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模式二十七斑巖型鉬礦找礦模式

壹.概述

斑巖型鉬礦床又稱細脈浸染型鉬礦床,多分布於舊臺地邊緣與新構造-巖漿活動帶之間的過渡帶,具有明顯的區域成礦特征。它們主要分布在花崗斑巖、應時二長斑巖等巖體及鄰近圍巖和接觸帶中,是巖漿侵入的產物。

根據構造、巖漿和熱液特征,斑巖鉬礦床可分為高矽流紋巖-堿性系列和分異二長花崗巖系列兩種類型。高矽流紋巖-堿性系列礦床,具有變鋁和高矽流紋巖的特征,產於大陸拉張環境,局限於大陸板塊內部,如厚克拉通地殼中的裂谷帶,故又稱為裂谷斑巖型鉬礦床。根據堿性巖漿作用與頂極侵入體的關系,高矽流紋巖-堿性系列可進壹步細分為三個亞型:頂極型、過渡型和堿性型。分異二長花崗巖系列包括花崗閃長巖-二長花崗巖或二長花崗巖-二長花崗巖侵入體晚期分異形成的礦床。該類型礦床的構造背景屬於大陸擠壓環境,常與弧-陸或陸-陸碰撞有關的俯沖帶密切相關,也稱為島/陸弧斑巖型鉬礦床。總體而言,高矽流紋巖-堿性系列斑巖鉬礦中鉬金屬的富集程度高於外來花崗巖系列;從金屬鉬的生產歷史來看,前者的產量也較大。

圖1銅鉬百分比對數散點圖(引自R. B. Carten等人,1993)

斑巖型鉬礦床有壹個重要特點,就是與斑巖型銅礦床關系密切,多為伴生或伴生。它們屬於同壹成礦系列的兩個端員。根據礦石中銅、鉬的平均品位和相對含量,斑巖型礦床可分為:①斑巖型銅礦床——銅幾乎是唯壹可回收的金屬,鉬的平均品位≤0。02%;②斑巖型銅鉬礦床——銅是主要金屬或* * *產物,0.02% < Mo≤0.05%;③斑巖型鉬銅礦床——銅為金屬副產品,鉬> 0.05%;④斑巖型鉬礦床——幾乎不含可回收的銅,鉬> 0.05%。如果Mo/Cu < 0.1,則認為是富銅礦床。如果Mo/Cu >1+0,則認為是富鉬礦床(圖1)。

就鉬金屬而言,它可產於斑巖型鉬鎢、鉬錫鎢、鉬鉍、鉬鎳礦床、矽卡巖型鉬礦床、網狀鉬礦床等。但大多數經濟上可開采的鉬產自斑巖銅鉬礦床、斑巖鉬銅礦床和斑巖鉬礦床。根據R. B. Carten等人(1993)統計的219斑巖銅鉬礦床的儲量數據,斑巖銅、斑巖銅鉬礦床和斑巖鉬銅礦床中,銅金屬儲量分別為5。16 × 108t,鉬金屬儲量為* *。斑巖型鉬礦床中的鉬儲量包括(高矽)流紋巖-堿性系列第6亞類。0 × 106t和變閃長巖子類4。3 × 106t,約占1。03 × 107t(圖2B)。雖然斑巖鉬礦在產量規模上不能與斑巖銅礦相提並論,但斑巖鉬礦是金屬鉬的重要來源,其找礦模式研究應受到重視。因此,本書在系統介紹了《斑巖銅礦找礦模式(模式6)》之後,在另壹部分探討了斑巖鉬礦找礦模式,為尋找該類型礦床提供了更直接的信息。

圖2銅和鉬含量及礦化年齡直方圖(引自R. B. Carten等人,1993)。

從全球範圍來看,中國、美國和智利的鉬儲量分別位居世界前三。就鉬礦儲量規模而言,世界上最大的兩個斑巖鉬礦床分別是美國科羅拉多州的Clemax礦床和Henderson礦床。這兩個超大型斑巖型鉬礦床約占世界鉬資源總量的1/4。美國新墨西哥州的奎斯塔礦床是世界上最大的單壹類型鉬礦床,但其鉬儲量小於其他鉬多金屬礦床。這三個礦床都位於世界著名的頂極-烏拉德-亨德森斑巖鉬礦帶(圖3)。此外,美國的應時山和埃蒙斯山礦床、加拿大的恩達科礦床和智利的丘基卡馬塔礦床也很大(表1)。

表1世界典型斑巖鉬礦床

繼續的

註:1。可采儲量;2.地質儲量;3.壹些文獻也將上房溝和南泥湖歸為斑巖-矽卡巖型鉬礦床。

圖3美國西部典型斑巖鉬礦分布圖(引自L. M. Klemm等人,2008年)

我國斑巖型鉬礦主要分布在東秦嶺成礦帶和燕山成礦帶,占我國已探明鉬礦儲量的60%以上。其中以東秦嶺鉬礦帶最為著名,這裏已發現40多個鉬(鎢)礦床(點),是壹條可與美國Clemax-Ourad-Henderson斑巖鉬礦帶相媲美的鉬成礦帶。其中有金堆城鉬礦、上房溝鉬(鐵)礦、南泥湖鉬(鎢)礦3個超大型礦床,大石溝鉬(re)礦、石家灣鉬礦、野長坪鉬鎢礦、雷門溝鉬礦4個大型礦床。近年來,隨著新壹輪國土資源大調查項目的開展,我國斑巖型鉬礦的找礦前景和研究有了新的突破。如大興安嶺成礦帶發現大型斑巖型鉬礦床,推斷鉬資源遠景儲量大於2×105t;在西藏岡底斯發現了第壹個獨立的鉬礦——沙榮大型斑巖鉬礦,這對在該地區繼續尋找斑巖鉬礦具有重要的指導意義和研究價值。

二、地質特征

1.構造背景

斑巖型鉬礦床屬於巖漿熱液型,多見於克拉通活動邊緣、與弧-陸或陸-陸碰撞有關的俯沖帶或厚克拉通中的裂谷帶,如美國的Clemax-Ourad-Henderson鉬礦帶(圖4)。構造巖漿活動帶、弧前裂谷和活動大陸板塊邊緣弧內的大陸裂谷都是成礦的有利構造環境。成礦區地殼厚,伸展構造發育。高品位大型-超大型鉬礦床大多與以明顯低重力為特征的厚矽鋁殼有關,如東秦嶺鉬礦帶(圖5)。金堆城、上房溝、南泥湖等三個超大型斑巖型鉬礦床位於地殼厚層的莫霍面凹陷,尤其是鉬礦床質量好、規模大。此外,斑巖型鉬礦床的形成多與鈣堿性和亞堿性中酸性巖漿作用有關,陸相矽鋁地殼是成礦物質的主要來源。

圖4美國Clemax-Ourad-Henderson鉬礦帶構造位置圖(引自魏慶國等,2009)。

圖5中國東秦嶺地區地殼輪廓與斑巖型鉬礦分布關系示意圖(楊榮勇等引用,1993)。

從賦存深度看,幾乎所有斑巖型鉬礦床都形成於地殼淺部(3 ~ 4 km),這也是大多數斑巖型鉬礦床的賦存深度範圍。大多數礦體位於侵入斑狀或細粒巖鐘的頂部或上方。如果侵入體大面積出露,礦床可能被侵蝕掉。

研究表明,斑巖鉬礦和斑巖銅礦在區域空間上存在分帶現象。例如,在美國西部的Claimax-Ourad-Henderson鉬礦帶,壹系列大型斑巖銅礦產於大陸邊緣附近,而壹系列斑巖鉬礦產於大陸內側。然而,斑巖型鉬礦床與斑巖型銅礦床在基底構造、巖漿演化、形成環境、礦化元素組合和圍巖蝕變等方面存在顯著差異。斑巖銅礦產於與俯沖帶有關的活動大陸邊緣安山巖帶中,而具有經濟意義的斑巖鉬礦主要產於厚矽鋁大陸地殼中。

圖6美國紅山52n-n63e-58n剖面(引自E. Seedorff等人,2004)。

2.礦床的地質特征

(1)含礦巖石和容礦巖石

與斑巖型鉬礦床有關的侵入雜巖往往具有多階段分異演化的特點,主要由石英閃長巖-花崗閃長巖-花崗巖-脈巖組成。其主體部分為花崗巖,形態主要有小巖株、復合巖株、小巖鐘和小巖筒,以及角礫巖筒和巖壁。侵入體的產狀和形態與礦體大小無明顯關系,但對礦化範圍、礦化富集程度、礦體形成位置和礦體形態起主要作用,即礦化和礦化富集帶總是圍繞侵入體前緣發育(圖6)。巖體頂部、巖體上部、巖體與圍巖接觸帶、巖體上盤等部位是礦體頻繁產出的位置,在巖體下盤等控巖有利的區域也有礦體產出。

含礦巖體多具斑狀結構,多為淺成低溫和超淺成酸性小巖體(壹般小於1km2)。其巖石類型主要為花崗斑巖、二長斑巖、花崗閃長斑巖等。巖石化學成分的主要特征是:富矽(SiO _ 2 > 73%),富鉀,高堿(Na2O+K2O > 8%),貧鈣、鎂、鐵;與壹般花崗質巖石相比,Rb含量為150× 10-6,Sr含量為285× 10-6,Nb含量為20× 10-6。與斑巖型鉬礦床有關的巖石明顯富含銣、鈮,虧損鍶..

所有巖石類型都可能成為斑巖型鉬礦床的容礦巖石。礦體的主成礦作用明顯晚於巖體,因此巖體壹般在主成礦作用發生時作為容礦巖石存在。寄主巖石不僅可以是巖體,也可以是附近的圍巖或爆破角礫巖筒。

(2)圍巖蝕變和礦化特征

斑巖鉬礦床圍巖熱液蝕變十分發育,常見的蝕變類型有應時的堿化、矽化、絹雲母化(似千枚巖化)、泥化、潘慶巖建造等。在應時,礦化通常與鉀、矽化和絹雲母化有關,尤其是在網狀矽化強烈發育的地區。

從分布特征看,礦化和圍巖蝕變具有由中心向外依次分帶的規律。例如,河南上房溝斑巖鉬礦床的礦化和圍巖蝕變帶由中心向外依次為:表內鉬礦體、表外鉬礦體、鉀礦帶、矽化帶、金雲母-透閃石-陽起石化帶、透閃石-陽起石化帶、蛇紋石-透輝石帶、弱蝕變白雲石大理巖帶等。(圖7)。

壹般來說,鉀與高品位鉬帶(Mo > 0.2%)伴生,壹般發育的矽化可能出現在高品位鉬帶的下部。鉀長石、黑雲母和應時,有時還有硬石膏,是鉀和矽化中心帶的主要元素。鉀長石和黑雲母通常作為礦化應時細脈和裂隙的蝕變邊緣產生,這在裂隙和礦化礦區可能更常見。應時的絹雲母化有時分布很廣,常圍繞鉀矽質中央帶發育,並不同程度地疊加在中央帶上。其主要礦物成分包括應時、絹雲母和碳酸鹽。應時-絹雲母-黃鐵礦化可能在礦體上方發育,垂直延伸數百米,周圍可能有延伸數百米的泥質帶。泥質帶壹般不規則分布,以粘土礦物(如高嶺石)為特征,常疊加於其他蝕變類型之上。錳鋁石榴石可能小規模產於應時-絹雲母-黃鐵礦化和泥化帶中,由應時-白雲母-黃玉組成的雲英巖化作為蝕變帶圍繞應時-輝鉬礦脈出現。潘慶巖組主要由綠泥石和綠簾石組成,可延伸至應時鉀矽中心帶和絹雲母化帶外幾百米。

圖7中國河南上房溝斑巖鉬礦礦化蝕變分帶剖面示意圖(引自羅明久等,1991)。

從成礦的時間和過程來看,斑巖型鉬礦床的成礦往往具有多期、多階段的特點。例如,中國金堆城斑巖鉬礦床的成礦作用可分為早期、中期和晚期三個階段。早期無礦化鉀長石-應時脈;中期為成礦階段,主要為硫化物-應時、硫化物-螢石-鉀長石-應時脈;晚期為硫化物-方解石-應時和黃鐵礦-沸石-應時礦脈(表2)。

(3)礦體形態和礦石結構

斑巖型鉬礦床的形態與區域或局部構造有關,形態差異很大,通常呈倒杯狀、半球殼狀或圓筒狀。礦床水平延伸數百米,垂直延伸數十至數百米。

礦體主要發育在中性至長英質侵入巖及其圍巖中,受侵入體形態、接觸帶、斷裂和斷裂構造控制,呈層狀、柱狀、透鏡狀、環狀、壺狀、脈狀或不規則狀。

礦石的發育主要受構造控制,構造特征為穿過斷裂和應時細脈的網狀礦脈,以及應時礦脈、礦脈群和角礫巖,偶見浸染和交代作用。總體來說,礦石構造為片狀、自型-半自型粒狀、交代結構,構造為浸染狀、細脈浸染狀、細脈狀、網狀脈狀。當礦石暴露在地表時,風化作用是明顯的。通常黃鐵礦氧化形成褐鐵礦鐵帽,輝鉬礦氧化形成黃鐵鉬花。

(4)成礦時代

斑巖型鉬礦床的成礦時代主要為中生代和第三紀(圖2)。如我國東秦嶺鉬礦帶的金堆城、南泥湖、上房溝、雷門溝礦床的成礦時代集中在(144±2.1)Ma ~(132.4±2.0)Ma(李勇鋒等,2005);美國西部克萊馬克斯-烏拉德-亨德森斑巖鉬礦帶的成礦年齡大多小於90Ma,克萊馬克斯和亨德森礦床的Re-OS同位素年齡為27Ma。

表2中國金堆城斑巖鉬礦成礦階段及圍巖蝕變特征

資料來源:許等人,1998。

三。礦床成因及找礦標誌

1.礦床成因

斑巖型鉬礦床的成因與板塊俯沖和/或裂谷活動有關。當大洋地殼以低角度俯沖到大陸地殼較厚的大陸板塊邊緣之下時,由於俯沖減速或沈降,或在大陸裂谷早期,鎂鐵質巖漿上升並釋放熱能,導致下地殼小規模部分熔融,形成富含成礦元素的流紋質巖漿。當這種巖漿沿構造薄弱帶侵入大陸邊緣淺部地殼時,迅速冷凝結晶,形成斑狀酸性次火山巖。隨後,從深部巖漿房分離出來的含礦流體迅速上升至次火山巖上部,並因減壓沸騰形成細脈浸染狀礦化或隱爆形成角礫巖筒。矽卡巖礦化也可以在化學活性圍巖存在的情況下形成。

礦床形成的具體過程可以解釋為:下地殼部分熔融形成的富含成礦元素的流紋質巖漿和氣液流體在上升過程中造成負壓環境,引發大氣降水和地下水參與對流循環,活化了圍巖中的礦物,參與了後期的成礦作用。因此,成礦熱液系統具有混合液體的特征。在此期間,巖石靜壓和靜水壓力的交替造成巖石破裂和礦物脈動沈澱,從而形成縱橫交錯的含鉬應時網脈。在從高溫到中溫的溫度變化過程中,伴隨著鉀化、應時絹雲母化和矽卡巖化。在應時主硫化物階段,成礦作用處於低fO2、高fS2的弱酸性還原環境。中低鹽度成礦流體的沸騰是輝鉬礦、黃鐵礦等硫化物沈澱的根本原因。之後,斑巖熱液系統進壹步演化為低溫混合熱液階段。由於前期有大量的鉬沈澱,此時鉬已基本耗盡,因此在潘慶礦化帶只看到微弱的鉬礦化,礦床內生成礦作用結束(圖8)。之後進入表生作用階段。雖然沒有鉬的次生富集,但形成的鐵鉬花是地表找礦的直接標誌(黃殿豪等,1987)。

圖8斑巖型鉬礦床成礦模式(引自黃殿浩,1996)

2.找礦標誌

(1)地質勘探標準

1)活動大陸板塊邊緣弧內側的島弧巖漿活動帶、弧前裂谷和大陸裂谷是有利於斑巖型鉬礦成礦的大地構造環境。

2)裂谷型斑巖鉬礦床多產於厚大陸地殼中具有伸展構造背景的地區。厚大陸地殼的特征是壹個重要的區域構造標誌,但並不總是必要的。就中國東部重要鉬礦床的產出背景而言,重要的是發育以中基性火山變質巖為主的基底混合巖陸殼基底。

3)島弧/大陸弧斑巖型鉬礦床與弧-陸碰撞或大陸碰撞的俯沖帶密切相關。島弧巖漿作用與斑狀鈣堿性侵入體和板內長英質火山巖的圖形結構是重要的成礦標誌。

4)與斑巖銅礦可能存在空間分帶關系。斑巖銅礦多產於大陸邊緣附近,斑巖鉬礦多產於大陸邊緣內側附近。

5)地殼淺部深度為3 ~ 4 km,是斑巖型鉬礦床的理想深度範圍。

6)斑巖鉬礦床為細脈浸染型礦床,礦區的脈率和裂隙發育程度可作為判斷礦化強度的重要標誌。

(2)巖石學和礦物學找礦標準

1)成礦母巖通常為強酸性巖石,巖石地球化學特征為高酸、高鉀、高堿(K2O+Na2O)、低鎂鋁,K2O > Na2O,K/Na高(通常大於2)。

2)與斑巖型鉬礦床成因有關的長英質侵入巖通常具有高Nb (> 75× 10-6)和富Rb的特征。

3)伸展背景下侵入的富氟斑狀或細粒侵入體通常具有SiO 2 > 73%和Rb/Sr遠大於1的特征。

4)富氟礦物,如螢石和雲母,是克利馬斑巖鉬礦存在的重要標誌。

(3)蝕變找礦標誌

1)熱液蝕變或矽卡巖化的區域蝕變標誌,特別是鉀化帶、矽化帶、條帶狀黃(褐)鐵礦化帶、伊利石-高嶺石礦化帶,或地表礦化露頭和輝鉬礦顯示帶,是斑巖鉬礦勘查的重要靶區。

2)與斑巖銅礦圍巖蝕變標誌相似,從中心向外可能存在堿化、矽化、絹雲母化、泥化、腐殖化等亞帶。其中,矽化和鉀化是兩種與礦化關系密切的蝕變類型,能有效指示礦化。

3)氧化帶中可能有黃(褐)鐵鉬華,其氧化產物可能出現在地表,是下部工業鉬礦體最直接的找礦標誌。

4)銀-鉛-鋅礦脈、黃玉、螢石和錳石榴石可能出現在蝕變外帶。

(4)地球物理勘探標準

1)與礦化有關的侵入體中缺少磁鐵礦(以鈦鐵礦為主,而不是磁鐵礦)可能導致磁性低或弱,區內可能存在大範圍的航磁異常,可為區域勘探提供靶區。

2)鉬礦帶周圍的黃鐵礦富集區可能表現出高激發極化、低電阻、高電導率的特征,激發極化測量可以圈定鉬礦帶周圍的黃鐵礦蝕變暈。

3)角閃石區的磁異常可能指示磁黃鐵礦或磁鐵礦的存在,可作為斑巖型鉬礦床的間接標誌。

(5)地球化學找礦標準

1)區域鉬地球化學異常,大型-超大型鉬礦床成礦母巖的鉬豐度值通常不低於50× 10-6。

2)與斑巖型鉬礦床成因有關的侵入巖或與之有關的蝕變礦化帶中可能存在U、Th或K等放射性元素異常。

3)對於礦化帶和蝕變帶(應時的鉀堿化和絹雲母化)中可能存在的高鉀異常,有必要進行Th/K測量,以確定高鉀異常是由礦化蝕變引起的還是由那些高鉀巖石引起的。

4)礦化帶附近的巖石中可能存在鉬、錫、銅、鎢、銣、錳和氟異常。

5)水系沈積物或湖底沈積物中可能存在鉬、錫、鎢、氟、銅、鉛、鋅等元素的異常組合。

(周平)

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