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摘要：宋家沟钼矿床位于黄龙铺钼矿田的中南部，矿区出露地层主要为黄龙铺组上亚组浅变质基性火山岩系和高山河组下亚组滨海-浅海相碎屑岩及镁质碳酸岩地层，岩性以细碧岩和变石英砂岩为主。矿区脉岩侵入体发育，海西-印支期脉岩有辉绿岩、黑云角闪正长斑岩、含天青石石英碳酸岩脉。燕山期脉岩有石英正长斑岩和钾长花岗斑岩。含矿脉岩主要为含天青石石英碳酸岩脉，脉体主要受矿区内北东向和北西向断裂控制，矿体产状与含天青石石英碳酸岩脉产状一致。矿石矿物主要为辉钼矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、黄铁矿等；脉石矿物主要为方解石、石英，其次是钾长石、天青石，另有部分黑云母、角闪石、绿泥石和绿帘石等。主要蚀变为钾化蚀变和黑云母-青磐岩化蚀变。
关键词：矿化蚀变、成矿期次、宋家沟钼矿、东秦岭钼矿带
前言
东秦岭钼矿带位于华北板块南缘，是我国重要的大型钼矿分布地区之一,也是钼的主要生产基地（黄典豪等，1994）。包含金堆城、南泥湖、上房沟、三道庄、鱼池岭、东沟、千鹅冲、沙坪沟8个超大型钼矿床和汤家坪、雷门沟、黄龙铺、石窑沟等一批重要钼矿床，这些矿床通常还伴生有钨、铅、稀土、金、铀等元素的矿化。矿化类型多样，包括了常见的斑岩型、矽卡岩型、石英脉型等，尚有鲜见碳酸岩脉型和萤石脉型，成矿年龄始于古元古代，历经新元古代、古生代以及中生代（李永峰等，2005；岳素伟等，2017）。其中中生代钼成矿作用最强烈，主要集中在三个阶段，即：①印支期钼成矿作用（239～209Ma），这一阶段形成的钼矿床为石英脉型和碳酸岩脉型，典型矿床如黄龙铺、黄水庵等碳酸岩脉型Mo（Pb）矿床（Stein et al., 1997; 黄典豪等，2009 ）。② 早燕山期钼成矿作用（157～135Ma），这一阶段形成的钼矿床为斑岩型、斑岩-矽卡岩型钼矿床，典型矿床为金堆城、上房沟、南泥湖（Stein et al., 1997;李永峰等，2003；郭波，2009）。③ 晚燕山期钼成矿作用（132～103Ｍa），主要分布于大别山地区，形成的钼矿床为斑岩型钼矿床，代表性矿床有汤家坪、沙坪沟、千鹅冲等（杨泽强等，2007；黄凡等，2002；范羽等，2014）。
1 区域地质
宋家沟钼矿构造上位于华北板块南缘与秦岭造山带的接触部位，区内出露地层由老到新有：太古界太华群秦仓沟组黑云角闪斜长片麻岩及均质混合岩；中元古界上熊耳群细碧岩、细碧玢岩夹大理岩、绢云千枚岩及浅变质凝灰岩；中元古界高山河组变石英砂岩夹泥砂质板岩；中元古界龙家园组含燧石条带白云岩；中元古界巡检司组白云岩夹燧石条带。区内赋矿层位为上熊耳群和高山河组。区内褶皱、断裂构造比较发育。褶皱构造主要有近东西向、北西—北北西向和北东—北北东向三组，依次形成于晋宁期、加里东期、海西—印支期和燕山期，具有多期迭加的特征。其中北西—北北西向褶皱对斑岩型钼矿有控制作用。断裂构造由早到晚主要有近东西向、北西向和北东—北东东向三组，具有晚期切割、错动早期的特点。其中对成岩成矿有控制意义的为北西向断裂和北东—北东东向断裂。
区内出露岩浆岩主要有晋宁期片麻状二长花岗岩，海西—印支期辉绿岩、正长斑岩、含钼（铅）石英碳酸岩脉，燕山期黑云二长花岗岩和二长花岗斑岩等。其中海西—印支期石英碳酸岩脉和燕山期二长花岗斑岩对区内成矿有控制作用。区域内主要的矿产有钼、铅、锌、铀矿，已发现的矿床有金堆城钼矿、黄龙铺钼矿田和华阳川铀铌铅矿等，其中黄龙铺钼矿田中石家湾、大石沟等为大型钼矿床（张勇等，2014；图1）。
图1 陕西宋家沟钼矿地质简图（据张勇等，2014修编）
2 矿区地质
矿区出露地层主要为中元古界上熊耳群黄龙铺组上亚组（Pt2xn3h2）和中元古界高山河组下亚组（Pt2g1）（张勇等，2014）。黄龙铺组上亚组为一套浅变质基性火山岩系，主要岩性有细碧岩、细碧玢岩、凝灰质板岩、黑云微晶片岩、绢云千枚岩。高山河组下亚组为一套滨海-浅海相碎屑岩及镁质碳酸岩地层，主要岩性为变石英砂岩、绢云砂质板岩夹中基性熔岩、变质凝灰岩、绢云千枚岩和大理岩透镜体，与下伏熊耳群呈角度不整合接触。
矿区中生代岩浆活动比较强烈, 侵入岩以脉岩为主，其中海西-印支期脉岩最为发育，燕山期脉岩次之。海西-印支期脉岩按生成顺序依次为：辉绿岩、黑云角闪正长斑岩、含天青石石英碳酸岩脉。辉绿岩脉有北西和北东-北东东向两组。北西向分布于矿区北部，受压扭性断裂控制。形态较规则，为脉状或透镜状。北东～北东东向：分布于矿区南部，规模较大，受不整合面附近张扭性断裂控制，以追踪张裂带为主，平面上呈“X”状、不规则状、枝叉状。正长斑岩包括正长斑主要分布在矿区西北部，规模不大。含天青石石英碳酸岩脉有北东向和北西向两组，以北东向脉最为发育。北东向脉：是区域上桃园-驾鹿（区外）密集带的一部分，为矿区主要含矿脉体。总体走向35°～65°，矿区断续延伸约400余米，在矿区基线以北08号～18号勘探线的区域比较发育，成群出现，单脉一般长40～90米不等，宽0.5～数10米不等。南东倾向为主，倾角45°～68°。受北东向张裂带控制，与辉绿岩、正长斑岩相伴。北西向脉：为区域二道河-华阳川（区外）密集带的一部分，零星分布于矿区北西部，为矿区次要含矿脉体。总体走向120°左右，脉体密集程度稀疏，一般以1～2条脉体出现，单脉长20～30米不等，宽0.5～2米。北东倾向为主，倾角45°左右。受北西向压扭性断裂带控制。燕山期脉岩主要岩性为石英正长斑岩和钾长花岗斑岩，在矿区东北部有零星出露，规模不大，多呈不规则状、枝叉状。
矿区褶皱构造仅出露区域近东西向曹家沟-石家湾背斜的倾伏端。背斜在宋家沟以东向东倾伏, 倾伏角38°～44°。北翼地层倾向北东，倾角55°～65°，南翼地层产状因覆盖不清。其核部和翼部均由高山河组地层组成。对矿区主要赋矿层位起控制作用。矿区主要有北西向和北东-北东东向两组断裂。北西向断裂属区域木龙沟-华阳川北西向基底构造带的北西段，矿区延伸大于600米，倾向北东，倾角60°左右，以压扭性为主。大致与海西—印支期褶皱同期，沿断层带侵入有辉绿岩、正长斑岩、含钼天青石石英碳酸盐脉。北东-北东东向断裂，属区域洛源-华阳川基底构造带的北东段，矿区出露长度大于200米，倾向南东，倾角55°～60°之间，以张扭性为主，局部呈数米宽的断层破碎带。切割北西向断裂。沿断层带侵入有辉绿岩、正长斑岩、含钼天青石石英碳酸盐脉，为矿区主要控矿断裂。
3 矿床地质
3.1矿体特征
矿区钼矿化主要受北东向张裂带中的含天青石石英碳酸盐脉控制，矿化主岩为含天青石石英碳酸盐脉，矿化围岩为细碧岩、黑云微晶片岩。钼矿体主要沿北东向张裂带分布并切穿不同地层，钼矿化与矿区地层关系不大。矿体产状与含天青石石英碳酸岩脉群产状一致，呈北东向40°～60°展布，南东向倾斜，总体倾角50°～60°。脉体分布密度愈大，范围愈广，矿体规模则愈大，反之，脉体分布稀疏，范围小，则矿体规模小。矿体沿走向和倾向普遍发生分支复合。主要矿体一般由20～30条分支复合、沿走向和倾向相互交织的大网状矿脉构成，小矿体一般由数个平行单矿脉构成。
3.2矿石矿物及蚀变特征
矿石中矿石矿物主要为辉钼矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、黄铁矿等；脉石矿物主要为方解石、石英，其次是钾长石、天青石，另有部分黑云母、角闪石、绿泥石和绿帘石等；氧化矿物为少量褐铁矿。辉钼矿为晶片状或晶片状集合体，呈不均匀细脉浸染状分布于石英团块与碳酸盐矿物的接触部位，且以碳酸盐矿物集合体中较多。方铅矿为他形粒状，呈细脉浸染状或不规则团块状分布于石英、方解石等脉石矿物集合体裂隙中。常见交代黄铁矿现象。黄铁矿呈他形～半自形粒状，具轻微的碎裂结构特征，沿其裂隙常见方铅矿细脉穿插，内部常见交代穿孔状的方铅矿、黄铜矿、磁黄铁矿微粒。闪锌矿多与方铅矿伴生，粒径与方铅矿相近。在与方铅矿的接触部位可见被方铅矿交代溶蚀的现象，结晶时代略早于方铅矿。
近矿脉围岩蚀变类型有钾化和黑云母－青盘岩化两种，分别形成钾化蚀变岩和黑云母－青盘岩化蚀变岩。钾化蚀变岩分布较广，与成矿关系密切。以微斜长石出现为特征。已明显角岩化，主要由具鳞片花岗变晶结构的钾长石（微斜长石）、黑云母和绿帘石组成。黑云母－青盘岩化蚀变岩分布在钾化蚀变岩的外侧，以绿色黑云母－绿泥石－绿帘石－方解石－黄铁矿组合为特征。成矿期蚀变限于单矿脉两侧，具有线型蚀变特征。矿脉密集地段，形成似面型蚀变。矿化体的形态与钾化带的形状密切相关。在似面状钾化带分布区，矿化体空间形态呈块状体；在线型钾化带分布地段，矿化体空间形态呈板状体。此外，矿化体的分布与断裂的发育程度密切相关。北东向和北西向两组断裂在矿区相交形成“构造框”的区域，对矿化体的分布起控制作用。
3.3矿化蚀变期次
通过对宋家沟矿床蚀变矿物组合、结构、构造及穿插关系的研究，将宋家沟钼矿按成矿作用分为三期四个阶段，三期：即成矿前、碳酸岩成矿期、表生期；四个阶段：石英－硫化物阶段、早期碳酸岩－硫化物阶段、晚期碳酸岩－硫化物阶段、氧化阶段。各期各阶段矿物组合见表1。
石英－硫化物阶段主要形成石英、黄铁矿及少量辉钼矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿等，指示成矿早期为氧逸度较高的酸性环境。早期碳酸岩－硫化物阶段，为成矿阶段的开始，形成大量方解石、石英以及钾长石、黑云母等和少量天青石、绿帘石和闪锌矿、黄铜矿等，锶、钡等元素进入天青石晶格。本阶段以方解石、石英、天青石颗粒粗大为特征，并有锰及少量稀土元素进入方解石晶格，致使石英、天青石受到方解石强烈的交代改造，标志成矿时的强碱环境。晚期碳酸岩－硫化物阶段，方解石、石英仍大量生成，但粒度较早阶段变细，并可见黑云母、绿泥石、绿帘石和黄铁矿等，本阶段大量辉钼矿、方铅矿等硫化物富集成矿，充填于方解石、石英颗粒之间并对早阶段硫化物进行溶蚀和交代。氧化阶段，原生硫化矿石被氧化，形成铁钼华、褐铁矿和锰土。
表1 宋家沟钼矿成矿期及矿物生成顺序表
※－锰土：指含锰方解石风化形成的黑色土状物
4 矿床成因及控矿因素分析
结合宋家沟钼矿的基本地质特征和矿化蚀变特征，应该属于与碳酸岩相关的黄龙铺钼矿田的一部分，但宋家沟钼矿床也有自己的特点，如广泛发育钾化和黑云母-青磐岩化蚀变。根据黄水庵和黄龙铺(大石沟)钼(铅)矿床的成矿年(Re-Os年龄分别为209.5Ma和221Ma),我们推断,宋家沟钼矿应该也形成于晚三叠世,属幔源岩浆期后含铀、稀土、钼铅等多金属矿化元素的高硅、富碱中-高温热液沿断层带贯入形成的石英碳酸盐脉型钼矿床（黄典豪等，2009）。
矿区内下地壳太华群地层及熊耳群火山岩、广泛发育的北东向和少量的北西向断裂以及含天青石石英方解石脉和辉绿岩脉等碱基性岩浆活动组成的“三位一体”的地质环境，形成了宋家沟钼矿。下地壳富集钼、铅、锌元素的太华群地层及熊耳群火山岩为成矿提供了部分物质来源；含天青石石英方解石脉和辉绿岩脉等高温碱基性岩浆活动则有利于钼等元素的活化迁移和富集沉淀；广泛发育的北东向和少量的北西向断裂作为矿区重要的导矿构造和容矿构造，为成矿热液的迁移和沉淀提供通道和空间。根据宋家沟矿床成矿地质特征，我们认为北东向及北西向的断裂构造、受断裂控制碳酸岩脉以及发育的钾化和黑云母-青磐岩化带可作为宋家沟钼矿下一步的找矿方向。
5 结论
（1）宋家沟钼矿的含矿脉岩主要为含天青石石英碳酸岩脉，脉体主要受矿区内北东向和北西向断裂控制，矿体产状与含天青石石英碳酸岩脉产状一致。脉体分布密度愈大，范围愈广，矿体规模则愈大，反之，脉体分布稀疏，范围小，则矿体规模小。
（2）宋家沟钼矿的矿石矿物主要为辉钼矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、黄铁矿等；脉石矿物主要为方解石、石英，其次是钾长石、天青石，另有部分黑云母、角闪石、绿泥石和绿帘石等。主要蚀变为钾化蚀变和黑云母-青磐岩化蚀变。
（3）根据宋家沟矿床蚀变矿物组合、结构、构造及穿插关系，宋家沟钼矿的成矿作用可分为三期四个阶段，三期：成矿前期、碳酸岩成矿期、表生期；四个阶段：石英－硫化物阶段、早期碳酸岩－硫化物阶段、晚期碳酸岩－硫化物阶段、氧化阶段。
（4）宋家沟钼矿位于东秦岭钼矿带，根据其地质特征和矿化蚀变特征，认为其属于与碳酸岩相关的黄龙铺钼矿田的一部分，形成于晚三叠世，与幔源高硅、富碱中-高温岩浆热液活动有关。
（5）对宋家沟钼矿的勘查研究表明北东向及北西向的断裂构造、受断裂控制碳酸岩脉以及发育的钾化和黑云母-青磐岩化带可作为宋家沟钼矿下一步的找矿方向。
参考文献
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论文作者:郭金锁,江宏君,康清清
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第14期
论文发表时间:2017/12/20
标签：东向论文; 天青石论文; 成矿论文; 矿床论文; 斑岩论文; 矿区论文; 碳酸论文; 《建筑科技》2017年第14期论文;