嵩县石英脉型钼矿床成矿模型探讨

　　摘要：河南是中国最重要的钼矿成矿区。本文首先研究了嵩县石英脉型钼矿床的区域构造，然后从成因分析、成矿模型和找矿评价等三个方面进行了研究，为矿产资源勘查提供科学支撑。

　　关键词：嵩县，石英脉型，钼矿床，成因分析，成矿模型，找矿评价

　　Abstract: henan is China's most important molybdenum into mining area. This paper first studied songxian county quartz vein type of molybdenum bed regional structure, and then from the cause analysis, metallogenic model and prospecting evaluation three aspects, such as study, for mineral resources exploration provide scientific support.

　　Keywords: songxian county, quartz vein type, molybdenum bed, cause analysis, metallogenic model, prospecting evaluation

　　中图分类号：P61 文献标识码：A 文章编号：

　　1区域构造

　　1.1大地构造位置

　　嵩县位于中朝准地台南缘，华熊台缘坳陷，崤山鲁山拱褶断束中部、马超营断裂东段，属秦岭多金属成矿带东秦岭钼成矿带的一部分。东秦岭钼矿带是中国重要的大型钼矿分布区之一，是仅次于美国西部Climax-Hen-derson斑岩钼矿带的全球第二大钼矿带(李永峰等，2005)，钼矿带西起陕西省的金堆城地区，东至河南省栾川南泥湖-三道庄-上房沟、嵩县雷门沟地区，该矿带产出了金堆城、南泥湖、三道庄、上房沟超大型钼矿床(李诺等，2007)和雷门沟等十余个钼(钨)多金属矿床，钼储量约占全国总储量的52%(张正伟等，2001)。

　　秦岭造山带是一个在中、新元古代造山后又经历了古生代俯冲碰撞、中生代最终强烈碰撞形成的复合大陆造山带，也是中国大陆南北地质、地理和人文的天然分界。

　　东秦岭钼矿带地跨两个大地构造单元(胡受奚等，1988)，位于中朝准地台与秦岭褶皱系两构造区的衔接地带，以三门峡～鲁山断裂为北界，向北接华北地台;以商南～西峡～镇平断裂为南界，向南接南秦岭造山带及扬子地台。其中以黑沟～栾川～维摩寺～羊册～明港断裂(简称栾川断裂)为界，北部为华北地台南缘，南部为北秦岭造山带。东秦岭主要包括两部分：华北地台南缘及北秦岭造山带东段(图1-1)。

　　图1-1秦岭造山带基本构造单元划分简图(据张国伟，2001，修编)

　　SF板块主缝带—西官庄-镇平-松扒断裂系(商丹断裂系);①.三门峡-鲁山断裂;②.黑沟-栾川-维摩寺-羊册-明港断裂(栾川断裂);③.瓦穴子-乔端-小罗沟-小董庄断裂(瓦穴子断裂);④.朱阳关-夏馆-大河断裂(朱夏断裂);⑤.勉略-襄广断裂(勉略断裂)。Ⅰ华北板块：Ⅰ1

　　北陆块;Ⅰ2华北陆块南缘;Ⅰ3北秦岭构造带;Ⅱ扬子板块：Ⅱ1南秦岭构造带;Ⅱ2扬子陆块

　　1.2主要构造形迹

　　东秦岭钼矿带限于两条大断裂之间，北以三门峡-鲁山断裂为界拼接华北地块，南以黑沟-栾川-维摩寺-羊册-明港断裂(栾川断裂)与北秦岭构造带分割。

　　⑴.三门峡—鲁山断裂

　　隶属秦岭造山带的北部边界，是分隔南部华北陆块南缘和北部稳定陆块的边界断裂。在地球物理场上有明确的显示，断裂两侧地质矿产特征存在一系列差异。断裂带倾向南西，倾角35°-65°，宽50-200m，由断层角砾岩、碎裂岩、断层泥组成。综合区域资料，该断裂带早期具韧性—脆韧性推覆剪切变形，推覆方向为自北东向南西逆冲;晚期有自南西向北东脆性断层叠加。

　　⑵.黑沟—栾川—维摩寺—羊册—明港断裂(简称栾川断裂)

　　该断裂为一超壳断裂，具长期活动历史，是华北陆块与北秦岭构造带的边界断裂。断裂带北侧出露不同时代的沉积建造，主要有熊耳群、官道口群栾川群和陶湾群等;南侧出露的为宽坪岩群裂谷沉积。

　　在新元古代主要表现为沿华北板块南部边缘的一次大规模的裂解事件，形成了平行该带展布的新元古代晚期碱性—基性岩浆岩带，与这一时期全球性的裂解事件(Rodinia超级大陆裂解)时间基本一致，应为全球性拉张构造背景下构造活动的一个组成部分，它表明华北板块可能虽未成为Rodinia超级大陆的一个组成部分，却仍发生了与该大陆大致同时的裂解事件。

　　古生代至少发生了两期推覆活动、一期拉张活动和一期左行走滑剪切活动。据区域资料及张国伟(2001)等的研究成果，早期低角度逆冲，伴随倒转—平卧褶皱;然后拉张，形成沿断裂带展布的侏罗—白垩纪陆相断陷盆地。此两期活动与该区大规模的酸性岩浆侵入活动密切相关(挤压增厚导致地壳部分熔融，拉张活动使岩浆上涌侵入)。

　　中生代晚期又发生自北向南的逆冲推覆，但推覆角度要比早期推覆的角度大，南召地区晚侏罗—早白垩世陆相盆地沉积已部分被该推覆构造所掩盖。新生生大规模左行走滑剪切，部分地段现今仍在活动，但该期活动并不完全沿早期断面展布。

　　⑶.马超营—拐河—确山断裂(简称马超营断裂)

　　为一叠加在韧性断裂基础上的脆性断裂带，由一系列近于平行的断裂组成，并有分支复合现象。走向北西西，倾向北北东，倾角50°～80°，带宽3～5km，沿断裂带分布有龙家园组构造岩块及燕山早期岩体(脉)，卢氏以西分布在断裂带以北的熊耳群发育有向北变弱的片理化现象，并以发育宽缓的背、向斜褶皱构造为特征;以南则发育紧闭同斜褶皱和韧性剪切变形为特征。

　　该断裂带可能形成于中元古代早期，其初始形式是“三叉型”裂谷带的南部边界，直接控制着熊耳期大规模火山喷发的南部边界。在华北陆块盖层形成之后，该断裂继续活动切穿盖层，是区内贵金属、多金属矿化的主要控矿断裂(郭保健等，1997)。

　　1.2区域地层

　　本研究区分布于栾川断裂与三门峡—鲁山断裂之间，具有明显的地台型基底和盖层二元结构，基底为太古宇太华岩群(毛景文等，2009)，盖层岩系主要包括长城系熊耳群、蓟县系高山河群、中元古界官道口群、新元古界栾川群和下古生界陶湾群等，其中目标地层熊耳群为本区内分布最广的地层。

　　1.3岩浆岩岩体

　　研究区侵入岩分布广泛，主要为酸性岩和中性岩类为主，其次为碱性岩、基性—超基性岩。根据岩浆岩区域分布特征、接触关系以及同位素年龄资料，可划分为古元古代、中新元古代、古生代、晚侏罗世—早白垩世四个侵入阶段(肖荣阁等，2010)。其中新元古代、古生代、晚侏罗世—早白垩世岩浆岩最为发育。成因类型以S型、I型花岗岩类为主;构造背景可分主造山阶段(新元古代—古生代)俯冲(岛弧)型、同碰撞型和碰撞后拉张型花岗岩类(A型花岗岩)，后造山(陆内)阶段(晚侏罗世—早白垩世)隆起型花岗岩类。

　　2成矿模型

　　根据矿区中含矿石英脉的特征，钼矿化石英脉是伴生钾长石和钾化交代的石英脉出现，而石英脉可以在宽广的温度区间形成，因此有钾长石等高温矿物的石英脉定义为钾长石石英脉更能够反映其成因。

　　石英脉型矿床成矿模型比较复杂，其涉及到钼铅锌银不同矿产，不同的地区，不同的含矿岩性及不同的成矿时代，依照不同地区不同成矿时代，可以划分不同成矿模型，本次仅研究火山期后热液型钾长石英脉型钼矿成矿模型。

　　2.1成因分析

　　研究区钾长石英脉型矿床有两类，一类产于古元古界熊耳群火山岩中，一类产于太古界太华群变质岩中。

　　矿床矿化特征显示，产于古元古界熊耳群火山岩中矿体顺层间裂隙充填及交代产出，矿区附近火山集块岩发育，具有火山机构特征。而产于太古界太华群变质岩中的矿床一般沿构造裂隙充填。流体包裹体的特征及物理化学特征表明，钾长石英脉型钼矿是高温流体在减压沸腾和减压不混溶条件下结晶充填形成的。

　　由于减压沸腾作用形成高CO2和低CO2的流体相，高盐度的流体与低盐度的流体，成矿流体系统是处于处于超临界状态。考虑到矿床沿构造破裂带充填成矿，其主要承受静水压力，成矿深度约为4-8 km。

　　2.2成矿模型

　　熊耳群火山岩，尤其是鸡蛋坪组英安岩中富含钨钼铅锌金银，但是熊耳群火山岩岩石结构致密，渗透性差，在后期地质作用中，其中金属元素难于活化出来。因此熊耳群中的多金属矿床在后期成矿作用中只能够作为成矿围岩，不能够提供成矿物质，或者只能在火山期后热液充填成矿(陈毓川等，1993)。

　　赵太平等(2008)获得Re-Os同位素年龄为1884±210Ma，与熊耳期火山活动相当，因此该区钾长石英脉型最大可能是熊耳期火山期后热液充填矿床，其成矿与火山机构及火山活动期间的断裂有密切关系。

　　钾长产于古元古界熊耳群火山岩中钾长石英脉型钼矿，产状平缓，成平行密集层状顺层间裂隙充填成脉状分布。目前勘探中对浅部单层或者单矿化带评价，已经取得勘探效果，可以探明其储量，但是一个矿区究竟由多少矿化石英脉层组成，究竟深部有多少矿层，目前的千米钻一直没有穿透，因此找矿前景非常可观。

　　2.3钾长石英脉型矿床

　　据肖荣阁等(2008)根据不同地质作用中形成的流体溶质成分及温度分类，划分为高温硅钾卤水、中温碳酸盐卤水、低温硫酸盐卤水等。

　　上述三种流体类型随着温度压力的降低，可以分别结晶或交代围岩形成不同的产物，肖荣阁等(2008)研究高温热水沉积物属于硅钾卤水沉积，可以富钾长石岩、富钠长石岩、富萤石、电气石等硅质岩;高温热液充填物可以形成伴生钾长石、萤石等高温热液矿物的石英脉;其交代围岩可以形成钾化及硅化蚀变等。而中低热水沉积、热液充填及热液交代作用可以出现伴生碳酸盐矿物、硫酸盐矿物的硅质岩、石英脉及伴生碳酸盐、硫酸盐的围岩蚀变。

　　由于石英脉可以在更宽广的温度区间形成，简述的石英脉不能反映其形成温度及成因类型，出现有钾长石等高温矿物的石英脉定义为钾长石石英脉更能够反映其成因。

　　本区所见钼矿化石英脉是伴生钾长石和钾化交代的石英脉，因此定义为钾长石石英脉型钼矿。

　　石英脉中出现碳酸盐矿物或者硫酸盐矿物是中低温热液充填特征矿物组合，铅锌银矿一般产于碳酸盐石英脉中。

　　火山期后热液型钾长石英脉型钼矿是该区近几年发现的一种新型矿床类型，是一种以高温热液充填为主的矿床类型。

　　研究区钾长石英脉型矿床有两类，一类产于古元古界熊耳群火山岩中，一类产于太古界太华群变质岩中。矿床矿化特征显示，产于古元古界熊耳群火山岩中矿体顺层间裂隙充填及交代产出，矿区附近火山集块岩发育，具有火山机构特征。而产于太古界太华群变质岩中的矿床一般沿构造裂隙充填。流体包裹体的特征及物理化学特征表明，钾长石英脉型钼矿是高温流体在减压沸腾和减压不混溶条件下结晶充填形成的。

　　由于减压沸腾作用形成高CO2和低CO2的流体相，高盐度的流体与低盐度的流体，成矿流体系统是处于处于超临界状态。考虑到矿床沿构造破裂带充填成矿，其主要承受静水压力，成矿深度约为4-8km。

　　熊耳群火山岩，尤其是鸡蛋坪组英安岩中富含钨钼铅锌金银，但是熊耳群火山岩岩石结构致密，渗透性差，在后期地质作用中，其中金属元素难于活化出来。因此熊耳群中的多金属矿床在后期成矿作用中只能够作为成矿围岩，不能够提供成矿物质，或者只能在火山期后热液充填成矿。该区钾长石英脉型最大可能是熊耳期火山期后热液充填矿床，其成矿与火山机构及火山活动期间的断裂有密切关系。

　　结束语

　　钾长石英脉型钼矿床的勘查进展给我们提出了新问题，要求我们必须重视研究脉型钼矿床的地质地球化学特征，形成和分布规律，建立成矿模型，为矿产资源勘查提供科学支撑。

　　参考文献：

　　[1]白凤军，肖荣阁.嵩县钾长石英脉型钼矿地质特征及成矿预测[J].中国钼业，2009，33

　　[2]陈毓川，朱裕生.中国矿床成矿模式.北京:地质出版社.1993.

　　[3]邓小华，李文博，李诺，等.河南嵩县纸房钼矿床流体包裹体研究及矿床成因[J].岩石学报，2008，(9)

　　[4]郭保健，戴塔根，徐孟罗，等.熊耳山北坡拆离断层带地球化学特征及其与金银矿化的关系[J].矿产与地质，1997，11(1)