甘肅武山溫泉鉬礦床地質特征及成礦模式

馬東陽，高毅，任濤，宋釗

（1.甘肅省有色金屬地質勘查局天水礦產勘查院，甘肅 天水 741025；2.咸陽西北有色七一二總隊有限公司，陜西 咸陽 712023）

溫泉鉬礦床位于甘肅武山縣溫泉鄉。地理坐標為東經105°05′00″～105°07′00″，北緯34°36′15″～34°37′30″。該礦床系甘肅有色地勘局天水總隊在2000年發現的一個具有大型前景的斑巖型鉬礦床[1]，并進行了系統的地質勘查，2004年底主要利用鉆探工程及坑探工程進行控制，圈定34條鉬礦（化）體，共發現333種鉬資源為107000噸，具有大型超大型鉬礦床的勘探潛力。通過闡述溫泉鉬礦床成礦地質背景、礦床地質特征，分析成巖成礦環境，建立了一個成礦模型，以指導該地區同類礦床的勘探。

1 區域地質背景

溫泉鉬礦床的大地構造位置屬于北秦嶺加里東褶皺帶西段秦嶺造山帶與華北地臺的交界處，北為烏山天水寶雞深斷裂帶和祁連褶皺系，南鄰秦嶺海西褶皺帶的巫山娘壩深部斷裂帶[2]，見圖1。

圖1 西秦嶺構造略圖

區域構造十分發育，主要呈北西西向，構造以斷裂構造為主，褶皺構造為次。主褶皺構造是以秦嶺群為核心的李子園復式背斜，背斜呈“S”型。區內次級背向斜較發育，斷裂構造十分發育，總體方向與區域構造線一致，控制巖漿作用和火山噴發的分布。

區內出露溫泉花崗巖基，巖體出露面積大約260km2，巖性主要由中粒似斑狀二長花崗巖和中粒黑云二長花崗巖組成。溫泉花崗巖基侵入于秦嶺群與泥盆系中，被第三系沉積所覆蓋。溫泉鉬礦賦存于溫泉花崗巖基西部的后期補充侵入陳家大灣斑巖株體中，受陳家大灣斑巖株控制。

2 礦區地質特征

2.1 含礦巖體

溫泉鉬礦賦存于溫泉花崗巖基內的陳家大灣斑巖株中，巖性主要為細粒黑云二長花崗斑巖，局部見花崗細晶巖脈、鉀長巖脈、花崗斑巖脈穿插侵入，與溫泉花崗巖基為同期次不同階段的侵入產物。陳家大灣巖株侵位時間稍晚于溫泉花崗巖主巖基，故二者的接觸界線不太明顯，加上成礦期礦化蝕變，致使接觸界線更加模糊[3]。

2.2 構造

溫泉花崗巖基中構造較發育，主要由斷裂構造和節理裂隙組成，其中斷裂構造控制了鉬礦體的產出形態，節理裂隙控制了礦化的產出形態特征。

（1）斷裂構造

斷裂主要為南北向、東北向和西北向斷裂，多為壓扭斷裂。主要斷裂有溫泉-趙家莊斷裂帶F12、中壩-耍子溝-焦家溝斷裂帶（F20），陳家大灣-馬長莊斷裂帶（F32）等斷裂，其中陳家大灣-馬長莊斷裂帶（F32）為區內的主要導礦構造，沿斷裂帶及兩側與其他斷裂交匯部位發育溫泉鉬礦、小南岔、黃家溝、銀洞溝等一系列鉬礦床（點）[3]。

（2）節理裂隙構造

巖體中特別發育節理裂隙，呈網脈狀的各向交匯切錯，被鉬礦化充填交代，節理發育的頻度和幅度大小控制礦化的強弱。節理平直，寬度1mm～3mm為主，局部可見1cm～2cm，局部可見膨大收縮及分支復合現象，節理裂隙內多見煙灰色含輝鉬礦石英細脈充填，局部少見輝鉬礦呈薄膜狀產出。節理裂隙性質多為剪節理，少數為張節理。幾組節理裂隙形成平行或網脈狀。節理具有多階段活動的特點，往往相交，節理脈幅為8條/米～25條/米。

至乾隆七年，乾隆皇帝為智樸修進士墳，估算智樸和尚大概活了一百歲。 無論是記錄智樸曲折心路歷程的《青松紅杏圖》、體現其詩文造詣的《盤山志》，還是與皇帝士子的結交來往，都使智樸跌宕的人生充滿傳奇色彩。 關于智樸的研究，還有很多未解之疑，待再作詳論。

3 礦床地質特征

3.1 礦體基本特征

溫泉鉬礦詳普查工程控制礦體南北15～32線長約700m，東西寬500m，根據鉆探和坑探工程控制圈定出34條礦（化）體。礦體長度一般50m～650m，厚度一般5m～25m，礦體埋深38m～516m，礦體品位0.03～3.99×10-2，平均品位0.053×10-2，大多數品位在0.03～0.2×10-2。總體上，鉬礦體品位偏低，但礦體厚度、延深較大。這些都是顯現了斑巖型鉬礦的典型特征[3]。

礦體走向340°～355°，傾向北東東，傾角30°～75°，礦體形態呈透鏡狀、似層狀、不規則脈狀、扁豆狀等，在走向和傾向具尖滅再現、分支復合、膨大收縮等現象，具典型的裂隙充填交代特征。

Q-第四紀殘坡積物及黃土層；γ51-4-印支期似斑狀黑云母二長花崗巖；γπ52-燕山期花崗斑巖；1-勘探線及編號；2-鉆孔及編號；3-坑道及編號；4-磚紅色濁沸石化蝕變帶；5-強硅化蝕變帶；6-弱硅化蝕變帶；7-礦(化)體

3.2 礦石特征

礦石中主要有用礦物為輝鉬礦，其他金屬礦物為黃銅礦和黃鐵礦，含極少量磁黃鐵礦、白鎢礦、閃鋅礦、毒砂、方鉛礦和斑銅礦、褐鐵礦、鈦鐵礦、銅藍等。脈石礦物主要有石英、鉀長石、斜長石、黑云母等。礦石結構有鱗片狀、片狀、集合體狀、他形-自形粒狀、交代、不等粒等結構。礦石構造有細網脈狀、侵染狀、脈狀等構造。礦石自然類型為原生硫化礦石；礦石工業類型為中低品位鉬礦石[3]。

礦體蝕變主要有硅化、鉀硅化、紅色泥化、沸石化、孔雀石化和黃鐵礦化等，其中鉀硅化越強，石英脈呈微細網脈狀，其越密集、單脈脈幅越寬和脈色越深，越有利于成礦；紅色泥化與石英脈疊加部位有利于成礦[3]。

4 礦床成因

4.1 成礦物質來源

含礦圍巖為富鉀的鈣堿性巖石系列，是比較有利形成斑巖型鉬礦床的成礦母巖（黃典豪，1989）。在礦床巖石微量元素中，Mo、Cu、Ag、As元素含量明顯高于維氏值，Cu為維氏值的7倍，Mo為維氏值的45倍多，說明圍巖具有提供成礦物質來源的基礎[3]。

礦區礦石的H、O同位素投影點主要位于巖漿水與大氣降水之間，靠近巖漿水區域，說明成礦熱液主要為巖漿水，大氣降水和地下水少量參與了成礦[4]。

4.2 成礦物理化學條件

在加熱階段期間，氣液包裹體被均一化成液相，表明礦化在液相條件下完成。考慮到均一化溫度是礦化的下限，礦床成礦溫度以中高溫熱液成礦為主，而低溫熱液形成則很少。與主成礦階段相結合，含礦石英脈在充填初期僅在巖石節理裂隙中形成，脈兩側圍巖交代蝕變作用較弱，表明成礦屬較小靜壓開放圍巖系統。

大量數據表明，斑巖體系中的金屬元素鉬在富氯化鈉熱鹵水中以氯、碲或硫絡合物的形式遷移。成礦早期，含礦流體以巖漿熱液為主。隨著時間的推移和熱液系統的開放，大量大氣降水進入熱液成礦系統。因此，斑巖成礦系統物理化學條件的變化，導致各種鉬絡合物的分解和沉淀，形成斑巖型鉬礦床。

4.3 成礦時代

輝鉬礦的Re-Os同位素定年結果表明，輝鉬礦Re-Os模式年齡在（212.7±2.6）～（215.1±2.6）Ma之間，加權平均值為（214.1±1.1）Ma，由ISOPLOT程序獲得的等時線年齡為（214.4±7.1）Ma，該年齡與前人測得的溫泉花崗巖體的K-Ar年齡（223～ 226）Ma和SHRIMP U-Pb鋯石年齡（223±7）Ma在誤差范圍內，說明鉬礦化主要發生在溫泉花崗巖體成巖的之后[5]。

5 成礦模式描述

新太古代-早元古代，五臺運動使巖石圈發生板內裂解，形成揚子陸塊和華北陸塊及秦嶺裂陷槽，秦嶺裂陷槽接受火山噴發及陸緣碎屑物組成火山-沉積巖系。古元古代呂梁運動，使秦嶺裂陷槽封閉，并發生褶皺造山作用。中-新元古代大陸邊緣古秦嶺洋發育，于晉寧期閉合。早古生代，加里東運動使秦嶺造山帶形成發育，大陸板塊俯沖不僅是形成大陸碰撞帶的主要造山方式，也是形成含礦斑巖的主要動力機制。俯沖的大陸板塊發生拆沉作用，通過板塊斷離窗上涌的軟流圈物質，將誘發上覆地幔乃至下地殼的部分熔融，形成大量中酸性巖漿帶，巖漿受溫度、壓力、氧逸度等物理化學條件的改變，發生巖漿分異和成礦物質富集作用。

在一定深部壓力作用下，深源巖漿物質沿“雁列式”構造結點上升侵位，形成小斑巖體。在本區表現為印支后期-燕山早期碰撞造山運動，在下地殼或上地幔流體的作用下，基底巖層發生重熔形成的花崗巖漿沿近東西向的寶雞-天水深大斷裂和武都-天水斷裂帶的交匯部位發生大規模多期次侵入活動，富含鉬等有用成礦物質在有利的北東向和北西向斷裂交匯處就位，形成了溫泉花崗巖基。晚期巖漿在運移的過程中發生了分異，當巖漿冷凝分異形成含礦斑巖體沿構造薄弱帶脈沖式上升到地殼淺部，就形成陳家大灣斑巖株，成礦熱液繼續上移進一步交代上部由于固結作用產生節理破碎的殼體。

6 結論

①武山溫泉鉬礦床賦存于溫泉花崗巖巖基內的陳家大灣巖株內，賦礦巖性為細粒黑云母二長花崗巖，礦體受近南北向斷裂構造控制，是一個全巖礦化的斑巖型鉬礦床。②溫泉斑巖型鉬礦床成礦期略晚于溫泉花崗巖巖基成巖期。輝鉬礦Re-Os模式年齡在（212.7±2.6）～（215.1±2.6）Ma之間，加權平均值為（214.1±1.1）Ma，成礦時代為中生代三疊紀，處于印支運動期。③成礦流體為中高溫熱液，主要來源于巖漿熱液，但大氣降水和地下水也參與其中，在構造作用下，與巖漿有關的含礦熱液沿有利的斷裂構造通道上升，并隨著物理化學條件的變化，導致了含礦Mo絡合物在導礦構造兩側的容礦構造中充填沉淀，形成了網脈狀輝鉬礦。