孟 芳

中國地質大學地球科學與資源學院，北京 100083

大別山中生代鉬礦成礦作用研究

孟 芳

中國地質大學地球科學與資源學院，北京 100083

大別山碰撞造山帶以其獨特的地質背景，蘊藏著豐富的礦產資源，先后發(fā)現(xiàn)湯家坪、千鵝沖及沙坪溝等大型鉬礦床，該地區(qū)礦床類型主要有斑巖型和斑巖-矽卡巖型，礦床形成時代為142Ma～112Ma，把該地區(qū)鉬礦成礦時代分為2期，即148Ma～138Ma和131Ma～112Ma。表明大別山地區(qū)鉬礦床是中國東部中生代構造體制大轉換過程晚期到中國東部巖石圈東西向大規(guī)模伸展過程中的產物。

地質特征；大別山；中生代；鉬；成礦作用

東秦嶺-大別山碰撞造山帶以其獨特的地質背景，蘊藏著豐富的礦產資源。近年來在大別山地區(qū)鉬礦找礦工作取得巨大進展，先后發(fā)現(xiàn)湯家坪、千鵝沖及沙坪溝等大型鉬礦床，使大別山成為找礦的熱點地區(qū)。因此，及時總結鉬礦地質和地球化學特征，分析鉬礦床成礦深部動力學機制和成礦構造動力學背景，具有重要的科學意義。

1 區(qū)域地質背景

大別山構造帶位于華北板塊與揚子板塊兩大之間，與華北板塊以欒川-明港-固始斷裂帶為界，與揚子板塊以襄樊-廣濟深大斷裂帶為界。該造山帶從北至南可以劃分為北淮陽綠片巖-低角閃巖相變質構造帶、桐柏-大別構造帶及南淮陽藍片巖-綠片巖相變質構造帶。其中，桐柏-商城斷裂和大悟-浠水斷裂分別為桐柏-大別構造帶與北淮陽構造帶及南淮陽構造帶的分界斷裂(圖1)。

圖1 大別造山帶地質略圖

大別造山帶巖漿活動頻繁，以中生代燕山期巖漿活動最為強烈。超基性、基性、中性及酸性巖均有產出。巖漿巖主要以噴出巖及淺成、超淺成侵入巖為主，在桐柏-商城斷裂帶之南，巖漿巖主要由靈山、新縣、商城三大花崗巖基及派生巖株群和小斑巖體組成。巖體的分布規(guī)律與構造格架相耦合：北西西向深大斷裂控制著巖漿巖帶，在北東向較大的斷裂與北西西向深大斷裂交匯處控制著三大巖基，而次級巖株及淺成、超淺成巖體多出現(xiàn)在北東與北西兩組構造的會合處。大別造山帶碰撞造山后燕山期的大量花崗質巖漿活動是該地區(qū)大規(guī)模鉬多金屬成礦作用的發(fā)生的直接原因，致使大別山地區(qū)成為鉬多金屬礦化的集中區(qū)，如北緣西段（河南省境內）有母山、千鵝沖、湯家坪、大銀尖、肖畈、陡坡鉬礦床產出；東段（安徽省境內）有沙坪溝、銀山鉬礦床分布。

2 礦床特征

目前在大別山造山帶陸續(xù)發(fā)現(xiàn)鉬礦床，礦床類型有斑巖型和斑巖-矽卡巖型，該地區(qū)以斑巖型為主，僅以陡坡鉬礦為典型介紹該區(qū)鉬礦床的礦床特征。

陡坡鉬礦區(qū)位于河南省羅山縣南部，行政區(qū)劃屬羅山縣山店鄉(xiāng)管轄，面積2.92Km2。區(qū)位于大別山北麓，屬秦嶺造山帶東延部分的桐柏大別造山帶。

2.1 礦區(qū)地層

礦區(qū)出露地層單一，僅有中-新元古界滸灣巖組（Pt2-3h），主要分布在礦區(qū)東南部。滸灣巖組為一構造巖石單位，不具地層意義。由高壓變質巖塊（HPB）和中壓變質巖塊（MPB）兩部分組成。高壓變質巖塊指榴輝（閃）巖及其退變質產物；中壓變質巖塊為一套經歷角閃巖相變質的白云片麻巖、白云斜長片麻巖、眼球狀白云（二云）二長（鉀長）片麻巖、斜長角閃片麻巖、二長斜長片麻巖、白云（磁鐵）石英片巖為主，夾綠簾斜長角閃片巖、白云石英片巖（構造片巖）、方解石大理巖透鏡體。高壓巖塊與中壓巖塊之間多為構造接觸，局部由于后期變質重結晶作用改造而界線不清。地層總體傾向為北東東，傾角45°～80°。中部溝谷出露第四系全新統(tǒng)現(xiàn)代河流礫石、砂沉積層、殘坡積物、亞粘土。

2.2 圍巖蝕變

區(qū)內常見的圍巖蝕變有硅化、鉀長石化、黃鐵礦化、高嶺土化、綠泥石化、方解石化等，多疊加出現(xiàn)，強弱不等。以硅化、鉀長石化、黃鐵礦化發(fā)育較強且與礦化關系密切。

（1）硅化：分布范圍廣，是與鉬成礦關系最密切的一種面型蝕變類型。早期硅化多呈細脈狀或團塊狀分布，少見金屬礦物。巖漿期后的熱液期，硅化多呈細脈-網脈狀充填于節(jié)理裂隙，其中含有輝鉬礦、黃鐵礦等金屬硫化物及螢石等非金屬礦物，由于多期次熱液活動，成礦脈體相互穿切，主要細脈有鉀長石-石英脈、黃鐵礦-石英脈，石英-黃鐵礦-輝鉬礦脈、石英-輝鉬礦細脈。

（2）鉀長石化：呈面狀、線狀廣泛分布，常與硅化伴隨，早期鉀長石化發(fā)育于巖體內部及斷裂帶中以粒間交代為主，細脈很少，主要為面狀鉀化，鉀長石呈顯微粒狀集合體交代斜長石；晚期鉀長石化多呈細脈狀，充填于節(jié)理裂隙中，與石英共生形成石英-鉀長石細脈或網脈，脈中常伴生輝鉬礦、黃鐵礦等金屬硫化物。

（3）黃鐵礦化：礦區(qū)內普遍發(fā)育。早期黃鐵礦呈晶形較好的細粒狀分布在圍巖和構造斷裂帶中；晚期黃鐵礦結晶程度較差，往往與輝鉬礦、石英、鉀長石等一起形成細脈、網脈或團塊。晚期黃鐵礦主要在構造裂隙帶發(fā)育、巖石破碎、蝕變較強地段出現(xiàn)。

（4）高嶺土化：高嶺土化也是礦區(qū)普遍發(fā)育的一種蝕變，常分布在斷層、裂隙構造帶邊部的軟弱部位，呈土狀、泥狀產出。蝕變范圍一般較小。

（5）綠泥石化：區(qū)內發(fā)育較普遍，在滸灣巖組地層中。以綠泥石交代云母為主，綠泥石多沿片麻理分布，或完全交代云母呈星點狀交代假象結構。該類蝕變有時伴生有少量黃鐵礦化，但與成礦關系不密切。

2.3 成礦期次

根據(jù)礦石礦物的結晶特點，礦物間的交代、穿插、溶蝕等結構特征及表生作用下的產出特點，將成礦作用分為二個成礦期，其中第二個成礦期又分為三個成礦階段。

①巖漿氣液成礦期：主要為巖體成巖晚期，殘余氣液中有自形粒狀黃鐵礦、花瓣狀輝鉬礦、磁鐵礦等金屬礦物隨成巖作用沉淀下來，該期蝕變主要為巖體自變質，以鉀長石化為主、絹云母化次之，鉬礦化較弱。

②巖漿期后熱液成礦期：為鉬礦體的主要成礦期，又可分為三個成礦階段。

A早期成礦階段：為巖漿期后熱液早期的蝕變階段，隨著熱水溶液的上侵，對造巖礦物進行交代，形成硅化、面型鉀長石化、絹云母化，同時形成斑巖中分布較廣的低品位稀疏浸染狀礦石，含有黃鐵礦、輝鉬礦等金屬硫化物。

B.中期石英硫化物階段：為主成礦階段，隨著硅酸溶液的運移，溶液濃度增大，硅化作用隨之加強，在大量石英沉淀的過程中，伴生有黃鐵礦、輝鉬礦等金屬硫化物沉淀，由于受區(qū)域構造活動的影響，形成一系列石英-硫化物細脈充填于裂隙，并且切穿早期形成的細脈，形成典型的網脈狀構造。

C.晚期低溫熱液階段：在低溫熱液作用下，生成石英-螢石-黃鐵礦細脈或黃鐵礦細脈，局部發(fā)現(xiàn)多晶洞構造，含輝鉬礦較少。

3 成礦時代

表1 東秦嶺-大別山地區(qū)鉬礦床成礦作用時間

輝鉬礦Re-Os同位素方法對鉬礦床測年比較精確，把秦嶺-大別地區(qū)鉬礦床總結如表1，從表中可以看出大別山地區(qū)的鉬礦形成時代集中在142Ma～112Ma。毛景文等提出華北克拉通及其臨區(qū)的中生代金屬成礦作用有3期重要的鉬成礦期，即233Ma～221Ma，148Ma～138Ma和131Ma～112Ma。因此可以把大別山地區(qū)鉬礦成礦時代分為2期，即148Ma～138Ma和131Ma～112Ma。

4 動力學背景

大別山地區(qū)肖畈鉬礦成礦年齡為142Ma，與母山鉬礦成礦花崗斑巖體的侵位年齡為(142.0±1.8)Ma，均為大別造山帶碰撞造山后構造體制由擠壓向伸展轉換時期加厚下地殼深熔作用的產物，其時限與東秦嶺第二期成礦時限(148Ma～138Ma)基本一致。大別山地區(qū)商城縣的湯家坪5個Re-Os模式年齡加權平均值為(114.7±1.8) Ma、大銀尖鉬礦床為(122.1±2.4) Ma、天目山鉬礦床Re-Os模式年齡為(121.6±2.1) Ma、安徽金寨地區(qū)的銀山鉬礦床Re-Os模式年齡為(113.5Ma～112.6)Ma和安徽沙坪溝鉬礦Re-Os模式年齡加權平均值為(121.6±2.1)Ma，均為大別山地區(qū)第二期大規(guī)模成礦事件的產物，其形成時代與東秦嶺東溝斑巖鉬礦床及魚池嶺斑巖鉬礦的時代一致。在早白堊世，大別造山帶受太平洋構造域的影響，由于其伸展環(huán)境造成了造山帶的垮塌，致使地殼增溫，構造-巖漿作用的活動，導致地殼拆沉，巖石圈減薄，軟流圈地幔上涌，利于小規(guī)模的花崗質成礦巖體侵位，以及鉬多金屬成礦作用的形成。

綜上所述，大別山北緣地區(qū)存在著148Ma～138Ma和131Ma～112Ma兩期重要的成礦事件，它們是對印支期后大別造山帶構造體制從擠壓收縮向區(qū)域性伸展到巖石圈大規(guī)模伸展減薄的地球動力學響應。

5 結語

在大別造山帶碰撞造山以后大量的酸性巖漿深成侵入-噴出作用的較早期，存在著一次與花崗質巖漿活動有關的鉬多金屬的成礦作用。在135百萬年之后，太平洋板塊運動方向改變?yōu)槠叫写箨戇吘壸呋?，導致在大陸邊緣形成一組北北東向的區(qū)域走滑斷裂，形成大別山地區(qū)131Ma～112Ma重要的鉬礦成礦時代。

[1]Liu X C，Jahn B M，Liu D Y，Dong S W and Li S Z. SHRIMP U-Pb zircon dating of a metagabbro and eclogites from western Dabieshan (Hong’an Block)，China，and its tectonic implications[J]. Tectonophysics，2004，394(3-4)：171-192.

[2]楊澤強.河南商城縣湯家坪鉬礦輝鉬礦錸－鋨同位素年齡及地質意義[J].礦床地質,2007，26（3）:289－295.

[3]Mao J W，Xie G Q，Bierlein F，Qv W J，Du A D，Ye H S，Pirajno F，Li H M，Guo B J，Li Y F and Yang Z Q. Tectonic implications from Re-Os dating of Mesozoic molybdenum deposits in the East Qinling-Dabie orogenic belt[J]. Geochimica et Cosmochimica Acta，2008，72(18)：4607-4626.

[4]葉會壽,毛景文,李永峰,郭保健,張長青,劉珺,閆全人,劉國印.東秦嶺東溝超大型斑巖鉬礦SHRIMP鋯石U-Pb和輝鉬礦Re-Os年齡及其地質意義[J].地質學報,2006,80（7）:1078-1088.

[5]楊梅珍,曾鍵年,覃永軍,李法嶺,萬守權.大別山北緣千鵝沖斑巖型鉬礦床鋯石U-Pb和輝鉬礦Re-Os年代學及其地質意義[J].地質科技情報，2010，29(5)：35-45.

[6]徐曉春,樓金偉,陸三明,謝巧勤,褚平利,尹滔.安徽金寨銀山鉬-鉛-鋅多金屬礦床Re-Os和有關巖漿巖40Ar-39Ar年齡測定[J].礦床地質,2009，28(5)：621-632.

[7]周珂,葉會壽,毛景文,屈文俊,周樹峰,孟芳,高亞龍.豫西魚池嶺斑巖型鉬礦床地質特征及其輝鉬礦錸-鋨同位素年齡[J].礦床地質,2009,28(2)：170-184.

[8]李永峰,毛景文,胡華斌,郭保健,白鳳軍.東秦嶺鉬礦類型、特征、成礦時代及其地球動力學背景[J].礦床地質，2005，24（3）：292-304.

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.23.005

孟芳（1982-），女，中國地質大學（北京）礦物學、巖石學、礦床學專業(yè)在讀博士研究生。