斑巖型鉬礦床的圍巖蝕變

劉俊偉，劉 冰，王 璇，李 瓊，王 瑾，傅治國

(1.河南省地質礦產勘查開發局第四地質礦產調查院，河南 鄭州 451464) (2.河南省地質礦產勘查開發局第二地質勘查院，河南 鄭州 450000)

0 引 言

我國斑巖型鉬礦床的圍巖蝕變對于尋找盲礦和評價含鉬巖體具有重要意義[1]，如國內陜西華縣金堆城、河南欒川上房溝、汝陽東溝、新疆哈密東戈壁及內蒙古興和曹四夭等幾個超大型鉬礦床，都是在深入研究圍巖蝕變，并充分利用圍巖蝕變分帶特點而發現的。由于部分礦體的圍巖蝕變強烈，所以往往原巖難以恢復。根據上述幾個以及國內眾多斑巖型鉬礦床圍巖蝕變規律我們知道，在礦化圈外邊界地區，圍巖蝕變強度最小，而在礦化強度最大地區，圍巖蝕變強度也最大[2]。

1 圍巖蝕變的分類及其形式

圍巖蝕變在整個礦化區，無論在強度和種類上都是漸變過渡的，鉬礦地質工作者常常很難將各蝕變帶截然分開，實際上各蝕變帶也經常有重疊現象。圍巖蝕變的主要特征表現在兩個方面：①在蝕變巖石或者是賦礦巖石中有無數密集的并且相互交切的細脈；②細脈之間的原巖發生強烈的交代作用，由此形成的蝕變帶。以金堆城鉬礦、東溝鉬礦和東戈壁鉬礦為例，根據其礦物成分及相對時代，可將細脈分為3類：a.輝鉬礦-石英脈；b.輝鉬礦-長英質脈；c.絹云母石英脈。

1.1 輝鉬礦石英脈

絕大多數的輝鉬礦石英脈寬度約1～3 mm，少數達5 mm。輝鉬礦呈良好的細小鱗片狀晶體，沿石英脈體的內壁富集。脈石礦物主要是石英，但有時可見數量不等的正長石、絹云母、黃鐵礦及螢石的分散顆粒。正長石也沿脈壁分布，但絹云母則包圍輝鉬礦或與之密切連生。這些礦物的粒度在1 mm左右或者更小。各種脈體中輝鉬礦的含量不等，而且沿走向和傾向的分布也不均勻。例如有的細脈中幾乎全為乳白色石英，而輝鉬礦則含量甚微。另外也有一些細脈幾乎均為輝鉬礦，稱為純輝鉬礦細脈，而石英含量則微不足道。

輝鉬礦石英脈的分布隨巖體部位及蝕變強度而不同，但在蝕變區的外部輝鉬礦石英脈的數量顯著減少，而在蝕變區的中心部分則逐漸增長，據對陜西金堆城和河南東溝鉬礦的采掘平巷綜合統計，在100～170 m寬度的蝕變礦化帶中，平均每35 cm含輝鉬礦石英脈10～12條，幾乎任何一塊礦石標本找不到不含石英脈的。東溝平巷的礦化區在強硅化蝕變區域，會構成一個橢圓形隆起，穿過礦化帶到硅化帶石英細脈數量與寬度向中心都有明顯增加，直至形成連續的硅化帶，輝鉬礦是逐步減少的。

在含輝鉬礦石英細脈中，由于輝鉬礦含量較多，所以在標本上用肉眼都可辨別，但用放大鏡觀察，這些含礦石英細脈的脈壁并不十分平直，而是與圍巖中的石英及正長石呈不規則的漸變關系，說明在千千萬萬細小裂隙被廣泛充填的過程中也伴隨有強烈的交代作用。

據對河南欒川上房溝鉬鎢礦床坑道的觀察，除了石英二長斑巖中石英輝鉬礦細脈比較發育以外，在片巖和石英斑巖巖墻中也有這樣的細脈，但與石英二長斑巖中有明顯的不同：①在片巖中石英含量很少，基本上呈以細小的輝鉬礦為主的細脈，這種細脈有明顯的裂面，易于裂開，在裂面上有一層薄的輝鉬礦薄膜[3]；②在石英斑巖中則以石英細脈為主，輝鉬礦含量極少，幾乎肉眼不能觀察。

1.2 輝鉬礦長英質脈

輝鉬礦長英質脈實際上就是輝鉬礦正長石石英脈，常切穿石英脈或者輝鉬礦石英脈，而且其數量遠較輝鉬礦石英脈為少，石英沿脈壁產出，而正長石則往往在細脈中央，但有時正長石也可集中成塊，有時稀疏分散。在片巖中，正長石石英細脈沿裂面敞開，在斷裂面上常見有黃鐵礦的薄膜或斑點。

也有的長英質脈中常見有黑鎢礦、少量的黃銅礦、方鉛礦、絹云母及螢石，含輝鉬礦很少，也就是說長英質脈礦化程度非常低。偶爾可見正長石顆粒。在這類細脈中經常見到晶洞，在洞壁上成層地生長了石英、絹云母，有時還可見到少量的閃鋅礦和錫石。長英質細脈的生成一般多晚于輝鉬礦石英脈，有些地方常可明顯看到它們之間的交切關系，但輝鉬礦-長英質細脈數量上大大少于輝鉬礦石英脈。這類細脈的展布方向也常表現出具有一致性，其出現的頻率平均為35 cm約1～2條。

1.3 絹云母石英脈

這種脈體寬幾毫米，常切過蝕變的二長斑巖，其中偶爾見到黃鐵礦星散細粒。再就是絹云母細脈也較常見，它們往往在黃鐵礦石英細脈之后。此外還有黃玉絹云母共生的細脈，其中也常見黃鐵礦細粒浸染體，在細脈硅化蝕變帶，也可見到較后期的絹云母細脈常沿節理充填。

2 蝕變帶

2.1 交代蝕變巖石

在上述各種細脈之間，幾乎全為交代巖石。根據蝕變強弱程度及其與鉬鎢礦化的關系，可將交代蝕變巖石分為3種類型。

2.1.1 礦化帶外的邊緣蝕變帶

在礦化帶外面40～170 m的區域，蝕變巖石具有強烈的黃鐵礦浸染體，風化后形成褐鐵礦污染的露頭，原巖中的黑云母被淋濾并被白云母所交代，斜長石被粘土與絹云母交代，正長石變化不大。另外斜長石、正長石、白云母有相當多的次生石英交代現象。值得注意的是，石英和正長石的交代作用常與輝鉬礦石英脈的發育程度成正比，黑云母被白云母交代明顯。這個帶中巖石在鑒定方面并不困難，因為殘留原地的原生礦物多，而且原巖的結構構造保留也比較明顯。

2.1.2 強礦化蝕變帶

這一帶由于礦化蝕變很強，因此給鑒定和劃分帶來了一定困難，在原巖為花崗斑巖的部分常見細粒結構，主要由透明度很高的正長石、石英與不定量的絹云母、螢石等脈石礦物組成。

次生鉀長石交代作用特別明顯。特別在偏光顯微鏡下可見次生鉀長石沿晶體邊緣和解理交代原生礦物，有時也可見交叉細脈。在正長石以及云母等礦物的解理裂隙中常見交代形成的絹云母，在近強硅化帶的部分次生石英的交代作用比次生長石的交代作用更為普遍和顯著。

2.1.3 強硅化蝕變帶

基本上近于次生石英巖，外觀為細粒致密塊狀，位于蝕變帶的中央部分，過去曾被誤認為石英巖、白崗巖、細晶巖及偉晶巖。經詳細鑒定這些實際上是一種石英化交代蝕變巖，這一強硅化蝕變帶位于花崗斑巖巖株的穹窿狀頂部。據對三道莊某平巷的統計，面積為450～630 m2的橢圓形蝕變巖下面，花崗斑巖巖株的面積則為265 m2,完全為細粒次生石英巖所包圍。這套強蝕變帶結構均勻，由直徑1 mm或稍小的等粒狀石英顆粒組成，外觀顏色呈淺灰至白色。

經化學分析和巖礦鑒定大量的巖心研究，這種蝕變巖石的主要組分為石英，含量約98%(體積分數)，常有少量正長石和星散狀輝鉬礦、鎢錳礦、螢石、絹云母以及黃玉，輝鉬礦含量約0.3%，局部可見黃鐵礦石英細脈及絹云母黃玉細脈，其中常含粘土礦物。

經大量的觀察資料歸納、分析研究，我們認為斑巖型鉬礦床與相伴的熱液蝕變證明該地深處隱伏有成礦母巖-花崗斑巖巖株。通過半個多世紀的鉬礦地質勘查實踐充分證明了這一推斷的正確性。而花崗斑巖巖株與熱液蝕變的關系完全取決于構造控制[4]。

由于密集交叉的節理和有關的斷裂，使巖石的孔隙度變大，從而成為鉬礦化熱液的通道。古生代、中生代長期復雜的地質歷史，加之秦嶺、天山、陰山等大規模的造山運動，給礦床圍巖的斷裂和節理的形成提供了充分的時間和機會。花崗斑巖的侵入過程及其相繼的結晶作用與冷卻收縮，使巖株邊緣或接近邊緣的部位產生了更多的裂隙。我們再進行廣義的推斷，正是由于花崗斑巖巖株逐步上侵帶來的巨大上拱力，使得巖株上部附近的圍巖整體產生數以百萬計和錯綜復雜的裂隙系統，所以它們都可作為含礦熱液流動和充填通道。主巖被含礦熱液交代充填一方面產生各種細脈，另一方面則使細脈間的圍巖產生不同程度的蝕變。

根據蝕變強度及其水平與垂直的分布變化，一般在500 m中段以淺，斜長石和黑云母很少。但在此中段下部，隨著深度的增加斜長石和黑云母則較常見。由此可見，熱液在上升過程中，圍繞著巖株的穹窿狀頂部擴散，形成了強烈的蝕變帶。除了大規模的向上運移外，同時旁側擴散也相當強，次生石英巖就是代表熱液所引起的最大變化。

由于石英交代強烈實際上充滿了所有的節理和裂隙，使溶液及石英交代作用向輝鉬礦最富集的比鄰地帶發展。這樣石英的交代作用就從次生石英巖向含有無數輝鉬礦石英細脈帶逐漸加強。特別在礦化蝕變帶附近、輝鉬礦條帶和條紋附近，不同的明顯程度說明在次生石英巖中，輝鉬礦石英脈部分被后來的石英熱液所交代，但是沒有任何跡象說明在次生石英巖最發育處有寬大的斷裂帶存在，而次生石英巖的發育只能說明是垂向熱液向上活動的結果。

在蝕變順序上，有專家認為，假定在熱液運動開始之后，巖石蝕變的強度，包括溫度在內，曾達到高峰，然后下降。由此可見，成礦作用和巖石蝕變主要是連續的，其間未發生長時間的間斷[5]。這個結論可從下列幾個方面得到證明：①礦床熱液蝕變包括礦物分布的一致性；②鉬鎢硫氟等元素的存在；③作為礦床的特征許多礦物在時代上是超多的；④輝鉬礦-石英脈屬于充填交代成因。

由上可以推知,花崗斑巖巖株上部最早一期的熱液作用是含SiO2較高的次生石英及輝鉬礦石英脈，在輝鉬礦石英脈內有時有較多的長石，可以作為早期的蝕變相，次生石英巖中似乎有石英脈的殘余，說明礦化過程就是硅化的過程。但是從次生石英巖帶—礦化蝕變帶—礦化帶外側的弱礦化帶說明礦床的圍巖蝕變是一個統一整體。相應地無論從濃度、從溫度上來說都有從中心向外側逆級下降的趨勢。石英黃鐵礦細脈以及后來的絹云母與石英細脈可代表蝕變作用的結束相。在晚期蝕變作用帶中，粘土礦物較為常見，它們也是輝鉬礦石英細脈間巖石帶中的蝕變產物。

3 礦物組合蝕變類型

斑巖型鉬礦床的礦物組合蝕變類型可概括如下：①次生石英巖，強烈硅化蝕變帶代表100%的硅化作用；②石英輝鉬礦交代細脈，含大量次生鉀長石、石英和廣泛分布的黃鐵礦、螢石、絹云母以及脈間蝕變帶內的粘土礦物；③裂隙充填的石英、黃鐵礦、黃玉細脈，含少量黃銅礦、方鉛礦及閃鋅礦、獨居石、黑鎢礦和螢石；④絹云母與粘土礦物，主要是高嶺石存在于蝕變不明顯的晚期細脈中。關于最常見的一些蝕變作用及礦物和礦化特征和補充說明如下。

3.1 鉀交代作用

3.1.1 鉀長石化

交代鉀長石一般與原生鉀長石不同，在鏡下主要沿晶體邊緣或解理交代原生礦物，也有形成交叉的單獨細脈。薄片中透明如水一樣干凈，呈它形不規則粒狀。在礦石帶中其含量多于石英。在細脈間的熱液蝕變的分布最為廣泛。另外，輝鉬礦石英脈內也有鉀長石出現。在整個礦石帶中，無論是花崗巖、片巖、斑狀巖墻或石英二長斑巖內，交代鉀長石都比較發育，而原生正長石則晶粒較粗，最大為15～20 mm，常見雙晶，表面為云霧狀，且常見塵埃狀包裹物[6]。所以交代鉀長石與原生鉀長石二者之間無論從產狀分布和礦物本身來看都有顯著不同。

3.1.2 黑云母化

主要發育于鉀交代作用的早期階段，當圍巖中含有相當數量的FeO、MgO時或者在FeO、MgO活度高的情況下形成的。特別是含暗色礦物較多，黑云母、角閃石較富的巖石經交代后首先形成黑云母化。不過它并不穩定，在礦石帶中新鮮的黑云母并不常見，一般黑云母已受熱液再次交代成為白云母，而白云母又進一步被絹云母、伊利石所交代。但在薄片中，可見黑云母殘余帶著絹云母和連續的細粒白云母。此外有絹云母帶著分散的黑云母殘余。

3.1.3 絹云母化

絹云母化主要形成于原生正長石以及其他礦物的裂隙中，在礦化的熱液蝕變區幾乎到處都有[8]，但就其產狀來看可分為以下幾種：①交代正長石、斜長石和白云母；②產于輝鉬礦-石英細脈中；③產于含黃玉或螢石的黃鐵礦-石英-螢石細脈中；④產于含黃玉或不含黃玉的單純細脈中；⑤產于節理面上呈薄膜狀。在①、④、⑤的3種情況下，絹云母帶與高嶺石共生，另外有一些是由黑云母-白云母-絹云母交代而成。

3.2 硅質交代作用

主要形成含SiO2很高的似石英巖的巨大細粒石英集合體，在礦石帶與細粒似石英巖過濾帶的石英交代作用比正長石的交代作用普遍而顯著。它主要的特點是結構均勻粒度較小的等粒狀。根據化學分析、薄片鑒定以及巖心研究，其中石英成分含量約占98%，此外為極少量的正長石、星散狀輝鉬礦、鈣錳礦、螢石、絹云母及黃玉，但后者都以細脈方式存在，它與深部的石英二長斑巖呈過渡。此帶中總的化學成分的特點是SiO2增加，而Al2O3及K2O減少，Na2O及CaO 等也被大量淋濾轉移。據對斑巖型鉬礦床的鉀質交代作用的特征與鉬礦床的成因聯系后可知，鉀交代在鉬礦形成過程中是一種很特征的普遍現象，并隨圍巖與礦化階段的變化而不同。

3.2.1 特征蝕變

幾乎在內生鉬礦床中鉀質交代作用都是普遍發育的，其中以鉀長石化、黑云母化白云母-絹云母化、云英巖化-絹云母化、黃鐵絹英巖化等最為特征[7]。

3.2.2 K2O 、Na2O變化

一系列交代巖石的礦物成分和化學成分變化的資料表明，在圍巖蝕變過程中K2O常有明顯增加，而Na2O大量被帶走，這種情況在K2O /Na2O(質量比)的表現更為明顯突出，這表明形成輝鉬礦的溶液有富鉀貧鈉的明顯趨向，充分說明斑巖型鉬礦床是在板塊對接帶的活動性大陸環境中形成的。

3.2.3 礦物組成的轉移

由于交代巖石主要是鉀長石、淺色云母、石英和粘土等礦物組成，這就表明，在交代過程中，SiO2、Al2O3、K2O是惰性組分或有效成分，因此蝕變巖石的礦物共生組合形式有鉀長石單礦物巖、云母單礦物巖及石英單礦物巖。鉀長石、石英、石英云母、鉀長石云母、鉀長石石英云母、石英云母粘土礦物等。由于斜長石、暗色礦物等是隨著交代作用的加強而大量消失(即為鉀長石或云母等礦物所交代)，這就清楚地說明MgO、CaO、FeO以及TiO2、P2O5等在交代過程中轉變為活性組分而常被大量帶走。

斑巖型鉬礦床中的黑云母化是在鉀質交代的早期階段形成的，當圍巖中還有相當數量的FeO、MgO存在時，或在FeO、MgO活度高的條件下形成的。隨著交代作用的進一步發展和FeO、MgO活度的降低，它便為鉀長石或淺色黑云母所交代。

3.2.4 成礦階段

整個成礦過程一般可以劃分為以下幾個階段;鉀長石化或黑云母化階段→白云母化或絹云母化階段→云英巖化、絹英巖化或黃鐵絹英巖化階段→硅化及粘土化階段→碳酸鹽化及粘土化階段。輝鉬礦的集中是從鉀長石化后期開始，但主要發生在淺色云母化(包括云英巖化、絹英巖化、黃鐵絹英巖化階段中)到強烈硅化階段，輝鉬礦幾乎完全從成礦熱液中沉淀出來[9]，這表明輝鉬礦的沉淀是在K2O的活動、pH值或K+/H+活度比降低過程中產生出來的。

3.2.5 蝕變分帶

成礦過程或交代過程在時間上的演化規律決定了蝕變巖石和成礦物質在空間上有規律的分布。因此在大部分斑巖型鉬礦床中，蝕變巖石常體現出水平和垂直方向分帶。強烈的硅化巖石常構成蝕變巖石的最內帶，再向上或向外，從淺色云母-石英化巖逐漸向鉀長石化巖過渡。而輝鉬礦的分布，主要在硅化帶與鉀化帶之間，云母、云母石英化和鉀長石化帶以及逐步過渡為最外圍的絹云母帶一般無輝鉬礦的集中，即輝鉬礦集中于鉀長石化的下端，特別是云母石英化帶中，只有少數情況下，才有逆向分帶及晚期疊加與早期礦化之上的不吻合現象。

3.2.6 成礦巖體的富鉀

上述蝕變和礦化與巖漿的成分和性質密切相關，例如花崗斑巖、花崗巖、斜長花崗巖、花崗閃長巖、石英二長巖、二長巖等都是富含鉀質的，因此它們必然對鉬的集中轉移，特別是鉀質在鉬的集中和轉移方面起著十分重要的作用。

4 結 語

研究斑巖型鉬礦床的圍巖蝕變不僅是為了揭示鉬礦床的形成與蝕變的關系，在地質找礦方面也形成一種切實可行的找礦標志。歷年來找礦實踐表明，斑巖型鉬礦床圍巖蝕變帶的分界常常不是截然清楚的界線，各帶之間往往有重疊，有些帶可能有缺失。但總的規律是主要的工業鉬礦體總是產于強礦化蝕變帶內，但強礦化蝕變帶常常與強硅化帶發生重合和重疊，這充分說明，硅化是鉬礦床形成的最主要礦化蝕變類型，而鉀化則常常是次要的礦化蝕變類型。野外鉆探巖心的觀察表明，鉀長石石英脈常常不含礦，即使含礦，其中的輝鉬礦也含量甚微。因此，斑巖型鉬礦床的找礦首選強酸性花崗斑巖巖株外接觸帶的強硅化帶，在地質測量過程中可能將花崗斑巖巖株附近的硅化帶進行圈定，然后利用地質勘查工程對該硅化帶進行充分的地質揭露。