甘肅武山溫泉鉬礦床地質(zhì)特征及成礦模式

馬東陽，高毅，任濤，宋釗

（1.甘肅省有色金屬地質(zhì)勘查局天水礦產(chǎn)勘查院，甘肅 天水 741025；2.咸陽西北有色七一二總隊(duì)有限公司，陜西 咸陽 712023）

溫泉鉬礦床位于甘肅武山縣溫泉鄉(xiāng)。地理坐標(biāo)為東經(jīng)105°05′00″～105°07′00″，北緯34°36′15″～34°37′30″。該礦床系甘肅有色地勘局天水總隊(duì)在2000年發(fā)現(xiàn)的一個(gè)具有大型前景的斑巖型鉬礦床[1]，并進(jìn)行了系統(tǒng)的地質(zhì)勘查，2004年底主要利用鉆探工程及坑探工程進(jìn)行控制，圈定34條鉬礦（化）體，共發(fā)現(xiàn)333種鉬資源為107000噸，具有大型超大型鉬礦床的勘探潛力。通過闡述溫泉鉬礦床成礦地質(zhì)背景、礦床地質(zhì)特征，分析成巖成礦環(huán)境，建立了一個(gè)成礦模型，以指導(dǎo)該地區(qū)同類礦床的勘探。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

溫泉鉬礦床的大地構(gòu)造位置屬于北秦嶺加里東褶皺帶西段秦嶺造山帶與華北地臺(tái)的交界處，北為烏山天水寶雞深斷裂帶和祁連褶皺系，南鄰秦嶺海西褶皺帶的巫山娘壩深部斷裂帶[2]，見圖1。

圖1 西秦嶺構(gòu)造略圖

區(qū)域構(gòu)造十分發(fā)育，主要呈北西西向，構(gòu)造以斷裂構(gòu)造為主，褶皺構(gòu)造為次。主褶皺構(gòu)造是以秦嶺群為核心的李子園復(fù)式背斜，背斜呈“S”型。區(qū)內(nèi)次級(jí)背向斜較發(fā)育，斷裂構(gòu)造十分發(fā)育，總體方向與區(qū)域構(gòu)造線一致，控制巖漿作用和火山噴發(fā)的分布。

區(qū)內(nèi)出露溫泉花崗巖基，巖體出露面積大約260km2，巖性主要由中粒似斑狀二長(zhǎng)花崗巖和中粒黑云二長(zhǎng)花崗巖組成。溫泉花崗巖基侵入于秦嶺群與泥盆系中，被第三系沉積所覆蓋。溫泉鉬礦賦存于溫泉花崗巖基西部的后期補(bǔ)充侵入陳家大灣斑巖株體中，受陳家大灣斑巖株控制。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 含礦巖體

溫泉鉬礦賦存于溫泉花崗巖基內(nèi)的陳家大灣斑巖株中，巖性主要為細(xì)粒黑云二長(zhǎng)花崗斑巖，局部見花崗細(xì)晶巖脈、鉀長(zhǎng)巖脈、花崗斑巖脈穿插侵入，與溫泉花崗巖基為同期次不同階段的侵入產(chǎn)物。陳家大灣巖株侵位時(shí)間稍晚于溫泉花崗巖主巖基，故二者的接觸界線不太明顯，加上成礦期礦化蝕變，致使接觸界線更加模糊[3]。

2.2 構(gòu)造

溫泉花崗巖基中構(gòu)造較發(fā)育，主要由斷裂構(gòu)造和節(jié)理裂隙組成，其中斷裂構(gòu)造控制了鉬礦體的產(chǎn)出形態(tài)，節(jié)理裂隙控制了礦化的產(chǎn)出形態(tài)特征。

（1）斷裂構(gòu)造

斷裂主要為南北向、東北向和西北向斷裂，多為壓扭斷裂。主要斷裂有溫泉-趙家莊斷裂帶F12、中壩-耍子溝-焦家溝斷裂帶（F20），陳家大灣-馬長(zhǎng)莊斷裂帶（F32）等斷裂，其中陳家大灣-馬長(zhǎng)莊斷裂帶（F32）為區(qū)內(nèi)的主要導(dǎo)礦構(gòu)造，沿?cái)嗔褞Ъ皟蓚?cè)與其他斷裂交匯部位發(fā)育溫泉鉬礦、小南岔、黃家溝、銀洞溝等一系列鉬礦床（點(diǎn)）[3]。

（2）節(jié)理裂隙構(gòu)造

巖體中特別發(fā)育節(jié)理裂隙，呈網(wǎng)脈狀的各向交匯切錯(cuò)，被鉬礦化充填交代，節(jié)理發(fā)育的頻度和幅度大小控制礦化的強(qiáng)弱。節(jié)理平直，寬度1mm～3mm為主，局部可見1cm～2cm，局部可見膨大收縮及分支復(fù)合現(xiàn)象，節(jié)理裂隙內(nèi)多見煙灰色含輝鉬礦石英細(xì)脈充填，局部少見輝鉬礦呈薄膜狀產(chǎn)出。節(jié)理裂隙性質(zhì)多為剪節(jié)理，少數(shù)為張節(jié)理。幾組節(jié)理裂隙形成平行或網(wǎng)脈狀。節(jié)理具有多階段活動(dòng)的特點(diǎn)，往往相交，節(jié)理脈幅為8條/米～25條/米。

至乾隆七年，乾隆皇帝為智樸修進(jìn)士墳，估算智樸和尚大概活了一百歲。 無論是記錄智樸曲折心路歷程的《青松紅杏圖》、體現(xiàn)其詩文造詣的《盤山志》，還是與皇帝士子的結(jié)交來往，都使智樸跌宕的人生充滿傳奇色彩。 關(guān)于智樸的研究，還有很多未解之疑，待再作詳論。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體基本特征

溫泉鉬礦詳普查工程控制礦體南北15～32線長(zhǎng)約700m，東西寬500m，根據(jù)鉆探和坑探工程控制圈定出34條礦（化）體。礦體長(zhǎng)度一般50m～650m，厚度一般5m～25m，礦體埋深38m～516m，礦體品位0.03～3.99×10-2，平均品位0.053×10-2，大多數(shù)品位在0.03～0.2×10-2?？傮w上，鉬礦體品位偏低，但礦體厚度、延深較大。這些都是顯現(xiàn)了斑巖型鉬礦的典型特征[3]。

礦體走向340°～355°，傾向北東東，傾角30°～75°，礦體形態(tài)呈透鏡狀、似層狀、不規(guī)則脈狀、扁豆?fàn)畹?，在走向和傾向具尖滅再現(xiàn)、分支復(fù)合、膨大收縮等現(xiàn)象，具典型的裂隙充填交代特征。

Q-第四紀(jì)殘坡積物及黃土層；γ51-4-印支期似斑狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖；γπ52-燕山期花崗斑巖；1-勘探線及編號(hào)；2-鉆孔及編號(hào)；3-坑道及編號(hào)；4-磚紅色濁沸石化蝕變帶；5-強(qiáng)硅化蝕變帶；6-弱硅化蝕變帶；7-礦(化)體

3.2 礦石特征

礦石中主要有用礦物為輝鉬礦，其他金屬礦物為黃銅礦和黃鐵礦，含極少量磁黃鐵礦、白鎢礦、閃鋅礦、毒砂、方鉛礦和斑銅礦、褐鐵礦、鈦鐵礦、銅藍(lán)等。脈石礦物主要有石英、鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石、黑云母等。礦石結(jié)構(gòu)有鱗片狀、片狀、集合體狀、他形-自形粒狀、交代、不等粒等結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造有細(xì)網(wǎng)脈狀、侵染狀、脈狀等構(gòu)造。礦石自然類型為原生硫化礦石；礦石工業(yè)類型為中低品位鉬礦石[3]。

礦體蝕變主要有硅化、鉀硅化、紅色泥化、沸石化、孔雀石化和黃鐵礦化等，其中鉀硅化越強(qiáng)，石英脈呈微細(xì)網(wǎng)脈狀，其越密集、單脈脈幅越寬和脈色越深，越有利于成礦；紅色泥化與石英脈疊加部位有利于成礦[3]。

4 礦床成因

4.1 成礦物質(zhì)來源

含礦圍巖為富鉀的鈣堿性巖石系列，是比較有利形成斑巖型鉬礦床的成礦母巖（黃典豪，1989）。在礦床巖石微量元素中，Mo、Cu、Ag、As元素含量明顯高于維氏值，Cu為維氏值的7倍，Mo為維氏值的45倍多，說明圍巖具有提供成礦物質(zhì)來源的基礎(chǔ)[3]。

礦區(qū)礦石的H、O同位素投影點(diǎn)主要位于巖漿水與大氣降水之間，靠近巖漿水區(qū)域，說明成礦熱液主要為巖漿水，大氣降水和地下水少量參與了成礦[4]。

4.2 成礦物理化學(xué)條件

在加熱階段期間，氣液包裹體被均一化成液相，表明礦化在液相條件下完成?？紤]到均一化溫度是礦化的下限，礦床成礦溫度以中高溫?zé)嵋撼傻V為主，而低溫?zé)嵋盒纬蓜t很少。與主成礦階段相結(jié)合，含礦石英脈在充填初期僅在巖石節(jié)理裂隙中形成，脈兩側(cè)圍巖交代蝕變作用較弱，表明成礦屬較小靜壓開放圍巖系統(tǒng)。

大量數(shù)據(jù)表明，斑巖體系中的金屬元素鉬在富氯化鈉熱鹵水中以氯、碲或硫絡(luò)合物的形式遷移。成礦早期，含礦流體以巖漿熱液為主。隨著時(shí)間的推移和熱液系統(tǒng)的開放，大量大氣降水進(jìn)入熱液成礦系統(tǒng)。因此，斑巖成礦系統(tǒng)物理化學(xué)條件的變化，導(dǎo)致各種鉬絡(luò)合物的分解和沉淀，形成斑巖型鉬礦床。

4.3 成礦時(shí)代

輝鉬礦的Re-Os同位素定年結(jié)果表明，輝鉬礦Re-Os模式年齡在（212.7±2.6）～（215.1±2.6）Ma之間，加權(quán)平均值為（214.1±1.1）Ma，由ISOPLOT程序獲得的等時(shí)線年齡為（214.4±7.1）Ma，該年齡與前人測(cè)得的溫泉花崗巖體的K-Ar年齡（223～ 226）Ma和SHRIMP U-Pb鋯石年齡（223±7）Ma在誤差范圍內(nèi)，說明鉬礦化主要發(fā)生在溫泉花崗巖體成巖的之后[5]。

5 成礦模式描述

新太古代-早元古代，五臺(tái)運(yùn)動(dòng)使巖石圈發(fā)生板內(nèi)裂解，形成揚(yáng)子陸塊和華北陸塊及秦嶺裂陷槽，秦嶺裂陷槽接受火山噴發(fā)及陸緣碎屑物組成火山-沉積巖系。古元古代呂梁運(yùn)動(dòng)，使秦嶺裂陷槽封閉，并發(fā)生褶皺造山作用。中-新元古代大陸邊緣古秦嶺洋發(fā)育，于晉寧期閉合。早古生代，加里東運(yùn)動(dòng)使秦嶺造山帶形成發(fā)育，大陸板塊俯沖不僅是形成大陸碰撞帶的主要造山方式，也是形成含礦斑巖的主要?jiǎng)恿C(jī)制。俯沖的大陸板塊發(fā)生拆沉作用，通過板塊斷離窗上涌的軟流圈物質(zhì)，將誘發(fā)上覆地幔乃至下地殼的部分熔融，形成大量中酸性巖漿帶，巖漿受溫度、壓力、氧逸度等物理化學(xué)條件的改變，發(fā)生巖漿分異和成礦物質(zhì)富集作用。

在一定深部壓力作用下，深源巖漿物質(zhì)沿“雁列式”構(gòu)造結(jié)點(diǎn)上升侵位，形成小斑巖體。在本區(qū)表現(xiàn)為印支后期-燕山早期碰撞造山運(yùn)動(dòng)，在下地殼或上地幔流體的作用下，基底巖層發(fā)生重熔形成的花崗巖漿沿近東西向的寶雞-天水深大斷裂和武都-天水?dāng)嗔褞У慕粎R部位發(fā)生大規(guī)模多期次侵入活動(dòng)，富含鉬等有用成礦物質(zhì)在有利的北東向和北西向斷裂交匯處就位，形成了溫泉花崗巖基。晚期巖漿在運(yùn)移的過程中發(fā)生了分異，當(dāng)巖漿冷凝分異形成含礦斑巖體沿構(gòu)造薄弱帶脈沖式上升到地殼淺部，就形成陳家大灣斑巖株，成礦熱液繼續(xù)上移進(jìn)一步交代上部由于固結(jié)作用產(chǎn)生節(jié)理破碎的殼體。

6 結(jié)論

①武山溫泉鉬礦床賦存于溫泉花崗巖巖基內(nèi)的陳家大灣巖株內(nèi)，賦礦巖性為細(xì)粒黑云母二長(zhǎng)花崗巖，礦體受近南北向斷裂構(gòu)造控制，是一個(gè)全巖礦化的斑巖型鉬礦床。②溫泉斑巖型鉬礦床成礦期略晚于溫泉花崗巖巖基成巖期。輝鉬礦Re-Os模式年齡在（212.7±2.6）～（215.1±2.6）Ma之間，加權(quán)平均值為（214.1±1.1）Ma，成礦時(shí)代為中生代三疊紀(jì)，處于印支運(yùn)動(dòng)期。③成礦流體為中高溫?zé)嵋?，主要來源于巖漿熱液，但大氣降水和地下水也參與其中，在構(gòu)造作用下，與巖漿有關(guān)的含礦熱液沿有利的斷裂構(gòu)造通道上升，并隨著物理化學(xué)條件的變化，導(dǎo)致了含礦Mo絡(luò)合物在導(dǎo)礦構(gòu)造兩側(cè)的容礦構(gòu)造中充填沉淀，形成了網(wǎng)脈狀輝鉬礦。