陜西省華縣桃園鉬礦地質(zhì)特征及成因淺析

張少平，王兆泉，石康偉，鄧林燕

(陜西省核工業(yè)地質(zhì)局二二四大隊(duì)，陜西西安710024)

鉬的應(yīng)用在當(dāng)今工業(yè)領(lǐng)域非常廣泛，也非常重要，是一種不可缺少的金屬元素。鉬作為生產(chǎn)各種合金鋼的添加劑，或與鎢、鎳、鈷、鋯、鈦、釩、錸等組成高級(jí)合金，以提高其高溫強(qiáng)度、耐磨性和抗腐性。鉬和鎳、鉻的合金用于制造飛機(jī)的金屬構(gòu)件、機(jī)車(chē)和汽車(chē)上的耐蝕零件。鉬和鎢、鉻、釩的合金用于制造軍艦、坦克、槍炮、火箭、衛(wèi)星的合金構(gòu)造和零件。鑒于此，本次通過(guò)對(duì)小秦嶺地區(qū)華縣桃園鉬礦地質(zhì)特征分析，研究其礦床成因，為該鉬礦的進(jìn)一步勘探、擴(kuò)大提供找礦理論依據(jù)，同時(shí)也為小秦嶺地區(qū)的鉬成礦理論的完善提供進(jìn)一步的素材。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

華縣桃園鉬礦位于華北地塊南緣秦嶺造山帶后陸逆沖斷褶帶—小秦嶺逆沖推覆構(gòu)造系。地層巖石建造具有古元古界結(jié)晶基底和中元古代以來(lái)沉積蓋層的雙層結(jié)構(gòu)，基底由太華群雜巖(Arth)組成，蓋層巖石建造主要包括中元古界熊耳群(Pt2xn)和中上元古界陸相蓋層高山河巖組、龍家園組、巡檢司組、杜關(guān)組等沉積巖層［1］。

區(qū)域構(gòu)造發(fā)育，構(gòu)造線(xiàn)總體呈南西西-北東東向展布。尤其是小秦嶺逆沖推覆構(gòu)造系下形成北東、北東東向斷裂構(gòu)造十分發(fā)育，形成金堆城—黃龍鋪斷裂束，大都充填有輝綠巖和長(zhǎng)英質(zhì)脈體，對(duì)鉬、鈾的成礦起控制作用。

區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈。太古代以酸性侵入巖為主，主要形成一些斜長(zhǎng)花崗巖類(lèi)和巖脈;元古代鈉質(zhì)中基性—酸性熔巖，侵入形成片麻狀黑云母花崗巖及片麻狀斜長(zhǎng)花崗巖(R22)類(lèi)巖體和巖脈，也主要出露在太華群中。古生代主要是輝綠巖和長(zhǎng)英質(zhì)巖脈的侵入，形成桃園—黃龍鋪脈巖集中區(qū)，與鉬多金屬礦化關(guān)系密切。中生代即后主造山期(燕山期)花崗巖是區(qū)內(nèi)最重要的巖漿巖活動(dòng)期，以酸性侵入巖為主，集中分布于小秦嶺地區(qū)，其產(chǎn)出多為巨大巖基(老牛山花崗巖)或部分巖株，巖性主要為黑云母花崗巖及黑云母二長(zhǎng)花崗巖(R35)。

另外還有大量淺成—超淺成相的小型花崗斑巖(金堆城、石家灣)，花崗閃長(zhǎng)斑巖及爆發(fā)角礫巖［2］。它們與Mo、W、Au等礦產(chǎn)密切相關(guān)，花崗斑巖是斑巖型鉬礦的成礦母巖，形成大型—超大型Mo、Au多金屬礦床和礦化集中區(qū)。巖體本身及圍繞巖體接觸帶形成鉬礦。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 礦區(qū)地層

工作區(qū)出露地層有中元古界熊耳群黃龍鋪組(Pt2xnh)和中元古界高山河組(Pt2g)。黃龍鋪組(Pt2xnh)上亞組頂部及高山河組(Pt2g)下亞組為該區(qū)主要含礦層位，工作區(qū)80%以上地層為高山河組下亞組，桃園鉬礦即賦存于Pt2g1之中。

黃龍鋪組上亞組(Pt2xnh3)僅在北部及黃龍鋪一帶出露，上亞組頂部為含礦層位，巖性為細(xì)碧巖與黑云鉀長(zhǎng)偉晶等，絹云千枚巖(或板巖)變質(zhì)凝灰?guī)r互層，千枚巖中夾有石英及大理巖或透鏡體。

高山河組(Pt2g)下亞組為該區(qū)主要含礦層位。工作區(qū)80%以上地層為高山河組下亞組，桃園鉬礦賦存于Pt2g1之中。細(xì)分為六個(gè)巖性段，上部和下部巖性為變質(zhì)石英砂巖，由石英及少許長(zhǎng)石、白云母組成，膠結(jié)物以黏土為主，巖石表現(xiàn)在結(jié)晶和擴(kuò)大再生現(xiàn)象。底部有1～10 m厚的底礫巖，中部為暗灰色、灰綠色凝灰質(zhì)板巖，杏仁狀安山巖，安山質(zhì)凝灰?guī)r，厚度15～20 m，與熊耳群呈不整和接觸，厚2 677 m［3］。

2.2 礦區(qū)構(gòu)造

工作區(qū)構(gòu)造發(fā)育，與礦化關(guān)系較為密切的主要表現(xiàn)為一組北東向斷裂破碎帶及一組北北東至北東向的褶皺構(gòu)造。

2.2.1 褶皺構(gòu)造

工作區(qū)位于高家街—黃龍鋪背斜南翼，該區(qū)范圍內(nèi)的地層總體呈單斜產(chǎn)出，整體傾向140°，傾角35°～55°，由于處在黃龍鋪背斜傾覆端的西南，構(gòu)造應(yīng)力相對(duì)集中，形成背斜南翼一系列復(fù)雜緊閉的裙邊褶皺。自東向西有大溝腦背斜，小溝向斜及龍家臺(tái)背斜及劉家臺(tái)西部向斜，它們的共同特點(diǎn)是軸向近南北，往南傾沒(méi)，向西倒轉(zhuǎn)，規(guī)模小，褶皺形態(tài)受各期構(gòu)造破壞而不完整。

2.2.2 斷裂構(gòu)造

主要有兩組，即北東向斷裂和北西向斷裂。西北向斷裂走向325°左右，總體傾向北東，傾角較陡，具壓扭性，斷距達(dá)200 m以上，被北東向斷裂切穿，構(gòu)造中礦化較弱。北東向斷裂發(fā)育，主干斷裂之間夾的低序次的斷裂往往有十多條，與主干斷裂大致平行。張性特性明顯，并充填大量長(zhǎng)石石英脈，構(gòu)成寬達(dá)幾百米以上的構(gòu)造巖脈破碎帶。走向35°～75°，向西南收斂，向東北散開(kāi)，傾向東南，傾角65°～90°，是一條長(zhǎng)期活動(dòng)的構(gòu)造帶，工作區(qū)桃園鉬礦既受斷裂破碎帶巖脈控制。

2.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)主要以脈巖發(fā)育為特征，出露脈巖主要為中元古鈉質(zhì)中基性火山角礫熔巖及加里東—燕山期的變輝綠巖和酸性脈巖兩大類(lèi)，其次為后生的石英脈巖。與鉬礦成礦關(guān)系較為密切的為變輝綠巖和酸性脈巖。

輝綠巖脈一般順斷層或?qū)娱g侵入，多呈北東向展布，成群成帶出現(xiàn)，一般規(guī)模較小，該類(lèi)巖石不易破碎，不利于含礦脈體的充填，因此鉬礦化僅形成于內(nèi)外接觸帶中，內(nèi)部很少有礦化。若有后期含礦脈充填時(shí)，兩側(cè)出現(xiàn)鉀化、黃鐵礦礦化蝕變現(xiàn)象，蝕變?cè)鰪?qiáng)時(shí)往往可形成鉬礦［4］。

酸性脈巖是桃園鉬礦床成礦的最基本條件之一，表現(xiàn)為礦體與脈體相依存，構(gòu)造控制脈巖，脈巖控制礦體。礦區(qū)出露的脈巖有石英脈、硫化物長(zhǎng)英脈、鉀長(zhǎng)石脈、方解石鉀長(zhǎng)石石英脈、碳酸鹽脈等，產(chǎn)于高山河組下亞組變質(zhì)石英砂巖中的巖脈則呈北東向，以長(zhǎng)石石英脈為主，有時(shí)與北西向相斷裂共存。據(jù)桃園鉬礦一號(hào)平巷含礦脈巖統(tǒng)計(jì)，長(zhǎng)英脈占61.5%，平均鉬礦品位0.117%，石英脈占20.8%，鉬的平均品位0.116%，方解石石英脈占17.7%，鉬的平均品位0.055%。顯然，長(zhǎng)英脈是主含礦脈巖。

礦床中所見(jiàn)脈巖，如前所述，可歸并為兩期:即加里東晚期—華力西早期，該期以長(zhǎng)英巖類(lèi)、方解石石英脈為主。另一期為燕山期，主要有鉀長(zhǎng)石脈，石英脈及方解石脈。而鉬成礦期為燕山期晚期。由此可見(jiàn)，長(zhǎng)英脈與礦化只表現(xiàn)為空間關(guān)系，并非是鉬成礦元素的載體。

觀察資料表明:長(zhǎng)英脈在鉬成礦前，因構(gòu)造作用，使脈巖與圍巖一起，形成破碎巖、角礫巖等不同破碎程度巖石，表現(xiàn)出構(gòu)造—脈巖破碎帶，成為礦液運(yùn)移和沉淀的有利空間。輝鉬礦富集于長(zhǎng)英巖脈脈壁及其裂隙密集處，鉀長(zhǎng)石化、黃鐵礦化蝕變巖石中，在脈巖或脈體的膨大、分支、尖滅部位也常有輝鉬礦富集現(xiàn)象，表明長(zhǎng)英脈對(duì)鉬礦控制作用是非常明顯的。

2.4 礦體特征

礦體分布主要在高山河組下亞組第三巖性段，受北東向斷裂帶內(nèi)長(zhǎng)英質(zhì)脈控制，產(chǎn)狀與脈體一致，呈北東向40°～60°展布，傾向南東，總體傾角50°～60°。礦體形態(tài)呈似層狀、脈狀、透鏡狀。詳細(xì)情況見(jiàn)表1。

表1 桃園鉬礦外圍礦體特征

2.5 礦石類(lèi)型

礦石自然類(lèi)型可劃分為:長(zhǎng)英巖型，約占總礦石量的34.18%;板巖型，約占總礦石量的29.68%;輝綠巖型，約占總礦石量的17.74%;安山巖型，約占總礦石量的18.38%。

2.6 礦石礦物成分

礦石礦物主要是輝鉬礦，次為黃鐵礦、方鉛礦、黃銅礦、再次為斑銅礦，磁鐵礦，偶見(jiàn)鏡鐵礦、閃鋅礦、軟錳礦等。黃鐵礦、方鉛礦、黃銅礦、閃鋅礦常與輝鉬礦共生，輝鉬礦:常呈半自形鱗片狀，顯微鱗片狀，粒度0.05～0.6 mm。集合體呈細(xì)脈，團(tuán)塊、放射、菊花狀，沿裂隙或粒間充填交代其它礦物，或呈葉片狀集合體充填(或交代)于早期礦物粒間、解理中。

脈石礦物主要有石英、長(zhǎng)石，次為方解石、絹云母、白云母，還有綠泥石、綠簾石等。次生氧化礦物有鉬華、鐵鉬華、黃鉀鐵釩、高嶺土、褐鐵礦、孔雀石、蘭銅礦、錳黑等。還能見(jiàn)到金紅石、鋯石、榍石、電氣石、灰石、文石等。

2.7 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

2.7.1 礦石結(jié)構(gòu)

礦石呈它型—半自形鱗片結(jié)構(gòu)，纖狀、板柱狀結(jié)構(gòu)、放射狀、菊花狀結(jié)構(gòu)。輝鉬礦多呈晶片狀或三至五個(gè)輝鉬礦晶片聚集一起，分布于石英團(tuán)塊與方解石粒間或充填于方解石、石英裂隙中(見(jiàn)圖1)。

圖1 礦石結(jié)構(gòu)

2.7.2 礦石構(gòu)造

礦石構(gòu)造有網(wǎng)脈狀構(gòu)造和不規(guī)則團(tuán)塊狀構(gòu)造。網(wǎng)脈狀構(gòu)造礦石中輝鉬礦呈細(xì)脈狀交織分布于石英團(tuán)塊與碳酸鹽礦物的接觸部位，且以碳酸鹽礦物集合體中較多。不規(guī)則團(tuán)塊狀構(gòu)造礦石中輝鉬礦片狀聚晶呈不規(guī)則團(tuán)塊狀分布在脈石礦物石英、方解石粒間，構(gòu)成不規(guī)則團(tuán)塊狀構(gòu)造(見(jiàn)圖2)。

圖2 礦石構(gòu)造

2.8 控礦因素及圍巖蝕變

2.8.1 控礦因素

鉬礦化特征明顯反映出:構(gòu)造控制脈巖，脈巖控制礦化的特點(diǎn)。

(1)北東向構(gòu)造束(過(guò)去稱(chēng)黃龍鋪帚狀構(gòu)造)，是礦床定位的主要條件。特別是F19、F20，可能屬控礦導(dǎo)礦構(gòu)造，在其區(qū)間內(nèi)發(fā)育低序次斷裂形成寬大的構(gòu)造脈巖破碎帶。

(2)在上述空間因加里東期長(zhǎng)英脈等酸性脈巖的灌入，形成構(gòu)造脈巖帶;導(dǎo)致燕山期構(gòu)造再次活動(dòng)除形成構(gòu)造脈巖帶外，并有鉀長(zhǎng)石石英脈等脈體的灌入，含礦熱液沿導(dǎo)礦構(gòu)造上升，在低序次的構(gòu)造脈巖破碎帶中沉淀成礦。

2.8.2 圍巖蝕變

蝕變作用與構(gòu)造有著密切關(guān)系，蝕變巖石的展布方向同構(gòu)造線(xiàn)一致，呈帶狀分布，巖性對(duì)蝕變不起控制作用。蝕變類(lèi)型主要有鉀長(zhǎng)石化、硅化、黃鐵礦化、黑云母化、絹云母化、綠泥石化及碳酸鹽化等。

鉀長(zhǎng)石化表現(xiàn)鉀長(zhǎng)石沿圍巖裂隙呈細(xì)脈或長(zhǎng)石石英充填交代;這種蝕變與高溫?zé)嵋宏P(guān)系密切［5］。硅化現(xiàn)象較為普遍，硅化與鉀長(zhǎng)石密切，同時(shí)與鈾鉬關(guān)系也密切，蝕變較強(qiáng)地段，礦化亦較好，但含量變化范圍也較大。黃鐵礦化廣泛分布，為多期形成，早期結(jié)晶粗大，呈粗晶狀或團(tuán)塊狀;晚期以細(xì)粒及粉末狀為主。黑云母化伴隨這種蝕變常有輝鉬礦、含鈾銳鈦礦及鈾石生成。

粘土化多為脈狀、團(tuán)塊狀水合多水高嶺石，分布于構(gòu)造裂隙及長(zhǎng)英脈溶洞中，從熱液階段到表生階段均有出現(xiàn)［6］。絹云母化常與鉀長(zhǎng)石化，硅化相伴生，呈脈狀、細(xì)脈狀、團(tuán)塊狀集合體，常構(gòu)成礦化蝕變帶外帶。綠泥石化蝕變常見(jiàn)在近礦部位不發(fā)育，是一種遠(yuǎn)礦圍巖蝕變。碳酸鹽化發(fā)育較差，大多數(shù)呈細(xì)脈出現(xiàn)，是一種礦后蝕變。

表2 礦化期礦物生成順序表

3 礦床成因

首先，酸性脈巖是桃園鉬礦床成礦的最基本條件之一，表現(xiàn)為礦體與脈體相依存，構(gòu)造控制脈巖，脈巖控制礦體。含鉬(鉛)酸性巖脈與基性輝綠巖、偏堿性正長(zhǎng)斑巖、黑云(角閃)正長(zhǎng)斑巖、堿性霓輝正長(zhǎng)斑巖相伴，且穿切基—堿性巖脈。礦體由含鉬的酸性巖脈組成，礦脈多呈粗大脈體，產(chǎn)于“構(gòu)造框”內(nèi)次級(jí)斷裂、裂隙中。另外，脈體周?chē)乃榱褞r、角礫巖等也是主要的含礦部位，同時(shí)也是礦液運(yùn)移和沉淀的有利空間。輝鉬礦富集于巖脈脈壁及其裂隙密集處，這與金堆城、石家灣斑巖型鉬礦床圍繞巖體分布的含鉬石英細(xì)脈及細(xì)網(wǎng)脈相似［7］。

其次，礦石成份較復(fù)雜，脈石礦物以長(zhǎng)石、石英為主，含較多的絹云母、方解石、白云母及少量的綠泥石、高嶺石、黑云母及微量的文石、鋯石、綠簾石、磷灰石等。礦石礦物除輝鉬礦、黃鐵礦外，并含有少量黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、磁鐵礦及微量斑銅礦、鏡鐵礦、鈦鐵礦等，在斑巖型鉬礦床中多見(jiàn)。

第三，根據(jù)礦化脈體的穿插關(guān)系，礦物共生組合及圍巖蝕變特征等?？蓪⒌V床的成礦階段劃歸熱液期的高溫、中溫?zé)嵋旱V化階段和低溫?zé)嵋旱V化階段和表生期，整個(gè)礦化過(guò)程具有持續(xù)性和階段性;礦床中的鉬礦可將劃歸熱液期的高—中溫成礦階段，見(jiàn)表2。方解石鉀長(zhǎng)石石英脈含有輝鉬礦、黃鐵礦等，分布在花崗斑巖中及其周?chē)?，是高溫?zé)嵋旱V床中斑巖型鉬礦的主要礦化脈巖。另外，輝鉬礦經(jīng)多型測(cè)定，以2H1型為主，其次為3R，其比值2H1:3R為2:1、3:1，說(shuō)明輝鉬礦形成溫度為高—中溫?zé)嵋弘A段。

4 結(jié)語(yǔ)

(1)北東向構(gòu)造束(過(guò)去稱(chēng)黃龍鋪帚狀構(gòu)造)，是礦床定位的主要條件。特別是F19、F20，可能屬控礦導(dǎo)礦構(gòu)造，在其區(qū)間內(nèi)發(fā)育低序次斷裂形成寬大的構(gòu)造脈巖破碎帶。

(2)在上述空間因加里東期長(zhǎng)英脈等酸性脈巖的灌入，形成構(gòu)造脈巖帶;導(dǎo)致燕山期構(gòu)造再次活動(dòng)除形成構(gòu)造脈巖帶外，并有鉀長(zhǎng)石石英脈等脈體的灌入，含礦熱液沿導(dǎo)礦構(gòu)造上升，在低序次的構(gòu)造脈巖破碎帶中沉淀成礦。

(3)桃園鉬礦床為高溫?zé)嵋撼梢?，成礦期是高—中溫?zé)嵋弘A段形成的酸性脈巖型鉬礦。

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