大湾锌钼矿床
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发布时间：2023-06-22 08:11
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时间：2023-06-26 05:24
(一)成矿地质背景
大湾大型斑岩-矽卡岩型锌钼银矿区位于阜平幔枝构造外围主拆离带附近盖层、乌龙沟-上黄旗深切断裂带中。矿区出露地层主要为太古界五台群板峪口组黑云斜长片麻岩和中新元古界长城系高于庄组及蓟县系雾迷山组燧石条带白云岩，前两者是主要成矿围岩。
矿区构造以褶皱和断裂为主。矿体东西两侧为北北东向F1、F2深断裂，南北为北西向F3、北东向F4大断裂，总体呈断块状(图4-14)。矿床位于断块中部挤压褶皱带与次级北北东、北西西向断层复合部的顶垂体之下。顶垂体构造与花岗岩的接触带是较早期的矽卡岩铁矿成矿带，也是流纹斑岩侵位之场所。褶皱构造由愁尖向斜、北叉背斜，支家庄背斜等组成，轴向北北东，延伸1～2km，平行展布，构成滑脱挤压带主体。褶皱和断裂是矿区基本控矿(岩)构造。
图4-14 大湾锌钼矿区地质构造略图
矿区岩浆岩是涞源杂岩体的一部分，马国玺(1995)根据岩浆岩的产出特征及Rb-Sr同位素测年结果，将矿区岩浆活动划分为两期。早期依次为石英闪长岩、花岗岩(石英二长岩，147Ma)、二长斑岩;晚期依次为花岗斑岩、流纹斑岩(142Ma，面积约0.4km2)、粗粒斑状花岗岩(137Ma)、白岗岩;末期有大量中酸性脉岩侵入。主期岩浆活动时代约为中晚侏罗世，属燕山早期产物。锌钼矿床主要与流纹斑岩有关。流纹斑岩沿北北东与北西西向断裂交汇处侵入，轴向北北东，长约1000m，宽300～500m，呈薯状向南东倾伏于顶垂体之下。
流纹斑岩中微量元素以高Zn(914.71×10-6)、Mo(l.41×10-6)，富W、Nb、Ta、Li，贫REE为特征。其ΣREE为178.11×10-6，远低于花岗岩均值250×10-6;ΣCe/ΣY为5.70～6.847属轻稀土富集型，模式分布曲线为右倾型;δEu为0.25～0.80，平均0.59，大于0.50;Sm/Nd为0.19～0.20，小于球粒陨石的0.33;(La/Yb)N为11.6～19.21，大于10。其稀土元素地球化学特征符合同熔型花岗岩特征。其87Sr/86Sr为0.7078，小于0.708，具I型花岗岩特征，而与稀土元素特征相一致。
(二)矿床地质特征
1.矿体形态、规模及产状
(1)锌矿体
主要受接触带构造控制，呈半环状、脉状、透镜状产于外矽卡岩带、蛇纹石化白云岩带、铁锰碳酸盐化破碎带及大理岩化白云岩中，以交代、交代充填及充填方式产出，总体呈半环状围绕流纹斑岩分布，为矽卡岩型矿床(图4-15)。
图4-15 大湾锌钼矿区17线地质勘探剖面略图
主矿体Ⅱ-1、Ⅱ-2走向延长为1000m和700m，最大斜深640m和650m。厚度变化较大，平均厚为7.62m和8.03m。品位为3.38%和4.42%，矿体具膨缩分支复合特点，产状随接触带而变化。
(2)钼矿体
赋于流纹斑岩体及其围岩中，受斑岩体及其热液蚀变带控制，内带为细脉浸染型斑岩钼矿，外带为细脉浸染型片麻岩钼矿和矽卡岩钼矿。储量分别占钼总量的80.44%、12.37%和6.19%。
斑岩钼矿体:受斑岩体及其内蚀变带控制，呈不规则板状、似层状、扁豆状等，产状与岩体基本一致，展布范围大体相当。Ⅰ-3矿体产于岩体中上部，呈厚大似板状体产于硅化及似青盤岩化流纹斑岩中，位于矽卡岩锌钼矿带之下。走向延长1400m，斜深1000m，厚59.94m，产状平缓，呈7°～20°角略向南东倾斜。品位0.120%。
片麻岩钼矿体:产于流纹斑岩深部边缘及其倾伏尖灭端的钾化片麻岩中，受钾质蚀变带控制，以Ⅳ-3矿体最大。Ⅳ-3矿体产于斑岩体北部边缘，沿不整合拆离面向北延伸的流纹斑岩岩床及其尖灭端展布，位于Ⅰ-3矿体之下(外)并与之连为一体。矿体为弯曲扁豆状，走向北西，略向北东倾斜，倾角6°～38°。走向长600m，斜深650m，厚48.52m，品位0.113%。
矽卡岩钼矿体:与锌矿体相似同受接触带构造及矽卡岩带控制，矿体展布范围、形态和产状与锌矿体大体相当，以Ⅲ-22+23矿体最大。该矿体与Ⅱ-1、Ⅱ-2锌矿体紧密相伴，呈半环状沿斑岩主体接触带展布，在北部与Ⅱ-3钼矿体连为一体，矿体最长955m，斜深630m，厚18.71m，平均品位为0.128%。
(3)银矿体
受接触带构造及裂隙破碎带控制，产于外带蚀变岩中。多呈囊状、脉状、透镜状与矽卡岩锌钼矿体共伴生，部分产于其夹石及顶底板围岩或远离锌钼矿体的蚀变白云岩中，总体绕流纹斑岩作环形展布。以V-1-1，V-74矿体规模较大。V-1-1矿体受接触带控制，似脉状与Ⅱ-1锌矿体共生。矿体走向长300m，斜深465m，厚5.48m，品位为184.05×10-6;Ⅴ-74矿体产于接触带外侧蛇纹石化白云岩中，形态为具分叉的透镜状。走向北西，倾向北东，倾角40°左右。走向长150m，斜深100m，厚12.97m。品位为814.83×10-6。
2.矿石组构特征
(1)矽卡岩锌、钼、银矿石
主要为他形-半自形粒状结构、交代结构、包含结构等，浸染状、条带状、块状、角砾状构造。主要金属矿物为闪锌矿、辉钼矿、银的硫碲化物和磁铁矿、黄铁矿等，主要脉石矿物为透闪石、透辉石、硅镁石、碳酸盐矿物等。主要有用组分为锌、钼、银，锌矿石还伴生有铜、银、碲、镓、铁、铅等有用组分。
(2)斑岩型钼矿石
包括流纹斑岩钼和片麻岩钼两个自然类型。一般为鳞片状和他形-半自形粒状结构，细脉浸染状及星散浸染状构造，流纹斑岩钼还具有角砾状构造，主要金属矿物为辉钼矿和黄铁矿、磁铁矿。主要脉石矿物有石英、钾长石、黑云母、绿泥石、绿帘石、绢云母等。主要有用组分为钼。
3.矿床蚀变矿化分带
受流纹斑岩蚀变特征影响，矿床矿化具有明显分带性。钼矿化受斑岩型热液蚀变作用控制，形成细脉浸染状钼矿化，主要发育于斑岩体及片麻岩围岩中。自岩体向围岩矿化类型为:
深部矿源与幔枝构造成矿
成矿元素空间分布规律为:
深部矿源与幔枝构造成矿
从成矿元素到矿化类型有规律分布，构成正向分带特点。受控矿构造尤其顶垂体构造特点影响，矿床矿化分带以垂向分带为基本特点，矿床下(内)部斑岩及片麻岩中为斑岩型钼矿体，上(外)部矽卡岩及蚀变白云岩中为矽卡岩型锌钼银铜多金属矿体。
区内多期的岩浆活动形成了多期蚀变矿化现象。流纹斑岩蚀变矿化体系可区别为斑岩与铝硅酸盐围岩(片麻岩为主)的斑岩型热液蚀变和斑岩与白云岩围岩的接触交代变质两个子体系，辉钼矿化受前者控制，闪锌矿化受后者制约。
斑岩热液蚀变主要发育在流纹斑岩体内，早期以钾交代为主，晚期以氢交代为主。钾交代表现为钾长石化、黑云母化，氢交代表现为长石、石英、绢云母化及含白云岩角砾带的似青盤岩化。氢交代是造成蚀变分带的主导因素。由岩体向围岩，自下而上，可分为钾化带→硅化带→似青盤岩化带，均与钼矿富集相关且钾化带和硅化带钼矿化较强。
接触交代变质作用形成的围岩蚀变从接触带向外，从下到上可分为内矽卡岩带→外矽卡岩带→蛇纹石化白云岩带→铁锰碳酸盐化白云岩带→大理岩化白云岩带。内带形成钙质交代岩，外带形成镁质交代岩，锌多金属矿化与镁质交代作用关系密切。
4.成矿物理化学条件
(1)流体包裹体特征
流体包裹体可分为五大类:即流纹斑岩成岩包裹体、矽卡岩成岩包裹体、硅化石英包裹体、方解石包裹体和硬石膏包裹体。包裹体均有两个以上期次，其类型、温度、压力、盐度等特征互不相同，表明成矿过程发生了多次物理化学条件的变化，经历了多次热液活动。成矿包裹体盐度为5%～45%(NaCl)，温度150～400℃，压力为50×105～750×105Pa，含子矿物者，以高温(250～400℃)，高盐度(35%～45%(NaCl))，低压(50×105～150×105Pa)为特点;含CO2者，以中温(150～350℃)，高压(200×105～750×105Pa)为特点，一般气液包裹体温度范围150～300℃，压力为100×105～600×105Pa，盐度5%～15%(NaCl)。总观高温阶段(300～400℃)以含子矿物及CO2者为主，低温阶段(150～200℃)以一般气液包裹体为主，中温阶段各类包裹体共存，应是成矿的主期阶段。
与矿化关系最密切的硅化石英包裹体可分为4类:
气相包裹体见于局部富矿石中，一般10～20μm，与浸染状辉钼矿化相伴。
气液两相包裹体是最常见的包裹体类型，多为椭圆形和不规则形，一般0.01～0.015mm，均一相态为液相。其中含CO2、气液比60%～95%，盐度5.3%～15.8%(NaCl)，密度0.194～0.592g/cm3，均一温度为141～348℃，压力198×105～791×105Pa，与辉钼矿化关系密切。
含子矿物多相包裹体多见于含矿石英脉中，一般与含CO2包裹体共(伴)生。形态、大小与气液两相包裹体相似，但数量较少。气液比5%～15%，盐度36.8%～46.8%(NaCl)，密度1.28～1.89g/cm3，在各类包裹体中为最高，温度为154～405℃，多数在300℃以上。压力为34×105～180×105Pa，在各类包裹体中为最低。这些特征表明，此类包裹体是减压条件下形成的。
次生包裹体:为单液或气液两相，个体极小，成群或者成行分布，并有多组斜交。气液比小于5%，均一温度集中在100～180℃。
(2)包裹体成分特征
液相成分阳离子以钾、钠、钙、镁为主，阴离子以硫酸根、氯、氟为主，且钾高于钠、镁高于钙，SO2-4＞Cl-＞F-，但不同产状的矿物略有不同。
气相成分以水、二氧化碳、一氧化碳、氮气、甲烷等为主，水占绝对优势。因此，成矿热液为K+(Na+)-Mg2+(Ca2+)-SO2-4(Cl-)-H2O型。内带石英还原参数为0.2644～2.256，外带石英、方解石分别为1.796、1.297，内外带均大于零，表明热液体系以还原、弱还原为特点。内带硅化石英pH值为7.3～8.1，外带石英、方解石pH值为7.4，内外带均大于7，表明成矿介质为碱性弱碱性条件，内带碱性强于外带。
(三)成矿物质来源
1.硫同位素组成
据38件硫化物及硫酸盐矿物分析结果(表4-20)表明，矿床δ34S值为-8.4～16‰，平均为4.23‰。硫化物矿石硫同位素组成为:12件黄铁矿δ34S值为3.0～7.14‰，平均4.62‰;16件闪锌矿δ34S值为-8.4‰～9‰，平均2.82‰;6件方铅矿δ34S值为0.2‰～3.9‰，平均2.49‰。硫同位素平均值具有δ34S黄铁矿＞δ34S闪锌矿＞δ34S方铅矿特征，符合硫化物-H2S达到平衡时各种硫化物演化顺序，并在频率直方图上呈陡塔式分布。可以说明本区主要硫化物δ34S与陨石硫接近。
表 4-20 大湾锌钼矿硫同位素组成
2.铅同位素组成
已有的铅同位素组成(表4-21)为:206Pb/204Pb为16.076～17.703，平均为16.625;207Pb/204Pb为14.956～15.601，平均为15.262;208Pb/204Pb为36.009～37.932，平均为36.847。将15件矿石矿物和2件石膏铅同位素分析结果投影于图4-16。通过作图得知，除个别样品落点于上部地壳铅演化线附近外，大多投到地幔铅与下地壳铅演化线之间，表明成矿物质主要源自地球深部，部分来自围岩地层，并与前述锶同位素、稀土元素及硫同位素信息相一致。
表 4-21 大湾钼铅矿铅同位素组成
注:引自太行山科研队，1993。
3.氢氧同位素组成
表4-22为大湾锌钼矿氢、氧同位素组成。其中内带石英流体包裹体的δ18O为-2.739‰～-9.707‰、δD为-68.76‰～-118.64‰，外带矽卡岩锌矿中方解石流体包裹体δ18O为-14.75‰、δD为-144.5‰。在δD-δ18O图上，投点均远离岩浆水而位于大气降水线一侧。这表明在内带硅化主期辉钼矿化阶段和外带碳酸盐化阶段，大气降水已占主导地位。据涂勘(1986)流纹斑岩钾长石δ18O为0.1～3.1‰，平均2.53‰(4件)，全岩为0.9‰～5.8‰，平均为3.53‰(13件)，深部钾化带较高，最高5.8‰，接近岩浆水。接触带较低，最低仅0.7，表明大气水是沿接触带进入斑岩体的。斑岩角砾及外带磁铁矿为-1.9‰～+1.7‰。平均0.1‰(8件)，花岗岩围岩为0.5‰～8.8‰，平均4.375‰(4件)，受到有天水加入的循环水改造作用，不同程度发生了贫化。
图 4-16 大湾锌钼银矿铅同位素演化曲线
表 4-22 大湾锌钼矿氢、氧同位素组成
