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河南罗山竹园钼矿区地质特征及成因探讨



全 文 :河南罗山竹园钼矿区地质特征及成因探讨
贺永绍*1,刘 波1,郭功喆2
(1.河南省有色金属地质矿产局第五地质大队,河南 郑州450016;2.河南省环境地质监测总院,河南 郑州450016)
摘 要:罗山竹园钼矿区地处桐柏—大别褶皱带,东秦岭—大别山钼成矿带的东段。区内强烈而广泛
的岩浆活动为矿床的形成提供了物质基础,复杂的构造环境为矿床的形成提供了容矿空间。通过对
区内控矿因素、成矿物质来源的综合分析,认为矿床属深源浅成斑岩型钼矿床。
关健词:控矿因素;深源浅成;钼矿;罗山
中图分类号:P5 文献标识码:A 文章编号:1004—5716(2011)12—0159—03
1 区域地质背景
本区位于桐柏-大别变质核杂岩隆起带的核部。
区内广泛分布的北西西向深大断裂被后期北北东向构
造截切,形成网格状构造格局。区内岩浆岩活动频繁,
中生代早白垩世岩浆侵入尤为强烈,从深成岩体到浅
成-超浅成都很发育,构成东秦岭-大别构造岩浆岩
带,强烈而广泛的岩浆活动为斑岩钼(铜)矿床提供了物
质基础,而复杂的构造环境,又给矿液的运移、淀积提供
了有利容矿空间。
2 矿床地质
竹园矿区钼矿体赋存于早白垩世灵山岩体内的花
岗斑岩中,矿体严格受斑岩体控制,其平面形态与花岗
斑岩体出露基本一致。原生矿石中金属矿物主要为辉
钼矿、黄铁矿、磁铁矿,氧化矿石中金属矿物主要为钼
华、褐铁矿,蚀变以岩浆晚期岩体自身的硅化、钾化为
主,局部绢云母化。辉钼矿主要呈片状分布于脉石矿物
粒间,或呈纯净辉钼矿沿矿脉两壁生长,或与石英细脉
呈相间条带分布。
2.1 地层
区内大面积出露花岗岩,无盖层分布,沿河谷两侧
及洼地地带分布有第四系冲洪积物。
2.2 构造
矿区处于区域深大断裂桐柏—商城断裂与北北东
向曾店-九里关断裂的交汇部位,受其影响,区内构造
较为发育,以压扭性、张扭性断层为主,断裂带内岩石多
破碎、硅化,按其走向分为北东向与北西向两组,其中北
东向断裂对岩体(矿体)有切割与错动。此外,受区域构
造和斑岩体底劈上侵影响,区内节理非常发育,为钼成
矿提供运移通道和容矿空间。
2.3 岩浆岩
区内岩浆岩种类单一,主要为早白垩世灵山序列地
窝凼单元,岩性为中-细粒黑云二长花岗岩。此外,区内
有少量脉岩出露,主要有石英脉、细晶岩脉及云煌岩脉。
2.4 矿体地质特征
竹园矿区钼矿体赋存于早白垩世灵山岩体内的花
岗斑岩体内及外接触带中,经工程控制钼矿体地表出露
面积0.23km2,周边支脉发育,平面上呈向北西翘起的
鼎形,钼工业矿体95%以上赋存于斑岩体内。由于斑
岩体剥蚀程度较浅,其顶部早期的中-细粒二长花岗岩
呈盖层零星分布于岩体表面,致使矿体边缘呈不规则状
(图1)。
  钼矿体剖面上整体呈似层状,总体走势向北西方向
倾伏,向南东翘起尖灭,倾伏角在13°左右,北西部厚度
巨大,最大垂深达309m(ZK6孔),矿体南东部及深部
分枝尖灭。矿体产出最低标高49m(ZK9控制),最高
标高224m(ZK6附近),工业矿体多出露于200~80m
标高范围内。单工程见矿最厚184.75m(ZK9),最薄处
20m(ZK1),矿区深部工程控矿平均厚度105.43m,均
方差80.11,矿体厚度变化系数64%,属较稳定型。
2.5 矿石结构构造
矿石结构有自形-半自形结构:主要为黄铁矿、钾
长石呈自形-半自形晶,其次为鳞片状辉钼矿集合体呈
团块状产出;交代残余结构:斜长石被钾长石交代,斜长
石被交代熔烛形成骸晶,包裹在钾长石晶体之中;碎裂
状结构:矿石中较大的斑晶,如石英、黄铁矿、钾长石受
应力作用破碎,呈碎裂状结构。
9512011年第12期               西部探矿工程                     
* 收稿日期:2011-05-16  修回日期:2010-05-31
第一作者简介:贺永绍(1969-),男(汉族),河南郑州人,工程师,现从事有色金属矿产勘查与找矿技术工作。
图1 矿区地质简图
  矿石的构造有浸染状构造:黄铁矿和辉钼矿集合体
呈浸染状分布于脉石矿物之中,据金属硫化物含量又可
分为稀疏浸染状和稠密浸染状构造;细脉-网脉状构
造:石英-金属硫化物脉沿节理裂隙充填,呈脉状-网
脉状分布;蜂窝状构造:氧化带的黄铁矿、辉钼矿氧化为
褐铁矿、钼华,氧化矿物被风化淋滤失后,石英等脉石矿
物构成网络状骨架。
2.6 矿石类型
本矿床钼矿石的工业类型仅有钼矿石一种,其自然
类型则有多种。按矿石结构、构造特征划分为蜂窝状矿
石、浸染状矿石、细脉-网脉状矿石,按矿石氧化程度可
分为氧化矿石和原生矿石两种。
2.7 矿石成份
矿石中金属矿物主要为辉钼矿、黄铁矿,次为钼华、
褐铁矿、磁铁矿等;脉石矿物主要为石英、钾长石、斜长
石、角闪石、黑云母等,微量矿物有绿帘石、磷灰石、萤
石、方解石等。
辉钼矿主要见于原生矿石中,占金属硫化物的
40%~60%,常呈自形的六边形鳞片状集合体产出,集
合体最大片径6mm,粒度分布主要集中在0.01~
0.14mm之间。矿石中辉钼矿以二种形式产出:其一呈
自形-半自形鳞片状集合体稀疏浸染状分布于花岗斑
岩中;其二与石英、黄铁矿、钾长石、萤石等组成石英-
黄铁矿-辉钼矿脉,辉钼矿主要呈片状分布于脉石矿物
粒间,或呈纯净辉钼矿沿矿脉两壁生长,或与石英呈相
间条带分布。
黄铁矿为伴生的主要硫化物,占金属矿物40%左
右,局部含量较高,呈块状产出。黄铁矿常呈自形-半
自形粒状,粒度一般0.1~0.4mm,最大粒度可达
5mm,最小0.01~0.05mm。矿石中,黄铁矿多与石英、
辉钼矿交互连生组成细脉穿插节理裂隙,或呈单晶稀疏
散布于斑岩体中。
少量磁铁矿为它形粒状零星分布,为 0.10~
0.13mm大小。
3 控矿因素及成因探讨
3.1 控矿因素分析
(1)矿床形成的地球动力学背景。矿区位于桐柏-
大别褶皱带核部。大别造山带是由多个形成于不同构造
环境,有着各自独立建造特征和构造演化序列的构造地
层地体经多次聚合拼贴而成的复杂构造带。早古生代-
三叠纪,华北陆块和扬子陆块相向俯冲挤压碰撞造山,陆
块俯冲楔断离重熔,Mo元素随之富集而形成含钼花岗岩
浆,燕山期,秦岭造山带褶皱回返,在伸展机制下,富钼花
岗岩浆沿北西西向断裂带与北北东向或近南北向断裂交
汇处侵入,形成了一系列深源浅成型花岗斑岩体,这些含
钼斑岩体多沿区域性桐(柏)-商(城)深大断裂带及其两
侧分布,构成东秦岭-大别钼成矿带东段。
(2)区域构造对成矿的控制作用。东秦岭-大别山
钼成矿带内含钼斑岩侵入与定位主要受构造控制。区
域性北西西向深大断裂对钼成矿带的形成和发展起重
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要作用。主要表现为岩体直接产于断裂带中,所有的小
斑岩体均沿断裂带成群成带分布,各岩体群在空间上呈
东西西向展布,而单一成矿岩体大多侵位于北西西向和
北北东向两组断裂交汇处,区内含矿斑岩体直接受北北
西向桐—商断裂和北北东向曾店-九里关断裂的控制。
(3)岩浆岩对成矿的控制作用。花岗斑岩为该区钼
矿的含矿母岩,矿体明显受花岗斑岩体控制,矿体主要
分布于斑岩体内部,在岩体顶部呈面型产出,随岩体向
北西方向倾状而呈倒楔形,钼矿体品位呈现出由南东向
北西矿化逐渐富集的规律。在岩体边部外接触带附近
发育的分枝小岩脉,形成局部矿化,但规模较小。
岩体具有普遍的硅化、钾长石化,由边部向中心钾
长石、石英含量逐渐增高,斜长石含量逐渐变低,SiO2
含量76.83%,K2O+Na2O 总量大于8.66%,K2O/
Na2O为1.69。由此可见,岩石化学成分具超酸、富碱、
高钾等特点的中酸性小岩体对钼矿化最为有利。
3.2 成因分析
(1)成矿物质来源:该区钼矿赋存于早白垩世灵山
岩体内的花岗斑岩体内部,花岗斑岩岩石类型属高硅富
碱钙碱性系列(表1)。
表1 硅酸盐分析结果表(单位:%)
SiO2 Al2O3 TiO2 CaO  MgO  Fe2O3 FeO  MnO  P2O5 K2O  Na2O 总量
76.83  12.21  0.10  0.83  0.26  0.56  0.23  0.01  0.02  5.44  3.22  0.18  99.89
  花岗斑岩轻稀土含量平均102.47,明显富集,重稀
土亏损,铕异常系数(δEu)0.36~0.40,铕负异常中等,
Sr/Ba=0.29(表2),δ18 O=9.72‰,说明岩浆来源于下
地壳及上地幔,由下地壳重熔而形成。
表2 花岗斑岩体岩石稀土元素特征表
样号 La  Ce  Pr  Nd  Sm  Eu  Gd  Tb  Dy  Ho  Er  Tm  Yb  Lu  Y

REE+Y
LREE/
HREE
δEu
2454 32.0 45.3 2.9 6.8 0.96 0.08 0.61 0.11 0.60 0.16 0.74 0.19 1.91 0.38 6.54  105.94  7.84  0.36
0240 37.6 36.9 3.8 12.2 2.14 0.20 1.38 0.28 1.05 0.26 0.70 0.12 0.69 0.11 8.10  113.63  7.70  0.40
  从矿区岩石地球化学特征看,钼元素高含量异常区
与斑岩体及蚀变带的分布基本一致,反映了矿化与岩体
的成生联系。岩体内钼元素的含量平均达185.33ppm,
是世界花岗岩类的93倍,而围岩中钼平均为0.72ppm
(豫西南地区为0.76ppm),与区域背景值相差不大,由
此说明钼是花岗岩体自身携带而来的。
(2)成因探讨:本矿床所处钼成矿带位于桐柏山-
大别山幔凹带上,中生代开始,桐-商断裂处于逆冲推
覆作用的后部带,由南向北的推覆使区内地壳变厚,并
承受着巨大的垂向压力(地壳厚度40~45km)(罗铭玖
等,1992),富钼的深部地壳及少量幔源物质开始重熔。
早白垩世,区内北北东向曾店—九里关断裂开始“中层
次”的剪切活动,在剪切应力下,其两侧不同性质岩层间
出现差异变形,并产生有利的空间,使含钼岩浆得以上
侵、定位,形成含钼斑岩体。
在岩浆上侵、分异、定位过程中,岩浆晚期的高温气
液使岩体发生自变质,出现星散状黄铁矿及大花瓣状辉
钼矿,在岩浆期后,中-高温热液丰富的SiO2、K2O等
沿节理、裂隙产生了强烈的交代作用,促使分散在造岩
矿物中的钼活化转移至热液中,在物质成分发生反应、
交换后,钼再次以细脉、网脉状得到富集。
4 结束语
根据前述区域和矿区地质构造特征,斑岩体自身形
态、产状及其岩石地球化学与钼矿化的关系,并结合矿
区围岩蚀变与钼矿化的一致性,竹园钼矿与国内已知斑
岩型钼矿特征十分相似,属于深源浅成斑岩型钼矿床。
参考文献:
[1] 罗铭玖,张辅民,董群英,等.中国钼矿床[M].郑州:河南
科技出版社,1988.
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1612011年第12期               西部探矿工程