武夷山杨林钼矿矿床地质特征及成因分析

武夷山杨林钼矿矿床地质特征及成因分析

江西省溶山县杨林钼矿是近年来北武夷山地区新发现的斑岩钼矿，资源储量小。目前,江西有色地质矿产勘查开发院正在进一步开展矿区及外围的勘查工作,矿床规模有望进一扩大。1岩浆活动及沉积相杨林钼矿地处江南地体与华夏地体碰接带,萍乡-广丰EW向深断裂的南侧,NNE向北武夷燕山期复式花岗岩带北坡。该区构造复杂、岩浆活动强烈,是钦杭成矿带与武夷山成矿带重叠区域,是江西最重要的铜、铅、锌、钼、钨等有色金属矿产地之一(图1)。区域地层有前震旦系铁砂街群上亚群下岩组、上岩组,震旦系周潭群下岩组、上岩组。古生界石炭系叶家湾组、船山组;二叠系下统栖霞组、小江边组、安洲组,上统雾林山组、大隆组。中生界三叠系下统大冶组、中统杨家组;侏罗系下统林山组、上统鹅湖岭组。以萍乡-广丰EW向深断裂为界,北侧区域构造线以NEE向动力变质带和紧闭褶皱为特征,而南侧构造以NNE向的褶皱和断裂为主。区域岩浆活动强烈,有加里东晚期的二长花岗岩,印支期中细粒斑状黑云母花岗岩,燕山早期的斑状黑云母花岗岩、斑状二长花岗岩、黑云二长花岗岩、花岗斑岩等,燕山晚期的正长花岗岩、二长花岗岩等。其中,燕山早期是本区最为重要的一期岩浆活动,与钼成矿关系密切。2矿区地质特征2.1街群上亚群上岩组区内出露地层较单一,为元古界前震旦系铁砂街群上亚群上岩组,岩性为黑云斜长角闪变粒岩、斜长角闪变粒岩。产状大致倾向SW,倾角30°～50°。与岩体接触呈锯齿状、港湾状。2.2硅化破碎带b区内构造以断裂为主,可分为NW向、NE向二组。NW向断裂发育于高际、龙源等区段黑云二长花岗岩中,其走向300°～340°,倾向SW或NE,倾角70°～80°,长约80～300m,多表现为宽0.15～1.7m硅化破碎带,其中F1宽度达5m。破碎带由强硅化构造角砾岩组成,胶结物为热液石英、铁质,部分见黄铁矿、闪锌矿及褐铁矿。该组破碎带多有钼、钨矿化,发育于高际区段的F1构成Ⅰ号钼矿化带,w(Mo)平均为0.03%;F4构成Ⅱ号钼钨矿化带,w(Mo)、w(WO3)平均品位分别为0.074%和0.115%。NE向断裂于龙源区段黑云二长花岗岩中,其走向50°～55°,倾向SE或NE,倾角30°～70°,长数十米至320m,多表现为宽0.4～3m硅化破碎带。破碎带由黑云二长花岗岩、构造角砾岩组成,胶结物为热液石英、岩屑,黄铁矿化在胶结物中呈浸染状、团块状分布。破碎带露头呈红褐色,见许多黄铁矿氧化流失孔洞。2.3岩石矿物成分区内侵入岩主要有燕山早期第三阶段第一次侵入岩(葛仙山岩基)和燕山早期第三阶段第三次侵入岩(王家际岩株)。(1)燕山早期第三阶段第一次侵入岩(γ2−3a552-3a)呈岩基状产出,岩性为中细粒似斑状黑云母花岗岩、斑状石英二长岩。岩体与围岩侵入接触关系清楚,接触面内倾,产状,侵入面波状起伏。似斑状黑云母花岗岩:浅灰色、灰黑色,呈似斑状,变余似斑状结构,基质鳞片粒状变晶变余细粒花岗岩结构,斑杂状构造。斑晶钾长石,基质经过热变质,由钾长石、斜长石、石英、黑云母组成。石英产生集合重结晶,黑云母呈鳞片集合体产出,钾长石和斜长石呈交代残余体并碎粒化、绢云母化,副矿物有磷灰石和锆石,偶见辉钼矿、黄铁矿、磁铁矿等金属矿物。斑状石英二长岩:肉红色,灰红色,似斑状结构,基质半自形粒状结构,块状构造。斑晶由肉红色钾长石组成。岩石矿物成分为斜长石、钾长石、石英、黑云母、少量磷灰石和金属矿物。自蚀变矿物为绢云母、绿泥石。热液不发育,偶见石英微细脉,宽0.06mm和碳酸盐浸染体﹙局部﹚,金属矿物微,稀疏浸染状产于钾长石和石英的文象嵌晶中﹑黑云母中,分布不均匀。金属矿物是辉钼矿、硫砷铜矿和黄铁矿,其中辉钼矿局部浸染于钾长石和石英的文象嵌晶中。金属矿物呈半自形-他形粒状结构,局部稀疏浸染状构造。(2)燕山早期第三阶段第三次侵入岩(ηγ2−3c552-3c)呈岩株状产出,岩性为细粒黑云母二长花岗岩,由于蚀变作用,花岗岩中可见少量的云英岩、文象花岗伟晶岩等。岩体与早期岩体侵入关系较复杂,接触面呈犬牙交错状。岩体侵入面往SE倾,界面弯曲不平,局部呈港湾状或枝叉状。杨林钼矿床与该岩体关系密切,黑云二长花岗岩同位素年龄150～169Ma,既是成矿母岩,也是成矿围岩。细粒黑云母二长花岗岩:浅红色,变余中细粒花岗结构,块状构造。岩石矿物成分主要由钾长石、斜长石、石英、黑云母组成。自蚀变矿物为绢云母、绿泥石、白云母、碳酸盐等。热液较发育,石英脉与围岩接触部位的内外接触带附近见星散状、浸染状的金属矿化(包括辉钼矿化、黄铁矿化)、萤石化、云英岩化。云英岩:白色,不等粒麟片粒状变晶变余细粒似斑状花岗结构,块状构造。矿石矿物成分有石英、白云母、绢云母、萤石、独居石。热液为石英、辉钼矿、萤石。此岩是细粒似斑状花岗岩经强烈云英岩化而形成的云英岩,矿物组成以石英和白云母为主,次为绢云母和萤石。光片观察:沿石英微细脉和浸染状石英透镜体有辉钼矿稀疏浸染状产出,辉钼矿粒度0.02～0.2mm,以集合体或不均匀状产出,但分布范围局限于石英脉和浸染状石英体中。微矿化微碎裂文象花岗伟晶岩:变余粗粒文象嵌晶结构,微碎裂重结晶结构,块状构造。岩石矿物成分为钾长石、钠长石、石英、磷灰石、锆石偶见。自蚀变矿物为绢云母、绿泥石。热液为石英、黄铁矿、碳酸盐、黄铜矿。岩石由碱性长石和石英的文象嵌晶组成,岩石受应力作用产生较多裂隙,局部微碎裂,钠长石双晶弯曲,碎裂裂隙中的碎粒重结晶,矿化极微,极稀疏,呈散状浸染。金属矿物以黄铁矿为主,次为黄铜矿,黄铁矿呈立方体自形和他形,呈散状产出,粒度0.02～0.25mm,与黄铜矿共生并被黄铜矿交代侵蚀,黄铜矿呈他形粒状,粒度0.02～0.1mm,交代黄铁矿,金属矿物总量微。2.4级浓度异常1∶1万化探次生晕在矿床地表以Mo、W、Bi为主,伴有Sn、Pb、Zn、Ag、Cu等元素弱异常;组合异常面积3km2。w(Mo)的背景值为2×10-6,下限值为8×10-6,w((Mo)以8×10-6圈定的一级浓度异常反映矿床的范围;以32×10-6圈定的三级浓度异常范围反映有矿化体的存在;以128×10-6圈定的高浓度异常确定了矿床的主要钼矿体在地表出露的具体部位。3矿化过程及价值杨林矿区钼矿化有两种类型。一是受断裂控制的破碎带蚀变岩型、石英脉型钼(钨)矿化,走向延长、延深较小,资源远景有限;二是产于黑云二长花岗岩体顶部内接触带,受岩体冷凝收缩层裂隙控制的细脉浸染状钼矿化,是矿区勘查评价的主要对象(图2)。3.1工程品质表现矿区分为高际区段和尤源段。其中高际区段已提交详查报告,尤源区段正在详查。目前高际区段共圈定矿层(矿体)7个(图3),均为隐伏矿体。主矿体为V1,其他矿体依次为V3、V6、V2、V4、V5、V7。钼矿体产于燕山早期第三阶段似斑状黑云二长花岗岩顶部内接触带附近,受岩体冷凝收缩层裂隙控制,矿体呈似层状、透镜状,偶有分枝、复合现象,大致平行重叠产出。钼矿化强度与硅化、云英岩化、绢英岩化、角岩化等蚀变有关。V1:位于矿体群顶部,走向EW,矿体长大于400m,宽350m,厚度3.01～49.61m,呈大透镜状,在01横剖面上,东高西低,表现为往西倾斜、倾角较平缓。倾角15°～29°,平均25°。单样矿石品位为0.02%～0.35%。V2:位于V1矿体的下部,间隔约7.5m,平面上NE走向,矿体长大于250m,宽100m,最大厚度为3.01m,最小厚度1.50m,倾向N,倾角15°～29°,平均25°。工程最高品位为0.11%,最低品位0.061%,矿体平均品位为0.088%,最高单样品位为0.12%。V3:平面上EW走向,矿体长大于300m,宽150m,厚度为1.51～4.52m,倾向N,倾角15°～29°,平均28°。工程最高品位0.198%,最低品位0.064%,矿体平均品位为0.09%,最高单样品位为0.5%。V4:EW走向,矿体厚3.01m,倾向N,倾角25°。工程最高品位0.091%,最低品位0.064%,矿体平均品位为0.064%。V5:EW走向,矿体长大于150m,宽150m,厚度为3.39m,往N倾、倾角25°。工程(单样)最高品位为1.09%,矿体平均品位为0.077%。V6:EW走向,矿体长大于100m,宽200m,厚度为4.2m,往N倾、倾角22°。工程最高品位0.068%,最低品位0.06%,矿体平均品位为0.087%,最高单样品位为0.158%。V7:位于标高+200～+280m,矿体长大于400m,宽150m,最大厚度为3.01m,最小厚度1.51m,EW走向,倾角15°。工程最高品位0.28%,最低品位0.06%,矿体平均品位为0.124%,最高单样品位为0.28%。赋矿岩石为黑云二长花岗岩、少量的黑云母花岗岩、斑状石英二长岩以及斜长角闪变粒岩捕掳体。3.2含矿细脉特征矿石矿物主要有辉钼矿,少量的黑钨矿等。钼基本上以辉钼矿形式存在,组成矿石的矿物成分,少量黄铁矿、黄铜矿、黑钨矿、磁铁矿,极少量的磁黄铁矿、辉铋矿、方铅矿、闪锌矿;脉石矿物主要为石英、长石、绢云母,少量黑云母、萤石、方解石、绿泥石、磷灰石等。辉钼矿主要呈星点状、细脉状、团块状及薄脉状分布于以石英脉为主的裂隙中。矿石结构主要有变余细粒结构、自形、半自形叶片结构等。矿石构造以热液充填作用及交代作用形成矿石构造为特征,主要构造类型有微细脉状、网脉状和浸染状,少量角砾状。细脉状构造为充填作用形成的构造类型。细脉由辉钼矿+石英组合,其次为辉钼矿脉,还有少量的辉钼矿+黄铜矿+石英组合、辉钼矿+黑钨矿+石英组合和黄铁矿+辉钼矿+石英组合,脉宽为0.01～2.5cm不等,其中以0.1～0.5cm较为常见。含矿细脉的发育程度,在矿化较好的地段据不完全统计每米约有5～12条。各类含矿细脉(含钼石英脉、辉钼矿脉、含铜钼石英脉、含黑钨矿石英脉、含钼黄铁矿石英脉、黄铁矿石英脉、石英脉)相互穿插关系十分复杂,显示多期次成矿特征。矿石的自然类型主要为浸染状、细脉状矿石,其次为角砾状、团块状矿石。3.3辉鳌矿的形态特征辉钼矿[MoS2]:铅灰色,呈半自形-他形叶片状-板状单晶集合体,往往几个叶片集合在一起,不包含其它金属矿物。粒径一般为0.25×1.2～0.55×1.65mm。在裂隙面上或浸染状矿石中更细小。多呈细脉状、细脉浸染状、浸染状产出。呈星点状、细脉状产出者多分布在云英岩化、硅化的石英脉中。较大晶片的辉钼矿常呈团块状、放射状分布于宽大石英脉体中。辉钼矿嵌布形式以裂隙充填,有石英颗粒间充填、沿黄铁矿与石英脉裂隙、间隙充填(呈细脉状、稀疏浸染状形式存在)、沿各类岩矿石裂隙充填(呈薄膜状形式存在)。3.4成矿阶段期根据矿脉的相互关系和围岩热液蚀变特点,可将矿化过程分为三个阶段:(1)石英脉阶段即早期阶段硅质析出,在二长花岗岩体的原生裂隙(层节理)内,为黄铁矿石英脉,磁铁矿-黄铁矿脉充填,无钼矿化或弱钼矿化。(2)辉钼矿-石英脉阶段主要有黄铁矿-辉钼矿-石英脉,辉钼矿石英脉、辉钼矿细脉,含少量绢云母、绿泥石、绿帘石等,是成矿主要阶段。(3)成矿后期阶段主要是绿泥石细脉和方解石脉,多充填于成矿后期的构造裂隙中。3.5矿物与石英的关系钼矿体产于黑云二长花岗岩内接触带,围岩为黑云二长花岗岩、斑状石英二长岩、斜长角闪变粒岩。围岩蚀变主要有硅化、云英岩化、黄铁矿化、绢云母化、绿泥石化。其中硅化、云英岩化与钼矿化关系密切。硅化:纵横交错的石英脉广泛发育,多呈细小脉体沿构造节理裂隙充填交代,脉幅一般0.1～3cm,大于10cm矿化不好;石英脉的发育程度与钼矿化的富集有关。云英岩化:石英白云母交代长石﹑黑云母形成,呈脉状分布于含辉钼矿的石英脉两侧,约3～10mm范围内,除了石英﹑白云母之外,还伴生较多(占云英岩脉矿物总量3%～4%)的萤石,局部见微量锆石(原岩残余结构)、金红石﹙黑云母变为白云母过程中淅出Fe、Ti形成﹚。4含矿岩体和含矿构造4.1残留体与玄武质含矿岩体由黑云二长花岗岩、黑云母花岗岩、斑状石英二长岩构成复式岩体。黑云二长花岗岩呈小岩株状,侵入于黑云母花岗岩、斑状石英二长岩中,未见明显蚀变。两者界线不清,多为渐变关系,在深部钻孔中常见闪长岩残留体,界线常被二者熔蚀不清。接触部位多见有绢云母化、硅化等。复式岩体属富硅、富钾的花岗岩(表1)。钼矿床类型为斑岩型,与燕山期(主要是燕山早期)的中酸性侵入小岩体关系密切。杨林钼矿区含矿岩体黑云二长花岗岩、黑云母花岗岩、斑状石英二长岩微量元素分析,w(Mo)为12×10-6～100×10-6,是花岗岩类丰度值的6～50倍(全省花岗岩类w(Mo)丰度为2.0×10-6)。酸度大(w(SiO2)为67.48%～75.47%)的王家际岩体利于钼矿化。上述结果表明,该岩体为一铝过饱和的超酸性花岗岩,其中SiO2偏高,Fe2O3、FeO、MgO、CaO普遍偏低,可能与岩浆期后的热液蚀变作用有关。4.2抗构造环境及产出位置矿区为一椭圆形穹窿构造,穹窿中部花岗岩体被剥蚀,岩体出露面积2.5km2,四周主要为花岗岩。在复式岩体中,受同源多期次岩浆侵入、涌动形成顶托剥离节理裂隙及向四周倾斜的穹窿构造,构成了后期富硅、钾等含矿热液沉淀的有利空间,尤其在老构造面、虚托强烈地段的角砾岩及密集碎裂带,是形成厚大矿层有利部位。钼矿床大部分分布于江南台隆北东段隆起区的边部(朱砂红、铜厂、富家钨)和隆起区的外缘(永平、杨林);重要的钼矿床,其产出位置常在多组断裂带的交切部位,或断裂与次级褶皱构造的交汇部位;钼矿体主要发育于岩体内、外接触带,且常定位于小岩体的顶部突起或凹部,受侵入接触带构造控制。杨林钼矿处于永平-铜厂NNE向构造带上。NNE向压性断裂密集分布。断裂的挤压破碎带是岩浆、矿液上升的通道和聚集的场所,在有利的围岩条件下,受断裂挤压产生大量的层间破碎,含矿溶液沿着层间破碎带充填交代成矿,控制着矿田中矿床的分布。4.3火山构造岩浆带中侏罗世后,古太平洋板块向欧亚大陆板块碰撞俯冲-岩石圈消减,中国东南沿海进入活动大陆边缘造山阶段,火山活动十分强烈,形成武夷山大面积高钾-钙碱系列酸性火山-侵入杂岩陆相火山构造岩浆带。古太平洋板块活动后,挤压应力松弛、伸展以及底侵作用等,使重熔的岩浆不断上涌形成复式岩体,在岩浆热液的驱动下,稍早岩石中Mo等成矿元素被萃取进入硅质为主热液载体,贯入充填于岩浆上涌过程中形成的穹窿构造裂隙带中,形成矿体、矿化及有关岩石蚀变(图4)。5worm类型和方向5.1成矿时代展望与该矿床成