陕西华县西沟钼矿区花岗岩含矿性分析

712地勘人 · 发表于 2011-3-1 09:53

陕西华县西沟钼矿区花岗岩含矿性分析
周国伟
（西北有色地质勘查局712队）

摘要：西沟钼矿区内花岗岩与钼矿体在空间上关系密切，认为其可能为成矿母岩或与成矿母岩同源。通过对该花岗岩的SiO2、K2O/Na2O、Rb/Sr比值、SK2O-钾的标准离差以及成矿元素富集程度与金堆城钼岩体相应项对比研究认为，西沟花岗岩以上指标与金堆城含矿岩体接近或相似，因此推断西沟地区具有斑岩钼矿成矿的可能性，找矿前景良好。
关键词：陕西华县  西沟  钼矿  花岗岩
Abstract: Xigou molybdenum ore and molybdenum mine in Granite in space close to that of its parent rock or ore may be homologous with the mineralization host rock. Through the granite SiO2, K2O/Na2O, Rb / Sr ratios, SK2O-K and the standard deviation of the enrichment of ore-forming elements and the corresponding rock Jinduicheng term comparative studies suggest that these indicators of granite and gold Xigou ore-bearing rock pile close to the city or similar, so inference Xigou region has the possibility of porphyry molybdenum mineralization, exploration prospect.
Keywords: Molybdenum Mine in Shaanxi Granite Huaxian Xigou
1 地质背景
1.1 区域地质
西沟钼矿区位于华北地台南缘豫西断隆区西段老牛山岩体与华山岩体所夹持的东西向长廊中，南与金堆城凹陷毗邻，北与汾渭断陷相接，呈东西向带状分布。出露地层主要为太古界太华群之上亚群，为一套中深度变质的片麻岩系。
区域内断裂构造发育，主体呈近东西向展布，南、北两侧分别受朱家沟断裂和华阳川断裂围限。区内分布有多期次的近东西向韧性剪切带；次有北西西向、北西向、北东向的断裂构造带。
区域岩浆活动强烈，形成有燕山期老牛山、华山等花岗岩岩基。岩性主要为黑云二长花岗岩，年龄值为0.60～1.66亿年。此外，尚发育有花岗岩脉、花岗闪长岩脉、花岗细晶岩脉、花岗伟晶岩脉等众多脉岩。
区域成矿带属于东秦岭钼多金属成矿带，分布着金堆城、石家湾、黄龙铺、桃园、南泥湖、汝阳东沟等大型、超大型钼矿床（图1）。

图1  东秦岭钼矿带地质略图（据黄典豪等，1996）
1—白垩系砂页岩；2—寒武系灰岩；3—新元古界官道口群，峦川群碳酸盐岩；4—中元古界熊耳群火山岩；5—中元古界陶湾群大理岩；6—中元古界宽坪群绿片岩；7—下元古界秦岭群变质岩；8—太古界太华群角闪斜长片麻岩；9—燕山期花岗岩；10—燕山期二长花岗岩；11—断层；12—地质界线；13—碳酸盐型钼铅矿床；14—斑岩-矽卡岩型钼（钨矿床）；15—斑岩型钼矿床

1.2 成矿动力学背景
华北克拉通南缘地处华北克拉通与秦岭造山带衔接部位北侧，经受了多期构造演化：其中古生代末期—中生代早期俯冲—碰撞造山阶段，扬子板块向华北板块俯冲碰撞，导致区内出现推覆构造，并成为秦岭造山带的重要组成部分(张国伟等，1997，2001)；晚侏罗世—早白垩世构造体制转换和伸展阶段，构造体制发生转换和伸展作用，即主应力场由SN向转为近EW向，形成NNE向构造体系，沿着秦岭造山带北缘发生了大规模的逆冲推覆、拆离滑脱、块断、平移构造运动，以及强烈的岩浆活动，形成中酸性小斑岩体、花岗岩基等。这两期构造运动导致了两次区域性大规模成矿作用。黄龙铺钼矿形成于220Ma左右，对应的地球动力学背景为华北克拉通与扬子克拉通的碰撞造山后陆内造山和伸展过程；金堆城、南泥湖、上房沟、雷门沟、汝阳东沟等大型钼矿床形成于（140--120Ma左右），对应的地球动力学背景为是中国东部中生代构造体制大转换过程晚期（140Ma左右）与东部岩石圈东西向大规模伸展期（120Ma左右）。
据王北颖（1997），西沟岩体Rb-Sr年龄为124Ma，研究分析认为西沟钼矿成矿年代接近于该岩体，因此，西沟钼矿与金堆城、南泥湖、上房沟、雷门沟、汝阳东沟等大型钼矿床具有相同的地球动力学背景。
2 矿区地质概况
矿区出露地层主要为太古界太华群上亚群（Arth3b）的黑云角闪斜长片麻岩、黑云母斜长片麻岩及花岗片麻岩，岩石普遍发生混合岩化作用。地层产状整体北倾，倾角一般大于40°（图2）。
矿区断裂构造以东西向为主，其次为北东向及北西向。东西向构造以王沟—麦糠窑沟脑剪切带、康沟—冰冷沟—苍家坪剪切带和草萍沟—阴司台—南台剪切带及石家沟—燕子沟剪切带为代表。四条近东西向剪切带平面上表现为两个 “入”字型，它们构成了本区构造的主体。构造控制岩浆岩和矿体的分布。
矿区主要出露黑云母二长花岗岩，花岗岩脉，少量花岗斑岩。主要如下：西沟花岗岩体，呈北西西向不规则状展布，长度大约2.5km，宽度小于1km，岩性主要为黑云母二长花岗岩。雪花沟-阴司台花岗斑岩体分布于王家岔岩体外围，呈近东西向展布，岩体长1100m左右，宽50～300m，岩体与钼矿化空间关系密切。麦糠窑花岗斑岩体呈近东西向椭圆状产出，规模尚不清楚，具斑状-似斑状结构。矿物成分主要为斜长石、钾长石、石英、黑云母。此外，在麦糠窑一带尚发现有3个黑云母二长花岗岩岩株，呈面状分布，单个岩株出露面积约120×70～200×100㎡，灰白色，细-中粒似斑状结构，块状构造，成分主要为斜长石、石英、黑云母，局部可见到钾长石。

图2  西沟钼矿地质简图
3 矿床地质特征
矿区可分为南北两个矿区，南矿区位于水文站—育园沟一带，北矿区位于麦康窑一带，目前共圈出5条主要的钼矿化带，即北部矿化带Mo-Ⅷ、Mo-Ⅸ矿化带和南部的Mo-I，Mo-II，Mo-VII等矿化带，现将Mo-Ⅸ、Mo-Ⅰ主要矿带（体）特征简述如下：
Mo-Ⅸ矿化带：走向近东西，倾向北，长度大于1000m，宽度大于100m。矿化带主要由石英方解石脉、长石石英脉及蚀变片麻岩组成。其中的Ⅸ-1矿体长1000余米，宽6.0 m～20.3m,呈脉状、似层状产出，产状与矿化带基本一致，Mo品位一般0.05～0.11﹪,单样最高0.55﹪。含矿脉体呈乳白色—灰白色，风化面呈土黄色、浅褐色，其中裂隙较为发育，铁质浸染较强；单脉宽大多为5～20cm,表现为细粒或隐晶质结构，块状、团块状构造，主要矿物成分为石英，见少量长石、碳酸盐成分。脉体内主要见黄铁矿化，次见少量的中—细粒方铅矿、辉钼矿化，偶见黄铜矿、磁黄铁矿化等。脉体上下盘围岩中硅化、高岭土化、绿泥石化、绿帘石化较为普遍。
Mo-I矿化带：东西长大于3000m，宽度10～50m。总体走向80～110°，倾向北，倾角60～70°。矿化带主要由石英脉、长石-石英脉及蚀变黑云斜长片麻岩组成。其中，I-1矿体地表长1000余米，水平厚3.49～15.0米，最厚24.74 米，Mo品位一般0.07～0.10﹪,单工程最高0.21﹪；深部矿体控制长度600余米，水平厚6.91～12.44m，Mo品位一般 0.08 ～0.128﹪，单工程最高0.213﹪，单样最高1.4﹪。矿体形态呈脉状、似层状，总体走向80～110°，与围岩走向近于平行，倾向北，倾角一般为60°～75°，其中16勘探线以西倾角较缓，向东逐渐变陡。矿体主要由石英脉、长石-石英脉、方解石-石英脉及蚀变黑云斜长片麻岩组成。单脉一般长数米至数十米左右，厚0.6～1.5m，脉体膨胀狭缩现象较为明显。呈乳白色—灰白色，风化后为红褐色，铁染现象较为发育。脉体多较为破碎，表现为细粒或隐晶质结构，块状、团块状构造。金属硫化物主要为黄铁矿，黄铁矿主要呈团块状、浸染状、或细脉状沿脉体裂隙发育；次为辉钼矿，辉钼矿主要呈细粒星点状或团块状、有时成细脉状发育，辉钼矿多和黄铁矿相伴生；偶见少量的中—粗粒方铅矿及细粒黄铜矿、磁黄铁矿等。脉体上下盘围岩中硅化、高岭土化、绿帘石化、绿泥石化较为普遍，有时可见少量辉钼矿化，偶见天青石化。
4 花岗岩含矿性分析
相关研究认为东秦岭钼矿的形成均与成矿花岗斑岩有关。通过研究工作，西沟钼矿区目前在地表及深部工程中还没有见到含矿花岗斑岩，矿区出露的花岗岩体和岩脉，可能为成矿母岩或与成矿母岩同源，而且其与矿体在空间上关系密切。因此有必要对其成矿条件进行研究探讨。
经研究证明，含矿岩体均具有富Si、富碱、高K和强烈遭受钾化的特征，且一般侵位较浅（老外所称的氧化岩体）；成矿岩体的岩石不仅Mo元素丰度值较高，而且更重要的是在岩浆演化过程中元素能够明显浓集。根据含矿岩体的这些特征，已经总结出如下的评价指标（张本仁等，1994）：
4.1 SiO2指标
矿带内含矿岩体的SiO2含量在70-76%之间，无矿岩体多在65.64-70.85%之间。金堆城含矿钾长花岗斑岩SiO2含量为73.2-74.5%，西沟岩体（脉）SiO2含量在63.9-74.66%，一般小于70%（表1），接近成矿岩体SiO2含量。
4.2 K2O-Na2O图解与K2O/Na2O指标
K2O-Na2O图解反映成矿岩体富碱和高钾特征，用作判别评价岩体的含矿性。金堆城岩体样品岩石K2O/Na2O为1.19-4.06，一般>2（表1），样品在K2O-Na2O图解中，主体落入强富K区（图3）；而西沟岩体，K2O/Na2O为0.74-9.24，一般1-2（表1），样品在K2O-Na2O图解中，主体落入富K区（图3），说明西沟岩体钾化较弱，但具有成矿作用增强的演化趋势。

图3  西沟岩体与金堆城岩体岩石K2O-Na2O图解（底图据张本仁，1994）

表1西沟岩体与金堆城岩体SiO2、Na2O、K2O含量及有关参数对比表
矿区样号岩性 SiO2（%） Na2O（%） K2O（%） K2O/Na2O SK2O
西沟 D795 黑云母二长花岗岩 63.9 3.32 5.16 1.55 0.62（剔除最大和最小值）
D791 黑云母二长花岗岩 66.75 3.06 4.99 1.63
D925 黑云母二长花岗岩 64.21 3.1 5.35 1.73
D784 黑云母二长花岗岩 66.3 2.74 6.18 2.26
WB03 黑云母二长花岗岩 65.27 3.24 4.85 1.50
D09 黑云母二长花岗岩 64.85 3.23 4.77 1.48
D515 黑云母二长花岗岩 65.66 3.16 5.53 1.75
D568-1 黑云母二长花岗岩 64.2 3.58 4.65 1.30
HMPB11 黑云母二长花岗岩 70.82 1.05 9.7 9.24
TC99 黑云母二长花岗岩 68.7 3.13 5.82 1.86
r1 黑云母二长花岗岩脉 74.66 4.43 3.26 0.74
r2 黑云母二长花岗岩脉 71.62 2.3 6.51 2.83
γ3 黑云母二长花岗岩脉 69.65 3.11 5.76 1.85
γ4 黑云母二长花岗斑岩脉 66.95 2.60 4.98 1.92
γπ-1 黑云母二长花岗斑岩 69.20 3.00 2.94 0.98
金堆城 JD1 钾长花岗斑岩 73.93 2.24 5.95 2.66 0.67
JD10 钾长花岗斑岩 73.2 1.63 6.61 4.06
J81-1 钾长花岗斑岩 73.84 3.2 5.5 1.72
J81-2 钾长花岗斑岩 76.88 2.27 5.23 2.30
J21 钾长花岗斑岩 73.08 3.72 4.41 1.19
J19 钾长花岗斑岩 74.5 2.7 5.63 2.09
注：数据引自钱壮志等（2006）和西北有色地质研究院（2007），下同
4.3 Rb/Sr比值
根据成矿岩体多遭受强烈钾化蚀变，其实质是钾长石交代岩体中的斜长石，故随K的带入，Rb含量必然增高，而随Ca的带出，岩体中Sr也必然带出。因此成矿岩体的岩石应具有较高的Rb/Sr比值。东秦岭17个大中小型含矿岩体和无矿岩体分析数据统计结果表明，含矿岩体的Rb/Sr多大于1，无矿岩体的该比值多较低。
金堆城钼矿岩体Rb/Sr比值为0.99-5.42，一般>1；而西沟岩体Rb/Sr比值为0.80-1.03，接近1（表2）,说明西沟岩体较金堆城岩体钾化弱。
表2西沟岩体与金堆城岩体Rb/Sr比值对比表
岩体名称 Rb（10-6） Sr（10-6） Rb/Sr
金堆城斑岩体 389.50 71.83 5.42
278.19 118.77 2.34
306.79 108.17 2.84
375.74 161.55 2.33
281.52 284.33 0.99
277.60 189.60 1.46
303.50 158.50 1.91
272.60 227.00 1.20
西沟岩体 218.40 217.70 1.00
251.30 239.20 1.05
181.10 227.00 0.80
236.50 231.40 1.02
233.40 233.30 1.00
233.70 238.70 0.98
201.20 227.30 0.89
218.70 232.60 0.94
241.40 235.10 1.03

4.4 SK2O-钾的标准离差
钾化在岩体中的发育是不均匀的，随其强度增大，SK2O也增大，故它也是评价岩体含矿性的意义。统计数据表明东秦岭Mo矿带的含矿岩体不仅K2O含量多在6%以上，而且SK2O较高（张本仁，1994）。
金堆城岩体K2O含量为4.41-6.61%，平均5.56%，SK2O为0.67；西沟岩体（包括岩脉）K2O含量为2.93-9.7%，平均5.56%，SK2O为0.62（表1）。说明西沟岩体和金堆城岩体SK2O基本相当。
4.5 成矿元素的富集度
成矿元素的富集度系指本区岩石中元素的含量与该岩石该元素丰度之比。该指标较为直接地反映岩体成矿可能性。
金堆城岩体已经富集成矿；所采西沟岩体（脉）6件样品Mo（注：以往研究样品没有分析Mo）平均为46.1ppm，为世界花岗岩Mo丰度（约1ppm）的46倍，具有强富集特征（>5），而且斑岩的Mo含量较高（表3），成矿条件有利。
表3 西沟花岗岩（脉）Mo含量统计表
样  号 TC99 r1 r2 γ3 γ4 γπ-1 平均
Mo（10-6） 36 1.0 5.0 84 46 104 46.1

5 结论
综上所述，西沟花岗岩与金堆城花岗斑岩的SiO2、K2O/Na2O、Rb/Sr比值、SK2O-钾的标准离差以及成矿元素富集程度指标对比显示，二者接近或相似，因此认为西沟具有斑岩钼矿成矿岩浆岩条件。

参考文献（略）