吳賢亮，張 聰，胡起生，桂紅珍

(1．湖北省地質(zhì)局 第八地質(zhì)大隊(duì)，湖北 襄陽 441003;2．湖北省地質(zhì)調(diào)查院，湖北 武漢 430034)

中國(guó)鉬礦資源較為豐富，相對(duì)集中于秦嶺—大別造山帶。近幾年來，隨著勘查力度加大，在桐柏—大別地區(qū)相繼發(fā)現(xiàn)了湯家坪、千鵝沖、沙坪溝等超大型、大型鉬礦床，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)了一大批中小型礦床。它們與東秦嶺鉬成礦帶相連，構(gòu)成了中國(guó)最大的鉬礦省，探明鉬資源儲(chǔ)量約500萬t，預(yù)示了該區(qū)良好的找鉬前景。借鑒上述新礦床的找礦經(jīng)驗(yàn)，湖北省地質(zhì)局第八地質(zhì)大隊(duì)在桐柏山南麓的“桐柏雜巖”分布區(qū)內(nèi)通過工作，發(fā)現(xiàn)了隨縣黃家溝—尖水田中型鉬礦。

1 地質(zhì)背景

礦區(qū)位于隨縣北部桐柏山南麓，大地構(gòu)造單元隸屬秦嶺—大別造山帶之桐柏—大別造山帶。根據(jù)區(qū)內(nèi)構(gòu)造特點(diǎn)，桐柏—大別造山帶又可以新城—黃陂斷裂為界，進(jìn)一步劃分為桐柏山—大別山中間隆起與南秦嶺造山帶兩個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元(圖1［1］)。礦區(qū)位于新城—黃陂斷裂北側(cè)的桐柏山隆起內(nèi)。

該區(qū)在大地構(gòu)造演化中，經(jīng)歷了多次開合作用，最終于中三疊世末完成了華北板塊與揚(yáng)子板塊的碰撞對(duì)接，此后進(jìn)入了陸內(nèi)板塊構(gòu)造發(fā)展階段。印支—燕山期以來，該區(qū)經(jīng)歷了揚(yáng)子板塊與華北板塊的俯沖、碰撞造山和造山期后伸展等構(gòu)造作用，并經(jīng)受多次強(qiáng)烈的韌性、脆—韌性再造和脆性改造作用。韌性剪切帶早期的韌性活動(dòng)、晚期的脆性活動(dòng)以及燕山期巖漿活動(dòng)，為區(qū)內(nèi)金屬元素的活化、遷移、富集創(chuàng)造了條件，為鉬礦床的形成提供了導(dǎo)礦通道和容礦空間。

礦區(qū)為“桐柏雜巖”分布區(qū)。前人認(rèn)為“桐柏雜巖”主要由糜棱巖化花崗質(zhì)片麻巖組成，劉曉春［2］等認(rèn)為該糜棱巖化花崗質(zhì)片麻巖形成于新元古代侵位時(shí)，在后期經(jīng)過了較高溫度的塑形流變、韌性剪切變形及走滑伸展作用;次要部分為片麻狀花崗巖侵位時(shí)裹挾的大量變質(zhì)巖包體，包體的變質(zhì)作用達(dá)角閃巖相，巖性以細(xì)粒青灰色—灰黑色閃長(zhǎng)英質(zhì)變粒巖為主，含少量副片麻巖、斜長(zhǎng)角閃巖、大理巖和鈣硅酸巖。變質(zhì)巖包體常成群出現(xiàn)，有時(shí)也單獨(dú)產(chǎn)出，多為似層狀、透鏡狀、串珠狀和不規(guī)則狀。包體大小懸殊，最大者直徑超過1 km，最小者只有幾厘米，包體與花崗質(zhì)片麻巖發(fā)生同變形，變形面與圍巖協(xié)調(diào)一致，但包體殘留構(gòu)造會(huì)使面理局部特征較為復(fù)雜。

近年來研究成果表明，“桐柏雜巖”主體巖石(花崗質(zhì)片麻巖或片麻狀花崗巖)不是古老巖體，而是碰撞作用后伸展環(huán)境下的產(chǎn)物，屬燕山期花崗巖體?！巴┌仉s巖”中的花崗質(zhì)片麻巖屬早白堊世侵入巖［3］，在侵位過程中將圍巖淺粒巖、變粒巖等變質(zhì)巖侵蝕捕獲為包體，隨后兩者經(jīng)過了統(tǒng)一的強(qiáng)烈的構(gòu)造變形過程。“桐柏雜巖”中的花崗質(zhì)片麻巖作為燕山期巖漿活動(dòng)的事實(shí)厘定，對(duì)該區(qū)的成鉬事件具有重要意義，可能表明區(qū)內(nèi)鉬礦與區(qū)域鉬礦一樣，也與燕山期巖漿作用有關(guān)，預(yù)示區(qū)內(nèi)找鉬前景樂觀。

圖1 桐柏—大別造山帶地質(zhì)略圖(據(jù)李俊平，2011修改)Fig．1 Schematic geological map of Tongbai-Dabie

研究區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，處于北西向新城—黃陂斷裂帶與推斷的北東向殷店—草店斷裂、出山店斷裂的交匯部位，北西向與北東構(gòu)造將本區(qū)劃分成網(wǎng)格狀，構(gòu)造對(duì)成礦十分有利。

2 地質(zhì)特征

2．1 賦礦巖石

鉬礦賦存于花崗質(zhì)片麻巖內(nèi)變質(zhì)巖包體中，巖性以鈉長(zhǎng)變粒巖、淺粒巖為主，斜長(zhǎng)角閃巖及大理巖次之，主體花崗質(zhì)片麻巖中未見礦化。礦化帶巖石為灰色，鱗片花崗變晶結(jié)構(gòu)，致密塊狀構(gòu)造，圍巖均為花崗質(zhì)片麻巖，兩者為侵入接觸關(guān)系，接觸帶附近花崗質(zhì)片麻巖未見礦化蝕變。脈石礦物主要為長(zhǎng)石、石英，少量發(fā)育于與變粒巖呈侵入接觸的斜長(zhǎng)角閃巖裂隙中，其輝鉬礦平均品位較變粒巖中略高。此外，大理巖裂隙面上偶見輝鉬礦化。

2．2 礦體特征

目前在黃家溝、尖水田兩礦區(qū)控制礦帶長(zhǎng)＞2 km，施工的11個(gè)鉆孔均見礦，各孔均呈“多層”礦特點(diǎn)，單孔“礦層”累計(jì)厚 8．88～67．01 m。圈定了 25個(gè)礦(化)體，多數(shù)礦(化)體為隱伏礦體。規(guī)模較大的礦體有5個(gè)，長(zhǎng) 800～900 m，厚 0．81～39．89 m，品位0．045% ～0．27%;其他礦(化)體規(guī)模一般長(zhǎng) 200～500 m，個(gè)別超過0．20%，厚度一般為1～6 m，品位0．033% ～0．010%。礦體呈似層狀、透鏡狀產(chǎn)出，延伸方向與區(qū)域構(gòu)造線方向相一致，走向300°～320°，傾角45°～68°;且礦體礦石的片理、片麻理與其圍巖片麻狀花崗巖一致。

2．3 礦石特征

鉬礦主要賦存于變粒巖、淺粒巖中，少量存在于與變粒巖接觸帶附近的斜長(zhǎng)角閃巖中，且較變粒巖中富集，礦體與花崗質(zhì)片麻巖接觸帶附近花崗質(zhì)片麻巖無礦化蝕變。輝鉬礦一般呈細(xì)粒浸染狀、細(xì)脈狀、片狀分布于變質(zhì)巖中，其中部分片狀輝鉬礦沿片麻理呈定向分布，礦化不均勻，部分節(jié)理面及裂隙面上局部富集。礦石主要為輝鉬礦硅化黃鐵礦化變粒巖。少量輝鉬礦以細(xì)粒集合體形式富集并整體呈細(xì)脈狀填充于賦礦巖層石斷裂及裂隙面中，賦礦巖石以變粒巖及斜長(zhǎng)角閃巖為主。

輝鉬礦硅化黃鐵礦化變粒巖:礦石呈灰、黃褐、黑褐色，花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要礦物有石英60% ～70%、長(zhǎng)石10% ～25%、(黃)褐鐵礦約3%，絹云母＜10%，輝鉬礦＜1%。肉眼所見輝鉬礦呈片狀單晶體產(chǎn)出，一般呈細(xì)粒浸染狀、星散狀(圖2)分布于蝕變巖中，其中片狀輝鉬礦沿片麻理呈定向分布，顆粒大小粒度一般0．06～0．5 mm，個(gè)別可達(dá)1 mm以上。少數(shù)輝鉬礦集合體呈梅花狀，一般大小為2 mm×2 mm，亮灰色，易污手，條痕灰綠色，風(fēng)化物呈淡黃色。蝕變礦物為石英，原生礦物為不等粒狀，半自形—自形結(jié)構(gòu)。重結(jié)晶作用明顯。賦礦巖石具硅化、黃鐵礦化。

圖2 浸染狀輝鉬礦石Fig．2 Disseminated molybolenite

區(qū)內(nèi)鉬礦石礦物相對(duì)簡(jiǎn)單，除輝鉬礦外，金屬礦物零星見有斑銅礦、黃銅礦、黃鐵礦、閃鋅礦、赤鐵礦等。輝鉬礦呈片狀、條片狀，硬度低，具強(qiáng)非均質(zhì)性，呈條帶狀分布，與硅化作用關(guān)系密切。其它金屬礦物呈他形或半自形狀，金屬礦物的生成順序:輝鉬礦—黃鐵礦—斑銅礦—黃銅礦—閃鋅礦—赤鐵礦。樣品測(cè)試結(jié)果統(tǒng)計(jì)顯示，鉬元素獨(dú)立性強(qiáng)，與鎢略顯正相關(guān)，與其他各元素均為負(fù)相關(guān)或略顯負(fù)相關(guān)。

2．4 蝕變特征

賦礦巖石見硅化、黃鐵礦化、鉀化、云母化(黑云母、金云母、白云母等)等蝕變。其中與成礦作用相關(guān)的以黃鐵礦化、硅化為主。輝鉬礦化與黃鐵礦化、硅化一般成正相關(guān)。黃鐵礦化減弱則相應(yīng)礦化減弱，但黃鐵礦化過于強(qiáng)烈時(shí)也難見輝鉬礦。此外，云母化強(qiáng)烈時(shí)也難見輝鉬礦化。

3 地球化學(xué)特征

區(qū)內(nèi)鉬的土壤異常形態(tài)一般為橢圓狀、條帶狀，其長(zhǎng)軸方向平行于區(qū)內(nèi)構(gòu)造線方向，異常規(guī)模一般0．4～1．3 km ×0．13 ～0．6 km，單樣鉬含量5×10-6～120 ×10-6。

從元素相關(guān)性分析來看(表1)，Mo、Cu、W之間，Cu、Zn、Ag 及 Ag 、Bi之間相關(guān)系數(shù) ＞0．3，具較好的相關(guān)性;Cu、Pb之間，Pb、Mo 之間，Pb、Ag 之間呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，其余元素相關(guān)關(guān)系不明顯。巖石分析結(jié)果顯示，一般情況下，Mo高則W高，其他元素低;但W高或其他元素低時(shí)，鉬含量不一定高，W異常位于Mo異常之上，說明鎢等元素與鉬元素之間可能存在一定的聯(lián)系。

全區(qū)共圈定出以Au、Mo為主的多元素組合異常54 個(gè)。總結(jié)發(fā)現(xiàn) Mo、W、Cu、Bi、Sn 正相關(guān)、套合好，與Au、Ag、Pb、Zn 關(guān)系不大。且 Mo、W、Cu 異常位置與以包體形式產(chǎn)出的變質(zhì)巖位置基本一致，呈長(zhǎng)軸狀、帶狀分布。土壤鉬元素原始數(shù)據(jù)特高值附近皆發(fā)現(xiàn)有鉬礦體存在(圖3)。

表1 工作區(qū)土壤測(cè)量各元素相關(guān)系數(shù)表Table 1 Correlation coefficient of each element of soil in working area

圖3 尖水田礦區(qū)鉬土壤地球化學(xué)等值線圖Fig．3 Geochemical diagram of molybdneum in Jiangshuitian ore district

4 地球物理特征

礦區(qū)以前開展的地球物理測(cè)量較少，近三年來已開展的物探工作(激電中梯、測(cè)井及激電測(cè)深)對(duì)含礦地質(zhì)體的深部延伸及構(gòu)造形態(tài)進(jìn)行相關(guān)的驗(yàn)證。據(jù)地表礦體及各物性標(biāo)本極化率特征，在各剖面激電測(cè)深中均發(fā)現(xiàn)存在明顯高極化率的激電異常。地表所見鉬礦體及其蝕變巖反映為稍高極化率，一般為4%～5．4%，而正常無礦無蝕變地段極化率為2% ～3%，礦與非礦具較明顯的極化率差別;電阻率表現(xiàn)為高電阻率或從高到低變化的梯度帶特征。

鉆孔工程證實(shí)，在深部這些極化體所反映的含礦地質(zhì)體并未順地表片麻理發(fā)育方向延伸發(fā)育，而是反映出不規(guī)則板狀、囊狀或透鏡狀形態(tài)(圖4)。

這些極化體，物探原推斷解釋為含金屬硫化物的地質(zhì)體引起，很可能系黃鐵礦、輝鉬礦(化)體引起。通過多個(gè)深部鉆探工程驗(yàn)證，確定其高極化率確系含金屬硫化物(部分地段含輝鉬礦)的地質(zhì)體引起。初步推斷，異常顯示的極化體能夠基本反映含礦地質(zhì)體(變質(zhì)巖包體)在地底深部的形態(tài)延伸情況。

圖4 典型地物剖面顯示的深部激電測(cè)深極化體異常圖(紅色區(qū)域?yàn)楫惓８咧祬^(qū))Fig．4 Anomaly map of polarization body of deep IP sounding showed in typic and object profile

5 礦床成因初步分析

綜合分析礦體地質(zhì)、物理、化學(xué)特征，目前所發(fā)現(xiàn)鉬礦體均嚴(yán)格受片麻狀花崗巖中的變質(zhì)巖包體控制，含礦的變質(zhì)巖呈包體形式產(chǎn)于“桐柏雜巖”的花崗質(zhì)片麻巖中，且地表出露處均有鉬土壤異常、物探激電異常。作為“桐柏雜巖”主體的花崗質(zhì)片麻巖中基本未見礦化及蝕變現(xiàn)象，其在地表也無物化探異常存在。鉆探驗(yàn)證表明深部高極化率的激電異常也系含礦的變質(zhì)巖引起。作為礦石的含鉬變質(zhì)巖的片理、片麻巖與其圍巖片麻狀花崗巖的片麻理產(chǎn)狀一致。

黃家溝取樣測(cè)試，片麻狀花崗巖的正常振蕩環(huán)帶產(chǎn)生的鋯石206Pb/238U加權(quán)年齡為(137．6±1．6)Ma，MSWD=2．6，表明其在(137．6 ±1．6)Ma侵位;而其內(nèi)的含鉬變質(zhì)巖包體的輝鉬礦Re-Os同位素年齡為(137．0 ±8．1)Ma，MSWD=1．10(中國(guó)地大，蔣少涌，2015，另文發(fā)表)。這一成巖、成礦時(shí)間與東秦嶺鉬礦帶大別山北麓鉬成礦事件、成巖時(shí)間處于同一時(shí)期，均形成于早白堊世，且成巖與成礦近乎同時(shí)，也與區(qū)域鉬礦床特征一致，可能表明本區(qū)鉬礦形成與巖漿巖有關(guān)。

黃家溝的片麻狀花崗巖(花崗質(zhì)片麻巖)同位素年齡與蘇文等分別對(duì)礦區(qū)東側(cè)的高城和三道河地區(qū)花崗質(zhì)片麻巖研究一致。高城和三道河地區(qū)花崗質(zhì)片麻巖的稀土配分模式具有Eu的負(fù)異常，輕重稀土元素分異明顯，(La/Yb)N比值最小，稀土元素總量較高，呈現(xiàn)V型，為典型地殼硅鋁層重熔形成的花崗巖類，原位LA-ICP-MS鋯石U-Pb同位素年代學(xué)測(cè)定，獲得其巖漿成巖年齡分別為134～138 Ma、123～127 Ma(燕山期)，表明“桐柏雜巖”中的花崗質(zhì)片麻巖是中生代侵入的花崗巖類，而不是古老的地殼［4-5］。

至于作為礦石的含鉬變質(zhì)巖的片理、片麻巖與其圍巖片麻狀花崗巖的片麻理產(chǎn)狀一致現(xiàn)象，應(yīng)是含礦的變質(zhì)巖與其圍巖花崗巖一起受到新城—黃陂斷裂強(qiáng)烈的韌性剪切作用造成。區(qū)域構(gòu)造研究表明，新城—黃陂剪切帶右旋韌性剪切作用主要發(fā)生在中生代(印支期)，與華北、揚(yáng)子兩大板塊陸陸碰撞作用有關(guān)，并控制其兩側(cè)的巖漿活動(dòng)，是區(qū)內(nèi)成礦地質(zhì)作用的重要導(dǎo)礦和控礦構(gòu)造。新城—黃陂斷裂系走滑型韌性剪切帶，其韌性剪切作用發(fā)生于131 Ma，即發(fā)生于花崗質(zhì)片麻巖侵位之后，強(qiáng)烈韌性剪切變形改造了早白堊世花崗巖。這一時(shí)期正是燕山期陸內(nèi)造山擠壓階段向伸展階段的轉(zhuǎn)變時(shí)期［6］。

6 結(jié)語

輝鉬礦及其圍巖花崗巖均形成于約138 Ma的早白堊世，可能是花崗巖侵位時(shí)在其外圍的變質(zhì)巖或其內(nèi)的變質(zhì)巖包體中形成輝鉬礦。隨后含礦的變質(zhì)巖與其圍巖花崗巖一起受到新城—黃陂斷裂131 Ma強(qiáng)烈的韌性剪切作用，被構(gòu)造作用改造為眼球狀花崗質(zhì)片麻狀、含鉬礦的片巖等;這一強(qiáng)烈的韌性剪切作用也可造成原不是包體的含礦變質(zhì)巖以包體的形式定向分布于花崗質(zhì)片麻巖(片麻狀花崗巖)中，也可促成成礦物質(zhì)遷移進(jìn)一步富集，在裂隙中形成細(xì)脈狀礦化。本區(qū)鉬礦的形成可能與早白堊世巖漿作用有關(guān)。

致謝:感謝中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)蔣少涌教授、湖北省地質(zhì)局董意群教授級(jí)高級(jí)工程師的指導(dǎo)。參加野外工作的人員還有戴紹杰、馬文勝、許王靜、舒中華、李飛、席實(shí)衛(wèi)等，謹(jǐn)此致謝!

［1］ 李俊平，李永峰，羅正傳，等．大別山北麓鉬礦找礦重大進(jìn)展及其礦床地質(zhì)特征研究［J］．大地構(gòu)造與成礦學(xué)，2011，35(4):576-586．

［2］ 劉曉春，江博明，李三忠，等．桐柏高壓變質(zhì)地體:對(duì)桐柏—大別—蘇魯高壓/超高壓變質(zhì)帶構(gòu)造框架和俯沖/折返機(jī)制的制約［J］．巖石學(xué)報(bào)，2011，27(4):1151-1162．

［3］ 崔建軍，劉曉春，胡娟，等．桐柏雜巖中印支期變質(zhì)巖包體的變質(zhì)作用［J］．吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(地球科學(xué)版)，2009，39(4):610-627．

［4］ 張宏飛，張利，高山，等．桐柏地區(qū)變質(zhì)雜巖和侵入巖類Pb同位素組成特征及其地質(zhì)意義［J］．中國(guó)地質(zhì)大學(xué)學(xué)報(bào)，1999(3):269-273．

［5］ 蘇文，劉景波，陳能松，等．東秦嶺—大別山及兩側(cè)的巖漿和變質(zhì)事件年代學(xué)及其形成的大地構(gòu)造背景特征［J］．巖石學(xué)報(bào)，2013，29(5):1573-1593．

［6］ 董樹文，張?jiān)罉?，龍長(zhǎng)興，等．中國(guó)侏羅紀(jì)構(gòu)造變革與燕山運(yùn)動(dòng)新詮釋［J］．地質(zhì)石學(xué)報(bào)，2007，81(11):1449-1461．