦床的地質(zhì)特征進行了研究,結(jié)合成礦地質(zhì)環(huán)境和化探異常特征,從區(qū)域成礦遠(yuǎn)景分析的角度,對該區(qū)鉬礦床勘查前景進行了分析。
大別造山帶夾持于揚子板塊向華北板塊俯沖碰撞的過渡地帶,呈東寬西窄的楔形地質(zhì)體,由多個形成于不同構(gòu)造環(huán)境、有著各自獨立建造特征、變形變質(zhì)和構(gòu)造演化序列的構(gòu)造地層地體,經(jīng)多次聚合后拼貼并焊結(jié)為一體的復(fù)雜構(gòu)造帶(李曙光等,1989;Ames et al.,1993;徐樹桐等,1994;楊巍然和楊坤光,1999;李錦秩,2001;湯加富等,2003;王勇生等,2004;翟明國,2008)。造山帶東端被郯廬斷裂截切,西段通過南陽盆地與秦嶺造山帶連接。大別造山帶自北而南大體劃分為4個構(gòu)造單元:北淮陽構(gòu)造帶(簡稱北淮陽)、北大別變質(zhì)雜巖帶、南大別變質(zhì)核雜巖帶(含高壓、超高壓巖塊)和宿松變質(zhì)雜巖帶(南淮陽構(gòu)造帶)(王清晨和叢柏林,1998;高山等,1999;但衛(wèi)等,2006)。
造山帶北部以NWW向桐柏-商城斷裂為界(圖1),北側(cè)為北淮陽構(gòu)造帶,南側(cè)為桐柏-大別變質(zhì)核雜巖隆起帶。在大別山北麓地區(qū),構(gòu)造格架表現(xiàn)為近東西向與近南北向兩組構(gòu)造相互交織形成的網(wǎng)格狀構(gòu)造系統(tǒng)。NWW向斷裂主要有龜山-梅山斷裂(簡稱龜-梅斷裂)(湛勝等,2004)、桐柏-商城斷裂(簡稱桐-商斷裂);近南北向斷裂主要有澀港斷裂、新縣斷裂和商城-麻城斷裂等。區(qū)內(nèi)出露地層主要有:太古界大別片麻雜巖建造;中元古界滸灣組中基性火山巖-陸源碎屑巖建造;中元古界肖家廟組濱海-淺海相碎屑巖-碳酸鹽巖建造;中元古界龜山組中基性火山巖-泥砂質(zhì)碎屑巖建造;下古生界泥盆系南灣組陸源碎屑巖建造,石炭系碎屑-碳酸鹽巖沉積建造;中生界侏羅系-白堊系火山巖建造等。
圖1 大別造山帶地質(zhì)略圖(據(jù)羅正傳等,2010修改)Fig.1 Geological sketch map of the Dabie orogenic belt(from Luo et al.,2010)
區(qū)內(nèi)巖漿活動十分頻繁,總體表現(xiàn)為巖漿作用時間的長期性,巖漿作用方式、產(chǎn)出狀態(tài)的多樣性及時空的強烈差異性(李先梓等,1993;張國偉等,2001;李曉勇等,2006;李創(chuàng)舉和包志偉,2010)。以燕山期巖漿活動最為強烈,主要表現(xiàn)為大量中酸性花崗巖、陸相火山巖和少量基性-超基性巖密切共生,構(gòu)成噴發(fā)-侵入系列。陸相火山巖沿大別造山帶北緣信陽-商城-霍山一帶分布,時代為晚侏羅世-白堊紀(jì),巖性組合為英安巖-流紋巖,屬大陸邊緣堿性火山巖系列。與之伴生的早白堊世侵入巖分布最廣,規(guī)模最大,分布面積約占全區(qū)基巖面積的1/5,主要為沿桐柏-商城斷裂自西向東分布的靈山、新縣和商城三大花崗巖基及眾多的中酸性小巖體,這些中酸性小巖體明顯受網(wǎng)格狀構(gòu)造體系控制,具有成群成帶等間距分布的特點,巖體多為酸性富堿的花崗斑巖、似斑狀花崗巖、石英斑巖、花崗閃長巖斑巖等,如毋山巖體、大銀尖巖體、湯家坪巖體等。這些不同層次的巨量花崗質(zhì)巖漿活動直接導(dǎo)致該地區(qū)大規(guī)模鉬多金屬成礦作用的爆發(fā),使大別山北緣地區(qū)成為鉬多金屬礦化集中區(qū)(李厚民等,2007;王運等,2009;羅正傳等,2010),西起河南省羅山縣靈山地區(qū)、東至安徽省金寨縣沙坪溝地區(qū),依次分布有肖畈、毋山、陡坡、大銀尖、千鵝沖、湯家坪、沙坪溝、銀山等鉬礦床及眾多鉬礦點,構(gòu)成東秦嶺-大別鉬礦成礦帶東段(羅銘玖等,1991,2000;邱順才,2006;李厚民等,2008;羅正傳,2010;羅正傳等,2010)。
大別山地區(qū)鉬礦床勘查工作始于20世紀(jì)70年代,原河南省地質(zhì)局系統(tǒng)對大別山河南境內(nèi)的斑巖銅、鉬礦床進行了系統(tǒng)研究。1975~1981年,原成都地質(zhì)學(xué)院73級找礦系信陽地勘隊對研究區(qū)內(nèi)地表進行了踏勘檢查,提出具有良好找鉬前景;之后,原河南省地質(zhì)局地質(zhì)十隊對本區(qū)的斑巖體進行了稀疏鉆探工程控制,發(fā)現(xiàn)毋山鉬礦及肖畈鉬礦等。1976年11月~1979年12月,基本完成了毋山鉬礦普查工作,通過地、物、化工作,大致查明毋山斑巖型礦床的礦化、圍巖蝕變及礦體的大致形態(tài)特征,通過1∶10000化探工作,圍繞毋山斑巖體發(fā)現(xiàn)了一些“衛(wèi)星式”異常和礦點,為該區(qū)進一步開展礦產(chǎn)勘查提供了地質(zhì)資料。對毋山鉬礦做了資源量估算,獲得鉬金屬遠(yuǎn)景資源量5.89萬噸。1976年11月~1981年10月,肖畈鉬礦發(fā)現(xiàn)了一系列強度高、連續(xù)性好的激電和次生暈異常。
2004年以來,隨著地質(zhì)礦產(chǎn)勘查力度的不斷加大,以及鉬金屬價格的不斷上漲和鉬礦勘查投入的持續(xù)加大,該區(qū)鉬礦勘查取得了一系列重大突破。新發(fā)現(xiàn)和勘查評價了大中型鉬及鉬多金屬礦床十幾處。如:湯家坪、千鵝沖、沙坪溝、陡坡等鉬礦床。截止2010年底,該區(qū)已探明資源儲量的鉬礦床有6處(圖1),其中大型-超大型礦床5個,鉬金屬資源儲量約160萬噸,其中2004年以來探明的約150萬噸,占90%以上。
湯家坪鉬礦位于豫南東緣大別山北麓商城縣達(dá)權(quán)店鄉(xiāng),鉬資源量23.5萬噸,達(dá)大型規(guī)模,該礦床的發(fā)現(xiàn)結(jié)束了豫南大別山地區(qū)沒有大型金屬礦床的歷史(楊澤強,2007a,2007b,2007c;楊澤強等,2008)。
礦區(qū)內(nèi)除中部出露的花崗斑巖外,大面積出露元古代大別片麻雜巖,地層總體走向北西-北西西,局部北東或近南北向。由于遭受了強烈的變質(zhì)變形作用改造,構(gòu)造形跡極為復(fù)雜,原始的地層層序大部分遭受破壞,片麻理產(chǎn)狀零亂。地層巖性簡單,主要為黑云斜長片麻巖、硅化黑云斜長片麻巖,其次為斜長角閃片(麻)巖。
礦區(qū)主要發(fā)育一些小斷裂構(gòu)造,多以壓扭性、張扭性斷層為主,主要有兩組:近東西向(北西西或南西西),傾向南、南西,或北、北東,以壓扭性為主。其次為北北東向,傾向北西西,以張扭性為主。斷裂帶內(nèi)巖石多破碎,硅化強烈,后期高嶺土化發(fā)育。由于受區(qū)域構(gòu)造和斑巖體上拱侵位影響,節(jié)理裂隙較發(fā)育,為鉬礦的形成提了良好的供容礦空間。
礦區(qū)內(nèi)巖漿巖種類單一,主要為花崗斑巖,出露于礦區(qū)東南部,東部湯家坪一帶走向北東20°左右,至北端轉(zhuǎn)向北西330°左右,整體出露形態(tài)為一東南大、北西小的彎月型(圖2),南北長1200 m,東南部寬600 m,北西部寬約300 m,出露面積約0.40 km2。巖體為不規(guī)則的巖株,與圍巖呈侵入接觸關(guān)系。
圖2 湯家坪鉬礦區(qū)圍巖蝕變分帶示意圖(據(jù)楊澤強,2007b修改)Fig.2 Geological sketch map of the Tangjiaping molybdenum deposit(from Yang,2007b)
鉬礦體賦存于早白堊世湯家坪單元花崗斑巖體內(nèi)及外接觸帶中(圖3),屬典型的斑巖型鉬礦床,I號鉬礦體長1120 m,寬960 m,礦體水平投影面積0.40 km2,礦體呈似層狀,西南部厚度巨大,總體走勢向西南方向傾伏,向東北翹起尖滅,傾伏角在20°左右,鉬品位0.06%~0.30%,無伴生有益組分,鉬礦資源量達(dá)大型規(guī)模。
礦石類型主要為細(xì)脈浸染狀、浸染狀輝鉬礦礦石,金屬礦物主要為輝鉬礦,含少量的黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、白鎢礦等;脈石礦物主要為石英、鉀長石、斜長石、單斜輝石、普通角閃石、黑云母,含少量綠泥石、綠簾石、絹云母、螢石等。輝鉬礦呈亮灰色,金屬光澤,半自形鱗片狀,片徑一般1~3 mm。礦石具鱗片狀結(jié)構(gòu),浸染狀、細(xì)脈浸染狀、脈狀、薄膜狀構(gòu)造。脈狀者一般為輝鉬礦鉀長石石英細(xì)脈、輝鉬礦石英細(xì)脈,一般脈寬1~5 mm,最寬可達(dá)20 mm。
湯家坪鉬礦明顯受斑巖體控制,巖漿熱液活動使斑巖體及其圍巖發(fā)生不同程度的蝕變,蝕變類型多樣,主要有硅化、鉀長石化、絹云母化及黃鐵絹英巖化、綠泥石化等,呈帶狀展布。5件輝鉬礦的Re-Os同位素模式年齡為(118.5 ±1.9)~(113.5±1.8)Ma(楊澤強,2007a),由此可準(zhǔn)確厘定湯家坪鉬礦床形成時代為早白堊世。
圖3 湯家坪0線地質(zhì)剖面圖(據(jù)楊澤強,2007b修改)Fig.3 Geological profile of the Tangjiaping molybdenum deposit(from Yang,2007b)
千鵝沖鉬礦床位于河南省光山縣河棚鄉(xiāng)千鵝沖村南(圖4),是大別山北緣地區(qū)發(fā)現(xiàn)的又一大型隱伏鉬礦床。該區(qū)的地質(zhì)找礦始于20世紀(jì)70年代的區(qū)域礦產(chǎn)調(diào)查,80年代后期至90年代初進一步在千鵝沖西北部、南部開展了一系列找礦工作,但均沒有大的突破;2006年以來,根據(jù)與巖漿巖有關(guān)礦床成礦系列理論,選擇千鵝沖西南部地表具鉬礦化的構(gòu)造蝕變帶開展鉬礦普查,逐步取得了巖體上部圍巖全巖礦化的新認(rèn)識,查明鉬礦資源量大于60萬噸,是繼湯家坪大型鉬礦之后在大別山北麓(河南段)找礦的又一重要突破(羅齊云和李吉林,2009;李吉林,2010)。
圖4 千鵝沖鉬礦床地質(zhì)圖(據(jù)楊梅珍等,2010修改)Fig.4 Geological sketch map of the Qian'echong molybdenum deposit(from Yang et al.,2010)
礦床位于北淮陽構(gòu)造帶南部邊緣,北淮陽與北大別構(gòu)造變質(zhì)雜巖帶的接合部位,桐-商斷裂帶北側(cè),潑河中生代火山盆地西側(cè),屬東秦嶺-大別山鉬成礦帶東段西北成礦亞帶(羅銘玖等,1991),周邊同受桐-商斷裂控制的還有肖畈、寶安寨鉬礦床和杜家畈、曾家山、棧板堰、楓響山多金屬礦床(點)。礦區(qū)南距寶安寨二長花崗巖巖體1.5 km,與其南部千斤鄉(xiāng)大銀尖花崗巖型鉬礦床僅距10 km。
礦區(qū)出露震旦系-下奧陶統(tǒng)肖家廟巖組和泥盆系南灣組(圖4)。肖家廟巖組為二云斜長片巖、綠簾斜長角閃片巖等,原巖為變中基性-酸性火山巖;南灣組是礦區(qū)的主要賦礦層位,為一套淺變質(zhì)復(fù)理石建造,經(jīng)歷了強變形和低變質(zhì)作用。主要巖性為變質(zhì)長石石英砂巖、千枚巖、千枚狀板巖等。地層面理走向近東西,傾角多在65°以上或近于直立。
區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育,區(qū)域性深大斷裂桐-商斷裂帶呈北西西向從礦區(qū)南部穿過,總體傾角50°~80°,出露寬度150~300 m;沿斷裂帶形成有糜棱巖化及片理化帶,延展范圍達(dá)數(shù)百米至千余米;該斷裂為北淮陽和北大別兩構(gòu)造單元的邊界斷裂,是大別造山帶在140~105 Ma的熱窿伸期間北淮陽與HP/UHP下滑翼部之間重要的滑脫界面,同時也是重要的控巖斷裂,燕山期寶安寨早白堊世細(xì)粒二長花崗巖巖株即侵入于該斷裂帶內(nèi)。該斷裂具有多期活動特點,早期主要為深層次韌性剪切為主形成的寬數(shù)百米的構(gòu)造糜棱巖帶,糜棱面理走向近東西,產(chǎn)狀近于直立。晚期主要表現(xiàn)為脆性變形的碎裂巖帶。區(qū)內(nèi)還發(fā)育一系列次級張性、張扭性斷裂構(gòu)造,構(gòu)成桐-商斷裂帶北側(cè)北西西和北北西向裂隙帶。北西西向的脆性斷裂裂隙帶集中分布于桐-商斷裂上盤,是一條由多達(dá)10余條平行分布的斷裂裂隙組成的寬約1 km裂隙密集帶,其產(chǎn)狀與地層構(gòu)造面理走向基本一致,產(chǎn)狀近直立,顯示控礦構(gòu)造體系遷就和利用早期區(qū)域性斷裂構(gòu)造。帶內(nèi)有強烈硅化、絹云母化、鉛鋅多金屬硫化物礦化。它控制了區(qū)內(nèi)礦化帶和巖脈的展布。通過對構(gòu)造蝕變帶特征和共軛花崗斑巖脈分析,這組斷裂裂隙帶有壓扭性結(jié)構(gòu)面特征,主應(yīng)力方向為南北向。北北西向斷裂的規(guī)模和密度相對較小,集中于礦區(qū)北部,被酸性斑巖脈充填,沿斷裂裂隙發(fā)育鉛鋅礦化(圖4)。
礦區(qū)地表無大的巖體出露,以發(fā)育多期次、多類型的侵入脈巖為特征。主要類型為閃長玢巖脈、煌斑巖脈、花崗斑巖脈、石英斑巖脈等。花崗斑巖脈多集中于礦區(qū)內(nèi),其地表未見礦化,深部有礦化現(xiàn)象,為深部隱伏成礦巖體的分枝?;詭r脈多分布于礦區(qū)北側(cè)。花崗斑巖脈與基性巖脈之間未見明顯的侵入接觸關(guān)系,根據(jù)斑巖成礦體系中脈巖發(fā)育規(guī)律,基性巖脈為斑巖巖漿體系最晚期的產(chǎn)物。根據(jù)地表花崗斑巖脈發(fā)育特征和圍巖地層廣泛熱液蝕變作用推測深部存在隱伏成礦花崗斑巖體。經(jīng)鉆探驗證,在主礦體下部存在隱伏巖體,由含黑云母花崗斑巖、花崗斑巖、含黑云母二長花崗巖等組成,與鉬礦關(guān)系密切。除此,千鵝沖鉬礦床的東南約1.5 km桐-商斷裂帶內(nèi)有寶安寨花崗巖體出露,該巖體侵位于震旦系-下奧陶統(tǒng)肖家廟巖組內(nèi),平面形態(tài)近于圓形,南北長1.2 km,東西最大寬度1.4 km,面積約1.7 km2,為一小型巖株。巖性為淺肉紅色細(xì)粒黑云母二長花崗巖。圍繞巖體未出現(xiàn)明顯金屬礦化。
礦區(qū)分布有銅、鉬、鉛鋅、銀等礦體,主要賦存于桐-商斷裂北側(cè)的泥盆系南灣組中。以隱伏巖體為中心,北部鉛鋅(銀)礦體受北北西向斷裂構(gòu)造控制,東部銅礦體主要產(chǎn)于近東西向斷裂構(gòu)造帶內(nèi),局部形成銀礦體;鉬礦主體隱伏于巖體上部,地表的鉬礦體大多沿千鵝沖南部近東西向斷裂構(gòu)造帶出露,東部與銅礦體疊加。不同礦體和隱伏巖體間具有一定成因聯(lián)系,除鉬礦體之外,其他礦體規(guī)模較小。
鉬礦體賦存于隱伏巖體外接觸帶的泥盆系南灣組變質(zhì)碎屑巖中。礦化范圍西至前周灣,東至陳沖,北至皂沖,南至伏苓崗。礦體東西長約1300 m,南北寬400~800 m,面積約0.9 km2(圖4)。礦體與圍巖呈漸變關(guān)系,無明顯界限。鉬礦體地表沿蝕變構(gòu)造帶呈脈狀分布,向深部逐漸復(fù)合,歸結(jié)于一個厚大的似透鏡狀體,邊部常出現(xiàn)分枝并逐漸尖滅。剖面上,礦體賦存于距離隱伏巖體200~700 m的外接觸帶。礦體厚度約300 m,呈近水平的厚層狀(圖5)。礦體形態(tài)受隱伏巖體頂部形態(tài)制約。見礦深度一般在200 m左右。目前控制礦體的最大深度在1000 m左右。鉬礦化屬典型的細(xì)網(wǎng)脈浸染型礦化。區(qū)內(nèi)鉬礦化相對均勻,鉬品位0.03%~1.09%、平均約0.09%,礦體中部品位高,頂、底部及邊部常出現(xiàn)分枝并逐漸尖滅。Cu一般在0.01%~0.05%之間。Ag一般在 1~8 μg/g,少數(shù)達(dá)到 30 μg/g。Pb一般在0.01%左右。礦化強度與裂隙發(fā)育程度呈正相關(guān)關(guān)系,裂隙愈發(fā)育,脈體密度愈大,礦化愈強。垂向上,由深至淺,含礦脈體脈幅具從大到小的變化趨勢。礦化具明顯的垂向和水平分帶性:Mo、Cu礦化在空間上具有一致性,但鉬礦化集中在下部,上部銅礦較強。Ag、Pb、Zn礦化集中在上部和外圍。鉬礦化受層狀網(wǎng)狀裂隙帶控制,Cu、Pb、Zn、Ag礦化主要受陡立北西西向構(gòu)造裂隙控制。
圖5 千鵝沖礦區(qū)0線地質(zhì)剖面圖(據(jù)楊梅珍等,2010修改)Fig.5 Geological profile of the Qian'echong molybdenum deposit(from Yang et al.,2010)
礦石中金屬礦物主要有輝鉬礦、黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦、磁鐵礦和赤鐵礦,少量脆硫銻鉛礦和微量磁黃鐵礦、斑銅礦和銀礦物。非金屬礦物主要為石英,其次方解石、綠簾石、綠泥石、絹云母等。礦石結(jié)構(gòu)為結(jié)晶結(jié)構(gòu),熔蝕交代結(jié)構(gòu)及壓碎結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造常見的類型有角礫狀構(gòu)造、脈狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造、多孔狀構(gòu)造和骨架狀構(gòu)造。
礦化蝕變分帶明顯,由巖體至圍巖自下而上出現(xiàn)鉀化-硅化帶、硅化-絹云母化帶、綠泥石-綠簾石-葉臘石-方解石化帶。蝕變多沿裂隙發(fā)生呈線狀,常見的圍巖蝕變有硅化、鉀長石化、黃鐵礦化、絹云母化、綠簾石化、綠泥石化、方解石化等,輝鉬礦化主要集中在硅化-絹云母化帶,呈星散狀、脈狀、不規(guī)則集合體狀,分布不均勻;局部也可見細(xì)脈狀、薄膜狀的輝鉬礦,因此構(gòu)成富礦段。礦化大致可以分為:①石英-鉀長石階段;②輝鉬礦-鉀長石-石英脈階段;③輝鉬礦-石英脈階段;④磁鐵礦-黃銅礦-石英脈階段;⑤多金屬硫化物-石英脈階段;⑥石英-方解石階段。
大銀尖鉬鎢多金屬礦位于河南省新縣千斤鎮(zhèn)南約2 km。近年來,大銀尖鉬礦床勘查取得了較大進展,且作為該帶唯一投產(chǎn)的鉬礦山而備受關(guān)注(李詩言等,2006;李靖輝,2008;Mao et al.,2008;李紅超等,2010;羅正傳,2010;羅正傳等,2010)。
大銀尖鉬礦床處于大別造山帶中段,八里畈-曉天-磨子潭斷裂南側(cè)。礦區(qū)地層出露為中元古界滸灣組變質(zhì)巖、大別片麻雜巖及新生界第四系;在滸灣組下段發(fā)育有含礦矽卡巖,依據(jù)地質(zhì)特征矽卡巖可分為上、中、下三段,巖性主要為石榴子石-透輝石矽卡巖、石榴子石-透輝石-陽起石矽卡巖、石榴子石-透輝石-陽起石-綠簾石矽卡巖等。礦區(qū)褶皺構(gòu)造主要為單斜構(gòu)造,斷裂構(gòu)造主要有北東-北東東和北西向兩組斷裂,次為近南北向斷裂。巖漿巖主要為燕山晚期二長花崗巖及花崗斑巖脈(圖6),其中大銀尖二長花崗巖體與鉬礦床的形成有著密切聯(lián)系。大銀尖巖體位于礦區(qū)中南部,沿南北向展布,北部叉開,總體呈“Y”型巖株狀產(chǎn)出,南、北分支分別侵位于中元古界滸灣組及大別片麻雜巖,出露面積約1.4 km2;巖石呈灰白至肉紅色,等粒、等粒-斑狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,主要造巖礦物為鉀長石、斜長石、石英和少量黑云母,副礦物主要有磷灰石、榍石、鋯石和磁鐵礦等,依據(jù)巖相學(xué)特征定名為二長花崗巖。
大銀尖鉬礦床主要賦存于大銀尖巖體北西部的內(nèi)外接觸帶內(nèi),地表可見表生氧化露頭,工業(yè)礦體埋深于20~30 m以下?,F(xiàn)已控制礦體8個,礦體規(guī)模變化較大,長150~80 m,延深180~450 m,厚1.10~8.28 m,最厚達(dá)78.70m,平均 4.60 m。鉬品位為0.02%~0.15%,平均0.10%,資源儲量可達(dá)中型。礦體主要呈脈狀、透鏡狀。礦石礦物主要為輝鉬礦、黃銅礦、斑銅礦、黃鐵礦,局部見白鎢礦;氧化礦物主要為鉬華、藍(lán)銅礦、孔雀石、褐鐵礦、黃鉀鐵釩等。內(nèi)接觸帶脈石礦物主要為斜長石、鉀長石、黑云母、石英、綠泥石、絹云母,外接觸帶脈石礦物主要為石榴子石、透輝石、陽起石、綠泥石、綠簾石、螢石等。礦石結(jié)構(gòu)主要為粒狀、乳滴和交代結(jié)構(gòu)等,礦石構(gòu)造主要為浸染狀、細(xì)脈-浸染狀、脈狀和角礫狀構(gòu)造等。礦石類型主要為含礦矽卡巖型、含礦石英脈型和含礦二長花崗巖型,目前主要采掘含礦矽卡巖型和含礦石英脈型礦石。圍巖蝕變主要為矽卡巖化、鉀化、硅化、絹云母化、黃鐵礦化、碳酸鹽化等。
圖6 大銀尖鉬鎢礦地質(zhì)圖(據(jù)邱順才,2006修改)Fig.6 Geological sketch map of the Dayinjian molybdenum deposit(from Qiu,2006)
大銀尖礦床發(fā)育3種礦化類型:斑巖型鉬、銅礦;矽卡巖型鎢、銅、鉬礦;石英脈型鉬、銅礦。
斑巖型鉬(銅)礦體:分布于大銀尖斑巖體西北部的內(nèi)外接觸帶上,埋藏深度約50~150 m不等。輝鉬礦呈浸染狀賦存于花崗斑巖的長英質(zhì)礦物間隙中,或以石英-輝鉬礦細(xì)脈、石英-輝鉬礦-黃鐵礦細(xì)脈充填于花崗巖裂隙中。銅多呈星點狀或浸染狀與黃鐵礦伴生。鉬品位一般為0.04%~0.15%,平均0.11%。銅品位一般小于 0.1%,局部可達(dá)0.1%~0.58%。
矽卡巖型鎢(銅鉬)礦體:賦存于矽卡巖中,金屬礦物主要有白鎢礦、黃銅礦、輝鉬礦、黃鐵礦。在垂向上,上部矽卡巖中鎢品位一般為0.1%~0.14%,最高0.2%;鉬、銅少見。中部矽卡巖中鎢品位一般0.11%~0.2%,最高0.55%;鉬一般為0.01%~0.02%;銅一般為 0.05%~0.14%。下部矽卡巖中鎢品位一般為 0.13%~0.2%,最高0.52%;鉬一般小于0.03%,最高0.07%;銅一般小于0.13%,最高 0.35%。
石英脈型鉬(銅鎢)礦體:主要分布于大銀尖巖體西北部的外側(cè),其產(chǎn)出嚴(yán)格受走向60°~70°、傾向NW、傾角50°~70°的斷裂及斷裂兩側(cè)的次級裂隙控制,呈脈狀、豆莢狀和不規(guī)則狀(圖6)。石英脈長10~120 m,有時可斷續(xù)延長約2 km。厚度變化于0.1~3 m,一般為0.3~0.8 m。石英脈以鉬礦化為主,伴生銅、鎢礦化,礦化規(guī)模較小,品位變化大。
根據(jù)礦床地質(zhì)特征、成礦元素組合、礦床成因、產(chǎn)出特點和成礦機制,可將大別山北麓鉬礦床分為斑巖型、矽卡巖型、熱液巖脈型三類,其中斑巖型礦床以湯家坪鉬礦床為典型代表,大銀尖鉬鎢礦床則是矽卡巖型的典型代表,熱液脈型礦床出露較少,產(chǎn)于大銀尖鉬礦局部地段。
斑巖型鉬礦床是自然界中具有工業(yè)應(yīng)用價值的主要鉬資源,約占總資源量的70%以上,大別山地區(qū)的鉬礦床也不例外,斑巖型鉬礦床是大別山北麓地區(qū)最主要的鉬礦床類型。該礦床主要形成于與成礦有成因關(guān)系的花崗巖類巖體內(nèi)部及其附近圍巖中。斑巖型鉬礦床的礦化強度一般與蝕變強度密切相關(guān),其巖體邊部往往有云英巖化,且硅化廣泛發(fā)育,甚至在巖體內(nèi)部經(jīng)強烈蝕變形成硅化帶(即石英核)。該區(qū)的湯家坪鉬礦床、毋山鉬礦床都是典型的斑巖型鉬礦床。
矽卡巖型鉬礦床主要產(chǎn)于花崗巖與碳酸鹽圍巖接觸帶,由交代作用產(chǎn)于矽卡巖中的鉬礦床,圍巖除矽卡巖化外,經(jīng)常還有一系列熱液蝕變,由于接觸帶矽卡巖的產(chǎn)狀不同,礦體形態(tài)各異,多以生成晚于矽卡巖的脈型礦體產(chǎn)出,含礦矽卡巖主要為石榴子石-透輝石矽卡巖,富集的輝鉬礦礦石往往產(chǎn)生于石榴子石矽卡巖中,礦石構(gòu)造有細(xì)脈浸染狀、團塊狀、星點狀等。該區(qū)的大銀尖鉬礦床部分鉬礦化體產(chǎn)于矽卡巖中,屬于矽卡巖型鉬礦床。
脈型鉬礦床多產(chǎn)于花崗巖類巖體內(nèi)外,由沿構(gòu)造裂隙充填的含輝鉬礦脈狀礦體組成,脈旁經(jīng)常發(fā)生線型蝕變,礦脈可以是較寬的含礦脈體,亦可以是細(xì)脈狀礦石組成的脈帶,含礦巖脈多種多樣,多見石英脈,也有偉晶巖脈成礦。
大別山鉬礦帶主要出露于河南羅山-安徽金寨一帶,長約350 km,寬20~50 km,面積約8000 km2。礦床大致呈近東西向成帶、南北向成群的空間展布特征,總體走向沿區(qū)域構(gòu)造線呈北西向狹長帶狀展布,近東西向與近南北向構(gòu)造復(fù)合疊加部位往往形成礦集區(qū),如:澀港鉬銀多金屬礦集區(qū)、馬畈金礦集區(qū)、吳陳河鉬銅多金屬礦集區(qū)、湯家坪鉬多金屬礦集區(qū)、亮山鉬多金屬礦集區(qū)等,表現(xiàn)出礦床呈近南北向成群分布特征。
鉬礦床的形成受諸多因素控制,大地構(gòu)造起了決定性作用,區(qū)域性深大斷裂起主導(dǎo)作用——控制了不同沉積建造、構(gòu)造巖漿巖帶、不同成礦單元的分布。在空間上表現(xiàn)為同一礦種、同一成因類型的礦床、礦(化)點呈北西-近東西向帶狀分布,與區(qū)域構(gòu)造線方向一致。
區(qū)內(nèi)燕山期近南北-北東向平推逆沖斷裂錯切了北西-近東西向斷裂,交匯部位不但控制了中酸性巖漿巖的產(chǎn)出,而且控制了礦床、礦(化)點的分布,形成礦集區(qū)。
(1)在澀港斷裂與龜-梅斷裂、桐-商斷裂交叉部位,形成澀港鉬、銀多金屬、金礦集區(qū)。
(2)竹竿河斷裂與龜-梅斷裂、桐-商斷裂交叉部位,分布形成馬畈金礦集區(qū)、山店鉬多金屬礦集區(qū)。
(3)新縣斷裂、晏家河-陡山河斷裂與桐-商斷裂交匯部位,形成吳陳河鉬銅多金屬、金礦集區(qū)。
(4)商-麻斷裂與桐-商斷裂交匯部位,形成汪崗鉬多金屬礦集區(qū)。商-麻斷裂與藥鋪-青山斷裂交匯部位,形成湯家坪鉬多金屬、金礦集區(qū)。另外,在商城巖體東部亦顯示成群分布特征。
大別山地區(qū)鉬礦床的形成與該地區(qū)廣泛分布的燕山期中酸性花崗斑巖有關(guān),小巖體控制了鉬礦的成生。近年來,應(yīng)用輝鉬礦Re-Os同位素方法對大別山地區(qū)的鉬礦床進行了定年研究,相繼發(fā)表了大批測年數(shù)據(jù)(楊澤強,2007a;徐曉春等,2009;羅正傳等,2010),上述Re-Os同位素精確測年資料表明:大別山地區(qū)的鉬礦床形成時代集中于(122.7±1.9)~(113.1 ±7.9)Ma(表1)。毛景文等(2003,2005)提出華北克拉通及其鄰區(qū)的中生代金屬礦床大規(guī)模成礦作用出現(xiàn)在200~160 Ma、140 Ma左右和130~110 Ma三個時期。通過對中生代地球動力學(xué)演化的分析研究,認(rèn)為這三大成礦期所對應(yīng)的地球動力學(xué)背景分別為華北板塊與揚子板塊的碰撞造山后陸內(nèi)造山和伸展過程、南北主應(yīng)力場向東西主應(yīng)力場構(gòu)造體制大轉(zhuǎn)折、東西向巖石圈大規(guī)模減薄作用。大別山北緣地區(qū)鉬礦床作為區(qū)內(nèi)大規(guī)模成礦作用的組成部分,其成礦時限和成礦背景與該區(qū)第三期基本一致(黃典豪等,1994;Li et al.,2004;毛景文和王志良,2000;毛景文等,2004,2005;李永峰等,2003,2005;魏慶國等,2009;Mao et al.,2010;高亞龍等,2010;高陽等,2010)。
依據(jù)成礦地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境條件(賦礦地層、與成礦有關(guān)的巖漿活動和控礦構(gòu)造)、鉬及相關(guān)元素地球化學(xué)異常、以及已有鉬礦床綜合分析,考慮地質(zhì)工作程度(特別是深部找礦、礦點探查及異常驗證程度)。可劃分出如下7個鉬成礦遠(yuǎn)景區(qū)(圖1、表2)。
表1 大別山地區(qū)鉬礦年齡一覽表Table 1 Re-Os ages of the molybdenum deposits in the Dabie orogenic belt
表2 大別山北麓找礦遠(yuǎn)景區(qū)特征一覽表Table 2 The prospecting areas in the northern slope of the Dabie mountain
(1)大別山鉬(鎢)礦帶主要出露于安徽金寨-河南信陽一帶,礦床直接產(chǎn)于燕山期中酸性巖體內(nèi)外接觸帶及其附近,其形成與燕山期中酸性小花崗巖斑巖體有關(guān),斑巖屬淺成、中淺成。
(2)大別山鉬礦主要為斑巖型、斑巖-矽卡巖型,少量熱液脈型;成因類型主要為斑巖型,占總儲量的80% 以上;其次為斑巖-矽卡巖型、熱液脈型,這些礦床深部具有尋找斑巖型鉬多金屬礦的潛力。
(3)鉬礦形成時代主要出現(xiàn)在(122.7±1.9)~(113.1±7.9)Ma時限之間,其對應(yīng)的地球動力學(xué)背景為華北板塊與揚子板塊的碰撞造山后伸展過程、中國東部構(gòu)造體制大轉(zhuǎn)換時期。
(4)通過各成礦遠(yuǎn)景區(qū)的成礦特征及資源潛力分析可知,大別山北麓鉬礦具有良好的找礦前景,應(yīng)積極加強大型或特大型斑巖型鉬礦床找礦勘查,在小型熱液型鉬、銅鉬、鉛鋅礦深部和外圍注意尋找斑巖型鉬礦床。
致謝:項目研究過程中得到河南省地質(zhì)調(diào)查三隊楊澤強高級工程師的大力幫助,呂古賢研究員、胡寶群教授給予細(xì)致審閱并提出了富有建設(shè)性的修改意見,謹(jǐn)此致以誠摯的謝意!
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Geological Features of Molybdenum Deposits and Ore Prospecting in Northern Slope of the Dabie Mountain,China
LI Junping1,2,LI Yongfeng1,2,3,LUO Zhengchuan1,2and XIE Kejia1,2
(1.Non-ferrous Mineral Exploration Engineering Reseach Center of Henan Province,Zhengzhou450016,Henan,China;2.Henan Non-ferrous Geological and Mineral Resources Co.Ltd.,Zhengzhou450016,Henan,China;3.Henan Provincial Bureau of Geology and Mineral Resources for Non-ferrous Metals,Zhengzhou450016,Henan,China)
The Dabie orogen of east-central China marks the division between the North China and Yangtze Cratons,and is characterized by juxtaposition of the~400 Ma Tongbai metamorphic belt and the~220 Ma South Qinling-Dabie metamorphic belt.It comprises a Late Archean crystalline basement which is composed of gneiss,granulite and migmatite of the Dabie Formation.The Mesoproterozoic metasedimentary rocks overlies the Archean crystalline basement and is overlain by lower Paleozoic Devonian clastic rocks.The Triassic collision between the North China and Yangtze Cratons which generated numerous granitoid intrusions such as the Shangcheng,Xinxian and Lingshan intrusions,and other small syenite stocks,such as Tangjiaping,Dayinjian,Mushan and so on.The shallow-emplaced granite porphyries are closely related to porphyry-skarn Mo and Mo-W deposites,forming the Dabie molybdenum metallogenic belt.The belt is one of China′s important regions where several large molybdenum deposits are distributed.Molybdenum deposits generally accur nearly E-W direction along the tectonic lineament and are mostly concentrated in a zone stretching from the Lingshan area of Xinyang in Henan Province to the Shapinggou area of Jinzhai in western Anhui Province.They occur in the endo-and exocontact zones of the porphyries.The major types of molybdenum deposits are porphyry,less porphyry-skarn and quartz vein-type.The ore-forming ages of the molybdenum deposits in the Dabie area are mainly cluster between(122.7 ±1.9)~(113.1 ±7.9)Ma.The pulse is the result of the transition of the tectonic regime from NS-to nearly EW-directions in East China.
geological features;mineralization prospect;molybdenum deposits;Dabie orogen
P612
A
1001-1552(2011)04-0576-011
2010-07-01;改回日期:2011-06-15
項目資助:本文為國土資源部公益性行業(yè)科研專項項目(201111007-2)、河南省科技發(fā)展計劃項目(2010-021)、全國危機礦山接替資源找礦項目(20089949)和河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局科技創(chuàng)新項目(ysdk2010-6)的成果。
李俊平(1965-),女,高級工程師,主要從事礦產(chǎn)勘查科研工作。