河南信陽天目山鉬礦成礦地質特征及預測

黃傳計，趙 偉，程 遠，張志娜，陳少偉

(1.河南省有色金屬礦產探測工程技術研究中心，河南 鄭州 450016)

(2.河南省有色金屬地質礦產局第五地質大隊，河南 鄭州 450016)

0 引 言

天目山礦區大地構造橫跨華北板塊南緣和秦嶺造山帶東段，以羊冊—明港斷裂及西官莊—松扒—龜山斷裂為界，北部為華北板塊，中部為北秦嶺造山帶，南部為南秦嶺造山帶[1-2]。本區處于銅山—天目山銀多金屬成礦帶上，該成礦帶是一條著名的多金屬礦化集中分布區，已知小型礦床、礦(化)點數十處，天目山—亂馬山分布于北西西向礦帶的東段。

本文通過對該區鉬礦的成礦地質特征、控礦因素及成因分析，擴大在該區的找礦思路，對指導該地區地質找礦工作具有良好指導意義。

1 區域成礦地質背景

河南信陽天目山鉬礦位于信陽、確山、桐柏3市(縣)交界處。礦床所處大地構造位置為秦嶺東西構造帶東端邊緣,毛集破碎北側。大地構造位置橫跨華北板塊南緣和秦嶺造山帶東段，以羊冊—明港斷裂為界，北部為華北板塊，南部為北秦嶺造山帶(見圖1)。

圖1 桐柏—天目山一帶區域地質略圖(據王宗煒，2015，修改)

區域出露地層簡單，主要有中元古界毛集巖群回龍寺巖組、左老莊巖組、堡子巖組，新元古界欒川群魚庫組、大紅口組，下古生界二郎坪巖群大栗樹巖組及新生界第四系。

區域構造線總體呈北西—南東向展布，主要表現為以羊(冊)—明(港)斷裂為代表的多條走向290°～320°的深大斷裂的分布，各地層單元以它們為界相互拼貼在一起。這些深大斷裂早期以韌性剪切變形為主，后期疊加了脆性斷裂。受其影響，區域構造面理均呈北西—南東走向，構成了區域基本構造格架。北北西向和北東向斷層在區內出露規模不大，一般在數百米至千余米，形成時代較晚而且以脆性變形為主。

區內巖漿巖發育，在多個地質時期均有較強烈的巖漿活動，且種類繁多，超基性巖、基性巖、中性巖、酸性巖、堿性巖皆有出露；產狀類型多樣，從大面積海底火山噴溢到淺成、深成侵入。巖漿活動期次多、規模大、延續時間長、為本區內生礦產的形成提供了物質和熱動力。規模較大且與鉬多金屬礦化關系較緊密的巖體有位于北東部的燕山期天目山花崗巖體。

區域鉬化探異常主要呈北西西向沿羊(冊)—明(港)斷裂、龜梅斷裂帶、桐—商斷裂及兩側帶狀展布，主要異常元素組合為Ag、Au、Pb、Zn、Cu、Mo等，其中鉬異常與燕山期侵入巖體分布基本一致。本礦區覆蓋了東南部鉬元素的強異常區。

2 成礦地質特征

2.1 礦區地質特征

礦區位于華北地臺南緣，信陽市平橋區的天目山一帶，出露地層簡單，斷裂構造較發育，不同時期的巖漿巖體(株)、巖脈較多，變質作用普遍，礦產以鉬、螢石礦為主(見圖2)。

圖2 天目山礦區地質簡要圖(據王宗煒，2015，修改)

2.1.1 地 層

該區地層除南部零星出露中元古界毛集巖群左老莊巖組、新元古界欒川群大紅口組外，主要為中元古界毛集巖群回龍寺巖組，新元古界欒川群魚庫組，在山坡及溝谷分布有少量第四系。

2.1.1.1 左老莊組(Pt2z)

左老莊組為一套塊建堆積的低成熟度陸源碎屑巖，依其巖性組合可分為2個巖性段，區內僅出露第二巖性段(Pt2z2)，主要巖性為黑云石英片(麻)巖，二云石英片巖夾薄層斜長角閃片巖、石英巖，巖層總體走向270°～330°，傾角65°～75°，推測其原巖為泥質粉砂巖。

2.1.1.2 回龍寺組(Pt2h)

回龍寺組巖性組合可劃分為2個巖性段，即Pt2h1、Pt2h2，并從南向北依次分布。Pt2h1主要巖性為二云石英片巖、斜長角閃片巖、黑云石英片巖夾薄層大理巖；Pt2h2主要巖性為斜長角閃片巖，二云石英片巖夾白云母硅質大理巖，巖層總體傾向10°～40°，局部200°～240°，傾角60°～80°不等，推測其原巖為一套陸海相沉積的泥質粉砂巖-砂巖。

2.1.1.3 魚庫組(Pt2y)

魚庫組位于礦區中部，水瓶寨花崗巖體南側，主要巖性為硅質條帶狀大理巖、碳質大理巖、含透輝(閃)石大理巖及小面積斜長角閃片巖，巖層總體傾向200°～240°，傾角60°～85°不等，推測其原巖為湖海相沉積的碳酸鹽及偏基性侵入巖。

2.1.1.4 新生界第四系(Q)

新生界第四系主要分布在山澗溝谷及地勢低平地帶。

2.1.2 構 造

該區構造格架是以羊(冊)—明(港)斷裂為中心，在其兩側形成了一系列與之平行的脆性斷層，褶皺構造則不發育。羊(冊)—明(港)斷裂出露于回龍寺巖組與晉寧期變基性巖及魚庫組之間，淺部表現為順巖層產出的擠壓揉皺及劈理化帶[3]，寬度數米至數十米。

后期脆性斷裂以北西西向高角度斷層為主，長度百余米至數千米，斷裂帶寬0.5～15 m，斷層傾向200°～210°，傾角70°～85°，發育棱角狀—次棱角礫巖，主斷面上可見斷層泥及垂向擦痕，顯示其多期活動的特征。區內的多金屬礦化、螢石礦化與其有密切的成生聯系，也為鉬礦化的主要控礦構造。另外，區內尚見有一些北東向、近東西向斷裂，長度在數百米之內，對成礦影響不大。

2.1.3 巖漿巖

區內巖漿活動主要為晉寧期變輝長巖(υ23)，燕山期天目山序列花崗巖及脈巖。

2.1.3.1 變輝長巖(υ23)

晉寧期變輝長巖(υ23)分布于礦區北西和南東部，呈不規則狀，二者原先為一整體，后被燕山期花崗巖侵入，其與地層的接觸關系清楚。巖體侵入后，受后期區域變質作用影響，巖石多發生了片理化和綠簾角閃巖相變質作用。主要巖性為變輝長巖，巖石呈灰綠—深灰綠色，露頭巖性顯示為斜長角閃片巖、斜長角閃巖。根據1∶50 000區調研究成果，該巖體的巖石類型應是橄欖輝長巖和輝長巖。在其與圍巖接觸帶上，可見絹云母化、滑石化、矽卡巖化。

2.1.3.2 天目山花崗巖體

天目山花崗巖體大面積分布于礦區北部和南部，與地層侵入接觸線大體沿320°～340°方向展布，為燕山晚期花崗巖序列，根據巖體的內部接觸關系和巖石粒度變化，可劃分以下6個單元。它們之間大部分地段呈漸變過渡關系，無明顯界線；本區內出露第一、二、三、四、六單元。

(1)第一單元：細粒鉀長花崗巖(K1T1ξγ)。分布于亂馬山—老虎洞一帶，主要巖性為細粒鉀長花崗巖。巖石細粒花崗結構，塊狀構造；主要礦物成分：鉀長石(45%～55%)，為條紋長石，他形粒狀；斜長石(5%～15%)，為鈉長石，半自形，板狀；石英(35%～45%)，他形粒狀或不規則形狀；黑云母(<2%)，為片晶，多色性明顯。巖石礦物顆粒大小一般在1 mm以下。

(2)第二單元：中細粒鉀長花崗巖(K1T2ξγ)。為細中粒鉀長花崗巖，分布于天目山東側大部分地段。巖石為細中粒花崗結構，塊狀構造；主要礦物成分：鉀長石(50%～65%)，為條紋長石，他形-半自形晶；斜長石(10%～20%)，為鈉長石，半自形，短柱狀、板狀，表面較明凈；石英(20%～30%)，他形粒狀，無色；黑云母(<1%)，他形片晶，切面上面為淺棕黃色，在接觸處顏色變淺。巖石中礦物顆粒一般為0.2～2.5 mm。

(3)第三單元：細中粒～中粒鉀長花崗巖(K1T3ξγ)。

(4)第四單元：細粒斑狀鉀長花崗巖(K1T4ξγ)。

(5)第六單元：細粒鉀長花崗巖(K1T6ξγ)。

天目山—亂馬山復式巖體主要單元巖石微量元素含量見表1。從表1可知:各單元巖體 W、Sn、Bi、Mo 含量可高出平均值2倍以上，Be、Nb高于平均值的3倍；第六單元的大水瓶寨巖體微量元素含量最高，可大于平均值的6倍，Mo高出地殼花崗巖類的21倍。

表1 天目山—亂馬山復式巖體主要單元微量元素含量表 ×10-6

2.1.3.3 脈巖

礦區脈巖分布廣泛，主要有正長斑巖脈(ξπ)、花崗斑巖脈(γπ)、花崗偉晶巖(γρ)、花崗細晶巖(γl)、石英脈(q)等，它們多呈巖枝及脈狀產出。其走向與地層走向大致一致。

2.1.4 變質作用

區內動力變質作用比較強烈，又有多期巖漿活動，導致圍巖發生強烈的熱液蝕變，主要有硅化、螢石礦化、黃鐵礦化、輝鉬礦化、褐鐵礦化、鉀長石化、綠泥石化、綠簾石化、絹云母化、高嶺土化等，均分布在構造蝕變帶及近礦圍巖中。

2.2 礦區地球化學特征

2.2.1 元素在不同地質單元中的分配特征

礦區內在不同的地質單元分別統計其部分微量元素的平均含量見表2。從表2可以看出:回龍寺組上段(Pt2h2)是富集元素較多、程度較高的層位，Ag、Pb、Zn、Cu、Mo等都有不同程度的富集，其中Ag富集程度最強；回龍寺組下段(Pt2h1)，Cu、Zn富集程度較強，Ni、Co、Cr也有不同程度的富集。魚庫組(Pt3y)多為背景值。大紅口組(Pt3d)中，各元素趨于貧化。天目山花崗巖體Mo、Pb趨于富集。變質基性巖中，Cr、Ni、Co具有較強的富集并伴有Zn。

表2 天目山—亂馬山各地質單元中元素平均含量表 ×10-6

2.2.2 地球化學異常

區內Mo、Cu異常發育在礦區中部，其它元素的異常則主要分布在Mo、Cu異常的南北兩端，且圍繞Mo、Cu異常發育。

2.2.2.1 1∶200 000水系沉積物化探異常

據1∶200 000萬水系沉積物測量結果，區內異常以Mo、Nb、W、U為主，并伴有Sn、Be、Bi等元素的異常。Mo最高含量8.8×10-6，平均數2.79×10-6，襯值1.86×10-6，異常面積68 km2；Nb最高含量118.3×10-6，平均數65.77×10-6，襯值1.64×10-6，異常面積80 km2；W最高含量8.9×10-6，平均數6.19×10-6，襯值1.55×10-6，面積32 km2。Be最高含量15.3×10-6，平均數7.2×10-6，襯值1.8×10-6，面積56 km2(見圖3)。

圖3 天目山一帶主要元素異常剖析圖

由上述可知，天目山花崗巖體是本區鉬多金屬重要的找礦部位,巖體的邊部是本區次要的找礦層位。

2.2.2.2 1∶50 000水系沉積物化探異常

Mo元素以天目山—亂馬山花崗巖為中心向外變弱，而在任店為中心形成低值區，向外逐漸變高。區內趨勢變化為 0.65×10-6～1.55×10-6，正剩余值1.44×10-6以上；地球化學圖上高背景區﹥1.5×10-6，以≥2×10-6區內圈出3個濃集中心，分布于北部和南部的花崗巖體中。同樣，Nb高背景區分布在天目山—亂馬山巖體內，由中心向外變弱，趨勢值為9.5×10-6～30×10-6，地球化學值25×10-6以上(見圖4)。

圖4 天目山一帶1∶50 000水系測量鉬異常圖

2.2.2.3 1∶10 000土壤沉積物異常

大水瓶寨一帶通過1∶10 000土壤沉積物測量，共圈出5個鉬濃集中心，鉬最高可達110×10-6，該異常中心位于大寨水瓶南側，第六單元(K1T6ξγ)與第二單元(K1T2ξγ)接觸帶上，總體呈北西—南東向環帶狀分布。該處巖石地表可見不連續面積性石英細脈密集發育，走向330°～340°，傾角一般大于70°，巖石硅化、褐鐵礦化、鉀長石化較強。

由上述可知，天目山花崗巖體尤其是大水瓶寨巖體是本區鉬金屬重要的找礦部位，具有尋找斑巖型鉬礦的前景。

3 礦體特征

3.1 異常區蝕變構造帶特征

礦區主要圍繞亂馬山、小石嶺、大水瓶寨3個異常區的蝕變構造帶進行了重點工作，其大致情況見表3。

表3 礦區鉬礦(化)帶特征一覽表

3.2 主要礦體特征

經過工程揭露，在小石嶺異常區中圈出了XMo4-1、XMo4-2兩條鉬礦體，亂馬山異常區中圈出了LMo4-1、LMo6-1兩條鉬礦體，大寨異常區中圈出了DMo-2、DMo-5、DMo-6、DMo-7四條鉬礦體。區內礦體大部分規模較小，其特征如下。

3.2.1 XMo4-1礦體

XMo4-1礦體位于礦區東南部小石嶺一帶，賦存于X4蝕變構造帶中，在蝕變帶中含螢石石英脈，其頂、底板圍巖中鉬礦化較連續，輝鉬礦以星散狀為主，局部見裂隙充填的細脈狀，圍巖蝕變為硅化、綠簾石化及不均勻鉀長石化。礦體長740 m，延深約130 m，平均厚度1.97 m，總體產狀340°∠70°，Mo品位為0.1%～0.5%，平均0.089%。圍巖蝕變為硅化、綠簾石化及不均勻鉀長石化(見圖5)。

3.2.2 XMo4-2礦體

XMo4-2礦體位于XMo4-1礦體東側，礦體長200 m，延深約100 m，平均厚度2.39 m，Mo平均品位0.10%。

3.2.3 LMo4-1礦體

L4號脈位于礦區西南部亂馬山一帶，L4號脈體長650 m，厚度0.8～3.0 m，傾向10°～30°、傾角56°～87°，地表見硅化、弱褐鐵礦化，鉬含量小于0.01%。深部見到的相應破碎帶及圍巖具硅化和不均勻的綠簾石化、黃鐵礦化、鉀長石化(見圖5)。沿硅化破碎帶底板處圈出LMo4-1鉬礦體，礦體長約280 m、延深320 m，平均厚度2.05 m；輝鉬礦多以星散狀分布，Mo品位0.05%～0.5%，平均品位0.069%。

圖5 天目山礦區X11地質、物化探綜合剖面示意圖

3.2.4 LMo6-1礦體

LMo6-1賦存于L6號蝕變帶中，L6號脈位于礦區西南部亂馬山一帶，脈長900 m，寬0.6～4.0 m，傾向258°～40°、傾角72°～80°，在蝕變帶中含螢石石英脈，鉬礦體賦存于螢石石英脈兩側花崗巖中，發育硅化、褐鐵礦化及鉬華，東側礦化較好；在深部見相應的破碎帶及圍巖具硅化和不均勻的綠簾石化、黃鐵礦化、鉀長石化，局部見煙灰色石英脈；輝鉬礦一般呈星散狀、細脈狀，礦物含量0.1%～1.0%。圈出鉬礦體長630 m，延深270 m，平均厚1.01 m，Mo平均品位0.11%。

3.2.5 DMo-2礦體

DMo-2鉬礦體長約100 m，厚度2.0 m，傾向45°、傾角7°，地表見硅化、弱褐鐵礦化，鉬品位0.056%。在深部破碎帶見到礦體，鉬品位0.069%。圍巖具硅化和不均勻的綠簾石化、黃鐵礦化、鉀長石化、輝鉬礦化，輝鉬礦多以星散狀分布。

3.2.6 DMo-5、DMo-6、DMo-7礦體

在深部施工鉆孔中,分別發現DMo-5、DMo-6、DMo-7礦體，厚度分別為7.54 m、3.34 m、2.02 m，鉬品位分別為0.095%、0.071%、0.06%。圍巖具硅化和不均勻的綠簾石化、黃鐵礦化、鉀長石化、輝鉬礦化，輝鉬礦多以星散狀分布，大小約0.1～0.5 mm，半自形晶-他形晶，呈星點狀、細脈狀分布。

3.3 礦石特征

3.3.1 礦石礦物成分

礦區各礦體的礦石礦物組成基本相同，主要金屬礦物為黃鐵礦、輝鉬礦、黃銅礦、磁鐵礦、赤鐵礦，次要礦物為鈦鐵礦、方鉛礦、金紅石。氧化礦物有鉬華、褐鐵礦等。脈石礦物為石英、鉀長石、斜長石、綠簾石等。

3.3.2 礦石結構和構造

區內礦石主要為自形—半自形晶結構、他形晶結構、斑狀結構、角礫狀結構；構造主要為塊狀構造、浸染狀構造、細脈-網脈狀構造等，以浸染狀構造最常見。

3.3.3 礦石類型

根據礦石的結構構造劃分，礦石類型有角礫狀礦石、浸染狀礦石、網脈狀礦石等，其主要工業類型有鉬礦石一種；按礦石的氧化程度可分為氧化礦石、混合型礦石和原生礦石。該區氧化深度在30 m左右，故氧化礦石多分布在30 m以上，在次生富集帶為混合型礦石，其下部是原生礦石。

3.4 圍巖蝕變

圍巖蝕變主要有硅化、黃鐵礦化、鉀長石化、輝鉬礦化、綠泥石化、綠簾石化、絹云母化、高嶺土化等。

4 礦床成因與找礦標志

4.1 礦床成因

根據研究，天目山花崗巖體普遍含有微量或少量的鉬。在后來的成礦過程中，鉬隨著構造活動進一步富集，早期的輝鉬礦呈星散狀、細脈狀分布于巖體的硅化-綠簾石化破碎帶中[5-6]；第二期輝鉬礦則呈脈狀或集合體狀，疊加于早期礦化之上；晚期的螢石石英脈沿構造帶貫入后，對鉬礦(化)體有一定的破壞作用。礦床主要受控于斷裂構造，與天目山花崗巖體有密切關系，屬脈型鉬礦。

4.2 找礦標志

(1)天目山花崗巖體內的斷裂多為含礦構造，其走向分別為東西向、北東東向、北北西向。

(2)近礦圍巖蝕變以硅化、黃鐵礦化、鉀長石化、輝鉬礦化、綠泥石化、綠簾石化、絹云母化、高嶺土化蝕變帶為特征，硅化、黃鐵礦化、鉀長石化、輝鉬礦化發育的部位，礦體較富。

(3)1∶50 000水系沉積物異常顯示Mo元素以天目山—亂馬山花崗巖為中心向外變弱。區內趨勢變化為0.65×10-6～1.55×10-6，正剩余值1.44×10-6以上；地球化學圖上高背景區﹥1.5×10-6，以≥2×10-6區內圈出3個濃集中心，分布于北部和南部的花崗巖體中，這些化探異常位置為尋找鉬礦的重要標志。

4.3 成礦規律

(1)區內鉬礦化均發育在天目山花崗巖體內蝕變構造帶中，以亂馬山、小石嶺、大水瓶寨較為集中。

(2)控礦斷裂主要為后期脆性斷裂，以北西西向高角度斷層為主，發育棱角狀—次棱角礫巖，主斷面上可見斷層泥及垂向擦痕，顯示其多期活動的特征。區內的多金屬礦化、螢石礦化與其有密切的成生聯系，也為鉬礦化的主要控礦構造。另外，區內尚見有一些北東向、近東西向斷裂，長度在數百米之內，對成礦影響不大。

(3)圍巖蝕變主要有硅化、黃鐵礦化、鉀長石化、輝鉬礦化、綠泥石化、綠簾石化、絹云母化、高嶺土化等。

4.4 成礦預測

天目山一帶所處大地構造位置特殊，成礦條件優越。多年來，不同地質單位一直在此工作。工作中對天目山一帶的螢石、銀、銅、鉛鋅、鐵等礦產進行了系統的評價。但是，開展正規的鉬礦地質勘查工作甚少。雖然天目山開展了鉬礦普查工作，但僅對小石嶺、大水瓶寨和亂馬山3個化探異常區的構造蝕變帶進行了初步評價，圈出小規模的鉬礦體。區內尚有許多與之平行的北西西向構造蝕變帶，成礦條件也大致相當，具有一定的找礦潛力；大寨鉬異常區西部未封閉，也具有一定的找礦潛力。下一步經過認真地總結成礦規律，有針對性地開展地質、物化探工作，有望在該區取得新的找礦突破。

總之，該異常帶具有一定的找礦潛力。

5 結 語

天目山鉬礦的形成和分布受區域成礦環境、地層、構造、巖漿巖等因素控制，其中受巖漿控制最為顯著。天目山花崗巖體普遍含有微量或少量的鉬。在后期成礦過程中，鉬隨著構造活動進一步富集，早期的輝鉬礦呈星散狀、細脈狀分布于巖體的硅化-綠簾石化破碎帶中；第二期輝鉬礦則呈脈狀或集合體狀，疊加于早期礦化之上；晚期的螢石石英脈沿構造帶貫入后，對鉬礦(化)體有一定的破壞作用。另外，局部鉀長細晶巖、花崗偉晶巖的出現，對鉬有一定的富集作用。

區域鉬礦化范圍大、強度高，從礦源層、巖石建造、巖漿巖及構造控礦因素來看，區域成礦條件十分優越，該區具有尋找中型以上鉬礦床的潛力。