河南省栾川县石宝沟钼矿矿床地质特征及成因探讨

吕伟庆，刘建军，吴 飞，张 衡

(河南省地质矿产开发局第二地质勘查院，河南许昌 461000)

0 前言

栾川地区是河南省乃至全国重要的钼多金属成矿带，发现了南泥湖、三道庄、上房沟3个特大型及多个大中型钼矿床，它们具有相同的成矿地质背景，石宝沟钼矿床是近年来在豫西地区发现的又一大型斑岩-矽卡岩型钼矿，通过勘查，已控制的(332)+(333)钼金属资源量大于20万t。该矿床赋存于栾川县石宝沟花岗岩体南东侧内外接触带，其发现是东秦岭地区钼矿找矿工作的又一大突破。因此对该矿床地质特征及岩体控矿作用的研究，有助于该区域钼多金属矿床的寻找工作。

1 区域地质概况

矿区位于华北地台南缘与秦岭褶皱系相交部位，崤山—鲁山拱褶断束以南，黑沟—维摩寺断裂以北。地层分区属华北区豫西分区熊耳山小区(详见图1)。

出露地层主要为中元古界熊耳群、官道口群，新元古界栾川群和下古生界陶湾群。区域内岩浆活动频繁强烈，主要为中元古代(王屋山期)中酸性和晚元古代(晋宁期)基性、酸性、碱性及侏罗纪、白垩纪(燕山期)中—酸性岩浆侵入，以晋宁期和燕山期岩浆活动最为发育。燕山期中—酸性小侵入体与内生金属矿产形成关系较为密切。受黑沟—维摩寺—固始断裂影响，构造活动频繁，变形强烈，不同期次形成的构造形态相互叠加、改造;褶皱、断层的主体构造线呈北西向，次为北东向、近东西向。区内变质作用明显，靠近断裂带变质作用明显增强，形成绿片岩相岩石。

据1∶5万航磁成果，本区位于华北地台南缘波动杂乱磁场区，主要为卢氏—栾川台缘褶皱带磁场。三川—栾川一带区域背景正磁场都接近200γ，这个共同的区域背景磁场，可能是深部隐伏岩体引起的。

矿区位于卢氏—栾川钼钨铅锌银金地球化学异常带中，该带北起马超营断裂，南至栾川断裂的狭长带状范围内，广泛发育 Mo、Ag、Pb、Zn、Au、W、Cu、Mn等元素异常。沿马超营断裂带，形成 Au、Ag、Pb、Zn、Mo、Bi多元素的综合异常带，Ag、Pb、Zn 元素异常套合较好。不同类型的岩体与岩体的不同部位分别形成钼、钨、银、铅锌、铁、铜、锌、硫、金矿等，构成一个完整的成矿系列。

图1 石宝沟钼矿区区域地质图

2 矿区地质概况

2.1 地 层

矿区内出露地层主要为中元古界官道口群白术沟组及新元古界栾川群三川组、南泥湖组、煤窑沟组和大红口组。

2.1.1 中元古界官道口群

仅出露白术沟组上段(Pt2b3)，主要分布于工作区中东部，岩性为厚层状白云石大理岩夹绢云母石英片岩，局部为含炭白云石大理岩，其顶部为炭质板岩。与北侧栾川群三川组地层呈断层接触。

2.1.2 新元古界栾川群

(1)三川组(Pt3s):沿黄背岭背斜两翼分布，按其岩性组合特征可分为上、下两个岩性段。下段(Pt3s1)为含石英细砾变质砂岩，局部夹石英大理岩，上段(Pt3s2):为中厚层条带状黑云大理岩、石英大理岩及绢云大理岩。

(2)南泥湖组(Pt3n):主要在工作区中部沿黄背岭背斜两翼分布，按其岩性组合特征可分为3个岩性段。下段岩性主要为细粒石英岩，中段主要为炭质绢云片岩、变斑黑云二云片岩，上段为黑云大理岩。与上覆煤窑沟组、下伏三川组均呈正常接触。

(3)煤窑沟组(Pt3m):主要分布在矿区中部，出露有下、中、上段地层，下段岩性为变质细砂岩、石英岩夹二云片岩;中段为厚层白云石大理岩;上段硅质条带白云石大理岩夹石煤，底部为磁铁石英岩。

(4)大红口组(Pt3d):分布矿区的南部。以变质粗面岩为主，夹少量变质火山碎屑岩、火山沉积岩及白云石大理岩。

2.2 构 造

该区位于黄背岭—石宝沟背斜的中部。受断裂构造的影响，发育有小型褶曲和倒转地层。断裂构造主要为北西向，规模一般较大，走向290°～320°，倾向南西，倾角52°～80°。带内可见构造角砾岩和碎裂岩。区内北西向构造主要有F1、F2、F3等。

区内还可见到密集的北东向次级构造，其规模较小，走向10°～40°不等，多倾向南东，少量反倾，倾角65°～85°，带内岩性以褐铁矿化碎裂岩为主，局部铁锰矿化较强。

2.3 岩浆岩

区内岩浆岩较为发育，在矿区东、中、西部分别出露了黄背岭、鱼库、石宝沟等燕山晚期花岗斑岩体，并多见晋宁期变辉长岩脉(墙)呈北西向展布。

石宝沟-鱼库岩体，位于黄背岭—石宝沟背斜的近核部，西部侵入于南泥湖组中段地层中。地表呈近似菱形的不规则椭圆状。为斑状二长花岗岩—斑状黑云母花岗闪长岩组成的复式岩体。地表及浅部为斑状二长花岗岩，深部为斑状黑云母花岗闪长岩，两者交替出现后过渡为斑状黑云母花岗闪长岩。

2.4 变质作用

矿区经历了漫长的地质时代及多次的构造运动。各种变质作用以不同的形式表现出来。

2.4.1 区域变质作用

主要形成各种片岩、粒状变质岩。由于后期热变质及接触交代作用的叠加和改造，区域变质作用形成的岩石特征已基本全部消失。

2.4.2 接触变质

主要是由于燕山期酸性小岩体的侵入所产生。可分为:(1)热接触变质作用及其变质岩，构成较宽的角岩带。(2)接触交代变质作用及其变质岩，形成石榴子石矽卡岩、石榴石钙铁辉石矽卡岩。

2.4.3 热液蚀变

岩体和围岩均发生了不同的蚀变，绢云母化、硅化、绢英岩化-黄铁绢英岩化和云英岩化—黄铁云英岩化、钾长石化、碳酸盐—沸石化、黑云母化、阳起石化、绿帘石化。

各种蚀变作用的蚀变期、蚀变阶段在时间和范围上有一定的套合关系。

图2 栾川县石宝沟钼矿区地质及工程分布图

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

该矿床剥蚀程度浅，地表局部可看到辉钼矿化。主矿体平面上西起石宝沟，东到半截沟沟脑，东西方向长约1 400 m，南北方向宽约1 280 m，面积约0.82 km2。

3.1.1 空间特征

矿体空间上与花岗斑岩体紧密相依，赋存于斑岩体内外接触带，斑岩体顶面平缓的部位。矿(化)体形态呈不规则椭圆状分布于石宝沟岩体东侧外接触带500 m范围内。

3.1.2 赋矿岩石

赋矿岩石主要为矽卡岩、角岩、变质砂岩、花岗斑岩，次为变辉长岩、大理岩、白云岩等。矿化的强弱与岩性没有关系，但矿床类型对围岩性质具有选择性。

3.1.3 矿体形态、产状及品位变化

区内主矿体围绕黑云母二长花岗岩东侧外接触展布，平面形态为不规则椭圆体，西凹东凸。剖面上矿体总体呈似层状，局部增厚。总体倾向北东、东。矿体底部与花岗斑岩体顶面的坡向和坡度趋于一致，倾角随岩体顶界面变化而变化，一般在30°左右，中上部相对平缓，一般20°左右。矿体中局部存在少量夹石，内部结构较简单。矿体与夹石之间存在渐变过渡关系。

图3 石宝沟钼矿区横64勘探线剖面图

东矿段工业矿体平均品位 0.10%，西矿段0.05%，较均匀。矿体的品位变化与厚度变化关系不密切。矿体分布范围内北西向断裂蚀变带为成矿前(或成矿早期)形成的，对矿体没有破坏作用。

图4 石宝沟钼矿区纵03勘探线剖面图

3.1.4 矿石结构、构造及矿石类型

矿石结构以鳞片状结构、镶嵌结构、包体结构、自形-它形晶粒状结构。矿石构造以细脉状构造、脉状构造、浸染状构造、细脉浸染状构造。

根据含矿岩石主要可划分为长英角岩型辉钼矿石、透辉石斜长石角岩型辉钼矿石、矽卡岩型辉钼矿石、花岗岩型辉钼矿石4种矿石类型，另外还有少量变辉长岩型辉钼矿矿石、白云石大理岩型辉钼矿矿石等。

3.1.5 矿体氧化特征

该矿床剥蚀程度浅，地表局部可看到辉钼矿化。氧化作用并不强烈，氧化矿分布零星，氧化矿石一般呈褐黄色、灰黄色、裂隙面上常见斑杂色，

经工程控制，没有明显的氧化带和混合带。氧化率自地表向下逐渐降低，个别工程部位亦存在氧化矿和硫化矿跳跃式的变化，说明影响矿床的氧化因素除地形条件外，构造裂隙也是其中之一。

4 矿床成因

4.1 矿化阶段

根据辉钼矿、白钨矿及黄铁矿与各种交代形成的蚀变矿物共生关系和生成的先后顺序不同，可分为以下矿化阶段:

4.1.1 矽卡岩阶段

早期形成白钨矿，呈浸染状不均匀分布于钙铁榴石晶粒之间。有时有磁铁矿伴生。稍晚有浸染状分布的辉钼矿生成，不均匀散布于钙铁榴石、透辉石及钙铁辉石晶粒之间，较少有石英伴生。

岩体中云英岩-黄铁云英岩化带内有浸染状辉钼矿，斑状二长花岗岩中也偶尔见浸染状辉钼矿。

4.1.2 钾长石石英硫化物阶段:

该阶段以岩体内外接触带出现有伴有辉钼矿、黄铁矿产出的钾长石石英脉为标志。矽卡岩中以不规则粒状及粒状集合产出的石英交代和伴有浸染状辉钼矿、白钨矿及黄铁矿产出为特征。

4.1.3 石英硫化物阶段

为主要成矿阶段。在各类成矿岩石中广泛分布，以辉钼矿石英脉、黄铁矿辉钼矿石英脉及辉钼矿脉、黄铁矿石英脉、黄铁矿脉的产出为标志。

4.1.4 沸石碳酸硫化物阶段

为矿化晚期次要成矿阶段。在外接触带以出现辉钼矿方解石石英脉、辉钼矿黄铁矿方解石石英脉、辉钼矿黄铁矿沸石方解石石英脉及零星产出的辉钼矿方解石脉、黄铁矿辉钼矿绿泥石脉等为标志。

4.1.5 表生期

以零星出现的次生钼华、钼钙矿、水钼铁华褐铁矿、孔雀石等为标志。

4.2 矿床控矿特征

4.2.1 构造控矿特征

石宝沟钼(钨)矿床，在成因上受构造、岩体、围岩及其蚀变的明显控制。

构造对矿区的成矿作用十分明显，区域北西西向断裂和北东向断裂的交接部位控制了鱼库岩体的形态和产状，区域黄背岭—石宝沟复式背斜南西翼控制了石宝沟钼(钨)矿床，矿区内成矿前的北东向构造带和成矿期微构造节理、裂隙发育程度控制了矿化的富集部位。

4.2.2 岩体控矿特征

石宝沟钼(钨)矿床与燕山中期侵入的斑状二长花岗关系十分密切。即是成矿母岩，也是成矿围岩。据矿田内1∶5万岩石地球化学测量结果，成矿元素的水平分带十分明显，Mo异常的浓集区与东鱼库岩体及其热变质带范围十分吻合，钻探工作证实:矿体、岩体及其热变质带分布的一致性，充分说明矿化与岩体侵入的时、空关系十分密切。

岩体的产状变化及岩体的不同部位，其矿化的富集程度有一定的差异。岩体的南东接触面倾斜较陡，倾角50°～80°;北西和北东接触面斜缓，倾角30°～50°，且顶面起伏不平，前者产状较陡，矿化差，后者产状较缓，其矿化较好。石宝沟矿区的主矿体即分布于岩体北东倾伏端和小脉状斑岩体的两侧接触带。

据采自鱼库斑状二长花岗岩中2个岩石化学全分析样品的统计资料表明，SiO2平均含量为73.49%，高出中国平均值71.27%;K2O+Na2O平均为8.87%，高出中国平均值7.82%;K2O/Na2O 平均为2.31，高出中国平均值1.06%，说明该岩体富碱高钾、硅酸过饱和的钙碱系列花岗岩特征，由于该岩体具以上特征，故钼含量也较高，是正常相同岩类的几十倍，由此可以看出，鱼库岩体有利于矿体的形成。

4.2.3 围岩蚀变与矿化的一致性

由于岩体产状的影响，矿区的热变质与热液蚀变范围均位于岩体北西侧。钼化强度与围岩的热液蚀变类型之间的关系较为明显，矿化较好部位，多位于钾、硅化带分布范围，其矿化强度主要与蚀变强度成正相关关系，即蚀变较甚部位，矿化相应也较好。

4.2.4 围岩岩性差异与矿化的关系

从矿区的野外观察和各种测试结果来看，矿化对岩性没有严格的选择作用，只要构造有利均可矿化成矿，但由于含矿岩石的化学成分，矿物颗粒有所差异，反映出来的矿化强度亦有所不同，由长英角岩类和矽卡岩类2种钼矿体可以看出，前者主要是受微构造节理、裂隙控制为主，构成细脉状辅以细脉浸染状，后者则为浸染型为主。须说明的是，矿区所有矽卡岩并非全部矿化成矿，仍与微构造节理、裂隙发育程度和埋深有关。

4.3 矿床成因

根据上述区域和矿区地质构造特征，石宝沟岩体形态、产状与矿体的关系;岩体化学成分与钼矿化的关系;岩体与钼矿化的空间时间关系等。结合矿区围岩蚀变与钼矿化的一致性以及硫同位素组成特点，本矿与国内外已知斑岩型钼矿特征十分相近，应属斑岩型钼矿床，但考虑到矿床的矿石类型中矽卡岩型矿石占一定的比例，故本矿床应称之为斑岩-矽卡岩型钼矿床更为合适。

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