河南新縣姚沖鉬礦床礦化和圍巖蝕變特征分析

河南新縣姚沖鉬礦床礦化和圍巖蝕變特征分析

東秦嶺-大河帶集中在五個大型、五個小型和許多中型礦床上，斜槽金屬儲量超過56噸。現(xiàn)在，它已經(jīng)是美國climax上的第一個大型鉬帶（lino等人，2007）。前期發(fā)現(xiàn)的大型超大型鉬礦床均集中在東秦嶺地區(qū)。近幾年來,在大別山北麓地區(qū)鉬多金屬找礦取得了重大進展,相繼發(fā)現(xiàn)了商城湯家坪大型斑巖鉬礦床(楊澤強,2007,2009;楊澤強等,2008;王運等,2009;Chenetal.,2011;魏慶國等,2011),光山千鵝沖超大型斑巖鉬礦床(李法嶺等,2011;楊梅珍等,2010;Yangetal.,2013)以及金寨沙坪溝特大型斑巖鉬礦床(張懷東等,2010,2012;黃凡等,2011;張紅等,2011),徹底改變了人們對大別山地區(qū)找礦潛力的認識,極大地增強了人們找礦的信心。姚沖鉬礦床為河南省有色金屬地質(zhì)勘查總院在秦嶺-大別山鉬成礦帶新發(fā)現(xiàn)的又一斑巖型鉬礦床,目前控制規(guī)模為中型。該區(qū)位于河南省新縣縣城東北約5km,屬戴咀鎮(zhèn)管轄。筆者結(jié)合礦區(qū)勘查工作實際,對姚沖鉬礦床的地質(zhì)特征、找礦標志進行研究,探討了礦床成因,試圖為進一步找礦提供理論依據(jù)和方向,擴大找礦成果。1國內(nèi)、、構(gòu)造格架研究區(qū)位于秦嶺褶皺系之桐柏-大別山褶皺大別山北麓的新縣北部。區(qū)內(nèi)地層發(fā)育不全,主要為一套區(qū)域變質(zhì)巖和火山碎屑巖。區(qū)域構(gòu)造格架大致表現(xiàn)為近東西向與南北向2組構(gòu)造所形成的格子狀構(gòu)造體系,主體斷裂對區(qū)內(nèi)地層、巖漿巖、礦產(chǎn)分布起著重要的控制作用(馬宏衛(wèi)等,2008),目前已知礦產(chǎn)多位于2組構(gòu)造的交匯部位及其附近(1)。區(qū)內(nèi)巖漿活動發(fā)育,與區(qū)域斑巖型鉬銅礦床關系密切,如大銀尖巖體、寶安寨巖體、湯家坪巖體、靈山巖體、新縣巖體等。其中新縣二長花崗巖體規(guī)模較大(200km2),距礦區(qū)最近,與本區(qū)鉬礦化關系較為密切。姚沖礦區(qū)處于母山-湯家坪與中生代燕山期花崗斑巖有關鉬、銅、多金屬礦床成礦亞系列的中部(礦集區(qū))(圖1),其周邊已發(fā)現(xiàn)有較明顯的Mo、Cu、W、Pb、Zn等多金屬異常和多個大中型礦床。2礦區(qū)地質(zhì)特征礦區(qū)位于桐柏-商城斷裂帶南側(cè),次級構(gòu)造較復雜,出露地層較簡單,斑巖體、礦體多呈隱伏狀分布,地表可見一些斑巖脈和少量礦化體(圖2)。2.1巖石礦物特征姚沖鉬礦主要賦存于隱伏花崗斑巖體(脈)的外接觸帶之中,其賦礦巖石為英云閃長質(zhì)片麻巖和花崗閃長質(zhì)麻巖。這些巖石的礦物粒度細小,較為致密,脆性強,節(jié)理發(fā)育,局部蝕變明顯,鉬礦化對圍巖的巖性沒有明顯的選擇性。礦體與圍巖均呈漸變過渡關系,無明顯界限。2.2礦床形成節(jié)理區(qū)內(nèi)構(gòu)造較復雜,主要表現(xiàn)為一些小斷裂構(gòu)造(圖2)。斑巖體及外接觸帶中廣泛發(fā)育節(jié)理裂隙,為成礦提供了很好的運移通道和容礦空間,是礦區(qū)的主要賦礦構(gòu)造。由玫瑰花圖(圖3)可知,走向近80°的這組節(jié)理在礦區(qū)最為普遍(2)。野外觀察發(fā)現(xiàn),此組節(jié)理傾向北西,傾角較緩,多集中于15°左右,基本與片麻巖的片麻理方向一致。該組節(jié)理規(guī)模大,密度較高,在斑巖及外接觸帶中均很發(fā)育。這組節(jié)理常被石英脈所充填,脈寬一般為2~30cm,間距為60~120cm,石英脈鉀化明顯,多含輝鉬礦化。2.3礦體特征2.3.1巖體厚度及平均工藝位度鉬礦體呈不規(guī)則狀、透鏡狀或似層狀(圖4)賦存于花崗斑巖體(脈)外接觸帶的中元古界蝕變片麻巖中,東西長約960m,南北寬800m,賦存標高為300~-400m,礦體最大厚度62.53m,最小厚度2.00m,平均厚度28.19m,厚度變化系數(shù)為73.97%,屬較穩(wěn)定型。從各橫勘探線剖面礦體的厚度及平均品位看,00線是礦區(qū)礦化的中心;富礦體分布于03橫線-02橫線與Ⅲ縱線-Ⅴ縱線所圈閉的區(qū)域內(nèi),集中在以ZK3為中心的地帶?？傮w上看,鉬礦化強度在平面上表現(xiàn)為中北部強,邊部弱的特點,礦體品位自中間向東西兩端明顯有逐漸變貧的趨勢(3)。2.3.2充填巖石學特征姚沖鉬礦表現(xiàn)出典型的斑巖型礦化特征,主要礦石類型包括:(1)浸染狀礦石:見輝鉬礦、黃鐵礦等金屬硫化物以自形-半自形鑲嵌分布于石英、鉀長石及其他蝕變礦物粒間,呈現(xiàn)浸染狀構(gòu)造(圖5A);(2)細脈-網(wǎng)脈狀礦石:為礦區(qū)主要鉬礦石類型。常見鉀長石-石英-黃鐵礦-輝鉬礦脈、石英-黃鐵礦-輝鉬礦脈、石英-輝鉬礦-方解石脈等充填于構(gòu)造帶及兩側(cè)的節(jié)理、裂隙中(圖5B);其中輝鉬礦-石英細(網(wǎng))脈通常寬2~4mm,寬者可達3~5cm,輝鉬礦多沿石英細脈壁分布,亦可呈不連續(xù)條帶狀或浸染狀分布于石英脈中,屬典型的斑巖型礦床礦化類型;(3)薄膜狀礦石:輝鉬礦呈薄層狀分布于節(jié)理面(圖5C);(4)角礫狀礦石:僅分布于破碎帶中,見原巖或早期礦石呈角礫狀被石英、碳酸鹽、巖粉及金屬礦物等膠結(jié)。該類礦石可單獨出現(xiàn),也常與細脈-網(wǎng)脈狀礦石、浸染狀礦石伴生(圖5D)。礦床常見金屬礦物包括輝鉬礦、黃鐵礦、黃銅礦、磁黃鐵礦、黑鎢礦等,脈石礦物包括石英、鉀長石、斜長石、黑云母、綠泥石、綠簾石、角閃石、絹云母、螢石、方解石、高嶺石、輝石、石榴子石等。2.3.3脈體與礦體的關系礦區(qū)圍巖蝕變類型包括硅化、鉀長石化、黃鐵礦化、絹云母化、綠泥石化、綠簾石化、方解石化、高嶺土化和螢石化等,多疊加出現(xiàn),強弱不等。以硅化、鉀長石化、絹云母化、黃鐵礦化發(fā)育較強,且與鉬礦化關系密切。硅化最為普遍和強烈,分布于全礦區(qū),延續(xù)時間長。早期硅化多呈細脈狀或團塊狀分布,以粒間交代為主(圖5D);后期硅化多呈細脈-網(wǎng)脈狀充填于斷裂帶及其周圍節(jié)理裂隙中,常伴有輝鉬礦、黃鐵礦等硫化物出現(xiàn)。主要細脈有鉀長石-石英脈(圖5B)、石英-黃鐵礦-輝鉬礦脈、石英-輝鉬礦細脈、石英-方解石脈。由于多期次活動,成礦脈體相互截切,穿插交代。鉀長石化在礦區(qū)中心、巖體(脈)附近較強烈,邊部較弱,常常與硅化、輝鉬礦化相伴隨。早期鉀長石化在巖體內(nèi)部及斷裂帶中以粒間交代為主,呈顯微粒狀集合體交代斜長石,細脈很少;晚期鉀長石化多呈細脈狀,充填節(jié)理裂隙,與石英共同形成石英-鉀長石細脈或網(wǎng)脈,脈中常伴有輝鉬礦、黃鐵礦等(圖5B)。礦區(qū)內(nèi)黃鐵礦化普遍發(fā)育,早期黃鐵礦呈晶形較好的粒狀分布在圍巖和構(gòu)造斷裂帶的長英質(zhì)脈體或團塊中,有時與磁黃礦伴生;后期黃鐵礦結(jié)晶程度較差,往往與黃銅礦、輝鉬礦、石英、方解石等一起形成細脈、網(wǎng)脈,后期黃鐵礦在構(gòu)造裂隙發(fā)育、蝕變較強的部位出現(xiàn)。絹云母化多分布于鉬礦體中上部的構(gòu)造蝕變帶內(nèi),呈團塊狀或帶狀產(chǎn)出,在一些輝鉬礦-石英細脈和網(wǎng)脈兩側(cè)也可見到。絹云母以微鱗片-細片狀集合體形式交代斜長石,局部形成絹英巖,常伴有黃鐵礦化、輝鉬礦化、黃銅礦化、磁黃鐵礦化等。綠泥石-綠簾石化較發(fā)育,主要出現(xiàn)在鉬礦體的中部、上部,綠泥石以交代黑云母為主,可呈星點狀假象交代黑云母,或以條帶狀沿裂隙分布;綠簾石多交代斜長石。綠泥石、綠簾石有時可出現(xiàn)在石英脈、方解石-石英脈中,伴有絹云母化和硅化、黃鐵礦化等,部分脈體中見輝鉬礦。早期方解石化常與絹云母化和硅化、綠泥石(綠簾石)化伴生,形成含金屬硫化物的石英-方解石脈;后期方解石化見于礦體中部和上部,脈中基本不含硫化物。高嶺土化是礦區(qū)常見的一種蝕變,分布在斷裂帶邊部的軟弱部位,呈土狀、泥狀產(chǎn)出,蝕變范圍一般較小。螢石化在礦區(qū)內(nèi)發(fā)育較普遍,早期的石英脈中含有少量螢石,晚期可單獨出現(xiàn)螢石脈。通過鉆孔巖心編錄,發(fā)現(xiàn)輝鉬礦化強烈的地方往往硅化、鉀長石化同時發(fā)育,否則礦化較弱。2.3.4脈石礦物組成根據(jù)礦石礦物的結(jié)晶特點,礦物間的交代、穿插、溶蝕等結(jié)構(gòu)特征及產(chǎn)出特點,將成礦過程分為四個階段。各成礦階段主要金屬礦物生成順序大致為:黃鐵礦Ⅰ→輝鉬礦→黃鐵礦Ⅱ→黃銅礦、磁黃鐵礦(表1)。(1)石英-鉀長石階段:在巖體頂部形成不均勻的面狀鉀長石化蝕變、浸染狀黃鐵礦化及星散狀分布的輝鉬礦,在上部圍巖的裂隙中可見含輝鉬礦的石英-鉀長石(或花崗質(zhì))小脈體。該階段常因疊加后期絹英巖化蝕變而發(fā)生綠簾石化,其中鉀長石、石英粒度增大,綠簾石局部含量較高,呈集合體狀產(chǎn)出。這一階段輝鉬礦化很弱,礦物組分有石英、鉀長石、斜長石、黑云母(綠簾石、綠泥石)、黃鐵礦及少量的輝鉬礦。(2)輝鉬礦-鉀長石-石英階段:熱液沿巖體上部圍巖的裂隙進行充填,形成含黃鐵礦、輝鉬礦的鉀長石-石英脈體或團塊,輝鉬礦呈浸染狀分布。脈體的礦物組分有石英、鉀長石、黃鐵礦、輝鉬礦及少量黃銅礦等,有時脈體中僅見石英、輝鉬礦。(3)輝鉬礦-石英階段:為主成礦階段,在巖體上部以出現(xiàn)石英-黃鐵礦-輝鉬礦細脈為特征,輝鉬礦呈片狀分布于脈體邊部。在巖體與圍巖的接觸部位和局部裂隙面上見有輝鉬礦呈薄膜狀產(chǎn)出。圍巖中,該階段主要形成石英-黃鐵礦-輝鉬礦細脈、網(wǎng)脈。脈體中硫化物主要為輝鉬礦、黃鐵礦,其中輝鉬礦往往沿脈壁分布;脈石礦物以石英、鉀長石為主,次為云母、綠簾石等。(4)方解石階段:形成方解石脈、石英-方解石脈,主要由方解石、石英及少量螢石組成,含硫化物很少或不含。2.4含鰲地質(zhì)體姚沖礦區(qū)位于重力異常梯級帶南側(cè)的重力低異常部位。礦區(qū)內(nèi)有明顯的Mo異常地球化學分布暈,在異常極區(qū)極值點最高大于100×10-6,這與礦區(qū)填圖觀測鉬礦化點相吻合,表明該處地下極可能存在含鉬地質(zhì)體。通過鉆探工程對礦區(qū)化探異常的驗證,在化探異常區(qū)發(fā)現(xiàn)了隱伏鉬礦體,表明該區(qū)化探異常為礦區(qū)尋找隱伏礦體的有效地球化學依據(jù)。3控制礦山準備3.1大別片麻雜巖礦床的形成一般受地層中元素豐度的制約。對成礦作用而言,地層中元素豐度值高,再加上有利的成礦地質(zhì)條件,元素富集成礦的概率就比較高。大別片麻雜巖Mo含量較高,整個礦區(qū)大別片麻雜巖Mo平均含量為2.92×10-6,高出黎彤克值(1.3×10-6)2倍多(陳麗娟等,2011)。該區(qū)以片麻類巖石為主,屬深成變質(zhì)巖系,巖石晶體碎裂,表明后期經(jīng)過了脆性變形,容礦裂隙大大增加,為鉬礦的形成提供了較好的導礦、容礦空間。近年來在大別片麻雜巖分布區(qū)的燕山期小斑巖體附近陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了湯家坪(王運等,2009)、姚沖等大中型鉬礦床,表明本區(qū)大別片麻雜巖對鉬礦的形成具有明顯的控制作用。3.2控制礦巖構(gòu)造分區(qū)區(qū)域性地殼厚度和凹陷是控制含鉬斑巖形成和分布的重要因素。研究表明,東秦嶺-大別山含鉬斑巖主要分布于地殼厚度較大的莫霍面凹陷處(胡受奚等,1988;羅銘玖等,1991;陳衍景和富士谷,1992)。東秦嶺地區(qū)地殼厚度為35~45km,向西逐漸加深,在30km處有一個不連續(xù)界面。地球化學研究表明,這個不連續(xù)界面地殼整個富鉬(張本仁,1990),可作為含鉬斑巖的巖漿源。東秦嶺-大別山鉬成礦帶內(nèi)含鉬斑巖侵入與定位主要受構(gòu)造控制。區(qū)域性北西西向深大斷裂對鉬成礦帶的形成和發(fā)展起重要作用。具體表現(xiàn)為巖體直接產(chǎn)于斷裂帶中,所有的小斑巖體均沿斷裂帶成群成帶分布,各巖體群在空間上呈北西西向展布,而單一成礦巖體大多侵位于北西西向和北北東向兩組斷裂交匯處,從而決定了巖體露頭形態(tài)呈東西向或南北向拉長,巖體群與其中的巖體分布都表現(xiàn)出明顯的等距性(1)。姚沖鉬礦床直接受北西西向區(qū)域性桐-商斷裂、定遠-八里畈斷裂和北東向、近南北向小斷裂的控制。此外,圍巖中派生有雜亂而密集的節(jié)理、裂隙,這些斷裂和裂隙絕大多數(shù)沉淀有含鉬細脈,并形成巨大的鉬礦體?？傊?它們控制了礦體的產(chǎn)出,起著容礦、儲礦作用。3.3礦床地質(zhì)特征大別山北麓鉬成礦帶中花崗斑巖與鉬礦化關系密切(盧欣祥,1978)。姚沖礦區(qū)花崗斑巖脈、閃長玢巖脈、正長斑巖脈中富含Mo、W、Bi等元素,其平均含量高出黎彤克值(76)3倍以上,是鉬元素的主要來源,且離散性較大,說明更有利于成礦(表2)(陳麗娟等,2011)。姚沖鉬礦體雖然未產(chǎn)于花崗斑巖體中,但根據(jù)區(qū)域成礦背景、礦床地質(zhì)特征并結(jié)合野外地質(zhì)填圖成果和鉆孔驗證,認為該礦床屬典型斑巖型礦床。從地表來看,礦化較強部位主要分布在巖脈外接觸帶?；◢彴邘r體(脈)主要呈現(xiàn)北東向和近東西向展布。巖體(脈)控制了地表礦化蝕變帶,在巖體(脈)接觸帶多見絹云母化、鉀化、硅化和黃鐵礦化。地表礦化帶也主要為北東向和近東西向呈現(xiàn)面狀分布,受巖體展布控制。在深部,這些斑巖體(脈)匯積在大的斑巖體上,有隱伏巖體存在。深鉆ZK0403(終孔孔深1300.67m)下部(1088.98~1300.67m)發(fā)現(xiàn)斑巖體(未穿透),進一步確定了隱伏巖體的存在,肯定本區(qū)礦床類型為斑巖型鉬礦。在空間分布上,鉬礦化與巖漿巖的關系十分密切,在巖漿沿裂隙上侵、分異、定位過程中,巖漿晚期的高溫氣液使巖體發(fā)生自變質(zhì),出現(xiàn)星散狀黃鐵礦及大花瓣狀輝鉬礦,在巖漿期后,中—高溫熱液豐富的SiO2、K2O等沿節(jié)理、裂隙產(chǎn)生了強烈的交代作用,它促使分散在造巖礦物中的鉬活化轉(zhuǎn)移至熱液中,在物質(zhì)成分發(fā)生反應、交換后,鉬再次以細脈、網(wǎng)脈狀得到富集(張本仁,1990)。4招聘證書由上述礦床地質(zhì)特征,總結(jié)姚沖鉬礦找礦標志信