宜里钼矿床地质特征-成因及找矿方向

谢有炜， 陈　伟， 郑兵华

(江西省地质矿产勘查开发局　赣南地质调查大队，赣州　341000)



宜里钼矿床地质特征-成因及找矿方向

谢有炜， 陈伟， 郑兵华

(江西省地质矿产勘查开发局赣南地质调查大队，赣州341000)

摘要：宜里钼矿是21世纪初大兴安岭北段发现的一个中—大型规模的斑岩型钼矿床。矿体分布严格受区内F4逆断层控制，呈透镜状、似层状产出，主矿体厚度最大达73.42 m，矿床平均品位为0.083%。这里重点阐述矿床的地质特征及矿床成因探讨，对与成矿关系密切的F4逆断层、围岩蚀变分带、成矿物质来源及成矿时代等进行综合研究分析，认为矿区南段深部可能存在隐伏斑岩体，燕山中期斑岩岩浆内富含成矿物质的气水热液，沿导矿构造F4逆断层运移到上盘配套的次级网脉状裂隙系统中沉淀、堆积、多阶段叠加充填成矿。矿区南段及F4逆断层下盘深部可能还存在一定规模的隐伏钼矿体，仍具有较大的找矿潜力，为勘查区下一步找矿指明方向。

关键词：大兴安岭北段； 宜里钼矿； F4逆断层； 蚀变分带； 成矿物质； 矿床成因； 找矿方向

1成矿地质背景

1.1区域地质背景

宜里钼矿床位于大兴安岭北段钼矿集区内[1]，属大兴安岭成矿省东乌珠穆沁旗-博克图 Fe-Mo-Sn-W-Cu-Pb-Zn-Ag-Ag-Cr-萤石成矿亚带[2]，大地构造位于兴安地块东南缘与松嫩地块的结合部位,三级构造单元为东乌珠穆沁旗—多宝山奥陶岛弧型活动带。区域地层除广泛分布的第四系冲积层及风成砂土外，白垩纪火山岩发育，志留纪变质岩零星分布；岩浆岩呈岩株分布有扎文其汗、奎中林场、大二沟、卧罗河4个复式岩体，岩性主要为花岗闪长岩、二长花岗岩、正长花岗岩和碱长花岗岩，宜里钼矿位于卧罗河复式岩体的东端；区域褶皱相对不发育，断裂构造简单，断裂主要以北东向为主，次为东西向、北西向及近南北向断裂。

1.2矿区地质概况

矿区出露的地层除第四系外, 仅出露志留纪卧都河组花岗岩侵入的残留体，岩性为长英质角岩、炭质板岩及长英质片岩。残留体受花岗岩侵入后同化混染，大小不一、产状凌乱，总体倾向南西西,倾角66°～73°；岩浆岩从基性到酸性岩均有出露，其中二叠纪粗—中粒二长花岗岩、晚泥盆世中—细粒二长花岗岩以F4逆断层为界，两者均为钼矿体的赋矿围岩；断裂构造相对简单,重要断裂F4呈北北东向展布，性质为张性逆断层，后期可能兼具走滑特征，与成矿关系密切，为区内重要的导矿构造(图1)。

图1　宜里钼矿矿区地质简图Fig．1　The generalized geologic map of Yili molybdenum mineral district

2矿床地质特征

宜里钼矿床严格受北北东向F4逆断层控制,矿体主要赋存于该断裂构造上盘的次级网脉状裂隙系统中，产状与断裂构造一致。

2.1矿体特征

宜里钼矿床共圈出工业钼矿体24条，其中4号钼矿体为主矿体,资源/储量占总资源/储量的41.52%[3]，2号和5号钼矿体规模较大,其他矿体规模较小。矿体呈缓倾角似层状产出,延长数十至2 000余米,倾向延伸数十至500余米，在走向及倾向上具有膨大缩小(局部呈囊状)、分枝复合和尖灭再现现象；矿体倾向95°～114°，倾角3°～35°，深部总体上有往南东向收敛的趋势。

2.2矿石特征

该钼矿床发育有氧化带与原生硫化带,界线明显，根据氧化程度可将矿石划分为氧化矿石和硫化矿石两种自然类型，矿石的工业类型以Mo为主,Cu共生矿石,伴生有益组分仅S元素达到评价标准。矿石结构主要为自形叶片状、鳞片状结构、半自形-它形粒状结构、交代结构、包含结构、针状、毛发状结构及碎裂结构等；矿石构造主要为似脉状构造、浸染-脉状、簇状构造、浸染状构造，其次为薄膜状构造。

2.2.1金属/非金属矿物组合

该钼矿床矿石组成比较简单,其中①金属矿物主要为黄铁矿、辉钼矿，次要为黄铜矿、闪锌矿、金红石、磁铁矿，微量的黝铜矿、斑铜矿、磁黄铁矿、方铅矿、碲银矿及次生钼华、褐铁矿、铜蓝；②非金属矿物主要为石英、钾长石、斜长石，次要为绢云母—白云母、黑云母、绿泥石、方解石—白云石、萤石及微量的磷灰石、锆石。

2.2.2成矿期及成矿阶段

根据矿床蚀变特征、脉体相互关系，结合室内光、薄片矿物的共生组合、结构构造、矿物间穿切关系及矿物生成顺序的研究,将宜里钼矿床的成矿作用划分为5个成矿阶段：

1)黄铁矿—石英脉阶段：黄铁矿—石英脉、磁铁矿—黄铁矿—石英脉，不含或偶含辉钼矿。

2)辉钼矿—石英脉阶段：辉钼矿—石英脉、黄铁矿—辉钼矿—石英脉、磁铁矿—黄铁矿—辉钼矿石英脉、黄铁矿—黄铜矿—辉钼矿—石英脉，辉钼矿沿石英脉两壁分布，总体较贫, 以不含或含少量钾长石为特征，属早期成矿阶段。

3)辉钼矿—钾长石—石英脉阶段：辉钼矿—钾长石—石英脉、黄铁矿—辉钼矿—钾长石—石英脉、黄铁矿—黄铜矿—辉钼矿—钾长石—石英脉，脉体含辉钼矿较好，叠加于辉钼矿—石英脉阶段，使辉钼矿化强度更大，以伴生钾长石为特征，为区内最重要的辉钼矿成矿阶段。

4)萤石—(钾长石)—石英脉阶段：黄铁矿—萤石—石英脉、黄铁矿—萤石—(钾长石)—石英脉, 基本不含或偶含辉钼矿，以萤石矿物普遍出现为特征，属成矿的尾声。

5)碳酸盐脉阶段：方解石、绿泥石细脉，是成矿末期的产物。

表生氧化期主要形成氧化矿石,如钼华、铜蓝、褐铁矿及黄钾铁钒等次生氧化矿物。

2.3围岩蚀变与矿化的关系

矿区围岩比较单一，相应的热液蚀变相对简单，围岩蚀变主要有硅化、绢云母化、白云母化、绿泥石化、碳酸盐化(方解石化)和高岭土化，个别钻孔深部出现钾长石化。其中，石英绢( 白)云母化与矿化关系最为密切，一般石英绢(白)云母化越发育，矿化强度越大，而绿泥石化与矿化无明显关系。

结合野外地质观察、岩芯编录和两个纵横剖面薄片鉴定，初步圈定了宜里钼矿区浅部50 m 以上的蚀变分带(图2)，分带以F4逆断层为中心，由内向外依次为石英—绢(白)云母—黄铁矿化带(黄铁绢英岩化带)和绿泥石—绿帘石—方解石化带(青磐岩化带)。

图2　宜里钼矿平面蚀变分带图Fig．2　The alternation zoning map of Yili molybdenum

1)石英—绢(白)云母—黄铁矿化带(黄铁绢英岩化带)。典型的斑岩型钼矿床最主要的蚀变类型[4]，往往与成矿关系密切相关。一般硅化、绢(白)云母化越强，矿化越好。黄铁绢英岩化带沿F4断裂走向分布，与矿体平面投影走向一致，且在矿区最南段未封口；南北向纵剖面中ZK506和ZK106钻孔中该蚀变带强度相对较大，往南段ZK 801、ZK1203和ZK1603钻孔的上部很弱，往深部增强，整体往矿区南段黄铁绢英岩化带发育的深度有增大的趋势，预示南段钼矿体的出现位置可能更深(图3)。

2)绿泥石-绿帘石-方解石化带(青磐岩化带)。分布在石英-绢(白)云母-黄铁矿化带的外围，以绿泥石化和方解石化为主，绿帘石化局部出现,一般与主矿化关系不密切，但可以作为重要的找矿标志。方解石化发育深部范围较大，且叠加了早期绢英岩化,为矿区最晚期的蚀变。该蚀变带东西向横剖面中主要发育于F4逆断层下盘ZK1717和ZK1709钻孔的上部；南北向纵剖面中往矿区南段有向下延伸的趋势，矿化出现的深度相应增大，预示矿区南段深部可能为成矿的末梢环境，南段及F4逆断层下盘的深部仍可能存在一定规模的隐伏钼矿体(图3、图4)。

3成矿条件

通过对宜里钼矿床不同成矿阶段石英流体包裹体[5]氢、氧同位素、黄铁矿单矿物颗粒中硫、铅同位素及辉钼矿Re-Os同位素测试分析,对矿区的成矿条件、成矿物质来源、成矿时代和矿床成因等方面进行归纳、总结和探讨。

3.1成矿地质条件

3.1.1地层

矿区出露的地层主要为二叠纪卧都河组长英质角岩残留体。二叠纪粗中粒二长花岗岩及分布其中的长英质角岩残留体均为钼矿体的主要赋矿围岩，晚泥盆世中细粒二长花岗岩为次要赋矿围岩。分析认为,宜里钼矿床的成矿作用，对直接的赋矿围岩没有选择性。

图3　宜里钼矿纵向剖面蚀变分带图Fig．3　The longitudinal alternation zoning graph of Yili molybdenum

图4　宜里钼矿横剖面蚀变分带图Fig．4　The alternation zoning crossing section of Yili molybdenum

3.1.2岩浆岩

该钼矿床黄铁绢英岩化带和青磐岩化带发育，其中黄铁绢英岩化带与成矿关系密切。与典型的斑岩型钼矿床相比，虽深部缺少特征钾化带(仅个别钻孔深部出现钾长石化)，但根据矿体特征、钼矿化充填形式及平面、垂向蚀变分带与矿化的关系分析认为宜里钼矿属斑岩型钼矿床。因此矿区南段深部应该存在特征钾化带及与成矿关系密切的隐伏斑岩体，这与区内花岗斑岩内有石英脉穿过相印证。隐伏斑岩体与成矿时空关系密切,斑岩岩浆为成矿作用提供主要的成矿物质来源和热源，也预示矿区南段深部具有一定的成矿深度，还具有一定地找矿潜力。

3.1.3构造条件

重要断裂构造F4张性逆断层为矿区内的重要导矿构造，与成矿作用关系非常密切,其不仅控制着矿体的形成、规模和展布特征,而且成矿期后活动对矿体还有一定的改造和破坏作用。

1)F4逆断层。根据F4断裂构造带内成分及产状特征(走向 10°～15°、倾向东、倾角55°～ 65°)认为F4断裂构造为一陡倾角，后期兼具走滑特征，多期、多阶段活动的张性逆断层。F4逆断层严格控制钼矿体的分布，为携带Mo、Cu等成矿元素的热液上升提供了便利的通道,为成矿元素的迁移准备了有利的构造地质条件,是矿区重要的导矿构造。

一般斑岩型钼矿床中，石英—绢(白)云母—黄铁矿化带(第Ⅰ蚀变带)为相对高温蚀变带(位于核部、中心部位)，绿泥石-绿帘石-方解石化带(第Ⅱ蚀变带)为低温蚀变带(位于外侧)，第I蚀变带的发育位置更偏向深部或者成矿中心的位置[6]。从图2与图4上可以看出：F4逆断层东侧上盘地表及钻孔内主要第Ⅰ蚀变带发育，西侧下盘地表及钻孔主要第Ⅱ蚀变带发育，推测F4逆断层上盘已经相对大幅度抬升并被剥蚀，使得本应在较深部的第 I 蚀变带出露地表，而下盘相对下降，第Ⅱ蚀变带保存完好。因此F4逆断层下盘的深部可能存在一定规模的隐伏钼矿体，仍具有较大地找矿潜力。

2)裂隙。矿区钼矿体的表现形式为裂隙中充填含钼石英脉(图5)。F4逆断层上盘与其多期次、多阶段构造活动配套的次级网脉状裂隙系统发育，后期热液经F4导矿构造运移到网脉状裂隙系统中沉淀、堆积、叠加充填成矿。网脉状裂隙系统总体走向以近南北向为主，倾向优先为70°～ 110°、次为260°～ 290°区间，倾角优先为20°～ 30°、次为50°～ 70°区间(图6)，与钻孔及纵横剖面上含钼石英脉反映的产状基本一致，为矿区成矿作用提供有利的容矿空间。

图5　ZK1710含钼石英脉(296.4 m处)Fig．5　Quartz vein bearing molybdenum of ZK1701

图6　裂隙倾向、倾角玫瑰花图Fig．6　The rose diagram of trend strike of fracture

3.2成矿物质来源

根据不同成矿阶段石英流体包裹体氢、氧同位素，黄铁矿单矿物颗粒中硫、铅同位素特征,对宜里钼矿床的成矿物质来源进行分析推断。

3.2.1氢、氧同位素特征

不同成矿阶段石英流体包裹体进行氢氧同位素分析(表1)。十个样品的石英流体包裹体中δDV-SMOW和δ18OV-SMOW值变化范围都较小，分别为-121.1 ‰～-92.7 ‰(平均值为-106.14 ‰)和8.2 ‰～10.9 ‰(平均值为10 ‰)。利用与矿物平衡的水的氧同位素分馏公式：

1000l nα石英-水=3.38×106T2-3.40[10]

与同一成矿阶段流体包裹体均一温度平均值计算得出δ18O水值范围为-1.65 ‰～+2.84 ‰，位于雨水线和岩浆水之间区域(图6)，靠近岩浆水，相比岩浆水的δ18O水值低，说明成矿流体成矿过程中有大气水的参与。

图7　宜里钼矿δD-δ18O水 图解关系Fig．7　The illustration of δD-δ18O水 of Yili molybdenum

3.2.2硫、铅同位素特征

从矿石中挑选出单矿物黄铁矿颗粒进行硫、铅同位素分析(表2)。9个样品的(34S值变动范围比较小，为+0.3 ‰～+3.8 ‰(平均为+1.64 ‰)，接近陨石的δ34S值。大量研究表明,硫同位素值变动范围小于10%,其硫源比较单一[7]。结合宜里钼矿的矿化特征,初步判断硫主要来源于深源岩浆,应为幔源硫。铅同位素组成较稳定，比值变动范围小，属含放射成因铅不高的异常铅。特征值μ值变化范围9.36～9.37，属于地幔铅范畴(9.107～9.378)，Th/U比值变化范围3.57～3.65，介于地幔(3.45)与下地壳(5.74)之间，属下地壳与地幔混合铅源。硫、铅同位素特征反映出宜里钼矿的成矿物质主要来源既有壳源(地壳深部)，也有幔源，具有壳幔混源特征。

3.3成矿年代

2011年中国地质科学院矿床资源研究所黄凡等采用辉钼矿Re-Os同位素测试确定矿床的成矿时代，所采5个辉钼矿样品的Re-Os模式年龄变化范围为(132.9±2.1)Ma～(130±2 )Ma(表3),等时线年龄为(136.5 ±7.4)Ma(MSWD=2.2),误差较大；加权平均年龄为(131.8 ±1.5 )Ma(MSWD=2.0)(图8)，与模式年龄接近，更能够代表矿床成矿年龄[8]。

表1　里钼矿石英流体包裹体氢、氧同位素分析结果

核工业北京地质研究院分析测试,2011.

表2　宜里钼矿黄铁矿中硫、铅同位素分析结果

国土资源部同位素实验室分析测试,2011.

表3　宜里钼矿辉钼矿Re-Os 同位素测试结果

国家地质实验中心Re-Os同位素实验室分析测试,2011.

图8　宜里钼矿辉钼矿Re-Os同位素等时线和加权平均年龄Fig．8　The isochorn curve and of weighted average year of Re-Os isotope in the molybdaena of Yili molydbneum ore(a)辉钼矿Re-Os同位素等时线年龄;(b)辉钼矿Re-Os同位素加权平均年龄

3.4矿床成因探讨

依据宜里钼矿矿床地质特征，结合氢、氧、硫和铅同位素特征反映出原始成矿物质主要来源于地壳深部或地幔及辉钼矿Re-Os成矿年龄认为：宜里钼矿床是形成于燕山中期晚阶段早白垩世(131.8 Ma ±1.5)矿区南段深部隐伏的花岗斑岩岩浆中，富含成矿物质(主元素钼)的气水热液(含大气水参与)上侵后，沿导矿构造F4逆断层运移到上盘与其多期次、多阶段构造活动配套的次级网脉状裂隙系统中沉淀、堆积、多阶段叠加充填成矿。根据矿区钼矿体特征、钼矿化充填形式、围岩蚀变分带与矿化的关系及成矿地质条件等认定，宜里钼矿矿床类型应属斑岩型钼矿床。

4结论

1)宜里钼矿床矿体分布严格受F4逆断层控制，矿体的主要赋矿围岩为二叠纪粗中粒二长花岗岩及分布其中的长英质角岩残留体，次要赋矿围岩为晚泥盆世中细粒二长花岗岩。矿区南段深部存在的隐伏斑岩体，为成矿作用提供了主要的物源和热源。

2)矿石中黄铁矿单矿物硫、铅同位素分析结果表明,宜里钼矿的成矿物质主要来源既有壳源(地壳深部)，也有幔源，具有壳幔混源特征。

3)辉钼矿Re-Os同位素测定宜里钼矿成矿年龄为(131.8±1.5)Ma，矿床形成于燕山中期晚阶段早白垩世,属斑岩型钼矿床。

4)推测矿区南段及F4逆断层下盘深部可能还存在一定规模的隐伏钼矿体，仍具有较大的找矿潜力。

致谢：

本文为“内蒙古自治区鄂伦春自治旗宜里农场矿区铜钼矿勘探报告” 勘查项目部分资料，属集体劳动成果。成文过程中得到项目负责人刘翠辉高级工程师的热情帮助，在此深表谢忱。

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The geological characteristic-genesis and direction of mineral prospecting of the Yili molybdenum bed

XIE You-wei, CHEN Wei， ZHENG Bing-hua

(South Jiangxi Geological Surveying Party, Jiangxi Bureau of Geological and Mineral Resources,Ganzhou341000, China)

Abstract:YiLi molybdenum, the large-scale porphyry molybdenum deposit, is discovered at the northern section of Daxinganling in the 21st century. The distribution of the orebody is strictly controlled by the regional thrust fault F4, the shape is lenticular and stratoid, the maximum thickness of the main orebody is 73.42 m and the average grade is 0.083 %. This paper focused on the investigate of the geological characteristic and genesis of the orebody, comprehensive researching and analyzing the thrust fault F4which affected the mineralization, the zonation of surrounding rock and alteration, the source of minerals, the metallogenic epoch and so on. Based on the above analysis, it is estimated that there may be buried porphyry in the southern mining area, and in the middle Yanshan Period the gas-water hydrothermal contained the minerals is migrated to the matching and secondary stockwork fracture system of along the guiding-structure F4,and then is deposited, accumulation and multi-stage superimposed filling mining. There could be the certain scale buried molybdenum orebody at the southern mining area and the deep footwall of thrust fault F4and great potential for the prospecting. It is predicted the next prospecting direction for the exploration area.

Key words:northern section of Daxing’anling; Yili molybdenum ore; thrust falut F4; alternation zoning; mineralization substance; metallogenism; direction of the mineral prospecting

中图分类号：P 632

文献标志码：A

DOI：10.3969/j.issn.1001-1749.2016.01.17

文章编号：1001-1749(2016)01-0112-08

作者简介：谢有炜(1959-)，男，高级工程师，从事地质勘查工作， E-mail：342259356@qq.com。

收稿日期：2015-01-21改回日期：2015-04-10