欒川縣火神廟鉬礦床特點及成因研究

張 偉 歐路文 史保堂 陳 飛

(1.河南省地質礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質礦產(chǎn)調查院，河南 洛陽 471000；2. 河南省金銀多金屬成礦系列與深部預測重點實驗室，河南 洛陽 471000)

0 引言

東秦嶺地區(qū)廣布深源淺成型花崗巖體，在該類巖體周邊發(fā)現(xiàn)一大批金屬礦床。火神廟鉬礦床即位于火神廟巖體周邊，分析研究該礦床特點及成因，對在東秦嶺地區(qū)尋找同類型礦床具有一定實際意義。

1 區(qū)域地質

火神廟鉬礦床位于華北陸塊南緣豫西斷隆的三川～欒川陷褶斷帶中(見圖1)，其北部為熊耳山隆褶帶，南部為伏牛山隆褶帶，屬東秦嶺-大別山鉬成礦帶。帶內地層、構造和巖漿巖均呈NWW～NW展布。區(qū)域性斷裂以NW～NWW最為發(fā)育，NE、NNE次之。各斷裂規(guī)模大小不等，普遍成群出現(xiàn)。礦田南部的黑溝～欒川深大斷裂對控制三川～欒川縣陷褶斷帶的地質發(fā)展和礦產(chǎn)形成有著重要的作用。區(qū)內出露的巖漿巖主要有加里東期的變輝長巖類、正長斑巖及燕山期的中酸性花崗斑巖巖體。而與成礦有關的巖體為燕山期中酸性巖漿巖。

2 礦區(qū)地質

2.1 地層與巖石

礦區(qū)出露地層為新元古界欒川群的三川組、大紅口組，自下而上呈構造不整合接觸。其中三川組分布于斑狀角閃石英二長巖巖體的周圍，與巖體接觸形成矽卡化大理巖、矽卡巖，鉬礦體均賦存于該組巖石與巖體的外接觸帶內，即是賦礦層位也是主要圍巖。大紅口組呈北西西向條帶狀大面積出露于礦區(qū)中部及南部?；鹕駨R鉬礦床地質略圖見圖2。

圖1 欒川鉬多金屬礦集區(qū)地質簡圖(葉會壽等，2006)

1-新元古界陶灣群灰?guī)r、大理巖和石英巖；2-新元古界欒川群砂巖、片巖、大理巖和石英巖；3-中元古界官道口群大理巖、千枚巖和石英巖；4-中元古界寬坪群大理巖和片巖； 5-早白堊世花崗巖；6-晚侏羅世花崗斑巖；7-矽卡巖型鉬礦床；8-矽卡巖型多金屬礦床；9-熱液脈型鉛鋅銀礦床

2.2 構造

礦區(qū)位于欒川坳褶斷束帶，石家溝-火神廟背斜北翼，斷裂構造特別發(fā)育。礦區(qū)出露地層向北或北西向傾斜，構成單斜地層，三川組中、下段近背斜軸部，地層傾角較陡，一般約在63°～82°，向北之三川組上段、南泥湖組等傾角漸緩，一般為60°～67°。礦區(qū)規(guī)模較大的斷裂構造帶有5條，主要為近東西向(F1、F2、F3)、北西向(F4)及近南北向(F5)三組方向，其中F3、F4為主要的鉬成礦構造。

1-第四系黃土、粘土及砂卵石層；2-大紅口組：片巖及白云石大理巖；3-南泥湖組下段：細粒石英巖；4-三川組上段：大理巖；5-斑狀角閃石英二長巖；6-變輝長巖；7-花崗斑巖；8-矽卡巖；9-矽卡巖化大理巖； 10-鉬礦體地表露頭；11-斷裂帶及編號

2.3 巖漿巖

區(qū)內出露巖漿巖有前加里東期變輝長巖和燕山期斑狀角閃石英二長巖及花崗斑巖。其中斑狀角閃石英二長巖體出露于大紅溝火神廟附近，長820m，寬360m，面積約0.25 km2。巖體平面呈不規(guī)則眼球狀，局部呈港灣狀，長軸近東西向，巖性主要為斑狀含輝石石英二長巖、斑狀角閃石英二長巖，二者為過渡相變關系。該巖體與鉬礦存在密切的關聯(lián)，是主要的控礦條件，已查明的礦體賦存在該巖體的內、外接觸帶內。

2.4 變質作用

漫長的地質時代及多次的構造運動使礦區(qū)經(jīng)歷多種變質作用：前加里東期和加里東期發(fā)生的多期次的區(qū)域變質作用為區(qū)內鉬、鉛、鋅元素的活化轉移及聚集提供了動力條件；斷裂帶及其附近發(fā)生的動力變質作用形成的動力變質巖，為熱液的運移和礦物質的沉淀富集提供了極為有利的條件；火神廟巖體侵入帶來了巨大熱能及少量揮發(fā)分與圍巖產(chǎn)生接觸交代變質作用，產(chǎn)生了矽卡巖化，本區(qū)產(chǎn)生的矽卡巖主要為透輝石矽卡巖。

3 礦體地質

3.1 礦體特征

6-Ⅰ鉬礦體產(chǎn)于斑狀角閃石英二長巖巖體及其內外接觸帶中，賦礦圍巖為斑狀角閃石英二長巖、石英大理巖。成礦期后構造不發(fā)育，對礦體影響不大。其主要分布于礦區(qū)西邊界至2勘探線之間，走向長度260m，最大延深271m。礦體傾向西北，傾角57°～63°。6-Ⅰ礦體厚度為138～159m，厚度變化系數(shù)為7.4%。礦體品位為0.03%～0.81%，礦體品位變化系數(shù)為51.55%。礦體仍在向深部延伸，沿傾向厚度變化不大、品位逐漸變大，礦體形態(tài)為不規(guī)則囊狀體(見圖3)。

1-1290中段礦體形態(tài)圖 2-0線剖面礦體形態(tài)圖

3.2 礦石質量特征

火神廟鉬礦石礦物主要為輝鉬礦、黃銅礦、黃鐵礦等。脈石礦物主要為石英、鉀長石等。鉬礦石化學成分主要由硅、鋁、鈣、鎂組成(見表1)。

火神廟鉬礦石的結構為鱗片狀、束狀、片狀、放射狀結構，為輝鉬礦特有結構。構造以稀疏浸染狀構造為主，輝鉬礦及其他硫化物呈稀疏星點浸染狀構造分布于矽卡巖內。

表1 火神廟礦石化學全分析結果(%)

測試單位為河南省地質礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質礦產(chǎn)調查院實驗室

4 礦床成因

4.1 成礦時代

王賽等(2014)利用Re-Os同位素定年法對火神廟鉬礦床進行成礦年齡測定。測得火神廟模式年齡為146.1Ma±2.0Ma～148.1Ma±2.12Ma、年齡加權平均值為147.01Ma±0.95Ma、等時線年齡為145.7Ma±3.9Ma(見表2)，與南泥湖-三道莊等礦床及巖體相當(見表3)，因此可確定火神廟鉬礦床形成于晚侏羅世。

國內外學者研究東秦嶺鉬礦帶積累了大量精確的成礦年齡，Mao等通過綜合分析提出東秦嶺鉬礦帶在中生代存在3個成礦期，即233-221Ma、148-138Ma和131-112Ma。對比火神廟的成礦年齡認為火神廟屬于東秦嶺鉬礦帶中生代第二成礦期。

表2 火神廟鉬礦床輝鉬礦Re-Os同位素測試結果

注：計算模式年齡衰變常數(shù)為λ(Re)=1.666×10-11a-1，不確定值為2σ。

表3 欒川鉬礦床成巖年齡一覽表

4.2 成礦期和成礦階段

根據(jù)礦物共生組合、礦石結構構造和礦脈之間的穿切關系，將成礦作用劃分為矽卡巖期和石英-硫化物期(見表4)。

表4 火神廟鉬礦成礦階段表

4.3 成礦物質來源

前人對東秦嶺鉬礦帶各地層及不同類型花崗巖中鉬含量進行了測定，由表5可知東秦嶺從基底到蓋層各時代地層鉬的含量與地殼中鉬的含量(1.2×10-6)相當，遠低于區(qū)內燕山期花崗巖體中鉬含量，且東秦嶺鉬礦帶內矽卡巖型鉬礦床均皆位于花崗巖體及其接觸帶內。由此可以認為東秦嶺鉬礦帶內矽卡巖型鉬礦床中的鉬元素的來源與深源淺成型花崗巖體有關，應主要來源于深部。

表5 東秦嶺地區(qū)地層及花崗巖的鉬含量

輝鉬礦Re的含量對成礦物質來源具有示蹤意義[11-12]，Mao等[12]在綜合分析中國各類型鉬礦輝鉬礦Re的含量后認為，從幔源到殼?；煸丛俚綒ぴ矗x鉬礦Re的含量呈10倍降低，即從n×10-4→n×10-5→n×10-6變化。東秦嶺各鉬礦床中：黃龍鋪輝鉬礦Re的含量為2.56×10-4～6.331×10-4，鉬主要來自于上地幔[21]；金堆城等輝鉬礦Re的含量為1.205×10-5～2.75×10-5, 其成礦物質主要來源于下地殼，并混有地幔物質。王賽等[4]測定的火神廟輝鉬礦Re的含量為3.9×10-5～6.54×10-5，與金堆城等鉬礦床輝鉬礦Re的含量相當,因此其成礦物質也應來源于殼?；煸?。

表6 豫西部分鉬礦床Re含量表

4.4 控礦因素

火神廟鉬礦床嚴格受構造、巖體及蝕變的控制：從空間上看火神廟鉬礦床已發(fā)現(xiàn)礦體受近東西向F3及北西向F4斷裂的控制；燕山期侵入的石英二長巖巖體是主要的控礦條件，已發(fā)現(xiàn)的礦體均賦存于該巖體接觸帶內；受熱液接觸交代作用巖體接觸帶發(fā)生了以鉬礦化為主的蝕變，形成了矽卡巖化蝕變帶，本區(qū)的礦體嚴格受矽卡巖蝕變帶控制。

4.5 成礦規(guī)律

通過對本礦區(qū)資料的綜合研究，總結其成礦基本規(guī)律如下：火神廟鉬礦床位于巖體接觸帶內，屬斑巖—矽卡巖型鉬礦床；礦體形態(tài)較規(guī)則為不規(guī)則囊狀；鉬礦體品位在傾向上地表淺部低、深部高；礦體厚度變化不大，礦體仍繼續(xù)向深部延伸；火神廟鉬礦床成礦物質來源于殼?；煸?；鉬礦體經(jīng)歷了矽卡巖期和石英一硫化物期，其中主成礦階段為石英—輝鉬礦階段。

5 結語

——火神廟鉬礦床是與斑巖體有關的矽卡巖型鉬礦床，礦體品位淺部低、深部高，礦體繼續(xù)向深部延伸。

——火神廟鉬礦床形成于晚侏羅世，屬東秦嶺鉬礦帶中生代第二成礦期。

——火神廟鉬礦床主成礦階段為石英—輝鉬礦階段，其成礦物質來源于殼幔混源。

——燕山期侵入的石英二長巖是火神廟鉬礦床主要的控礦條件，鉬礦床受內外接觸帶控制，鉬礦床受近東西向F3及北西向F4斷裂的控制。