河南省光山县千鹅冲钼矿岩石地球化学特征及其意义

朱厚广李悦辉杨志强朱展翅

1.河南省地矿局第十一地质队2.河南省地矿局第三地质调查队3.河南省地矿局第二地质勘查院

河南省光山县千鹅冲钼矿岩石地球化学特征及其意义

朱厚广1李悦辉2杨志强3朱展翅1

1.河南省地矿局第十一地质队2.河南省地矿局第三地质调查队3.河南省地矿局第二地质勘查院

通过对矿区内地层、岩浆岩、变质岩、构造岩四大岩类1255件样品，8种元素算术平均含量（X）、变异系数（CV）、浓集克拉克值（Kk）和衬度（P）的分布、分配特征分析对比，来确定矿区背景值（C0）及矿物质来源。为尽可能避免强矿化的影响，采用了统计法，迭次剔除≥ +2.5S的数据。

煤层气；变异系数（CV）；浓集克拉克值（Kk）；衬度（P）；矿区背景值（C0）矿物质来源

引 言

河南省光山县千鹅冲钼矿是河南省地调三队近年在斑岩型成矿理论指导下于中央成矿带新发现的，隐伏的特大型钼多金属矿床，钼金属资源量达70.8426万吨。

1 地质概况

千鹅冲矿区位于大别山北麓，属秦岭造山带东延部分。夹持于华北板块与扬子板块的东秦岭—大别造山带具有多旋回裂陷—闭合演化史，产生过多次塑性推覆和滑脱构造运动，形成一系列不同层次、不同程度、不同序列且大致相互平行的北西—近东西向断裂带。北西西向龟（山）—梅（山）断裂及桐（柏）—商（城）断裂纵贯全区，控制了岩浆岩带及地层的展布（图1）。

图1 大别山北麓地质略图（据地调三队2006）

2 岩石地球化学特征

为研究矿区内地质单元与岩石中元素地球化学特征，主要利用本次详查工作所采集的0线、8线地质剖面和及其部分钻孔的1255件岩石样品数据，分别统计了矿区主要地层、侵入岩及岩石中Mo、W、Cu、Pb、Zn、Ag、Sn、Bi等8种元素的算术平均含量（X）、变异系数（CV）、浓集克拉克值（Kk）和衬度（P），以研究元素的分布、分配特征。确定矿区背景值（C0）时，为尽可能避免强矿化的影响，采用统计法，迭次剔除≥ +2.5S的数据，直至无≥+2.5S数据被剔除为止。在此基础上，计算各元素的平均含量即作为矿区岩石中元素背景值。

表1 矿区岩石中微量元素特征值表

2.1 矿区岩石中微量元素特征

利用岩石测量结果，统计的矿区岩石中微量元素特征参数值列于表1。

由表1可以看出：

a.该区岩石中元素含量与地壳元素丰度相比，Mo的Kk1值最大，为150.1；W、Bi、Ag、Pb次之，其Kk1值介于9～62.21之间；Cu、Zn、Sn元素的Kk1值相对较低，在2.4～3.01之间。说明区内岩石中Mo、W、Bi、Ag、Pb呈强富集分布，Cu、Zn、Sn呈富集分布，具有成矿的地球化学高背景，局部可形成矿体、矿化体、或形成异常。

b.Mo、W、Pb、Zn、Ag五种元素的最大值，均大于其矿石边界品位，Cu接近边界品位。Mo为主要成矿元素，W、Pb、Zn、Ag、Cu为次要成矿元素，或主要伴生元素。

c.Mo、W、Pb、Zn、Bi、Ag变异系数均大于1.76，呈强分异型分布；Cu、Sn变异系数分别为1.22、0.83，呈分异型分布，表明Mo、W、Pb、Zn、Bi、Ag活动性很强，Cu、Sn活动性较强，各元素均易于迁移富集成矿，或形成强异常。

2.2 地层中微量元素特征

利用岩石测量结果，统计的矿区背景值和地层中微量元素特征参数值列于表2。

由于岩石样品的分布局限于钼矿区较小的范围内，所以，计算的背景值仅代表元素局部背景含量特征。与矿区背景值相比，主要地层泥盆系南湾组岩石中元素平均含量均高于矿区背景值。其中，Pb衬度最高，Ag、Cu次之，Zn、W、Mo 较高，Sn、Bi衬度最低。Pb、Ag、Cu、Zn、W呈强富集分布，Mo呈富集分布，Sn、Bi呈均匀分布。依据元素的变异系数，Pb、Mo、W、Bi具有极强的分异型， Zn、Ag、Cu、Sn具分异略低。所以，该地层中Pb、Mo、W、Bi等元素可形成较强的异常，局部形成Mo、Pb、Ag、Cu、Zn矿体，而Sn仅形成较弱异常。

2.3 岩浆岩中微量元素特征

矿区内岩浆岩主要为（钾长）花岗斑岩和闪长玢岩脉。在地表和钻孔中均有花岗斑岩或钾长花岗斑岩脉出现，闪长玢岩脉距钼矿体较远。现将（钾长）花岗岩脉中微量元素特征值列于表3。由表3可以看出：

与世界花岗岩（维氏）相比，矿区内（钾长）花岗斑岩中Bi、Mo、Ag、W、Pb、Zn、Sn、Cu的Kk2值均＞1.67， 其中Bi最大，为117.00；Mo、Ag、W次之，分别为17.49、17.00、14.33；其它元素介于7.38～1.68。各元素含量均明显高于世界花岗岩中元素丰度，呈强富集分布，并以Bi、Mo、Ag、W含量高为特征。从元素的变异系数可知，各元素均呈分异型分布，或强分异型分布。

与矿区背景值相比，花岗斑岩中Pb、Mo、Zn背景含量高，呈强富集分布；Sn、W、Ag、Cu、Bi含量明显偏低，呈低背景—贫乏分布。钾长花岗斑岩中Pb、Mo、Zn、Bi呈强富集-富集分布，Ag、Sn、W呈高背景分布。

表2 地层中微量元素特征值表

表3 岩浆岩中微量元素特征值表

表5 构造岩中微量元素特征值表

综合以上分析，在岩浆侵入过程中花岗斑岩携带的Mo、Pb、Zn等元素可直接或间接地提供成矿物质。

2.4 主要岩石类型中微量元素特征

矿区岩石按岩性特征大致可分为8种。其微量元素的分布、分配特征与岩石类型密切相关。矿区各类岩石中微量元素含量特征见表4。

由表4可以得出如下认识：

a.片岩中Mo、Bi、W、Cu、Pb、Zn、Ag、Sn的变异系数，均大于变粒岩中元素的变异系数，一般高出1.19～3.63倍，其中Pb、Ag大于3倍。说明片岩较变粒岩有利于成矿，Pb、Ag更明显。

b.变粒岩中Mo、W、Cu、Ag、Sn、Bi的平均值，高于片岩中元素平均值1.02～5.17倍； Pb、Zn低于片岩中的平均值，是片岩的0.56、0.78倍。说明未发生片理化的变粒岩原岩中，多数元素的背景含量高，区域变质或构造作用发生片理化的过程中，Mo、W、Cu、Ag、Sn、Bi六元素活化迁移趋于聚集，而Pb、Zn相对趋于分散。

c.已知矿体主要产于片岩中，各元素的极大值、极小值多出现于片岩中，这些现象表明，相比变粒岩，片岩更有利于元素的活动、迁移、富集，可为成矿物质提供适宜的物理化学环境和成矿空间。

2.5 构造岩石中微量元素特征

矿区内构造岩石主要有碎裂岩化的片岩、构造角砾岩和碎裂岩。其中微量元素的分布、分配特征与构造类型密切相关。构造岩石中微量元素特征值见表5。由表可知：

a.与矿区Mo背景值相比，除碎裂岩化绿帘斜长片岩衬度（P）偏低外，其它构造岩石中Mo衬度（P）多大于2，呈强富集分布。其中，碎裂岩、构造角砾岩和碎裂岩化绿帘黑云石英片岩中Mo最高含量分别为1980 μg/g、642 μg/g、1053 μg/g，均已达工业品位（600 μg/g）。已知地表和钻孔中，矿体主要赋存于构造破碎带或构造裂隙内，表明本区构造岩石有利于Mo的富集，局部形成了钼矿体，并形成较强的Mo异常。

b.钼矿化的强弱与构造岩石的破碎程度及原岩有一定的关系。Mo在不同的构造岩石中表现出不同的含量特征，破碎程度较高的碎裂岩、构造角砾岩，钼矿化较强，碎裂岩化的岩石，相对弱些；构造岩石，原岩为黑云片岩或黑云（绢云）石英片岩，钼矿化较强，原岩为斜长片岩则钼矿化较弱。

c.构造岩石中，Mo、Pb、Zn、Cu、Bi最高含量分别为1980μg/g、5937μg/g、8917μg/g、1858μg/g、118μg/g，变异系数均不小于1.4，含量变化较大，分异型较强，有利成矿。其中Mo达工业品位、Pb、Zn为矿化，Cu为弱矿化，Bi为强异常含量。

d.在构造岩石中W、Ag、Sn平均含量分别为46.68μg/g、2.85μg/g、10.61μg/g，变异系数均小于1，一般为0.7～0.86，含量变化不大，呈弱分异型-不均匀型分布，说明构造岩石中W、Ag、Sn具有一定的活化、集散特征。

Sn具有一定的活化、集散特征。

表4 主要岩石类型中微量元素含量特征

2.6 矿化蚀变岩中微量元素特征

矿区蚀变岩石主要有三种类型：硅化岩石、黄铁矿化（褐铁矿化）岩石、弱辉钼矿化岩石。黄铁矿化在地表及浅部表现为褐铁矿化。矿区主要蚀变岩石中微量元素特征值列表6。

由表6可以得出：

a.硅化岩石中，Mo、W、Cu、Pb、Zn、Ag、Sn、Bi的平均值多明显高于矿区背景值，其衬度（P）多大于1，其中Mo、Pb、Ag、Bi衬度（P）多大于3，可高达52.61、72.84、16.94、20.53。最大值Mo755μg/g、Pb6378μg/g、Ag82.7μg/g，已大于边界品位，构成了矿（化）体；W302μg/g、Cu929μg/g、Zn746μg/g，低于矿石边界品位一个数量级，为矿化；Sn94μg/g、Bi100μg/g，为强异常含量。结合地表及钻孔中的蚀变岩石，硅化愈强，钼矿化愈好，表明硅化岩石与矿化关系密切。

b.Mo在黄铁矿化岩石中平均含量较高，其余7种元素的平均值在硅化岩石中也较高；Mo、W、Cu、Ag、Sn、Bi变异系数在硅化岩石中较大，Pb、Zn变异系数在辉钼矿化、黄铁矿化岩石中较大。结合硅化与构造破碎带关系密切，黄铁矿化与辉钼矿化紧密相伴，有时硅化叠加在一起，蚀变强弱与钼矿化强弱多呈正相关，说明蚀变叠加对成矿更有利。

c.钼矿化的强弱与蚀变岩石的原岩有一定的关系，即原岩为绢云斜长片岩（变粒岩）钼矿化较强，原岩为石英斜长片岩则钼矿化相对减弱说明原岩含钾高（云母族矿物）已发生蚀变，钼矿化较强；原岩含硅高（石英）则蚀变和钼矿化较弱。

2.7 矿石中微量元素特征

为研究矿石中微量元素的地球化学特征，主要选取了矿石中Mo含量大于300μg/g的矿石样品，个别夹石Mo含量小于300μg/g，统计计算了矿石中微量元素最大值、平均含量、变化系数及原始衬度等列于表7。由表可知：

a.Mo为主成矿元素。Mo具有很高的原始衬度（Pc=113.15），其它元素的原始衬度介于1.35～4.14之间，表明Mo具有最强的成矿能力，其它元素成矿能力相对较弱。同时说明Mo在成矿热液中矿质来源比较丰富，矿液运移到有利的构造（及围岩）中即沉淀成矿，并在矿体的围岩中形成较强的原生晕。

b.W、Pb、Zn、Cu为次要成矿元素，或为主要伴生元素W、Pb、Zn最高含量均大于其矿石边界品位，Cu接近边界品位，已构成矿化或形成矿体。

c.Ag、Sn、Bi可作指示元素。矿石中Ag、Sn、Bi平均含量分别为：Ag2.04μg/ g、Sn 10.3μg/g、Bi 3.74μg/g，原始衬度为1.35～1.96，变异系数Ag 0.75、Sn0.61、Bi 3.19，指示了Bi在矿石中变化较大，Ag、Sn变化较小，具有一定的指示意义。

d.矿石中成矿元素与非成矿元素含量差异，是由于它们的沉淀条件和物质供应水平，以及地球化学性质的差异所致。这在矿石中元素的原始衬度和变化系数的大小上清楚地反映出来。按矿石中元素的原始衬度值，由大到小排列顺序为：Mo－Pb－Zn－W－Bi－Cu－Sn－Ag；按矿石中元素的变化系数，由大到小排列顺序为：Bi－Pb－Zn－W－Cu－Mo－Ag－Sn。通过矿床原生晕发育程度与原始衬度的排序对比，发现二者吻合较好。

表6 主要蚀变岩石中微量元素特征值表

3 结语

从上述分析表明：一个地区的区域地球化学特征决定了该区内成矿特征的内在因素，它提供了成矿的矿质来源，决定了成矿的元素种类及共生组合，并与该区域地质构造特点和地质发展历史密切相关，且成矿区中主要的成矿元素在围岩或有关岩浆岩中的丰度都比较高。在大别山北麓，各时代花岗岩侵入体的Mo、W、Sn、Bi 等元素的平均含量普遍高于地壳中的酸性岩的平均含量，以与成矿有关的燕山早期花岗岩含量最高，其中集中了大量的Mo、W、Bi等矿床、矿点。

根据矿区的元素丰度资料，结合构造特点和成矿作用分析，将矿区范围划分为不同的地球化学区，从正常场→低异常区→高异常区→浓集中心→工业矿化，通过分析元素逐步富集的趋势，能直观地反映出成矿的有利部位。

元素的迁移富集且常常是成群出现，表现为特定的共生组合规律(从元素到矿物、矿床的共生)。如大别山北麓豫南地区与中酸性岩活动有关的则是W、Sn、Mo、Bi、Li、Be、Nb、Ta、Fe、Cu、Pb、Zn等元素经常共生。有些共生组分对成矿元素富集起着特殊的作用，如中酸性岩的碱质和挥发分对W、Sn、Bi、Mo等的富集都起重要作用；另外，利用共生元素及其比值的变化，可反映出矿化富集规律、成矿作用和矿床成因等。

有些共生组分对成矿元素富集起着特殊的作用，如中酸性岩的碱质和挥发分对W、 Sn、Bi、Mo等的富集都起重要作用；另外，利用共生元素及其比值的变化，可反映出本区矿化富集规律、成矿作用和矿床成因等。

通过对该矿区的岩石地球化学特征分析对比，为深部找矿提供又一新的思路。

In henan province, the guangshan county thousand goose impact molybdenum ore rock geochemical characteristics

and significance
1.The No.11 Geological Team, Henan Geological Survey Bureau;2.The Third Geological Team, Henan Geological Survey Bureau; 3.The Second Geological Survey Institute, Henan Geological Survey Bureau

表7 钼矿石中微量元素特征参数值表

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.19.002

朱厚广，男，1969年10月，大专，地质工程师，现就职于河南省地质矿产勘查开发局第11地质队。

Abstractthrough the mainland of mining area layer, magmatic rock, metamorphic rock, tectonic rock four big rock class 1255 samples, 8 kinds of element arithmetic average content (X), coefficient of variation (CV), concentration Clarke (Kk) and contrast (P) distribution, distribution characteristics analysis contrast, to determine the mining background value (C0) and mineral sources.For as far as possible to avoid the influence of strong mineralization, the statistics, again and again to eliminate or + 2.5 S data.

Keywordsoefficient of variation (CV); concentration Clarke (Kk); contrast (P); mining background value (C0) Mineral sources