河南省新縣姚沖鉬礦床地質(zhì)特征及控礦因素

陳麗娟，陳 鵬

（1．河南省有色金屬地質(zhì)勘查總院，鄭州450052；2．中國(guó)地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京100083）

0 引言

大別造山帶是一條重要的鉬成礦帶［1］，帶內(nèi)分布有新發(fā)現(xiàn)的鉬多金屬礦床10余處，與東秦嶺鉬成礦帶相連，構(gòu)成了中國(guó)最大的鉬礦省，姚沖鉬礦床就是其中的一個(gè)典型礦床。

姚沖鉬礦床位于河南省新縣戴咀鎮(zhèn)，上世紀(jì)80年代，在礦床所在區(qū)域開(kāi)展1∶5萬(wàn)地球化學(xué)土壤測(cè)量，雖然發(fā)現(xiàn)了較好的鉬礦異常，但找礦工作一直沒(méi)有突破。2008年以來(lái)，河南省有色金屬地質(zhì)勘查總院利用斑巖成礦理論，開(kāi)展以鉬礦為主的普查找礦工作，發(fā)現(xiàn)了隱伏的鉬礦體，礦床規(guī)模達(dá)到中型，探獲鉬資源量近5×104t。通過(guò)進(jìn)一步勘查工作，礦床規(guī)模有望達(dá)到大型。開(kāi)展該區(qū)隱伏鉬礦床成礦地質(zhì)特征及控礦因素的研究，對(duì)大別山北麓隱伏鉬礦勘查具有指導(dǎo)意義。

1 區(qū)域成礦背景

1．1 區(qū)域地質(zhì)背景

本區(qū)大地構(gòu)造位置處于大別造山帶中段，桐柏—商城斷裂南側(cè)的桐柏—大別變質(zhì)核雜巖隆起帶，新縣二長(zhǎng)花崗巖體的北東側(cè)。按照河南省成礦區(qū)帶及礦床成礦系列劃分，該區(qū)屬桐柏—大別褶皺帶Au，Ag，Mo，Cr多金屬礦帶，處于母山—湯家坪與中生代（燕山期）花崗斑巖有關(guān)的Mo，Cu多金屬礦床成礦亞系列的中部［2］（圖1）。

區(qū)域地層發(fā)育不全，主要為一套區(qū)域變質(zhì)巖和火山碎屑巖，出露的地層主要有元古宇大別片麻雜巖、中元古界蘇家河群、震旦系—奧陶系肖家廟巖組、泥盆系南灣組、下白堊統(tǒng)陳棚組及第四系等。

區(qū)域構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈，早期構(gòu)造主要為NWW向龜－梅斷裂、桐－商斷裂，為區(qū)域主干構(gòu)造，控制了區(qū)內(nèi)總體構(gòu)造線方向；晚期構(gòu)造主要為NE向新縣斷裂及其派生的次級(jí)斷裂構(gòu)造。2組構(gòu)造在區(qū)內(nèi)交匯。區(qū)域性NWW向深大斷裂對(duì)鉬成礦帶具有控制作用，如巖體直接產(chǎn)于斷裂帶中，所有的小斑巖體均沿?cái)嗔褞С扇撼蓭Х植?，各巖體群在空間上呈EW向展布，巖體群與其中的巖體分布都表現(xiàn)出明顯的等距性。

區(qū)域巖漿活動(dòng)頻繁［3］，巖體分布廣泛，巖漿巖從基性巖到酸性巖均有產(chǎn)出，以燕山期巖漿活動(dòng)最為強(qiáng)烈，主要有新縣巖體（約200km2）。在新縣巖體的北西側(cè)及東側(cè)發(fā)育大量的燕山期花崗斑巖及中酸性小巖體，燕山期花崗巖包括二長(zhǎng)花崗巖、石英正長(zhǎng)巖、花崗斑巖等，姚沖的鉬礦化主要與燕山期巖漿活動(dòng)有關(guān)。

1．2 區(qū)域地球化學(xué)背景

圖1 大別山北麓地質(zhì)礦產(chǎn)示意圖Fig．1 Sketch map showing geology and mineral occurrence distribution in north slope of Dabieshan mountain

1∶5萬(wàn)土壤地球化學(xué)測(cè)量在姚沖一帶圈出戴咀12－Mo（Cu，Pb）乙3異常。該異常元素組合以Mo為主，伴生 W，Zn，Ag，Pb，Cu等。Mo異常面積約10km2，強(qiáng)度2．0×10－6～58．3×10－6，異常強(qiáng)度高，濃集中心明顯；Zn，Pb，Ag等元素異常圍繞 Mo，Cu元素異常外圍分布，具水平分帶特征，即Cu－Mo組成異常內(nèi)帶，Pb－Zn－Ag組成異常外帶，具斑巖型鉬（銅）礦床元素異常分帶模式。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2．1 礦區(qū)地層

礦區(qū)內(nèi)出露地層有太古代大別巖群變質(zhì)表殼巖（Ardb）、元古界大別片麻雜巖（Ptdog）和第四系（圖2）。

大別巖群變質(zhì)表殼巖呈不規(guī)則狀、透鏡狀零星分布于變質(zhì)深成巖系中，單個(gè)面積很小，大致沿NW向展布，與變質(zhì)深成巖系多呈漸變關(guān)系，局部可見(jiàn)侵入接觸。主要巖石類型為角閃黑云二長(zhǎng)片麻巖、斜長(zhǎng)角閃片麻巖、含榴斜長(zhǎng)角閃巖、白云斜長(zhǎng)片麻巖等。巖石多具定向排列，其拉伸線理方向、片（麻）理產(chǎn)狀與變質(zhì)深成巖系的拉伸線理方向、片麻理產(chǎn)狀一致，表明二者均遭受了后期剪應(yīng)力作用的改造。

大別片麻雜巖為礦區(qū)主要含礦巖系，是一套經(jīng)強(qiáng)烈變形變質(zhì)、多次熔融改造的巖漿雜巖體，屬變質(zhì)深成巖系，在礦區(qū)出露廣泛，主要巖性為二長(zhǎng)花崗質(zhì)片麻巖、云英閃長(zhǎng)質(zhì)片麻巖、黑云斜長(zhǎng)片麻巖等。巖石受后期構(gòu)造熱事件影響，普遍具糜棱巖化，并具絹云母化、綠泥石化蝕變。

2．2 礦區(qū)構(gòu)造

構(gòu)造形跡地表出露較少［4］，僅在高速公路兩側(cè)出露較明顯。礦區(qū)遙感圖像顯示，礦區(qū)發(fā)育多條斷裂（圖3），主要發(fā)育NE向、近EW 向斷裂，少量NW向斷裂，這些斷裂構(gòu)成了礦液運(yùn)移最為理想的導(dǎo)礦系統(tǒng)。根據(jù)斷層與成礦的先后關(guān)系可分為成礦前、成礦期和成礦后斷裂。成礦前和成礦期斷裂起著導(dǎo)、送成礦熱液的作用，成礦后斷裂對(duì)礦脈具有破壞作用。礦區(qū)構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)對(duì)脈巖和節(jié)理的分布具有控制作用，在SN向引張應(yīng)力的作用下，深部巖漿沿著近EW向的裂隙帶上涌填充，形成礦區(qū)內(nèi)的近EW向脈巖。

2．3 礦區(qū)巖漿巖

礦區(qū)出露的巖漿巖主要為脈巖，其寬窄不一，窄的只有0．5m，寬者達(dá)70m。主要為中酸性巖，有少量煌斑巖出露。受NE向、近EW向斷裂控制，熱液上侵時(shí)沿?cái)嗔殉涮?，形成大量NE向、近EW向巖脈，其中，花崗斑巖脈（γπ）和閃長(zhǎng)玢巖脈（δμ）在礦區(qū)廣泛出露。

圖2 河南省新縣姚沖礦區(qū)地質(zhì)略圖Fig．2 Geological sketch of Yaochong Mo deposit

閃長(zhǎng)玢巖脈出露寬度為1～40m，巖石呈黃綠色，節(jié)理發(fā)育?；◢彴邘r脈多為近EW走向，NE向次之；出露寬度0．5～40m，巖石的顏色變化較大，斑晶呈淺色－肉紅色，大都發(fā)生碎裂，粒徑變化也較0．5～5mm；基質(zhì)為細(xì)晶－隱晶質(zhì)。

2．4 礦區(qū)地球化學(xué)特征

礦區(qū)1∶1萬(wàn)土壤地球化學(xué)測(cè)量成果［5］顯示，區(qū)內(nèi)Bi，W，Pb，Ag，Sn，Mo，As，Sb，Zn元素背景場(chǎng)與黎彤克值（1976）相比，呈高背景場(chǎng)特征，尤以Bi，W，Pb，Ag，Sn，Mo更為明顯。Au，Cu，W，Ni，Ag，Mo，Bi元素離散程度較高，呈雙峰或多峰模式分布。說(shuō)明上述元素在本區(qū)經(jīng)過(guò)后期地質(zhì)作用，有利于成礦，區(qū)內(nèi)地球化學(xué)異常場(chǎng)呈“面狀”形態(tài)結(jié)構(gòu)，具有明顯的“中空環(huán)面狀”分布特征，空間上呈明顯的分帶性。Mo異常呈中空的環(huán)狀分布，Cu異常呈環(huán)帶狀分布于Mo異常內(nèi)側(cè)，Bi異常呈半環(huán)狀分布于 Mo異常的北部，而Ag，Pb，Zn，W，As，Sb等中低溫元素異常則零星圍繞Mo，Cu，Bi高溫元素異常呈環(huán)狀分布（圖4）。

3 礦床地質(zhì)特征

3．1 礦體特征

姚沖鉬礦床主要賦存于大別片麻雜巖內(nèi)，礦體圍巖主要為花崗閃長(zhǎng)質(zhì)片麻巖、云英閃長(zhǎng)質(zhì)片麻巖和花崗斑巖。礦區(qū)地表共發(fā)現(xiàn)礦化體5處［4］，礦化體的產(chǎn)狀和形態(tài)主要受巖體、NE向和近EW向構(gòu)造控制，走向?yàn)镹E向和近EW向。Ⅰ號(hào)、Ⅱ號(hào)礦化體位于焦贊嶺北，巖體中見(jiàn)青磐巖化，礦化主要分2種：一種為細(xì)脈浸染狀、網(wǎng)脈狀，另一種為沿節(jié)理面和石英脈呈稀疏細(xì)脈狀分布（圖5）；Ⅲ號(hào)礦化體位于大廟崗南，走向與斷裂帶一致，為近EW向，礦化體形態(tài)和規(guī)模嚴(yán)格受控于花崗斑巖脈（枝）的產(chǎn)狀和分布特征，礦化石英脈較寬，約0．2～15cm，圍巖具硅化、鉀化；Ⅳ號(hào)礦化體位于姚沖北，走向NE，鉀化強(qiáng)烈，巖枝和圍巖中微裂隙發(fā)育，黃鐵礦和輝鉬礦沿裂隙充填；Ⅴ號(hào)礦化體位于黃古田北，走向NE，沿?cái)嗔褞Х植迹瑪嗔褍?nèi)充填有花崗斑巖脈，巖脈裂隙面上具輝鉬礦化，沿?cái)嗔寻l(fā)育硅化和鉀化蝕變。

姚沖鉬礦床的工業(yè)礦體主要為隱伏礦體［4］，位于礦區(qū)東北部，地表只有強(qiáng)異常的顯示。經(jīng)鉆探工程驗(yàn)證，礦體沿傾向（NW－SE）控制寬度160～460 m，沿走向（NE－SW）控制長(zhǎng)度約640m，面積約0．15 km2（表1）。礦體賦存標(biāo)高為－236．00～229．00m，由于投入工程量少，礦體邊界沒(méi)有控制，礦體呈厚度較大的似層狀、透鏡狀分布，總體向N傾伏，礦體內(nèi)夾石及分支復(fù)合現(xiàn)象多見(jiàn)。鉬礦化與圍巖的物理性質(zhì)、裂隙發(fā)育程度有關(guān)，巖石的裂隙越發(fā)育，礦化越強(qiáng)。礦體中輝鉬礦主要產(chǎn)于石英細(xì)脈的兩側(cè)、石英細(xì)脈內(nèi)及裂隙中，常呈細(xì)脈狀、網(wǎng)脈狀、浸染狀及星點(diǎn)狀分布。鉬品位最高為0．80%，平均為0．062%； 其中，工業(yè)礦平均品位為0．085%，低品位礦平均品位為0．036%。礦體品位自中間向東西兩端有逐漸變貧的趨勢(shì)?？傮w上看，鉬礦化強(qiáng)度在平面上表現(xiàn)為中北部強(qiáng)、邊部弱的特點(diǎn)。

圖3 姚沖礦區(qū)遙感圖像線性構(gòu)造解譯圖Fig．3 Interpretation map of remote sensing data

3．2 礦石特征

3．2．1 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

（1）礦石結(jié)構(gòu)。①鱗片狀、片狀、架狀結(jié)構(gòu)：輝鉬礦呈自形－他形晶集合體，常聚積呈架狀、束狀、放射狀；②鑲嵌結(jié)構(gòu)：在輝鉬礦內(nèi)，黃鐵礦與脈石礦物、輝鉬礦與黃鐵礦彼此鑲嵌共生（圖6）。

（2）礦石構(gòu)造。①細(xì)脈狀構(gòu)造：由輝鉬礦、黃鐵礦分別構(gòu)成細(xì)脈（鉬膜或條線），或由輝鉬礦、黃鐵礦和脈石礦物共同構(gòu)成細(xì)脈；②細(xì)脈浸染狀構(gòu)造：輝鉬礦細(xì)脈外側(cè)有輝鉬礦呈零星散布而成。

表1 姚沖鉬礦床工業(yè)礦體的特征Table 1 Feature of industrial ore bodies in Yaochong Mo deposit

3．2．2 礦石礦物

不同礦石類型的礦物和含量變化不大。礦石中的金屬礦物主要為輝鉬礦和黃鐵礦，其次為極少量的黃銅礦、磁鐵礦等；脈石礦物主要為鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石和石英，其次為絹云母、白云母、黑云母、螢石等，脈石礦物約占97%。

表2 姚沖礦區(qū)礦石化學(xué)全分析結(jié)果Table 2 Petrochemical analysis of ore in Yaochong Mo deposit

圖4 姚沖礦區(qū)微量元素異常等值線圖Fig．4 Anomaly countour of elements in Yaochong Mo deposit

輝鉬礦是主要的含鉬礦物。呈結(jié)晶片狀、鱗片狀、束狀以及花狀、簇狀集合體等形態(tài)，主要產(chǎn)于石英等脈石礦物的粒間，少量與黃鐵礦、黃銅礦連生分布在黃鐵礦、黃銅礦與脈石的粒間及裂隙中。輝鉬礦粒度粗細(xì)不一，最大達(dá)0．9mm，細(xì)者小于0．02 mm，一般0．03～0．50mm。礦石中輝鉬礦一般占0．2%～0．5%，多者為0．8%～2%，平均為0．3%。

黃鐵礦為伴生的主要金屬硫化物，多呈半自形晶或他形粒狀獨(dú)立產(chǎn)出，少量與黃銅礦、輝鉬礦、磁鐵礦等伴生。粒度較粗者為1～2mm，細(xì)者0．02～0．03mm，一般0．05～1mm。礦石中黃鐵礦一般占1%～2%，最高達(dá)5%，平均為0．3%。

3．2．3 礦石化學(xué)成分

礦石化學(xué)全分析樣共采集14件，分析16種化學(xué)組分，分析結(jié)果見(jiàn)表2。其中成巖組分主要為SiO2，Al2O3，K2O，Na2O，F(xiàn)e2O3。成礦元素w（Mo）＝0．004%～0．12%；w（Ag）＝1．5×10－6～10×10－6；Au的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低；w（S）＝0．34%～2．13%；有4個(gè)樣品的w（Bi）接近或達(dá)到伴生組分綜合利用要求（0．03%），其他均達(dá)不到綜合利用指標(biāo)。

3．3 圍巖蝕變

礦體圍巖蝕變比較發(fā)育，常見(jiàn)有硅化、鉀化、黃鐵礦化、綠泥石化、綠簾石化等，蝕變一般呈彌散狀，分布于整個(gè)礦體內(nèi)或其近礦圍巖之中，蝕變強(qiáng)度一般與礦化強(qiáng)度呈正相關(guān)關(guān)系。

4 控礦因素分析

4．1 地層控礦作用

對(duì)東秦嶺—大別山鉬成礦帶中鉬礦床成礦巖體外接觸帶的圍巖觀察統(tǒng)計(jì)［6］，所有鉬礦床的賦礦地層均為前寒武系，當(dāng)成礦巖體侵入于古生界中均不形成工業(yè)礦床［4］。姚沖礦區(qū)大面積出露的元古宇大別片麻雜巖中Mo的質(zhì)量分?jǐn)?shù)普遍較高，在礦區(qū)北部鉬礦化集中的大廟崗—孟老洼—焦贊嶺一帶w（Mo）最高＞100×10－6，平均28．49×10－6，礦區(qū)中大別片麻雜巖w（Mo）平均為2．92×10－6，是黎彤克值（1．3×10－6）的2倍多。大別片麻雜巖屬深成變質(zhì)巖系，巖石碎裂，表明后期經(jīng)過(guò)了脆性變形，容礦裂隙大大增加，為鉬礦的形成提供了較好的容礦空間。

4．2 構(gòu)造控礦作用

桐商斷裂對(duì)區(qū)內(nèi)鉬成礦帶的形成和發(fā)展起著非常重要的作用［7］。這條深大斷裂帶控制著燕山期花崗巖的分布，區(qū)域范圍內(nèi)的3個(gè)燕山期花崗巖巖基分布于該斷裂的南側(cè)，同期的小巖體沿?cái)嗔殉扇簬罘植迹r體群在空間上呈NWW向展布，而單一的成礦巖體大多侵位于不同方向斷裂的交匯處。

圖5 姚沖礦區(qū)地表的鉬礦化類型照片F(xiàn)ig．5 Photo showing types of mineralization in Yaochong Mo deposit

圖6 輝鉬礦呈脈狀、粒狀鑲嵌，與黃鐵礦共生Fig．6 6Veinlet and mosaic molybdenite associated with pyrite

礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造形跡出露不多，而遙感圖像顯示礦區(qū)內(nèi)發(fā)育有多條斷裂。在隱伏的NE向與NW向斷裂交匯處，土壤地球化學(xué)測(cè)量的Mo異常集中且為高值，鉆探驗(yàn)證顯示出良好的找礦效果：00勘探線位于礦化的中心部位，線均品位達(dá)到0．075%，其南北兩端尚未完全控制，礦石品位自中間向東西兩端呈逐漸變貧的趨勢(shì)，礦體這種分布規(guī)律與礦區(qū)的導(dǎo)礦容礦構(gòu)造有重要關(guān)系。

4．3 巖漿巖的控礦作用

大別山北麓鉬成礦帶中花崗斑巖與鉬礦化關(guān)系密切［8］。姚沖礦區(qū)花崗斑巖脈、閃長(zhǎng)玢巖脈、正長(zhǎng)斑巖脈中富含Mo，W，Bi等元素，其平均值是黎彤克值（1976）的3倍以上，是Mo元素的主要來(lái)源，且離散性較大，有利于成礦（表3）。礦區(qū)內(nèi)花崗斑巖脈極為發(fā)育，巖脈的根部可能匯聚成為隱伏斑巖體，巖體內(nèi)外不排除出現(xiàn)大礦體和富礦體的可能性。巖脈（枝）接觸帶多見(jiàn)絹云母化、鉀化、硅化和黃鐵礦化，地表礦化體的產(chǎn)狀和形態(tài)多嚴(yán)格受斑巖體的控制，均呈近EW向分布，花崗斑巖與鉬礦化密切相關(guān)。

4．4 圍巖蝕變與成礦的關(guān)系

礦區(qū)地表蝕變主要為青磐巖化、黃鐵礦化、硅化和鉀化，局部可見(jiàn)云英巖化。硅化鉀化帶與礦化帶沒(méi)有明顯界線，呈逐漸過(guò)渡關(guān)系，偶見(jiàn)圍巖整體鉀化、硅化；青磐巖化多見(jiàn)于巖體的外接觸帶。鉆孔內(nèi)常見(jiàn)硅化、鉀化、黃鐵礦化、綠簾石化、綠泥石化、云英巖化、絹云母化，其中，礦體厚大處常見(jiàn)強(qiáng)鉀化、硅化、黃鐵礦化、綠簾石化；因此，鉀化、硅化、黃鐵礦化及綠簾石化與成礦關(guān)系密切。

5 成礦作用及找礦標(biāo)志

5．1 成礦作用

表3 姚沖鉬礦區(qū)巖脈土壤樣品元素含量Table 3 Soil sample analysis for Yaochong Mo deposit

本區(qū)鉬礦床成礦物質(zhì)主要來(lái)源于地殼重熔形成的中酸性巖漿巖。深源淺成高硅富堿富鉬的中酸性巖漿巖在NWW向與近SN向斷裂交匯部位附近侵位，在巖漿分異、侵位過(guò)程中，巖漿晚期高溫氣液使巖體發(fā)生自蝕變，出現(xiàn)星散狀黃鐵礦及大花瓣?duì)钶x鉬礦，在巖漿期后，中（高）溫?zé)嵋贺S富的SiO2，K2O等沿節(jié)理、裂隙產(chǎn)生了強(qiáng)烈的交代作用，它促使分散在造巖礦物中的鉬活化轉(zhuǎn)移至熱液中，在物質(zhì)成分反應(yīng)、交換后，以細(xì)脈狀、網(wǎng)脈狀富集，形成斑巖鉬礦床。

5．2 找礦標(biāo)志

（1）層位標(biāo)志：本區(qū)鉬礦主要賦存于大別片麻雜巖內(nèi)，是重要的層位標(biāo)志。

（2）遙感標(biāo)志：遙感解譯的環(huán)形構(gòu)造可能為巖體的反映，是斑巖型礦床的主要遙感標(biāo)志。

（3）構(gòu)造標(biāo)志：礦區(qū)內(nèi)NE向與NW向斷裂交匯部位，是找礦的構(gòu)造標(biāo)志。

（4）巖漿巖標(biāo)志：燕山期的花崗斑巖是本區(qū)鉬成礦的控礦巖體，出露或隱伏的燕山期花崗斑巖（脈）是找礦的巖漿巖標(biāo)志。

（5）圍巖蝕變標(biāo)志：硅化、鉀化、黃鐵礦化是找礦的圍巖蝕變標(biāo)志。

6 結(jié)論

姚沖鉬礦床的賦礦圍巖為元古界大別片麻雜巖，礦體雖未直接產(chǎn)于斑巖體內(nèi)，但成礦與深源淺成侵入巖（斑巖）有著密切的關(guān)系，所以礦床應(yīng)歸于斑巖型鉬礦。由于工作程度原因，隱伏斑巖體的具體位置目前還未能確定。礦區(qū)1∶1萬(wàn)土壤地球化學(xué)測(cè)量成果顯示，Mo元素異常強(qiáng)度高、濃集中心明顯。已有的深部鉆探僅驗(yàn)證了北部的部分異常濃集中心，且驗(yàn)證深度有限，礦床外圍及深部的找礦前景巨大，礦床資源儲(chǔ)量有望擴(kuò)大到大型規(guī)模。

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