内蒙古斑岩钼矿成矿规律及成因探讨

内蒙古斑岩钼矿成矿规律及成因探讨

斑岩钼矿床是中国的主要钼矿床。我国东秦岭地区是仅次于北美西部的全球第二大钼成矿带,此外,辽宁、吉林、江西等地也有重要的斑岩型钼矿分布,内蒙古自治区经近年来的勘查,钼金属资源储量已达133万吨,成为全国第四大钼矿基地。前人已对斑岩型钼矿床的地质特征、成矿年龄、成矿物质来源及成矿动力学背景等进行了大量研究,本文旨在前人研究的理论基础上,对内蒙古地区斑岩型钼矿成矿规律做几点分析。一、代板块形成了众多多金属矿床全球范围内许多大型超大型钼矿床大多沿前寒武纪古陆块体边缘产出,并且与中新生代构造—岩浆活动有关。内蒙古自治区位于哈萨克斯坦、塔里木、华北及西伯利亚四大古生代板块的结合部位,既有前寒武纪陆块,也有大规模古生代造山带,东部还叠加了宏大的中新生代火山—岩浆岩带。长期的地质构造演化不仅为巨量成矿金属的运移和聚集提供了动力学保障,也为钼金属成矿作用提供了物质和能量来源,形成了众多的钼及钼多金属矿床(沈存利,2010)。目前发现的斑岩型钼矿床按照产出位置分两种,一种位于板块内部边缘,如大苏计、查干得尔斯、查干花、西沙得盖、敖仑花等。一种是位于板块活动大陆边缘,如流沙山、小狐狸山(侯万荣等,2010)。二、钙钙碱型斑岩私矿斑岩型钼矿床的共生岩浆岩从花岗闪长岩到高硅富碱的花岗岩均有,多呈岩株产出,少数情况下也可呈岩基产出,岩株常见斑状结构(基质从隐晶质到细粒的显晶质),平面上呈圆形或椭圆形,岩株直径一般在500—1,500m,岩株下部有可能存着一个巨大的下覆岩体。Westra等(1981)根据岩浆系列的K57.5指数、侵入体的微量元素含量、热液系统的F和Sn含量,并结合大地构造背景,将斑岩钼矿划分为碱钙性-碱性斑岩钼矿(K57.5>2.5,具有强烈钾化,辉钼矿品位通常>0.2%)以及钙碱性斑岩钼矿(K57.5≤2.5,辉钼矿品位很少超过0.25%)两大类。与其有关的岩浆岩系列:碱钙性—碱性型斑岩钼矿与碱性、碱钙性以及高钾钙碱性岩浆系列有关,共生岩浆岩以富Rb,低Sr为特征。反映了这些岩石是岩浆经历高度分异后的产物(Whiteetal.,1981)。钙碱性型斑岩钼矿与钙碱性和高钾钙碱性岩浆系列有关,母岩浆通常形成岩基,成分上由石英闪长岩到花岗岩,尤其以花岗闪长岩和石英二长岩最为常见。钼矿化与过铝富硅的白岗岩和细晶岩关系最密切,代表了岩浆结晶分异最后阶段的产物。共生的岩浆岩以富Sr,中等Rb,贫Nb、Mo为特征。(Whiteetal.,1981)。内蒙古地区的斑岩型钼矿,多处于大陆板块边缘,根据其岩浆特点及矿石品位(辉钼矿品位很少超过0.25%)等特征,大体归类于钙碱性型斑岩钼矿。其成矿母岩多为钙碱性及高钾钙碱性岩浆系列。如敖仑花含矿岩体,呈岩株侵入砂质板岩中,岩性主要为花岗闪长斑岩—二长花岗斑岩,斑状结构,斑晶占40—70%石英斑晶多为溶蚀港湾状或浑圆状。具有钾长石、绢云母、碳酸盐、高岭土等蚀变。其地球化学组成为偏钠质的高钾钙碱性Ⅰ型花岗岩。具有高Sr,低Y、Yb的特点,显示出埃达克岩的特征(邹滔等,2011)。小东沟斑状花岗岩体也呈岩株侵入,以斑状黑云母花岗岩为主,含量与中国二云母花岗岩平均值相似,以相对富硅、碱质、铷、铀、钍组分而相对亏损铝、钙、铁、镁、钡、锶、铌、钽和稀土元素为特征,属富碱钙碱性花岗岩类侵入体(黎彤等,1963)。查干德尔斯二长花岗岩体发生强烈钾化而呈肉红色花岗岩及浅色花岗岩,呈岩基侵入,为铝弱过饱合的高钾钙碱性花岗岩。稀土元素及微量元素特征显示为重熔型花岗岩的特征及地壳熔融的产物。(蔡明海等,2011)三、矿物及产出方式先看三个实例:1.敖仑花斑岩型钼铜矿体赋存于敖仑花斜长花岗斑岩体内及外接触带中。钼工业矿体90%以上赋存于斑岩体内,少量伴生铜。铜矿化主要分布在外接触带,以脉型为主。钼矿石品位Mo在0.02—0.4%,Cu在0.01—2.38%。工业矿体多分布在280—620米之间。敖仑花钼铜矿床矿石类型按矿石结构、构造特征划分为浸染状矿石、细脉—网脉状矿石类型。常见的细脉有石英—辉钼矿脉、石英—黄铜矿脉、石英—钾长石—辉钼矿脉、石英—萤石—黄铁矿—辉钼矿脉、石英—黄铁矿脉及纯石英脉。网脉状矿石形成于中晚期,多叠加在浸染状矿石之上,钼品位较高,局部含铜品位也比较高。浸染状矿石形成于岩浆期后热液,成矿早期矿石主要由黄铜矿、辉钼矿、黄铁矿和花岗斑岩造岩矿物组成,金属硫化物粒度较细,以自形—半自形镶嵌分布于石英、钾长石、斜长石粒间,呈现浸染状构造。浸染状矿石钼铜品位都比细脉-网脉状矿石要低,多分布于斑岩矿体底部及边部弱蚀变区域(邹滔等,2011)。2.查干德尔斯钼矿地表有大量不同方向、规模不一的含矿石英脉,钼含量低,无工业矿体。该区钼矿主要产于14—730米范围内的中细粒二长花岗岩体内,辉钼矿呈单一的叶片状,或以浸染状,脉状、团块状集合体产出,或以黄铁矿、辉铋矿、黄铜矿等共生产出,多分布于石英脉微裂隙中、石英脉边部及蚀变二长花岗岩中。矿区内钼品位均值为0.06%—0.43%,铋0.03%,铜0.05%(蔡明海等,2011)。3.小东沟地区的钼矿化主要在斑状黑云母花岗岩株顶部或沿内接触带呈浸染状、细网脉状和条带状产出。倾斜深度为350—520米,平均390米。钼矿石的钼含量为0.06%—0.25%,最高为0.83%,平均为0.109%。小东沟钼矿床的矿石类型为细脉—浸染状或浸染状硫化物型矿石,钼华和钼铅矿极为少见。辉钼矿的产出方式主要有三种:(1)呈稠密浸染状或稀疏浸染状产在斑状黑云母花岗岩株内;(2)呈单一叶片或叶片状集合体在石英脉中沿云母或石英粒间空隙或微裂隙(解理)展布;(3)呈稀疏浸染状、薄膜状或星点状在石英脉内产出。(聂凤军等,2007)。由上述看出:斑岩型钼矿床的矿化带大部分产于岩体内部或顶部,少量发生内接触带中。矿化深度较浅,一般小于1,000m。钼以辉钼矿的形式赋存于网状石英—辉钼矿细脉、石英—辉钼矿大脉或以叶片状或叶片状集合体分散于岩体中。矿化方式主要为两种:网状石英—辉钼矿细脉是斑岩钼矿最常见的矿化方式。此种脉宽度多小于5cm,辉钼矿可在石英脉中形成不连续的层,富集于石英脉的脉壁,或位于石英颗粒之中;细脉中还常含少量的黄铁矿、绢云母、钾长石等矿物。网脉状矿化可形成于开放空间的充填,也可形成于渗透交代作用。另一种就是岩体中的单独钼矿化,此种矿化方式经济价值不高,辉钼矿呈薄膜状分布于岩石裂隙面或呈薄片状、薄片状集合体的形式散布于侵入岩中。在本地区少见石英—辉钼矿大脉型及角砾岩型矿化方式。四、蚀变与矿化关系斑岩型钼矿床在空间上由内到外常依次发育有钾化、绢云母化、泥化。此外,在侵入岩与围岩接触部位还可发育青磐岩化带。局部有的强烈,有的可能不出现。在内蒙古地区,钼矿床的蚀变以硅化、石英—绢云母化、钾化为主。如敖仑花钼铜矿体主要赋存于岩体内,与成矿有关的蚀变主要为硅化、钾长石化、绿泥石、绿帘石、伊利石化、黄铁矿化。蚀变具有明显的分带特征,垂直方向从上到下大致可划分为石英网脉硅化带(强蚀变带)—绿泥石(绿帘石)—伊利石(水白云母)化带—钾长石化带、硅化—钾长石化带(弱蚀变带)。石英网脉硅化带—绿泥石(绿帘石)—伊利石(水白云母)化带:为强蚀变带,分布于成矿岩体的上中部,各种蚀变类型呈层状分布,主要以硅化为主,蚀变强烈且分布广泛,硅化多呈网脉状,脉中伴生有黄铜矿、辉钼矿、黄铁矿,由于硅化多期次叠加,从而形成脉状及浸染状的钼铜多金属工业矿体。硅化—钾长石化带:为弱蚀变带,分布于成矿岩体的中下部,主要蚀变类型有钾长石化、硅化次之,硅化多呈细脉状,且沿粒间及裂隙分布,局部形成脉状石英,该蚀变带石英细脉较少,矿化也较弱(邹滔等,2011)。查干花及查干得尔斯钼矿区外侧为强烈的钾化区,内带则为弱钾化,强烈的云英岩化、硅化及不均匀分布的钾化、高岭土化、绿泥石化、绿帘石化、碳酸岩化等。萤石化偶见,钾化主要沿裂隙呈线状,不规则团块状分布。其中强烈的云英岩化与钼矿化关系密切(蔡明海等,2011)。劳家沟钼矿蚀变类型以硅化、绢云母化、绿泥石化为主,次为钾长石化、碳酸盐化,局部发育绿帘石化。从空间来看,蚀变具有明显的分带,自下而上、由岩体内部向外部依次发育硅化—绢云母化带、硅化—绢云母化—绿泥石化带、碳酸盐化—绢云母化—绿泥石化—绿帘石化带。矿化主要发育在硅化—绢云母化带和硅化—绢云母化—绿泥石化带中(刘利等,2012)。综上所述,在内蒙古地区与钼铜成矿关系密切蚀变主要是硅化、钾长石化、绢云母及云英岩化。钼铜矿体中矿物含量高低与蚀变作用的强弱相对应,可以确定网脉状、脉状的硅化和钾长石化及强烈的绢云母及云英岩化为主要的找矿标志之一。五、地球化学异常近年来,随着大中型钼矿的不断发现和评价,已有不少学者对钼的成矿规律及特征做出总结,本文在前人研究的基础上,结合个人认识,对内蒙古地区区域钼成矿特点综合如下:1.本区斑岩型钼矿多产于大陆板块边缘,分布于有色金属成矿带。成矿斑岩体成分上由石英闪长岩到花岗岩,尤其以花岗闪长岩和石英二长岩最为常见,多为钙碱性及高钾钙碱性系列岩浆。2.斑岩型钼矿床的矿化带大部分产于岩体内部或顶部,少量发生内接触带中。矿化深度较浅,目前在本区发现的矿床一般小于1,000m。3.成矿岩体的蚀变主要为钾化、硅化、绢云母及云英岩化等。钾化和硅化的分布面积广,而云英岩化主要分布在近矿部位,与成矿的关系更直接。大面积的钾化(碱性蚀变)及强硅化使矿质析出,云英岩化(酸性蚀变)使成矿环境由碱性转变为酸性,形成地球化学障,从而导致矿质沉淀,形成矿体。因而岩体中的钾化、硅化、绢云母及云英岩化是寻找钼矿的良好标志。4.矿种以独立钼矿床和铜钼矿床为主,少量为钼钨、钼钨锡、钼铋钨、铀钼、铅锌钼及钼金矿床。矿体厚度普遍较大,一般厚在几十米至上百米,有的超过200米。品位总体较低,平均品位大于0.08%,低于0.25%。5.成矿时代主要与区域构造活动关系密切。目前发现的有四期,一是加里东中、晚期,如七一山锡钼矿;二是华力西中、晚期,如流沙山钼金矿,小狐狸山铅锌钼矿;三是印支期如大苏计钼矿和西沙德盖钼矿;四是燕山期,如小东沟钼矿敖仑花钼矿等。6.以钼成矿为主的岩体