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嵩縣石英脈型鉬礦床成礦模型探討

時(shí)間:2012年11月08日 分類(lèi):推薦論文 次數(shù):

河南是中國(guó)最重要的鉬礦成礦區(qū)。本文首先研究了嵩縣石英脈型鉬礦床的區(qū)域構(gòu)造,然后從成因分析、成礦模型和找礦評(píng)價(jià)等三個(gè)方面進(jìn)行了研究,為礦產(chǎn)資源勘查提供科學(xué)支撐。

  摘要:河南是中國(guó)最重要的鉬礦成礦區(qū)。本文首先研究了嵩縣石英脈型鉬礦床的區(qū)域構(gòu)造,然后從成因分析、成礦模型和找礦評(píng)價(jià)等三個(gè)方面進(jìn)行了研究,為礦產(chǎn)資源勘查提供科學(xué)支撐。

  關(guān)鍵詞:嵩縣,石英脈型,鉬礦床,成因分析,成礦模型,找礦評(píng)價(jià)

  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

  中圖分類(lèi)號(hào):P61 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):

  1區(qū)域構(gòu)造

  1.1大地構(gòu)造位置

  嵩縣位于中朝準(zhǔn)地臺(tái)南緣,華熊臺(tái)緣坳陷,崤山魯山拱褶斷束中部、馬超營(yíng)斷裂東段,屬秦嶺多金屬成礦帶東秦嶺鉬成礦帶的一部分。東秦嶺鉬礦帶是中國(guó)重要的大型鉬礦分布區(qū)之一,是僅次于美國(guó)西部Climax-Hen-derson斑巖鉬礦帶的全球第二大鉬礦帶(李永峰等,2005),鉬礦帶西起陜西省的金堆城地區(qū),東至河南省欒川南泥湖-三道莊-上房溝、嵩縣雷門(mén)溝地區(qū),該礦帶產(chǎn)出了金堆城、南泥湖、三道莊、上房溝超大型鉬礦床(李諾等,2007)和雷門(mén)溝等十余個(gè)鉬(鎢)多金屬礦床,鉬儲(chǔ)量約占全國(guó)總儲(chǔ)量的52%(張正偉等,2001)。

  秦嶺造山帶是一個(gè)在中、新元古代造山后又經(jīng)歷了古生代俯沖碰撞、中生代最終強(qiáng)烈碰撞形成的復(fù)合大陸造山帶,也是中國(guó)大陸南北地質(zhì)、地理和人文的天然分界。

  東秦嶺鉬礦帶地跨兩個(gè)大地構(gòu)造單元(胡受奚等,1988),位于中朝準(zhǔn)地臺(tái)與秦嶺褶皺系兩構(gòu)造區(qū)的銜接地帶,以三門(mén)峽~魯山斷裂為北界,向北接華北地臺(tái);以商南~西峽~鎮(zhèn)平斷裂為南界,向南接南秦嶺造山帶及揚(yáng)子地臺(tái)。其中以黑溝~欒川~維摩寺~羊冊(cè)~明港斷裂(簡(jiǎn)稱(chēng)欒川斷裂)為界,北部為華北地臺(tái)南緣,南部為北秦嶺造山帶。東秦嶺主要包括兩部分:華北地臺(tái)南緣及北秦嶺造山帶東段(圖1-1)。

  圖1-1秦嶺造山帶基本構(gòu)造單元?jiǎng)澐趾?jiǎn)圖(據(jù)張國(guó)偉,2001,修編)

  SF板塊主縫帶—西官莊-鎮(zhèn)平-松扒斷裂系(商丹斷裂系);①.三門(mén)峽-魯山斷裂;②.黑溝-欒川-維摩寺-羊冊(cè)-明港斷裂(欒川斷裂);③.瓦穴子-喬端-小羅溝-小董莊斷裂(瓦穴子斷裂);④.朱陽(yáng)關(guān)-夏館-大河斷裂(朱夏斷裂);⑤.勉略-襄廣斷裂(勉略斷裂)。Ⅰ華北板塊:Ⅰ1

  北陸塊;Ⅰ2華北陸塊南緣;Ⅰ3北秦嶺構(gòu)造帶;Ⅱ揚(yáng)子板塊:Ⅱ1南秦嶺構(gòu)造帶;Ⅱ2揚(yáng)子陸塊

  1.2主要構(gòu)造形跡

  東秦嶺鉬礦帶限于兩條大斷裂之間,北以三門(mén)峽-魯山斷裂為界拼接華北地塊,南以黑溝-欒川-維摩寺-羊冊(cè)-明港斷裂(欒川斷裂)與北秦嶺構(gòu)造帶分割。

  ⑴.三門(mén)峽—魯山斷裂

  隸屬秦嶺造山帶的北部邊界,是分隔南部華北陸塊南緣和北部穩(wěn)定陸塊的邊界斷裂。在地球物理場(chǎng)上有明確的顯示,斷裂兩側(cè)地質(zhì)礦產(chǎn)特征存在一系列差異。斷裂帶傾向南西,傾角35°-65°,寬50-200m,由斷層角礫巖、碎裂巖、斷層泥組成。綜合區(qū)域資料,該斷裂帶早期具韌性—脆韌性推覆剪切變形,推覆方向?yàn)樽员睎|向南西逆沖;晚期有自南西向北東脆性斷層疊加。

  ⑵.黑溝—欒川—維摩寺—羊冊(cè)—明港斷裂(簡(jiǎn)稱(chēng)欒川斷裂)

  該斷裂為一超殼斷裂,具長(zhǎng)期活動(dòng)歷史,是華北陸塊與北秦嶺構(gòu)造帶的邊界斷裂。斷裂帶北側(cè)出露不同時(shí)代的沉積建造,主要有熊耳群、官道口群欒川群和陶灣群等;南側(cè)出露的為寬坪巖群裂谷沉積。

  在新元古代主要表現(xiàn)為沿華北板塊南部邊緣的一次大規(guī)模的裂解事件,形成了平行該帶展布的新元古代晚期堿性—基性巖漿巖帶,與這一時(shí)期全球性的裂解事件(Rodinia超級(jí)大陸裂解)時(shí)間基本一致,應(yīng)為全球性拉張構(gòu)造背景下構(gòu)造活動(dòng)的一個(gè)組成部分,它表明華北板塊可能雖未成為Rodinia超級(jí)大陸的一個(gè)組成部分,卻仍發(fā)生了與該大陸大致同時(shí)的裂解事件。

  古生代至少發(fā)生了兩期推覆活動(dòng)、一期拉張活動(dòng)和一期左行走滑剪切活動(dòng)。據(jù)區(qū)域資料及張國(guó)偉(2001)等的研究成果,早期低角度逆沖,伴隨倒轉(zhuǎn)—平臥褶皺;然后拉張,形成沿?cái)嗔褞д共嫉馁_—白堊紀(jì)陸相斷陷盆地。此兩期活動(dòng)與該區(qū)大規(guī)模的酸性巖漿侵入活動(dòng)密切相關(guān)(擠壓增厚導(dǎo)致地殼部分熔融,拉張活動(dòng)使巖漿上涌侵入)。

  中生代晚期又發(fā)生自北向南的逆沖推覆,但推覆角度要比早期推覆的角度大,南召地區(qū)晚侏羅—早白堊世陸相盆地沉積已部分被該推覆構(gòu)造所掩蓋。新生生大規(guī)模左行走滑剪切,部分地段現(xiàn)今仍在活動(dòng),但該期活動(dòng)并不完全沿早期斷面展布。

 、.馬超營(yíng)—拐河—確山斷裂(簡(jiǎn)稱(chēng)馬超營(yíng)斷裂)

  為一疊加在韌性斷裂基礎(chǔ)上的脆性斷裂帶,由一系列近于平行的斷裂組成,并有分支復(fù)合現(xiàn)象。走向北西西,傾向北北東,傾角50°~80°,帶寬3~5km,沿?cái)嗔褞Х植加旋埣覉@組構(gòu)造巖塊及燕山早期巖體(脈),盧氏以西分布在斷裂帶以北的熊耳群發(fā)育有向北變?nèi)醯钠砘F(xiàn)象,并以發(fā)育寬緩的背、向斜褶皺構(gòu)造為特征;以南則發(fā)育緊閉同斜褶皺和韌性剪切變形為特征。

  該斷裂帶可能形成于中元古代早期,其初始形式是“三叉型”裂谷帶的南部邊界,直接控制著熊耳期大規(guī)模火山噴發(fā)的南部邊界。在華北陸塊蓋層形成之后,該斷裂繼續(xù)活動(dòng)切穿蓋層,是區(qū)內(nèi)貴金屬、多金屬礦化的主要控礦斷裂(郭保健等,1997)。

  1.2區(qū)域地層

  本研究區(qū)分布于欒川斷裂與三門(mén)峽—魯山斷裂之間,具有明顯的地臺(tái)型基底和蓋層二元結(jié)構(gòu),基底為太古宇太華巖群(毛景文等,2009),蓋層巖系主要包括長(zhǎng)城系熊耳群、薊縣系高山河群、中元古界官道口群、新元古界欒川群和下古生界陶灣群等,其中目標(biāo)地層熊耳群為本區(qū)內(nèi)分布最廣的地層。

  1.3巖漿巖巖體

  研究區(qū)侵入巖分布廣泛,主要為酸性巖和中性巖類(lèi)為主,其次為堿性巖、基性—超基性巖。根據(jù)巖漿巖區(qū)域分布特征、接觸關(guān)系以及同位素年齡資料,可劃分為古元古代、中新元古代、古生代、晚侏羅世—早白堊世四個(gè)侵入階段(肖榮閣等,2010)。其中新元古代、古生代、晚侏羅世—早白堊世巖漿巖最為發(fā)育。成因類(lèi)型以S型、I型花崗巖類(lèi)為主;構(gòu)造背景可分主造山階段(新元古代—古生代)俯沖(島弧)型、同碰撞型和碰撞后拉張型花崗巖類(lèi)(A型花崗巖),后造山(陸內(nèi))階段(晚侏羅世—早白堊世)隆起型花崗巖類(lèi)。

  2成礦模型

  根據(jù)礦區(qū)中含礦石英脈的特征,鉬礦化石英脈是伴生鉀長(zhǎng)石和鉀化交代的石英脈出現(xiàn),而石英脈可以在寬廣的溫度區(qū)間形成,因此有鉀長(zhǎng)石等高溫礦物的石英脈定義為鉀長(zhǎng)石石英脈更能夠反映其成因。

  石英脈型礦床成礦模型比較復(fù)雜,其涉及到鉬鉛鋅銀不同礦產(chǎn),不同的地區(qū),不同的含礦巖性及不同的成礦時(shí)代,依照不同地區(qū)不同成礦時(shí)代,可以劃分不同成礦模型,本次僅研究火山期后熱液型鉀長(zhǎng)石英脈型鉬礦成礦模型。

  2.1成因分析

  研究區(qū)鉀長(zhǎng)石英脈型礦床有兩類(lèi),一類(lèi)產(chǎn)于古元古界熊耳群火山巖中,一類(lèi)產(chǎn)于太古界太華群變質(zhì)巖中。

  礦床礦化特征顯示,產(chǎn)于古元古界熊耳群火山巖中礦體順層間裂隙充填及交代產(chǎn)出,礦區(qū)附近火山集塊巖發(fā)育,具有火山機(jī)構(gòu)特征。而產(chǎn)于太古界太華群變質(zhì)巖中的礦床一般沿構(gòu)造裂隙充填。流體包裹體的特征及物理化學(xué)特征表明,鉀長(zhǎng)石英脈型鉬礦是高溫流體在減壓沸騰和減壓不混溶條件下結(jié)晶充填形成的。

  由于減壓沸騰作用形成高CO2和低CO2的流體相,高鹽度的流體與低鹽度的流體,成礦流體系統(tǒng)是處于處于超臨界狀態(tài)?紤]到礦床沿構(gòu)造破裂帶充填成礦,其主要承受靜水壓力,成礦深度約為4-8 km。

  2.2成礦模型

  熊耳群火山巖,尤其是雞蛋坪組英安巖中富含鎢鉬鉛鋅金銀,但是熊耳群火山巖巖石結(jié)構(gòu)致密,滲透性差,在后期地質(zhì)作用中,其中金屬元素難于活化出來(lái)。因此熊耳群中的多金屬礦床在后期成礦作用中只能夠作為成礦圍巖,不能夠提供成礦物質(zhì),或者只能在火山期后熱液充填成礦(陳毓川等,1993)。

  趙太平等(2008)獲得Re-Os同位素年齡為1884±210Ma,與熊耳期火山活動(dòng)相當(dāng),因此該區(qū)鉀長(zhǎng)石英脈型最大可能是熊耳期火山期后熱液充填礦床,其成礦與火山機(jī)構(gòu)及火山活動(dòng)期間的斷裂有密切關(guān)系。

  鉀長(zhǎng)產(chǎn)于古元古界熊耳群火山巖中鉀長(zhǎng)石英脈型鉬礦,產(chǎn)狀平緩,成平行密集層狀順層間裂隙充填成脈狀分布。目前勘探中對(duì)淺部單層或者單礦化帶評(píng)價(jià),已經(jīng)取得勘探效果,可以探明其儲(chǔ)量,但是一個(gè)礦區(qū)究竟由多少礦化石英脈層組成,究竟深部有多少礦層,目前的千米鉆一直沒(méi)有穿透,因此找礦前景非常可觀。

  2.3鉀長(zhǎng)石英脈型礦床

  據(jù)肖榮閣等(2008)根據(jù)不同地質(zhì)作用中形成的流體溶質(zhì)成分及溫度分類(lèi),劃分為高溫硅鉀鹵水、中溫碳酸鹽鹵水、低溫硫酸鹽鹵水等。

  上述三種流體類(lèi)型隨著溫度壓力的降低,可以分別結(jié)晶或交代圍巖形成不同的產(chǎn)物,肖榮閣等(2008)研究高溫?zé)崴练e物屬于硅鉀鹵水沉積,可以富鉀長(zhǎng)石巖、富鈉長(zhǎng)石巖、富螢石、電氣石等硅質(zhì)巖;高溫?zé)嵋撼涮钗锟梢孕纬砂樯涢L(zhǎng)石、螢石等高溫?zé)嵋旱V物的石英脈;其交代圍巖可以形成鉀化及硅化蝕變等。而中低熱水沉積、熱液充填及熱液交代作用可以出現(xiàn)伴生碳酸鹽礦物、硫酸鹽礦物的硅質(zhì)巖、石英脈及伴生碳酸鹽、硫酸鹽的圍巖蝕變。

  由于石英脈可以在更寬廣的溫度區(qū)間形成,簡(jiǎn)述的石英脈不能反映其形成溫度及成因類(lèi)型,出現(xiàn)有鉀長(zhǎng)石等高溫礦物的石英脈定義為鉀長(zhǎng)石石英脈更能夠反映其成因。

  本區(qū)所見(jiàn)鉬礦化石英脈是伴生鉀長(zhǎng)石和鉀化交代的石英脈,因此定義為鉀長(zhǎng)石石英脈型鉬礦。

  石英脈中出現(xiàn)碳酸鹽礦物或者硫酸鹽礦物是中低溫?zé)嵋撼涮钐卣鞯V物組合,鉛鋅銀礦一般產(chǎn)于碳酸鹽石英脈中。

  火山期后熱液型鉀長(zhǎng)石英脈型鉬礦是該區(qū)近幾年發(fā)現(xiàn)的一種新型礦床類(lèi)型,是一種以高溫?zé)嵋撼涮顬橹鞯牡V床類(lèi)型。

  研究區(qū)鉀長(zhǎng)石英脈型礦床有兩類(lèi),一類(lèi)產(chǎn)于古元古界熊耳群火山巖中,一類(lèi)產(chǎn)于太古界太華群變質(zhì)巖中。礦床礦化特征顯示,產(chǎn)于古元古界熊耳群火山巖中礦體順層間裂隙充填及交代產(chǎn)出,礦區(qū)附近火山集塊巖發(fā)育,具有火山機(jī)構(gòu)特征。而產(chǎn)于太古界太華群變質(zhì)巖中的礦床一般沿構(gòu)造裂隙充填。流體包裹體的特征及物理化學(xué)特征表明,鉀長(zhǎng)石英脈型鉬礦是高溫流體在減壓沸騰和減壓不混溶條件下結(jié)晶充填形成的。

  由于減壓沸騰作用形成高CO2和低CO2的流體相,高鹽度的流體與低鹽度的流體,成礦流體系統(tǒng)是處于處于超臨界狀態(tài)。考慮到礦床沿構(gòu)造破裂帶充填成礦,其主要承受靜水壓力,成礦深度約為4-8km。

  熊耳群火山巖,尤其是雞蛋坪組英安巖中富含鎢鉬鉛鋅金銀,但是熊耳群火山巖巖石結(jié)構(gòu)致密,滲透性差,在后期地質(zhì)作用中,其中金屬元素難于活化出來(lái)。因此熊耳群中的多金屬礦床在后期成礦作用中只能夠作為成礦圍巖,不能夠提供成礦物質(zhì),或者只能在火山期后熱液充填成礦。該區(qū)鉀長(zhǎng)石英脈型最大可能是熊耳期火山期后熱液充填礦床,其成礦與火山機(jī)構(gòu)及火山活動(dòng)期間的斷裂有密切關(guān)系。

  結(jié)束語(yǔ)

  鉀長(zhǎng)石英脈型鉬礦床的勘查進(jìn)展給我們提出了新問(wèn)題,要求我們必須重視研究脈型鉬礦床的地質(zhì)地球化學(xué)特征,形成和分布規(guī)律,建立成礦模型,為礦產(chǎn)資源勘查提供科學(xué)支撐。

  參考文獻(xiàn):

  [1]白鳳軍,肖榮閣.嵩縣鉀長(zhǎng)石英脈型鉬礦地質(zhì)特征及成礦預(yù)測(cè)[J].中國(guó)鉬業(yè),2009,33

  [2]陳毓川,朱裕生.中國(guó)礦床成礦模式.北京:地質(zhì)出版社.1993.

  [3]鄧小華,李文博,李諾,等.河南嵩縣紙房鉬礦床流體包裹體研究及礦床成因[J].巖石學(xué)報(bào),2008,(9)

  [4]郭保健,戴塔根,徐孟羅,等.熊耳山北坡拆離斷層帶地球化學(xué)特征及其與金銀礦化的關(guān)系[J].礦產(chǎn)與地質(zhì),1997,11(1)

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