河南嵩縣鉬礦床地質(zhì)特征及成礦機制分析

胡冰殊，柳西亞

(河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第四地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，河南 鄭州 450000)

0 引 言

嵩縣位于河南省洛陽市西南部，是我國重要的金鉬鉛鋅多金屬礦產(chǎn)地，目前已發(fā)現(xiàn)雷門溝、魚池嶺超大型鉬礦床，螃蟹溝、黃水庵等大型鉬多金屬礦床，前范嶺、石盤、香春溝等中型鉬礦床，以及眾多的小型礦床(點)，顯示了良好的成礦條件及找礦潛力。據(jù)資料顯示，許多學者都對該區(qū)金鉬鉛鋅礦床的地質(zhì)特征、成礦背景、控礦規(guī)律以及找礦潛力進行了深入的研究，對礦床成因及找礦潛力有了比較清晰的認識。但是在研究過程中，對單一礦種、單個礦床研究的比較多，而對多金屬礦床及整個整個礦集區(qū)研究的比較少。因此，本文擬從區(qū)域地質(zhì)背景、礦床類型、成礦規(guī)律切入點，以期厘定區(qū)域成礦時代，更好地解釋礦床成因，為區(qū)域地質(zhì)調(diào)查及礦產(chǎn)勘查提供參考借鑒的依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

我國是鉬礦資源豐富的國家，根據(jù)鉬礦的構造背景、空間分布、成礦時代，主要可以劃分為華南、東秦嶺—大別山、長江中下游、興—蒙、天山—北山和青藏高原6個鉬成礦帶[1]，以及大興安嶺北段、三江、得爾布干、贛北—浙西、小興安嶺—張廣才嶺、南嶺、燕遼地區(qū)、東南沿海、西拉木倫、長江中下游、膠東—遼寧、東秦嶺、甘蒙北山、岡底斯、天山西段、大別山、天山東段等17個大的鉬礦集中區(qū)[2]。研究區(qū)大地構造位置處于華北陸塊南緣中元古界火山巖盆地，隸屬于東秦嶺—大別山鉬成礦帶之東秦嶺鉬礦集中區(qū)，介于熊耳山—外方山之間(圖1)。

圖1 東秦嶺—大別山鉬礦成礦帶地質(zhì)簡圖(據(jù)文獻[3]修改)

研究區(qū)出露地層由下至上分別為新太古界太華巖群，中元古界長城系熊耳群、汝陽群，白堊紀下統(tǒng)九店組，新生界古近系、新近系和第四系。太華巖群是區(qū)域范圍內(nèi)的基底為一套中深變質(zhì)巖系，變質(zhì)程度較高，普遍達鐵鋁榴石角閃巖相，主要巖性為石英閃長質(zhì)片麻巖；熊耳群為中基性-中酸性陸相火山熔巖，巖石類型主要為英安巖、流紋斑巖和安山巖，以及含有少量流紋質(zhì)火山碎屑巖，該套巖石組合類型與鉬成礦關系密切；汝陽群為一套輕微變質(zhì)的碳酸鹽巖、碎屑巖系，由一套碳酸鹽巖及碎屑巖組成。

研究區(qū)褶皺構造比較簡單，但斷裂構造十分發(fā)育，其中影響范圍比較大與成礦關系比較密切的是馬超營斷裂帶。馬超營斷裂帶本身是區(qū)域性多期深源斷裂構造，控制了中生代巖漿活動，也是熊耳群火山巖盆地南緣的界線。馬超營斷裂帶內(nèi)次級斷裂構造比較發(fā)育，在熊耳山—外方山地區(qū)，北東向次級斷裂與北西西—近東西向次級斷裂互相穿切，形成了獨特的菱形斷裂格局，控制了區(qū)域鉬多金屬礦產(chǎn)的形成及分布。

區(qū)域內(nèi)巖漿活動頻繁，巖漿巖發(fā)育同鉬及多金屬成礦關系密切。研究區(qū)內(nèi)巖漿巖主要有早白堊世二長花崗斑巖、石英二長巖、二長花崗巖，晚侏羅世石英二長巖、二長花崗巖，中晚三疊世正長巖，古元古代二長花崗巖，代表性巖體有合峪巖體、太山廟巖體、雷門溝巖體等。

2 典型礦床特征

近幾年，在嵩縣轄區(qū)范圍內(nèi)相繼發(fā)現(xiàn)了雷門溝鉬礦、魚池嶺、大西溝、凡臺溝鉬礦、黃水庵鉬礦、馬嶺、紙房、八道溝、土嶺村、龍合、茅溝、鐵索溝等多個鉬礦床(點)(見圖2，表1)，顯示了該區(qū)具有良好的成礦條件和巨大的找礦潛力，使其成為我國重要的鉬礦產(chǎn)地和成礦遠景區(qū)。

表1 嵩縣地區(qū)典型鉬礦床特征統(tǒng)計表

圖2 嵩縣區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)圖(據(jù)河南省1∶50萬基巖地質(zhì)圖繪制)

嵩縣轄區(qū)范圍內(nèi)鉬及鉬多金屬礦床多產(chǎn)于中元古界熊耳群雞蛋坪組地層中，主要為鉬礦床、鉬-金礦床、鉬-鉛礦床、銀-金-鉬礦床、金-鉬-鉛礦床、鉬-鉛-銀礦床，這些鉬礦床的成因類型均屬于斷裂控制熱液充填型脈狀鉬及鉬多金屬礦床。目前，研究區(qū)已發(fā)現(xiàn)鉬及鉬多金屬礦床(點)30余處，根據(jù)礦床的產(chǎn)出空間及圍巖性質(zhì)，可以劃分為斑巖型、石英脈型、破碎蝕變巖型、角礫巖型、碳酸巖脈型、韌性剪切帶型七類。其中斑巖型鉬礦床嚴格受斑巖體控制，燕山期中-酸性花崗斑巖與礦床的形成關系密切相關，如雷門溝、魚池嶺、石盤、駱駝灣，其成礦規(guī)模都比較大；石英脈型鉬礦床成礦作用發(fā)生在華北板塊與揚子板塊碰撞對接的晚期階段，賦存于熊耳群雞蛋坪組地層中，如茅溝、龍合、八道溝、馬嶺、鐵索溝、大橋溝、毛溝、寨溝、神馬溝、蒼房院、龍王廟、上蠻峪鉬礦床；碳酸巖脈型鉬礦床具有獨特的成礦背景和特定的物質(zhì)來源，主要產(chǎn)于新太古界太華群片麻巖，礦體為含輝鉬礦石英-方解石碳酸巖脈，如黃水庵鉬礦床；剪切帶關系密切，賦存于中元古界熊耳群雞蛋坪組地層中，受剪切帶控制明顯，如紙房鉬礦床。破碎蝕變巖型鉬礦床主要產(chǎn)于蝕變巖中，如前范嶺、大王溝、大樁溝、八道溝部分鉬礦床；破碎蝕變巖型鉬礦床主要與構造有關，受蝕變巖體控制，如土嶺村部分礦體；角礫巖型鉬礦床，如大石門溝鉬礦體及魚池嶺、安溝、螃蟹溝部分鉬礦床。該區(qū)鉬及鉬多金屬礦床中，以石英脈型礦床數(shù)量最多，斑巖型礦床規(guī)模最大。

3 礦床分布特點

(1)鉬及鉬多金屬礦床的空間分布具有區(qū)域性。從已發(fā)現(xiàn)的礦床來看，鉬及鉬多金屬礦床多集中于雷門溝、魚池嶺、前范嶺3個礦集區(qū)。其中雷門溝礦集區(qū)位于研究區(qū)西北部，成礦類型復雜，如隱爆角礫巖型、斑巖型、石英脈型、碳酸巖脈型；魚池嶺礦集區(qū)位于研究區(qū)西南部，成礦類型以斑巖型為主；前范嶺礦集區(qū)位于研究區(qū)中部，成礦類型以石英脈型、破碎蝕變巖型為主。

(2)鉬及鉬多金屬礦床的空間分布受控于斷裂構造。研究區(qū)內(nèi)斷裂構造十分發(fā)育，特別是作為區(qū)域性多期深源斷裂構造的馬超營斷裂帶，是重要的控巖、控礦構造。該斷裂帶在熊耳山—外方山地區(qū)形成了獨特的菱形斷裂格局，控制了鉬金鉛銀多金屬礦產(chǎn)的分布。如前范嶺礦集區(qū)的許多鉬礦床都分布于斷裂邊緣或幾組斷裂的夾持區(qū)域，顯示了明顯的斷裂控礦特點。

(3)鉬及鉬多金屬礦床的時空分布同燕山期巖體關系密切。根據(jù)李永峰、孫紅杰、白鳳軍等人的研究認為，東秦嶺鉬礦的成礦年齡從1 884±210～106.89±2.14 Ma[26-27]，研究區(qū)內(nèi)鉬礦床形成時間集中在238.8±3.2～106.89 Ma，時間分布具有一定的規(guī)律性，主要集中在106.89±2.14～132.4±2.0 Ma和203.18±4.06～238.8±3.2Ma兩個成礦階段。研究區(qū)燕山期巖漿活動強烈，多金屬成礦作用主要發(fā)生在燕山期，且與燕山期中酸性小巖體的巖漿活動密切相關，燕山期花崗巖既提供了部分物質(zhì)來源，也起到了熱驅(qū)動作用，形成高溫成礦流體，使得多金屬元素的活化富集更為容易。如斑巖型鉬礦床同燕山中晚期中酸性小巖體的侵位關系密切，成礦物質(zhì)主要來自巖漿流體。因此，要把礦床成因同燕山期巖漿活動聯(lián)系起來，有利于解釋成礦物質(zhì)的來源及成礦流體特征。駱駝灣、石盤鉬礦床賦存于燕山晚期合峪花崗巖體的北部邊緣內(nèi)接觸帶中細粒～中粒二長花崗巖和含斑花崗巖中，Mo的成礦年齡為106.89±2.14 Ma。雷門溝斑巖型鉬礦床輝鉬礦體主要賦存于斑狀花崗巖體內(nèi)及內(nèi)外接觸帶中，成礦年齡為132.4±2.0 Ma；魚池嶺鉬礦床含礦斑巖體為黑云母二長花崗斑巖，成礦年齡為106.89±2.14 Ma(見表1)。

(4)鉬及鉬多金屬礦床的空間分布同雞蛋坪組地層關系密切。東秦嶺鉬礦的成礦年齡從1 884±210～106.89±2.14 Ma[26-27]，而中元古界熊耳群雞蛋坪組地層是石英脈型、破碎蝕變巖型鉬礦床主要賦礦層位，如大樁溝、茅溝、龍合、八道溝、馬嶺、鐵索溝、大橋溝、神馬溝、蒼房院、龍王廟、上蠻峪等鉬礦體主要沿雞蛋坪組上段流紋斑巖順層緩傾斜產(chǎn)出，表明研究區(qū)內(nèi)大面積的海相火山巖地層對鉬及鉬多金屬礦床的形成具有一定的層控作用。

(5)鉬及鉬多金屬礦床的分布具有一定的分帶性。研究表明，東秦嶺—大別成礦帶內(nèi)由西向東、由北向南，鉬礦床的成礦年齡有變小的趨勢，這同區(qū)域上花崗質(zhì)巖體的年齡的變化趨勢相吻合[28]。研究區(qū)內(nèi)鉬及鉬多金屬的水平分帶性雖然體現(xiàn)的不明顯，但對于具體的礦床來說，往往不是一個簡單的類型，既有斑巖型，也有脈型、破碎蝕變巖型，因此也存在一些過渡類型的鉬多金屬礦床，這些對于礦床分帶性研究具有十分重要的意義。

4 礦床成因

研究表明，研究區(qū)處于馬超營大斷裂南側(cè)東秦嶺鉬成礦帶中，區(qū)內(nèi)礦床的形成同區(qū)域性深大斷裂相關，地層巖石中具有Mo、W富集特點，成礦作用主要經(jīng)歷了中生代拆離斷層體系形成、中深成殼源型花崗巖類侵入及礦質(zhì)元素萃取、伴有爆破作用的斑巖體超淺成侵位、巖漿期后熱液交代充填成礦4個階段[28]，表現(xiàn)為233～221 Ma、148～138 Ma和131～112 Ma 3個成礦高峰期，多金屬成礦物質(zhì)來源于中元古代熊耳群火山活動期后，局部伸展環(huán)境引發(fā)深部巖漿上侵，巖漿流體沿斷裂運移上升，礦化金屬礦物為輝鉬礦、黃鐵礦、黃銅礦等高中溫礦物，這是造山晚期局部伸展、古太平洋板塊俯沖弧后巖漿帶和巖石圈伸展環(huán)境的產(chǎn)物。與礦化關系密切的熱液蝕變礦物有鉀長石、石英、絹云母、螢石等高中溫礦物，含礦流體的沉淀作用取決于地層的化學成分(特別是富集層位)對巖體成分和成礦作用的影響，礦床成因類型總體上屬于中高溫巖漿熱液充填成礦[29]。鉬礦床的形成對圍巖性質(zhì)具有明顯的選擇性，不同的巖性形成了不同類型的鉬及鉬多金屬礦床。如斑巖型礦化多形成于巖漿侵位較深時，產(chǎn)于巖體內(nèi)或其外接觸帶；矽卡巖型礦化形成位置可深可淺，多形成于巖體與大理巖、白云巖等碳酸鹽巖的接觸帶、外接觸帶；爆破(或隱爆)角礫巖型礦化多形成于巖漿侵位較淺時，多賦存于在碎屑巖中形成；(鉀長石)石英脈型礦床多賦存于火山巖中(見圖3)。

圖3 豫西鉬鉛鋅金礦床成礦系列分帶略圖(據(jù)文獻[29])

5 找礦方向

研究區(qū)內(nèi)的鉬及鉬多金屬礦床多是優(yōu)選1∶20萬重砂異常和1∶20萬水系沉積物異常并采取工程查證而發(fā)現(xiàn)的，礦床的賦存形式主要有石英脈型、破碎蝕變巖型、斑巖型、角礫巖型等，鉬礦化同鉀化、硅化關系密切，因鉀長石化、黃鐵礦化、硅化蝕變而呈淺肉紅色。因此，在礦產(chǎn)勘查過程中，要重視區(qū)域內(nèi)1∶20萬重砂異常和1∶5萬水系沉積物異常地球化學異常的統(tǒng)計分析，優(yōu)選部分有望異常作為找礦重點。在勘查重點區(qū)中，要把地表出露的含礦石英脈、輝鉬礦化及其上下盤產(chǎn)出的蝕變帶作為尋找礦化體的直接標志；特別是在燕山晚期花崗侵入巖體內(nèi)外接觸帶附近，要注重把具有鉀化、硅化蝕變特征且有石英脈充填的構造作為找礦重點，以期發(fā)現(xiàn)更多的鉬多金屬礦床。目前，利用地表露頭及礦化蝕變找礦成功的機率越來越小，尋找隱伏礦體已成為找礦的必經(jīng)之路。這就需要深入研究礦床的成礦地質(zhì)特征，總結(jié)主要控礦因素的權重，建立地質(zhì)、物探、化探、遙感等綜合信息的找礦模型，進行必要的成礦預測。研究表明，脈型鉬礦可能是斑巖型鉬礦在垂向上的變化，指示了深部可能存在斑巖型鉬礦[30]，因此要加強石脈型鉬礦床的深部預測，以期尋求找礦突破。如在土嶺村一帶發(fā)現(xiàn)多處同心環(huán)狀構造，以及放射狀斷裂構造，這些構造中石英脈發(fā)育，并具有比較普遍的鉬礦化，地球化學勘查顯示高溫元素濃集中心明顯，推測該區(qū)深部可能存在含鉬隱伏斑巖體，因此應利用探礦工程驗證深部含礦隱伏巖體存在的可能性，并尋找深部找礦的突破。