苏鲁超高压变质带南缘某钼矿矿床成因与找矿标志研究论文
2026-01-08 16:13:42 来源: 作者:xuling
摘要:文章以苏鲁超高压变质带南缘某钼矿为研究对象,对其矿床成因进行重点研究。研究认为其形成于燕山晚期构造-岩浆活动背景下,属斑岩型-矽卡岩型-蚀变岩型复合矿床。
摘要:文章以苏鲁超高压变质带南缘某钼矿为研究对象,对其矿床成因进行重点研究。研究认为其形成于燕山晚期构造-岩浆活动背景下,属斑岩型-矽卡岩型-蚀变岩型复合矿床。成矿母岩为沿近东西向断裂带侵入的黑云二长花岗斑岩及花岗斑岩,通过岩浆热液交代与充填作用形成多期次矿化叠加。成矿物质源自岩浆分异演化,含矿热液在构造扩容带中富集并引发东海群班庄组片麻岩等围岩蚀变。文章通过建立构造标志、岩性标志、蚀变标志、空间标志四类找矿标志,为苏鲁超高压变质带南缘钼矿勘探提供了成因模型与勘查方向。
关键词:苏鲁超高压变质带;某钼矿;矿床地质;矿床成因;找矿标志
作为战略性关键金属资源的钼矿,在国民经济和高新技术产业中扮演着不可替代的角色。钼以其高强度、耐高温、抗腐蚀等特性,成为钢铁冶金、航空航天、电子工业以及新能源领域不可或缺的核心材料。据数据统计,全球大约75%的钼被用于合金钢的生产,钼的添加能显著增强材料的机械性能和使用寿命,如航空发动机的部件、核反应堆的结构材料等尖端设备都依赖于钼基合金。钼化合物在催化剂、光伏材料和医药领域的应用也在不断增长,进一步凸显了钼的多方面价值[1]。文章聚焦于苏鲁超高压变质带南缘某钼矿,目的是探究该矿床的成因类型,为该地区的资源勘探和绿色开发提供理论支持。
1区域地质
矿区位于华北板块与扬子板块碰撞形成的秦岭-大别褶皱带东部,紧邻郯庐断裂带东侧,以及苏鲁超高压变质带南侧。该区域地质以早元古界的东海群和中上元古界的海州群为主导。东海群由夹山组、班庄组、阿湖组、沙河组和朐山组构成,主要岩石类型包括片麻岩、片岩、变粒岩、混合岩类,以及少量的大理岩和石英岩;海州群则由锦屏组和云台组组成,主要岩石类型为片麻岩、浅粒岩、绿色片岩、大理岩和石英岩,与东海群呈角度不整合接触。在断陷盆地局部可见白垩系沉积岩系。
矿区构造位于苏鲁超高压变质带南缘,受多期构造运动影响,尤其是印支运动和燕山运动,使得区域构造线主要呈NE、NNE方向,断裂和褶皱极为发育,对地层和矿产分布具有显著控制和改造作用。矿区主要褶皱包括以NNE向为主的锦屏倒转背斜;NE向为主的复式褶皱分布于大伊山-张宝山一带;以及东海-阿湖的复式倒转背斜等。矿区岩浆活动强烈,涵盖从元古代的基性、超基性岩到燕山晚期的中酸性岩,以及喜山期的火山岩。燕山晚期岩浆活动尤为突出,主要受NNE向断裂构造控制,并形成了受郯庐断裂带影响的构造岩浆岩带。
2矿区地质
矿区基底地层隶属于下元古界东海群班庄组变质岩系的一段,主要由黑云斜长片麻岩、二长片麻岩、二长混合片麻岩等岩石构成,同时含有少量的大理岩、二云片岩、炭质变粒岩、炭质片岩、斜长角闪岩等。地层的顶部和底部均未露出。地层的总体走向为北西至南东,倾向南西,倾角介于40。~70。。在矿区的东北部,地层走向变为北东至南西,倾向北西,倾角变化较大,介于20。~65。。地层的厚度超过980m。矿区岩石主要为黑云斜长片麻岩,风化前灰白,风化后褐黄。具有鳞片粒状变晶结构和片麻状构造,主要矿物有斜长石、石英、黑云母,次要矿物包括绿帘石、钾长石。黑云角闪片麻岩是变种,角闪石和黑云母含量相当。蚀变现象包括斜长石水云母化和黑云母绿泥石化。二长片麻岩也是矿区常见岩石,颜色从灰白到浅肉红,具有花岗变晶结构,主要矿物为钾长石、斜长石、石英,次要矿物有黑云母等,次生蚀变现象包括绢云母化。

矿区总体位于区域南北向构造岩浆岩带东侧,褶皱构造不甚发育,但断裂构造较强。褶皱构造:矿区位于石埠扇形倾伏背斜的北东翼,总体为走向南东,倾向南西,倾角50。~70。的单斜构造。断裂构造:区内断裂构造发育,分布于矿区中部和东部。可见有3条。可分为控矿构造和控岩构造。
区内处于桃林岩体南东边部,岩浆岩极为发育,主要岩性有:二长花岗岩、花岗斑岩、花岗闪长斑岩、闪长玢岩及煌斑岩、脉石英以及早期形成的蛇纹岩等。
二长花岗岩:分布于矿区南西部、东部,南部和北部有少量出露,属桃林岩体边缘部分,属燕山晚期第二次侵入岩,与变质岩呈侵入接触关系。黑云二长花岗斑岩为钼矿体的成矿母岩,岩性特征:灰白-浅肉红色,斑状结构,基质为显微粒状结构,块状构造,组成岩石的斑晶为正长石(35%~45%)、斜长石(20%~25%)、石英(20%)、黑云母(5%~10%)、角闪石(<5%)等,粒径0.3~5mm,不等粒,杂乱分布,基质为细粒镶嵌的石英、长石,此外有少量黑云母、角闪石、金属矿物颗粒等,粒径在0.5mm以下。基质中零星分布磷灰石、黄铁矿、磁铁矿、黄铜矿、辉钼矿等。次生蚀变:钾长石的粘土化、斜长石的绢云母化以及黄铁矿化、黄铜矿化、钼矿化等。
花岗斑岩在矿区的东部和中部出露较多,呈脉状穿插于其他岩石中,脉体走向较乱,呈北东、近南北和北西向都有,宽从几米至40~50m不等,属燕山期第四次侵入岩。岩性特征:灰白-浅肉红色,斑状结构,块状构造,斑晶钾长石(约15%),斜长石(7%~10%)、石英(10%~15%),斜长石、钾长石多呈半自形,大小0.6×0.8~1×1.2mm,石英呈他形粒状,粒径0.5~1.5mm,基质细粒-隐晶质,主要成分:钾长石40%~45%、斜长石2%~5%、黑云母1%~2%,少量磁铁矿、锆石等,镜下见石英有熔蚀现象。有钾长石颗粒与石英文象交生,形成文象结构。次生蚀变有钾长石泥化。斜长石绢云母化、黑云母绿泥石化。
矿区的变质作用主要表现为区域变质作用和局部的动力变质作用。
(1)区域变质作用:区内变质岩是苏鲁超高压变质带的一部分,变质作用普遍且强烈,其特点是范围广、强度大,原始岩石面貌完全被改变,火山碎屑沉积岩变质为各种片岩、片麻岩,原岩的结构、构造完全改变,片状、板状、柱状矿物具有明显的定向性,形成片状、片麻状构造。根据变质岩中矿物共生组合关系的特点,推测该区在进变质过程中可能达麻粒岩相,甚至榴辉岩相,而现在保存下来的是退变质作用过程中的高绿片岩相-低角闪岩相,局部为角闪岩相。
(2)动力变质作用:主要发生于断裂带及断裂带两侧,表现为刚性片麻岩、花岗岩等岩石强烈破碎,形成构造角砾岩、碎裂岩甚至糜棱岩,并伴随有硅化、黄铁矿化、黄铜矿化、高岭土化、方铅矿化、闪锌矿化、碳酸岩化和绢云母化等。柔性的片岩则表现为柔性变形,岩石片理较发育,常见有绿泥石化、绿帘石化、滑石化等蚀变现象。
3矿体地质特征
钼矿体和矿化体主要受近东西向的断裂构造影响,MoⅠ和Mo″矿体都位于同一区域,与其相关的低品位矿体大致呈雁行式排列。成矿母岩包括MoⅠ矿体的花岗斑岩和Mo″矿体的黑云二长花岗斑岩,其他矿化体的母岩则为矽卡岩和闪长玢岩。
该区域内的Mo矿化类型主要有三种:斑岩型、矽卡岩型和蚀变岩型。矿体主要分布在花岗斑岩、黑云二长花岗斑岩、片麻岩和矽卡岩中。在花岗斑岩和黑云母二长花岗斑岩岩体内部,矿化与岩石类型、矿物组分之间的界限并不明显。此次勘探共识别出一条钼矿脉(MoⅠ),预计延伸长度达到200m,已控制的倾斜深度为2m,矿体厚度实测为1.53m,钼的品位为0.152%。矿石中的主要矿物是辉钼矿,同时含有黄铁矿等伴生矿物,以及方铅矿、闪锌矿、黄铜矿等次要矿物。矿体周围的岩石主要是二长片麻岩,而靠近矿体的岩石蚀变表现为绢英岩化。钼矿体的走向为111。,倾向西南方向,倾角大约是50。。除此之外,在该矿区还发现了另外2条矿脉,分别为MoⅡ和MoⅢ。
MoⅠ矿体是本次勘探发现的主要矿体,位于矿区西北角,深度在174.64~176.64m,矿体长度为200m,倾斜延深为50m,矿体厚度为1.53m(钻厚为2.0m),矿体产状为走向111。~291。,倾向南西,倾角为50。。
MoⅡ矿体位于矿区中部,孔深为85.88~87.73m,钻厚为1.85m,矿体长度为162m,倾向延伸为71m,厚度为1.26m。矿体产状为走向120。,倾向南西,倾角为43。,平均品位为0.135%。另外,在孔深81.95~83.15m处,钻厚为1.20m,真厚度为0.82m,品位为0.054%。其特征与主矿体相同。
MoⅢ矿体同样位于矿区中部,孔深为157.13~157.83m,钻厚为0.70m,矿体长度为81m,倾向延深为75m,厚度为0.50m。矿体产状为走向120。,倾向南西,倾角为40。~45。,平均品位为0.076%。

4矿石质量及类型
此矿床中的矿石主要由辉钼矿构成,常见于黑云二长花岗斑岩的裂缝中,以叶片状的集合体或细脉浸染状的形态出现。岩芯观察显示,细脉宽度介于0.05~0.5mm,长度在2~8cm,少数超过20cm。辉钼矿含量随着黄铁矿化和云英岩化程度的提升而增加。
钼矿石成分相对单一,主要由辉钼矿构成,偶尔可见黄铜矿。脉石矿物包括石英、斜长石、钾长石、黑云母、绢云母、白云母、黄铁矿等。目前尚未发现该矿床中存在伴生的有益或有用组分,也未发现有害杂质超标,但未来工作中需对此保持关注。
矿石矿物的赋存状态相对简单,以辉钼矿为主,呈现半自形鳞片状晶体形态,片径一般在0.1~2.0mm,个别较大者可达3~5mm。黄铜矿和闪锌矿则以半自形至他形形式嵌布于石英颗粒之间。
矿石结构以斑状结构为主,部分为晶质-隐晶质不等粒结构。构造主要表现为细(网)脉浸染状构造和浸染状构造。
矿化与蚀变过程涵盖了硅化、黄铁矿化、绢云母化、钾长石化、黑云母化、碳酸盐化、绿泥石化以及绿帘石化等多种现象。矿化类型主要有辉钼矿化、黄铜矿化、闪锌矿化、方铅矿化等。
钼矿石类型主要包括细脉型、细脉浸染型和浸染型三种。其中,细脉型为最主要的类型,辉钼矿主要分布在硅化脉中;其次是细脉浸染型,辉钼矿主要以微细脉状出现;浸染型则主要表现为星点状或小团块状分布于矿石中。
5矿床成因及成矿模式
5.1矿床成因
钼矿床的形成过程涉及东海群班庄组的片麻岩和斜长角闪岩等围岩,这些岩石构成了矿体及其上下层的围岩。钼矿化与花岗斑岩、黑云二长花岗斑岩、闪长玢岩紧密相关,这些岩石沿着110。方向的断裂带侵入并带来钼矿化。在侵入过程中,由于扩容作用导致围岩破裂,成矿热液向围岩渗透,形成蚀变岩型钼矿化。如果围岩是碳酸盐岩,则形成矽卡岩型矿化。在岩脉及其内部,钼矿液的富集导致斑岩型钼矿体的形成。在距离岩脉较远的区域,形成细脉浸染型的黄铁矿和黄铜矿细脉。花岗斑岩脉的侵入加剧了蚀变作用,促进了辉钼矿的富集[2-3]。蚀变主要表现为绢云母化、绿泥化和碳酸盐化,同时局部富集了方铅矿、闪锌矿和银矿化,进一步影响了围岩。片麻岩和斜长角闪岩作为侵入岩的围岩,也是气成热液上升的屏障,同时它们是辉钼矿和黄铁矿的储矿岩石。
5.2找矿标志
地质标志:位于郯庐断裂带东侧的构造岩浆岩带,是探寻钼(金)、多金属矿产的关键区域;在NE、NNE向断裂带附近的次级平行断裂带及其与NW向断裂带的交汇点,构造岩浆活动显著的地区,预示着潜在的找矿前景。
岩性标志:燕山晚期的花岗岩体与片麻岩的接触界面,深入花岗岩体5~20m的区域,是成矿的优选地带。
空间标志:多期构造活动所形成的复合构造带,经历了不同种类、强度和多期次的热液蚀变叠加,成了矿化作用富集的理想之地[4-5]。
蚀变标志:强烈的硅化、钾化、绢云母化蚀变带,是直接寻找矿产的明显指标。
矽卡岩化:在花岗岩体与大理岩、斜长角闪岩的接触界面,形成的矿物包括透辉石、石榴子石、帘石等矽卡岩系列矿物,这一现象称为矽卡岩化。矽卡岩的产生与中酸性岩体和富含钙镁的碳酸岩等围岩的交代作用有关,在接触带形成了矽卡岩化蚀变。
6结论
苏鲁超高压变质带南缘某钼矿的成因与燕山晚期构造-岩浆活动密切相关。矿床类型以斑岩型为主,兼有矽卡岩型和蚀变岩型矿化特征。成矿母岩为黑云二长花岗斑岩及花岗斑岩,其沿近东西向断裂带侵入,通过热液交代和充填作用形成矿体。成矿物质来源于岩浆分异演化,含矿热液在构造扩容带中富集,并与东海群班庄组片麻岩、斜长角闪岩等围岩发生蚀变反应,形成多期次矿化叠加。其中,主成矿期表现为辉钼矿细脉浸染状分布,伴随黄铁矿化、硅化及绢英岩化;晚期活化再富集则与花岗斑岩二次侵入相关,促进钼矿品位提升。找矿标志可分为四类:构造标志、岩性标志、空间标志以及蚀变标志。本研究成果为苏鲁超高压变质带南缘钼矿勘探提供了成因模型与找矿方向,对深化区域成矿规律认知及绿色勘查开发具有指导意义。
参考文献
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