河北省兴隆县花市钼矿地质特征及成因探讨

蔡永红，苗群峰

(河北省地矿局第八地质大队，河北 秦皇岛 066000)

花市钼矿位于华北地台北部地区的燕山中生代板内造山带东段，是古亚洲洋构造域和滨太平洋构造域的交叠部位，地处我国第二大钼矿带即燕辽钼(铜)成矿带中段南部。大地构造位置位于中朝准地台燕山台褶带马兰峪复背斜西段。区内钼矿主要分布在马兰峪复背斜核部，包括西厂沟钼矿、花市钼矿、太平村钼矿和太阳沟钼矿等一系列中大型钼矿(图1)，本区已成为河北省重要的钼矿矿集区。

1 矿区地质特征

1.1 地层

矿区出露地层主要为太古界迁西群跑马场组变质岩及新生界第四系(图2)。

1)太古界迁西群跑马厂组：分布在工作区内，岩性为含辉石角闪斜长片麻岩、黑云角闪斜长片麻岩夹斜长角闪岩、变粒岩及磁铁石英岩。混合岩化普遍发育，形成条带状、眼球状及斑状混合片麻岩。走向20°～30°，倾向290°～300°，倾角60°～80°，褶皱紧密，局部倒转。

2)新生界第四系：主要分布在沟谷中，其岩性为黄褐色亚砂土、亚黏土、砂砾、卵石。

1—第四系砂土、砂砾石；2—长城系高于庄组：中厚层泥晶白云岩；3—大洪峪组：石英砂岩；4—团山子组：泥质白云岩；5—串岭沟组：黑色页岩、粉砂岩；6—常州沟组：长石石英砂岩；7—太古届迁西群跑马场组：黑云角闪斜长片麻岩；8—太古界迁西群马兰峪组：斜长角山岩及角闪变粒岩；9—侏罗世：小安二长花岗岩；10—大次山单元：中粒石英二长闪长岩；11—挂兰峪单元：中粒石英闪长岩；12—黄太营单元：斑状花岗岩；13—王坪石单元：粗粒钾长花岗岩；14—六里坪单元：中粗粒二长花岗岩；15—麻地单元：细粒斑状二长花岗岩；16—石门岩墙：斜长角闪石岩；17—花岗斑岩脉；18—石英斑岩脉；19—闪长岩脉；20—地质界限；21—角度不整合界限；22—脉动侵入接触界线；23—逆断层；24—正断层；25—性质不明断层；26—绿片岩相韧性剪切带；27—角闪岩相韧性剪切带；28—地层产状；29—片麻理产状；30—钼矿床位置；31—工作区范围图1 兴隆县花市一带区域地质简图Fig.1 Regional geological map of Huashi area in Xinglong county

1—第四系砂土、砂砾石；2—太古界迁西群跑马场组含辉石角闪斜长片麻岩、黑云角闪斜长片麻岩夹斜长角山岩、变粒岩及磁铁石英岩；3—矿脉编号；4—地质界限；5—矿体产状；6—地层产状；7—断层位置及编号图2 兴隆县花市钼矿地质图Fig.2 Geological map of Huashi Mo mine in Xinglong county

1.2 构造

矿区范围内断裂发育，主要有两组。一组为北西—北北西向断层。断层一般长100～500 m，倾向北东，倾角70°～80°。后期成矿热液沿岩层破碎带贯入，主要形成钼矿化。一组为北东向断层，编号为F1和F4(图1)。F1断层位于矿区的西部，走向长460 m，倾向东南，倾角70°。F4断层位于矿区的中部，走向长82 m，倾向东南，倾角80°。该断层横切11号矿体，但断层规模较小，对矿体形态没有大的影响。

1.3 岩浆岩

区内岩浆活动强烈，以早侏罗世侵入活动为主。北部出露有王坪石二长花岗岩体，并发育有元古代—太古代及中生代各种脉岩，南部出露有麻地碱长花岗岩体。其中，麻地碱长花岗岩岩体与成矿关系密切。麻地岩体为复式小岩体，由早期肉红色碱长花岗岩(γ52a)和晚期侵入形成的灰白色碱长花岗岩(γ52b)组成，形态复杂，出露面积约5.35 km2，局部呈脉动型侵入接触，但未见明显的冷凝边，这些特征表明两次侵入活动的时间间隔可能较短。

2 矿床特征

2.1 矿化特征

钼矿体位于麻地岩体以北100 m以内，标高600～700 m处，主要赋存于太古界变质岩系中，钼矿化主要受区内岩浆侵入活动及构造活动产生的北西—北北西向、北东向断层控制明显。矿脉主要沿着北西—北北西向断层形成的岩层破碎带贯入形成。钼矿化类型主要为辉钼矿石英脉型，辉钼矿呈细脉状分布于石英脉中或边缘，少量辉钼矿呈浸染状分布于石英脉中。

2.2 矿体特征

花市钼矿含辉钼矿石英脉成群产于太古界跑马厂组黑云角闪斜长片麻岩、斜长角闪岩系之中，矿体主要由辉钼矿石英脉、辉钼矿细脉组成。由南向北分布有15条矿脉，主要矿脉特征见表1。

表1 花市钼矿脉统计一览表Table 1 Statistical list of Huashi molybdenum veins

其中以11号矿脉为主，据坑道控制，11号矿脉沿走向厚度变化呈透镜状，沿倾斜呈波状，590 m水平变为45°，570 m水平中段50°，550 m水平变为65°，而535 m水平以下倾角变为45°，535 m水平以上倾角50°，535 m水平以下倾角变为30°。

2.3 矿石特征

1)矿石类型及矿物组成

矿石类型可分为：块状含黄铁矿—辉钼矿石英矿石；条带状黄铁矿—辉钼矿—石英矿石；斑杂状黄铁矿—辉钼矿—石英矿石及细脉浸染状黄铁矿—辉钼矿石英矿石。矿石中金属矿物以黄铁矿、辉钼矿、磁铁矿为主(图3)，占矿石矿物的30%～40%，其次为黄铜矿、闪锌矿、方铅矿，含量不均匀。脉石矿物以石英为主，含少量绢云母、绿泥石。

图3 花市钼矿显微镜下矿石特征Fig.3 Photos of Huashi molybdenum ores under microscope

(1)黄铁矿：与鳞片状辉钼矿物集合体，以脉状充填于石英脉靠近顶板部位，在石英脉由厚变薄或倾角由陡变缓的部位，矿化富集。反射色浅黄色，呈自形—半自形粒状，粒径0.2～0.6 mm，颗粒表面麻点较多，多以集合体形式分布于脉石矿物中。(2)磁铁矿：半自形—他形粒状，粒径为0.1～0.5 mm，多被赤铁矿沿颗粒边缘及内部交代。(3)辉钼矿：以细脉状充填于石英脉的裂隙中，辉钼矿脉厚2～5 mm，最厚达10 mm。反射色灰白色，强非均质性，呈半自形—他形粒状，叶片状、鳞片状分布于脉石矿物中，粒径一般为0.05 mm×0.01 mm ～0.2 mm×0.05 mm，辉钼矿大多与其他金属矿物没有直接接触关系。(4)黄铜矿：反射色铜黄色，呈星点状分布于脉石矿物中。

2)矿石化学成分

条带状黄铁矿—辉钼矿矿石含钼为0.2%～0.5%，暗灰色致密块状黄铁矿—辉钼矿—石英矿石含钼0.6%～1.2%，平均值为0.7%，白色块状黄铁矿—辉钼矿—石英矿石含钼一般0.05%～0.08%，平均值0.07%。钼矿品位向北有增高的趋势。

2.4 围岩蚀变特征

围岩蚀变发生在石英脉的两侧或片理化带中，带宽0.2～1.0 m，蚀变类型主要为硅化、绢云母化、黄铁矿化，其次为绿泥石化、高岭土化。

1)硅化：主要表现为沿节理、裂隙发育的石英脉以及团块状石英。乳白色、灰白色石英常呈脉状、细脉状、网脉状、交错网脉状，从自形到半自形都有，大小不一，脉宽几毫米到几厘米，主要为含辉钼矿石英脉。

2)绢云母化：主要呈细小鳞片状集合体分布，多呈长石假象。

3)黄铁矿化：含硫的热液作用于围岩，使围岩产生黄铁矿，与硅化、绢云母化共生，黄铁矿自形—半自形粒状，与辉钼矿、石英等呈细脉状充填于岩石裂隙中。

4)绿泥石化：多见于岩石裂隙中，或呈弥散状分布。

5)高岭土化：近地表条件下产生的黏土矿物。

2.5 成矿期与成矿阶段

根据野外地质特征、矿物结晶特点、矿物共生组合特征、不同矿脉间穿插关系和围岩热液蚀变等特征(图4)，划分出两个成矿期：热液成矿期和表生成矿期。热液成矿期为主要成矿期，可分为以下两个阶段(表2)：

图4 花市钼矿床成矿阶段典型照片Fig.4 Typical photos of metallogenic stage of Huashi molybdenum mine

表2 花市钼矿床矿物生成顺序及矿化期、成矿阶段划分表Table 2 Sequence table of mineral formation，mineralization stage and metallogenic stage for Huashi molybdenum mine

2.5.1 热液成矿期

1)石英—磁铁矿—辉钼矿阶段：金属矿物为半自形—他形粒状磁铁矿，自形—半自形叶片状辉钼矿及他形粒状赤铁矿，脉石矿物为石英。

2)石英—辉钼矿阶段：为主要成矿阶段。辉钼矿呈中细粒、半自形—自形叶片状、针状，主要有两种赋存状态：a.辉钼矿呈细脉状分布于石英脉边缘，少量辉钼矿呈浸染状分布于石英脉中；b.辉钼矿呈细脉状、浸染状分布于石英脉中。

3)石英—辉钼矿—黄铁矿阶段：其形成时间大多略晚于石英—辉钼矿阶段。辉钼矿呈细脉状分布于石英脉中，他形—半自形黄铁矿呈浸染状分布于石英脉中，石英脉见弱绿泥石化，与围岩界限不清晰，有交代现象。大量钼在该阶段和石英—辉钼矿阶段沉淀。

2.5.2 表生成矿期

矿床的表生成矿作用微弱，并未见有富集现象，仅在地表见有由风化淋滤作用形成的褐铁矿等表生矿物。

3 矿床成因探讨

花市钼矿主要特征有：1)具有典型岩浆—热液型矿床所必须的中酸性侵入体，岩性主要为碱长花岗岩；2)可见岩浆—热液型矿床的蚀变类型，主要包括高岭土化、绢云母化、绿泥石化、褐铁矿化；3)具有典型的细脉、网脉；4)矿化主要赋存于太古界跑马厂组黑云角闪斜长片麻岩、斜长角闪岩系之中。综上可以看出，花市钼矿同世界上多数钼矿床成因上均与花岗岩关系密切，属岩浆—热液成因[1-2]。

目前研究认为斑岩型矿床的矿化主要以浸染状、细脉浸染状为主，矿床规模巨大[3-5]。成矿作用与赋矿斑岩体有成因联系，主要产出在古陆边缘板块俯冲带。矿体产于斑岩体内部或接触带。仅少数大型和特大型矿床的斑岩体顶部为全岩矿化[6-7]。

叶天竺等研究认为，成矿深度影响矿体在岩体和围岩中的分配，致矿岩体侵位越浅，矿化越集中在岩体内。花市钼矿床与典型斑岩型钼床相比，花市钼矿的矿体仅分布在麻地岩体的外接触带片麻岩中，矿化产于多期岩浆侵入及构造活动产生的复杂节理裂隙中。钼矿化主要为两种类型：一种是辉钼矿以辉钼矿—石英脉形式沿裂隙充填；另一种是辉钼矿呈薄膜状、细脉状沿裂隙充填。因此，花市钼矿的控矿因素、矿体空间分布、矿化特征等又与典型斑岩型钼矿具有明显区别。

近年来，对热液脉型(包括石英脉、萤石脉等)钼矿床的研究发现，热液脉型钼矿床多呈断控脉状产出，常见脉石矿物包括钾长石、绢云母、方解石等。矿脉可以是较宽的含矿脉体，也可以是细脉状矿石组成的矿带[8-10]。已知脉体以含矿石英脉最为常见，矿床与斑岩型钼矿具较多相似之处，如：空间与中酸性岩体紧密共生，产于岩体内部或外接触带中；常见蚀变有钾钠长石化、硅化、高岭土化等；成矿流体为岩浆热液，常见水溶液包裹体、CO2包裹体和含子矿物多相包裹体等。通过与典型热液脉型钼矿进行对比分析，认为花市钼矿床为热液石英脉型钼矿。