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摘要:夜长坪钼矿床位于华北地台南缘洛南-栾川推覆带近东西向构造带与北东向构造带的交汇部位,夹于南侧洛南-栾川断裂带与北侧潘河-马超营断裂带之间。该区位于夜长坪—八宝山,铁、钼、银成矿带。区内矿产资源比较丰富。文章通过矿区地质特征、地球化学特征及矿石矿物综合研究,总结矿床成因,提出找矿思路及找矿标志。同时将矿区的蚀变类型、矿物组合,矿物来源等进行综合研究,提出该矿床成矿类型和找矿潜力。
关键词:夜长坪钼矿、地质特征、找矿标志、矿床成因
夜长坪钼矿床位于华北地台南缘洛南-栾川推覆带近东西向构造带与北东向构造带的交汇部位(毛冰、叶会寿,2012年),夹于南侧洛南-栾川断裂带与北侧潘河-马超营断裂带之间。该区位于夜长坪—八宝山,铁、钼、银成矿带(宴国龙等,2012年),行政区划属三门峡市卢氏县木桐乡管辖。夜长坪钼矿床是东秦岭钼成矿带中的大型斑岩—矽卡岩型高—中温热液矿床(肖光富等,2014年),迄今为止周边发育多个大中型矿床。
1 区域地质概况
矿区主要发育震旦亚界长城系熊耳群安山玢岩、流纹斑岩和蓟县系白云岩地层,次为寒武系千枚岩、片岩、第三系砾石层、含砾粘土层和第四系含礓黄土及河床砂石冲积层。区内岩浆岩活动除晋宁期大规模火山活动外,印支期—燕山早期有正长岩类脉岩的侵八,燕山期有小的超浅成的中酸性斑岩体侵入。燕山期小的超浅成中酸性斑岩体受纬向系和新华夏系构造复合控制,与本区内生金属矿床的生成有着密切的关系。
2 矿区地质特征
2.1 矿区地层
矿区内出露地层主要为:中元古界官道口群龙家园组(Pt2l)、巡检司组白云岩(Pt2x)和少量第四系(Q)。
龙家园组占矿区面积四分之三左右,出露为中段上部和上段地层。钼矿床即赋存于该组地层中,岩性主要为硅质条带白云岩。巡检司组占矿区面积四分之一左右,分布于鸡笼山—贺家洼一线及其两侧。本区出露不完整,与下伏龙家园组呈整合关系,第四系为冲积的黄土、亚粘土和坡积、残积及河床砂砾石等。
2.2 矿区构造
夜长坪矿区位于潘河-马超营深大断裂西延部分南侧,构造较为发育,以近东西向断裂和褶皱为主,断裂构造分为两组,即近东西向、北北东向断裂,其余为次级断裂,北北东向断裂叠加于近东西向构造之上,不同程度的切断近东西向断裂和褶皱。褶皱构造主要有夜长坪背斜和鸡笼山向斜,其中夜长坪背斜轴线通过夜长坪村,走向280~290°,轴面北倾,倾角75°±。轴部地层为龙家园组地层。北翼地层倾角缓,10~30°;南翼较陡,50~70°。在背斜南翼存在一短轴背斜,这一短轴背斜控制着夜长坪岩体和钼矿体的分布。
2.3 矿区岩浆岩
矿区内出露地表的岩体不发育。区内分布的岩浆岩主要为燕山期花岗斑岩,次为印支期正长岩脉。
燕山期花岗斑岩有两期次的侵入:早期在深部侵入的矽化钾长花岗斑岩,其特征是强烈的矽化蚀变,矿化存在于矽化蚀变带及外围;浅部晚期侵入的钾化石英斑岩不存在矿化,并穿插破坏矿体。
2.4 矿区地球物理特征
1、磁异常特征
矿区磁异常形态近一随园形,长轴近东西,长1400m,南北宽1200m。北边出现负磁异常。似二度体量板法计算出剖面曲线与实测曲线吻合较好。经钻探验证,引起磁异常的磁性地质体呈“八”字型产出是与客观实际相吻合,与矿体产出形态基本一致,具体表现为:上层矿体由于受矿化后期钾化石英斑岩的浸入,使矿体中段部分冲断或变薄,矿体被分成两段,并个自外倾。因此本区用磁法找矿是有较的。
2、激电异常特征
矿区及外围存在4个激电异常,分别为GY1、GY2、GY3、GY4,其中工程验证GY4异常分布于夜长坪隐伏钼矿体上方,为矿致异常,其它异常均分布于矿区外围。通过类比分析,四个激电异常所处地质构造环境一致,并且具备相似激化率强度。由此推断在夜长坪钼矿区外围存在隐伏钼矿体,具较好的找矿前景
3 矿床地质特征
3.1 矿体特征
矿区矿体是以钼为主,并伴生钨的隐伏斑岩-矽卡岩型矿床,区内自上而下可圈定3个隐伏大透镜状矽卡岩型钼矿层和2个似层状斑岩型钼矿层,编号依次为Ⅰ、Ⅱ-1、Ⅲ-1及Ⅱ-2、Ⅲ-2。钼矿层赋存于震旦亚界蓟县系龙家园组(Pt2l)地层与燕山期侵入的隐伏中酸性花岗斑岩体的内外接触带及岩体中。
Ⅰ号矽卡岩钼矿层分布于矿区浅部,与Ⅱ-1号矽卡岩钼矿层以鉀化石英花岗斑岩、矽卡岩化白云岩分隔,Ⅱ-2斑岩型钼矿层即分布于Ⅰ号与Ⅱ-1号矽卡岩钼矿层分层钾化石英花岗斑岩内;Ⅲ-1号矽卡岩钼矿层分布于矿区深部,与Ⅱ-1号矽卡岩钼矿层以钾长花岗斑岩、矽卡岩化白云岩分隔,Ⅲ-2斑岩型钼矿层即分布于Ⅲ-1号与Ⅱ-1号矽卡岩钼矿层分层钾长花岗斑岩内。
3.2 矿石矿物成分
矿石中矿物由金属和非金属矿物组成。主要金属矿物为辉钼矿、钼钨矿、磁铁矿、黄铁矿、褐铁矿,其次为白钨矿、闪锌矿等;非金属矿物主要为透辉石、透闪石、白云石、方解石、长石、石英等,其次为玉髓、蛇纹石、绿泥石等和其他碳酸盐矿物等。
辉钼矿:辉钼矿在矿石中主要以单晶片存在,少部分呈集合体状,形态以细片状为主,部分呈丝状、毛发状、蠕虫状等,主要呈星散状—星点、堆状分布,其次呈稀疏浸染状、脉状、带状分布。矿石中辉钼矿粒度细是本区矿石的主要特点之一(见照片1、照片2)。
白钨矿:白钨矿在矿石中呈星点状分布,局部呈星散状分布,很少量呈带状分布,呈半自形粒状,大部分分布于非金属矿物粒间,少部分与辉钼矿形成连生和包裹关系。
黄铁矿:矿石中含量较少,多为半自形粒状,呈星点状分布,与黄铜矿、方铅矿、闪锌矿关系密切,在个别黄铁矿中有辉钼矿包裹。
3.3 矿石结构构造 矿石结构
1、矽卡岩型矿石
(1)半自形粒状结构:部分透辉石、方解石、萤石、白云石、白钨矿等呈此结构。
(2)它形粒状结构:部分石英、闪锌矿、方铅矿、白云石、白钨矿等呈此结构。
(3)包含结构:部分辉钼矿包裹于方解石、石英、白钨矿中。
(4)固溶体分离结构:黄铜矿呈细粒状包裹于闪锌矿中,这种结构是固溶体分离形成。
2、斑岩型矿石
(1)自形—半自形粒状结构:钾长石和部分黄铁矿等矿物呈此结构。
(2)它形粒狀结构:黄铁矿、黄铜矿和石英等呈此结构。
(3)斑状结构:岩石中钾长石、石英的粒度差异很大,粗粒钾长石、石英散布于微细粒长石和基质中,是花岗斑岩的特征结构。
(4)片状结构:矿石中的目的回收矿物辉钼矿呈片状结构。
矿石构造
1、矽卡岩型矿石
(1)星点状、星散状构造:辉钼矿及其它金属矿物呈星点状、星散状分布。
(2)浸染状构造:部分辉钼矿、磁铁矿呈浸染状分布于矿石中,这种辉钼矿呈发丝状、放射状等。
(3)集合体状构造:辉钼矿呈集合体分布于脉石粒间。
(4)脉状构造:方解石、石英、萤石等呈细脉状充填于岩石裂隙中。
2、斑岩型矿石
(1)星散状构造—浸染状构造:矿石中金属矿物分布不均匀,大部分呈星散状分布,局部呈浸染状分布。
(2)集合体状构造:辉钼矿多呈集合体状分布于岩石裂隙及其它矿物粒间。
(3)带状构造:辉钼矿、黄铁矿等金属矿物呈带状分布,形成带状构造。
4 找矿标志
(1)岩相标志:矿区矿层主要赋存于矽卡岩带和隐伏钾长花岗斑岩体内,矽卡岩矿层与钾长花岗斑岩体侵入关系密切,该岩体提供了成矿热源及物质来源。因此,矽卡岩带及隐伏钾长花岗斑岩体可作为直接找矿标志。
(2)矿化蚀变标志:早期矿化蚀变以黄铁矿化、钼钨矿化、弱透闪石矽卡岩化为特征;中期矿化蚀变以黄铁矿化、黄铜矿化、强透闪石和透辉石矽卡岩化,伴随强硅化,往往呈网脉状产出;晚期矿化蚀变以粗晶黄铁矿化为特征,同时伴随强烈的高龄土化、绿泥石化、方解石化、重晶石化和少量的石膏矿化,多呈脉状产出。其中早、中期矿化蚀变作用与钼矿化关系密切,对区内找矿预测具有指导意义,是寻找钼矿的直接标志。
(3)地球物理找矿标志:经工程验证矿区磁异常由含磁铁矿钼矿体与隐伏钾长花岗岩叠加引起。北部高值区即为夜长坪矿区。因此磁异常、激电异常及高极化率异常为区内钼矿重要的找矿标志。
5 结论
夜长坪钼矿床深部含矿的花岗斑岩具有高硅、高钾、富碱的特征,属于钙碱性系列的I型花岗岩,与成矿带上与成矿有关的花岗岩一致,因此推断深部含矿花岗斑岩体与成矿有关,应为成矿母岩,而浅部无矿花岗斑岩与成矿无关。
夜长坪钼矿区褶皱、断裂构造的多期次复合运动,为多期次岩浆侵入就位,提供了空间,含矿岩浆沿着近EW向与NE-NNE向断裂的交汇处上升,并在深部侵位形成花岗斑岩体,同时也分异出中高温、中—低盐度与高盐度并存、低密度、的含矿流体,随着成矿流体的迁移和演化,温度降低后,温度下降,辉钼矿溶解度随温度的下降而减小的幅度最大,最终导致钼的大量沉淀析出,在围岩性质、构造控制作用下,形成了夜长坪斑岩-矽卡岩型钼(钨)矿床。
矿床形成伴随着岩浆岩侵入分异演化过程,首先形成了区内沉积岩地层的矽卡岩化,随之,岩浆热液中携带的高温含矿流体,进入岩体外接触带矽卡岩化区,并形成矽卡岩型钼矿层,同时,随着岩浆岩的冷凝,含矿流体在岩体内局部形成斑岩型钼矿层。随后,历经多次岩浆侵入演化活动,最终完成该区钼矿床成矿作用的全过程。
参考文献:
[1]毛冰,叶会寿.豫西夜长坪钼矿床成因研究及找矿意义[A].中国地质学会青年工作委员会.第一届全国青年地质大会论文集[C].中国地质学会青年工作委员会:中国地质学会地质学报编辑部,2013:2.
[2]晏国龙,王佐满,李永全,傅渊辉,丁高明.河南夜长坪钼矿辉钼矿Re-Os同位素年龄及地质意义[J].矿产勘查,2012,3(02):184-193.
[3]肖光富,丁高明,晏国龙,张鹏程,任继刚,肖淳,王全乐.河南夜长坪钼矿床地质-地球化学特征及成因分析[J].地质找矿论丛,2014,29(03):350-356.
作者简介:刘方方(1984年10月3日--),女,汉族,湖北随州人,本科,助理工程师,长期从事地质矿产勘查和研究工作。
关键词:夜长坪钼矿、地质特征、找矿标志、矿床成因
夜长坪钼矿床位于华北地台南缘洛南-栾川推覆带近东西向构造带与北东向构造带的交汇部位(毛冰、叶会寿,2012年),夹于南侧洛南-栾川断裂带与北侧潘河-马超营断裂带之间。该区位于夜长坪—八宝山,铁、钼、银成矿带(宴国龙等,2012年),行政区划属三门峡市卢氏县木桐乡管辖。夜长坪钼矿床是东秦岭钼成矿带中的大型斑岩—矽卡岩型高—中温热液矿床(肖光富等,2014年),迄今为止周边发育多个大中型矿床。
1 区域地质概况
矿区主要发育震旦亚界长城系熊耳群安山玢岩、流纹斑岩和蓟县系白云岩地层,次为寒武系千枚岩、片岩、第三系砾石层、含砾粘土层和第四系含礓黄土及河床砂石冲积层。区内岩浆岩活动除晋宁期大规模火山活动外,印支期—燕山早期有正长岩类脉岩的侵八,燕山期有小的超浅成的中酸性斑岩体侵入。燕山期小的超浅成中酸性斑岩体受纬向系和新华夏系构造复合控制,与本区内生金属矿床的生成有着密切的关系。
2 矿区地质特征
2.1 矿区地层
矿区内出露地层主要为:中元古界官道口群龙家园组(Pt2l)、巡检司组白云岩(Pt2x)和少量第四系(Q)。
龙家园组占矿区面积四分之三左右,出露为中段上部和上段地层。钼矿床即赋存于该组地层中,岩性主要为硅质条带白云岩。巡检司组占矿区面积四分之一左右,分布于鸡笼山—贺家洼一线及其两侧。本区出露不完整,与下伏龙家园组呈整合关系,第四系为冲积的黄土、亚粘土和坡积、残积及河床砂砾石等。
2.2 矿区构造
夜长坪矿区位于潘河-马超营深大断裂西延部分南侧,构造较为发育,以近东西向断裂和褶皱为主,断裂构造分为两组,即近东西向、北北东向断裂,其余为次级断裂,北北东向断裂叠加于近东西向构造之上,不同程度的切断近东西向断裂和褶皱。褶皱构造主要有夜长坪背斜和鸡笼山向斜,其中夜长坪背斜轴线通过夜长坪村,走向280~290°,轴面北倾,倾角75°±。轴部地层为龙家园组地层。北翼地层倾角缓,10~30°;南翼较陡,50~70°。在背斜南翼存在一短轴背斜,这一短轴背斜控制着夜长坪岩体和钼矿体的分布。
2.3 矿区岩浆岩
矿区内出露地表的岩体不发育。区内分布的岩浆岩主要为燕山期花岗斑岩,次为印支期正长岩脉。
燕山期花岗斑岩有两期次的侵入:早期在深部侵入的矽化钾长花岗斑岩,其特征是强烈的矽化蚀变,矿化存在于矽化蚀变带及外围;浅部晚期侵入的钾化石英斑岩不存在矿化,并穿插破坏矿体。
2.4 矿区地球物理特征
1、磁异常特征
矿区磁异常形态近一随园形,长轴近东西,长1400m,南北宽1200m。北边出现负磁异常。似二度体量板法计算出剖面曲线与实测曲线吻合较好。经钻探验证,引起磁异常的磁性地质体呈“八”字型产出是与客观实际相吻合,与矿体产出形态基本一致,具体表现为:上层矿体由于受矿化后期钾化石英斑岩的浸入,使矿体中段部分冲断或变薄,矿体被分成两段,并个自外倾。因此本区用磁法找矿是有较的。
2、激电异常特征
矿区及外围存在4个激电异常,分别为GY1、GY2、GY3、GY4,其中工程验证GY4异常分布于夜长坪隐伏钼矿体上方,为矿致异常,其它异常均分布于矿区外围。通过类比分析,四个激电异常所处地质构造环境一致,并且具备相似激化率强度。由此推断在夜长坪钼矿区外围存在隐伏钼矿体,具较好的找矿前景
3 矿床地质特征
3.1 矿体特征
矿区矿体是以钼为主,并伴生钨的隐伏斑岩-矽卡岩型矿床,区内自上而下可圈定3个隐伏大透镜状矽卡岩型钼矿层和2个似层状斑岩型钼矿层,编号依次为Ⅰ、Ⅱ-1、Ⅲ-1及Ⅱ-2、Ⅲ-2。钼矿层赋存于震旦亚界蓟县系龙家园组(Pt2l)地层与燕山期侵入的隐伏中酸性花岗斑岩体的内外接触带及岩体中。
Ⅰ号矽卡岩钼矿层分布于矿区浅部,与Ⅱ-1号矽卡岩钼矿层以鉀化石英花岗斑岩、矽卡岩化白云岩分隔,Ⅱ-2斑岩型钼矿层即分布于Ⅰ号与Ⅱ-1号矽卡岩钼矿层分层钾化石英花岗斑岩内;Ⅲ-1号矽卡岩钼矿层分布于矿区深部,与Ⅱ-1号矽卡岩钼矿层以钾长花岗斑岩、矽卡岩化白云岩分隔,Ⅲ-2斑岩型钼矿层即分布于Ⅲ-1号与Ⅱ-1号矽卡岩钼矿层分层钾长花岗斑岩内。
3.2 矿石矿物成分
矿石中矿物由金属和非金属矿物组成。主要金属矿物为辉钼矿、钼钨矿、磁铁矿、黄铁矿、褐铁矿,其次为白钨矿、闪锌矿等;非金属矿物主要为透辉石、透闪石、白云石、方解石、长石、石英等,其次为玉髓、蛇纹石、绿泥石等和其他碳酸盐矿物等。
辉钼矿:辉钼矿在矿石中主要以单晶片存在,少部分呈集合体状,形态以细片状为主,部分呈丝状、毛发状、蠕虫状等,主要呈星散状—星点、堆状分布,其次呈稀疏浸染状、脉状、带状分布。矿石中辉钼矿粒度细是本区矿石的主要特点之一(见照片1、照片2)。
白钨矿:白钨矿在矿石中呈星点状分布,局部呈星散状分布,很少量呈带状分布,呈半自形粒状,大部分分布于非金属矿物粒间,少部分与辉钼矿形成连生和包裹关系。
黄铁矿:矿石中含量较少,多为半自形粒状,呈星点状分布,与黄铜矿、方铅矿、闪锌矿关系密切,在个别黄铁矿中有辉钼矿包裹。
3.3 矿石结构构造 矿石结构
1、矽卡岩型矿石
(1)半自形粒状结构:部分透辉石、方解石、萤石、白云石、白钨矿等呈此结构。
(2)它形粒状结构:部分石英、闪锌矿、方铅矿、白云石、白钨矿等呈此结构。
(3)包含结构:部分辉钼矿包裹于方解石、石英、白钨矿中。
(4)固溶体分离结构:黄铜矿呈细粒状包裹于闪锌矿中,这种结构是固溶体分离形成。
2、斑岩型矿石
(1)自形—半自形粒状结构:钾长石和部分黄铁矿等矿物呈此结构。
(2)它形粒狀结构:黄铁矿、黄铜矿和石英等呈此结构。
(3)斑状结构:岩石中钾长石、石英的粒度差异很大,粗粒钾长石、石英散布于微细粒长石和基质中,是花岗斑岩的特征结构。
(4)片状结构:矿石中的目的回收矿物辉钼矿呈片状结构。
矿石构造
1、矽卡岩型矿石
(1)星点状、星散状构造:辉钼矿及其它金属矿物呈星点状、星散状分布。
(2)浸染状构造:部分辉钼矿、磁铁矿呈浸染状分布于矿石中,这种辉钼矿呈发丝状、放射状等。
(3)集合体状构造:辉钼矿呈集合体分布于脉石粒间。
(4)脉状构造:方解石、石英、萤石等呈细脉状充填于岩石裂隙中。
2、斑岩型矿石
(1)星散状构造—浸染状构造:矿石中金属矿物分布不均匀,大部分呈星散状分布,局部呈浸染状分布。
(2)集合体状构造:辉钼矿多呈集合体状分布于岩石裂隙及其它矿物粒间。
(3)带状构造:辉钼矿、黄铁矿等金属矿物呈带状分布,形成带状构造。
4 找矿标志
(1)岩相标志:矿区矿层主要赋存于矽卡岩带和隐伏钾长花岗斑岩体内,矽卡岩矿层与钾长花岗斑岩体侵入关系密切,该岩体提供了成矿热源及物质来源。因此,矽卡岩带及隐伏钾长花岗斑岩体可作为直接找矿标志。
(2)矿化蚀变标志:早期矿化蚀变以黄铁矿化、钼钨矿化、弱透闪石矽卡岩化为特征;中期矿化蚀变以黄铁矿化、黄铜矿化、强透闪石和透辉石矽卡岩化,伴随强硅化,往往呈网脉状产出;晚期矿化蚀变以粗晶黄铁矿化为特征,同时伴随强烈的高龄土化、绿泥石化、方解石化、重晶石化和少量的石膏矿化,多呈脉状产出。其中早、中期矿化蚀变作用与钼矿化关系密切,对区内找矿预测具有指导意义,是寻找钼矿的直接标志。
(3)地球物理找矿标志:经工程验证矿区磁异常由含磁铁矿钼矿体与隐伏钾长花岗岩叠加引起。北部高值区即为夜长坪矿区。因此磁异常、激电异常及高极化率异常为区内钼矿重要的找矿标志。
5 结论
夜长坪钼矿床深部含矿的花岗斑岩具有高硅、高钾、富碱的特征,属于钙碱性系列的I型花岗岩,与成矿带上与成矿有关的花岗岩一致,因此推断深部含矿花岗斑岩体与成矿有关,应为成矿母岩,而浅部无矿花岗斑岩与成矿无关。
夜长坪钼矿区褶皱、断裂构造的多期次复合运动,为多期次岩浆侵入就位,提供了空间,含矿岩浆沿着近EW向与NE-NNE向断裂的交汇处上升,并在深部侵位形成花岗斑岩体,同时也分异出中高温、中—低盐度与高盐度并存、低密度、的含矿流体,随着成矿流体的迁移和演化,温度降低后,温度下降,辉钼矿溶解度随温度的下降而减小的幅度最大,最终导致钼的大量沉淀析出,在围岩性质、构造控制作用下,形成了夜长坪斑岩-矽卡岩型钼(钨)矿床。
矿床形成伴随着岩浆岩侵入分异演化过程,首先形成了区内沉积岩地层的矽卡岩化,随之,岩浆热液中携带的高温含矿流体,进入岩体外接触带矽卡岩化区,并形成矽卡岩型钼矿层,同时,随着岩浆岩的冷凝,含矿流体在岩体内局部形成斑岩型钼矿层。随后,历经多次岩浆侵入演化活动,最终完成该区钼矿床成矿作用的全过程。
参考文献:
[1]毛冰,叶会寿.豫西夜长坪钼矿床成因研究及找矿意义[A].中国地质学会青年工作委员会.第一届全国青年地质大会论文集[C].中国地质学会青年工作委员会:中国地质学会地质学报编辑部,2013:2.
[2]晏国龙,王佐满,李永全,傅渊辉,丁高明.河南夜长坪钼矿辉钼矿Re-Os同位素年龄及地质意义[J].矿产勘查,2012,3(02):184-193.
[3]肖光富,丁高明,晏国龙,张鹏程,任继刚,肖淳,王全乐.河南夜长坪钼矿床地质-地球化学特征及成因分析[J].地质找矿论丛,2014,29(03):350-356.
作者简介:刘方方(1984年10月3日--),女,汉族,湖北随州人,本科,助理工程师,长期从事地质矿产勘查和研究工作。