內(nèi)蒙古斑巖鉬礦成礦規(guī)律及成因探討

內(nèi)蒙古斑巖鉬礦成礦規(guī)律及成因探討

斑巖鉬礦床是中國(guó)的主要鉬礦床。我國(guó)東秦嶺地區(qū)是僅次于北美西部的全球第二大鉬成礦帶,此外,遼寧、吉林、江西等地也有重要的斑巖型鉬礦分布,內(nèi)蒙古自治區(qū)經(jīng)近年來(lái)的勘查,鉬金屬資源儲(chǔ)量已達(dá)133萬(wàn)噸,成為全國(guó)第四大鉬礦基地。前人已對(duì)斑巖型鉬礦床的地質(zhì)特征、成礦年齡、成礦物質(zhì)來(lái)源及成礦動(dòng)力學(xué)背景等進(jìn)行了大量研究,本文旨在前人研究的理論基礎(chǔ)上,對(duì)內(nèi)蒙古地區(qū)斑巖型鉬礦成礦規(guī)律做幾點(diǎn)分析。一、代板塊形成了眾多多金屬礦床全球范圍內(nèi)許多大型超大型鉬礦床大多沿前寒武紀(jì)古陸塊體邊緣產(chǎn)出,并且與中新生代構(gòu)造—巖漿活動(dòng)有關(guān)。內(nèi)蒙古自治區(qū)位于哈薩克斯坦、塔里木、華北及西伯利亞四大古生代板塊的結(jié)合部位,既有前寒武紀(jì)陸塊,也有大規(guī)模古生代造山帶,東部還疊加了宏大的中新生代火山—巖漿巖帶。長(zhǎng)期的地質(zhì)構(gòu)造演化不僅為巨量成礦金屬的運(yùn)移和聚集提供了動(dòng)力學(xué)保障,也為鉬金屬成礦作用提供了物質(zhì)和能量來(lái)源,形成了眾多的鉬及鉬多金屬礦床(沈存利,2010)。目前發(fā)現(xiàn)的斑巖型鉬礦床按照產(chǎn)出位置分兩種,一種位于板塊內(nèi)部邊緣,如大蘇計(jì)、查干得爾斯、查干花、西沙得蓋、敖侖花等。一種是位于板塊活動(dòng)大陸邊緣,如流沙山、小狐貍山(侯萬(wàn)榮等,2010)。二、鈣鈣堿型斑巖私礦斑巖型鉬礦床的共生巖漿巖從花崗閃長(zhǎng)巖到高硅富堿的花崗巖均有,多呈巖株產(chǎn)出,少數(shù)情況下也可呈巖基產(chǎn)出,巖株常見斑狀結(jié)構(gòu)(基質(zhì)從隱晶質(zhì)到細(xì)粒的顯晶質(zhì)),平面上呈圓形或橢圓形,巖株直徑一般在500—1,500m,巖株下部有可能存著一個(gè)巨大的下覆巖體。Westra等(1981)根據(jù)巖漿系列的K57.5指數(shù)、侵入體的微量元素含量、熱液系統(tǒng)的F和Sn含量,并結(jié)合大地構(gòu)造背景,將斑巖鉬礦劃分為堿鈣性-堿性斑巖鉬礦(K57.5>2.5,具有強(qiáng)烈鉀化,輝鉬礦品位通常>0.2%)以及鈣堿性斑巖鉬礦(K57.5≤2.5,輝鉬礦品位很少超過(guò)0.25%)兩大類。與其有關(guān)的巖漿巖系列:堿鈣性—堿性型斑巖鉬礦與堿性、堿鈣性以及高鉀鈣堿性巖漿系列有關(guān),共生巖漿巖以富Rb,低Sr為特征。反映了這些巖石是巖漿經(jīng)歷高度分異后的產(chǎn)物(Whiteetal.,1981)。鈣堿性型斑巖鉬礦與鈣堿性和高鉀鈣堿性巖漿系列有關(guān),母巖漿通常形成巖基,成分上由石英閃長(zhǎng)巖到花崗巖,尤其以花崗閃長(zhǎng)巖和石英二長(zhǎng)巖最為常見。鉬礦化與過(guò)鋁富硅的白崗巖和細(xì)晶巖關(guān)系最密切,代表了巖漿結(jié)晶分異最后階段的產(chǎn)物。共生的巖漿巖以富Sr,中等Rb,貧Nb、Mo為特征。(Whiteetal.,1981)。內(nèi)蒙古地區(qū)的斑巖型鉬礦,多處于大陸板塊邊緣,根據(jù)其巖漿特點(diǎn)及礦石品位(輝鉬礦品位很少超過(guò)0.25%)等特征,大體歸類于鈣堿性型斑巖鉬礦。其成礦母巖多為鈣堿性及高鉀鈣堿性巖漿系列。如敖侖花含礦巖體,呈巖株侵入砂質(zhì)板巖中,巖性主要為花崗閃長(zhǎng)斑巖—二長(zhǎng)花崗斑巖,斑狀結(jié)構(gòu),斑晶占40—70%石英斑晶多為溶蝕港灣狀或渾圓狀。具有鉀長(zhǎng)石、絹云母、碳酸鹽、高嶺土等蝕變。其地球化學(xué)組成為偏鈉質(zhì)的高鉀鈣堿性Ⅰ型花崗巖。具有高Sr,低Y、Yb的特點(diǎn),顯示出埃達(dá)克巖的特征(鄒滔等,2011)。小東溝斑狀花崗巖體也呈巖株侵入,以斑狀黑云母花崗巖為主,含量與中國(guó)二云母花崗巖平均值相似,以相對(duì)富硅、堿質(zhì)、銣、鈾、釷組分而相對(duì)虧損鋁、鈣、鐵、鎂、鋇、鍶、鈮、鉭和稀土元素為特征,屬富堿鈣堿性花崗巖類侵入體(黎彤等,1963)。查干德爾斯二長(zhǎng)花崗巖體發(fā)生強(qiáng)烈鉀化而呈肉紅色花崗巖及淺色花崗巖,呈巖基侵入,為鋁弱過(guò)飽合的高鉀鈣堿性花崗巖。稀土元素及微量元素特征顯示為重熔型花崗巖的特征及地殼熔融的產(chǎn)物。(蔡明海等,2011)三、礦物及產(chǎn)出方式先看三個(gè)實(shí)例:1.敖侖花斑巖型鉬銅礦體賦存于敖侖花斜長(zhǎng)花崗斑巖體內(nèi)及外接觸帶中。鉬工業(yè)礦體90%以上賦存于斑巖體內(nèi),少量伴生銅。銅礦化主要分布在外接觸帶,以脈型為主。鉬礦石品位Mo在0.02—0.4%,Cu在0.01—2.38%。工業(yè)礦體多分布在280—620米之間。敖侖花鉬銅礦床礦石類型按礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特征劃分為浸染狀礦石、細(xì)脈—網(wǎng)脈狀礦石類型。常見的細(xì)脈有石英—輝鉬礦脈、石英—黃銅礦脈、石英—鉀長(zhǎng)石—輝鉬礦脈、石英—螢石—黃鐵礦—輝鉬礦脈、石英—黃鐵礦脈及純石英脈。網(wǎng)脈狀礦石形成于中晚期,多疊加在浸染狀礦石之上,鉬品位較高,局部含銅品位也比較高。浸染狀礦石形成于巖漿期后熱液,成礦早期礦石主要由黃銅礦、輝鉬礦、黃鐵礦和花崗斑巖造巖礦物組成,金屬硫化物粒度較細(xì),以自形—半自形鑲嵌分布于石英、鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石粒間,呈現(xiàn)浸染狀構(gòu)造。浸染狀礦石鉬銅品位都比細(xì)脈-網(wǎng)脈狀礦石要低,多分布于斑巖礦體底部及邊部弱蝕變區(qū)域(鄒滔等,2011)。2.查干德爾斯鉬礦地表有大量不同方向、規(guī)模不一的含礦石英脈,鉬含量低,無(wú)工業(yè)礦體。該區(qū)鉬礦主要產(chǎn)于14—730米范圍內(nèi)的中細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖體內(nèi),輝鉬礦呈單一的葉片狀,或以浸染狀,脈狀、團(tuán)塊狀集合體產(chǎn)出,或以黃鐵礦、輝鉍礦、黃銅礦等共生產(chǎn)出,多分布于石英脈微裂隙中、石英脈邊部及蝕變二長(zhǎng)花崗巖中。礦區(qū)內(nèi)鉬品位均值為0.06%—0.43%,鉍0.03%,銅0.05%(蔡明海等,2011)。3.小東溝地區(qū)的鉬礦化主要在斑狀黑云母花崗巖株頂部或沿內(nèi)接觸帶呈浸染狀、細(xì)網(wǎng)脈狀和條帶狀產(chǎn)出。傾斜深度為350—520米,平均390米。鉬礦石的鉬含量為0.06%—0.25%,最高為0.83%,平均為0.109%。小東溝鉬礦床的礦石類型為細(xì)脈—浸染狀或浸染狀硫化物型礦石,鉬華和鉬鉛礦極為少見。輝鉬礦的產(chǎn)出方式主要有三種:(1)呈稠密浸染狀或稀疏浸染狀產(chǎn)在斑狀黑云母花崗巖株內(nèi);(2)呈單一葉片或葉片狀集合體在石英脈中沿云母或石英粒間空隙或微裂隙(解理)展布;(3)呈稀疏浸染狀、薄膜狀或星點(diǎn)狀在石英脈內(nèi)產(chǎn)出。(聶鳳軍等,2007)。由上述看出:斑巖型鉬礦床的礦化帶大部分產(chǎn)于巖體內(nèi)部或頂部,少量發(fā)生內(nèi)接觸帶中。礦化深度較淺,一般小于1,000m。鉬以輝鉬礦的形式賦存于網(wǎng)狀石英—輝鉬礦細(xì)脈、石英—輝鉬礦大脈或以葉片狀或葉片狀集合體分散于巖體中。礦化方式主要為兩種:網(wǎng)狀石英—輝鉬礦細(xì)脈是斑巖鉬礦最常見的礦化方式。此種脈寬度多小于5cm,輝鉬礦可在石英脈中形成不連續(xù)的層,富集于石英脈的脈壁,或位于石英顆粒之中;細(xì)脈中還常含少量的黃鐵礦、絹云母、鉀長(zhǎng)石等礦物。網(wǎng)脈狀礦化可形成于開放空間的充填,也可形成于滲透交代作用。另一種就是巖體中的單獨(dú)鉬礦化,此種礦化方式經(jīng)濟(jì)價(jià)值不高,輝鉬礦呈薄膜狀分布于巖石裂隙面或呈薄片狀、薄片狀集合體的形式散布于侵入巖中。在本地區(qū)少見石英—輝鉬礦大脈型及角礫巖型礦化方式。四、蝕變與礦化關(guān)系斑巖型鉬礦床在空間上由內(nèi)到外常依次發(fā)育有鉀化、絹云母化、泥化。此外,在侵入巖與圍巖接觸部位還可發(fā)育青磐巖化帶。局部有的強(qiáng)烈,有的可能不出現(xiàn)。在內(nèi)蒙古地區(qū),鉬礦床的蝕變以硅化、石英—絹云母化、鉀化為主。如敖侖花鉬銅礦體主要賦存于巖體內(nèi),與成礦有關(guān)的蝕變主要為硅化、鉀長(zhǎng)石化、綠泥石、綠簾石、伊利石化、黃鐵礦化。蝕變具有明顯的分帶特征,垂直方向從上到下大致可劃分為石英網(wǎng)脈硅化帶(強(qiáng)蝕變帶)—綠泥石(綠簾石)—伊利石(水白云母)化帶—鉀長(zhǎng)石化帶、硅化—鉀長(zhǎng)石化帶(弱蝕變帶)。石英網(wǎng)脈硅化帶—綠泥石(綠簾石)—伊利石(水白云母)化帶:為強(qiáng)蝕變帶,分布于成礦巖體的上中部,各種蝕變類型呈層狀分布,主要以硅化為主,蝕變強(qiáng)烈且分布廣泛,硅化多呈網(wǎng)脈狀,脈中伴生有黃銅礦、輝鉬礦、黃鐵礦,由于硅化多期次疊加,從而形成脈狀及浸染狀的鉬銅多金屬工業(yè)礦體。硅化—鉀長(zhǎng)石化帶:為弱蝕變帶,分布于成礦巖體的中下部,主要蝕變類型有鉀長(zhǎng)石化、硅化次之,硅化多呈細(xì)脈狀,且沿粒間及裂隙分布,局部形成脈狀石英,該蝕變帶石英細(xì)脈較少,礦化也較弱(鄒滔等,2011)。查干花及查干得爾斯鉬礦區(qū)外側(cè)為強(qiáng)烈的鉀化區(qū),內(nèi)帶則為弱鉀化,強(qiáng)烈的云英巖化、硅化及不均勻分布的鉀化、高嶺土化、綠泥石化、綠簾石化、碳酸巖化等。螢石化偶見,鉀化主要沿裂隙呈線狀,不規(guī)則團(tuán)塊狀分布。其中強(qiáng)烈的云英巖化與鉬礦化關(guān)系密切(蔡明海等,2011)。勞家溝鉬礦蝕變類型以硅化、絹云母化、綠泥石化為主,次為鉀長(zhǎng)石化、碳酸鹽化,局部發(fā)育綠簾石化。從空間來(lái)看,蝕變具有明顯的分帶,自下而上、由巖體內(nèi)部向外部依次發(fā)育硅化—絹云母化帶、硅化—絹云母化—綠泥石化帶、碳酸鹽化—絹云母化—綠泥石化—綠簾石化帶。礦化主要發(fā)育在硅化—絹云母化帶和硅化—絹云母化—綠泥石化帶中(劉利等,2012)。綜上所述,在內(nèi)蒙古地區(qū)與鉬銅成礦關(guān)系密切蝕變主要是硅化、鉀長(zhǎng)石化、絹云母及云英巖化。鉬銅礦體中礦物含量高低與蝕變作用的強(qiáng)弱相對(duì)應(yīng),可以確定網(wǎng)脈狀、脈狀的硅化和鉀長(zhǎng)石化及強(qiáng)烈的絹云母及云英巖化為主要的找礦標(biāo)志之一。五、地球化學(xué)異常近年來(lái),隨著大中型鉬礦的不斷發(fā)現(xiàn)和評(píng)價(jià),已有不少學(xué)者對(duì)鉬的成礦規(guī)律及特征做出總結(jié),本文在前人研究的基礎(chǔ)上,結(jié)合個(gè)人認(rèn)識(shí),對(duì)內(nèi)蒙古地區(qū)區(qū)域鉬成礦特點(diǎn)綜合如下:1.本區(qū)斑巖型鉬礦多產(chǎn)于大陸板塊邊緣,分布于有色金屬成礦帶。成礦斑巖體成分上由石英閃長(zhǎng)巖到花崗巖,尤其以花崗閃長(zhǎng)巖和石英二長(zhǎng)巖最為常見,多為鈣堿性及高鉀鈣堿性系列巖漿。2.斑巖型鉬礦床的礦化帶大部分產(chǎn)于巖體內(nèi)部或頂部,少量發(fā)生內(nèi)接觸帶中。礦化深度較淺,目前在本區(qū)發(fā)現(xiàn)的礦床一般小于1,000m。3.成礦巖體的蝕變主要為鉀化、硅化、絹云母及云英巖化等。鉀化和硅化的分布面積廣,而云英巖化主要分布在近礦部位,與成礦的關(guān)系更直接。大面積的鉀化(堿性蝕變)及強(qiáng)硅化使礦質(zhì)析出,云英巖化(酸性蝕變)使成礦環(huán)境由堿性轉(zhuǎn)變?yōu)樗嵝?形成地球化學(xué)障,從而導(dǎo)致礦質(zhì)沉淀,形成礦體。因而巖體中的鉀化、硅化、絹云母及云英巖化是尋找鉬礦的良好標(biāo)志。4.礦種以獨(dú)立鉬礦床和銅鉬礦床為主,少量為鉬鎢、鉬鎢錫、鉬鉍鎢、鈾鉬、鉛鋅鉬及鉬金礦床。礦體厚度普遍較大,一般厚在幾十米至上百米,有的超過(guò)200米。品位總體較低,平均品位大于0.08%,低于0.25%。5.成礦時(shí)代主要與區(qū)域構(gòu)造活動(dòng)關(guān)系密切。目前發(fā)現(xiàn)的有四期,一是加里東中、晚期,如七一山錫鉬礦;二是華力西中、晚期,如流沙山鉬金礦,小狐貍山鉛鋅鉬礦;三是印支期如大蘇計(jì)鉬礦和西沙德蓋鉬礦;四是燕山期,如小東溝鉬礦敖侖花鉬礦等。6.以鉬成礦為主的巖體