李香資 ，班宜紅，權(quán)知心，甕紀(jì)昌，2，王衛(wèi)東

(1.河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第二地質(zhì)勘查院，許昌 461000；2.河南省地質(zhì)調(diào)查院，鄭州 450007)

內(nèi)蒙古興和縣曹四夭鉬礦床地球化學(xué)特征及成礦模型探討

李香資1，班宜紅1，權(quán)知心1，甕紀(jì)昌1，2，王衛(wèi)東1

(1.河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第二地質(zhì)勘查院，許昌 461000；2.河南省地質(zhì)調(diào)查院，鄭州 450007)

內(nèi)蒙古興和縣曹四夭鉬礦是河南省地勘二院2010年新發(fā)現(xiàn)的一個(gè)特大型鉬礦，就目前工作程度，預(yù)計(jì)鉬金屬量超過200萬噸。通過對(duì)該鉬礦床地球化學(xué)特征的分析研究，揭示了利用巖屑化探測量作為有效手段發(fā)現(xiàn)并推斷斑巖型鉬礦床規(guī)模的基本思路。該區(qū)通常主要鉬礦體地表露頭被嚴(yán)格限制在Mo、W、Cu、Pb、Zn、As、Sb綜合異常中心部位，成礦母巖花崗斑巖是鉬礦體主要控礦因素，也是重要的找礦標(biāo)志，元素組合分類和水平分帶特征為判斷礦體前景指明了方向。(Mo+W+Zn)/(Cu+As+Sb)三元素加權(quán)比值圖不僅揭示了鉬礦體地表剝蝕水平，而且指示了鉬礦體邊緣與物化探等值線梯度帶的對(duì)應(yīng)特征，初步建立了曹四夭鉬礦床的成礦地球化學(xué)模型。

鉬礦床；成礦母巖；地球化學(xué)特征；等值線梯度帶；成礦地球化學(xué)模型；內(nèi)蒙興和

內(nèi)蒙古興和縣曹四夭鉬礦床是我國最近幾年發(fā)現(xiàn)的又一個(gè)巨型鉬礦床。經(jīng)過預(yù)查、普查，目前曹四夭鉬礦已控制礦體東西長1 900 m，南北寬1 400 m，單孔最大見礦厚度＞900 m。根據(jù)現(xiàn)有的勘查控制程度估算，保守估計(jì)最終可提交鉬金屬量200萬噸，有望超過安徽金寨沙坪溝鉬礦，成為中國第一，世界第二大鉬礦。對(duì)該礦床地球化學(xué)特征及成礦模型的研究，對(duì)尋找同類型鉬礦床有借鑒和指示意義。

1 大地構(gòu)造及區(qū)域地質(zhì)背景

1.1 大地構(gòu)造位置

曹四夭鉬礦區(qū)位于華北地臺(tái)北緣內(nèi)蒙古臺(tái)隆涼城斷隆東部，大同－尚義北東向構(gòu)造－巖漿巖帶中段，大同－尚義北東向構(gòu)造－巖漿巖帶與商都－蔚縣北西向構(gòu)造－巖漿巖帶交匯部位西南側(cè)(圖1)。區(qū)內(nèi)主要巖石為太古宙麻粒巖相結(jié)晶基底和沉積蓋層。根據(jù)1/20萬區(qū)域重力成果［1］，該區(qū)位于北東向重力梯級(jí)帶上，北部為大青山重力低異常區(qū)段。在漫長的地質(zhì)演化歷程中，發(fā)育了多期褶皺構(gòu)造、韌性剪切變形及斷裂構(gòu)造，形成錯(cuò)綜復(fù)雜的構(gòu)造特征。

1.2 區(qū)域地質(zhì)背景

區(qū)域出露地層主要為：中太古界集寧巖群黃土窯巖組，中生界侏羅系中統(tǒng)長漢溝組，新生界古近系漸新統(tǒng)呼爾井組和烏蘭戈楚組，新近系中新統(tǒng)老梁底組，漢諾壩組，上新統(tǒng)寶格達(dá)烏拉組。

圖1 研究區(qū)大地構(gòu)造位置圖（據(jù)石家莊經(jīng)濟(jì)學(xué)院渾源窯等2幅1/5萬區(qū)調(diào)報(bào)告改編）Fig.1 The tectonic location map of the study area

區(qū)域巖漿活動(dòng)頻繁，以中、新太古代變質(zhì)深成體為主，其次為中生代晚侏羅世中細(xì)粒似斑狀花崗巖，少量早白堊世花崗斑巖，其中早白堊世曹四夭花崗斑巖為目標(biāo)礦種的成礦母巖。另北西向及北東輝綠巖脈、正長斑巖脈、石英斑巖脈極其發(fā)育。

野外地質(zhì)調(diào)查及綜合研究發(fā)現(xiàn)，區(qū)域內(nèi)褶皺主要發(fā)生在太古宇基底變質(zhì)巖系中，基底變質(zhì)巖系的褶皺變形可分三期：第一期是在基底地殼隆起的作用下產(chǎn)生片內(nèi)褶皺和平臥褶皺形跡；第二期為區(qū)域性褶皺，它直接控制各巖石單位的區(qū)域性分布；第三期為寬緩、開闊的背向形，表現(xiàn)為片麻理的波狀起伏、褶皺軸面近于直立。

斷裂構(gòu)造主要發(fā)育有北西向、北東向、北北東向及近南北向斷裂，以北東向?yàn)橹鳎螢楸蔽飨?、近南北向，區(qū)域大斷裂發(fā)育的次級(jí)斷裂束為燕山期花崗巖熔漿向外接觸帶侵入形成巖枝或微小巖株的主要通道。

總之，區(qū)域內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，巖漿活動(dòng)頻繁，成礦地質(zhì)條件有利[2]。

2 區(qū)域地球化學(xué)特征

2.1 1/20萬化探重砂異常特征

1/20萬區(qū)域化探資料顯示，區(qū)域內(nèi)中太古界集寧巖群黃土窯巖組(Ar2h)普遍有酸性巖體侵入，因而區(qū)內(nèi)相對(duì)富集Rb、La、Ba、Pb、Ag、Cd、W、Mo、Bi、Nb、U、As、F、Y、Zr、K2O、SiO2等組分，其中W、Mo、Pb、Zn、Au局部濃集較強(qiáng)，成礦指示作用明顯［2］。

2.2 1/5萬水系沉積物及巖屑測量異常特征

1/5萬水系沉積物及巖屑測量（據(jù)我院承擔(dān)的內(nèi)蒙古渾圓窯等四幅礦調(diào)成果）共圈定綜合異常27個(gè)，曹四夭02－甲1綜合異常經(jīng)地球化學(xué)異常評(píng)價(jià)系統(tǒng)（1/5萬地球化學(xué)普查規(guī)范DZ/T0011-91,有修改）測評(píng)為95.32分(表1)，綜合排序第一，其高分值和排序結(jié)果表明該異常具有很好的找礦潛力［1-3］。

該綜合異常具如下特征：①W、Mo異?？臻g套疊好，均為面狀異常；②異常元素含量高，變異系數(shù)大，呈強(qiáng)分異特征，表明該區(qū)主成礦元素不僅富集，而且呈后生疊加特征；③具高濃度、高梯度特征；④異常呈水平分帶，從中心向四周呈W-Mo-Sn-Bi-As-Sb組合異常帶；⑤W、Mo異常中心主要分布于燕山期花崗斑巖附近，與巖體內(nèi)外接觸帶蝕變礦化關(guān)系密切。

3 礦床及其成礦母巖特征

3.1 礦床地質(zhì)特征

3.1.1 地層

礦區(qū)內(nèi)出露地層為中太古界集寧巖群黃土窯巖組(Ar2h)石榴石淺粒巖和黑云石榴斜長片麻巖，古近系漸新統(tǒng)呼爾井組和烏蘭戈楚組(E3wl+h)砂巖、砂礫巖夾泥巖，新近系中新統(tǒng)老梁底組(N1l)砂礫巖、粉砂巖及漢諾壩組(N1h)伊丁玄武巖，新近系上新統(tǒng)寶格達(dá)烏拉組(N2b)紅色粘土夾砂礫巖(圖2)。

3.1.2 構(gòu)造

礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造比較發(fā)育，以北東向、北西向?yàn)橹鳎螢榻媳毕?，?guī)模均較小。北東向、北西向構(gòu)造帶內(nèi)以碎裂巖為主，構(gòu)造巖大多具硅化、綠泥石化、絹云母化、褐鐵礦化，偶見黃鐵礦化。近南北向斷裂構(gòu)造多有石英(細(xì))脈充填。多期次構(gòu)造活動(dòng)為含礦熱液運(yùn)移和儲(chǔ)存提供了極其有利的場所。

3.1.3 成礦母巖特征

表1 內(nèi)蒙古渾源窗等四幅礦調(diào)1/5萬化探綜合異常地球化學(xué)異常評(píng)價(jià)系統(tǒng)評(píng)分評(píng)序結(jié)果表Table 1 The geochemical anomaly evaluation system grade and evaluate and range consequence chart of comprehensive geochemical prospecting anomaly of Hunyuanyao and the other four 1/50 000 geological mine survey in Inner Mongolia

圖2 曹四夭鉬礦區(qū)地質(zhì)圖Fig.2 Geological map of the Caosiyao molybdenum deposit

礦區(qū)內(nèi)發(fā)育燕山期花崗斑巖，呈巖株、巖枝狀侵入于中太古界黃土窯巖組(Ar2h)中，分別為早白堊世曹四夭多斑花崗斑巖(K1C1γπ)、曹四夭少斑花崗斑巖(K1C2γπ)。

多斑花崗斑巖(K1C1γπ)：出露面積約0.06 km2，呈灰白色，斑狀結(jié)構(gòu)，基質(zhì)微粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。斑晶：鉀長石(為正長石)呈2～15 mm半自形板狀，約占20%；斜長石1～2 mm半自形板狀，強(qiáng)絹云母化，污濁狀，約占10%；石英1～5 mm，渾圓化半自形晶，局部可見熔蝕港灣狀，約占15%。基質(zhì)主要由微粒狀長英質(zhì)構(gòu)成。巖石具較強(qiáng)的黃鐵絹英巖化，鐵錳礦化及鎢鉬礦化。

少斑花崗斑巖(K1C2γπ)：出露面積約0.02 km2，呈淺肉紅色－淺黃灰色，斑狀結(jié)構(gòu)，基質(zhì)呈微粒結(jié)構(gòu)，局部呈霏細(xì)狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。斑晶以鉀長石為主，呈0.5～1 mm半自形板狀，含量較少或無，基質(zhì)主要由微粒狀長英質(zhì)構(gòu)成。巖石具有較強(qiáng)的黃鐵絹英巖化，鐵錳礦化及鎢鉬礦化，與多斑花崗斑巖(K1C1γπ)呈脈動(dòng)式侵入接觸。

3.2 成礦母巖地球化學(xué)特征

花崗斑巖微量元素背景含量與測區(qū)其它地層和巖體相比，其Mo、W、Pb、Cu、Sn、Au、Ag、As、Sb、Bi十種元素含量均明顯偏高。尤其是Mo、W元素背景含量為地殼豐度值的15.9倍、43.7倍(表2)。這表明Mo礦體的成礦物質(zhì)來源于燕山期花崗斑巖。

3.3 成礦母巖巖石化學(xué)特征

成礦母巖巖石化學(xué)成分見表3。根據(jù)里特曼指數(shù)計(jì)算公式σ=(K2O+Na2O)2/(SiO2-43)計(jì)算出σ=1.38，σ值介于1.00～1.38之間，結(jié)合SiO2、K2O和堿值等參數(shù)特征可以看出巖體屬于高酸、高鉀、高鋁、低鎂鈣的特征，為環(huán)太平洋型鈣堿性系列的超淺成侵入巖(表3)。

如果以Fe2O3/(Fe2O3+FeO)作為氧化指數(shù)來衡量，興和曹四夭鉬礦床的氧化指數(shù)為0.80～0.97之間，平均值為0.89，結(jié)合其它巖石學(xué)特征，說明該礦區(qū)花崗斑巖為超淺成侵入巖，其定位深度不超過1 km。

應(yīng)用鋯石同位素測年，興和曹四夭鉬礦床成礦母巖花崗斑巖的測定結(jié)果為131～134 Ma[鋯石206Pb/238U加權(quán)平均年齡，中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所]，地質(zhì)年代屬早白堊世，屬燕山中期巖漿活動(dòng)期（據(jù)1/5萬內(nèi)蒙古渾圓窯等四幅礦調(diào)報(bào)告）。

4 礦床地球化學(xué)特征

圍繞曹四夭1/5萬綜合異常，通過1/1萬地質(zhì)簡測、1/1萬巖屑測量［4］等地質(zhì)工作，圈出了1－甲1以鎢鉬為主的綜合異常(圖3)。

4.1 元素分布規(guī)律

1/1萬礦區(qū)各元素的地球化學(xué)特征及異常特征值見表4。

由表4可知，礦區(qū)內(nèi)W、Mo、As三元素Kk均大于3，為強(qiáng)富集元素；而Cu、Zn、Au三元素Kk均小于1，低于地殼豐度值，呈貧瘠元素。表4中的8種元素的變異系數(shù)均大于1，其中Mo、Au、Sb三元素Cv均大于3，呈強(qiáng)分異狀態(tài)。以上事實(shí)說明礦區(qū)內(nèi)元素所受機(jī)械和化學(xué)分異作用十分強(qiáng)烈，但Mo、W的強(qiáng)富集的分布規(guī)律對(duì)礦區(qū)目標(biāo)礦種的選擇提供了重要依據(jù)。

4.2 礦區(qū)地球化學(xué)異常評(píng)價(jià)

為進(jìn)一步研究各種單元素之間的共生組合關(guān)系，選取對(duì)異常區(qū)有影響因素的樣品所做的R型聚類分析結(jié)果(圖4)進(jìn)行分析研究［5-6］。

在相似系數(shù)約為0.48的水平上，元素自然地分成三組：Mo、Cu、W、As、Sb為第一組，Pb、Zn組合為第二組，Au自成一組。第一組合高、中、低溫元素的混合出現(xiàn)，可預(yù)示成礦熱液的多期疊加，Au的自相關(guān)表明Au元素成礦地質(zhì)條件與Mo、W等有很大的差異性。

5 曹四夭鉬礦成礦地球化學(xué)模型分析

曹四夭鉬礦床地表元素水平分帶(東西向)［7-8］為：從礦體中心至外圍為Mo(Sb)-W(As)-Zn-Pb-Sb-As-Cu-Au(W)。Sb、As、W在礦體中心和外圍反復(fù)出現(xiàn)和礦區(qū)異常分帶現(xiàn)象吻合，反映巖漿熱液活動(dòng)的疊加效應(yīng)。

ZK0800鉆孔選取礦體中心部位－穿透礦體部位所做的原生暈分析結(jié)果為：礦體中心－尾部元素垂直分帶為Mo-Zn-W-As-Cu-Pb-Sb-Ag-Bi-Au，與地表元素水平分帶結(jié)果基本一致。

根據(jù)元素水平分帶選取出Mo+W+Zn(地表礦體及近礦元素)和Cu+As+Sb(地表遠(yuǎn)礦及指示元素)分析，數(shù)據(jù)經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化處理，編出兩組元素比值平面等值線圖(圖5)。

表2 內(nèi)蒙渾源窯等四幅礦調(diào)不同巖石單位元素含量背景值統(tǒng)計(jì)表（據(jù)1/5萬內(nèi)蒙古渾圓窯等礦調(diào)報(bào)告）Table 2 Element content background value statistical chart in different rock unit in Hunyuanyao and the other four 1/50 000 geological mine survey in Inner Mongolia

表3 巖石化學(xué)成分分析結(jié)果一覽表Table 3 Analysis results list of rock chemical composition

圖5示出藍(lán)線區(qū)域?yàn)榈戎稻€梯度帶。右邊梯度帶推測為鉬礦體邊部特征，輝鉬礦化逐漸變?nèi)跖c黃鐵礦化逐步變強(qiáng)對(duì)應(yīng)。當(dāng)梯度帶等值線小于1.3時(shí)輝鉬礦化逐次尖滅。左邊梯度帶由于新地層覆蓋關(guān)系，有效化探樣品不足，該梯度帶推測只能反映鉬礦體受覆蓋。梯度帶內(nèi)高值區(qū)域，推測為鉬礦體的一級(jí)成礦潛力區(qū)，即品位規(guī)模最好地段。

圖3 礦區(qū)1/1萬地球化學(xué)異常剖析圖Fig.3 Profile chart of the 1/10 000 geochemical anomaly in ore destrict

表4 曹四夭鉬礦區(qū)元素地球化學(xué)特征值一覽表Table 4 Element characters of geochemistry list in the Caosiyao molybdenum deposit

圖4 R型聚類分析譜系圖Fig.4 Type R cluster analysis dendrogram

相同區(qū)域的物探1/1萬激電測量，為一大規(guī)模高幅頻低電阻異常，異常走向近南北向，視幅頻率Fs值均大于1.5%，最高值14.75%，視電阻率為50～400Ω·m，尤其視幅頻率Fs高值帶與ρs視電阻率低值帶套合好，高極化低電阻特征極為顯著，因地表巖石蝕變強(qiáng)烈，鎢鉬礦化較普遍，深部存在富硫化物可能性極大。

1/5千綜合剖面測量結(jié)果顯示，1/1萬激電面積性測量發(fā)現(xiàn)的激電異常得到了很好的重現(xiàn)，視幅頻率Fs值1.5%以上異常規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大，總體分布和形態(tài)與1:1化探(Mo+Zn+W)/(Cu+As+Sb)等值線梯度帶特征非常吻合(圖6)。

在化探樣品有效的前提下，(Mo+Zn+W)/(Cu+As+Sb)等值線梯度帶環(huán)繞的面狀區(qū)域內(nèi)為鉬礦體分布范圍，等值線強(qiáng)度和濃集規(guī)模反映鉬礦體品味和厚度特征，這正是少斑花崗斑巖與中太古代黃土窯巖組地層內(nèi)外接觸帶的產(chǎn)出區(qū)域，已施工鉆孔ZK0000、ZK0800、ZK0807、ZK1608、ZK0808、ZK0816分別控制了400～900 m厚的鉬礦體。

6 異常與成礦母巖及蝕變礦化的關(guān)系

巖屑化探異常顯示，以Mo為主的綜合異常均圍繞燕山期花崗斑巖出露形態(tài)展布，在少斑花崗斑巖與黃土窯巖組外接觸帶蝕變礦化最強(qiáng)烈，以面型蝕變?yōu)橹?，主要有硅化、絹云母化、鉀長石化、黑云母化、綠泥石化、輝鉬礦化、黃鐵礦化、褐鐵礦化等，次為螢石化、方柱石化、次閃石化及后期碳酸鹽化；輝鉬礦化與硅化、絹云母化、鉀長石化關(guān)系密切。圍巖裂隙發(fā)育，鎢鉬礦化呈網(wǎng)脈狀及細(xì)脈狀分布；多斑花崗斑巖與黃土窯巖組內(nèi)外接觸則沒有明顯鉬礦化特征，只有該接觸帶同時(shí)作為少斑花崗斑巖的外接觸帶附近時(shí)，鉬礦化才強(qiáng)烈；在巖體外接觸帶發(fā)現(xiàn)有黑鎢礦化，主要呈脈狀、網(wǎng)脈狀，其中沿早期構(gòu)造破碎帶充填的黑鎢礦化石英脈鎢含量相對(duì)較高。據(jù)外接觸帶施工槽探取樣分析結(jié)果，外接觸帶地表鉬礦石最高品位為0.069%，均為氧化礦。

圖5 曹四夭鉬礦區(qū)1/10 000(Mo+W+Zn)/(Cu+As+Sb)平面等值線圖（1/10 000）Fig.5 1/10 000(Mo+W+Zn)/(Cu+As+Sb)plane equivalence value map in Caosiyao molybdenum ore district，Xinghe county

圖6 曹四夭鉬礦區(qū)1/5 000綜合剖面激電中梯FS平面等值線圖（1/10 000）Fig.6 1/5000 composite profile and plane equivalence value map of IP used central gradient array methed in Caosiyao molybdenum ore district，Xinghe county

這表明鉬礦體主要受少斑花崗斑巖外接觸帶控礦的突出特征［9-11］。

7 結(jié)語

內(nèi)蒙古興和縣曹四夭鉬礦床地球化學(xué)異常特征為：①礦床地球化學(xué)異常是區(qū)域水系沉積物及土壤異常的進(jìn)一步重現(xiàn)和加強(qiáng)，更加清晰地指示了礦床的分布范圍；②礦床地球化學(xué)異常受少斑花崗斑巖與黃土窯巖組地層外接觸帶控制明顯；③異常呈多元素組合，不僅強(qiáng)度大，濃集中心明顯，且具分帶性；④綜合異常分帶與元素分帶一致。

曹四夭鉬礦床的地球化學(xué)成礦模型為：元素水平分帶從礦體中心至外圍為Mo(Sb)-W(As)-Zn-Pb-Sb-As-Cu-Au(W)。垂直分帶礦體－礦尾為Mo-Zn-W-As-Cu-Pb-Sb-Ag-Bi-Au。(Mo+Zn+W)/(Cu+As+Sb)等值線梯度帶指示鉬礦體邊部，且當(dāng)比值＜1.3時(shí)鉬礦體尖滅。

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Discuss on the Molybdenum Deposit Geochemical Characteristics and Metallogenic Model in Xinghe County,Inner Mongolia

LI Xiang-zi1,BAN Yi-hong1,QUAN Zhi-xin1,WENG Ji-chang1,2,WANG Wei-dong
(1.NO.2 Geoexploration Party of Henan Bureau of Geoexploration and Mineral Development,Xuchang 461000,China;2.Geological Survey,Zhengzhou 450007,China)

The Caosiyao molybdenum deposit in Xinghe County，Inner Mongolia is a super-huge type deposit，which was newly found by the No.2 Geoexploration Party of Henan Bureau of Geoexploration and Mineral Development.The molybdenum resources can be estimated to more than 200 million tons based to the exploration work.Through the analysis on the geochemical characteraistics of the deposit，the authors think that the debris geochemical measurement is a effective method to find porphyry molybdenum ore.The main molybdenum body outcrops are strictly limited in the comprehensive abnormal center of the element Mo、W、Cu、Pb、Zn、As and Sb.The metallogenic parent rock,granite porphyry is not only the main ore-control facter but also the crucial ore-hunting indicator.Element combination classification and horizontal zoning characteristics indicate the direction of the orebody prospecting.The three elements weighted ratio figure(Mo+W+Zn)/(Cu+As+Sb)reveals the molybdenum ore body’s surficial denudation level and indicates the characteristic of correspondence between moltbdenum ore body margin and geophysical and geochemical equivalent line gradient belts.Consequently the metallogenic geochemical model of the Caosiyao molybdenum deposit was established.

Caosiyao molybdenum deposit;metallogenic parent rock;geochemical characteristic;equivalent line gradient belts;metallogenetic geochemical model;Xinghe in Inner Mongolia

P618.65

A

1672－4135（2012）01－0039-08

2012-02-09

內(nèi)蒙古自治區(qū)興和縣曹四夭鉬礦預(yù)查項(xiàng)目（09-1-KC045）

李香資(1973-)，男，河南許昌人，地質(zhì)工程師，本科學(xué)歷，該基金項(xiàng)目項(xiàng)目負(fù)責(zé)，Email:banyihong2008@163.com。