河南省欒川縣石窯溝鉬礦區找礦潛力分析

李文輝

(武警黃金指揮部，北京100055)

石窯溝鉬礦是20世紀80年代初由河南省地調一隊開展1∶5萬區域地質礦產調查時發現的，近幾年，經武警黃金第六支隊進一步評價，資源量規模已達大型。目前，勘查評價工作仍在進行，總結、分析礦區的成礦條件和潛力，對該區下一步找礦工作具有指導意義。

1 區域地質背景

區域上屬于緯向構造體系的小秦嶺－嵩山隆起帶西段與新華夏系太行隆起帶的反接部位，其基底為太華群，蓋層主要由長城系熊耳群陸相火山巖及薊縣系欒川群碳酸鹽巖、碎屑巖組成。蓋層褶皺較為簡單，北西西向及北東向斷裂構造發育，其交匯部位常控制燕山期中酸性小侵入巖體分布，對成礦有利，是重要的鉬等多金屬產地和找礦遠景區(圖1)。

2 礦區地質特征

2.1 地層

礦區內出露的地層主要為中元古界長城系熊耳群火山巖，局部出露薄層上元古界薊縣系下欒川群龍家園組白云石大理巖和中新生界上白堊統－古新統高峪溝組紫紅色砂礫巖，零星出露第四系黃土和坡積物，含金、鉬礦化蝕變帶全部賦存于熊耳群中。

2.2 構造

礦區位于重渡－三門倒轉背斜的北翼，近東西向馬超營斷裂帶與北東向石瑤溝－焦園斷裂交匯部位的內側。馬超營斷裂帶長約48 km，從礦區中部穿過，由多條斷裂組成，斷裂帶寬十至數百米，局部達千米。總體走向270°～300°，傾向北，傾角50°～80°，斷裂帶動力變質作用強烈，切割區內熊耳群及欒川群所有地層，具壓性－張性－壓扭性多期活動的特點。為鉬等多金屬礦液運移、富集、創造了良好的條件。石窯溝－焦園斷裂寬數米至百余米不等，走向50°～85°，傾向北西，傾角50°～80°，是本區的主要控礦構造之一。

2.3 巖漿巖

礦區內發育的巖漿巖主要為中元古界熊耳群的中酸性火山巖，地表未見有侵入巖體出露，經鉆探工程驗證，在ZK518、ZK519等4個鉆孔中發現多層花崗斑巖，其中ZK519從671.35 m至800.90 m終孔為穩定的鉀長花崗斑巖，證實深部存在隱伏巖體，其成分與金堆城、南泥湖、東溝等礦區的小巖體基本一致，均具有超酸富堿富鉀特點(見表1)。據河南省地礦廳物探隊利用化向磁極、向上延拓、方向導數等方法對航磁資料進行處理后認為，該區存在40 km ×25 km的隱伏花崗巖體(圖2)［1］。

圖1 區域構造地質簡圖

表1 與斑巖型鉬礦有關的斑巖體巖石化學成分特征對比表

2.4 變質作用

礦區區域變質作用具有早期韌性變形和后期的脆性變形疊加的特征，即韌－脆性變形，為淺層次的變質作用，變質深度在 10 km左右(胡受奚等，1994)。蝕變以硅化、碳酸鹽化、鐵白云石化(地表多見褐鐵礦化)為主，次為絹云母化、鉀化、黃鐵礦化、方鉛礦化、高嶺石化及白云石化等，地表蝕變強烈，往深部漸趨變弱。

2.5 地球化學異常特征

礦區在1∶5萬重砂異常的基礎上，圈出有較明顯濃集中心的水系沉積物Au－Cu－Mo組合異常，三者扣合嚴格，且與河流重砂白鎢礦、鉍礦、輝鉬礦異常吻合［2］。以此為基礎，圈出面積約4 km2以 Mo、W、Cu為主，伴生有Au、Ag、Pb、Zn、As、Sb元素的1∶1萬巖石測量組合異常。鉬異常呈近東西向近橢圓狀展布，強鉬異常長1 250 m，寬175～550 m，面積0.52 km2，平均值355.42×10－6，極大值1 430× 10－6，濃集中心明顯，具有五級分帶，強度高，南邊部梯度變化大，由背景場迅速遞變到強異常帶，北邊、西邊、東邊部梯度變化小，元素含量由高強度逐步過渡到低緩的背景區。銅、鎢異常與鉬異常完全吻合，面積大于Mo異常。銀異常分布在鉬異常中部、東邊部的區域，與其大部分吻合。砷、銻異常分布在鉬異常的東邊部，與其部分吻合。鉛鋅異常分布在鉬異常邊部的大部分區域，與其少部分吻合。金異常分布鉬異常的東、南邊部，與Mo異常不吻合，而與Ag、 Sb、As、W、Cu、Pb、Zn異常套合很好，Ag、Sb、As、Pb、Zn等向東、南方向異常增加［3］。

礦區各元素的縱向分帶為：由中心向東元素的分帶：W2(中心)→Mo→Cu→Pb→Ag→Zn→Au→As→W1→Sb(東)，由中心向西元素的分帶：(西)W1←(Zn、Pb)←Cu←Mo←W2(中心)。

圖2 獅子廟地區隱伏花崗巖體分布圖(據文獻［1］修改)

3 礦床地質特征

根據目前的控制情況，礦體東西長800 m，南北寬平均400 m，垂厚202～1 071 m，為上小下大的不規則塊體狀，邊緣區向內復合，向外分枝呈透鏡狀，礦體中心區外傾角度3°～5°，邊緣區外傾角度7°～14°。局部最大傾角不超過20°。礦體以橫51線為界，西部略向西傾斜，東部產狀不清；以縱Ⅶ線為界北部向北緩傾，南部向南陡傾。礦體最高賦存標高962 m，最低賦存標高為－109 m，氧化帶深度28.48～196.51 m。經鉆探工程初步控制，北部礦體趨向封閉，西部礦體明顯變薄，東部礦體仍向東延伸，南部礦體尚不到邊界。估算鉬金屬量超過10萬t，平均品位0.06%。

礦體主要分布在安山巖、流紋巖、粗面安山巖和花崗斑巖中，與花崗斑巖體關系密切。從礦體到圍巖有一定的蝕變分帶現象，表現為近礦部位硅化、鉀化、黃鐵礦化、絹英巖化、絹云母化、褐鐵礦化較強，而遠礦部位高嶺石化、碳酸鹽化較發育。其中鉀化、硅化與鉬礦化關系密切。

礦石中金屬礦物成分較為簡單，主要是輝鉬礦、黃鐵礦、磁鐵礦；少量或微量的赤鐵礦、褐鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、磁黃鐵礦、斑銅礦、銅藍、金紅石、重晶石、毒砂、白鎢礦等；地表氧化礦有：褐鐵礦－鉬華、褐鐵礦－鐵錳氧化物－鉬華。次生蝕變明顯，在地表常形成褐鐵礦化，黃鐵鉀礬化及鐵錳碳酸鹽巖，經褐鐵礦化之后形成流失孔。脈石礦物主要是石英、綠泥石、透閃石、透輝石等，其次為絹云母、白云石、鉀長石、蛇紋石、角閃石、黑云母、方解石、高嶺石等；微量的螢石、綠簾石、磷灰石、電氣石、炭質物等。

4 礦區找礦潛力分析

4.1 基礎地質條件

形成斑巖型鉬礦的三大核心條件是控巖控礦構造條件、巖漿巖條件、物源條件。通過比較發現，石窯溝礦區在這方面與南泥湖、東溝、金堆城等礦床十分相似。在控礦構造方面，礦床均位于近東西向區域斷裂與北東向斷裂的交匯圍限部位，與發育的次級斷裂為巖漿上侵就位提供了有利條件，并與巖漿侵入時形成的侵入構造一起，為后期的成礦提供了必要的空間。而巖漿活動在時間、成分、規模等方面有很高的一致性。根據多位研究者利用不同方法所作的測年顯示，幾大礦區的花崗斑巖等小巖體的侵入時間在151～107 Ma［4］之間，石窯溝斑巖體的侵入時間為131 Ma［5］，同屬燕山中晚期。依據河南省地礦廳物探隊的工作成果，筆者認為，南泥湖與石窯溝來源于同一巖基，其主成分元素均具超酸富堿富鉀特征。石窯溝斑巖體主成礦元素鉬的豐度值與維諾格拉多夫世界花崗巖平均值之比，也介于南泥湖、金堆城、上房溝、東溝等超大型鉬礦之間(表2)，屬特富集元素。按喬懷棟(1985)Mo元素豐度值與維氏值之比＞10者易成礦，比值＞50者成大礦。石窯溝礦區從目前幾個鉆孔見到的巖枝情況，應屬于靠近巖體出現的巖體枝叉，初步判斷其頂部規模約在0.04 km2以上，介于金堆城等鉬礦區小巖體規模(含礦體段)0.003～1.32 km2之間。從基礎條件來看，石窯溝礦區具備形成規模以上鉬礦床的有利的地質地球化學環境。

表2 與典型斑巖型鉬礦有關的斑巖體微量元素含量表

4.2 異常條件

原生暈發育，異常規模大，極有可能是大型、超大型礦床礦化蝕變暈在地表的顯示。從前人工作來看，東溝鉬礦床圈出東西長5.75 km，南北寬4.25 km的透鏡狀鉬、鎢、鉍重砂異常，而巖石地球化學原生暈Mo元素異常面積大、強度高、濃集中心明顯，指示元素具有明顯的水平分帶［6］。南泥湖－三道莊鉬鎢礦床鉬異常的濃集區與南泥湖巖體及其熱變質帶范圍十分吻合，大量的地質勘探工作證實了礦體、巖體及其熱變質帶分布的一致性［7］。西藏驅龍斑巖銅鉬礦，其主成礦元素Cu、Mo異常形態大體相近，峰值基本對應。Cu、Mo異常寬度達800 m左右，范圍大于銅鉬礦化帶［8］。石窯溝礦區巖石地球化學鉬異常長1 250 m，寬175～550 m，異常規模、強度與東溝、南泥湖礦區相當，且具明顯的異常濃集中心和分帶特征，鉬異常東部、南部強度逐漸變得低緩，而砷、銻等前緣暈元素異常發育，并向東、向南逐步增強，因此，推斷鉬礦體向東側伏，東部礦體埋藏較深；也可推斷出熱液由東北部向西南即石瑤溝東山一帶運移、上侵，指示該異常帶的東部、深部有很好的找礦前景［9］。

4.3 礦體規模、賦存形態與位置

斑巖型鉬礦體一般就位于巖體頂部、侵入構造發育的外接觸帶及圍巖中導致巖體侵入的薄弱構造方向，礦體多以巖體為核，呈倒杯狀、環狀、草帽狀、脈狀或透鏡狀賦存，也可能因圍巖性質不同、原生及侵入構造發育程度，出現不對稱或缺失。如上房溝鉬礦體圍繞小巖體產出，橫剖面圖上呈倒空心杯狀，兩邊厚度不等，西南薄、北東厚，寬在400～700 m之間，整個礦體為向南西側伏的筒狀體，縱向延深很大，達1 000 m以上［10］(圖3、圖4)。

圖3 上房溝鉬礦床1 132 m標高水平斷面圖(據文獻［8］修改)

東溝礦床主要的工業礦體環繞花崗斑巖體呈“草帽”狀分布，礦體形態嚴格受花崗斑巖體頂面的形態制約。平面上，礦體分布于距巖體50～1 060 m范圍內；剖面上，主要礦體賦存于巖體外接觸帶0～360 m范圍內，資源儲量占整個礦床的96%左右。在巖體內接觸帶上部賦存有次要工業礦體。石窯溝鉬礦目前控制礦體東西長800 m，南北寬平均400 m，垂厚202～1 071 m，邊緣區控制垂厚小于200 m。從石窯溝鉬礦目前的勘查范圍與深度看，在ZK518中見到穩定的斑巖體、其他3個孔僅見到巖枝，初步判斷可能剛觸及巖體頂部，按照東秦嶺鉬礦賦存規律，在巖體及其四周還有一定的空間。從河南省地礦局第一地質調查隊對南泥湖礦田三道莊礦床勘探過程中，上層礦體穿過100多米無礦段后，發現規模達大中型的新礦體(821～1 050 m標高，金屬量8.4萬t)［11］(圖5)，說明在巖體侵入后的冷卻過程中，隨著溫度的降低和熱液的多次活動，存在向下多段成礦的可能。

4.4 成礦系列

圖4 上房溝鉬礦床4橫線礦化蝕變帶圖(據文獻［8］修改)

圖5 三道莊鉬礦區第11勘探線剖面圖(據文獻［9］修改)

斑巖型(或矽卡巖型、熱液型)鉬礦床形成過程中，隨著流體體系溫度的下降，金屬沉淀的次序一般為：Mo－W－Pb，Zn，(Cu)－Mn，礦物組合的分布空間次序(從流體侵入的開端到末梢)一定程度上依賴流體流動的方向［12］。王長明等對南泥湖礦床空間間分布和成礦流體運移條件，從中心向邊緣劃分為3個帶：中心帶以鉬鎢為主，分布有南泥湖、三道莊、上房溝3個超大型鉬鎢礦床；中間成礦帶，以鐵銅鉛鋅為主，邊緣帶以鉛鋅銀金為主，表現為斑巖型－矽卡巖型－中低溫熱液脈型成礦系統。石窯溝礦區圈出Mo、W、Cu、Pb、Zn、Au、Ag、As、Sb組合異常，且Mo、W、Cu套合非常好，從鉬礦石光譜分析結果來看，有較高的Cu、TFe、WO3、Mn、Pb、Zn顯示(表3)，說明這些元素具備一定的成礦潛力，需要在今后的勘查中研究、驗證。

表3 石窯溝鉬礦石化學多元素分析結果表 %

［1］河南省地礦局第一地質調查隊.河南省欒川縣紅莊區金銅礦普查地質報告［R］.1987.

［2］武警黃金第六支隊.河南省欒川縣紅莊－元呤礦區金礦祥查中間報告［R］.2010.

［3］河南省地礦廳物探隊.河南省高精度航磁報告［R］.1988.

［4］李諾，陳衍景，張輝，等.東秦嶺斑巖鉬礦帶的地質特征和成礦構造背景.地學前緣，2007，14(5)：186－198.

［5］莊光軍，雷時斌，張江明.南坪礦區隱伏巖體特征及其找礦意義［J］..地質與勘探，2010，46(431)：1232－1241.

［6］付治國，呂偉慶，田修啟，等.東溝鉬礦礦床地質特征及找礦因素研究［J］.中國鉬業，2005，29(2)：8－16.

［7］翁紀昌，張云政，黃超勇，等.欒川三道莊特大型鉬鎢礦床地質特征及礦床成因［J］.地質與勘探，2010，46(1).41－48.

［8］劉崇民，胡樹起.西藏驅龍斑巖銅鉬礦地球化學異常特征.物探與化探.2003.27(6).441－444.

［9］張連生，穆新華.河南省石窯溝鉬礦床地質特征及成礦遠景分析［J］.礦床地質，2010.29.117－122.

［10］翁紀昌.南泥湖鉬礦田成礦物質組成研究［J］.地質調查與研究.2008，32(2)：97－106.

［11］汪江河.河南三道莊鎢鉬礦區深部下層礦的找礦意義［J］.地質調查與研究.2009，32(4)：291－296.

［12］王成，龔慶杰，席斌斌.斑巖鉬礦熱液流體的地球化學演化－以美國亨德森斑巖鉬礦為例［J］.地質找礦論叢.2009，24(2)：146－151.