河北省豐寧石砬子溝鉬礦礦床地質(zhì)特征及成因研究

路 葉，張志富

（1.河北省地礦局第六地質(zhì)大隊，河北 石家莊 050081;2.河北省地礦局國土資源勘查中心，河北 石家莊 050081）

1 礦區(qū)地質(zhì)特征

該礦床地理位置上位于河北省承德市豐寧滿族自治縣草原鄉(xiāng)西部。

（1）地層。研究區(qū)內(nèi)火山巖分布在區(qū)內(nèi)東北部，主要為流紋巖。此外，還有粗面巖及流紋質(zhì)凝灰?guī)r，系早白堊世-晚侏羅世火山活動的產(chǎn)物。

造成這些產(chǎn)物的火山活動主要表現(xiàn)為強(qiáng)烈的裂隙式及中心式火山噴發(fā)，它們較嚴(yán)格地受北東向構(gòu)造控制，形成了北東向展布的青石砬火山巖盆地。在火山噴發(fā)間隙，尚有沉積作用交替進(jìn)行，從而在盆地內(nèi)形成一套火山-沉積巖石組合。這些產(chǎn)物的交替出現(xiàn)明顯地反映了本區(qū)火山活動變化的規(guī)律。

在1：5萬區(qū)調(diào)報告中把該測區(qū)火山活動命名為張家口火山旋回，這一旋回火山活動強(qiáng)烈、廣泛，形成大面積火山巖區(qū)內(nèi)主要為一套火山碎屑巖-酸性熔巖-火山沉積巖組合，構(gòu)成張家口組主要巖性。這一旋回的火山活動在本區(qū)表現(xiàn)最強(qiáng)烈，其產(chǎn)物分布最廣，區(qū)內(nèi)出露地層均為上侏羅統(tǒng)張家口二段陸相火山巖主要巖性為粗面巖、石英粗面巖、流紋質(zhì)凝灰?guī)r。

（2）巖漿巖。礦區(qū)西部為晚侏羅世公寶同次流紋巖體：位于1：20萬上黃旗幅十八臺巖體的一部分。出露面積12.00km2，僅占整個巖體出露面積的四分之一。該巖體侵入于張家口組二段流紋巖中，與圍巖界限不清楚，二者接觸部位圍巖遭受不同程度的硅化蝕變，并見有鏡鐵及錳礦化。巖石為紫褐色，斑狀結(jié)構(gòu)斑晶主要由正長石組成，自形-半自形，大小不等，含量變化較大，似流動構(gòu)造時隱時現(xiàn)。斑晶具不同程度的高嶺土化。基質(zhì)由長石、石英組成，鏡下為鑲嵌或顯微文象結(jié)構(gòu)。公寶同和五間房一帶該火山巖與張家口組二段流紋巖頻繁活動，均為漸變關(guān)系，特別是五間房以西地區(qū)，二者很難區(qū)分。礦點(diǎn)位于花崗細(xì)晶巖脈附近，推測為深部花崗巖基底沿斷裂向上侵入形成，該巖脈主要受斷裂構(gòu)造控制，沿斷層呈南北向分布。

（3）構(gòu)造。石砬子溝鉬礦點(diǎn)位于沽源火山斷陷盆地東端，沽源-赤城斷裂帶上，石砬子溝礦點(diǎn)北部有兩條斷裂，西部黃土溝附近有一條斷裂，都近南北向，每條斷裂延伸約3.00km，周圍還有數(shù)條小型斷裂，構(gòu)造活動明顯，斷層發(fā)育。

2 巖石學(xué)特征

流紋巖：巖石由斑晶、基質(zhì)組成。斑晶由鉀長石、石英、暗色礦物假像構(gòu)成，直徑0.10-4.50mm，零散狀顯方向性排列。基質(zhì)主由長英質(zhì)構(gòu)成。長英質(zhì)主具顯微嵌晶結(jié)構(gòu)，于團(tuán)粒狀石英之內(nèi)多嵌布微晶狀、微粒狀長石，顯斑塊狀消光，斑塊直徑一般＜1.0mm，略具方向性狀排列，較少量長英質(zhì)呈微晶狀，集合體多呈條紋狀、似透鏡狀等聚集分布。長英質(zhì)具輕微粘土化、少量褐鐵礦化等。可見少量褐色塵點(diǎn)狀、微粒狀不透明礦物星散狀分布于基質(zhì)內(nèi)。

粗面巖：灰紫色或豬肝色，斑狀結(jié)構(gòu)，基質(zhì)隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)。巖石由斑晶（15%-20%）和基質(zhì)（80%-85%）組成。斑晶主要為正長石，偶見斜長石，呈半自形板狀，粒徑一般1-5mm，具不均勻的鐵化和高嶺土化現(xiàn)象，基質(zhì)為正長石微晶，呈短柱狀，其間分布有少量石英和鐵質(zhì)微粒。該類巖石當(dāng)石英含量＜5%時為粗面巖，＞5%為石英粗面巖。

流紋質(zhì)凝灰?guī)r：僅有流紋質(zhì)玻屑、晶屑凝灰?guī)r兩種，呈灰白色，典型的凝灰結(jié)構(gòu)，由玻屑、晶屑及少量巖屑組成。玻屑多呈棱角狀，雞骨狀，具不同程度的脫玻化；晶屑以石英、斜長石、透長石為主，偶見條紋長石，自形程度不等，較新鮮，其中石英多具溶蝕外形，長石多裂紋；巖屑主要有流紋巖、凝灰?guī)r、熔結(jié)凝灰?guī)r組成。棱角-次棱角狀，大小在1-2mm間，含量較少。本類巖石成層性較好，厚度不一。

3 礦產(chǎn)特征

石砬子溝鉬礦點(diǎn)位于下白堊統(tǒng)張家口組二段粗面巖、流紋巖和流紋質(zhì)凝灰?guī)r與張家口期次流紋巖接觸帶上。該鉬礦點(diǎn)與燕山期次火山熱液螢石礦相吻合，螢石主要發(fā)育在裂隙中呈脈狀、薄片狀，圍巖蝕變強(qiáng)烈，主要為褐鐵礦化，綠泥石化。

L001觀測點(diǎn)螢石礦，紫色，螢石沿裂隙發(fā)育，薄片狀，條帶狀，圍巖褐鐵礦化，綠泥石化、綠簾石化。

L002觀測點(diǎn)螢石礦脈，寬3-4m，沿裂隙發(fā)育，紫色為主，薄片狀，兩側(cè)圍巖褐鐵礦化，右側(cè)圍巖高嶺土化。

L003觀測點(diǎn)螢石礦脈，紫色為主，圍巖為流紋巖、熔結(jié)凝灰?guī)r。

測試樣品經(jīng)核工業(yè)東北分析測試中心檢測，顯示石砬子溝鉬礦品位為0.056%。表明石砬子溝地區(qū)具有較大的鉬礦找礦潛力。

4 圍巖蝕變

螢石礦化：紫色、黑紫色，呈浸染狀、團(tuán)塊狀、條帶狀、網(wǎng)脈狀集合體分布在流紋巖基質(zhì)與石英主晶接觸部位的裂隙和空隙之中。

褐鐵礦化：褐鐵礦呈隱晶狀、纖狀等，顆粒極細(xì)小，集合體多呈黃鐵礦假像，少部分交代透明礦物及沿裂紋分布。

綠泥石化：灰綠色、暗綠色，主要呈暗色礦物假象，或斑點(diǎn)狀、不規(guī)則狀與赤鐵礦、碳酸鹽礦物存在于碎裂巖、構(gòu)造角礫巖之膠結(jié)物中。后期綠泥石化在不同地段發(fā)育強(qiáng)弱不一，一般呈脈狀、網(wǎng)脈狀充填在構(gòu)造裂隙、破碎帶中。

水云母化：水云母化發(fā)育期次較多，經(jīng)常見到的多為礦前期蝕變產(chǎn)物。由于鈉化過程中，鈉長石交代鉀長石、斜長石析出K、Al、Si等成分，并隨熱液向構(gòu)造兩側(cè)運(yùn)移、滲透，作用于其它長石類礦物而形成水云母。其往往分布于鈉長石化帶外側(cè)，水云母多呈毛氈狀分布在長石類礦物之中。

高嶺石化：分為兩期，早期呈粉塵狀交代流紋巖中的長石斑晶和基質(zhì)，往往使巖石變成灰白色或白色；晚期（鈾成礦期）高嶺石與赤鐵礦共生，巖石的放射性強(qiáng)度增高。

碳酸鹽化：成礦期碳酸鹽礦物（方解石）呈細(xì)粒浸染狀、隱晶狀，常與鈉長石、赤鐵礦、綠泥石等礦物膠結(jié)破碎礦物或巖石角礫。

5 礦床成因

經(jīng)1：20萬化探報告結(jié)果證實(shí)鉬礦化富集部位與物化探異常分布范圍大致吻合，根據(jù)地質(zhì)情況據(jù)現(xiàn)有資料分析，該地區(qū)火山活動強(qiáng)烈，異常點(diǎn)位于張家口組和同期次流紋巖接觸帶上，兩種巖體周期性多次相互作用，為漸變關(guān)系。推測在張家口火山旋回晚期的熱液活動持續(xù)時間很長，次流紋巖與張家口二段圍巖相互作用，在溫度壓力急劇降低而氧化能力急劇增加的條件下，強(qiáng)烈的熱液活動形成較大規(guī)模的礦化和蝕變。

異常主要產(chǎn)出與近地表條件下，一般小于1.00km，礦化深度200-400m，成礦條件淺成低溫低壓，陸相火山巖相關(guān)，主要產(chǎn)于張家口期火山巖及火山碎屑巖中，呈層狀，網(wǎng)脈狀，薄片狀，根據(jù)這些特點(diǎn)把該異常成礦類型定為淺層低溫?zé)嵋旱V床。

鉬礦（化）體受蝕變帶的控制，與張家口期流紋巖存在密切的成因聯(lián)系，多分布于內(nèi)、外蝕變帶的節(jié)理裂隙中，含礦熱液沿節(jié)理裂隙運(yùn)移，與圍巖發(fā)生熱液交代作用，產(chǎn)生螢石礦化、褐鐵礦化、高嶺土化、綠泥石化和綠簾石化等，從而使礦液PH值降低或增高，有利于鉬絡(luò)合物的溶解、運(yùn)移和導(dǎo)致鉬絡(luò)合物的分解，從而生成金屬硫化物沉淀富集，形成鉬礦（化）體。異常呈層狀與火山巖呈互層狀產(chǎn)出，也有呈脈狀或似脈狀填充于火山管道壁裂隙。

該螢石礦點(diǎn)為燕山成礦期次火山熱液型螢石礦。鉬礦類型為螢石脈型鉬礦。

6 討論

毛景文等（2005）通過對華北中生代大規(guī)成礦作用的研究表明，大規(guī)模成礦作用通常發(fā)育于后碰撞造山環(huán)境而不是同碰撞造山期間。在碰撞造山過程的伸展松弛期間，一方面由于伸展垮塌作用而達(dá)到較高的溫度產(chǎn)生熔融作用，另一方面，玄武質(zhì)巖漿底侵，下地殼巖石經(jīng)過多次重熔及同熔作用，不僅形成了高度分異的富硅、富鉀質(zhì)花崗巖，沿著區(qū)域性EW向、NE向深大斷裂上升，而且伴隨著大規(guī)模成礦事件發(fā)生。

燕遼成礦帶內(nèi)鉬礦床成礦年齡為180Ma左右和140Ma左右，表明其形成于華北板塊北緣200～160Ma、140Ma左右的2個不同地球動力學(xué)背景之中。石砬子溝鉬礦就是在中國華北克拉通東部構(gòu)造體制大轉(zhuǎn)換時候形成的，成巖、成礦系同一地球動力學(xué)背景下的產(chǎn)物，與燕遼成礦帶內(nèi)140 Ma左右的鉬成礦年齡一致。本文研究的該地區(qū)流紋巖巖石學(xué)和巖石地球化學(xué)特征表明其為后造山A型花崗巖類，由此表明，石砬子溝鉬礦形成的成礦動力學(xué)背景分別為華北板塊與西伯利亞板塊碰撞后伸展造山階段和中國東部構(gòu)造體制大轉(zhuǎn)折晚期，與區(qū)域上的鈾鉬礦床成因類型一致。