賈立民

(河北省區(qū)域地質(zhì)調(diào)查院，河北 廊坊 065000)

0 引 言

河西村鉬礦位于圍場縣北西約100 km處的姜家店鄉(xiāng)。2016～2019年，河北省區(qū)域地質(zhì)調(diào)查院對該礦床先后開展預(yù)查和普查工作，初步查明和掌握了礦體的賦存狀態(tài)和成礦規(guī)律，認為該礦床淺部為熱液細脈型礦床，但深部具有尋找斑巖型鉬礦的可能。本文通過對該礦床的區(qū)域地質(zhì)、礦床地質(zhì)、礦體地質(zhì)及同位素年代學(xué)等方面的研究，探討該礦床的成礦時間。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

河西村鉬礦位于太行山板內(nèi)造山帶(巖漿活動帶)的北端，上黃旗—烏龍溝斷裂帶緊鄰工作區(qū)西側(cè)通過；上黃旗—烏龍溝斷裂帶是華北地區(qū)重要的構(gòu)造-巖漿-成礦帶[1]，該帶已發(fā)現(xiàn)多個中—大型鉬礦床[2](見圖1)。成礦類型以斑巖型鉬礦為主，少量為石英脈型和火山熱液型礦床[3-4]；主要成礦時間為晚侏羅-早白堊時期(160～130 Ma)[5-6]，如：小東溝斑巖型鉬礦床Re-Os同位素年齡為135±1.5 Ma[7]；紅山子火山熱液型(鈾)鉬礦床結(jié)合賦礦的早白堊世粗面巖的地層年齡，推斷為140 Ma[8-9]。還有一些礦床形成時間為印支期，如車戶溝鉬銅礦和庫里吐銅鉬礦[10]。車戶溝鉬銅礦床成礦類型為斑巖型，輝鉬礦Re-Os同位素年齡為250.2±7.2 Ma[10,11]。庫里吐銅鉬礦床成礦類型為斑巖型，輝鉬礦Re-Os同位素年齡顯示為245.0±4.3 Ma[4]。

圖1 華北克拉通北緣大地構(gòu)造位置及鉬礦床分布圖(據(jù)曾慶棟，2012，修改)

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 地 層

河西村鉬礦床位于上黃旗—烏龍溝構(gòu)造巖漿巖帶的東側(cè)，由于侵入體的蠶食，前中生代地層多被掩蓋或缺失，僅保留中、新生代地質(zhì)體出露。工作區(qū)地層由早白堊世義縣組(K1y)和中新世漢諾壩組(N1h)組成(見圖2)。

圖2 勘查區(qū)地質(zhì)簡圖

工作區(qū)義縣組巖性主要由粗安巖和粗安質(zhì)角礫巖組成，鄧紹穎2015年測得該組粗安巖U-Pb同位素年齡為129.5±0.7～130.6±0.6 Ma[12]，工作區(qū)該組巖石裂隙或破碎帶中富集產(chǎn)生裂隙狀鉬礦體。漢諾壩組為一套溢流相的火山熔巖，巖性為橄欖玄武巖，該層角度不整合于義縣組之上，未見礦體出露。

2.2 巖漿巖

區(qū)內(nèi)侵入巖形成于早白堊世，以淺成侵入巖為主，呈北東向帶狀展布，依據(jù)侵入巖的物質(zhì)組成、接觸關(guān)系、形成時代、演化特征等，由早到晚劃分為石英二長斑巖、正長花崗斑巖以及堿長花崗斑巖。其中，正長花崗斑巖和堿長花崗斑巖與成礦關(guān)系密切，于巖體裂隙之中，均發(fā)現(xiàn)細小輝鉬礦礦體。區(qū)內(nèi)發(fā)育的石英二長斑巖、正長花崗斑巖以及堿長花崗斑巖與早白堊世義縣組均呈侵入接觸。

石英二長斑巖：呈灰、灰黃色，斑狀結(jié)構(gòu)-基質(zhì)微晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石由斑晶、基質(zhì)組成。斑晶由斜長石(15%)、鉀長石(2%～3%)、黑云母(5%)及少量石英組成，其中，斜長石呈半自形板狀、寬板狀外形，粒徑一般0.3～3 mm不等；鉀長石為正長石，半自形板狀外形，粒徑一般0.3～1.7 mm；黑云母呈葉片狀，片徑一般0.2～1.3 mm，星散狀分布，局部綠泥石化、綠簾石化?；|(zhì)由鉀長石(35%)、斜長石(40%)、石英(5%～8%)、黑云母(3%～5%)組成，粒徑一般為0.02～0.1 mm，少量為0.1～0.2 mm，雜亂分布。

正長花崗斑巖：呈灰、灰黃色，斑狀結(jié)構(gòu)-基質(zhì)微晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石由斑晶(20%)、基質(zhì)(80%)組成。斑晶由鉀長石、黑云母組成，粒度一般為0.2～2 mm，雜亂分布，鉀長石主要為正長石，呈半自形板狀，高嶺土化。黑云母呈片狀，被白云母交代，多呈假象，少數(shù)殘留。基質(zhì)由長英質(zhì)組成，粒度一般為0.05～0.2 mm，雜亂分布。

堿長花崗斑巖：呈暗紅色，斑狀結(jié)構(gòu)-基質(zhì)微嵌晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石由斑晶、基質(zhì)組成。斑晶由石英(5%～10%)、鉀長石(10%)暗色礦物假象組成。石英呈他形粒狀，粒度一般為0.2～2 mm，星散分布。鉀長石呈半自形板狀，主要由正長石、透長石組成，粒度一般為0.3～3 mm，星散分布。暗色礦物呈半自形柱狀，粒度一般為0.3～1 mm，零星分布，被雛晶黑云母交代呈假象；基質(zhì)約占80%，由長英質(zhì)組成。

2.3 構(gòu) 造

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，其中NE向F1斷裂為張性深大斷裂，形成于早白堊世以前，控制區(qū)內(nèi)侵入巖的分布。NW向斷裂F2、F3、F4為斷層F1的次級斷層，斷層NW端均受控于斷裂F1，為后期活動所形成。河西村鉬礦的主要控礦斷裂為F1和F3斷裂，沿斷裂發(fā)育強烈的硅化、黃鐵礦化、褐鐵礦化、綠泥石化、高齡土化，局部發(fā)育螢石。區(qū)內(nèi)斷層構(gòu)造為鉬元素的運移和存儲提供了通道和空間。

3 礦體地質(zhì)特征

Ⅰ號含礦帶位于工作區(qū)的中部，沿斷裂F3破碎帶展布，地表控制長度約為150 m，寬度為8.4 m，包含3條均近于平行產(chǎn)出的礦體，鉆孔控制總厚度為12.83 m，產(chǎn)狀為229°∠73°，礦體平均品位為0.06%～0.22%，鉬最高品位為0.595%。容礦巖石為裂隙狀、碎裂狀粗安巖，裂隙多被硅化細脈侵入填充[見圖3(a)、(b)、(d)]。

圖3 工作區(qū)礦石特征

Ⅱ號含礦帶位于工作區(qū)的中北部，沿斷裂F1破碎帶展布，地表出露長度為240 m，寬為5.75 m，包含4條均近于平行產(chǎn)出的礦體，鉆孔控制總厚度為14.81 m，產(chǎn)狀為335°∠80°，礦體平均品位為0.031%～0.13%，容礦巖石為碎裂狀堿長花崗斑巖，碎裂狀正長花崗斑巖[見圖3(c)]。

4 礦石特征

礦石中金屬礦物以黃鐵礦為主[圖4(a)]，少量為磁鐵礦、磁黃鐵礦、褐鐵礦、赤褐鐵礦、赤鐵礦以及輝鉬礦[圖4(b)]，脈石礦物以長石為主，少量為硅質(zhì)、黑云母、絹云母、角閃石、綠泥石、白云石以及高嶺土等。

圖4 工作區(qū)礦物特征

5 樣品采集、測試與結(jié)果分析

5.1 樣品的采集

本次工作采集1件堿長花崗斑巖樣品(TW1)，進行LA-ICP-MS鋯石U-Pb年代學(xué)分析，采樣位置見圖2。

5.2 分析方法

鋯石挑選、制靶和拍照由河北省區(qū)域地質(zhì)調(diào)查院完成，在常規(guī)破碎、淘洗、磁選以及重液分離的基礎(chǔ)上，選擇完整、無裂隙的鋯石進行制靶，鋯石透、反射光、陰極熒光(CL)拍照。

鋯石同位素測年在中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所MC-ICP-MS實驗室完成，測試方法為LA-ICP-MS。測試所用儀器為Finnigan Neptune型MC-ICP-MS及與之配套的Newwave UP 213激光剝蝕系統(tǒng)。激光剝蝕直徑為25 μm，頻率為10 Hz，能量密度約為2.5 J/cm2，載氣為He，激光剝蝕方式采用單點剝蝕，測試過程中采用GJ-1、M127作為外標(biāo)進行校正。詳細測試過程見文獻[13]。數(shù)據(jù)處理過程運用ICP MS Data cal程序，鋯石年齡協(xié)和圖像采用Isoplot 3.0程序完成。

5.3 鋯石U-Pb年代學(xué)分析結(jié)果

堿長花崗斑巖的大多數(shù)鋯石為自形—半自形雙錐柱狀及斷柱狀，環(huán)帶發(fā)育(見圖5)，其中，第5號鋯石存在裂隙，測試結(jié)果存在較大偏差(見表1)，對其數(shù)據(jù)進行舍棄。22個測點的U-Pb加權(quán)平均年齡為129.8±0.6 Ma，表明堿長花崗斑巖形成于早白堊世巖漿活動階段。

圖5 TW1樣品的鋯石CL圖像和年齡

表1 TW1樣品的LA-ICP-MS鋯石U-Pb測年分析結(jié)果

續(xù)表1

6 成礦地質(zhì)條件討論

6.1 礦床成因討論

野外資料顯示，區(qū)內(nèi)含礦硅化細脈穿插侵入于義縣組粗安巖、正長花崗斑巖和堿長花崗斑巖的巖石裂隙或破碎帶之中。

通過對全區(qū)樣品進行研究發(fā)現(xiàn)(見表2)，區(qū)內(nèi)除富集Mo、Au和Ag元素外，還富集Rb、W、Tl、Cd和Sb元素，各元素具有明顯的相關(guān)性(見圖6)，均富集于裂隙狀(硅化細脈)粗安巖、碎裂狀粗安巖、碎裂狀堿長花崗斑巖以及碎裂狀正長花崗斑巖之中；與之對應(yīng)的致密塊狀粗安巖、堿長花崗斑巖、正長花崗斑巖、石英二長斑巖以及潛流紋巖含礦性較差，未見明顯元素富集。

表2 主要巖性光譜全分析樣相關(guān)元素平均值 ×10-6

圖6 主要巖性相關(guān)元素富集平均值曲線圖

工作區(qū)內(nèi)高溫成礦元素Mo、W、Rb和低溫成礦元素Au、Ag、Tl、Cd、Sb共同伴生，間接說明地表處于成礦前緣，深部可能存在斑巖型鉬多金屬礦床。

6.2 礦床形成時代討論

區(qū)內(nèi)最晚一期侵入體為堿長花崗斑巖，形成年齡為129.8±0.6 Ma。堿長花崗斑巖構(gòu)造破碎帶或巖石裂隙中明顯富集鉬礦體。所以區(qū)內(nèi)鉬礦的形成應(yīng)晚于堿長花崗斑巖的形成時間。

7 結(jié) 論

(1)河西村鉬礦床形成時間晚于129.8±0.6 Ma。

(2)地表熱液細脈狀鉬礦為深部礦床的前緣細脈狀礦床，深部可能存在更大規(guī)模的鉬礦床。