李俊平,李永峰,3,罗正传,谢克家
(1.河南省有色金属矿产探测工程技术研究中心,河南郑州450016;2.河南有色地质矿产有限公司,河南郑州450016;3.河南省有色金属地质矿产局,河南郑州450016)
大别山北麓钼矿找矿重大进展及其矿床地质特征研究
李俊平1,2,李永峰1,2,3,罗正传1,2,谢克家1,2
(1.河南省有色金属矿产探测工程技术研究中心,河南郑州450016;2.河南有色地质矿产有限公司,河南郑州450016;3.河南省有色金属地质矿产局,河南郑州450016)
在总结近年来钼矿勘查成果的基础上,综合论述了大别山钼矿床的基本特征和成矿规律。钼矿带呈北西向狭长带状展布,钼矿床的形成与燕山期中酸性浅成-超浅成小花岗岩斑岩体有关,钼矿床直接产于岩体内外接触带及其附近;矿床类型主要为斑岩型,少量矽卡岩型、热液脉型。结合Re-Os同位素精测年龄数据,确定了大别山钼矿床的成矿时代主要集中在(122.7±1.9)~(113.1±7.9)Ma时限之间。根据成矿地质环境和化探异常特征,评价了该区钼矿床勘查前景,认为该区钼矿成矿条件优越,找矿潜力仍然非常巨大,初步提出7个找矿远景区。
钼矿床;地质特征;找矿远景;大别山北麓
大别造山带为秦岭造山带东延部分,是中国南北两大板块碰撞拼合的典型地区。区内构造变动频繁,岩浆活动强烈,钼、金、银多金属成矿地质条件有利。大别山钼矿带位于东秦岭-大别钼矿成矿带东段,钼矿床主要集中分布于西起河南省罗山县灵山,东至安徽省金寨县沙坪沟的地区内,依次分布有肖畈、毋山、陡坡、大银尖、千鹅冲、汤家坪、沙坪沟、银山等钼矿床及众多钼矿点。2000年之前,该区钼矿勘查工作一直进展不大,仅发现了毋山、肖畈、大银尖等几个中小型钼矿床(点)。近几年来,随着该地区钼、金、银及其它金属矿产勘查投入的大幅度增加,相继发现了汤家坪大型钼矿床和千鹅冲、沙坪沟等超大型矿床(杨泽强,2007a,2007b,2007c;杨泽强等,2008;罗正传,2010;罗正传等,2010;张怀东等,2010),同时还发现了一大批中小型矿床。它们与东秦岭钼成矿带相连,构成了中国最大的钼矿省,探明钼资源储量约500万吨(李红超等,2010),展示了该区良好的找钼前景,成为河南省近几年来实现地质找矿的重大突破地区之一。本文在以往钼矿勘查研究的基础上,重点对近几年新发现的钼矿床的地质特征进行了研究,结合成矿地质环境和化探异常特征,从区域成矿远景分析的角度,对该区钼矿床勘查前景进行了分析。
大别造山带夹持于扬子板块向华北板块俯冲碰撞的过渡地带,呈东宽西窄的楔形地质体,由多个形成于不同构造环境、有着各自独立建造特征、变形变质和构造演化序列的构造地层地体,经多次聚合后拼贴并焊结为一体的复杂构造带(李曙光等,1989;Ames et al.,1993;徐树桐等,1994;杨巍然和杨坤光,1999;李锦秩,2001;汤加富等,2003;王勇生等,2004;翟明国,2008)。造山带东端被郯庐断裂截切,西段通过南阳盆地与秦岭造山带连接。大别造山带自北而南大体划分为4个构造单元:北淮阳构造带(简称北淮阳)、北大别变质杂岩带、南大别变质核杂岩带(含高压、超高压岩块)和宿松变质杂岩带(南淮阳构造带)(王清晨和丛柏林,1998;高山等,1999;但卫等,2006)。
造山带北部以NWW向桐柏-商城断裂为界(图1),北侧为北淮阳构造带,南侧为桐柏-大别变质核杂岩隆起带。在大别山北麓地区,构造格架表现为近东西向与近南北向两组构造相互交织形成的网格状构造系统。NWW向断裂主要有龟山-梅山断裂(简称龟-梅断裂)(湛胜等,2004)、桐柏-商城断裂(简称桐-商断裂);近南北向断裂主要有涩港断裂、新县断裂和商城-麻城断裂等。区内出露地层主要有:太古界大别片麻杂岩建造;中元古界浒湾组中基性火山岩-陆源碎屑岩建造;中元古界肖家庙组滨海-浅海相碎屑岩-碳酸盐岩建造;中元古界龟山组中基性火山岩-泥砂质碎屑岩建造;下古生界泥盆系南湾组陆源碎屑岩建造,石炭系碎屑-碳酸盐岩沉积建造;中生界侏罗系-白垩系火山岩建造等。
图1 大别造山带地质略图(据罗正传等,2010修改)Fig.1 Geological sketch map of the Dabie orogenic belt(from Luo et al.,2010)
区内岩浆活动十分频繁,总体表现为岩浆作用时间的长期性,岩浆作用方式、产出状态的多样性及时空的强烈差异性(李先梓等,1993;张国伟等,2001;李晓勇等,2006;李创举和包志伟,2010)。以燕山期岩浆活动最为强烈,主要表现为大量中酸性花岗岩、陆相火山岩和少量基性-超基性岩密切共生,构成喷发-侵入系列。陆相火山岩沿大别造山带北缘信阳-商城-霍山一带分布,时代为晚侏罗世-白垩纪,岩性组合为英安岩-流纹岩,属大陆边缘碱性火山岩系列。与之伴生的早白垩世侵入岩分布最广,规模最大,分布面积约占全区基岩面积的1/5,主要为沿桐柏-商城断裂自西向东分布的灵山、新县和商城三大花岗岩基及众多的中酸性小岩体,这些中酸性小岩体明显受网格状构造体系控制,具有成群成带等间距分布的特点,岩体多为酸性富碱的花岗斑岩、似斑状花岗岩、石英斑岩、花岗闪长岩斑岩等,如毋山岩体、大银尖岩体、汤家坪岩体等。这些不同层次的巨量花岗质岩浆活动直接导致该地区大规模钼多金属成矿作用的爆发,使大别山北缘地区成为钼多金属矿化集中区(李厚民等,2007;王运等,2009;罗正传等,2010),西起河南省罗山县灵山地区、东至安徽省金寨县沙坪沟地区,依次分布有肖畈、毋山、陡坡、大银尖、千鹅冲、汤家坪、沙坪沟、银山等钼矿床及众多钼矿点,构成东秦岭-大别钼矿成矿带东段(罗铭玖等,1991,2000;邱顺才,2006;李厚民等,2008;罗正传,2010;罗正传等,2010)。
大别山地区钼矿床勘查工作始于20世纪70年代,原河南省地质局系统对大别山河南境内的斑岩铜、钼矿床进行了系统研究。1975~1981年,原成都地质学院73级找矿系信阳地勘队对研究区内地表进行了踏勘检查,提出具有良好找钼前景;之后,原河南省地质局地质十队对本区的斑岩体进行了稀疏钻探工程控制,发现毋山钼矿及肖畈钼矿等。1976年11月~1979年12月,基本完成了毋山钼矿普查工作,通过地、物、化工作,大致查明毋山斑岩型矿床的矿化、围岩蚀变及矿体的大致形态特征,通过1∶10000化探工作,围绕毋山斑岩体发现了一些“卫星式”异常和矿点,为该区进一步开展矿产勘查提供了地质资料。对毋山钼矿做了资源量估算,获得钼金属远景资源量5.89万吨。1976年11月~1981年10月,肖畈钼矿发现了一系列强度高、连续性好的激电和次生晕异常。
2004年以来,随着地质矿产勘查力度的不断加大,以及钼金属价格的不断上涨和钼矿勘查投入的持续加大,该区钼矿勘查取得了一系列重大突破。新发现和勘查评价了大中型钼及钼多金属矿床十几处。如:汤家坪、千鹅冲、沙坪沟、陡坡等钼矿床。截止2010年底,该区已探明资源储量的钼矿床有6处(图1),其中大型-超大型矿床5个,钼金属资源储量约160万吨,其中2004年以来探明的约150万吨,占90%以上。
汤家坪钼矿位于豫南东缘大别山北麓商城县达权店乡,钼资源量23.5万吨,达大型规模,该矿床的发现结束了豫南大别山地区没有大型金属矿床的历史(杨泽强,2007a,2007b,2007c;杨泽强等,2008)。
矿区内除中部出露的花岗斑岩外,大面积出露元古代大别片麻杂岩,地层总体走向北西-北西西,局部北东或近南北向。由于遭受了强烈的变质变形作用改造,构造形迹极为复杂,原始的地层层序大部分遭受破坏,片麻理产状零乱。地层岩性简单,主要为黑云斜长片麻岩、硅化黑云斜长片麻岩,其次为斜长角闪片(麻)岩。
矿区主要发育一些小断裂构造,多以压扭性、张扭性断层为主,主要有两组:近东西向(北西西或南西西),倾向南、南西,或北、北东,以压扭性为主。其次为北北东向,倾向北西西,以张扭性为主。断裂带内岩石多破碎,硅化强烈,后期高岭土化发育。由于受区域构造和斑岩体上拱侵位影响,节理裂隙较发育,为钼矿的形成提了良好的供容矿空间。
矿区内岩浆岩种类单一,主要为花岗斑岩,出露于矿区东南部,东部汤家坪一带走向北东20°左右,至北端转向北西330°左右,整体出露形态为一东南大、北西小的弯月型(图2),南北长1200 m,东南部宽600 m,北西部宽约300 m,出露面积约0.40 km2。岩体为不规则的岩株,与围岩呈侵入接触关系。
图2 汤家坪钼矿区围岩蚀变分带示意图(据杨泽强,2007b修改)Fig.2 Geological sketch map of the Tangjiaping molybdenum deposit(from Yang,2007b)
钼矿体赋存于早白垩世汤家坪单元花岗斑岩体内及外接触带中(图3),属典型的斑岩型钼矿床,I号钼矿体长1120 m,宽960 m,矿体水平投影面积0.40 km2,矿体呈似层状,西南部厚度巨大,总体走势向西南方向倾伏,向东北翘起尖灭,倾伏角在20°左右,钼品位0.06%~0.30%,无伴生有益组分,钼矿资源量达大型规模。
矿石类型主要为细脉浸染状、浸染状辉钼矿矿石,金属矿物主要为辉钼矿,含少量的黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、白钨矿等;脉石矿物主要为石英、钾长石、斜长石、单斜辉石、普通角闪石、黑云母,含少量绿泥石、绿帘石、绢云母、萤石等。辉钼矿呈亮灰色,金属光泽,半自形鳞片状,片径一般1~3 mm。矿石具鳞片状结构,浸染状、细脉浸染状、脉状、薄膜状构造。脉状者一般为辉钼矿钾长石石英细脉、辉钼矿石英细脉,一般脉宽1~5 mm,最宽可达20 mm。
汤家坪钼矿明显受斑岩体控制,岩浆热液活动使斑岩体及其围岩发生不同程度的蚀变,蚀变类型多样,主要有硅化、钾长石化、绢云母化及黄铁绢英岩化、绿泥石化等,呈带状展布。5件辉钼矿的Re-Os同位素模式年龄为(118.5 ±1.9)~(113.5±1.8)Ma(杨泽强,2007a),由此可准确厘定汤家坪钼矿床形成时代为早白垩世。
图3 汤家坪0线地质剖面图(据杨泽强,2007b修改)Fig.3 Geological profile of the Tangjiaping molybdenum deposit(from Yang,2007b)
千鹅冲钼矿床位于河南省光山县河棚乡千鹅冲村南(图4),是大别山北缘地区发现的又一大型隐伏钼矿床。该区的地质找矿始于20世纪70年代的区域矿产调查,80年代后期至90年代初进一步在千鹅冲西北部、南部开展了一系列找矿工作,但均没有大的突破;2006年以来,根据与岩浆岩有关矿床成矿系列理论,选择千鹅冲西南部地表具钼矿化的构造蚀变带开展钼矿普查,逐步取得了岩体上部围岩全岩矿化的新认识,查明钼矿资源量大于60万吨,是继汤家坪大型钼矿之后在大别山北麓(河南段)找矿的又一重要突破(罗齐云和李吉林,2009;李吉林,2010)。
图4 千鹅冲钼矿床地质图(据杨梅珍等,2010修改)Fig.4 Geological sketch map of the Qian'echong molybdenum deposit(from Yang et al.,2010)
矿床位于北淮阳构造带南部边缘,北淮阳与北大别构造变质杂岩带的接合部位,桐-商断裂带北侧,泼河中生代火山盆地西侧,属东秦岭-大别山钼成矿带东段西北成矿亚带(罗铭玖等,1991),周边同受桐-商断裂控制的还有肖畈、宝安寨钼矿床和杜家畈、曾家山、栈板堰、枫响山多金属矿床(点)。矿区南距宝安寨二长花岗岩岩体1.5 km,与其南部千斤乡大银尖花岗岩型钼矿床仅距10 km。
矿区出露震旦系-下奥陶统肖家庙岩组和泥盆系南湾组(图4)。肖家庙岩组为二云斜长片岩、绿帘斜长角闪片岩等,原岩为变中基性-酸性火山岩;南湾组是矿区的主要赋矿层位,为一套浅变质复理石建造,经历了强变形和低变质作用。主要岩性为变质长石石英砂岩、千枚岩、千枚状板岩等。地层面理走向近东西,倾角多在65°以上或近于直立。
区内断裂构造发育,区域性深大断裂桐-商断裂带呈北西西向从矿区南部穿过,总体倾角50°~80°,出露宽度150~300 m;沿断裂带形成有糜棱岩化及片理化带,延展范围达数百米至千余米;该断裂为北淮阳和北大别两构造单元的边界断裂,是大别造山带在140~105 Ma的热窿伸期间北淮阳与HP/UHP下滑翼部之间重要的滑脱界面,同时也是重要的控岩断裂,燕山期宝安寨早白垩世细粒二长花岗岩岩株即侵入于该断裂带内。该断裂具有多期活动特点,早期主要为深层次韧性剪切为主形成的宽数百米的构造糜棱岩带,糜棱面理走向近东西,产状近于直立。晚期主要表现为脆性变形的碎裂岩带。区内还发育一系列次级张性、张扭性断裂构造,构成桐-商断裂带北侧北西西和北北西向裂隙带。北西西向的脆性断裂裂隙带集中分布于桐-商断裂上盘,是一条由多达10余条平行分布的断裂裂隙组成的宽约1 km裂隙密集带,其产状与地层构造面理走向基本一致,产状近直立,显示控矿构造体系迁就和利用早期区域性断裂构造。带内有强烈硅化、绢云母化、铅锌多金属硫化物矿化。它控制了区内矿化带和岩脉的展布。通过对构造蚀变带特征和共轭花岗斑岩脉分析,这组断裂裂隙带有压扭性结构面特征,主应力方向为南北向。北北西向断裂的规模和密度相对较小,集中于矿区北部,被酸性斑岩脉充填,沿断裂裂隙发育铅锌矿化(图4)。
矿区地表无大的岩体出露,以发育多期次、多类型的侵入脉岩为特征。主要类型为闪长玢岩脉、煌斑岩脉、花岗斑岩脉、石英斑岩脉等。花岗斑岩脉多集中于矿区内,其地表未见矿化,深部有矿化现象,为深部隐伏成矿岩体的分枝。基性岩脉多分布于矿区北侧。花岗斑岩脉与基性岩脉之间未见明显的侵入接触关系,根据斑岩成矿体系中脉岩发育规律,基性岩脉为斑岩岩浆体系最晚期的产物。根据地表花岗斑岩脉发育特征和围岩地层广泛热液蚀变作用推测深部存在隐伏成矿花岗斑岩体。经钻探验证,在主矿体下部存在隐伏岩体,由含黑云母花岗斑岩、花岗斑岩、含黑云母二长花岗岩等组成,与钼矿关系密切。除此,千鹅冲钼矿床的东南约1.5 km桐-商断裂带内有宝安寨花岗岩体出露,该岩体侵位于震旦系-下奥陶统肖家庙岩组内,平面形态近于圆形,南北长1.2 km,东西最大宽度1.4 km,面积约1.7 km2,为一小型岩株。岩性为浅肉红色细粒黑云母二长花岗岩。围绕岩体未出现明显金属矿化。
矿区分布有铜、钼、铅锌、银等矿体,主要赋存于桐-商断裂北侧的泥盆系南湾组中。以隐伏岩体为中心,北部铅锌(银)矿体受北北西向断裂构造控制,东部铜矿体主要产于近东西向断裂构造带内,局部形成银矿体;钼矿主体隐伏于岩体上部,地表的钼矿体大多沿千鹅冲南部近东西向断裂构造带出露,东部与铜矿体叠加。不同矿体和隐伏岩体间具有一定成因联系,除钼矿体之外,其他矿体规模较小。
钼矿体赋存于隐伏岩体外接触带的泥盆系南湾组变质碎屑岩中。矿化范围西至前周湾,东至陈冲,北至皂冲,南至伏苓岗。矿体东西长约1300 m,南北宽400~800 m,面积约0.9 km2(图4)。矿体与围岩呈渐变关系,无明显界限。钼矿体地表沿蚀变构造带呈脉状分布,向深部逐渐复合,归结于一个厚大的似透镜状体,边部常出现分枝并逐渐尖灭。剖面上,矿体赋存于距离隐伏岩体200~700 m的外接触带。矿体厚度约300 m,呈近水平的厚层状(图5)。矿体形态受隐伏岩体顶部形态制约。见矿深度一般在200 m左右。目前控制矿体的最大深度在1000 m左右。钼矿化属典型的细网脉浸染型矿化。区内钼矿化相对均匀,钼品位0.03%~1.09%、平均约0.09%,矿体中部品位高,顶、底部及边部常出现分枝并逐渐尖灭。Cu一般在0.01%~0.05%之间。Ag一般在 1~8 μg/g,少数达到 30 μg/g。Pb一般在0.01%左右。矿化强度与裂隙发育程度呈正相关关系,裂隙愈发育,脉体密度愈大,矿化愈强。垂向上,由深至浅,含矿脉体脉幅具从大到小的变化趋势。矿化具明显的垂向和水平分带性:Mo、Cu矿化在空间上具有一致性,但钼矿化集中在下部,上部铜矿较强。Ag、Pb、Zn矿化集中在上部和外围。钼矿化受层状网状裂隙带控制,Cu、Pb、Zn、Ag矿化主要受陡立北西西向构造裂隙控制。
图5 千鹅冲矿区0线地质剖面图(据杨梅珍等,2010修改)Fig.5 Geological profile of the Qian'echong molybdenum deposit(from Yang et al.,2010)
矿石中金属矿物主要有辉钼矿、黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、磁铁矿和赤铁矿,少量脆硫锑铅矿和微量磁黄铁矿、斑铜矿和银矿物。非金属矿物主要为石英,其次方解石、绿帘石、绿泥石、绢云母等。矿石结构为结晶结构,熔蚀交代结构及压碎结构。矿石构造常见的类型有角砾状构造、脉状构造、浸染状构造、块状构造、多孔状构造和骨架状构造。
矿化蚀变分带明显,由岩体至围岩自下而上出现钾化-硅化带、硅化-绢云母化带、绿泥石-绿帘石-叶腊石-方解石化带。蚀变多沿裂隙发生呈线状,常见的围岩蚀变有硅化、钾长石化、黄铁矿化、绢云母化、绿帘石化、绿泥石化、方解石化等,辉钼矿化主要集中在硅化-绢云母化带,呈星散状、脉状、不规则集合体状,分布不均匀;局部也可见细脉状、薄膜状的辉钼矿,因此构成富矿段。矿化大致可以分为:①石英-钾长石阶段;②辉钼矿-钾长石-石英脉阶段;③辉钼矿-石英脉阶段;④磁铁矿-黄铜矿-石英脉阶段;⑤多金属硫化物-石英脉阶段;⑥石英-方解石阶段。
大银尖钼钨多金属矿位于河南省新县千斤镇南约2 km。近年来,大银尖钼矿床勘查取得了较大进展,且作为该带唯一投产的钼矿山而备受关注(李诗言等,2006;李靖辉,2008;Mao et al.,2008;李红超等,2010;罗正传,2010;罗正传等,2010)。
大银尖钼矿床处于大别造山带中段,八里畈-晓天-磨子潭断裂南侧。矿区地层出露为中元古界浒湾组变质岩、大别片麻杂岩及新生界第四系;在浒湾组下段发育有含矿矽卡岩,依据地质特征矽卡岩可分为上、中、下三段,岩性主要为石榴子石-透辉石矽卡岩、石榴子石-透辉石-阳起石矽卡岩、石榴子石-透辉石-阳起石-绿帘石矽卡岩等。矿区褶皱构造主要为单斜构造,断裂构造主要有北东-北东东和北西向两组断裂,次为近南北向断裂。岩浆岩主要为燕山晚期二长花岗岩及花岗斑岩脉(图6),其中大银尖二长花岗岩体与钼矿床的形成有着密切联系。大银尖岩体位于矿区中南部,沿南北向展布,北部叉开,总体呈“Y”型岩株状产出,南、北分支分别侵位于中元古界浒湾组及大别片麻杂岩,出露面积约1.4 km2;岩石呈灰白至肉红色,等粒、等粒-斑状结构,块状构造,主要造岩矿物为钾长石、斜长石、石英和少量黑云母,副矿物主要有磷灰石、榍石、锆石和磁铁矿等,依据岩相学特征定名为二长花岗岩。
大银尖钼矿床主要赋存于大银尖岩体北西部的内外接触带内,地表可见表生氧化露头,工业矿体埋深于20~30 m以下。现已控制矿体8个,矿体规模变化较大,长150~80 m,延深180~450 m,厚1.10~8.28 m,最厚达78.70m,平均 4.60 m。钼品位为0.02%~0.15%,平均0.10%,资源储量可达中型。矿体主要呈脉状、透镜状。矿石矿物主要为辉钼矿、黄铜矿、斑铜矿、黄铁矿,局部见白钨矿;氧化矿物主要为钼华、蓝铜矿、孔雀石、褐铁矿、黄钾铁钒等。内接触带脉石矿物主要为斜长石、钾长石、黑云母、石英、绿泥石、绢云母,外接触带脉石矿物主要为石榴子石、透辉石、阳起石、绿泥石、绿帘石、萤石等。矿石结构主要为粒状、乳滴和交代结构等,矿石构造主要为浸染状、细脉-浸染状、脉状和角砾状构造等。矿石类型主要为含矿矽卡岩型、含矿石英脉型和含矿二长花岗岩型,目前主要采掘含矿矽卡岩型和含矿石英脉型矿石。围岩蚀变主要为矽卡岩化、钾化、硅化、绢云母化、黄铁矿化、碳酸盐化等。
图6 大银尖钼钨矿地质图(据邱顺才,2006修改)Fig.6 Geological sketch map of the Dayinjian molybdenum deposit(from Qiu,2006)
大银尖矿床发育3种矿化类型:斑岩型钼、铜矿;矽卡岩型钨、铜、钼矿;石英脉型钼、铜矿。
斑岩型钼(铜)矿体:分布于大银尖斑岩体西北部的内外接触带上,埋藏深度约50~150 m不等。辉钼矿呈浸染状赋存于花岗斑岩的长英质矿物间隙中,或以石英-辉钼矿细脉、石英-辉钼矿-黄铁矿细脉充填于花岗岩裂隙中。铜多呈星点状或浸染状与黄铁矿伴生。钼品位一般为0.04%~0.15%,平均0.11%。铜品位一般小于 0.1%,局部可达0.1%~0.58%。
矽卡岩型钨(铜钼)矿体:赋存于矽卡岩中,金属矿物主要有白钨矿、黄铜矿、辉钼矿、黄铁矿。在垂向上,上部矽卡岩中钨品位一般为0.1%~0.14%,最高0.2%;钼、铜少见。中部矽卡岩中钨品位一般0.11%~0.2%,最高0.55%;钼一般为0.01%~0.02%;铜一般为 0.05%~0.14%。下部矽卡岩中钨品位一般为 0.13%~0.2%,最高0.52%;钼一般小于0.03%,最高0.07%;铜一般小于0.13%,最高 0.35%。
石英脉型钼(铜钨)矿体:主要分布于大银尖岩体西北部的外侧,其产出严格受走向60°~70°、倾向NW、倾角50°~70°的断裂及断裂两侧的次级裂隙控制,呈脉状、豆荚状和不规则状(图6)。石英脉长10~120 m,有时可断续延长约2 km。厚度变化于0.1~3 m,一般为0.3~0.8 m。石英脉以钼矿化为主,伴生铜、钨矿化,矿化规模较小,品位变化大。
根据矿床地质特征、成矿元素组合、矿床成因、产出特点和成矿机制,可将大别山北麓钼矿床分为斑岩型、矽卡岩型、热液岩脉型三类,其中斑岩型矿床以汤家坪钼矿床为典型代表,大银尖钼钨矿床则是矽卡岩型的典型代表,热液脉型矿床出露较少,产于大银尖钼矿局部地段。
斑岩型钼矿床是自然界中具有工业应用价值的主要钼资源,约占总资源量的70%以上,大别山地区的钼矿床也不例外,斑岩型钼矿床是大别山北麓地区最主要的钼矿床类型。该矿床主要形成于与成矿有成因关系的花岗岩类岩体内部及其附近围岩中。斑岩型钼矿床的矿化强度一般与蚀变强度密切相关,其岩体边部往往有云英岩化,且硅化广泛发育,甚至在岩体内部经强烈蚀变形成硅化带(即石英核)。该区的汤家坪钼矿床、毋山钼矿床都是典型的斑岩型钼矿床。
矽卡岩型钼矿床主要产于花岗岩与碳酸盐围岩接触带,由交代作用产于矽卡岩中的钼矿床,围岩除矽卡岩化外,经常还有一系列热液蚀变,由于接触带矽卡岩的产状不同,矿体形态各异,多以生成晚于矽卡岩的脉型矿体产出,含矿矽卡岩主要为石榴子石-透辉石矽卡岩,富集的辉钼矿矿石往往产生于石榴子石矽卡岩中,矿石构造有细脉浸染状、团块状、星点状等。该区的大银尖钼矿床部分钼矿化体产于矽卡岩中,属于矽卡岩型钼矿床。
脉型钼矿床多产于花岗岩类岩体内外,由沿构造裂隙充填的含辉钼矿脉状矿体组成,脉旁经常发生线型蚀变,矿脉可以是较宽的含矿脉体,亦可以是细脉状矿石组成的脉带,含矿岩脉多种多样,多见石英脉,也有伟晶岩脉成矿。
大别山钼矿带主要出露于河南罗山-安徽金寨一带,长约350 km,宽20~50 km,面积约8000 km2。矿床大致呈近东西向成带、南北向成群的空间展布特征,总体走向沿区域构造线呈北西向狭长带状展布,近东西向与近南北向构造复合叠加部位往往形成矿集区,如:涩港钼银多金属矿集区、马畈金矿集区、吴陈河钼铜多金属矿集区、汤家坪钼多金属矿集区、亮山钼多金属矿集区等,表现出矿床呈近南北向成群分布特征。
钼矿床的形成受诸多因素控制,大地构造起了决定性作用,区域性深大断裂起主导作用——控制了不同沉积建造、构造岩浆岩带、不同成矿单元的分布。在空间上表现为同一矿种、同一成因类型的矿床、矿(化)点呈北西-近东西向带状分布,与区域构造线方向一致。
区内燕山期近南北-北东向平推逆冲断裂错切了北西-近东西向断裂,交汇部位不但控制了中酸性岩浆岩的产出,而且控制了矿床、矿(化)点的分布,形成矿集区。
(1)在涩港断裂与龟-梅断裂、桐-商断裂交叉部位,形成涩港钼、银多金属、金矿集区。
(2)竹竿河断裂与龟-梅断裂、桐-商断裂交叉部位,分布形成马畈金矿集区、山店钼多金属矿集区。
(3)新县断裂、晏家河-陡山河断裂与桐-商断裂交汇部位,形成吴陈河钼铜多金属、金矿集区。
(4)商-麻断裂与桐-商断裂交汇部位,形成汪岗钼多金属矿集区。商-麻断裂与药铺-青山断裂交汇部位,形成汤家坪钼多金属、金矿集区。另外,在商城岩体东部亦显示成群分布特征。
大别山地区钼矿床的形成与该地区广泛分布的燕山期中酸性花岗斑岩有关,小岩体控制了钼矿的成生。近年来,应用辉钼矿Re-Os同位素方法对大别山地区的钼矿床进行了定年研究,相继发表了大批测年数据(杨泽强,2007a;徐晓春等,2009;罗正传等,2010),上述Re-Os同位素精确测年资料表明:大别山地区的钼矿床形成时代集中于(122.7±1.9)~(113.1 ±7.9)Ma(表1)。毛景文等(2003,2005)提出华北克拉通及其邻区的中生代金属矿床大规模成矿作用出现在200~160 Ma、140 Ma左右和130~110 Ma三个时期。通过对中生代地球动力学演化的分析研究,认为这三大成矿期所对应的地球动力学背景分别为华北板块与扬子板块的碰撞造山后陆内造山和伸展过程、南北主应力场向东西主应力场构造体制大转折、东西向岩石圈大规模减薄作用。大别山北缘地区钼矿床作为区内大规模成矿作用的组成部分,其成矿时限和成矿背景与该区第三期基本一致(黄典豪等,1994;Li et al.,2004;毛景文和王志良,2000;毛景文等,2004,2005;李永峰等,2003,2005;魏庆国等,2009;Mao et al.,2010;高亚龙等,2010;高阳等,2010)。
依据成矿地质构造环境条件(赋矿地层、与成矿有关的岩浆活动和控矿构造)、钼及相关元素地球化学异常、以及已有钼矿床综合分析,考虑地质工作程度(特别是深部找矿、矿点探查及异常验证程度)。可划分出如下7个钼成矿远景区(图1、表2)。
表1 大别山地区钼矿年龄一览表Table 1 Re-Os ages of the molybdenum deposits in the Dabie orogenic belt
表2 大别山北麓找矿远景区特征一览表Table 2 The prospecting areas in the northern slope of the Dabie mountain
(1)大别山钼(钨)矿带主要出露于安徽金寨-河南信阳一带,矿床直接产于燕山期中酸性岩体内外接触带及其附近,其形成与燕山期中酸性小花岗岩斑岩体有关,斑岩属浅成、中浅成。
(2)大别山钼矿主要为斑岩型、斑岩-矽卡岩型,少量热液脉型;成因类型主要为斑岩型,占总储量的80% 以上;其次为斑岩-矽卡岩型、热液脉型,这些矿床深部具有寻找斑岩型钼多金属矿的潜力。
(3)钼矿形成时代主要出现在(122.7±1.9)~(113.1±7.9)Ma时限之间,其对应的地球动力学背景为华北板块与扬子板块的碰撞造山后伸展过程、中国东部构造体制大转换时期。
(4)通过各成矿远景区的成矿特征及资源潜力分析可知,大别山北麓钼矿具有良好的找矿前景,应积极加强大型或特大型斑岩型钼矿床找矿勘查,在小型热液型钼、铜钼、铅锌矿深部和外围注意寻找斑岩型钼矿床。
致谢:项目研究过程中得到河南省地质调查三队杨泽强高级工程师的大力帮助,吕古贤研究员、胡宝群教授给予细致审阅并提出了富有建设性的修改意见,谨此致以诚挚的谢意!
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Geological Features of Molybdenum Deposits and Ore Prospecting in Northern Slope of the Dabie Mountain,China
LI Junping1,2,LI Yongfeng1,2,3,LUO Zhengchuan1,2and XIE Kejia1,2
(1.Non-ferrous Mineral Exploration Engineering Reseach Center of Henan Province,Zhengzhou450016,Henan,China;2.Henan Non-ferrous Geological and Mineral Resources Co.Ltd.,Zhengzhou450016,Henan,China;3.Henan Provincial Bureau of Geology and Mineral Resources for Non-ferrous Metals,Zhengzhou450016,Henan,China)
The Dabie orogen of east-central China marks the division between the North China and Yangtze Cratons,and is characterized by juxtaposition of the~400 Ma Tongbai metamorphic belt and the~220 Ma South Qinling-Dabie metamorphic belt.It comprises a Late Archean crystalline basement which is composed of gneiss,granulite and migmatite of the Dabie Formation.The Mesoproterozoic metasedimentary rocks overlies the Archean crystalline basement and is overlain by lower Paleozoic Devonian clastic rocks.The Triassic collision between the North China and Yangtze Cratons which generated numerous granitoid intrusions such as the Shangcheng,Xinxian and Lingshan intrusions,and other small syenite stocks,such as Tangjiaping,Dayinjian,Mushan and so on.The shallow-emplaced granite porphyries are closely related to porphyry-skarn Mo and Mo-W deposites,forming the Dabie molybdenum metallogenic belt.The belt is one of China′s important regions where several large molybdenum deposits are distributed.Molybdenum deposits generally accur nearly E-W direction along the tectonic lineament and are mostly concentrated in a zone stretching from the Lingshan area of Xinyang in Henan Province to the Shapinggou area of Jinzhai in western Anhui Province.They occur in the endo-and exocontact zones of the porphyries.The major types of molybdenum deposits are porphyry,less porphyry-skarn and quartz vein-type.The ore-forming ages of the molybdenum deposits in the Dabie area are mainly cluster between(122.7 ±1.9)~(113.1 ±7.9)Ma.The pulse is the result of the transition of the tectonic regime from NS-to nearly EW-directions in East China.
geological features;mineralization prospect;molybdenum deposits;Dabie orogen
P612
A
1001-1552(2011)04-0576-011
2010-07-01;改回日期:2011-06-15
项目资助:本文为国土资源部公益性行业科研专项项目(201111007-2)、河南省科技发展计划项目(2010-021)、全国危机矿山接替资源找矿项目(20089949)和河南省有色金属地质矿产局科技创新项目(ysdk2010-6)的成果。
李俊平(1965-),女,高级工程师,主要从事矿产勘查科研工作。