東秦嶺馬河鉬礦地質(zhì)特征及找礦方向

丁 坤，王智慧，王瑞廷，邊 飛，李英杰，李嘉豪

(1.陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 渭南 714099) (2.長安大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，陜西 西安 710054) (3.西北有色地質(zhì)礦業(yè)集團(tuán)有限公司，陜西 西安 710054) (4.西安西北有色地質(zhì)研究院有限公司，陜西 西安 710054)

0 引 言

東秦嶺是我國最重要的鉬礦帶，也是世界最重要的鉬礦帶之一。該鉬礦帶地處華北板塊南緣與秦嶺造山帶的連接帶，已發(fā)現(xiàn)鉬礦床60余處，包含東溝、金堆城、南泥湖、千鵝沖、上房溝、三道莊、沙坪溝、雷門溝、黃龍鋪等 10余個(gè)大型—超大型鉬礦床，鉬金屬儲(chǔ)量可達(dá)500萬t以上。這些礦床多形成于近EW向斷裂與NE向斷裂的交匯部位，礦體賦存在中酸性侵入體與中新元古界碎屑巖-碳酸鹽巖內(nèi)外接觸帶及其附近。其周邊均分布有牧護(hù)關(guān)巖體和蟒嶺巖體等大型復(fù)式巖體及大量中酸性花崗巖類小巖體。前人認(rèn)為東秦嶺鉬多金屬礦床與中生代花崗質(zhì)巖漿活動(dòng)在時(shí)空分布、物質(zhì)來源及演化方面存在密切的聯(lián)系[1-3]，并取得了許多重要的認(rèn)識(shí)，為探討該區(qū)鉬礦床成礦作用及下一步的找礦勘查研究工作提供科學(xué)依據(jù)。

馬河鉬礦位于北秦嶺蟒嶺巖體北側(cè)，西距蟒嶺巖體5 km，1977年起，西北有色地質(zhì)勘查局七一二總隊(duì)在本地區(qū)進(jìn)行物探、化探和地質(zhì)勘查等找礦工作，目前礦產(chǎn)規(guī)模已達(dá)到中型，找礦潛力巨大。前人對(duì)馬河鉬礦的地質(zhì)背景特征、成巖時(shí)代、礦床地球化學(xué)和礦床成因等進(jìn)行了研究[2,4]，積累了寶貴的研究資料。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

馬河鉬礦位于東秦嶺鉬礦帶南亞帶，區(qū)域出露地層主要是中元古界長城系寬坪群，該地層是由一套大理巖類巖石與淺變質(zhì)的綠片巖類巖石互層而成，中間夾絹云石英片巖或硅質(zhì)巖類。區(qū)域構(gòu)造發(fā)育，構(gòu)造線以EW向、NW向?yàn)橹鳎浯螢镾N向。區(qū)域出露大量巖漿巖，分布廣泛，以中生代中酸性侵入體或次火山巖體為主，出露有牧護(hù)關(guān)、藍(lán)田、蟒嶺、老君山、二郎坪、石板河等花崗巖體，中生代巖漿活動(dòng)與該區(qū)的銅、鉬及金等內(nèi)生金屬礦關(guān)系密切。區(qū)內(nèi)鉬礦床類型多樣，主要有斑巖型鉬礦，此外部分礦區(qū)發(fā)育有少量石英脈型、碳酸鹽型及矽卡巖型鉬礦床。

前人對(duì)東秦嶺地區(qū)鉬礦床的成巖成礦時(shí)代進(jìn)行了大量研究工作，顯示東秦嶺地區(qū)發(fā)育一些(超)大型燕山期斑巖-矽卡巖型鉬(鎢)礦和金礦，如三道莊、南泥湖、上房溝和雷門溝4個(gè)礦床中的輝鉬礦Re-Os同位素年齡分別為145±2 Ma，142±2 Ma，144±2～146±2 Ma和145±2 Ma數(shù)據(jù)[5]；李永峰等[6]采用SHRIMP鋯石U-Pb測年及輝鉬礦Re-Os同位素年齡分別為116±1.5Ma和131.6±2 Ma，柯昌輝等[2]通過鋯石U-Pb年齡及輝鉬礦Re-Os同位素分析對(duì)南臺(tái)鉬多金屬礦區(qū)花崗斑巖進(jìn)行測年，測的成巖成礦時(shí)代分別為(151±1)Ma和(148.8±1.7)Ma。朱賴民等[7]報(bào)道了小秦嶺-熊耳山地區(qū)金堆城鉬礦床含礦斑巖鋯石加權(quán)平均年齡值140.95±0.45 Ma，與采用輝鉬礦Re-Os分析方法測得的金堆城鉬礦床年齡下限值一致(模式年齡為141±4～127±7 Ma)[8]。

該區(qū)成巖成礦時(shí)代與燕山期中國東部構(gòu)造體制大轉(zhuǎn)換晚期的伸展地球動(dòng)力學(xué)事件發(fā)生的時(shí)間范圍相吻合，也屬于我國東部中生代(燕山期)成礦作用大爆發(fā)的范圍[9]。

2 礦床地質(zhì)

2.1 礦區(qū)地質(zhì)特征

研究區(qū)位于蟒嶺巖體西側(cè)，東秦嶺鉬礦成礦帶南部，大地構(gòu)造位置屬北秦嶺加里東褶皺系紙坊—永豐褶皺束。

圖1 東秦嶺鉬礦帶區(qū)域地質(zhì)簡圖(據(jù)盧欣祥等[10]，有刪改)

2.1.1 礦區(qū)地層

區(qū)內(nèi)出露地層以中元古界寬坪群為主，寬坪群經(jīng)歷了強(qiáng)烈變形作用，其原巖主要由一套片巖、碎屑巖和碳酸鹽巖組成。

2.1.2 礦區(qū)構(gòu)造

礦區(qū)構(gòu)造較為發(fā)育，以近 EW 向深大斷裂和區(qū)域性褶皺為主。區(qū)域性褶皺主要為蟒嶺復(fù)式背斜，褶皺構(gòu)造主要為西溝—水蒿渠復(fù)式背斜，其軸向近東西，兩翼地層傾角不對(duì)稱，南陡北緩。斷裂構(gòu)造主要為近NE向、EW向和NNE向構(gòu)造。

2.1.3 巖漿活動(dòng)

礦區(qū)及其外圍出露有大量晚中生代巖漿巖，復(fù)式巖體有牧護(hù)關(guān)和蟒嶺巖體，小巖體為桃官坪巖體和西溝巖體，巖性主要為花崗斑巖和二長巖，柯昌輝等[2]通過LA-ICP-MS 鋯石 U-Pb 年齡測定桃官坪巖體和西溝巖體形成時(shí)代介于157～153 Ma，為晚侏羅世侵入體。此外，還分布有少量閃長巖脈、閃長玢巖脈及煌斑巖脈。

二長花崗巖顏色呈灰白色，具有二長結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要礦物為石英(28%～30%)、斜長石35%、鉀長石30%、黑云母3%，副礦物為鋯石、磷灰石、綠簾石。石英呈他形粒狀結(jié)構(gòu)，礦物粒徑0.2 cm左右，具波狀消光；斜長石呈半自形，發(fā)育聚片雙晶，粒徑0.3 cm左右；鉀長石多為半自形—他形粒狀結(jié)構(gòu)，粒徑0.2 cm左右；黑云母呈深褐色，有時(shí)為淺紅色，細(xì)小片狀結(jié)構(gòu)，具有一組完全解理。

花崗斑巖為淺灰—灰白色，似斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。斑晶主要成分為石英、斜長石和鉀長石，含量為40%左右，少量黑云母。基質(zhì)主要為細(xì)粒石英和鉀長石，含量為60%左右；暗色礦物主要為磷灰石和角閃石。

2.2 礦體及礦石特征

區(qū)內(nèi)共圈出了10余條礦體，各礦體均呈近東西向展布。其中Mo-2、Mo-6號(hào)礦體礦化較好、規(guī)模較大，主要礦體特征如下：

Mo-2號(hào)礦體為隱伏礦體，礦體主要賦存在石英脈中，少量賦存在硅化黑云斜長石英片巖中。礦體東西長300 m，南北寬約270 m，厚1.21～17.37 m，平均厚度為11.83 m，Mo平均品位為0.081%。礦體呈層狀-似層狀，少量為塊狀和透鏡狀，礦體產(chǎn)狀較穩(wěn)定，走向近EW，傾向北，傾角65°～79°。

Mo-6號(hào)礦體形態(tài)較為簡單，礦體主要賦存在石英脈及石英片巖中，礦體東西長130 m，南北寬約120 m，平均厚度為6.31 m，Mo平均品位為0.105%。礦體呈扁豆?fàn)睢⑼哥R狀，走向120°～130°，傾向NE，傾角較陡。

該礦床的輝鉬礦礦石類型以斑巖型礦石為主，可見少量石英脈型礦石。

金屬礦物主要有黃鐵礦、鈦鐵礦、輝鉬礦、黃銅礦等，其次有方鉛礦、閃鋅礦等；脈石礦物主要有斜長石、石英、白云母、黑云母及綠泥石。

礦石構(gòu)造以浸染狀、細(xì)脈狀構(gòu)造為主，其次為脈狀構(gòu)造；礦石結(jié)構(gòu)主要為他形和交代結(jié)構(gòu)。

2.3 圍巖蝕變

礦區(qū)圍巖蝕變廣泛發(fā)育，蝕變類型主要為硅化、黑云母化、鉀化、黃鐵礦化等。其中，硅化在成巖成礦過程中起著主導(dǎo)作用，具多期表現(xiàn)。

3 礦床成因

桃官坪巖體中Mo含量明顯高于蟒嶺二長花崗巖的平均值，圍繞巖體有一定的元素分帶性，從巖體向外依次是Mo-Pb-Zn、W-Cu-Pb。楊陽等[11]通過LA-ICPMS鋯石U-Pb年齡分析，將蟒嶺巖體劃分為晚侏羅世早期、晚侏羅世晚期—早白堊世早期和早白堊世中期3期。郭岐明等[12]測得的蟒嶺礦區(qū)的成礦小斑巖體桃官坪巖體形成時(shí)代為(147.1±1.1)Ma。兩者形成時(shí)代接近，且?guī)r體物質(zhì)來源均是以殼源物質(zhì)為主，混有部分幔源物質(zhì)。前人對(duì)東秦嶺鉬礦物質(zhì)來源進(jìn)行了研究，認(rèn)為成礦物質(zhì)以殼源為主，混有少量幔源物質(zhì)組分。

通過區(qū)域地質(zhì)特征、鉬礦的賦存狀態(tài)、鉬礦與巖漿巖的空間關(guān)系及成礦時(shí)代等特征，認(rèn)為馬河鉬礦的成礦母巖為二長花崗斑巖，成巖成礦物質(zhì)以殼源為主，混有少量幔源物質(zhì)組分。成礦物質(zhì)順著斷裂等構(gòu)造從地幔侵入到地殼發(fā)生遷移，鉬元素在巖漿期后熱液蝕變階段經(jīng)熱液擴(kuò)散遷移到圍巖中成礦，成礦作用依從于成巖作用。鉬礦體主要分布于巖體外接觸帶，鉬礦的形成與分布受巖體控制明顯。因此，該礦床為斑巖型鉬礦。

4 找礦方向

(1)尋找東秦嶺地區(qū)成礦母巖，此類巖體在燕山期陸內(nèi)環(huán)境條件下，為燕山期中酸性小巖體，巖性有斑狀花崗巖、花崗斑巖、爆破角礫巖和花崗閃長巖，原始巖漿以地殼物質(zhì)為主，部分為殼幔混合型。

(2)在巖石化學(xué)上看，這些小的侵入體應(yīng)該是更富于硅、堿，多數(shù)是鋁過飽和類型；巖石成因上可能與巖漿分異有關(guān)，其源區(qū)可能為殼幔混合型, 以地殼物質(zhì)為主，成巖溫度高于深熔花崗巖漿。巖漿及期后熱液攜帶的 Mo、Cu、W、Au等金屬礦質(zhì)可從深部穿透地殼到達(dá)淺表聚集成礦。深部巖漿不僅為成礦提供熱能，而且提供成礦物質(zhì)來源。

(3)在華北板塊南緣與揚(yáng)子板塊的縫合部位，斷裂構(gòu)造較為發(fā)育，從區(qū)域上看，近EW向斷裂與NE向斷裂的交匯部位是今后找礦的最佳部位，特別是巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈發(fā)育的部位。這些區(qū)域斷裂構(gòu)造為成礦流體從深部向淺部運(yùn)移和富集提供通道，有利于鉬-鎢等多金屬成礦。

(4)在中酸性侵入體與中新元古界碎屑巖-碳酸鹽巖內(nèi)外接觸帶及其附近尋找斑巖型鉬礦潛力巨大。找礦工作應(yīng)在地質(zhì)研究的基礎(chǔ)上，采用物探、化探測試方法：深部找礦以重磁為主，配合激電異常；地表找礦主要采用重砂和水系沉積物異常，配合遙感及航磁異常。