田戰武 段磊
摘 要:東秦嶺鉬礦帶是我國重要的鉬礦資源基地和產業基地,其鉬金屬儲量居世界已知單個鉬礦帶之首,占全國總量的43.6%。本礦帶以其獨特的成礦地質背景,豐富的礦床類型,受到地質工作者的矚目。本文收集了東秦嶺鉬礦帶典型鉬礦床的地質資料,詳述了各典型礦床的地質特征,并從構造環境、巖漿活動和巖體、蝕變作用、以及圍巖與巖性等四個方面分析了該區域鉬礦床的成礦控制因素。
關鍵詞:東秦嶺;鉬礦床;控礦因素
中圖分類號:P618 文獻標志碼:A 文章編號:1672-3791(2015)01(c)-0000-01
Abstract:Mo mineral belt in Dong Qinling region is the important base of molybdenum resource and industry in our country. Molybdenum reserves in the belt is the first of the known single Mo mineral belts in the world,accounting for 43.6% of countrywide total Mo reserves.The Mo mineral belt is known for its unique mineralization geological background ,abundant deposit types by geologists.The paper systemically collects the geological data of the typical deposits in Dong Qinling Mo mineral belt,details geological characteristics of variou types,and analyses minerogenic controlling factors of Mo deposits in the area from four aspects including tectonic background, rock mass formed by magmatic activity, alteration and lithology of its Surrounding rock.
Key words: Dong Qinling; Mo deposit; minerogenic controlling factors
1 區域地質概況
東秦嶺地區在大地構造上隸屬于華北地臺南緣的豫西斷隆區[1]。該地區斷裂、褶皺構造發育,在西部和中部,主要為近東西向和北北東向兩組,在東部,主要為北西西-北西向和北東向兩組;兩組構造相互交織成近格架狀。其中,近東西向、北西西-北西向構造形成時間較早,活動時間長,并呈帶狀發育,幾乎貫穿整個區域,主要表現為一系列深大斷裂和區域性褶皺。西部北北東向以及東部北東向構造為印支-燕山期地殼活動的產物,其疊加于近東西向或北西西-北西向構造帶之上,在地殼淺部表現為一系列北北東向、北東向斷裂構造,這些斷裂構造與近東西向、北西西向-北西向構造的交匯部位對區內中酸性小巖體和以鉬為主的多金屬礦床的形成與分布具有重要的控制意義。
該區巖漿活動發育,經歷了從阜平期、熊耳期、晉寧期到加里東期以及印支-燕山期等多期巖漿活動。其中該區域以鉬為主的多金屬礦床的形成與燕山期巖漿活動最為密切。
2 鉬礦床分布特征
該地區以鉬為主的多金屬礦床在區域上呈近東西向帶狀展布,具有密集產出,分段集中的特征。礦床在區域上多與中酸性小巖體關系密切,如前所述,這些中酸性小巖體受近東西向和北北東向斷裂,以及北西西向-北西向和北東向斷裂,或兩組構造的交匯部位控制。礦床的產出部位多位于小巖體的內部、邊緣以及圍巖接觸帶上。
東秦嶺地區大地構造位置特殊,地質構造復雜,斷裂、褶皺發育,巖漿活動強烈,礦產豐富。其中,鉬礦的產出,不僅礦床數量多,而且儲量大,筆者系統收集了本地區鉬礦床的資料,并在此基礎上對該地區鉬礦床的控礦因素進行了較為系統的分析。
3 主要類型鉬礦床地質特征
3.1 金堆城斑巖型鉬礦床
金堆城鉬礦床的礦體以NE走向的燕山期花崗斑巖為中心,產出于巖體內部以及內外接觸帶中。礦體呈一連續的扁豆體,延325°~145°方向展布,向ES方向翹起尖滅。鉬礦化由巖體向四周逐漸減弱。礦石類型主要為3種:花崗斑巖型、變安山玢巖型、板巖-石英巖型。礦石礦物主要為輝鉬礦、黃鐵礦、磁鐵礦、黃銅礦,以及微量方鉛礦和閃鋅礦,脈石礦物包括石英、鉀長石、斜長石、黑云母、絹云母、螢石、綠泥石、方解石等。礦石結構主要為斑狀結構、交代殘余結構、粒狀結構等,常見網脈狀、脈狀、浸染狀構造。巖石蝕變強烈,具有典型的斑巖型礦床蝕變特征,自斑巖體向外,大致呈現鉀長石化→絹英巖化→硅化→青磐巖化(主要發生于圍巖中)的分帶現象。其中硅化作用最為強烈,表現為不同期次的石英細脈廣泛發育于巖體和圍巖裂隙中。同時石英脈的發育伴隨有鉬的礦化富集。金堆城鉬礦床成礦年代為燕山期[2],屬中-高溫熱液礦床。據稀土元素配分曲線及特征參數研究,以及硫、碳、鉛同位素地球化學研究表明,成礦物質主要來自與斑巖體同源的深源流體,氫、氧同位素的組成說明成礦流體并非單一來源,從成礦前至成礦后,早期主要來自于巖漿熱液,晚期伴有雨水的混入不斷增加[3]。
3.2 南泥湖——三道莊矽卡巖-斑巖型鉬鎢礦床
該礦床鉬、鎢礦體除少部分賦存于燕山期酸性復式巖體內,絕大部分賦存于巖體的內外接觸帶中,主要為外接觸帶北面、北東方向的矽卡巖、鈣硅酸角巖及黑云母長英角巖中。礦體形態簡單,呈層狀或似層狀產出,總體走向280°~310°,傾向南西,傾角平緩。鉬、鎢礦體的空間分布與構造、巖性及熱液交代作用關系密切,就分布范圍而言,鉬礦體大于鎢礦體[4]。礦石類型主要為矽卡巖型、斑巖型、蝕變角巖型。礦石的礦物成分復雜,種類繁多。礦石礦物主要為輝鉬礦、白鎢礦、黃鐵礦、黃銅礦等,脈石礦物包括石英、鉀長石、斜長石、陽起石、石榴子石、綠簾石、黑云母、絹云母、螢石、方解石、透輝石、沸石、方柱石等。礦石結構主要為片狀、束狀、放射狀、鑲嵌結構、自形-半自形結構等,礦石構造主要為稀疏浸染狀、浸染狀、細脈狀、角礫狀等。圍巖蝕變發育,以巖體為中心向外發育鉀長石化、硅化、矽卡巖化等,成礦作用與上述蝕變關系緊密。該礦床成礦年代屬燕山期[5],總體上屬中高溫熱液礦床[6]。據前人穩定同位素研究判定成礦流體早期主要來自巖漿熱液,晚期混入大量的大氣水[7]。
3.3 黃龍鋪-大石溝碳酸巖脈型鉬(鉛)礦床
黃龍鋪-大石溝鉬(鉛)礦床的礦體主要賦存于熊耳群黃龍鋪組巖層中,受礦區北西和北東向斷裂的聯合控制。礦床工業礦體主要由含鉬(鉛)的石英-方解石碳酸巖脈組成,礦脈規模大,發育密集,一般長幾十到100米,寬0.1到1.0米,單一大礦脈形態規則,細脈則多交錯構成網脈。礦石物質成分復雜,主要礦石礦物為黃鐵礦、方鉛礦和輝鉬礦,脈石礦物主要為方解石、石英、微斜長石、鋇天青石和黑云母等。礦石的主要結構有骸晶結構、壓碎結構,殘余結構以及網格狀結構等,常見的構造為角礫狀、斑點狀、浸染狀及條帶狀構造等。蝕變僅局限于礦脈兩側,呈現線型蝕變特征,主要圍巖蝕變有黑云母化、綠簾石化、黃鐵礦化、碳酸鹽化等,碳酸鹽化的發育程度一般與脈體規模和圍巖破碎程度相關。黃龍鋪-大石溝鉬(鉛)礦床的成礦年代為印支期[8],屬中-高溫熱液充填-交代礦床。據硫、碳、鉛、鍶、氧同位素研究表明成礦物質與區內花崗巖類巖石無關,主要為幔源(上地幔),但在成礦過程中受到了區內古老基地(下地殼)物質和地下水的混染[9]。
4 成礦控制因素
4.1構造環境對區域成礦的控制作用
本區域受秦嶺褶皺帶和板塊邊界深大斷裂長期活動的影響,構造形態復雜,斷裂和褶皺發育。區域上,自西向東,近東西向至北西西、北西向的深大斷裂為本區的主導構造,北北東向或北東向構造疊加于前者之上,形成格子狀構造格架,二者的交匯部位控制著燕山期中酸性小巖體群及與此類巖體相關的鉬礦床的產出。
4.2巖漿活動和巖體對成礦的控制
大量的研究表明,東秦嶺地區鉬礦床(斑巖型、矽卡巖型)的成礦作用與燕山期中酸性巖漿活動密切相關,主要表現為:區域內一系列的鉬礦化分布直接與燕山期中酸性小巖體的侵位有關;礦床的形成在很大程度上取決于巖漿侵位的地質環境和巖漿系列化學成分。碳酸巖脈型礦床的形成與源于EMI的碳酸鹽熔體-溶液的結晶分異有關[10],受構造控制明顯,與燕山期巖體無成因關系。
4.3 蝕變及其分帶
東秦嶺鉬礦帶內,不同類型的鉬礦床發育不同類型的蝕變作用,其與成礦關系密切。
斑巖型鉬礦床的蝕變具有面型蝕變特征,自斑巖體中心向外,呈現鉀長石化→絹英巖化→硅化→青磐巖化(主要發生于圍巖中)的分帶現象。其中,與鉬礦富集關系最為密切的是硅化,其次為鉀化和絹英巖化。
矽卡巖型鉬礦床中蝕變、礦化分帶也表現出明顯的面型蝕變特征,以巖體為中心向四周主要發育鉀長石化、硅化、碳酸鹽化、矽卡巖化等蝕變。其中與鉬、鎢的沉淀析出關系最為密切的是硅化、矽卡巖化。
碳酸巖脈型鉬礦床的蝕變僅局限于礦脈兩側,呈現線型蝕變特征,主要圍巖蝕變有黑云母化、綠簾石化、黃鐵礦化、碳酸鹽化等,碳酸鹽化的發育程度一般與脈體規模和圍巖破碎程度相關,與鉬成礦關系密切。
4.4 圍巖及其巖性
東秦嶺地區鉬礦在太華群、熊耳群、官道口群、欒川群中均有產出,這表明成礦對圍巖沒有選擇性。但圍巖及其巖性與礦床類型具有一定的相關性,表現為不同巖性的圍巖賦存不同類型的礦床。如:在大理巖、白云巖等碳酸鹽類巖石中賦存矽卡巖型礦床,在火山巖中往往形成細脈浸染型礦化。
5 結語
綜上所述,東秦嶺鉬礦帶礦床的主要類型有斑巖型、矽卡巖型(矽卡巖-斑巖型)、碳酸巖脈型等,其控礦因素主要為斷裂構造(近東西向至北西西、北西向的深大斷裂、北北東向或北東向斷裂及其與前者的交匯部位)、印支-燕山期巖漿活動(以燕山期中酸性巖漿活動形成的小巖體,特別是斑巖體為主,印支期碳酸巖巖漿活動亦伴隨有鉬礦床的產出)。其次,蝕變作用及其分帶在一定程度上控制著礦體的發育和規模;圍巖及其巖性對該區域鉬礦床的礦化類型有著一定的控制作用。
參考文獻
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