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    河南姚沖隱伏斑巖型鉬礦床地質(zhì)特征及地球動(dòng)力學(xué)背景

    2015-03-28 02:25:32張宗可李毅陳鵬張自森許礦華羅正傳
    地質(zhì)與資源 2015年3期
    關(guān)鍵詞:輝鉬礦鉬礦斑巖

    張宗可,李毅,陳鵬,張自森,許礦華,羅正傳

    1.河南省有色金屬地質(zhì)勘查總院,河南鄭州450052;2.河南省有色金屬深部找礦勘查技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,河南鄭州450052;3.河南鑫利源地礦有限公司,河南鄭州450052;4.河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第五地質(zhì)大隊(duì),河南鄭州450016;5.河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局,河南鄭州450016

    河南姚沖隱伏斑巖型鉬礦床地質(zhì)特征及地球動(dòng)力學(xué)背景

    張宗可1,2,3,李毅1,2,陳鵬1,2,張自森4,許礦華5,羅正傳5

    1.河南省有色金屬地質(zhì)勘查總院,河南鄭州450052;2.河南省有色金屬深部找礦勘查技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,河南鄭州450052;3.河南鑫利源地礦有限公司,河南鄭州450052;4.河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第五地質(zhì)大隊(duì),河南鄭州450016;5.河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局,河南鄭州450016

    對(duì)姚沖隱伏斑巖型鉬礦床成礦背景、產(chǎn)出特征、成礦時(shí)代、成礦地球動(dòng)力學(xué)背景等方面進(jìn)行了綜合分析、對(duì)比研究.姚沖鉬礦床產(chǎn)于大別成礦帶西段的斑巖型鉬礦床.礦體賦存于花崗斑巖體(脈)外接觸帶的中元古界蝕變片麻巖中,主要受隱伏巖體和構(gòu)造控制.礦床成礦方式以充填作用為主,輝鉬礦化主要呈浸染狀、細(xì)脈-網(wǎng)脈狀、薄膜狀、角礫狀產(chǎn)出.通過(guò)姚沖鉬礦床與鄰近鉬礦床及相關(guān)斑巖體、中生代花崗巖基同位素年齡的對(duì)比研究,結(jié)合前人在大別山北麓的研究成果,將姚沖鉬礦床成礦年齡限定在140 Ma左右的峰期內(nèi),對(duì)應(yīng)的地球動(dòng)力學(xué)背景為中國(guó)東部巖石圈大規(guī)模快速減薄.

    斑巖鉬礦;隱伏礦床;地球動(dòng)力學(xué)背景;大別造山帶;姚沖;河南省

    大別造山帶繼高壓-超高壓變質(zhì)帶研究取得世界領(lǐng)先水平的豐碩科研成果之后,近幾年來(lái),大別成礦帶的找礦勘查,特別是鉬礦床勘查取得了一系列重大突破和進(jìn)展,主要包括湯家坪[1-4]、大銀尖[5-9]、千鵝沖[10-12]、母山[13]、天目山[14]、寶安寨[15]、陡坡、肖畈[16]、白果樹(shù)[17-18]、風(fēng)響山[19]以及金寨沙坪溝[20-21]、銀山[22]、蓋井Pb-Zn-Mo[23]等10余個(gè)鉬礦床相繼發(fā)現(xiàn).這些礦床的規(guī)模多數(shù)為大型—中型,個(gè)別達(dá)超大型,從而構(gòu)成了對(duì)中國(guó)東部中生代大規(guī)模構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的成礦響應(yīng).找礦突破相應(yīng)地引起了地質(zhì)學(xué)界的廣泛關(guān)注,針對(duì)上述礦床,前人主要從礦床學(xué)和巖石學(xué)的視角,進(jìn)行了廣泛的成礦流體、元素地球化學(xué)、同位素地球化學(xué)、同位素地質(zhì)年代學(xué)等方面的研究,從而大大提高了本區(qū)的理論研究程度和知名度.因此,包括該成礦帶在內(nèi)的武當(dāng)-桐柏-大別成礦帶已于2012年7月正式列為我國(guó)第20個(gè)國(guó)家級(jí)重點(diǎn)成礦帶.

    本文依據(jù)河南姚沖鉬礦區(qū)最新勘查成果,特別是鉆孔ZK0403在1089 m深部發(fā)現(xiàn)花崗斑巖體進(jìn)而被確認(rèn)為斑巖型礦床,對(duì)礦床的地質(zhì)特征進(jìn)行總結(jié),并通過(guò)與相鄰鉬礦床最新研究成果的對(duì)比,對(duì)姚沖礦床的成礦地球動(dòng)力學(xué)背景進(jìn)行初步探討,為深化該區(qū)成礦找礦理論,擴(kuò)大找礦成果提供依據(jù).

    1 成礦地質(zhì)背景

    姚沖鉬礦床位于大別成礦帶西段,桐柏-大別造山帶的新縣北部,區(qū)內(nèi)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(圖1).

    構(gòu)造表現(xiàn)為近東西向與近南北向2組構(gòu)造相互交織形成的網(wǎng)格構(gòu)造系統(tǒng).其中北西西向斷裂主要有龜山-梅山斷裂、桐柏-商城斷裂,近南北向斷裂主要有澀港斷裂、新縣斷裂、商城-麻城斷裂.

    區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)十分頻繁,尤以燕山期最為強(qiáng)烈.主要巖體有沿桐柏-商城斷裂自西向東分布的靈山、新縣和商城三大花崗巖基,以及眾多的中酸性小巖體.其中與區(qū)內(nèi)斑巖型鉬礦關(guān)系密切的巖體主要包括肖畈巖體、母山巖體、大銀尖巖體、戴咀巖體、湯家坪巖體.

    2 礦床地質(zhì)特征

    姚沖鉬礦床主要呈隱伏狀賦存于花崗斑巖體(脈)的外接觸帶之中,主要賦礦巖石為英云閃長(zhǎng)質(zhì)片麻巖和花崗閃長(zhǎng)質(zhì)片麻巖.這些巖石的礦物粒(片)徑細(xì)小,較為致密,脆性強(qiáng),節(jié)理發(fā)育,局部蝕變明顯,鉬礦化對(duì)圍巖的巖性沒(méi)有明顯的選擇性.礦體與圍巖均呈漸變過(guò)渡關(guān)系.

    圖1 大別山區(qū)鉬礦床空間分布略圖(據(jù)王等,2013,略有修改)Fig.1 Distribution of Mo deposits in Dabie Moutains(Modified from Wang et al.,2013)

    目前鉆探初步查明姚沖鉬礦床有53條礦體,東西長(zhǎng)約960 m,南北寬800 m,賦存標(biāo)高為+300~-400 m,礦體最大厚度62.53 m,最小厚度2.00 m,平均厚度28.19 m,厚度變化系數(shù)為73.97%,屬較穩(wěn)定型.礦體的平面形態(tài)呈不規(guī)則面狀,縱、橫剖面圖上呈厚大的透鏡狀或似層狀,綜合空間形態(tài)呈不規(guī)則體狀.從各橫勘探線剖面礦體的厚度及平均品位看,0線是礦區(qū)礦化的中心,富礦體分布于03~02橫線與Ⅲ~Ⅴ縱線所圈閉的區(qū)域內(nèi),集中在以ZK3為中心的地帶(圖2、3、4).礦體品位自中間向東西兩端有逐漸變貧的趨勢(shì).總體上看,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).礦體的地表礦化較分散、不連續(xù)、規(guī)模小且品位低,上部主要被黃土、殘坡積物和無(wú)礦巖石所覆蓋,僅能圈出個(gè)別礦體,深部沿走向和傾向有較大延伸并分段連成一片,礦化明顯增強(qiáng).

    礦石中主要礦石礦物為輝鉬礦、黃鐵礦和黃銅礦,以及少量的磁黃鐵礦、赤鐵礦、白鎢礦、方鉛礦等;脈石礦物主要為石英、鉀長(zhǎng)石和斜長(zhǎng)石.輝鉬礦呈結(jié)晶片狀、鱗片狀、束狀以及花狀、簇狀集合體,產(chǎn)出在石英等脈石礦物的粒間(圖5).姚沖鉬礦床經(jīng)歷了石英-鉀長(zhǎng)石階段、輝鉬礦-鉀長(zhǎng)石-石英階段、輝鉬礦-石英階段、鉀長(zhǎng)石(綠簾石)-石英階段和方解石階段,其中輝鉬礦-石英階段是主要的礦化階段.姚沖鉬礦床圍巖蝕變比較發(fā)育,常見(jiàn)的有硅化、鉀化、黃鐵礦化、絹云母化、綠泥石化、綠簾石化.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.

    3 成礦時(shí)代探討

    圖2 河南姚沖鉬礦區(qū)地質(zhì)略圖(據(jù)王等,2013,略有修改)Fig.2 Geologic sketch map of Yaochong Mo deposit,Henan province(Modified from Wang et al.,2013)

    據(jù)最新的研究成果,對(duì)大別造山帶主要鉬礦床成礦時(shí)代進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,并與成礦相關(guān)巖體成巖(侵位)時(shí)代進(jìn)行對(duì)比(表1).結(jié)果表明:大別山地區(qū)鉬礦床除母山、肖畈、陡坡等鉬礦床形成于(142±1.8)~(140.5± 8.2)Ma外,其余礦床的大規(guī)模成礦主要出現(xiàn)在(136.9±1.2)~(113.1±7.9)Ma時(shí)限之間.大別山地區(qū)存在與毛景文等[24]提出中國(guó)北方大規(guī)模成礦作用相對(duì)應(yīng)的140 Ma左右和120 Ma左右兩個(gè)成礦峰期,而礦化年齡通常晚于斑巖侵位年齡,甚至晚10 Ma.據(jù)此,我們認(rèn)為姚沖鉬礦成礦時(shí)代應(yīng)處于140 Ma左右的峰期內(nèi),晚于與其相關(guān)的新縣花崗巖基的侵位年齡(135~130 Ma),與母山、肖畈、陡坡等鉬礦床同期產(chǎn)出,與巖石圈大規(guī)模快速減薄的地球動(dòng)力學(xué)背景相對(duì)應(yīng).

    圖3 姚沖鉬礦床00橫勘探線剖面簡(jiǎn)圖Fig.3 Profile along the crossing exploration line No.00 of Yaochong Mo deposit

    4 成礦地球動(dòng)力學(xué)背景分析

    圖4 姚沖鉬礦床05縱勘探線剖面簡(jiǎn)圖Fig.4 Profile along the longitudinal exploration line No.05 of Yaochong Mo deposit

    大規(guī)模成礦或大爆發(fā)式成礦是特定地球動(dòng)力學(xué)環(huán)境的產(chǎn)物[25],大別成礦帶作為中國(guó)東部大規(guī)模東西向成礦帶的組成部分也有其產(chǎn)出的地球動(dòng)力學(xué)背景.毛景文等[24]提出中國(guó)東部(包括長(zhǎng)江中下游地區(qū))大規(guī)模成礦作用出現(xiàn)在200~160 Ma、140 Ma左右和120 Ma左右3個(gè)峰期,鉬成礦作用與花崗巖體的侵位和熱液作用密切相關(guān).大別山鉬礦的2個(gè)成礦時(shí)段分別與毛景文等提出的大規(guī)模成礦作用的第二和第三個(gè)峰期相對(duì)應(yīng),而三大成礦峰期所對(duì)應(yīng)的地球動(dòng)力學(xué)背景分別為華北板塊與揚(yáng)子板塊的碰撞造山后陸內(nèi)造山和伸展過(guò)程、南北主應(yīng)力場(chǎng)向東西主應(yīng)力場(chǎng)構(gòu)造體制大轉(zhuǎn)折和東西向巖石圈大規(guī)模快速減薄作用[26].

    圖5 姚沖鉬礦主要礦石類型(據(jù)李毅等,2013)Fig.5 Principal ore types of the Yaochong Mo deposit(From Li et al.,2013)

    類比鄰近鉬礦床成巖成礦年齡精測(cè)數(shù)據(jù),以及新縣花崗巖基侵位年齡為135~130 Ma,姚沖輝鉬礦的Re-Os等時(shí)線年齡為(136±1.2)Ma,判定姚沖鉬礦床形成于中生代早白堊世,對(duì)應(yīng)于中國(guó)中東部大規(guī)模成礦作用的第二個(gè)峰期,為大規(guī)模成礦作用的一部分.與燕山晚期大別造山帶在伸展機(jī)制下巖石圈減薄、深部巖漿底劈侵位密切相關(guān).

    吳福元[27]提出,早白堊世是中國(guó)中東部的一個(gè)重要的巖漿活動(dòng)期,在約132~120 Ma的巖漿巖均侵位于一個(gè)伸展環(huán)境.早白堊世受太平洋構(gòu)造域的影響,中國(guó)中東部從印支期以近東西向構(gòu)造為主,北北東至近南北向構(gòu)造為次,進(jìn)入以北北東至近南北向構(gòu)造為主,近東西向構(gòu)造為次的區(qū)域構(gòu)造-動(dòng)力體制大轉(zhuǎn)換[28].大別造山帶北緣信陽(yáng)-商城-霍山一帶發(fā)育的中生代陸相火山巖(J-K2)及斷裂邊緣發(fā)育的一系列斷陷盆地,是造山帶邊緣斷裂走滑的結(jié)果,代表擠壓階段末期造山帶邊緣應(yīng)力狀態(tài)首先由擠壓轉(zhuǎn)換為走滑,整個(gè)區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)即將處于伸展環(huán)境,標(biāo)志著大別地殼開(kāi)始減?。?9].燕山晚期大別造山帶巖石圈減薄和伸展垮塌,導(dǎo)致軟流圈上涌、地殼增溫,激發(fā)了廣泛而強(qiáng)烈的深源巖漿活動(dòng).大量近南北向斷裂形成,并與早期北西向深大斷裂構(gòu)成了大別山地區(qū)格子狀構(gòu)造系統(tǒng).區(qū)內(nèi)北西向桐柏-商城斷裂深切至下地殼,其與近南北向斷裂相交匯,控制著區(qū)內(nèi)深源淺成、高硅富堿富鉬中酸性斑巖體的侵位和分布[30].

    表1 大別造山帶主要鉬礦床及相關(guān)斑巖體同位素年齡Table 1 Isotopic ages of M o deposits and ore-bearing porphyries in Dabie orogen

    冷成彪[31]等認(rèn)為成礦流體主要來(lái)自斑巖下部的巖漿房,Klemm等[32]、Shinohara和Hedenquist[33]、Heinrich[34]都認(rèn)為,只有當(dāng)來(lái)源于深部異常富集成礦金屬的流體加入到淺部巖漿-熱液系統(tǒng)中,才能形成超大型礦床,并建立了巖漿-熱液體系的成礦模型.

    姚沖鉬礦大量石英-輝鉬礦脈充填和交代于節(jié)理、裂隙中,且常見(jiàn)典型的梳櫛狀石英脈、晶洞構(gòu)造等,反映出成礦發(fā)生在拉張伸展環(huán)境中.因此,我們認(rèn)為姚沖鉬礦形成于伸展拉張的構(gòu)造環(huán)境,對(duì)應(yīng)的地球動(dòng)力學(xué)背景為區(qū)域的巖石圈大規(guī)??焖贉p薄、拆沉和熱侵蝕.

    5 結(jié)論

    (1)姚沖鉬礦床主要呈隱伏狀賦存于巖體外接觸帶的片麻巖中,礦化主要受下部隱伏巖體和斷裂構(gòu)造控制.

    (2)礦石類型、礦化蝕變具典型斑巖型鉬礦床地質(zhì)特征,礦床類型為斑巖型鉬礦床.

    (3)姚沖鉬礦床成礦時(shí)代在140 Ma左右,礦床形成于早白堊世,與中國(guó)東部巖石圈大規(guī)模快速減薄的地球動(dòng)力學(xué)背景相對(duì)應(yīng).

    致謝:本文承蒙李永峰博士審閱,匿名審稿人給予了中肯的意見(jiàn),在此表示衷心的感謝!

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    GEOLOGY AND GEODYNAMIC SETTING OF THE CONCEALED PORPHYRY MOLYBDENUM DEPOSIT IN YAOCHONG,HENAN PROVINCE

    ZHANG Zong-ke1,2,3,LI Yi1,2,CHEN Peng1,2,ZHANG Zi-sen4,XU Kuang-hua5,LUO Zheng-zhuan5

    1.Henan Institute of Geological Exploration for Nonferrous Metals,Zhengzhou 450052,China;2.Key Laboratory of Deep Ore-prospecting Technology Research for Nonferrous Metals of Henan Province,Zhengzhou 450052,China;3.Henan Xinliyuan Geological and Mineral Co.,Ltd.,Zhengzhou 450052, China;4.No.5 Geologic Brigade,Henan Bureau of Nonferrous Metal Geology and Mineral Resources,Zhengzhou 450016,China;5.Henan Bureau of Nonferrous Metal Geology and Mineral Resources,Zhengzhou 450016,China

    With comprehensive analysis and comparative study on the metallogenic setting,occurrence characteristics, metallogenic epoch and geodynamic setting of the Yaochong concealed porphyry Mo deposit,it is concluded that the Yaochong Mo deposit occurs in the western section of Dabie metallogenic belt,with the orebody hosted in the Mesoproterozoic altered gneiss at the exocontact of granite-porphyry body(dyke)and controlled by concealed porphyry and structures.The deposit is formed mainly by filling mineralization.The main molybdenite mineralization occurs in dissemination,veinlet-stockwork,thin film and breccia.With former researches on the northern foot of Dabie Mountains and the isotopic age contrast between Yaochong Mo deposit and neighboring Mo deposits,ore-bearing porphyry and Mesozoic granite batholiths,the authors suppose that the metallogenic age of the Yaochong Mo deposit is about 140 Ma and the corresponding geodynamic setting is the rapid lithospheric thinning on a large scale in Eastern China.

    porphyry Mo deposit;concealed deposit;geodynamic setting;Dabie orogen;Yaochong;Henan Province

    1671-1947(2015)03-0226-07

    P618.65

    A

    2014-08-21;

    2014-12-04.編輯:張哲.

    河南省科技攻關(guān)計(jì)劃項(xiàng)目(112102313112).

    張宗可(1979—),男,工程碩士,工程師,主要從事地質(zhì)礦產(chǎn)勘查與科研工作,通信地址河南省鄭州市中原東路107號(hào),E-mail// hnyszzk@126.com

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