謝曉華，陳培榮

(1.江蘇華東有色深部地質(zhì)勘查有限責(zé)任公司， 江蘇 南京 210041； 2.南京大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院， 江蘇 南京 210023)

0 引言

馬頭鉬礦床位于安徽池州市南部30 km，地理坐標為:東經(jīng)117°28′43″～117°29′59″；北緯30°23′55″～30°25′18″，礦區(qū)海平面最高540 m，氣候潮濕溫潤，年平均降雨量1600 mm。該礦床最早由安徽地礦局324隊在上世紀70年代中期發(fā)現(xiàn)，礦床鉬金屬量(332+333)為31741 t(平均品位0.052%)，礦床規(guī)模為中型，整體屬于長江中下游燕山晚期多金屬成礦帶的一部分(趙超等，2015)。

近年來礦床研究分別從成巖成礦年齡、巖石礦物地球化學(xué)、穩(wěn)定同位素、流體包裹體、礦化蝕變分帶和控礦地質(zhì)構(gòu)造等方面分別做了大量研究闡述(Zhu et al.,2014；Li et al.,2017；宋國學(xué)等，2010；王偉華，2011；劉園園等，2012；艾金彪等，2013；霍明宇等，2013；謝興楠等，2013；薛衛(wèi)沖，2013；趙超等，2013；陳雪等，2014；肖娥等，2014；楊貴才等，2014；馬生明等，2015；趙超等，2015；席明杰等，2016)。

本文綜合研究歸納前人研究特點，首次提出馬頭下沖礦段礦化石英脈型和節(jié)理面型分類方法，并對賦礦部位的產(chǎn)出形式進行了不完全歸納統(tǒng)計，通過對礦化的分類和礦化期次分析，闡明斑巖的侵入和礦床礦化屬于同期，后期疊加的構(gòu)造是主要礦化位置，并就礦床成因進行全新的推測。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

馬頭鉬礦床位于揚子板塊北緣，華北板塊的南側(cè)，秦嶺-大別造山帶的東側(cè)(圖1a)，長江中下游斷裂坳陷帶和皖南加里東造山帶的交匯部位(顧連興和徐克勤，1987；董勝，2006)。

圖1 馬頭礦區(qū)區(qū)域構(gòu)造圖(a)和地質(zhì)背景圖(b)(據(jù)董勝，2006修改)1—第四系；2—白堊系；3—泥盆系—三疊系；4—志留系；5—寒武系—志留系；6—震旦系—志留系；7—元古界；8—燕山晚期花崗巖；9—印支期花崗閃長巖；10—斷層；11—深大斷裂；12—背斜褶皺；13—向斜褶皺；14—馬頭礦區(qū)

震旦紀—中三疊世為區(qū)域主要出露地層時代，大致可分為前震旦紀基底形成階段；震旦紀—中三疊世海相碳酸鹽巖和碎屑巖為主的蓋層形成階段，偶夾有海陸交互相或和陸相碎屑巖沉積；晚三疊世以后碰撞造山和弧后盆地階段，這又細分為晚三疊世—中侏羅世陸相前陸盆地沉積，晚侏羅世—早白堊世火山巖盆地沉積，晚白堊世—早第三紀伸展盆地沉積(常印佛等，1991；朱光等，2000)。

區(qū)域構(gòu)造上，北東走向的高坦深斷裂和江南深斷裂將地層做了區(qū)域性分割，自東南向西北方向，地層逐漸由老到新(董勝，2006)。北東-北北東向的褶皺構(gòu)造發(fā)育為主，高坦深斷裂以北主要為背斜和向斜交替分布，褶皺構(gòu)造主要分布在高坦深斷裂和江南深斷裂之間，主要的復(fù)式向斜大部分位于江南深斷裂以南(圖1b)。

馬頭礦區(qū)周邊的較大巖漿巖主要為北部的花園鞏巖體(燕山晚期花崗巖)和南部的譚山巖體(燕山晚期花崗巖)，東部的青陽-九華復(fù)合巖體(印支期—燕山期晚期)。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 礦區(qū)特征

2.1.1 地層

馬頭礦區(qū)出露地層主要是下志留統(tǒng)高家邊組(S1g)，位于礦區(qū)東南角；中志留統(tǒng)墳頭組(S2f)，約占礦區(qū)面積的40%左右；以及北部的上志留統(tǒng)茅山組(S3m)和西北部的上泥盆統(tǒng)五通組(D3w)，第四系主要圍繞著龍舒河分布(圖2)。地層接觸關(guān)系上，整合接觸主要分布在志留系之間，而西北角處泥盆系和志留系為平行不整合接觸(表1)。地層走向北東，傾向北西—北，傾角一般在21°～54°之間。

圖2 馬頭礦區(qū)地質(zhì)簡圖(據(jù)趙超等，2013)1—第四系；2—上泥盆統(tǒng)五通組；3—上志留統(tǒng)茅山組；4—中志留統(tǒng)墳頭組；5—下志留統(tǒng)高家邊組；6—花崗閃長斑巖；7—花崗斑巖脈；8—斷層及編號；9—下沖礦段

2.1.2 構(gòu)造

區(qū)內(nèi)主要構(gòu)造特征為斷層和節(jié)理裂隙，未見明顯褶皺露頭。斷層主要集中于溝谷中，依據(jù)主要是地貌、鉆探和物探結(jié)果，其他受制于野外植被覆蓋等原因較少見。節(jié)理裂隙在下沖礦段較發(fā)育，主要位于花崗閃長斑巖和砂巖接觸帶附近，部分節(jié)理面上有較好礦化。

2.1.3 巖漿巖

馬頭礦區(qū)主要巖漿巖為花崗閃長斑巖(圖2)，主要侵入于志留系墳頭組(S2f)地層中，分布于龍舒河兩岸。龍舒河西南側(cè)巖體主要分布在西山、桐坑和栗子坑一帶，出露面積較小且未見明顯礦化；龍舒河?xùn)|北側(cè)花崗閃長斑巖主要分布在下沖一帶，出露面積較大且有較好的礦化，是馬頭礦區(qū)主要成礦母巖體。

馬頭礦區(qū)花崗閃長斑巖新鮮面一般為灰白-青灰色，似斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要造巖礦物為石英、長石、云母、角閃石等。蝕變發(fā)育地方主要包括各層級蝕變，比如硅化、碳酸鹽化、綠泥石化、絹云母化、高嶺土化等，伴隨這些蝕變出現(xiàn)了黃銅礦化、黃鐵礦化、輝鉬礦化等。

馬頭礦區(qū)主要礦種輝鉬礦分別發(fā)育于花崗斑巖及其周圍地層(主要為墳頭組)的接觸帶中。根據(jù)已經(jīng)發(fā)表成巖成礦年齡(Zhu et al., 2014；劉園園等,2012；楊貴才等,2014；趙超等，2015)，該礦成礦年齡(148±3)Ma (Re-Os等時線)和成巖年齡145±Ma(鋯石U-Pb)相似，顯示為晚侏羅—早白堊世的燕山中晚期巖漿構(gòu)造熱事件。

花崗斑巖整體走向為北東向，基本與地層走向平行，花崗閃長斑巖巖體及與其接觸墳頭組地層之間有較好的礦化，目前發(fā)現(xiàn)的主要賦礦位置在下沖西北接觸帶附近，而花崗斑巖巖體方向和墳頭組砂巖地層方向礦化均逐漸減弱。在下沖花崗閃長斑巖東南側(cè)及其附近地層，未發(fā)現(xiàn)較好礦化。因此，對橫跨接觸帶的花崗巖和砂巖地層中的鉬礦化的產(chǎn)狀做統(tǒng)計，來了解礦化的制約因素顯得十分必要。

3 鉬礦化特征

3.1 礦化圍巖類型

馬頭礦區(qū)下沖段鉬礦化主要分布在花崗閃長斑巖和墳頭組砂巖西北側(cè)接觸帶中(圖3、圖4)，在該地區(qū)布設(shè)了多個鉆孔和平硐，根據(jù)現(xiàn)有鉬礦化結(jié)果來看，3號平硐以南、9號平硐以北為主要礦化區(qū)，5號平硐是礦化核心區(qū)域；可以看出，在核心區(qū)域外緣，沿1號、3號、9號和11號勘探線分別設(shè)置了4個以上鉆孔，其中9號線設(shè)置了6個鉆孔，東南側(cè)花崗巖外接觸帶受制于斷層F5影響，礦化消失。礦化圍巖主要為花崗閃長斑巖和砂巖?；◢忛W長斑巖中的輝鉬礦化石英脈(圖5a)在接觸帶附近分布較廣，而另一種則是以節(jié)理面上的鉬礦化形式存在(圖5b)。在接觸帶附近的蝕變砂巖中鉬礦化同樣以兩種形式存在，為砂巖中的鉬礦化石英脈(圖5c)和節(jié)理面上的輝鉬礦化(圖5d)。可以發(fā)現(xiàn)，不論哪種圍巖，整體上看，石英脈型鉬礦化規(guī)模一般要小于節(jié)理面上的輝鉬礦化，尤其在蝕變和構(gòu)造破碎帶附近，通常伴隨有較好的鉬礦化。

表1 馬頭礦區(qū)地層信息表(據(jù)薛衛(wèi)沖，2013)

圖3 馬頭礦區(qū)下沖礦段地質(zhì)及工程布置平面圖(據(jù)趙超等，2013)1—第四系；2—上志留統(tǒng)茅山組；3—中志留統(tǒng)墳頭組；4—下志留統(tǒng)高家邊組；5—花崗閃長斑巖；6—花崗斑巖脈；7—斷層及編號；8—勘探線及編號；9—詳查鉆孔位置及編號；10—探槽位置及編號；11—平硐位置及編號

3.2 礦化石英脈和礦化節(jié)理面分析

3.2.1 礦化產(chǎn)狀測量

分別對北接觸帶附近平硐中花崗閃長斑巖和砂巖中的礦化石英脈和礦化節(jié)理面產(chǎn)狀進行測量，測量石英脈和節(jié)理面的傾向和傾角，測得礦化石英脈79條，其中34條位于花崗巖中，45條位于砂巖中；測得礦化節(jié)理面111條，其中45條位于花崗巖中，66條位于砂巖中。

3.2.2 礦化石英脈

根據(jù)測得礦化石英脈產(chǎn)狀數(shù)據(jù)繪制研究區(qū)內(nèi)礦化石英脈走向-傾角極坐標圖(圖6)和傾向傾角等密度圖(圖7)?？梢钥闯?，花崗閃長斑巖中的石英脈礦化走向以北東向為主，傾角則是高傾角(平均傾角71°)為主，砂巖中的數(shù)據(jù)基本和花崗巖保持一致，但是變化幅度要略大于花崗巖，這說明石英脈型礦化對圍巖選擇性較弱，石英脈礦化形成只與巖漿侵入-冷凝關(guān)系密切。

3.2.3 礦化節(jié)理面

根據(jù)測得礦化節(jié)理面產(chǎn)狀數(shù)據(jù)繪制研究區(qū)內(nèi)礦化節(jié)理面走向-傾角極坐標圖(圖8)和傾向傾角等密度圖(圖9)?？梢钥闯?，花崗閃長斑巖中礦化節(jié)理面走向以北西向為主，傾角則是高傾角(平均傾角70°)；砂巖中數(shù)據(jù)和花崗巖基本一致，但是變化幅度要略大于花崗巖。這說明節(jié)理面型礦化在受到應(yīng)力作用影響時，不受圍巖控制，成礦方向的一致性表明應(yīng)力作用在花崗閃長斑巖和砂巖是相同的。

3.2.4 分析

根據(jù)上述數(shù)據(jù)可以看出，馬頭礦區(qū)主要鉬礦化石英脈走向(北東向)與馬頭礦區(qū)下沖礦段花崗閃長斑巖巖體走向(北東向)(圖3)一致；花崗閃長斑巖成巖年齡144.5～145.8 Ma(鋯石U-Pb)(Zhu et al.，2014；劉園園等，2012；趙超等，2015)和輝鉬礦成礦年齡(149±3)Ma(Re-Os等時線)(楊貴才等，2014)基本相同，顯示石英脈中的鉬礦化可能與斑巖巖體形成屬于同一巖漿-構(gòu)造活動產(chǎn)物。而礦化節(jié)理面以北西走向為主，與龍舒河走向平行(圖3)，按照斷裂成谷理論，區(qū)域斷裂構(gòu)造與礦化節(jié)理面存在一定程度相關(guān)性。晚侏羅-早白堊世的巖漿侵入導(dǎo)致礦化石英脈最終形成；后期地質(zhì)構(gòu)造應(yīng)力伴隨低溫鹵水的水-巖反應(yīng)下，鉬元素低溫流動，沿著北西向的節(jié)理面形成后期次生的節(jié)理面型鉬礦化。

圖4 馬頭礦區(qū)下沖礦段3線工程地質(zhì)剖面圖(據(jù)霍明宇等，2013)1—上志留統(tǒng)茅山組粉砂巖；2—中志留統(tǒng)墳頭組細砂巖；3—花崗閃長斑巖；4—斷層；5—鉬礦化帶；6—地層產(chǎn)狀(傾向/傾角)；7—鉆孔編號/深度；8—平硐位置及編號

圖5 馬頭鉬礦礦化圍巖分類a—花崗閃長斑巖中的鉬礦化石英脈；b—花崗閃長斑巖節(jié)理面中的鉬礦化；c—砂巖中的鉬礦化石英脈；d—砂巖節(jié)理面中的鉬礦化礦物縮寫：Mo—輝鉬礦；Qz—石英

圖6 馬頭鉬礦礦化石英脈走向-傾角極坐標圖—圍巖為花崗閃長斑巖(34條)；—圍巖為砂巖(45條)

圖7 馬頭鉬礦化石英脈傾向傾角等密度圖(等角度，下半球投影)a—花崗閃長斑巖中的鉬礦化石英脈(34條)；b—砂巖中的鉬礦化石英脈(45條)

圖8 馬頭鉬礦化節(jié)理面走向-傾角極坐標圖—圍巖為花崗閃長斑巖(45條)；—圍巖為砂巖(66條)

4 礦化分期

礦化分為早期石英脈期和晚期節(jié)理面期(表2)。

圖9 馬頭鉬礦化節(jié)理面傾向傾角等密度圖(等角度，下半球投影)a—花崗閃長斑巖中的鉬礦化節(jié)理面(45條)；b—砂巖中的鉬礦化石英脈(66條)

(1)石英脈期分為三個階段：早期高溫環(huán)境出現(xiàn)普通無礦化石英脈；中期中低溫環(huán)境鉬的流動，特定區(qū)域的富集，出現(xiàn)與石英脈伴生的鉬礦化(圖10a、10b)；晚期巖體冷凝疊加各種低溫?zé)嵋夯顒右鸬慕佑|帶附近次生蝕變。

表2 礦化分期及其礦物組合

(2)節(jié)理面期：在巖漿侵入-冷凝結(jié)束后，含礦圍巖中構(gòu)造應(yīng)力和低溫?zé)嵋涵h(huán)境使得鉬元素沿著節(jié)理面流動，最后重新富集于北西向為主含礦節(jié)理面上，形成后期北西向構(gòu)造控礦格局(圖10c、10d)。

圖10 馬頭鉬礦礦化切割期次關(guān)系a—位移錯動的鉬礦化石英脈；b—鉬礦化石英脈切割無礦石英脈；c—花崗閃長斑巖中的含輝鉬礦節(jié)理面切割方解石脈；d—砂巖中含輝鉬礦節(jié)理面切割石英脈礦物縮寫：Mo—輝鉬礦；Qz—石英；Cal—方解石

5 礦床成因推測

第一階段：由于成礦年齡和成巖年齡基本一致，礦化石英脈屬于巖漿事件同期產(chǎn)物，石英脈走向與花崗斑巖巖體走向、墳頭組地層走向一致，這一階段礦化程度較低，環(huán)境溫度較高，不利于低溫?zé)嵋恒f特定場合聚集。

第二階段：伴隨著巖體逐漸冷卻收縮，受到地質(zhì)應(yīng)力和熱液影響，以及北西走向破碎帶逐漸增多，鉬元素從圍巖中被析出，形成了一個有利于鉬元素聚集的中低溫物理化學(xué)環(huán)境。早期石英脈中輝鉬礦晶型發(fā)育較好，晚期破碎帶和節(jié)理面上一般無完整晶型，皮殼狀薄層輝鉬礦化常見，有利于鉬的富集。

石英脈鉬礦化與巖漿熱液作用有關(guān)，規(guī)模較??；節(jié)理面鉬礦化與構(gòu)造應(yīng)力和后期低溫?zé)嵋毫鲃佑嘘P(guān)，規(guī)模較大。早期北東向巖漿侵入階段形成巖漿同期礦化石英脈，后期受到區(qū)域應(yīng)力和低溫鉬熱液流動雙重影響，晚期形成北西向含礦節(jié)理面，在兩個方向交匯帶，尤其是構(gòu)造和蝕變同時交錯的區(qū)域，是鉬礦化的有利成礦區(qū)，為鉬礦化提供了有利賦存空間。

6 結(jié)論

(1)馬頭礦區(qū)下沖礦段的鉬礦化主要位于巖體西北側(cè)花崗斑巖和砂巖接觸帶中，野外礦化的具體表現(xiàn)形式主要以礦化石英脈和含礦的節(jié)理面為特征。

(2)統(tǒng)計79條含礦石英脈和111條含礦節(jié)理面：礦化石英脈以北東走向為主，礦化節(jié)理面以北西向為主。

(3)礦化分為早期和晚期，早期為石英脈型礦化，規(guī)模較小，晚期節(jié)理面型礦化為主要成礦方式，礦床主要受北東和北西向構(gòu)造的疊加區(qū)控制。

(4)以馬頭礦床下沖礦段為基礎(chǔ)，圍繞與花崗巖斑巖體有關(guān)的接觸帶周圍和深部規(guī)劃新的工作方向，對實現(xiàn)長江中下游多金屬成礦帶中的金屬分布位置認識，具有重大戰(zhàn)略意義。