河南省石門溝鉬礦床地質(zhì)特征及成因探討

王長永，王瑞良，湯清龍

（河南省地礦局第一地質(zhì)勘查院，鄭州450000）

自上世紀(jì)50年代在河南省西峽縣石門溝發(fā)現(xiàn)鉬礦床以來，在該區(qū)進(jìn)行了較為系統(tǒng)的地表地質(zhì)調(diào)查和部分地下工程驗(yàn)證，但因受當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)及地質(zhì)理論等方面的限制，對(duì)其成因一直沒有定論。本文作者結(jié)合近年開展的國土資源大調(diào)查項(xiàng)目，全面梳理了該地區(qū)地質(zhì)資料，并利用當(dāng)前的成礦系統(tǒng)、流體系統(tǒng)等最新成礦理論，對(duì)該礦床的成因提出了自己的觀點(diǎn)，認(rèn)為其成因類型為巖漿型、熱液充填石英脈型輝鉬礦床。

1 地質(zhì)背景

石門溝鉬礦大地構(gòu)造位置處于新華夏系第二隆起帶與北秦嶺構(gòu)造帶北緣瓦穴子—小羅溝斷裂帶（F1）相交部位，區(qū)域上屬早白堊世蠻子營—二郎坪花崗巖西段。礦區(qū)內(nèi)出露的巖石均為早白堊世花崗巖類（圖1）。

1.1 地層

除礦區(qū)外緣出露早古生代二郎坪群火神廟組變細(xì)碧巖及變角斑巖的殘留體外，礦區(qū)內(nèi)的花崗巖中有眾多圍巖小捕虜體，大小不一，自幾米至幾十米，斷續(xù)出露，不規(guī)則稀散分布。主要巖性為變細(xì)碧巖、細(xì)碧玢巖、角斑巖等。

圖1 石門溝鉬礦區(qū)地形地質(zhì)概略圖Fig.1 The topographic and geologic map of molybdenite deposit in Shimengou of Henan province

1.2 構(gòu)造

F1出露于礦區(qū)北部后溝至下河南側(cè)，呈NWWSEE展布。走向：西段290?，東段277?，傾向NE，傾角50?～65?。具壓—壓扭特征，斷層兩側(cè)片理化巖石寬10～25m。地表巖石呈黃褐色、棕褐色，具硅化、黃鐵礦化、高嶺土化蝕變。此斷層在區(qū)域上稱瓦穴子—小羅溝斷裂。

1.3 巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)出露的巖石均為早白堊世花崗巖類。依花崗巖的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、礦物成分、相互接觸及與鉬礦的成因關(guān)系，將區(qū)內(nèi)花崗巖化分為中粗粒二長花崗巖、細(xì)粒二長花崗巖、花崗斑巖、石英閃長玢巖等，此外還有石英脈等脈巖。

1.4 礦化特征

輝鉬礦在細(xì)粒二長花崗巖或厚大石英脈體中呈星散狀、浸染狀分布，局部呈大片狀、團(tuán)塊狀、放射狀集合體強(qiáng)烈富集。輝鉬礦晶體較大，直徑2～5mm，最大可達(dá)到10mm左右。含礦巖體或石英脈體全巖石礦化。在第101勘探線（圖2）ZK101鉆孔（傾角80?）中發(fā)現(xiàn)中粗粒二長花崗巖中普遍含有黃鐵礦化和輝鉬礦化，且見有鉬華、螢石細(xì)脈，經(jīng)采樣化驗(yàn)得知礦體總厚度（礦芯厚度）達(dá)59.72m，鉬平均品位0.13%、礦（化）體真厚度19.3m（圖3）。

圖2 石門溝鉬礦區(qū)第101勘探線剖面圖Fig.2 The cross-section of No.101 exploring line in Shimengou molybdenite deposit

圖3 石門溝鉬礦區(qū)ZK101鉆孔柱狀圖Fig.3 The drill-log of ZK101 in Shimengou molybdenite

2 礦床特征

石門溝鉬礦成因類型與斑巖型有明顯區(qū)別：

斑巖型鉬礦床主要礦石類型是細(xì)脈浸染狀，礦化富集程度取決于含輝鉬礦細(xì)脈的密集程度[1,2]，同時(shí)在細(xì)脈之間還伴有輝鉬礦浸染體。而石門溝鉬礦的礦石類型為輝鉬礦，呈星散狀、浸染狀分布，局部呈大片狀、團(tuán)塊狀、放射狀集合體強(qiáng)烈富集。

斑巖型鉬礦床的礦化強(qiáng)度，往往與成礦作用有關(guān)的蝕變強(qiáng)度相關(guān)，由內(nèi)而外，空間上包括相互聯(lián)系的四個(gè)主要蝕變帶：鉀硅酸鹽蝕變帶→絹英巖化帶→泥英巖化帶→青磐巖化帶。而石門溝鉬礦床含礦巖體全巖石礦化，未見礦化蝕變帶，只在花崗巖小巖體周圍見有面形蝕變，礦石中常有團(tuán)塊狀黃鐵礦、細(xì)脈狀螢石出現(xiàn)，局部見有鉬華。

3 成礦機(jī)理與模式分析

新華夏系第二隆起帶是中國東部大陸近SN向的、深切巖石圈地幔下部、深度大于40km的重力梯度帶。據(jù)豫西南地區(qū)衛(wèi)星影像解譯圖可以看出新華夏體系的構(gòu)造行跡以北東20?～25?斷裂為主，每隔一定的間距（豫西南約18～20km）[3]出現(xiàn)一條，它們對(duì)與成礦有關(guān)的燕山期巖漿活動(dòng)和內(nèi)生礦產(chǎn)分布起著重要的控制作用。區(qū)域上深部SN向構(gòu)造可能成為大型金屬礦床成礦的導(dǎo)礦構(gòu)造，EW向構(gòu)造對(duì)礦床定位有影響成為配礦和容礦構(gòu)造。

區(qū)域上在由古特提斯構(gòu)造域向環(huán)太平洋構(gòu)造域轉(zhuǎn)換時(shí)，由SN向主應(yīng)力場(chǎng)向NWW向主應(yīng)力場(chǎng)轉(zhuǎn)變調(diào)整過程中，引起秦嶺巖石圈地幔拆沉作用，流變減薄，軟流圈急劇抬升，幔源物質(zhì)、熱流流體上涌，發(fā)生強(qiáng)烈殼幔物質(zhì)交換，形成各類型和不同產(chǎn)狀的花崗巖，以及大規(guī)模流體活動(dòng)形成的不同類型礦產(chǎn)組合。東秦嶺受板片斷離作用和殼幔邊界附近發(fā)生的基性巖漿底侵作用影響，加厚的下地殼物質(zhì)發(fā)生熔融形成花崗質(zhì)巖漿[4,5]，并沿構(gòu)造薄弱帶上升到淺層次侵位形成與同熔型花崗斑巖有關(guān)的巖漿巖型鉬（鎢）礦床[6,7]。

礦區(qū)內(nèi)由于受先期基底構(gòu)造影響和制約，構(gòu)造線方向仍以北西—北西西向?yàn)橹?，但變形方式則變?yōu)橐詨K斷為主。這期間先是強(qiáng)烈的擠壓逆沖，使三疊世盆地發(fā)生褶皺及斷裂變形，繼之陸殼增厚導(dǎo)致陸殼熔融，形成以早白堊世花崗巖為主的大面積巖體侵位，同時(shí)發(fā)生較大規(guī)模的拆離伸展，幔源物質(zhì)、熱流流體上涌，發(fā)生強(qiáng)烈殼幔物質(zhì)交換[8]。早白堊世晚期至晚白堊世早期，在秦嶺造山帶內(nèi)發(fā)生右行剪切，形成雁行狀排列的白堊紀(jì)陸相斷陷盆地。

石門溝礦產(chǎn)地，深部近SN向深斷裂帶為石門溝鉬礦床提供了成礦的導(dǎo)礦構(gòu)造，NWW向的瓦穴子—小羅溝斷裂為成礦提供了配礦和容礦構(gòu)造。東秦嶺燕山期斑巖體區(qū)內(nèi)分布于蠻子營—太平鎮(zhèn)一帶，主要巖體展布方向與瓦穴子—小羅溝斷裂帶大體一致，走向EWNWW。它們是在板塊碰撞—拉張環(huán)境作用下，由基性巖漿的底侵作用而形成。石門溝輝鉬礦化二長花崗巖是下地殼物質(zhì)部分熔融作用形成的巖漿，遵循由基性向酸性正向演化的規(guī)律。后又經(jīng)歷了巖漿結(jié)晶分異、同化混染作用，鉬、鎢等金屬礦物以熔離狀態(tài)分布在巖漿礦房中。Mo、W礦化主要和富硅、富鉀的超酸性花崗斑巖有關(guān)（w(SiO2)＞72%、K2O≥Na2O）；中下地殼加熱，部分融熔，基底深熔高侵位的產(chǎn)生花崗斑巖，巖漿富含SiO2-K2O富含H2O-CO2-F-P并初步富集Mo元素，Mo以熔離狀態(tài)分布在花崗斑巖中[9]；巖漿冷凝，富水熱流體分離，進(jìn)入氣成熱液階段，形成高中溫縱橫交錯(cuò)含鉬脈體或含鉬花崗巖體[10]。后經(jīng)多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，巖漿熱液沿構(gòu)造裂隙上升至地殼淺部，沿有利的構(gòu)造空間充填形成多個(gè)不同期次的含鉬巖漿巖體（圖4）。

綜上所述，初步認(rèn)為石門溝鉬礦成因類型為巖漿熱液型。

圖4 巖漿熱液型輝鉬礦床成礦模式示意圖Fig.4 Scheme of metallogenic model of magmatic hydrothermal molybdenite deposit

4 深部找礦潛力

石門溝鉬礦床在地表出露為輝鉬礦化二長花崗斑巖脈、二長花崗巖脈型及輝鉬礦化厚大石英脈型，由于受地表儲(chǔ)礦空間限制，在走向上延伸不遠(yuǎn)。從ZK101鉆孔見礦效果來看，深部以輝鉬礦化二長花崗巖脈（體）為主，圈出的礦體真厚度為19.3m，石英脈變窄（0.6m）且不含礦；從PD202坑道及下部的PD202-4B、PD202-4D見礦效果來看，往深部，石英脈變窄，成為構(gòu)造帶中的含鉬石英脈。

石門溝一帶△T平面等值線相對(duì)較低一些（＜100nT），異常區(qū)大面積出露燕山期中粗粒二長花崗巖、細(xì)粒二長花崗巖，可能與巖體中含黃鐵礦化、輝鉬礦化有關(guān)。其東北側(cè)的馬家高坡一帶為北西西向磁異常帶，該異常為一低緩異常，200nT等值線圈定的異常形狀為帶狀異常，常見值為200nT。該區(qū)位于負(fù)磁異常向正磁異常轉(zhuǎn)換梯度帶上，成礦條件有利。

石門溝鉬礦Mo、W、Bi 多金屬異常，呈不規(guī)則帶狀，面積15km2，Au、Mo、W、Bi均具濃度分帶的內(nèi)、中、外帶，Mo、W、Bi三元素異常套合較好。其中鉬單元素異常大致呈NWW-SEE向葫蘆形展布，面積約11.6km2，其范圍覆蓋于石門溝、馬脖壕、蝙蝠洞、耍河關(guān)等地區(qū)。Mo異常的大面積出現(xiàn)，顯示了該檢查區(qū)具有良好的Mo元素地球化學(xué)背景，成礦條件非常有利。

5 結(jié)論

石門溝輝鉬礦化二長花崗巖是下地殼物質(zhì)部分熔融作用形成的巖漿，由基性向酸性正向演化，當(dāng)巖漿沿構(gòu)造薄弱帶上升到地殼淺部后冷凝，富水熱流體分離，進(jìn)入氣成熱液階段，形成高中溫縱橫交錯(cuò)含鉬脈體或含鉬花崗巖體。

石門溝鉬礦淺部隱伏的輝鉬礦化花崗巖（脈）體，可能是深部輝鉬礦化花崗巖體的一個(gè)分枝。根據(jù)幔枝構(gòu)造理論推測(cè)，深部可能有較大規(guī)模的含輝鉬礦化的巖漿礦房，故在石門溝鉬礦區(qū)進(jìn)行深部找礦具有重大的戰(zhàn)略意義。

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