河南省欒川縣石寶溝鉬礦礦床地質特征及成因探討

呂偉慶，劉建軍，吳 飛，張 衡

(河南省地質礦產開發局第二地質勘查院，河南許昌 461000)

0 前言

欒川地區是河南省乃至全國重要的鉬多金屬成礦帶，發現了南泥湖、三道莊、上房溝3個特大型及多個大中型鉬礦床，它們具有相同的成礦地質背景，石寶溝鉬礦床是近年來在豫西地區發現的又一大型斑巖-矽卡巖型鉬礦，通過勘查，已控制的(332)+(333)鉬金屬資源量大于20萬t。該礦床賦存于欒川縣石寶溝花崗巖體南東側內外接觸帶，其發現是東秦嶺地區鉬礦找礦工作的又一大突破。因此對該礦床地質特征及巖體控礦作用的研究，有助于該區域鉬多金屬礦床的尋找工作。

1 區域地質概況

礦區位于華北地臺南緣與秦嶺褶皺系相交部位，崤山—魯山拱褶斷束以南，黑溝—維摩寺斷裂以北。地層分區屬華北區豫西分區熊耳山小區(詳見圖1)。

出露地層主要為中元古界熊耳群、官道口群，新元古界欒川群和下古生界陶灣群。區域內巖漿活動頻繁強烈，主要為中元古代(王屋山期)中酸性和晚元古代(晉寧期)基性、酸性、堿性及侏羅紀、白堊紀(燕山期)中—酸性巖漿侵入，以晉寧期和燕山期巖漿活動最為發育。燕山期中—酸性小侵入體與內生金屬礦產形成關系較為密切。受黑溝—維摩寺—固始斷裂影響，構造活動頻繁，變形強烈，不同期次形成的構造形態相互疊加、改造;褶皺、斷層的主體構造線呈北西向，次為北東向、近東西向。區內變質作用明顯，靠近斷裂帶變質作用明顯增強，形成綠片巖相巖石。

據1∶5萬航磁成果，本區位于華北地臺南緣波動雜亂磁場區，主要為盧氏—欒川臺緣褶皺帶磁場。三川—欒川一帶區域背景正磁場都接近200γ，這個共同的區域背景磁場，可能是深部隱伏巖體引起的。

礦區位于盧氏—欒川鉬鎢鉛鋅銀金地球化學異常帶中，該帶北起馬超營斷裂，南至欒川斷裂的狹長帶狀范圍內，廣泛發育 Mo、Ag、Pb、Zn、Au、W、Cu、Mn等元素異常。沿馬超營斷裂帶，形成 Au、Ag、Pb、Zn、Mo、Bi多元素的綜合異常帶，Ag、Pb、Zn 元素異常套合較好。不同類型的巖體與巖體的不同部位分別形成鉬、鎢、銀、鉛鋅、鐵、銅、鋅、硫、金礦等，構成一個完整的成礦系列。

圖1 石寶溝鉬礦區區域地質圖

2 礦區地質概況

2.1 地 層

礦區內出露地層主要為中元古界官道口群白術溝組及新元古界欒川群三川組、南泥湖組、煤窯溝組和大紅口組。

2.1.1 中元古界官道口群

僅出露白術溝組上段(Pt2b3)，主要分布于工作區中東部，巖性為厚層狀白云石大理巖夾絹云母石英片巖，局部為含炭白云石大理巖，其頂部為炭質板巖。與北側欒川群三川組地層呈斷層接觸。

2.1.2 新元古界欒川群

(1)三川組(Pt3s):沿黃背嶺背斜兩翼分布，按其巖性組合特征可分為上、下兩個巖性段。下段(Pt3s1)為含石英細礫變質砂巖，局部夾石英大理巖，上段(Pt3s2):為中厚層條帶狀黑云大理巖、石英大理巖及絹云大理巖。

(2)南泥湖組(Pt3n):主要在工作區中部沿黃背嶺背斜兩翼分布，按其巖性組合特征可分為3個巖性段。下段巖性主要為細粒石英巖，中段主要為炭質絹云片巖、變斑黑云二云片巖，上段為黑云大理巖。與上覆煤窯溝組、下伏三川組均呈正常接觸。

(3)煤窯溝組(Pt3m):主要分布在礦區中部，出露有下、中、上段地層，下段巖性為變質細砂巖、石英巖夾二云片巖;中段為厚層白云石大理巖;上段硅質條帶白云石大理巖夾石煤，底部為磁鐵石英巖。

(4)大紅口組(Pt3d):分布礦區的南部。以變質粗面巖為主，夾少量變質火山碎屑巖、火山沉積巖及白云石大理巖。

2.2 構 造

該區位于黃背嶺—石寶溝背斜的中部。受斷裂構造的影響，發育有小型褶曲和倒轉地層。斷裂構造主要為北西向，規模一般較大，走向290°～320°，傾向南西，傾角52°～80°。帶內可見構造角礫巖和碎裂巖。區內北西向構造主要有F1、F2、F3等。

區內還可見到密集的北東向次級構造，其規模較小，走向10°～40°不等，多傾向南東，少量反傾，傾角65°～85°，帶內巖性以褐鐵礦化碎裂巖為主，局部鐵錳礦化較強。

2.3 巖漿巖

區內巖漿巖較為發育，在礦區東、中、西部分別出露了黃背嶺、魚庫、石寶溝等燕山晚期花崗斑巖體，并多見晉寧期變輝長巖脈(墻)呈北西向展布。

石寶溝-魚庫巖體，位于黃背嶺—石寶溝背斜的近核部，西部侵入于南泥湖組中段地層中。地表呈近似菱形的不規則橢圓狀。為斑狀二長花崗巖—斑狀黑云母花崗閃長巖組成的復式巖體。地表及淺部為斑狀二長花崗巖，深部為斑狀黑云母花崗閃長巖，兩者交替出現后過渡為斑狀黑云母花崗閃長巖。

2.4 變質作用

礦區經歷了漫長的地質時代及多次的構造運動。各種變質作用以不同的形式表現出來。

2.4.1 區域變質作用

主要形成各種片巖、粒狀變質巖。由于后期熱變質及接觸交代作用的疊加和改造，區域變質作用形成的巖石特征已基本全部消失。

2.4.2 接觸變質

主要是由于燕山期酸性小巖體的侵入所產生。可分為:(1)熱接觸變質作用及其變質巖，構成較寬的角巖帶。(2)接觸交代變質作用及其變質巖，形成石榴子石矽卡巖、石榴石鈣鐵輝石矽卡巖。

2.4.3 熱液蝕變

巖體和圍巖均發生了不同的蝕變，絹云母化、硅化、絹英巖化-黃鐵絹英巖化和云英巖化—黃鐵云英巖化、鉀長石化、碳酸鹽—沸石化、黑云母化、陽起石化、綠簾石化。

各種蝕變作用的蝕變期、蝕變階段在時間和范圍上有一定的套合關系。

圖2 欒川縣石寶溝鉬礦區地質及工程分布圖

3 礦床地質特征

3.1 礦體特征

該礦床剝蝕程度淺，地表局部可看到輝鉬礦化。主礦體平面上西起石寶溝，東到半截溝溝腦，東西方向長約1 400 m，南北方向寬約1 280 m，面積約0.82 km2。

3.1.1 空間特征

礦體空間上與花崗斑巖體緊密相依，賦存于斑巖體內外接觸帶，斑巖體頂面平緩的部位。礦(化)體形態呈不規則橢圓狀分布于石寶溝巖體東側外接觸帶500 m范圍內。

3.1.2 賦礦巖石

賦礦巖石主要為矽卡巖、角巖、變質砂巖、花崗斑巖，次為變輝長巖、大理巖、白云巖等。礦化的強弱與巖性沒有關系，但礦床類型對圍巖性質具有選擇性。

3.1.3 礦體形態、產狀及品位變化

區內主礦體圍繞黑云母二長花崗巖東側外接觸展布，平面形態為不規則橢圓體，西凹東凸。剖面上礦體總體呈似層狀，局部增厚。總體傾向北東、東。礦體底部與花崗斑巖體頂面的坡向和坡度趨于一致，傾角隨巖體頂界面變化而變化，一般在30°左右，中上部相對平緩，一般20°左右。礦體中局部存在少量夾石，內部結構較簡單。礦體與夾石之間存在漸變過渡關系。

圖3 石寶溝鉬礦區橫64勘探線剖面圖

東礦段工業礦體平均品位 0.10%，西礦段0.05%，較均勻。礦體的品位變化與厚度變化關系不密切。礦體分布范圍內北西向斷裂蝕變帶為成礦前(或成礦早期)形成的，對礦體沒有破壞作用。

圖4 石寶溝鉬礦區縱03勘探線剖面圖

3.1.4 礦石結構、構造及礦石類型

礦石結構以鱗片狀結構、鑲嵌結構、包體結構、自形-它形晶粒狀結構。礦石構造以細脈狀構造、脈狀構造、浸染狀構造、細脈浸染狀構造。

根據含礦巖石主要可劃分為長英角巖型輝鉬礦石、透輝石斜長石角巖型輝鉬礦石、矽卡巖型輝鉬礦石、花崗巖型輝鉬礦石4種礦石類型，另外還有少量變輝長巖型輝鉬礦礦石、白云石大理巖型輝鉬礦礦石等。

3.1.5 礦體氧化特征

該礦床剝蝕程度淺，地表局部可看到輝鉬礦化。氧化作用并不強烈，氧化礦分布零星，氧化礦石一般呈褐黃色、灰黃色、裂隙面上常見斑雜色，

經工程控制，沒有明顯的氧化帶和混合帶。氧化率自地表向下逐漸降低，個別工程部位亦存在氧化礦和硫化礦跳躍式的變化，說明影響礦床的氧化因素除地形條件外，構造裂隙也是其中之一。

4 礦床成因

4.1 礦化階段

根據輝鉬礦、白鎢礦及黃鐵礦與各種交代形成的蝕變礦物共生關系和生成的先后順序不同，可分為以下礦化階段:

4.1.1 矽卡巖階段

早期形成白鎢礦，呈浸染狀不均勻分布于鈣鐵榴石晶粒之間。有時有磁鐵礦伴生。稍晚有浸染狀分布的輝鉬礦生成，不均勻散布于鈣鐵榴石、透輝石及鈣鐵輝石晶粒之間，較少有石英伴生。

巖體中云英巖-黃鐵云英巖化帶內有浸染狀輝鉬礦，斑狀二長花崗巖中也偶爾見浸染狀輝鉬礦。

4.1.2 鉀長石石英硫化物階段:

該階段以巖體內外接觸帶出現有伴有輝鉬礦、黃鐵礦產出的鉀長石石英脈為標志。矽卡巖中以不規則粒狀及粒狀集合產出的石英交代和伴有浸染狀輝鉬礦、白鎢礦及黃鐵礦產出為特征。

4.1.3 石英硫化物階段

為主要成礦階段。在各類成礦巖石中廣泛分布，以輝鉬礦石英脈、黃鐵礦輝鉬礦石英脈及輝鉬礦脈、黃鐵礦石英脈、黃鐵礦脈的產出為標志。

4.1.4 沸石碳酸硫化物階段

為礦化晚期次要成礦階段。在外接觸帶以出現輝鉬礦方解石石英脈、輝鉬礦黃鐵礦方解石石英脈、輝鉬礦黃鐵礦沸石方解石石英脈及零星產出的輝鉬礦方解石脈、黃鐵礦輝鉬礦綠泥石脈等為標志。

4.1.5 表生期

以零星出現的次生鉬華、鉬鈣礦、水鉬鐵華褐鐵礦、孔雀石等為標志。

4.2 礦床控礦特征

4.2.1 構造控礦特征

石寶溝鉬(鎢)礦床，在成因上受構造、巖體、圍巖及其蝕變的明顯控制。

構造對礦區的成礦作用十分明顯，區域北西西向斷裂和北東向斷裂的交接部位控制了魚庫巖體的形態和產狀，區域黃背嶺—石寶溝復式背斜南西翼控制了石寶溝鉬(鎢)礦床，礦區內成礦前的北東向構造帶和成礦期微構造節理、裂隙發育程度控制了礦化的富集部位。

4.2.2 巖體控礦特征

石寶溝鉬(鎢)礦床與燕山中期侵入的斑狀二長花崗關系十分密切。即是成礦母巖，也是成礦圍巖。據礦田內1∶5萬巖石地球化學測量結果，成礦元素的水平分帶十分明顯，Mo異常的濃集區與東魚庫巖體及其熱變質帶范圍十分吻合，鉆探工作證實:礦體、巖體及其熱變質帶分布的一致性，充分說明礦化與巖體侵入的時、空關系十分密切。

巖體的產狀變化及巖體的不同部位，其礦化的富集程度有一定的差異。巖體的南東接觸面傾斜較陡，傾角50°～80°;北西和北東接觸面斜緩，傾角30°～50°，且頂面起伏不平，前者產狀較陡，礦化差，后者產狀較緩，其礦化較好。石寶溝礦區的主礦體即分布于巖體北東傾伏端和小脈狀斑巖體的兩側接觸帶。

據采自魚庫斑狀二長花崗巖中2個巖石化學全分析樣品的統計資料表明，SiO2平均含量為73.49%，高出中國平均值71.27%;K2O+Na2O平均為8.87%，高出中國平均值7.82%;K2O/Na2O 平均為2.31，高出中國平均值1.06%，說明該巖體富堿高鉀、硅酸過飽和的鈣堿系列花崗巖特征，由于該巖體具以上特征，故鉬含量也較高，是正常相同巖類的幾十倍，由此可以看出，魚庫巖體有利于礦體的形成。

4.2.3 圍巖蝕變與礦化的一致性

由于巖體產狀的影響，礦區的熱變質與熱液蝕變范圍均位于巖體北西側。鉬化強度與圍巖的熱液蝕變類型之間的關系較為明顯，礦化較好部位，多位于鉀、硅化帶分布范圍，其礦化強度主要與蝕變強度成正相關關系，即蝕變較甚部位，礦化相應也較好。

4.2.4 圍巖巖性差異與礦化的關系

從礦區的野外觀察和各種測試結果來看，礦化對巖性沒有嚴格的選擇作用，只要構造有利均可礦化成礦，但由于含礦巖石的化學成分，礦物顆粒有所差異，反映出來的礦化強度亦有所不同，由長英角巖類和矽卡巖類2種鉬礦體可以看出，前者主要是受微構造節理、裂隙控制為主，構成細脈狀輔以細脈浸染狀，后者則為浸染型為主。須說明的是，礦區所有矽卡巖并非全部礦化成礦，仍與微構造節理、裂隙發育程度和埋深有關。

4.3 礦床成因

根據上述區域和礦區地質構造特征，石寶溝巖體形態、產狀與礦體的關系;巖體化學成分與鉬礦化的關系;巖體與鉬礦化的空間時間關系等。結合礦區圍巖蝕變與鉬礦化的一致性以及硫同位素組成特點，本礦與國內外已知斑巖型鉬礦特征十分相近，應屬斑巖型鉬礦床，但考慮到礦床的礦石類型中矽卡巖型礦石占一定的比例，故本礦床應稱之為斑巖-矽卡巖型鉬礦床更為合適。

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