辽宁省杨家杖子钼矿田成矿模式与找矿标志

曲亚财

（辽宁省矿产勘查院，辽宁沈阳110031）

1 区域地质背景

杨家杖子钼矿田位于华北地台（中朝准地台）北缘，燕山台褶带东端山海关台拱内的绥中凸起与辽西台陷之间的衔接部位，即著名的八家子-杨家杖子岩浆热液成矿带的中部.

区域地层主要为太古宇变质岩和混合岩，元古宇长城系、蓟县系与青白口系，下古生界寒武系、奥陶系和上古生界二叠系以及中生界三叠系和侏罗系（图1）.岩浆岩主要为中生代燕山期以花岗岩类岩石为主的侵入岩，自南西向北东方向，侵入岩体依次为五指山岩体→宽邦岩体→碱厂岩体→旧门岩体→虹螺山岩体.构造主要为断裂构造，褶皱规模相对较小，断裂构造控制了区内岩浆岩的产出，这与区内岩浆岩规模远远大于地层规模是一致的.断裂构造按展布方向可以分为两组体系，一组为北东向要路沟-女儿河壳断裂（早期），另一组为东西向次级断裂体系［1］.

杨家杖子钼矿田产出的矿床以斑岩型和热液型为主.各矿床类型虽不相同，但在成因上却有着密切的成生联系，是属于“同源多体”的同一成矿系列，即在同一成矿作用下，由于所处空间部位不同，受不同构造和围岩性质的制约而产生不同的矿床类型.

2 成矿环境

2.1 地层

主要为蓟县系雾迷山组（Jxw）碳酸盐岩建造，岩性为灰白色及灰黑色中厚层至厚层大理岩及白云质大理岩，含燧石结核，夹磁铁矿透辉石、符山石及石榴子石夕卡岩，局部与晚期岩浆岩接触形成大理岩化、夕卡岩化.青白口系景儿峪组（Qnj）碎屑岩建造，为灰色及灰黑色大理岩及角砾状大理岩，部分夕卡岩化，下部为灰白色石英岩，夹角砾状石英岩.其次矿田内少量出露有寒武系、奥陶系、白垩系等碳酸盐岩建造.北东部有白垩系义县组火山岩出露，其岩性主要为紫红色安山岩和流纹岩.

2.2 岩浆岩

矿田内出露的岩浆岩体从早到晚形成了粗粒花岗岩—细粒花岗岩—花岗斑岩或石英斑岩的侵入演化系列［2］，即虹螺山-杨家杖子复式岩体.岩体的主体部分为粗粒花岗岩，而细粒花岗岩则沿粗粒花岗岩中心侵位，从而形成复式岩体，而花岗斑岩及石英斑岩多呈脉状或小岩株沿早期粗、细粒岩体内的断裂或裂隙侵入.细粒花岗岩及石英斑岩对成矿有直接的控制作用.

各类岩浆岩主要特征：①粗粒花岗岩，呈岩基产出，总体为北东东向.风化面呈黄褐色，新鲜面呈浅肉红色，似斑状结构，块状构造.斑晶由石英、斜长石组成.基质为半自形—他形结构，成分为石英，其含量为40%～45%.钾长石含量占35%～40%，斜长石含量占20%～25%，黑云母含量占3%～5%，并有少量铁质.K-Ar年龄为193 Ma.②细粒花岗岩，侵入粗粒花岗岩之中，呈岩株状产出.浅灰色—肉红色，似斑状结构，致密块状构造.斑晶及基质均为石英，含量占30%～35%.斜长石含量占15%～20%，钾长石含量占有30%～35%，黑云母占有3%～5%，此外有微量铁质.Rb-Sr年龄181 Ma.③花岗斑岩，浅灰白色—肉红色，斑状结构，块状构造.基质呈显微晶质或显微嵌晶结构，时有文象结构与显微花岗结构、显微霏细结构.斑晶主要由钾长石、石英、斜长石、黑云母、角闪石组成，基质由显微晶质的正长石、斜长石、石英以及黑云母、少量铁质组成［3］.

本区的岩浆岩类，特别是花岗岩类岩石为超酸性、铝过饱和－准过饱和、贫钙、低铁镁、高钾钙碱性－碱性钙质系列.晚期侵入的细粒花岗斑岩矿化最强，为本区主要钼矿体的含矿岩石.早期侵入的粗粒花岗岩矿化最弱，仅见有零星钼矿化.而细粒花岗岩的矿化程度则介于二者之间，但矿化多见，局部可构成工业钼矿体.

虹螺山-杨家杖子复式岩体具有明显的高硅、富碱、高钾、低钠、低铁镁的特征.SiO2含量均在73%以上，普遍高于中国同类花岗岩和戴里钙碱性花岗岩，而且演化后期的花岗斑岩SiO2含量为75.74%～75.81%，说明岩体SiO2含量高与钼矿的形成是相关联的.碱质总量在7.97%～8.62%之间，均高于同类花岗岩和戴里钙碱性花岗岩，其中K2O含量在4.97%～5.33%之间，显示了岩石的酸碱度对钼矿的控制作用.这种酸碱度随着岩体由早到晚的时间演化，SiO2、K2O是有规律增加而Na2O则逐渐降低，并且K2O是随着SiO2增加而增加，有明显的线形演变关系.

随着岩浆从早到晚的演化，斑晶的含量及粒径逐渐减少，造岩矿物钾长石和石英含量逐渐增加，斜长石含量逐渐减少，铁镁矿物的黑云母含量减少.这一演化趋势与岩石类型含矿强弱是一致的，也就是说与钼矿化强度成正相消长关系.

副矿物均含有磁铁矿、磷灰石、锆石、黄铁矿，其含量随着时间的演化表现为磁铁矿含量逐渐减少，黄铁矿含量逐渐增加（表 1）［4］.

表1 各岩体的主要副矿物一览表Table 1 Contents of accessory minerals in the intrusive rocks

从整体看，各岩体Mo丰度均高于标准花岗岩的含量（表 2）［4］，特别是花岗斑岩、细粒花岗岩 Mo元素丰度高于标准花岗岩的4～36倍.从杂岩体的成岩时间认识，Mo元素丰度随岩体的演化逐渐增高，愈到晚期增高幅度愈大，因此花岗岩为钼矿的富集提供了丰富的物质来源.

表2 岩体钼元素丰度变化表Table 2 The abundance of molybdenum in the intrusive rocks

2.3 构造

本区大地构造位置位于中朝准地台（I）燕山沉褶带（Ⅱ）中的冀北-辽西拗陷与山海关隆起两个Ⅲ级构造单元的衔接部位.不同方向、不同时期的构造十分发育，尤以东西向和北东向断裂构造为主，纵横交错，纵贯全区，可进一步划分为纬向构造体系、新华夏构造体系、华夏构造体系，经向构造体系和北西向构造体系［4-5］.

3 典型钼矿床特征

3.1 兰家沟钼矿床

兰家沟钼矿床的矿体均呈线形、脉状，具典型的裂隙充填特征.矿体的规模相差悬殊，产状变化大，在空间上的展布往往有分支复合、尖灭再现及膨缩现象.矿化、蚀变明显地受断裂构造控制，矿化标志为断裂构造中的蚀变带、蚀变破碎带、石英大脉及其破碎带、石英细脉带等.

围岩蚀变具有多期性、多阶段性.蚀变的水平分带表现为：以矿化带为中心，向外依次出现脉状钾长石化、云英岩化→绢英岩化→硅化、伊利石-水白云母化→铁锰碳酸盐化→绿泥石化→碳酸盐化，其中绿泥石化和碳酸盐化为成矿期后蚀变，而矿化主要与绢英岩化→硅化、伊利石-水白云母化→铁锰碳酸盐化阶段关系密切，是厚大矿体主要的赋存部位.垂直分带表现为从地表向深部钾化增强，钠化减弱，上部为强云英岩化，细脉、细网脉状矿化，下部为强绢英岩化，石英大脉状矿化.矿脉对称蚀变分带性表现为：从内向外，Mo矿化→硅化→伊利石－水白云母化→钾化.

矿石属于单钼矿石.按钼矿石氧化程度分类，分为硫化矿石、氧化矿石.按矿化形成方式，矿石中脉石矿物（或脉石矿物集合体）名称、规模、大小及矿石的构造而划分7个类型：石英大脉型钼矿石、石英细脉－网脉型钼矿石、裂隙（节理）充填型钼矿石、石英脉和裂隙（节理）充填复合型钼矿石、石英脉压碎角砾型钼矿石、花岗岩压碎角砾型钼矿石、复合－叠加型钼矿石.各类型矿石中矿石矿物组合较为简单，辉钼矿与黄铁矿共生，而与闪锌矿、黄铜矿、方铅矿没有明显的共生关系，各类型矿石的矿物组合在空间分布上（水平、垂直）均无明显的变化.

矿石结构、构造较为简单，受热液充填为主、气液交代为辅的成矿作用控制，表生氧化作用对矿石也有一定的影响.矿石构造以热液充填作用形成的脉状－网脉状及角砾状构造最为常见，其次为气液交代作用形成的稠密－稠密浸染状构造和表生氧化作用形成的角砾状－蜂窝状构造等.矿石结构主要为自形粒状、叶片状和半自形粒状、叶片状结构，其次为半自形、他形叶片状交代结构及少见的固熔体分离结构.

矿床经历了气成热液期和表生氧化期，而气成热液期又可分气液交代和热液充填两个亚期及6个阶段.本区辉钼矿有两个主要富集阶段——石英辉钼矿阶段和钼（铅锌）硫化物阶段.其主要依据是：①主要矿脉均由石英辉钼矿脉或辉钼矿硫化物脉组成；②石英辉钼矿脉破碎成角砾而被辉钼矿硫化物胶结.

第四阶段即晚期Mo矿化阶段（钼铅锌硫化物阶段）是本区Mo矿形成的主要阶段.

测试数据显示矿床成矿为中温型，早期成矿温度稍高一些，末期温度较低.经过计算，含矿热液盐度较低，为1.53%～1.90%（NaCl质量分数），成矿压力为24 MPa，pH＝6.06，属比较封闭的状态.细粒花岗岩和花岗斑岩SiO2＞75%，Al2O3过饱和，碱质含量较高.利用巴尔特法计算元素的带入带出特征，含矿溶液具有强酸性、富钾、贫钠、低铁镁的特点.Mo自早到晚，自深部向浅部逐渐富集，从早期到晚期，由酸性→弱酸性→弱碱性→碱性变化.而矿区内辉钼矿的Re-Os模式年龄为180 Ma（代治军等，2008），显示矿床形成的时间应当为燕山期早期.

3.2 杨家杖子钼矿床

矿床的矿化、蚀变明显地受夕卡岩带控制，多数的夕卡岩体就是钼矿体.矿体的规模相差悬殊，一般长几十到几百米，较大的矿体走向延长400～1000 m，厚度5～30 m，延深达800 m.矿体产状基本与岩层产状一致，走向为近东西向及北西向，倾角35～45°.矿体形态较稳定，呈层状、似层状，个别有膨胀、收缩变化.

围岩蚀变具有多期性、多阶段性.蚀变有夕卡岩化、硅化、绢云母化、角岩化、大理岩化.从接触带向外依次出现夕卡岩化→角岩化→硅化→绢云母化→碳酸盐化.

矿石类型以夕卡岩型为主，夕卡岩型花岗斑岩仅部分可见，大理岩型、角页岩型、花岗岩型少见.

矿石结构、构造较为简单，受热液充填为主、气液交代为辅的成矿作用控制，表生氧化作用对矿石也有一定的影响.矿石构造主要是热液作用形成的浸染状构造和斑点状构造.矿石结构以自形粒状、叶片状和半自形粒状、叶片状结构最为常见，其次为半自形、他形叶片状交代结构.

矿床经历了4个阶段，即夕卡岩阶段（早期夕卡岩阶段、晚期夕卡岩阶段）、石英－辉钼矿阶段、多金属硫化物阶段、碳酸盐阶段.第二阶段（石英－辉钼矿阶段）是本区钼矿形成的主要阶段.矿化在空间上围绕岩体具有水平分带特征，由接触带向外依次为磁铁矿→辉钼矿→方铅矿、闪锌矿等.

矿床成矿温度（钼的主要矿化阶段）为中高温（150～350℃），早期（中早期钼矿化阶段）成矿温度稍高一些（240～330℃）［3］，末期（铜、铅、锌矿化阶段）温度较低些（150～200℃）.辉钼矿的Re-Os模式年龄为187～191 Ma（黄典豪等，1996），这说明矿床形成于燕山期.

3.3 北松树卯钼矿床

属中大型规模，钼主要来源于与夕卡岩形成有关的花岗闪长岩、花岗斑岩复式岩浆，辉钼矿主要赋存在花岗斑岩和夕卡岩中.

矿区内出露的地层主要为寒武系灰岩、砂页岩，奥陶系灰岩以及石炭-二叠系长石石英砂岩.褶皱、断裂广泛发育，主要呈北北东向和北西向展布.西为要路沟向斜，中部为松树卯背斜，东部为笔架山向斜.松树卯背斜西部的松树卯断裂带是主要的赋矿部位.中部松树卯背斜轴部砂岩剥蚀严重，富碱的酸性、中酸性侵入岩出露地表，其K-Ar年龄为162 Ma.

矿体分布于细粒花岗斑岩中，与岩体内部硅化、钾长石化、黑云母化带关系密切，受密集的断裂带所控制.矿体形态简单，呈厚大的脉状和透镜体，矿体由交错状的细网脉组成，细脉厚度一般为0.1～0.6 cm，矿石品级较高，钼含量多在0.2%以上.根据矿物组合分析可知，细脉大致可划分为黄铁矿-石英脉、黄铁矿-辉钼矿-石英脉、白云母-黄铁矿-辉钼矿-石英脉等类型.上述各类细脉具有纵横交切的特征，反映了成矿过程的多阶段性.

矿石类型有花岗斑岩型、夕卡岩型和灰岩型.矿石矿物主要为辉钼矿、黄铁矿，其次是磁铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿等.脉石矿物有石英、钾长石、黑云母、绢云母、斜长石等.矿石主要呈自形—半自形粒状结构，细脉浸染状和条带状构造［6-8］.

3.4 矿床类型

将杨家杖子矿田内兰家沟钼矿、杨家杖子、松树卯钼矿与国内外典型钼矿床的围岩蚀变、矿床产状、矿石类型、矿物组合、矿石组构、成矿温度、物质来源等相对比，最终确定兰家沟钼矿属斑岩型钼矿，杨家杖子钼矿为夕卡岩型钼矿，松树卯钼矿为斑岩-夕卡岩型钼矿.

4 成矿模式

矿区的岩浆岩虽然都不同程度地与成矿有关，但根据微量元素分析，与矿床在空间、时间、成因关系最直接、最密切的就是似斑状细粒花岗岩及花岗（石英）斑岩.

矿田内与成矿有关的细粒花岗岩和花岗斑岩中钼的丰度值皆高，Mo元素经历了从分散状态向富集状态转化发展的地质和地球化学过程，Mo元素丰度随着岩浆演化越来越高，当温度下降、硫的浓度增大、介质的酸碱度和氧化还原电位变到一定状态时，在有利的位置富集成矿.

电子探针扫描进一步证实Mo以类质同相置换三价铝而存于晶格中［6］.运用这些不同分析方法得出的结果充分说明了细粒花岗岩及石英斑岩中的钾长石是钼的载体矿物，成矿物质来源于花岗岩.细粒花岗岩及石英斑岩是含矿岩体（母岩），与本区钼矿床具特有专属性.

杨家杖子矿田内的矿床具有明显的分带特点，以成矿岩体为中心成矿元素具明显的分带性.从成矿中心（即岩体）向外依次出现不同的成矿元素，构成一个斑岩成矿系列，成矿元素分带的总体模式是：钼→（铁、铜、硫）→铅、锌、银→银、金.相应地形成斑岩型Mo矿带→接触交代型 Fe 矿带→热液型 Mo、Pb、Zn、Ag、Au矿带（图 2）.

与矿化相对应的蚀变，岩体内为钾化，矿化部位为石英－伊利石化、云英岩化、绢云母化、叶腊石化、高岭土化、绿泥石化等，接触带上蚀变类型为透辉石、绿帘石、石榴石、蛇纹石化，外带为硅化、绿泥石化、蛇纹石化、大理岩化.

矿床在成矿过程中，其所占据的构造位置以及断裂活动的特殊性是及其重要的地质因素.早期岩浆沿北东向女儿河断裂下盘侵位，形成粗粒花岗岩岩体；随后同源岩浆沿早期岩浆岩中心部位浅成—超浅成侵位形成细粒花岗岩株；之后花岗斑岩（石英斑岩）入侵构成复式岩体，同时在杨家杖子矿有派生岩支侵入地层.在断裂构造的影响下，细粒花岗岩内形成节理、裂隙，由于断裂构造活动具有明显的长期性和继承性，在不同方向、不同性质的组群多次活动中，它们交替作用、互相改造，既使其活动的程度加强，也使其结构面的性质复杂化，而且还交汇连通，导致含矿热液沿构造中心部位集中富集，在不同的围岩条件下形成不同类型的矿床［9-13］.

5 找矿标志

通过对杨家杖子钼矿田成矿地质背景、矿床地质特征、成矿模式等研究，最终确定杨家杖子钼矿找矿标志［9-10］.

1）岩石标志：地表石英脉、石英网脉、硅化带，地表夕卡岩化带附近的岩体和地层.

2）构造标志：矿区外围的环形构造应注意寻找含矿的隐伏岩体.

3）岩体标志：细粒花岗岩株、石英斑岩脉.

4）蚀变标志：云英岩－绢云岩化蚀变带、钾化蚀变带、硅化、伊利石－水白云母化带、铁锰碳酸盐岩蚀变带、绿泥石化蚀变.

5）矿化标志：蚀变破碎带、夕卡岩化蚀变体.

6）地球物理标志：激电异常是寻找硫化物的有效手段.

7）地球化学标志：岩体中Mo、Ag含量较高，辉钼矿中含有独立的银矿物的包裹体，并具银的化探异常，可作为区域发现钼矿床的标志，特别要注意寻找远离侵入体的银矿床；土壤地球化学钼多金属异常是寻找Mo矿床的直接标志.

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