承德地区钼矿成矿条件及控制因素研究

陈立武　孙绍利　徐连勇　常超　王臣

摘 要：通过对已有资料的收集与野外调研，总结承德地区钼矿床成矿地质条件及控制因素，为钼矿资源勘查提供参考资料。

关键词：承德 钼矿 成矿条件

中图分类号：P618.65 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）006-129-04

承德地区钼矿类型较复杂，除丰宁县撒岱沟门钼矿为大型、兴隆县寿王坟铜钼矿和平泉县小寺沟铜钼矿为中型外，其他均为小型，其空间分布既受区域构造所控制，受控于区域性断裂构造和区域构造活动及伴随的局部隆升和坳陷，又与岩浆侵入体活动有关，特别是和岩浆岩成份及围岩之间常常具有密切的关系。

1 区域岩浆作用条件

承德地区岩浆岩侵位时代主要集中在中元古、晚古生代和中生代三个时限内。而与钼矿化关系最为密切的岩浆岩主要为形成于中生代燕山期侵入岩类。这一时期的岩浆活动遍布整个燕山地区，它在区域上属于NNE向大兴安岭—太行山的构造岩浆岩带组成部分，其岩性以高钾型花岗岩系列为特征。区域中生代岩浆岩的成生演化对钼矿化的形成具有明显的影响，与钼矿化有关的岩浆岩具有独特的特征。

1.1 侵入岩的成生时代与成矿时代

燕山期侵入岩主要集中成带展布，具有明显的规律性，主要体现出三个明显的岩浆岩带：上黄旗—棋盘山北东东向岩浆岩带、古北口—平泉近东西-北东-北北东向弧形岩浆岩带和丰宁—隆化深断裂带展布的东西向岩浆岩带。这些岩浆岩带空间上与区域断裂构造相伴，构成了区域构造-岩浆空间格架。

研究表明，区域中生代岩浆活动可以分为四期，而其中的燕山期岩浆侵入活动可以进一步分为三期，称为燕山早期、中期和晚期，其活动时代分别为80-138Ma、138-145Ma、145-185Ma、185-235Ma。与岩浆侵入活动相对应，燕山期火山活动也具有旋回性，可划分为三个爆发-喷溢旋回和五个亚旋回，持续地质年代约为200～80Ma。对矿化斑岩以及区内已知的矿化岩体的成岩年龄值初步统计表明，除个别矿床以外，与钼矿化及多金属矿化有关岩体的主体形成年龄值介于85-155Ma之间，并且集中在110-140Ma之间。

上述结果表明晚侏罗世—早白垩世155～85Ma是本区的主要钼及其他内生金属成矿期，特别是100-140Ma期间，是本区成矿有关岩浆岩活动的高峰期。而含矿岩浆活动的成矿时期却应该晚于成岩时期。因此，可以看出，承德地区与钼矿化有关的岩体的形成时代应在155-88Ma，而矿化的形成时代则是在148-134Ma。

1.2 岩浆岩的成分与矿化变化特征

承德地区燕山期侵入岩石类型复杂，岩体产状多变，其成分变化范围较大，但其主体化学成分变化范围不大，特别是与成矿作用有关的中酸性岩石，其岩石化学成分十分接近。SiO2%含量60.68-74.57%，并集中在71.1-74.57%之间。

从早侏罗世至早白垩世，由中性到酸性，变化范围很小，K2O+Na2O总的变化范围7.04～8.78，由此可以表明该期岩浆活动有其同源性。燕山早期（J1-J2）中性侵入岩从碱性向钙碱性系列过渡，酸性侵入岩为钙碱性系列；燕山中期（J3）侵入岩属碱性系列，而酸性火山岩和侵入岩均为钙碱性系列；燕山晚期（K1）酸性侵入岩均属钙碱性系列。

一定类型的岩浆岩与一定类型的矿床有着成因联系。侵入岩体的成分对钼矿化也有明确的关系。区内中酸性—酸性、中浅成侵入体与斑岩型、矽卡岩型铜钼矿床具有成生关系，其出露面积虽小，但分布广泛，主要受EW向、NE 向、NNE 向构造控制，多呈岩株、岩枝产出，主要由石英二长岩、花岗闪长岩、二长花岗（斑）岩、花岗斑岩和碱性花岗岩等组成，偶见流纹斑岩、角砾岩，其岩石化学特征为SiO2含量60-70%，碱值（K2O+Na2O）>7.0%，K2O>Na2O或二者值接近，里特曼指数2.32-3.22间，属钙碱性岩系，岩石类型以正常系列居主，亦有铝过饱和系列。

岩石化学成分研究表明，当中生代花岗岩SiO2 >70%，K2O为4-6 %，Na2O为2-3 %时，是钼矿床形成的有利因素之一；钼矿多产于含钼花岗岩系的一些中酸性复式小侵入体、杂岩之中或内外接触带中。而SiO2为66 %，K2O≤Na2O 时对铜矿床形成有利。因此，在这两个含矿岩浆岩带内，含矿（斑）岩体的成分特征与矿产种类密切相关。位于丰宁-上黄旗构造-岩浆岩带中的撒岱沟门（斑）岩带，其SiO2含量多大于73%，全碱含量相对较低，应以钼矿化为主；而小寺沟带的（斑）岩体的SiO2、K2O、Na2O含量变化很大，应该既有钼矿化，又有铜-钼矿化。也就是说，两个带中与岩浆有关的钼矿化特点具有各自独特之处。

2 区域地（岩）层与钼矿化特征

承德地区钼（铜）矿床容矿围岩主要为太古宙变质岩、中上元古代和早古生代碳酸盐岩。这些围岩在含矿热液活动过程中或与岩体接触交代作用中，不可避免地参与整个作用过程并可能提供部分成矿物质。容矿围岩在矿床形成过程中特定的地球化学作用，对成矿也是致关重要的。

对于三种不同类型的钼矿化作用，作为围岩的地层在成矿作用过程中的表现形式及其作用是不同的。斑岩型矿化过程中主要与岩体有关，围岩的影响相对较小，只能体现在围岩对岩浆成生的影响特点上；对于脉型钼矿化，虽然脉型矿化常常产于太古宙片麻岩或者中-上元古代地层中，但围岩也只是提供了空间，很少有物质参与，因此，围岩的作用也不大，主要体现在岩浆成生及演化过程；矽卡岩型钼矿化是产于岩体与围岩交代形成的矽卡岩中，因此，与围岩的关系密切，特别体现在岩浆晚期对岩浆成分的影响和作用方面。

2.1 太古宙变质岩对成矿作用的影响

对于变质岩的含矿性，已有研究认为，各类岩石中铅元素含量均高于地壳丰度值，其浓缩系数（C）达1.02-2.73而处于富集状态，在角闪质岩石中，Zn、Cu、Co、V等元素的浓集系数（C）均大于1，呈富集状态。因此在地质条件有利的条件下，Pb、Zn、Cu等成矿元素易于富集成矿或者矿化。因此，承德地区的浅粒岩、变粒岩、片麻岩和大理岩组合和石英岩、片岩、大理岩及二云斜长变粒岩组合被认为是金银铅锌的矿源层和主要富矿围岩。

2.2 中-上元古代及古生代地层对成矿的影响

中上元古界和早古生代为一套浅海相碳酸盐和碎屑岩组合，晚古生代为一套海陆交互相沉积，其岩性和岩石组合比较复杂，变化很大，其中含有沉积型矿床，包括铅锌铁矿床等以及与岩浆作用有关的金银铅锌矿床。

从岩石的基岩光谱定量分析结果看，白云岩中的Pb、Ag、Mo、As、Sn等元素的含量均高于地壳丰度值，浓集系数均大于1，其中，钼的浓集系数（C）为1.49，处于浓集状态；区域分散流异常展布特征也表明，该套地层中银、铅、钼等元素丰度较高，具有明显的异常分布。如兴隆县高板河—白马川到平泉小寺沟分布于高于庄组和雾迷山组地层中的钼-铅、锌异常。根据目前研究程度和勘查成果来看，中-上元古代浅海相沉积的碳酸盐岩层是区域银、铜、铅、锌、钼、铁等内生矿产的赋矿围岩，产出有诸如兴隆县蘑菇峪钼矿、兴隆县高板河硫铁铅锌矿等重要矿床。

综合上述可以看出，中-上元古代地层可以作为钼矿成矿的母岩，同时诸如白云岩等碳酸盐岩的化学性质活泼，容易与含矿热液发生物质交换，利于形成围岩蚀变和矿化，在与侵入岩体接触部位，具备了钼及其他成矿元素富集的良好地质条件，有利于发育花岗岩类与碳酸盐地层接触带的钼或铜（钼） 矿化，并形成矽卡岩型或斑岩-矽卡岩型钼矿床。

因此，该套地层对成矿作用的贡献可以表现在：（1）在岩浆运移和成矿物质沉淀过程中提供矿物质来源；（2）与岩浆进行物质交换，改变其物质成分和物理化学条件，促进成矿物质沉淀。

2.3 中生代火山-沉积岩对成矿作用的影响

区域中生代地层为一套火山岩、火山碎屑岩，间有河流相粗、细碎屑岩。其中，火山岩属于酸偏碱性的钙碱性火山岩系，有利于成矿；粗、细碎屑岩沉积岩由于空隙度较大，而有利于天水及成矿热液的浸透和循环流动，促使成矿元素活化、迁移，对成矿有利。另外，火山岩（粗安岩）中的Pb、Ag、Mo、As、Bi等五种元素的含量高于地壳丰度值，浓集系数（C）大于1，呈富集状态，反映出该火山岩具备了矿源层的基本条件。

因此，中生代火山岩系除自身赋存煤、沸石等非金属矿床外，也是银、铅、锌、金、钼的矿源层。

3 断裂构造作用与成矿作用

承德地区钼矿带的形成受控于中生代构造-岩浆带。由于区域地质背景及控矿因素的差异，承德地区钼（铜）矿床（点）在空间分布上表现出成群成带相对集中的规律，沿着构造-岩浆岩带相对集中呈带状展布，形成三个钼矿化及相关内生金属矿化集中带：丰宁-隆化-烟筒山一带东西向钼矿及银铅锌矿床集中带、兴隆—平泉北东向构造岩浆岩带内铜钼矿-铅锌矿床密集分布和丰宁-上黄旗北东向钼矿及铅锌矿密集分布带。其中，不同类型的钼矿床有着不同的成生机制，但无论哪个类型的钼矿都无一例外地受构造控制，包括断裂构造、韧性剪切带、推覆体和火山机构等。

3.1 断裂构造

中生代时期复活的近东西向基底断裂和新生的北东-北北东向断裂及其交汇部位， 往往控制着与钼或铜（钼） 矿化有关的花岗岩类和矿床的空间分布，而区内的斑岩型、矽卡岩型和脉型钼矿均赋存于区域深大断裂附近。这就是说区域性深大断裂控制着钼矿床的产出位置，低序次的断裂则控制着钼矿体的分布、产状和形态。而微细节理、裂隙发育往往是钼矿化程度的必要条件。因此，按照断裂展布方向和控制作用主要分为区域性东西性断裂及其次级断裂构造。

区内东西向展布的深大断裂有五条，由北而南依次为：康保—围场断裂、丰宁—隆化断裂、大庙—娘娘庙断裂、古北口—下板城断裂和密云—喜峰口断裂；NNE向的大断裂有三条：上黄旗—棋盘山断裂、平坊—桑园断裂、丰宁—怀柔断裂等，这些断裂呈带状延伸，南北向宽窄不等。由于其规模大、活动时间长、切割到下地壳或者上地幔，因此，这类断裂在区域上的网格状分布，这些断裂带构成了区域构造格架，对岩浆岩侵入和矿产的形成和分布起到了重要的控制作用，从而控制矿化的产出及其集中区位。在深大断裂旁侧有不同走向的断层（一般3-5km长）控制的构造裂隙发育，沿裂隙矿化成带状产出，矿脉走向多变，矿化强弱差异较大，以不同类型的矿化石英脉体发育为特征。同时，深大断裂附近的次级断裂构造及其交汇部位又成为侵入岩体及矿化的最佳部位。区域已知铜钼矿床多数分布在深断裂带的旁侧的次一级断裂交叉处（如寿王坟矿床）及东西向向北北东向转折部位（如小寺沟矿床）。根据统计，几乎所有大中型矿床均产于深大断裂带两侧的次一级构造部位上，或两组断裂交汇部位。

3.2 推覆构造

承德地区自北向南发育多条中生代逆冲推覆构造，依次为围场逆冲推覆构造、隆化逆冲推覆构造、大庙逆冲推覆构造、承德逆冲推覆构造和兴隆-平泉逆冲推覆构造。这些逆冲推覆构造的逆冲作用是沿着一定的方向逐渐扩展演化的。初步分析表明，承德地区晚侏罗世盆地是在逆冲系向南推进、迁移而形成的背驮式盆地。自北向南依次出现承德-滦平、寿王坟等盆地，盆地充填北厚南薄，每个盆地北缘均以断面北倾的逆断层为界，南界则为向北缓倾斜的逆冲断层。承德-滦平盆地北缘已遭同期和后期构造的改造，而盆地南缘界线保存较好。

沉积作用研究表明，承德—滦平盆地与寿王坟盆地在中侏罗世时期应为统一的盆地，当时的沉积碎屑主要来自盆地北侧，因逆冲体堆垛作用而隆升并剥蚀。随着逆冲作用的持续进行，在盆地南端发育逆断裂，形成兴隆—平泉逆冲断裂系。此断裂系将原盆地分隔成承德—滦平和寿王坟两个盆地，并在前者南侧产生的狭长带状的隆起区。承德—滦平盆地此时背驮于古北口—大杖子逆冲断裂上盘。

由此可见，逆冲推覆构造不仅为岩浆和含矿热液提供了通道，而且控制了断陷盆地及区域地层和岩体的分布。在隆起区基底裸露，盖层不发育，矿化会出露斑岩型；在升降幅度不大的地区，碳酸盐岩盖层发育，则为岩浆热液与围岩交换提供了条件，可能发育矽卡岩型矿床；而在下降区发育大规模中生代碎屑岩，矿化不发育。

特别是断陷盆地与区内金、银、多金属硫化物矿床关系密切，在盆地内，如果中酸性侵入体产出时，伴随中浅成、浅成—超浅成小岩株的侵入，常出现Cu、Mo、Pb、Zn等成矿元素的富集成矿。如月明山断陷盆地及其边缘，在东西长50km，南北宽15km的范围内，发育有寿王坟中型铜钼矿、蘑菇峪中型锌钼矿床等金、银多金属矿产地20余处。

3.3 韧性剪切带

大量的资料证明，承德地区内的3条大型韧性剪切带（康保-围场、丰宁-隆化和大庙-娘娘庙）及规模较小的韧性剪切带具有明显的控岩控矿作用，控制着岩体的展布和矿化的分布。其控岩控矿作用主要表现在：

（1）韧性剪切带内岩石发生变形，变形带为一个薄弱面，同时岩石粒化，空隙度增加，为岩浆及含矿热液提供了通道和沉积场所；

（2）岩体变形越强，变形期间所承受的静压力越小，流体越容易集中。实际情况是矿体常产于剪切带内变形最强烈的中心部位，矿体围岩就是糜棱岩，或者发生强烈变形的其他构造岩，而且剪切带规模越大，应变越强，矿体的矿化规模也越大；

（3）韧性剪切带中金属矿化类型常呈浸染型或者脉型两类，其脉体的产状与变形特征一致，其范围和垂向一般比其他类型大的多；

（4）韧性剪切带内矿化主要是低温或者亚低温条件，其温度（T）为200-300C，压力（P总）为1.3-2.5kb，过低或者过高的温度均很难成矿。

3.4 火山机构

区域中生代岩浆强烈活动区内，火山岩分布面积广，岩性复杂，所反映的喷发形式多样。无论是中心式火山喷发，还是裂隙式熔岩溢流，都可能形成与火山作用有关的矿产地。

古火山机构对矿化的控制作用主要体现在火山作用及期后热液作用，在火山机构范围内沿着火山断裂或者火山盆地与盆地基底的薄弱面而发生的矿物质的堆积。在寿王坟一带中间的Cu-Fe- Mo及其外围的Fe-Cu-Au、Pb-Zn-Ag，北岔沟门一带由南西向北东方向，其Mo、Pb-Zn-Cu、Pb-Zn-Ag元素组合异常的变化等。在超梁沟火山盆地中黑沟门铅锌矿的主矿脉与次矿脉帚状散开，明显与火山裂隙控制关系密切。部分爆发（或隐爆）角砾岩体内形成的多金属矿化，如轿顶山隐爆角砾岩型铅锌矿，无疑与火山机构有关。

沿隆化逆冲推覆构造南侧的一些小型断陷盆地，自西向东依次有塔黄旗、凤山、超梁沟、和中关等，其中的火山机构周围亦是多金属硫化物矿化集中区，在其内部或边缘部位，常会形成与陆相火山热液有关的Mo及Au、Ag、多金属等矿床。

4 钼矿成矿控制因素

区内钼及相关内生金属成矿与区域大型断裂关系密切，同时与次级小构造有关。矿床空间分布有规律性，与中—酸偏碱性岩有关的铜、钼矿床多分布于深、大断裂旁侧的次级构造带，矿体赋存于侵入体的内、外接触带；多种矿产常密切共生，形成特定的矿床。与中—酸偏碱性岩有关的钼矿化主要为矽卡岩型铜（铁）钼矿、斑岩型（铜）钼矿、脉型钼矿。

4.1 与区域构造的时空关系

已知的钼及相关内生金属矿化呈带状分布，它们都无一例外地均沿着区域断裂带分布，寿王坟铜（Cu-Fe-Mo等）矿、小寺沟铜（钼）矿沿古北口-平泉断裂分布，撒岱沟门钼矿产于丰宁-上黄旗断裂带内，佟栅子钼矿和蘑菇峪钼锌矿分布与丰宁-隆化-烟筒山断裂以及密云-喜峰口断裂有关。由此可以看出，区内的近东西向五条深大断裂、北东向的三条深断裂及其次级断裂对区域钼及相关矿化的形成具有明显的控制作用，特别是规模较大断裂带的次级断裂构造，如古北口-平泉断裂带弧形构造的次级北西向马架沟—寿王坟和大吉口—崖门子断裂、小寺沟的羽状裂隙常常是成矿物质的储矿场所或者成矿有利地段，对成矿作用也有明显的控制作用。

中生代断陷火山—沉积盆地的边缘构造往往是钼及其他多金属矿产的活动场所和赋矿空间。如月明山断陷盆地周围密集的矿化，形成了钼及其他多金属矿集区。

4.2 构造带与岩浆岩带复合成矿

构造-岩浆岩带是强烈构造运动的产物，构造变动往往伴随有岩浆活动，而岩浆的上升和侵位又加剧构造活动，从而沿着构造带形成带状隆起构造带和带状岩浆岩组成的复合带。而断裂构造作用的隆起带，与岩浆岩侵入体的范围相一致，从而构成了含矿热液活动的场所，也就是说，构成了金属成矿的有利空间，这就体现出构造隆起带—岩浆岩带—成矿带时空的一致性。承德地区内发育有典型的上黄旗—棋盘山构造岩浆岩带，它同时又是一个多金属成矿带，其内产有撒岱沟门大型钼矿床。因此，构造-岩浆岩带对区域钼及相关多金属的成矿十分有利。

区内还发育有丰宁—隆化构造-岩浆岩带和古北口-平泉构造-岩浆岩带。前者产出的位置就是丰宁—隆化深断裂通过的位置。带中酸性岩浆岩活动强烈，形成了一批中小型贵金属和有色金属矿床，如磴上硫钼银铅锌矿、佟栅子钼矿、马架子金矿。从区域上看，矿带西段富金；东段富金、银、铅、锌、硫、钼；在矿田、矿床中金矿床自矿体中心向外随着热液蚀变种类和蚀变强度由强矿化—弱矿化变化，金品位呈由富—贫的变化趋势；金银多金属矿床空间上具有明显的分带性，由岩体中心向上或向外存在着钨钼—铜金—银铅锌硫成矿元素组合变化规律；后者则是以断裂为主，由于逆冲推覆构造而使得盖层沉积掩盖了侵入体的出露，但矿化依然很强，在断裂带南北的中-上元古代地层发育区，形成了诸如寿王坟铜钼矿和蘑菇峪钼锌矿等许多矽卡岩型或者脉岩型的钼及相关金属矿，而在断裂带北部由于基底裸露，发育诸如小寺沟铜钼矿和柴家沟钼矿的斑岩型矿床。

4.3 成矿有专属性

特定的岩浆岩类型形成特定的矿床。承德地区钼矿成生与特定的岩浆岩有关，也就是说，区内中生代含矿岩浆岩具有明显的成矿专署性。

一般情况下，与中—酸偏碱性岩有关的矿床多为铜、钼、铁、铅、锌及金银等。区内钼及相关多金属与确实与酸性偏碱性浅成侵入岩有关，岩体SiO2含量较高，且K2O含量大于或者近于Na2O，具有高钾钙碱性到弱碱性特征。如撒岱沟门钼矿的成矿母岩为斑状二长花岗岩，寿王玟铜钼矿成矿母岩为花岗闪长斑岩，小寺沟铜（钼）矿成矿母岩为石英二长斑岩。

4.4 有利的围岩

围岩是重要的成矿条件之一，特别是热液型和接触交代矽卡岩型矿床，围岩不仅起到被交代而成矿的作用，而且在交代的过程中围岩中的有益组份也参与了成矿，使矿液更富集。区内中-上元古代蓟县系雾迷山组和高于庄组白云岩中的钼元素富集系数大于1，被认为是矿源层，在成矿过程中，这套地层如果遇有侵入的岩浆岩，就会在物质交换的同时为成矿提供有益成分，从而使得成矿物质富集成矿。如小寺沟上杖子的雾迷山组地层与石英二长斑岩体相接触形成小寺沟铜（钼）矿；寿王坟的雾迷山组地层与花岗闪长岩相接触形成寿王玟铜（铁）矿。