河北省興隆縣花市鉬礦地質(zhì)特征及成因探討

蔡永紅，苗群峰

(河北省地礦局第八地質(zhì)大隊，河北 秦皇島 066000)

花市鉬礦位于華北地臺北部地區(qū)的燕山中生代板內(nèi)造山帶東段，是古亞洲洋構(gòu)造域和濱太平洋構(gòu)造域的交疊部位，地處我國第二大鉬礦帶即燕遼鉬(銅)成礦帶中段南部。大地構(gòu)造位置位于中朝準地臺燕山臺褶帶馬蘭峪復背斜西段。區(qū)內(nèi)鉬礦主要分布在馬蘭峪復背斜核部，包括西廠溝鉬礦、花市鉬礦、太平村鉬礦和太陽溝鉬礦等一系列中大型鉬礦(圖1)，本區(qū)已成為河北省重要的鉬礦礦集區(qū)。

1 礦區(qū)地質(zhì)特征

1.1 地層

礦區(qū)出露地層主要為太古界遷西群跑馬場組變質(zhì)巖及新生界第四系(圖2)。

1)太古界遷西群跑馬廠組：分布在工作區(qū)內(nèi)，巖性為含輝石角閃斜長片麻巖、黑云角閃斜長片麻巖夾斜長角閃巖、變粒巖及磁鐵石英巖?；旌蠋r化普遍發(fā)育，形成條帶狀、眼球狀及斑狀混合片麻巖。走向20°～30°，傾向290°～300°，傾角60°～80°，褶皺緊密，局部倒轉(zhuǎn)。

2)新生界第四系：主要分布在溝谷中，其巖性為黃褐色亞砂土、亞黏土、砂礫、卵石。

1—第四系砂土、砂礫石；2—長城系高于莊組：中厚層泥晶白云巖；3—大洪峪組：石英砂巖；4—團山子組：泥質(zhì)白云巖；5—串嶺溝組：黑色頁巖、粉砂巖；6—常州溝組：長石石英砂巖；7—太古屆遷西群跑馬場組：黑云角閃斜長片麻巖；8—太古界遷西群馬蘭峪組：斜長角山巖及角閃變粒巖；9—侏羅世：小安二長花崗巖；10—大次山單元：中粒石英二長閃長巖；11—掛蘭峪單元：中粒石英閃長巖；12—黃太營單元：斑狀花崗巖；13—王坪石單元：粗粒鉀長花崗巖；14—六里坪單元：中粗粒二長花崗巖；15—麻地單元：細粒斑狀二長花崗巖；16—石門巖墻：斜長角閃石巖；17—花崗斑巖脈；18—石英斑巖脈；19—閃長巖脈；20—地質(zhì)界限；21—角度不整合界限；22—脈動侵入接觸界線；23—逆斷層；24—正斷層；25—性質(zhì)不明斷層；26—綠片巖相韌性剪切帶；27—角閃巖相韌性剪切帶；28—地層產(chǎn)狀；29—片麻理產(chǎn)狀；30—鉬礦床位置；31—工作區(qū)范圍圖1 興隆縣花市一帶區(qū)域地質(zhì)簡圖Fig.1 Regional geological map of Huashi area in Xinglong county

1—第四系砂土、砂礫石；2—太古界遷西群跑馬場組含輝石角閃斜長片麻巖、黑云角閃斜長片麻巖夾斜長角山巖、變粒巖及磁鐵石英巖；3—礦脈編號；4—地質(zhì)界限；5—礦體產(chǎn)狀；6—地層產(chǎn)狀；7—斷層位置及編號圖2 興隆縣花市鉬礦地質(zhì)圖Fig.2 Geological map of Huashi Mo mine in Xinglong county

1.2 構(gòu)造

礦區(qū)范圍內(nèi)斷裂發(fā)育，主要有兩組。一組為北西—北北西向斷層。斷層一般長100～500 m，傾向北東，傾角70°～80°。后期成礦熱液沿巖層破碎帶貫入，主要形成鉬礦化。一組為北東向斷層，編號為F1和F4(圖1)。F1斷層位于礦區(qū)的西部，走向長460 m，傾向東南，傾角70°。F4斷層位于礦區(qū)的中部，走向長82 m，傾向東南，傾角80°。該斷層橫切11號礦體，但斷層規(guī)模較小，對礦體形態(tài)沒有大的影響。

1.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿活動強烈，以早侏羅世侵入活動為主。北部出露有王坪石二長花崗巖體，并發(fā)育有元古代—太古代及中生代各種脈巖，南部出露有麻地堿長花崗巖體。其中，麻地堿長花崗巖巖體與成礦關(guān)系密切。麻地巖體為復式小巖體，由早期肉紅色堿長花崗巖(γ52a)和晚期侵入形成的灰白色堿長花崗巖(γ52b)組成，形態(tài)復雜，出露面積約5.35 km2，局部呈脈動型侵入接觸，但未見明顯的冷凝邊，這些特征表明兩次侵入活動的時間間隔可能較短。

2 礦床特征

2.1 礦化特征

鉬礦體位于麻地巖體以北100 m以內(nèi)，標高600～700 m處，主要賦存于太古界變質(zhì)巖系中，鉬礦化主要受區(qū)內(nèi)巖漿侵入活動及構(gòu)造活動產(chǎn)生的北西—北北西向、北東向斷層控制明顯。礦脈主要沿著北西—北北西向斷層形成的巖層破碎帶貫入形成。鉬礦化類型主要為輝鉬礦石英脈型，輝鉬礦呈細脈狀分布于石英脈中或邊緣，少量輝鉬礦呈浸染狀分布于石英脈中。

2.2 礦體特征

花市鉬礦含輝鉬礦石英脈成群產(chǎn)于太古界跑馬廠組黑云角閃斜長片麻巖、斜長角閃巖系之中，礦體主要由輝鉬礦石英脈、輝鉬礦細脈組成。由南向北分布有15條礦脈，主要礦脈特征見表1。

表1 花市鉬礦脈統(tǒng)計一覽表Table 1 Statistical list of Huashi molybdenum veins

其中以11號礦脈為主，據(jù)坑道控制，11號礦脈沿走向厚度變化呈透鏡狀，沿傾斜呈波狀，590 m水平變?yōu)?5°，570 m水平中段50°，550 m水平變?yōu)?5°，而535 m水平以下傾角變?yōu)?5°，535 m水平以上傾角50°，535 m水平以下傾角變?yōu)?0°。

2.3 礦石特征

1)礦石類型及礦物組成

礦石類型可分為：塊狀含黃鐵礦—輝鉬礦石英礦石；條帶狀黃鐵礦—輝鉬礦—石英礦石；斑雜狀黃鐵礦—輝鉬礦—石英礦石及細脈浸染狀黃鐵礦—輝鉬礦石英礦石。礦石中金屬礦物以黃鐵礦、輝鉬礦、磁鐵礦為主(圖3)，占礦石礦物的30%～40%，其次為黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦，含量不均勻。脈石礦物以石英為主，含少量絹云母、綠泥石。

圖3 花市鉬礦顯微鏡下礦石特征Fig.3 Photos of Huashi molybdenum ores under microscope

(1)黃鐵礦：與鱗片狀輝鉬礦物集合體，以脈狀充填于石英脈靠近頂板部位，在石英脈由厚變薄或傾角由陡變緩的部位，礦化富集。反射色淺黃色，呈自形—半自形粒狀，粒徑0.2～0.6 mm，顆粒表面麻點較多，多以集合體形式分布于脈石礦物中。(2)磁鐵礦：半自形—他形粒狀，粒徑為0.1～0.5 mm，多被赤鐵礦沿顆粒邊緣及內(nèi)部交代。(3)輝鉬礦：以細脈狀充填于石英脈的裂隙中，輝鉬礦脈厚2～5 mm，最厚達10 mm。反射色灰白色，強非均質(zhì)性，呈半自形—他形粒狀，葉片狀、鱗片狀分布于脈石礦物中，粒徑一般為0.05 mm×0.01 mm ～0.2 mm×0.05 mm，輝鉬礦大多與其他金屬礦物沒有直接接觸關(guān)系。(4)黃銅礦：反射色銅黃色，呈星點狀分布于脈石礦物中。

2)礦石化學成分

條帶狀黃鐵礦—輝鉬礦礦石含鉬為0.2%～0.5%，暗灰色致密塊狀黃鐵礦—輝鉬礦—石英礦石含鉬0.6%～1.2%，平均值為0.7%，白色塊狀黃鐵礦—輝鉬礦—石英礦石含鉬一般0.05%～0.08%，平均值0.07%。鉬礦品位向北有增高的趨勢。

2.4 圍巖蝕變特征

圍巖蝕變發(fā)生在石英脈的兩側(cè)或片理化帶中，帶寬0.2～1.0 m，蝕變類型主要為硅化、絹云母化、黃鐵礦化，其次為綠泥石化、高嶺土化。

1)硅化：主要表現(xiàn)為沿節(jié)理、裂隙發(fā)育的石英脈以及團塊狀石英。乳白色、灰白色石英常呈脈狀、細脈狀、網(wǎng)脈狀、交錯網(wǎng)脈狀，從自形到半自形都有，大小不一，脈寬幾毫米到幾厘米，主要為含輝鉬礦石英脈。

2)絹云母化：主要呈細小鱗片狀集合體分布，多呈長石假象。

3)黃鐵礦化：含硫的熱液作用于圍巖，使圍巖產(chǎn)生黃鐵礦，與硅化、絹云母化共生，黃鐵礦自形—半自形粒狀，與輝鉬礦、石英等呈細脈狀充填于巖石裂隙中。

4)綠泥石化：多見于巖石裂隙中，或呈彌散狀分布。

5)高嶺土化：近地表條件下產(chǎn)生的黏土礦物。

2.5 成礦期與成礦階段

根據(jù)野外地質(zhì)特征、礦物結(jié)晶特點、礦物共生組合特征、不同礦脈間穿插關(guān)系和圍巖熱液蝕變等特征(圖4)，劃分出兩個成礦期：熱液成礦期和表生成礦期。熱液成礦期為主要成礦期，可分為以下兩個階段(表2)：

圖4 花市鉬礦床成礦階段典型照片F(xiàn)ig.4 Typical photos of metallogenic stage of Huashi molybdenum mine

表2 花市鉬礦床礦物生成順序及礦化期、成礦階段劃分表Table 2 Sequence table of mineral formation，mineralization stage and metallogenic stage for Huashi molybdenum mine

2.5.1 熱液成礦期

1)石英—磁鐵礦—輝鉬礦階段：金屬礦物為半自形—他形粒狀磁鐵礦，自形—半自形葉片狀輝鉬礦及他形粒狀赤鐵礦，脈石礦物為石英。

2)石英—輝鉬礦階段：為主要成礦階段。輝鉬礦呈中細粒、半自形—自形葉片狀、針狀，主要有兩種賦存狀態(tài)：a.輝鉬礦呈細脈狀分布于石英脈邊緣，少量輝鉬礦呈浸染狀分布于石英脈中；b.輝鉬礦呈細脈狀、浸染狀分布于石英脈中。

3)石英—輝鉬礦—黃鐵礦階段：其形成時間大多略晚于石英—輝鉬礦階段。輝鉬礦呈細脈狀分布于石英脈中，他形—半自形黃鐵礦呈浸染狀分布于石英脈中，石英脈見弱綠泥石化，與圍巖界限不清晰，有交代現(xiàn)象。大量鉬在該階段和石英—輝鉬礦階段沉淀。

2.5.2 表生成礦期

礦床的表生成礦作用微弱，并未見有富集現(xiàn)象，僅在地表見有由風化淋濾作用形成的褐鐵礦等表生礦物。

3 礦床成因探討

花市鉬礦主要特征有：1)具有典型巖漿—熱液型礦床所必須的中酸性侵入體，巖性主要為堿長花崗巖；2)可見巖漿—熱液型礦床的蝕變類型，主要包括高嶺土化、絹云母化、綠泥石化、褐鐵礦化；3)具有典型的細脈、網(wǎng)脈；4)礦化主要賦存于太古界跑馬廠組黑云角閃斜長片麻巖、斜長角閃巖系之中。綜上可以看出，花市鉬礦同世界上多數(shù)鉬礦床成因上均與花崗巖關(guān)系密切，屬巖漿—熱液成因[1-2]。

目前研究認為斑巖型礦床的礦化主要以浸染狀、細脈浸染狀為主，礦床規(guī)模巨大[3-5]。成礦作用與賦礦斑巖體有成因聯(lián)系，主要產(chǎn)出在古陸邊緣板塊俯沖帶。礦體產(chǎn)于斑巖體內(nèi)部或接觸帶。僅少數(shù)大型和特大型礦床的斑巖體頂部為全巖礦化[6-7]。

葉天竺等研究認為，成礦深度影響礦體在巖體和圍巖中的分配，致礦巖體侵位越淺，礦化越集中在巖體內(nèi)?；ㄊ秀f礦床與典型斑巖型鉬床相比，花市鉬礦的礦體僅分布在麻地巖體的外接觸帶片麻巖中，礦化產(chǎn)于多期巖漿侵入及構(gòu)造活動產(chǎn)生的復雜節(jié)理裂隙中。鉬礦化主要為兩種類型：一種是輝鉬礦以輝鉬礦—石英脈形式沿裂隙充填；另一種是輝鉬礦呈薄膜狀、細脈狀沿裂隙充填。因此，花市鉬礦的控礦因素、礦體空間分布、礦化特征等又與典型斑巖型鉬礦具有明顯區(qū)別。

近年來，對熱液脈型(包括石英脈、螢石脈等)鉬礦床的研究發(fā)現(xiàn)，熱液脈型鉬礦床多呈斷控脈狀產(chǎn)出，常見脈石礦物包括鉀長石、絹云母、方解石等。礦脈可以是較寬的含礦脈體，也可以是細脈狀礦石組成的礦帶[8-10]。已知脈體以含礦石英脈最為常見，礦床與斑巖型鉬礦具較多相似之處，如：空間與中酸性巖體緊密共生，產(chǎn)于巖體內(nèi)部或外接觸帶中；常見蝕變有鉀鈉長石化、硅化、高嶺土化等；成礦流體為巖漿熱液，常見水溶液包裹體、CO2包裹體和含子礦物多相包裹體等。通過與典型熱液脈型鉬礦進行對比分析，認為花市鉬礦床為熱液石英脈型鉬礦。