嵩县大石门沟钼矿成矿控制条件及成矿远景分析

嵩县大石门沟钼矿成矿控制条件及成矿远景分析 摘要:在研究区地球物理、化学特征的基础上,分析了地层、构造、岩浆岩及岩体对成矿的控制作用和影响,结合地质、物探、化探成果,对研究区成矿远景进行分析,该区成矿区域有利,成矿地质条件优越,地质、电法、化探成果都显示有着良好的找矿前景。从目前的矿体厚度及以后对矿体深部勘察看有望成为特大型钼矿床。

关键词:钼矿 成矿条件 爆角砾岩 远景分析 1 地层控矿作用 太华群、熊耳群中的钼、铅、锌、金矿化的产出不受岩性的影响,矿化的强弱主要受不同构造部位和热液活动中心及强度说控制,熊耳群也发现了金、钼矿,但金矿化对熊耳群岩性有一定的选择性。

太华群出露地层为下亚群石板沟组。分布于陶村—马园断裂以北、花山岩体以南地区,与燕山期花岗岩共同组成了熊耳山台隆核部的变质核杂岩。石板沟组为一套角闪岩相的中深变质岩系,从北向南可分为六个岩性韵律层,其主要岩性为黑云斜长片麻岩、斜长角闪片麻岩、角闪黑云斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩、斜长角闪岩、混合岩和混合岩化片麻岩。在太华群板沟组不同的岩性韵律层中,只要有合适的成矿空间都可以成矿,是一个有利于成矿的地层区域已发现雷门沟、大石门沟外围钼矿以及祁雨沟、螃蟹沟、窑场、大石门沟、堂沟等大小金矿床及矿点。 熊耳群出露地层为许山组、鸡蛋坪组和马家河组,主要分布于陶村—马园断裂以南地区。是一套基本保存原岩特征的中性、中偏基性为主的火山岩系列,主要岩性为安山岩、安山玢岩、英安岩、石英斑岩以及火山角砾炎、集块岩凝灰岩。在熊耳群的多数岩性段中均已发现有金矿化产出,但金矿床主要赋存于鸡蛋坪组中段的英安岩、火山角砾岩、火山集块岩的岩性段中,如瑶沟金矿、宽坪沟金矿等。

2 构造对成矿的控制作用 褶皱构造主要表现为太华群形成紧密褶皱和熊耳群形成单斜地层产出,与钼、铅、锌、金矿床的形成没有明显的关系,但当含矿角砾岩体、矿脉的走向、倾向及倾角大致与褶皱的轴向、两翼的倾向、倾角大致相同。褶皱构造最后形成的时间为古生代,而钼矿体形成于中生代燕山期。矿脉或矿体受褶皱控制的主要原因是含矿断裂带基本上是迁就、利用和改造了层间滑脱构造和挤压破碎带形成的。

北东向构造是区内规模最大的一组构造,与该区处于北东向熊耳山构造隆起带南翼有直接关系。该组构造具有长期多次活动特征,有的甚至成为新生界的控盆断裂,如陶村～马园断裂。该组构造,成矿期前以压扭性质为主,断裂带上下盘围岩发生强烈片理化、糜棱岩化,断裂带内充填的成矿前石英脉常常被挤压成各种角砾岩;成矿期以张性为主,成矿多金属硫化物流体沿各种构造裂隙空间贯入,形成各种条带状、网脉状矿化,同时发生强烈的硅化、钾化、黄铁矿化、绿泥石化等围岩蚀变;成矿期后以压性或压扭性为主,表现为成矿前、成矿期的各种脉体、多金属硫化矿脉被挤压成角砾、片理化带。该组构造的矿化以金矿化为主,如瑶沟金矿1、4号脉,银钱沟24号脉,大石门沟25号脉等,同时该组构造也有钼矿化产出。如大石门沟25号脉,钼矿体与金矿体在同一空间共生产出(图1),金矿体分布于钼、金矿化带中间,成角砾状产出;钼矿体紧靠金矿体上下盘产出,表明钼矿形成在前,金矿形成在后,同时金矿形成后构造仍有活动。

北西向构造是区内仅次于北东向的一组构造,该组构造有两种类型。

一是与金矿化有关的构造。规模相对较小,一般长度小于300m,厚度小于2m,构造面平直或呈舒缓波状,沿走向与倾向具有膨胀收缩现象。构造上下盘常见次级单脉或网脉状裂隙,构造带内充填物以石英脉为主,石英脉多呈角砾岩、糜棱岩产出。该类构造成矿前以张扭性为主,成矿后以压性为主,曾发生反扭错动,以洪水沟52、53号金矿脉为代表。

二是与钼矿化有关的构造。规模大,一般长度为2～5km,宽度为20～200m,倾向南西,倾角为75～85度,以F201、F202为代表。F201以张扭性质为主,F202则以韧性剪切带为特征。断裂带内发育有强烈的硅化、钾化、绿泥石化等热液蚀变,在地貌上以正地形为特征,常常成为山脊的组成部分。在F201、F202两条断裂带中,均有不同程度的钼矿化产出,其中F201北西段的钼矿化规模已经超过了大型钼矿床的规模,且规模正在不断扩大。另外,在F201、F202两条断裂带中,分别有众多的不同方向的小金矿脉体,说明F201、F202两条断裂带是本区钼矿、金矿成两期成矿的有利成矿构造地段。

以上两组构造均有不同程度的钼矿化产出,这一现象与该区是一个长期构造强烈活动的地段密切相关。该区在长期的构造强烈活动中,随着区域主应力场的变化,各组方向的断裂构造相当发育,且构造应力性质随之发生多次转换,从而断裂构造表现出多次活动的特点。该区各组方向构造都有钼矿化产出,说明该区的钼矿化不受构造方向的控制,是一个成矿的有利区域,只要是成矿期前的构造都有可能成矿。

如图1所示。

3 岩体对成矿的控制作用 嵩县大石门沟钼矿床为燕山期深源浅成酸性小斑岩有关的矿床。产在围岩中的燕山期深源浅成酸性大岩体也可以形成金、多金属矿床。大小岩体在成矿上的主要差异是由岩浆分异程度、酸度、碱分和挥发分含量及岩浆侵位时的物理、化学条件等的差异决定的。小岩体岩浆一般分异程度高,酸度高、富含碱分(特别是钾)和挥发分,岩浆冷凝速度快,散热快,形成温度高,有利形成钼矿为主的矿床,反之,大岩体则易形成金、多金属矿床。螃蟹沟一带的角砾岩为小的角砾岩体,形成了以钼矿为主,伴生铅的矿床。钼矿化受角砾岩体控制,形成大脉状或似层状,在角砾体外围,则形成脉状的钼矿、金矿等多金属矿床。根据物探资料,角砾岩体向下可能与大岩体花山岩体或五丈山岩体直接或部分相连。同时,角砾的剥蚀程度的不同,也决定了矿化类型的不同。剥蚀程度浅者,可能产出金矿,而剥蚀程度深者可能产出钼矿、铅矿或金矿。

4 矿区成矿远景分析 嵩县大石门沟钼矿床成矿区域有利。所处大地构造位置为华北地台南缘太古界基底隆起区,熊耳山台穹东南侧,属于东秦岭—大别山钼成矿带西段的北亚带东段,即金堆城—银家沟—雷门沟钼矿矿带,花山与五丈山岩体夹持部位。该台隆是华北地台南缘太古代基底隆起区之一,它与北西侧的小秦岭、崤山基底呈岛链状隆分布,熊耳山隆起区为一北东东向并向南东方向突出的长垣状的变质杂核构造,核部杂岩主要为太古宇太华群变质岩系构成,并有燕山期花岗岩基出露,核杂岩的盖层为中元古界熊耳群中基、中酸性火山岩系,山脉南北两侧的断陷盆地中为中、新生代的陆相红层沉积。因此,该区为长期的强烈活动的地台边缘带,是华北地台南缘东西向钼、铅、锌、金等多金属成矿带的有利地区。

嵩县大石门沟钼矿床成矿地质条件优越。三个隐爆角砾岩体分布在燕山期花山与五丈山岩体夹持部位,构造是钼矿形成的主体因素,构造是角砾岩体生成的先决条件,没有构造就没有生成岩体的通道,也没有钼矿化沿构造成矿的通道;岩浆活动是钼矿形成的主导因素,燕山期岩浆频繁活动和隐伏角砾岩的侵入及动力变质作用等条件导致了北西向、北东向构造的变动,后期构造的叠加在角砾岩体中,使得含矿热液沿北西向、北东向构造面上升,在有利的地质条件下富集成矿,形成以斑岩～角砾岩型钼、铅为主,构造破碎带～蚀变岩型、石英脉型、角砾岩型次之的钼铅金矿床系列。

从嵩县大石门沟钼矿床地质、物探电法、化探资料来看,都显示有着良好的找矿前景。研究区钼矿体主要分布在隐爆角砾岩体中,在平面上呈北西西向带状分布,走向上大于1500m,向东已尖灭,向西延伸出研究区约1000m;在倾向上,最大沿伸达880m,矿体厚度地表及浅部在11～200m,平均为130m,中深部厚度在90～260m,有变厚的趋势,已知工程厚度变化系数为46.42%,属稳定型。矿体出露标高从890～-190m,垂深达1080m。矿体品位从0.002%～1.136%,品位变化系数77%,其有用组分均匀程度属均匀型。从研究区化探测量资料来看,Mo异常整体呈北西西方向展布,在平面上看,有两个明显的矿化富集区(一个位于15号勘探线,一个位于08号勘探线),这两个富集区分别与矿区的木头沟脑及螃蟹沟爆破角砾岩体相吻合,另一个矿化富集区位于火古硐沟北侧角砾岩体中,该处隐爆破角砾岩体也存在着较好钼矿体的可能。从剖面上看,虽03勘查线深部钼矿异常不强烈、不连续,但在15线、08线深部形成十分强烈的钼异常。矿化异常较分散03号勘探线附近,为两个爆破角砾岩体的连接区,其异常分散可能是连接区上部震碎、坍塌的原岩缺少热液蚀变所致,但不能排除其深部也存在着厚大的钼矿体。另外,在研究区木张沟、大石门沟等地及研究区外围的陶—马断裂的西南端都存在着脉状的钼矿体,仅在左峪川陶—马断裂带内,已经发现了长大于300m、厚度大于20m的钼矿体;在2005年施工ZH2501钻孔中已经发现数米多达7层的钼矿体。

从已经完工的槽探、钻探工程揭露来看,钻孔见矿率高,钼矿体向深部有变富、变厚度的趋势,找矿潜力巨大。在2009年下半年,通过8765m共12个钻探控制,对地质、物、化探成果进行了初步验证,验证结果基本与地质、物、化探成果相吻合,在ZK1501、ZH0302、ZH0404、ZH0704中,在-60m、-120m、10m、-140m标高仍然未揭穿钼矿体,并且见到0.206%、0.315%、0.138%、0.133%钼矿体,钼品位比地表及其相对应中部变厚、变富,显示深部仍有良好的找矿潜力。

区内隐爆破角砾岩体中钼矿体存在着伴生Pb,其品位部分达到伴生铅指标,在2009年以前的地质工作中,未注重矿石有益元素的分析与研究,希望在今后工作中予以重视。

所以区内若以现有Ⅰ号钼矿体为依托向深部进行勘查,再向区内北西西扩大范围,进行整装勘查,同时兼顾火古硐沟北侧角砾岩体钼矿体,加上研究区外围脉状钼矿体,完全有可能使大石门沟钼矿床规模从大型变为特大型。