河南省桐柏县大张沟钼矿地质特征及成因

李随领，欧长可，王 安，李 璨，王 旭

(1.河南省有色金属地质矿产局第五地质大队，河南 郑州 450016) (2.河南省有色金属矿产探测工程技术研究中心，河南 郑州 450016) (3.河南省有色金属地质矿产局第一地质大队，河南 郑州 450016) (4.河南省有色金属地质矿产局第四地质大队，河南 郑州 450016)

0 引 言

河南省钼矿资源丰富，截止2011年底，累计查明钼资源储量483.7万 t(保有资源储量454.9万 t，占全国总储量的52%，排名第一[1]。东秦岭是仅次于北美科迪勒拉山脉西部的世界第二大钼矿带，包含了多个世界级超大型、大型和中小型钼矿床。桐柏县大张沟钼矿是在武当—桐柏—大别成矿带桐柏段新发现的一个钼矿。总结该区地质特征，研究钼矿成因，有利于指导区内及外围的中深部找矿工作。

1 区域地物化

大张沟钼矿区位于河南省西部的熊耳山和伏牛山之间的过度部位，大地构造位置位于北秦岭褶皱带，国家级重点成矿带武当—桐柏—大别成矿带桐柏段。区域地层区划属秦岭地层区→北秦岭分区→桐柏—商城小区；构造发育，构造形迹总体呈NWW向展布,以断裂为主，褶皱次之；岩浆岩发育，岩浆岩的侵入与区域性深大断裂带关系密切，岩体(脉)多呈带状分布；变质作用普遍,以区域变质作用为主；矿产资源丰富，成矿地质条件优越[2]。

区域上，平氏—桐柏一线，从南至北分布有程湾—桐柏、保水寺—沈家老庄、大李湾—油房、上张营—新庄等4条相互平行，呈NWW向展布的航磁异常。大张沟钼矿即位于大李湾—油房航磁异常带的北西部。

1∶5万水系沉积物地球化学测量，在区域上圈出大张沟—老坟扒铜钼多金属异常带：异常带元素组合为Cu、Mo、W、Ag、Pb、Zn。大张沟矿区即位于该异常的西半部。

2 矿区地物化

矿区出露地层由老到新为下元古界秦岭岩群(钼矿主要赋矿地层)片麻岩，下古生界二郎坪群刘山岩组斜长角闪片岩和上古生界蔡家凹岩组大理岩，以及新生界第四系粘土、砂砾石、粗砂(图1)。矿区构造较发育，以断裂为主，褶皱不明显。断裂构造有F1、F2、F3、F4和F5。矿区岩浆岩较发育，主要有加里东期形成的变辉石岩，燕山晚期形成的花岗岩株(脉)及其附近产出的石英斑岩脉、花岗斑岩脉、伟晶岩脉和石英脉等[3]，其中钼矿赋矿岩体为燕山晚期双山北花岗岩株。

激电中梯(短导线)测量圈出走向NWW、东西向均未封闭的视极化率(ηs)异常一处，异常中心位置与双山北含钼花岗岩株对应；进一步的激电测深、激电测井和钻探结果显示：花岗岩株整体具黄铁矿化，且自350 m以深，黄铁矿化逐渐增强，而辉钼矿化主要分布于250 m以浅，该区地球物理异常与双山北钼矿有关。

1∶2.5万土壤地球化学测量，在大张沟—老坟扒一带圈出以Cu、Mo为主、伴生Pb、Zn、Ag、W的综合异常一处，进一步的岩石地球化学剖面及槽探验证，发现了K1、K7钼矿体，该区地球化学异常与双山北含钼花岗岩株及秦岭岩群变质岩有关。

3 矿床地质

矿区发现钼矿化地段两处：双山北含钼花岗岩株K1和钼矿脉K7。野外调查研究表明，K1为主要含矿地质体。

3.1 矿 体

区内矿体以斑岩型为主，规模较大。其次为热液脉型矿体，规模较小。两者的特征明显不同。

斑岩型矿体就是K1矿体，位于矿区西北，NWW向产出，地表出露长约480 m，宽约150 m，倾向北东，倾角70°～85°，局部南倾。地表工程分析结果显示：钼品位多为矿化；中深部工程验证，发现钼矿11层，铅直厚度2～16 m，钼品位0.022%～0.120%；矿层主要集中在250 m以浅。

热液脉型矿体为K7矿体，位于矿区西南，脉状，长度不详，地表真厚度10.02 m，局部产状10°～23°∠68°～76°。地表工程测试结果显示：钼品位0.015%～0.066%；在中深部钻孔发现钼矿4层，铅直厚度3～7 m，钼品位0.016%～0.440%。

3.2 矿 石

斑岩型：赋矿岩石为花岗岩(图2)，灰—浅肉红色，似斑状结构，花岗结构，块状构造。主要金属矿物11种，主要有黄铁矿、黄铜矿、辉钼矿，次为方铅矿、闪锌矿、斑铜矿、磁铁矿、褐铁矿、赤铁矿、钼华和孔雀石；非金属矿物9种，主要有石英、斜长石(图3)、钾长石，次为萤石、白云母、绢云母、绿泥石、绿帘石和高岭土。黄铁矿、黄铜矿主要以它型—自型细粒结构为主(图4)，团块状构造(图5)，辉钼矿主要为细小鳞片状结构，呈细脉浸染状分布于裂隙中或沿裂隙充填的石英细脉中(图2)。

热液脉型：赋矿岩石为花岗质片麻岩(图6)和斜长角闪片麻岩，灰白色，粒状变晶结构，片麻状构造。主要金属矿物7种，主要有黄铁矿、辉钼矿，次为黄铜矿、磁铁矿、褐铁矿、钼华和孔雀石；非金属矿物11种，主要有石英、角闪石、斜长石，次为萤石、白云母、黑云母、绿泥石、绿帘石、绢云母、微斜长石和高岭土。辉钼矿主要以鳞片状结构呈细脉状分布于石英细脉中。

图2 花岗岩及细脉状辉钼矿

图3 绢英岩化与闪锌矿(Sph)(Qz-石英，Pl-斜长石，Ser-绢云母)

图4 黄铜矿(Cp)交代黄铁矿(Py)

图5 团块状黄铁矿

图6 片麻岩及细脉状辉钼矿

图7 岩芯中的钾化(Kfs)与硅化(Qz)

3.3 围岩蚀变

斑岩型：主要为钾化(图7)，绢英岩化(图3)，绿泥石化，次为高岭土化。

热液脉型：主要为硅化、绿泥石化、次为高岭土化。

3.4 成矿阶段

由图2、图3、图5可以看出，该区成矿期可分为钾化、绢英岩化和石英硫化物3个阶段，图7、图8进一步表明早期的钾化被中期绢英岩细脉和晚期的石英硫化物穿切，而中期的绢英岩细脉被晚期的脉状石英硫化物穿切。

由图2、图4、图5可以看出石英硫化物可细分为石英-黄铁矿、石英辉钼矿和石英多金属硫化物3个亚阶段，其中图4证实了黄铜矿的形成晚于黄铁矿，图9表明黄铁矿被辉钼矿交代，其形成时期亦早于辉钼矿。

图8 钾化与绢英岩化及石英硫化物的关系

图9 辉钼矿包裹黄铁矿，并发生扭曲

综合上述矿物组合，蚀变叠加及脉体相互穿插关系，将本区成矿阶段划分顺序为钾化—绢英岩化—石英硫化物，石英硫化物阶段又分为石英—黄铁矿、石英—辉钼矿、石英—多金属硫化物3个亚阶段。

4 矿床成因

4.1 成矿时代

自陕西华县地区的金堆城，经河南南泥湖，至方城县尚古寺，已发现一大批以斑岩型为主的钼矿床，成为我国重要的钼成矿带。矿床主要受燕山期中酸性浅侵位小岩体控制，这些小岩体形态简单，多成椭圆形、长条状或不规则状，以岩株、岩瘤或岩枝形式产出，出露面积小于1 km2，矿物组合有Mo、Mo-Cu、Mo-Fe、Mo-Cu-Fe[4]。近年来东秦岭钼矿带开展了大量的辉钼矿Re-Os、锆石U-Pb、K-Ar 测年工作，经统计显示，钼的成矿年龄为100～157 Ma(表1)，属燕山期。本区即位于该成矿带内。

表1 东秦岭钼矿成矿时代一览表

4.2 成矿地层

本区的赋矿地层为下元古界秦岭岩群(Pt1qn)，主要由一套深变质片麻岩组成，岩性主要为斜长角闪片麻岩和花岗质片麻岩。其原岩主体上为一套古老的中基性火山岩或侵入岩，经历了强变形和动力退变质作用而成。区域上受好汉坡与大河韧性剪切带的控制，呈NWW向带状分布。

4.3 成矿构造

不同级别的构造对成矿有不同的控制作用。东秦岭钼矿带总体沿区域构造线呈近EW向展布，区域构造和深大断裂控制了岩体及钼矿床的产出，几乎所有的钼矿床均产于NWW走向的次级断裂中。

中生代时期，构造的活跃，为本区岩浆侵入提供了通道，并控制矿体的分布，双山北花岗岩株即沿朱阳关—大河韧性剪切带南侧侵位，整体走向受其控制，K7钼矿脉与周边花岗斑岩脉、伟晶岩脉、大理岩脉均受F2(区域上为好汉坡韧性剪切带)控制，呈近东西走向展布

4.4 成矿岩浆岩

本区的赋矿岩体为双山北花岗岩株。 K7钼矿脉虽呈脉状，赋存于花岗质片麻岩和斜长角闪片麻岩内，但其南北两侧均发育近东西走向的花岗斑岩脉、伟晶岩脉，推测地表以下很可能存在隐伏花岗斑岩体。

4.5 成矿物质来源

前人的研究成果表明，东秦岭钼矿主要形成于中生代，其成因与花岗质岩浆有密切的关系[13]。卢欣祥等人认为，东秦岭钼矿床类型主要为斑岩型，成矿斑岩为深源浅成花岗岩类，岩石化学特点属钙碱性岩系，具有高硅、富碱、贫镁、低钙和钾大于钠等显著特征，O、S、Pb、Sr及稀有元素地球化学特征表明，岩石和钼来自深源，钼是由岩浆带来的[14]。

因此，该区钼矿应来自于深源岩浆。

4.6 矿床成因

燕山期，随着构造活动的发育，带有钼矿元素的深源岩浆沿着构造提供的通道，上涌至地壳，形成一系列花岗岩体，随着岩浆的逐步冷却，一部分岩浆热液交代双山北花岗岩株，发生钾化，绢英岩化，热液的进一步降温，石英硫化物析出，并交代该花岗岩株，以细脉浸染状，形成斑岩型矿体，金属矿物组合主要为黄铁矿、黄铜矿、辉钼矿；另一部分岩浆热液贯入至下元古界秦岭岩群深变质片麻岩中，并冷却结晶，析出的石英硫化物呈细脉状充填于片麻岩裂隙中，形成热液脉型矿体，金属矿物组合主要为黄铁矿化、辉钼矿化。

5 结 论

(1)本区钼矿赋矿地层为下元古界秦岭岩群，赋矿岩体为双山北花岗岩株。区内地球物理异常和地球化学异常均与双山北含钼花岗岩株有关。

(2)本区钼矿以斑岩型为主，以细脉浸染状矿石为特征，金属矿物组合主要为黄铁矿、黄铜矿和辉钼矿，围岩蚀变主要为钾化、绢英岩化和绿泥石化以及少量高岭土化.。

(3)本区钼矿成矿过程可以划分为钾化、绢英岩化和石英硫化物3个阶段，其中的石英硫化物阶段又可进一步细分为石英-黄铁矿、石英-辉钼矿和石英-多金属硫化物3个亚阶段。

(4)斑岩型钼矿由岩浆热液交代充填形成。深源岩浆为成矿提供了成矿物质，构造既为成矿提供了通道，又控制了矿体的分布范围。