江蘇徐州胡寨地區(qū)斑巖型鉬礦地質(zhì)特征及成礦遠景

陳富宏， 劉建東， 薛懷友， 姚維軍， 張亞男， 陳靜嫻

(1. 江蘇省地質(zhì)勘查技術(shù)院，江蘇南京210049； 2. 江蘇省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局第一地質(zhì)大隊，江蘇南京210041； 3. 南京工程高等職業(yè)學(xué)校，江蘇南京211135)

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江蘇徐州胡寨地區(qū)斑巖型鉬礦地質(zhì)特征及成礦遠景

陳富宏1， 劉建東1， 薛懷友1， 姚維軍1， 張亞男2， 陳靜嫻3

(1. 江蘇省地質(zhì)勘查技術(shù)院，江蘇南京210049； 2. 江蘇省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局第一地質(zhì)大隊，江蘇南京210041； 3. 南京工程高等職業(yè)學(xué)校，江蘇南京211135)

摘要：徐州胡寨地區(qū)位于華北陸塊南緣，受郯廬斷裂帶影響，在掀斜、伸展過程中，形成東西向構(gòu)造帶及徐宿弧形構(gòu)造格局，直接控制了區(qū)內(nèi)的巖漿活動。基于胡寨地區(qū)新發(fā)現(xiàn)的斑巖型鉬(金)礦(床)，對區(qū)內(nèi)侵入巖與火山巖的時空關(guān)系、巖石化學(xué)性質(zhì)、微量元素含量、蝕變特征、礦(化)點地質(zhì)特征進行歸納分析，通過與國內(nèi)已知斑巖型礦床地質(zhì)特征的對比，對區(qū)內(nèi)斑巖型鉬(金)礦成礦遠景進行分析。

關(guān)鍵詞：華北陸塊； 郯廬斷裂帶； 鉀化硅化； 斑巖型鉬(金)礦； 江蘇徐州

0引言

自1958年以來，江蘇徐州地區(qū)圍繞煤、石油、鐵礦、銅礦開展了一系列找礦工作。在尋找金屬礦產(chǎn)方面，一直以邢邯式或鞍山式鐵礦、接觸交代型鐵銅礦為主攻方向，對其他類型的多金屬礦產(chǎn)重視不夠。尤其是豐沛地區(qū)，由于覆蓋層較厚，以往地質(zhì)工作主要參照山東及區(qū)內(nèi)少量鉆孔資料，對地層、巖漿巖、構(gòu)造及其與礦產(chǎn)的關(guān)系未能做深入系統(tǒng)的研究。

針對近年在胡寨地區(qū)新發(fā)現(xiàn)的斑巖型鉬(金)礦，通過與國內(nèi)已知斑巖型礦床地質(zhì)特征的對比研究，對區(qū)內(nèi)斑巖型鉬(金)礦成礦遠景進行分析，供今后在該地區(qū)尋找斑巖型礦床參考。

1區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)位于郯廬斷裂帶以西，屬華北陸塊南緣部分，大地構(gòu)造單元屬膠東古陸塊魯南被動陸緣與陸表海盆地。以新太古界泰山(巖)群為基底，構(gòu)造、巖漿巖和礦產(chǎn)屬華北型，缺失古—中元古界沉積；新元古界—古生界(缺失上奧陶統(tǒng)—下石炭統(tǒng))組成蓋層沉積，與基底不整合接觸；中生界與古近系主要為陸相斷陷盆地沉積，各時代地層間呈整合或平行不整合關(guān)系。區(qū)內(nèi)脆性斷裂發(fā)育，以近東西向、北東向、北西向隱伏斷裂為主，形成豐沛隆起、敬安坳陷和徐宿弧形構(gòu)造單元(江蘇省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1984)(圖1)。中生代巖漿活動強烈，形成安山質(zhì)及安山玄武質(zhì)等火山巖，并伴隨中基性、中性、中酸性、酸性侵入巖；新生代在局部有玄武巖、橄欖玄武巖噴發(fā)，并伴隨苦橄玢巖、橄欖玄武玢巖、玄武(輝綠)玢巖等基性、超基性脈狀巖體的侵入。研究區(qū)濱太平洋成礦域疊加在古亞洲成礦域之上，屬華北陸塊成礦省魯西中生代鐵銅成礦區(qū)(朱裕生，2007)。區(qū)內(nèi)金屬礦產(chǎn)主要成礦期有2個：(1) 晚太古代：礦床類型為與新太古代硅鐵建造有關(guān)的沉積變質(zhì)型鐵礦；(2) 燕山期：已發(fā)現(xiàn)的礦床類型為與中酸性巖漿侵入活動關(guān)系密切的矽卡巖型銅鐵礦。近年在胡寨鉆孔中新發(fā)現(xiàn)與(斑狀)花崗(斑)巖、花崗閃長斑巖酸性巖漿巖密切相關(guān)的鉬(金)礦，目前，針對斑巖型鉬(金)礦的地質(zhì)工作正在開展。

圖1　徐州地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造位置示意圖Fig.1　Geological sketch map showing structural position of Xuzhou area

2地質(zhì)特征

礦床位于豐沛隆起東南緣，南側(cè)為敬安坳陷。研究區(qū)基本被第四系覆蓋，據(jù)已有鉆孔資料，第四系厚約100 m，在南側(cè)敬安坳陷內(nèi)新生代沉積(包括第四系、新近系、古近系等)厚達數(shù)百米至千米以上，其下為太古代泰山(巖)群。太古代泰山(巖)群變質(zhì)巖巖性以各類混合巖為主，少量混合巖化相對較弱的黑云母斜長片巖、片麻巖、黑云母斜長角閃巖等,粒巖(二長淺粒巖、長石石英巖、石英脈)較為發(fā)育。

巖漿巖以(斑狀)花崗(斑)巖為主，部分花崗閃長(斑)巖，另有少許石英閃長玢巖及閃斜煌斑巖。(1) 斑狀花崗巖：灰白-淡肉紅色，(似)斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。斑晶主要礦物為鉀長石、斜長石、石英及少量黑云母，質(zhì)量分數(shù)為45%～55%，斑晶常以巨粒出現(xiàn)，粒徑大多在10 mm左右；基質(zhì)礦物顆粒極細，質(zhì)量分數(shù)為45%～55%，主要由斜長石、鉀長石、石英組成，少量黑云母、磁鐵礦、鋯石以及次生絹云母、方解石。大多具碎裂巖化特征，常見鉀長石、斜長石、石英有明顯裂紋，深部常見與變質(zhì)巖呈似互層狀。(2) 花崗閃長(斑)巖：白色-淺肉紅色，斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶以斜長石為主，部分為石英，少量鉀長石、角閃石、黑云母。長石斑晶多呈肉紅色。與上下層界限不清，局部可見(斑狀)花崗(斑)巖穿插其中。鏡下可見鉀長石包裹斜長石，較弱的碳酸鹽化。

3斑巖型鉬(金)礦特征

3.1礦床地質(zhì)特征

在胡寨地區(qū)新發(fā)現(xiàn)鉬(金)礦(化)體21條，累計厚度51.70 m，其中鉬(金)礦體累計厚度9.05 m，Mo品位0.030%～0.15%。礦(化)體主要賦存于斑巖體(脈)與圍巖(新太古代泰山(巖)群變質(zhì)巖)的內(nèi)外接觸帶中。輝鉬礦以細脈狀居多，其次為星散浸染狀(圖2、圖3)。細脈狀輝鉬礦多發(fā)育于裂隙中或石英脈兩側(cè)，脈寬多小于1 mm，時斷時續(xù)，偶見團塊狀(圖4)，常與黃鐵礦、黃銅礦伴生，亦見與磁鐵礦、赤鐵礦伴生。普遍見較強的鉀化、硅化、綠泥石化，鉀化與硅化常疊加在一起，表現(xiàn)為鉀長石與石英伴生，鉀長石常富集于長石石英脈的邊部，指示鉀化早于硅化的特征。長石石英脈常相互穿插，表明鉀化、硅化具有多期性的特征。輝鉬礦(化)與鉀化、硅化關(guān)系密切，輝鉬礦富集于石英脈、長石石英脈的兩側(cè)脈壁，或充填于裂隙中。

礦石礦物：主要為輝鉬礦、黃鐵礦、黃銅礦，少量磁鐵礦等，局部方鉛礦含量較高。脈石礦物主要為鉀長石、石英、斜長石，次為絹云母、黑云母，少量螢石、石膏、方解石等。

圖2　長石石英脈中或兩側(cè)的輝鉬礦(φ49)Fig.2　Molybdenite within or on both sides of the feldspar quartz vein (φ49)

圖3　裂隙中輝鉬礦細脈(φ49)Fig.3　Molybdenite veinlets in fissures (φ49)

圖4　石英脈兩側(cè)薄膜狀輝鉬礦(φ49)Fig.4　Film-shaped molybdenite on both sides of the quartz vein (φ49)

礦石結(jié)構(gòu)：自形—半自形—他形粒狀結(jié)構(gòu)。

礦石構(gòu)造：主要為網(wǎng)脈狀構(gòu)造，次為浸染狀構(gòu)造。

3.2同類礦床特征對比

從區(qū)域上看，胡寨地區(qū)所屬東西向構(gòu)造帶，向東過微山湖，至山東薛城棗莊，直至郯廬斷裂帶，其構(gòu)造形跡明顯；向西至鄭州，為華北平原覆蓋區(qū)；自鄭州至西安向西，東西向構(gòu)造形跡更為清晰。該構(gòu)造帶西端西安—鄭州，陜西境內(nèi)分布有金堆城斑巖型鉬礦床；河南欒川縣內(nèi)南泥湖、羅村、上房溝、三道莊為斑巖型鉬礦床，河南汝陽縣內(nèi)東溝等為斑巖型鉬礦床；秦嶺大別造山帶分布著肖畈、母山、千鵝沖、湯家坪、沙坪溝等斑巖型鉬礦床。豐沛及利國班井地區(qū)與秦嶺大別造山帶同處華北陸塊南緣，同屬燕山成礦期的濱太平洋成礦域。從表1中可以看出，在成礦母巖、礦化蝕變、礦石礦體特征等方面，與豫陜皖已知的斑巖型鉬礦床具有較好的可比性。

4斑巖型鉬(金)礦成礦遠景分析

4.1中酸性斑巖體及火山巖空間分布

受郯廬斷裂活動影響，該區(qū)在掀斜、伸展過程中，由北向南，形成金滕(歡口)拗陷—豐沛隆起—敬安拗陷東西向構(gòu)造帶及徐宿弧形構(gòu)造格局。中生代開始形成雛形，至喜山期進一步發(fā)展，并直接控制了區(qū)內(nèi)的巖漿活動(王小鳳等，2000)。印支—燕山期，火山噴發(fā)，巖漿侵入，常出現(xiàn)復(fù)式體，從基性—中性—中酸性—酸性—偏堿性演化，多期次交替疊加，與多金屬成礦關(guān)系密切。

胡寨地區(qū)北側(cè)與之相鄰的順安凹陷中，分布著燕山期陸相火山巖，主要為侏羅系—白堊系安山巖及安山質(zhì)玄武巖陸相火山巖建造。豐沛地區(qū)分布著與之相關(guān)的侵入巖，由西向東、由老至新，巖漿演化由基性—中基性—中酸性—酸性發(fā)展。胡寨位于東西展布的華棲凸起中東部，分布著與燕山期陸相火山相關(guān)的中酸性斑巖體，巖體主要受東西向基底斷裂控制，大多自北側(cè)深部陡立上侵，至淺部變緩(圖5)。

利國—班井地區(qū)位于徐宿弧形構(gòu)造之中，東側(cè)出現(xiàn)北東向展布火山巖盆地。盆地呈向西突出的弧形展布，南端延入安徽境內(nèi)。晚侏羅世火山開始活動，至下白堊世初期火山活動增強。盆地中分布白堊系青山組安山質(zhì)、安山玄武質(zhì)火山巖，巖石普遍顯示出富堿特征，與火山活動相關(guān)的次火山巖以閃長斑巖為主，伴隨花崗閃長斑巖、花崗斑巖(安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1987)。

表1　胡寨鉬礦與已知斑巖型銅鉬礦特征對比

圖5　利國地區(qū)巖體分布圖Fig.5　Map showing distribution of rock masses in the Liguo area

在敬安坳陷南部，利國—五段—馬坡一帶向西，煤田鉆探在孔深360～900 m、于古近系之下見燕山期中酸性侵入巖。雖然第四系覆蓋厚，目前沒有更多證據(jù)證明其是1條受EW向構(gòu)造控制的中酸性巖漿帶，但從其空間分布特征來看，這種可能性極大。

除此之外，該區(qū)向西至安徽蕭縣—宿州地區(qū)，晚侏羅世末伴隨強烈的斷裂活動，發(fā)生了中性巖漿侵入和噴發(fā)，形成北北東向的閃長巖帶，并普遍出現(xiàn)堿質(zhì)交代現(xiàn)象；至白堊紀，巖漿多期侵入明顯，形成二長花崗巖、花崗斑巖等(安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1987)。

以上對胡寨地區(qū)中酸性斑巖體及礦化蝕變特征進行了分析，并與已知斑巖型鉬礦進行了對比。

4.2中酸性斑巖體巖石化學(xué)性質(zhì)及礦(化)蝕變特征

在利國地區(qū)，燕山期中酸性雜巖體主要受東西向構(gòu)造帶控制，巖石類型主要有閃長斑(玢)巖、花崗閃長斑巖、花崗斑巖、石英正長斑巖。該區(qū)探明的高中溫?zé)嵋航淮豌~鐵礦與中酸性雜巖體密切相關(guān)，巖體與中、下奧陶統(tǒng)白云質(zhì)灰?guī)r(含捕虜體)內(nèi)外接觸帶的鈉化、矽卡巖化是主要找礦標志。內(nèi)蝕變帶以鈉化為主，外蝕變帶以矽卡巖化為主，個別中低溫?zé)嵋撼涮钚豌~礦化點與花崗閃長斑巖、花崗斑巖有著空間上的聯(lián)系。銅鐵礦體一般分布在巖體與圍巖的接觸帶，或分布在巖體內(nèi)捕虜體的邊部，少量沿裂隙充填的脈狀礦體。吳莊銅鐵礦床達中型，周邊尚分布有20多個小型銅鐵礦，雖然迄今為止在該區(qū)未發(fā)現(xiàn)斑巖型鉬(金)礦，但地表廣布密集花崗斑巖脈，并可見到花崗斑巖株(利國)。鉆孔地質(zhì)情況顯示：深部花崗斑巖的體量明顯大于淺部，許多花崗斑巖在深部尚未得到控制；巖漿活動隨著時間的推延，由中性向酸性、酸堿性演化，并具由早期的富鈉向晚期高鉀方向分異演化的特點，在鳳凰山粗斑狀花崗閃長斑巖中及黃山島、龜山島石英正長斑巖中鉬含量普遍較高(江蘇省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局第五地質(zhì)大隊，1978)。

在班井地區(qū)，燕山期中酸性巖漿巖主巖體周圍巖脈廣泛分布，圍巖巖性多為寒武系、奧陶系灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、白云巖等，少量砂巖、頁巖，巖體主要巖性有角閃閃長斑巖、閃長斑巖、石英閃長斑巖、花崗閃長斑巖等，中酸性、酸性花崗閃長斑巖、花崗斑巖脈巖主要分布于班井主巖體北部和東部。班井巖體SiO2質(zhì)量分數(shù)達64.39%，反映了與濱太平洋成礦域相類似的地質(zhì)背景。w(K2O+Na2O)高達8.28%，K2O/Na2O比值為0.49～0.52，屬高堿富鈉中偏酸性巖體，K2O/Na2O比值雖然偏低，但該區(qū)并未出現(xiàn)很強的鈉化現(xiàn)象，反而出現(xiàn)普遍的鉀化，而且局部鉀化很強，在圍巖的裂隙中有時可形成獨立的鉀長石細脈。在班井地區(qū)發(fā)現(xiàn)接觸交代矽卡巖型鐵及銅、金、銀、鉬礦(化)體，巖體蝕變主要為黑云母化、鉀化、絹云母化、透輝石化等，蝕變強度和寬度往往與銅、金礦化的規(guī)模正相關(guān)，圍巖蝕變主要為矽卡巖化、大理巖化、角巖化等，區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的銅、金礦化主要賦存在矽卡巖中，其次為大理巖化、角巖化巖石中。值得注意的是，在接觸帶的巖體內(nèi)部分布著與鉀化有關(guān)的斑巖型銅、鉬礦化，在遠離巖體的圍巖裂隙中亦有鉬的熱液充填礦化(圖6)。化學(xué)分析結(jié)果顯示，Mo質(zhì)量分數(shù)最高可達0.14%(江蘇省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局第五地質(zhì)大隊，1984)。在班井主巖體北側(cè)及東側(cè)羅崗地區(qū)，巖石地球化學(xué)分析結(jié)果顯示Pb、Zn、Mo等異常。尤其值得注意的是羅崗東面的閃長斑巖和煌斑巖中均出現(xiàn)鉬的原生暈異常，極有可能是后期的酸性斑巖體侵入導(dǎo)致的結(jié)果(江蘇省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局第五地質(zhì)大隊，1984)。班井地區(qū)的花崗斑巖、花崗閃長斑巖，在地表零星分布于班井主巖體北部與東部，但深部巖體的分布情況并沒有得到控制。

圖6　班井地區(qū)巖體及礦(化)點分布示意圖Fig.6　Sketch map showing distribution of rock masses and ore spots (occurrences) in the Banjing area

分布于利國—五段—馬坡一帶的中酸性雜巖體由東向西酸性增強，成礦專屬性及礦床分布依次由鐵向鐵(銅、金)-銅金演變。

安徽蕭縣—宿州地區(qū)，與中淺層—淺層閃長巖類有關(guān)的鐵銅礦床大多伴生金、銀、鉬、鉛、鋅等，幾乎都與堿質(zhì)交代相關(guān)(安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1987)。

4.3成礦遠景分析

斑巖型銅(鉬)礦床是指與陸相火山活動相關(guān)的鈣堿性中—酸性淺成—超淺成斑巖體有成因聯(lián)系的高—中溫?zé)嵋?、細脈浸染狀硫化銅(鉬)礦床(吳利仁等，1991)。從以上中酸性斑巖體及其與火山巖的空間分布情況來看，胡寨地區(qū)斑巖體與其北側(cè)順安凹陷中火山活動相關(guān)，利國—班井地區(qū)則與其東側(cè)延入安徽境內(nèi)的火山巖盆地相關(guān)。由此可見，研究區(qū)中生代的巖漿活動強烈，中酸性斑巖體有著與陸相火山活動相關(guān)的鈣堿性中—酸性淺成、超淺成巖相似的特征，具備了尋找斑巖型礦床的巖漿巖條件。

安徽沙坪溝斑巖型鉬礦的成礦母巖為隱伏花崗斑巖體，其周圍出現(xiàn)密集的花崗斑巖巖脈(張懷東等，2010，2012)，通過以上對胡寨、利國、班井等地的斑巖(脈)體分布情況分析，該區(qū)深部極有可能存在隱伏花崗斑巖體。

通過分析對比，胡寨地區(qū)發(fā)現(xiàn)的鉬(金)礦與與已知斑巖型鉬礦有著很好的可比性，應(yīng)屬斑巖型鉬(金)礦。利國地區(qū)巖漿具有由早期的富鈉向晚期高鉀方向分異演化的特點，而且某些巖體中Mo質(zhì)量分數(shù)較高，班井地區(qū)已發(fā)現(xiàn)與鉀化相關(guān)的斑巖型銅鉬礦化及原生暈化探鉬異常，均與斑巖型鉬礦的蝕變特征及富堿高鉀鈣堿系列的成礦母巖特征極為相似。

總之，無論是從與火山活動相關(guān)的中酸性斑巖體的分布情況，還是從巖漿的分異演化特點，以及金屬元素Mo質(zhì)量分數(shù)、礦化蝕變情況來看，該區(qū)具有較好的斑巖型鉬礦成礦遠景。

5結(jié)論

(1) 在胡寨地區(qū)雖然已經(jīng)發(fā)現(xiàn)斑巖型鉬(金)礦(床)，但到目前為止，只投入了極少量的鉆探工作，深部及面上的地質(zhì)情況均未得到控制。

在利國、班井地區(qū)，淺部開展了不少針對尋找接觸交代型銅鐵礦的工作，發(fā)現(xiàn)了銅鐵礦床及眾多礦(化)點，但對深部地質(zhì)情況控制不夠。

(2) 今后應(yīng)加強對國內(nèi)外已知斑巖型銅鉬礦床的研究，以豐沛東部地區(qū)為重點，并兼顧利國、班井地區(qū)，開展以尋找斑巖型礦床為目的的成礦遠景調(diào)查。

在利國、班井地區(qū)，應(yīng)參照安徽沙坪溝斑巖型鉬礦的成功經(jīng)驗，投入鉆探工程，摸清深部中酸性斑巖的分布及礦化蝕變情況，重點關(guān)注與鉀化相關(guān)的斑巖型銅鉬礦化及原生暈化探鉬異常地區(qū)，以及Mo質(zhì)量分數(shù)較高的巖體。

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Geological features and metallogenic prospects of porphyry molybdenum deposit in the Huzhai area of Xuzhou, Jiangsu

CHEN Fuhong1， LIU Jiandong1， XUE Huaiyou1， YAO Weijun1， ZHANG Yanan2， CHEN Jingxian3

(1. Geological Exploration Technology Institute of Jiangsu Province, Nanjing 210049, Jiangsu, China； 2. The 1st Geological Team of Jiangsu Geology & Mineral Exploration Bureau, Nanjing 210041, Jiangsu, China； 3. Nanjing Engineering Vocational College, Nanjing 211135, Jiangsu, China)

Abstract：The Huzhai area in Xuzhou of Jiangsu is located in the southern margin of the North Craton. Influenced by the Tan-Lu fault zone, this area formed an EW-trending structural belt and the Xuzhou-Suzhou arcuate structural pattern during its tilting and stretching process, which directly controled the magmatic activities in the area. Based on the newly discovered porphyry molybdenum (gold) deposit in the Huzhai area, this study analyzed the spatial and temporal relationships, petrochemical features, trace element content, alteration and geological characteristics of the intrusive rocks and volcanic rocks in the area. In comparison with the geological features of China′s other known porphyry deposits, the metallogenic prospects of the Huzhai porphyry Mo (Au) deposit were also discussed.

Keywords：North China Craton； Tan-Lu fault zone； potassium alteration and silicification； porphyry molybdenum (gold) deposit； Xuzhou in Jiangsu

doi:10.3969/j.issn.1674-3636.2016.01.149

收稿日期：2015-05-16；修回日期：2015-06-15；編輯：侯鵬飛

基金項目：江蘇省地勘基金項目“江蘇省徐州市沛縣胡寨—辛莊地區(qū)鉬(銅)金礦普查” (2011—2015)

作者簡介：陳富宏(1962—)，男，工程師，長期從事地質(zhì)物化探找礦工作，E-mail： yyyidgcb@163.com

中圖分類號：P56；P618.65

文獻標識碼：A

文章編號：1674-3636(2016)01-0149-07