大別山北麓鉬礦床地質特征及成因

大別山北麓鉬礦床地質特征及成因

秦嶺-大別造山帶位于中國大陸的大陸領土上，最終在中生代華北古板塊與揚子古板塊之間形成了沖突。這是一個典型的陸-陸沖突造山帶（張國偉等，2001；陳燕景等，2009）。秦嶺地區(qū)蘊含6個超大型和20余個大、中、小型礦床,已探明鉬金屬儲量超過500萬噸,是世界上最大的鉬金屬成礦帶(Chenetal.,2000;Maoetal.,2008;李諾等,2007)。然而,大別造山帶作為秦嶺造山帶的東延,因剝蝕程度大(大量出露高壓-超高壓變質巖)、中淺層次的地質記錄少,而鮮有大型鉬礦床報道。近年來,在大別山北麓相繼發(fā)現(xiàn)了天目山、肖畈、母山、陡坡、大銀尖、千鵝沖、寶安寨、姚沖、湯家坪、沙坪溝、銀山等十余個大、中型鉬礦床(點)(圖1、表1),實現(xiàn)了大別山地區(qū)內生金屬礦床找礦的重大突破。該區(qū)也成為繼東秦嶺鉬礦帶(Chenetal.,2000;Maoetal.,2008;李諾等,2007)、中國東北鉬礦帶(陳衍景等,2012)后又一重要鉬礦集中區(qū)。本文作者在實際研究的基礎上,結合前人研究成果和勘查資料,簡單總結了大別山北麓鉬礦床的類型、特征及時空分布規(guī)律,并結合區(qū)域構造演化探討了鉬金屬成礦的地球動力學背景,以期為大別山北麓鉬礦勘查和深入研究提供參考。1商丹斷裂和曉天-磨子潭斷裂帶大別造山帶為秦嶺造山帶東延部分,形成于三疊紀華北克拉通與揚子克拉通之間的陸陸碰撞作用。造山帶東端被郯廬斷裂截切,西段以南陽盆地與秦嶺造山帶相連,南、北邊界分別為襄樊-廣濟斷裂和欒川-明港-固始斷裂(圖1)。該造山帶是由多個形成于不同構造環(huán)境,有著各自獨立的建造、變質變形和構造演化序列的構造地層地體,經(jīng)多次聚合拼貼形成的復雜構造帶(王勇生等,2004;翟明國,2008),由北向南可分為北淮陽構造帶、北大別變質雜巖隆起區(qū)、南大別超高壓變質帶和宿松變質雜巖4個構造-巖石單元(王清晨和叢柏林,1998),亦有學者根據(jù)變質作用的溫度-壓力條件將其劃分為5個單元,即:北淮陽低溫低壓綠片巖相變質帶、北大別高溫超高壓榴輝巖相帶、中大別中溫超高壓榴輝巖相帶、南大別低溫超高壓榴輝巖相帶和宿松低溫高壓藍片巖相帶(Zhengetal.,2003,2005)。大別地區(qū)斷裂構造發(fā)育,包括NW向和NE向兩組(圖1)。NW向斷裂為區(qū)域性斷裂,由北而南依次為:龜梅(龜山-梅山)斷裂、桐商(桐柏-商城)斷裂和曉天-磨子潭斷裂。其中,龜梅斷裂與秦嶺地區(qū)的商丹斷裂相當(胡受奚等,1988;陳衍景和富士谷,1992),被視為華北古板塊與揚子古板塊的縫合帶;曉天-磨子潭斷裂(又稱“定遠-八里畈斷裂”)則作為北淮陽構造帶與大別變質雜巖的分界帶。NE向斷裂見大悟-澀港斷裂、陡山河斷裂、商麻斷裂等,以大致50km等間距平行產(chǎn)出,并截切NW向斷裂呈棋盤格子狀。其中商麻斷裂被視為東、西大別的分界線。區(qū)內出露的主要地層包括:二郎坪群、秦嶺群、信陽群、肖家廟組、大別/桐柏變質核雜巖(圖1)。其中秦嶺群變質雜巖(主體為新元古代,Zhang,1997;陳衍景等,2003;時毓等,2009)和二郎坪群淺變質火山-沉積巖系(新元古代-早古生代,胡受奚等,1988;陳衍景和富士谷,1992)分布于龜梅斷裂以北,共同組成了華北克拉通南部的加里東增生帶,其上局部被晚古生代地層覆蓋,如下石炭統(tǒng)花園墻組(以鐵質絹云石英片巖、絹云石英片巖及炭質石英片巖為主;楊澤強,2007a,b)。信陽群主體由泥盆系火山巖和沉積巖組成(高聯(lián)達和劉志剛,1988;葉伯丹等,1991),含晚古生代蛇綠巖塊和前寒武紀碎塊以及三疊紀放射蟲硅質巖,其時代長期爭議(胡受奚等,1988),現(xiàn)被作為晚古生代的蛇綠混雜帶(ChenandWang,2011;Zhangetal.,2011)。肖家廟組以白云鈉長片巖、白云石英片巖、白云/黑云/二云更長片巖為主,夾大理巖透鏡體,原巖為泥砂質碎屑巖夾碳酸鹽巖建造,形成于新元古代-古生代。大別/桐柏變質核雜巖由變質深成巖系、表殼巖系和侵入其中的巖漿巖組成,其中變質深成巖系(又稱大別群或桐柏群)巖性以二長花崗質片巖、云英閃長質片麻巖和黑云斜長片麻巖為主,蘊含超高壓榴輝巖地體;變質表殼巖系以紅安群含磷變質巖系為代表,呈不整合覆蓋于大別群之上;侵入其中的巖漿巖則以晉寧期和燕山期花崗巖類為主(ChenandWang,2011;王運等,2009)。區(qū)內巖漿活動頻繁,尤以燕山期最為強烈,表現(xiàn)為大量陸相火山巖、中酸性花崗(斑)巖和少量基性-超基性巖密切共生(圖1)。燕山期火山巖以英安巖-流紋巖組合為特征,主要沿造山帶北麓信陽-商城-霍山一帶分布,南不逾曉天-磨子潭斷裂。同期的花崗質侵入巖分布最廣、規(guī)模最大,出露面積約占全區(qū)基巖面積的1/5;主要巖體包括靈山、新縣和商城三大花崗巖基,沿桐柏—商城斷裂自西向東分布。此外,區(qū)內見有眾多的早白堊世中酸性小斑巖體,多為酸性富堿的花崗斑巖、似斑狀花崗巖、石英斑巖、花崗閃長斑巖,其產(chǎn)出明顯受網(wǎng)格狀構造系統(tǒng)的控制,具有等間距成群成帶展布的特點,與斑巖型鉬金屬礦化關系密切;代表性巖體包括:天目山巖體、肖畈巖體、母山巖體、大銀尖巖體、千鵝沖隱伏巖體、寶安寨巖體、戴咀巖體、湯家坪巖體、沙坪溝巖體(ChenandWang,2011;Yangetal.,2013;楊澤強,2007a,b;楊艷等,2008;王運等,2009)。此外,區(qū)內尚見少量基性-超基性巖體(圖中未標出),多為小規(guī)模的侵入體或巖墻(Zhaoetal.,2005,2007;趙子福和鄭永飛,2009及其引文)2大別北鰲表現(xiàn)出的礦床成分、沉積特征及礦床類型大別山北麓目前已發(fā)現(xiàn)大、中型鉬礦床(點)十余個,自西向東依次為:天目山、肖畈、母山、陡坡、大銀尖、千鵝沖、寶安寨、姚沖、湯家坪、沙坪溝、銀山?？傮w而言,這些鉬礦床具有如下特征:(1)區(qū)域空間分布。大別鉬礦帶西起河南省天目溝礦床,東至安徽省沙坪溝礦床,呈NW向狹長帶狀展布,長約300km,寬20~40km,面積約9000km2(圖1)。區(qū)內多數(shù)礦床分布于曉天-磨子潭斷裂和龜梅斷裂所夾持的狹長區(qū)域內,如母山、肖畈、陡坡、千鵝沖、寶安寨、蓋井和沙坪溝鉬礦床(點)。此外,尚有天目溝鉬礦產(chǎn)于龜梅斷裂以北,大銀尖、姚沖和湯家坪鉬礦產(chǎn)于曉天-磨子潭斷裂以南。(2)成礦系統(tǒng)的空間定位。區(qū)內鉬礦床多產(chǎn)于中生代盆地邊緣或盆山過渡帶,沿斷裂帶兩側產(chǎn)出,受NW向與NE向斷裂交匯部位控制。例如,母山鉬礦位于龜梅斷裂附近,陡坡鉬礦位于曉天-磨子潭斷裂附近,千鵝沖和寶安寨鉬礦沿桐商斷裂分布,湯家坪、蓋井和沙坪溝礦床則產(chǎn)于商麻斷裂與曉天-磨子潭斷裂交匯部位(圖1、表1)。(3)賦礦圍巖性質。大別北麓鉬礦床的賦礦圍巖具有多時代的特征,從中元古代的滸灣組、新元古代的大別變質核雜巖、新元古代-古生代的肖家廟組到泥盆紀的南灣組均有鉬礦床產(chǎn)出(表1),表明成礦不受地層時代和層位限制。賦礦圍巖巖性多為變質巖和花崗巖。例如,天目溝、沙坪溝、蓋井礦床賦存于花崗巖內(包括花崗巖、花崗斑巖、石英二長巖等),陡坡礦床賦存于靈山巖體與圍巖滸灣組片麻巖的接觸帶中;母山、肖畈、千鵝沖礦床賦存于南灣組片巖、變粒巖中;陡坡、大銀尖礦床的賦礦圍巖為滸灣組混合巖、片麻巖;寶安寨鉬礦床產(chǎn)于肖家廟組和南灣組片巖中;姚沖和湯家坪鉬礦床的賦礦圍巖為大別變質核雜巖。高壓-超高壓變質巖系和花崗巖基的廣泛出露表明該區(qū)總體經(jīng)歷了較強的地殼隆升、剝蝕過程。(4)成礦巖體性質。大別北麓鉬礦床多與燕山期中酸性小斑巖體密切相關。成礦巖體多以橢圓形、長條形或不規(guī)則狀的小巖株形式產(chǎn)出,巖性以二長花崗巖、石英正長巖、鉀長花崗巖為主,且往往具有多期巖漿活動的特點。成鉬巖體多屬高鉀鈣堿性、準鋁質-弱過鋁質巖石,以富集輕稀土元素和大離子親石元素、虧損高場強元素為特征,普遍具有高的(87Sr/86Sr)i、低的全巖εNd(t)、鋯石εHf(t)以及放射成因Pb同位素組成(Lietal.,2012;魏慶國等,2010;楊梅珍等,2011a,b),反應了其巖漿源區(qū)為碰撞加厚的巖石圈下地殼。上述特征與東秦嶺鉬礦帶成礦巖體特征(Chenetal.,2000;李諾等,2007)類似,也與碰撞體制形成的矽卡巖型金礦成礦巖體性質(Chenetal.,2007)一致。(5)成礦元素及分帶。區(qū)內成礦元素組合復雜,除單鉬礦床(陡坡、寶安寨、姚沖、湯家坪等)外,亦見Mo+Cu(母山、肖畈)、Mo+Cu+W(大銀尖)、Mo+Cu+Pb+Zn+Ag(千鵝沖)、Mo+Pb+Zn(蓋井)及Mo+Pb+Zn+Ag(天目溝)組合。由巖體中心向外圍,往往表現(xiàn)為一定的礦化分帶現(xiàn)象。例如,對于蓋井礦床,在巖體內部發(fā)育斑巖型或爆破角礫巖型鉬礦化,外圍則表現(xiàn)為脈狀的鉛鋅、銀礦化(徐曉春等,2009)。(6)礦化類型。按照礦體與礦石特征、礦體與巖體的空間關系、成礦/容礦巖體的特征(陳衍景等,2007),可將大別北麓鉬礦床劃分為4種類型:斑巖型、矽卡巖型、爆破角礫巖型和熱液脈型。斑巖型是本區(qū)最為重要的鉬礦床類型,鉬資源量約占區(qū)內總儲量的70%以上,典型礦床包括湯家坪、千鵝沖等。區(qū)內矽卡巖、熱液脈型、爆破角礫巖型鉬礦較少,多與斑巖型復合產(chǎn)出。例如,大銀尖鉬礦床以斑巖型礦體為主,含少量矽卡巖型和石英脈型鉬礦體;沙坪溝礦床以斑巖型礦化為主,局部發(fā)育爆破角礫巖型礦化。值得強調的是,上述4種類型的鉬礦床均與燕山期中酸性小斑巖體密切相關,甚至復合產(chǎn)出,可視為統(tǒng)一的斑巖成礦系統(tǒng)。(7)礦體特征。鉬礦床礦體多以層狀、透鏡狀、脈狀或不規(guī)則狀產(chǎn)出,可賦存于巖體內部、巖體內外接觸帶或巖體外部。例如,天目溝礦區(qū)鉬礦體主要位于巖體內部,千鵝沖和寶安寨礦床礦體主要發(fā)育于巖體的外接觸帶,母山、肖畈、大銀尖、湯家坪等礦床的礦體則在巖體的內、外接觸帶皆有發(fā)育(表1)。(8)圍巖蝕變特征。大別地區(qū)的斑巖成礦系統(tǒng)普遍發(fā)育強烈的鉀化、硅化、絹英巖化、綠簾石化、螢石化、碳酸鹽化等熱液蝕變。鉀長石化、螢石化、碳酸鹽化、硅化等“貧水蝕變”廣泛而強烈,而綠泥石化、絹云母化等“富水蝕變”相對較弱。這一特征與毗鄰的東秦嶺鉬礦帶特征(Chenetal.,2000;李諾等,2007)類似,亦與陸內環(huán)境發(fā)育的其他類型的漿控高溫熱液成礦系統(tǒng)特征(陳衍景和李諾,2009)一致。(9)成礦過程具有四階段性。依據(jù)礦物組成、結構、構造及脈體間的穿插關系,不同學者對區(qū)內鉬礦床流體成礦過程進行了劃分,提出了三階段、四階段或六階段的流體成礦模型(ChenandWang,2011;Yangetal.,2013;王運等,2009;楊梅珍等,2010;孟芳等,2012;于文等,2012;王玭等,2013)。總體而言,均可大致劃分為4個階段:(1)石英-鉀長石階段/矽卡巖階段,以發(fā)育石英、鉀長石或矽卡巖礦物為標志性特征,可伴有磁鐵礦等氧化物出現(xiàn),偶見金屬硫化物(包括輝鉬礦);(2)石英-輝鉬礦階段,廣泛發(fā)育石英+輝鉬礦組合,可含少量其他金屬硫化物;(3)石英-多金屬硫化物階段,以發(fā)育多種金屬硫化物為特征,包括黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦等,而輝鉬礦含量相對較少;(4)石英-碳酸鹽-螢石階段,脈體主要由不同比例的石英、方解石、螢石組成,偶見黃鐵礦等金屬硫化物,不含輝鉬礦。(10)成礦流體性質和演化。已有成礦流體研究表明(ChenandWang,2011;Yangetal.,2013;王運等,2009;于文等,2012;王玭等,2013),鉬礦床熱液礦物中常見純CO2包裹體、含CO2包裹體、含子礦物多相包裹體和水溶液包裹體,成礦流體具有高溫(多數(shù)>350℃)、高鹽度(常見含子礦物多相包裹體,可達66%NaCleqv)、富CO2(廣泛發(fā)育純CO2包裹體和含CO2包裹體)的特征,且由早到晚,流體的溫度、鹽度、CO2含量逐漸降低。這一特征符合典型陸內體制漿控高溫熱液系統(tǒng)的流體特征及演化規(guī)律(陳衍景和李諾,2009)。3典型過濾類型下面以3個代表性的礦床或礦田作為實例,介紹大別地區(qū)鉬礦床特征。3.1角閃安山巖包體湯家坪鉬礦床是河南省地礦局第三地質調查隊新近探明的一處大型斑巖型鉬礦床,控制鉬資源量23.5萬噸,品位變化于0.06%~0.30%,平均0.076%。該礦床位于曉天-磨子潭斷裂南側的大別變質核雜巖帶內,礦區(qū)地質簡單,僅見大別群黑云斜長片麻巖、角閃斜長片麻巖和燕山期花崗斑巖。地層總體走向NW-NWW,原始地層層序因強烈的變質變形改造而破壞,片麻理產(chǎn)狀變化大。礦區(qū)構造包括近EW向(壓扭性)和NNE向(張扭性)兩組;斷裂帶內巖石破碎,多發(fā)生硅化、高嶺土化。受區(qū)域構造和斑巖體侵位影響,巖石節(jié)理裂隙發(fā)育,為鉬礦化提供了很好的容礦空間。湯家坪鉬礦床的成礦母巖為湯家坪花崗斑巖體。平面上,巖體呈東南大、北西小的彎月形,南北方向長1200m,東南部寬600m,北西部寬約300m,出露面積約0.40km2(李俊平等,2011);剖面上呈向南西方向傾伏的不規(guī)則小巖株,與圍巖大別片麻雜巖呈侵入接觸關系。巖體具典型的斑狀結構,斑晶以鉀長石(5%)、石英(3%)、斜長石(2%)為主,基質主要由微細粒鉀長石(20%~55%)、斜長石(10%~30%)和石英(10%~25%)組成,含少量黑云母、白云母。副礦物見磁鐵礦、赤鐵礦、鋯石、榍石、磷灰石、金紅石等(王運等,2009)。此外,巖體局部可見次棱角狀角閃安山巖包體。地球化學分析表明,湯家坪花崗斑巖具有高硅(>72%)、富堿(K2O+Na2O>7.4%)的特征,鋁飽和指數(shù)(A/CNK)為0.99~1.18;在球粒隕石標準化的稀土配分圖解中表現(xiàn)為輕稀土富集,重稀土虧損的右傾配分形式,具有明顯的Eu負異常(δEu=0.40~0.58);原始地幔標準化的微量元素蛛網(wǎng)圖顯示巖體明顯富集Rb、Th、Pb等大離子親石元素,虧損Nb、Ta、Sr、Zr、Hf等高場強元素(魏慶國等,2010)。魏慶國等(2010)獲得巖體的LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡為121.6±4.6Ma,鋯石εHf(t)和全巖εNd(t)分別為-17.6~-10.4和-15.5~-13.7,相應的兩階段模式年齡為1843~2281Ma和2034~2178Ma,認為巖體主要源自古老地殼物質的重熔,并有部分低成熟度地殼物質加入。受熱液作用影響,斑巖體發(fā)生強烈的硅化、鉀長石化、絹云母化、黃鐵礦化、綠泥石化,且表現(xiàn)出明顯的水平分帶,由中心到兩側依次為:鉀化-硅化帶(強蝕變帶)、硅化-絹云母化帶(弱蝕變帶)、硅化-綠泥石化帶(楊澤強,2007a)。鉬礦體賦存于花崗斑巖體及其內外接觸帶中,呈透鏡狀、似層狀產(chǎn)出,總體向南西方向傾伏,東北翹起尖滅,傾伏角20°左右(楊澤強,2007a)。主礦體(Ⅰ號鉬礦體)南北長1760m,東西寬960m,最大垂深達349.75m,地表出露面積0.33km2(楊澤強,2007a,b)。主要礦石礦物包括輝鉬礦、黃鐵礦、磁鐵礦、赤鐵礦、閃鋅礦、黃銅礦、方鉛礦等,其中輝鉬礦產(chǎn)出方式有三:或呈放射狀集合體形式沿石英或鉀長石粒間分布;或呈鱗片狀浸染于花崗斑巖內,抑或與石英、黃鐵礦等組成細脈產(chǎn)出(王運等,2009)。脈石礦物見石英、鉀長石、斜長石、絹云母、白云母、黑云母、綠泥石、綠簾石等。礦石結構復雜,包括鱗片狀結構、交代結構、放射狀結構、自形-半自形結構、碎裂結構等。常見構造包括浸染狀、脈狀、網(wǎng)脈狀、角礫狀、梳狀、塊狀等。按照礦物共生組合及脈體穿插關系,王運等(2009)將流體成礦過程劃分為三個階段:早階段發(fā)育石英、鉀長石、磁鐵礦、黃鐵礦、輝鉬礦組合,并伴隨鉀長石化、硅化及弱絹云母化;中階段為主成礦階段,形成石英、絹云母及大量輝鉬礦、黃鐵礦及少量方鉛礦和黃鐵礦;晚階段以發(fā)育石英-方解石-黃鐵礦或方解石細脈為特征,礦化微弱。楊艷等(2008)、王運等(2009)、ChenandWang(2011)對各階段脈石礦物中的流體包裹體進行了詳細研究,發(fā)現(xiàn)早、中階段石英中發(fā)育水溶液包裹體、含CO2包裹體、純CO2包裹體及含子礦物多相包裹體,但晚階段石英中僅見水溶液包裹體。早階段流體均一溫度(>375℃)、鹽度(可達62%NaCleqv)均較高,且發(fā)育赤鐵礦等指示氧化條件的子礦物;中階段流體溫度集中于235~335℃,鹽度變化于1.1%~45.9%NaCleqv,包裹體中含黃銅礦、脆硫銻鉛礦子礦物;晚階段流體溫度變化于115~195℃,鹽度介于1.9%~10.0%NaCleqv?？傮w上,初始成礦流體以高溫、高鹽度、高氧逸度、高金屬元素含量、富CO2為特征,經(jīng)中階段流體沸騰、CO2逃逸、成礦物質快速沉淀,演化為晚階段低溫、低鹽度、貧CO2的大氣降水熱液。上述流體特征與中國大陸內部漿控高溫熱液成礦系統(tǒng)特征一致(陳衍景和李諾,2009)。楊澤強(2007a)獲得湯家坪鉬礦床5件輝鉬礦樣品的Re-Os同位素模式年齡介于113.5±1.8Ma~118.5±1.9Ma之間,等時線年齡為113.1±7.9Ma。羅正傳(2010)獲得3件輝鉬礦樣品的Re-Os模式年齡范圍為117.1±2.0Ma~122.2±1.7Ma,等時線年齡為122.9±1.7Ma。上述成礦年齡略小于巖體成巖年齡(121.6±4.6Ma,魏慶國等,2010),符合斑巖成礦系統(tǒng)特征。因此,可準確地厘定湯家坪鉬礦床形成時代為早白堊世。3.2沙坪溝鰲礦成礦地質特征安徽省金寨縣沙坪溝鉬礦床是大別地區(qū)最近發(fā)現(xiàn)的超大型斑巖鉬礦床,初步探明鉬金屬資源量達220萬噸,平均品位0.15%(黃凡等,2011)。該礦床北側為蓋井(又稱為“銀山”,徐曉春等,2009)鉬(鉛鋅)礦床,二者共同構成了沙坪溝-蓋井斑巖-爆破角礫巖型鉬多金屬礦集區(qū)。該礦集區(qū)位于大別造山帶東段,曉天-磨子潭斷裂與商麻斷裂交匯部位(圖1)。礦區(qū)出露地層簡單,主要為新元古界廬鎮(zhèn)關巖群黑云斜長片麻巖、角閃斜長片麻巖和花崗片麻巖等。區(qū)內斷裂較為發(fā)育,多為壓性及壓扭性,可分為NNE、NW和NS向三組,以NNE向最為發(fā)育。該區(qū)巖漿活動強烈,種類繁多,尤以燕山期中酸性巖漿巖為最。主要巖體包括:銀沙畈、達權店、金剛山單元和銀山復式雜巖體,巖性分別為石英二長閃長巖-花崗閃長巖、含斑中粒二長花崗巖、細粒石英二長花崗巖及正長巖-石英正長巖,形成于145~121Ma,屬高鉀鈣堿性-橄欖玄粗巖系列(徐曉春等,2009)。銀山復式雜巖體是區(qū)內主要賦礦單元,呈NW向產(chǎn)出,出露面積2.76km2。巖石類型包括石英正長斑巖、黑云母正長巖、爆破角礫巖、花崗斑巖、石英粗面巖等,以正長巖為主。其中花崗斑巖和石英正長斑巖為成礦母巖,此外,復式雜巖體西部的爆破角礫巖亦發(fā)生明顯鉬礦化。沙坪溝鉬礦床賦存于銀山巖體東部。鉬礦體呈筒狀產(chǎn)出于地表500m以下、隱伏花崗斑巖石英正長巖和隱爆角礫巖中,礦體厚大,礦化連續(xù)。礦體呈穹隆狀,東西長1200m,南北寬900m,單孔最大厚度945m,平均厚739m(張懷東等,2010)。礦石礦物主要為輝鉬礦、黃鐵礦,少量鈦鐵礦、磁鐵礦及微量方鉛礦,其中輝鉬礦產(chǎn)狀包括:花崗斑巖體中輝鉬礦呈細脈狀產(chǎn)出,石英正長巖體中呈稀疏網(wǎng)脈狀產(chǎn)出,在爆破角礫巖中則主要賦存于膠結物內,形成浸染狀礦化。脈石礦物包括鉀長石、石英、斜長石、絹云母、黑云母、螢石、石膏、方解石等。礦石具自形粒狀結構、半自形-他形粒狀結構、交代殘余結構等,浸染狀、細脈浸染狀構造。礦區(qū)發(fā)育典型的斑巖蝕變特征,由斑巖體向外依次發(fā)育硅化、鉀化、黃鐵絹英巖化、綠泥石化。鉬礦化主要出現(xiàn)在鉀化帶,其次是黃鐵絹英巖化帶,而綠泥石化帶中礦化微弱(張懷東等,2010)。于文等(2012)將礦化過程劃分為三個階段:早階段以硅化為主,礦化微弱;中階段為主礦化階段,伴有鉀化、黃鐵絹英巖化;晚階段以綠泥石化為主,基本無礦化。流體包裹體研究發(fā)現(xiàn),熱液石英中發(fā)育水溶液包裹體、含CO2包裹體和含子晶多相包裹體。早階段包裹體均一溫度變化于340~550℃,鹽度為7.9%~16.9%NaCleqv;中階段流體溫度為240~450℃,鹽度分為兩個區(qū)間,分別為0.02%~7.4%NaCleqv和34%~51%NaCleqv;晚階段流體溫度為170~330℃,鹽度為0.7%~6.5%NaCleqv;早期成礦流體經(jīng)流體沸騰、CO2逸失導致成礦物質沉淀(于文等,2012)。張紅等(2011)、黃凡等(2011)、孟祥金等(2012)分別對沙坪溝鉬礦的成巖成礦時代進行了研究,獲得含礦石英正長斑巖的鋯石U-Pb年齡變化于112~121Ma,石英正長巖的鋯石U-Pb年齡變化于112~123Ma,輝鉬礦Re-Os模式年齡介于100~114Ma。蓋井礦區(qū)以鉬和鉛鋅礦化為主,并伴生金和/或銀等。區(qū)內多金屬礦化范圍較大,礦體主要呈脈狀產(chǎn)出,以NEE至近EW向為主,其次為NW向;鉬礦體均為隱伏礦體,形態(tài)不規(guī)則,呈不連續(xù)的多層狀,厚數(shù)米至數(shù)十米,最厚達66.88m,工業(yè)礦體的單孔累計厚度大于130m。鉬品位一般為0.02%~0.07%,單樣最高品位可達0.19%。礦體產(chǎn)出對圍巖無選擇性,嚴格受斷裂和裂隙的控制。礦化以裂隙充填為主,部分以細脈狀和浸染狀產(chǎn)于石英正長斑巖體中。地表往往鉬礦化較弱,甚至以鉛鋅礦化為主,向深部,鉬礦化逐漸增強。中部礦段的局部礦體圍繞隱爆角礫巖中心呈環(huán)形分布,形成隱爆角礫巖型鉬礦體,最大控制深度達600m(徐曉春等,2009)。礦石類型包括爆破角礫巖型和花崗巖型兩種,其中爆破角礫巖型礦石中輝鉬礦主要于膠結物內呈針點狀或斑點狀產(chǎn)出;而花崗巖型礦石中輝鉬礦主要呈細脈狀產(chǎn)出。礦化相關熱液蝕變包括鉀化、硅化、絹云母化、綠泥石化和綠簾石化等。根據(jù)礦物共生組合及脈體穿插關系,徐曉春等(2009)將熱液成礦作用劃分為3個階段:早階段形成輝鉬礦、黃鐵礦、輝鉍礦、磁鐵礦組合,并發(fā)育鉀長石化;中階段以鉛鋅礦化為主,常見黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、赤鐵礦等伴隨綠泥石化、綠簾石化發(fā)育;晚階段則形成黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、石英、方解石等礦物。徐曉春等(2009)獲得2件輝鉬礦樣品的Re-Os同位素模式年齡分別為112.6±1.3Ma和113.5±1.3Ma。3.3微量元素特征大銀尖鉬礦床位于河南省新縣千斤鄉(xiāng),構造位置上屬大別造山帶中段,曉天-磨子潭斷裂南側。礦體賦存于大銀尖花崗巖體內外接觸帶中,為斑巖型、矽卡巖型及熱液脈型“三位一體”的復合型礦床(羅正傳等,2010)。礦區(qū)出露地層主要為中元古界滸灣組斜長角閃巖、角閃斜長片麻巖、黑云斜長片麻巖、混合巖、淺粒巖、眼球狀黑云鉀長(二長)混合片麻巖、石英巖或長石石英巖等。礦區(qū)內構造總體表現(xiàn)為傾向NE的單斜構造,并見有NE、NW及近SN向3組斷裂。礦區(qū)內巖漿活動強烈,主要有早白堊世大銀尖花崗巖體及聶家洼花崗閃長巖體,另見一些花崗斑巖脈。大銀尖巖體為成礦巖體,出露于礦區(qū)中南部,面積1.4km2,軸向北東,平面上呈向北岔開的“Y”形巖株。巖石類型以中?；◢弾r、二長花崗巖為主體。巖石呈肉紅色,斑狀結構,塊狀構造。主要組成礦物為正長石(含量50%)、斜長石(含量20%)、石英(含量25%)和少量黑云母。副礦物見鋯石、榍石、磷灰石、磁鐵礦等。地球化學分析(楊梅珍等,2011a)表明,巖體具有高硅(SiO2>73%)、富鉀(K2O>4.3%)、貧鎂(MgO介于0%~0.80%)、貧鈣(CaO變化于0.08%~0.80%)的特征,稀土總量較低(70×10-6~91×10-6),Eu負異常明顯(δEu=0.26~0.48)。在原始地幔標準化的微量元素圖解中顯示明顯的Ba、Nb、P、Sr、Ti負異常和Th、U、Zr、Hf正異常。Lietal.(2012)獲得巖體的鋯石LA-ICP-MSU-Pb年齡為124.9±1.3Ma(MSWD=0.51),(87Sr/86Sr)i變化于0.706379~0.707173;全巖的εNd(t)變化于-15.62~-15.17,兩階段Nd模式年齡介于2.15~2.18Ga;鋯石的εHf(t)變化于-24.80~-17.80,兩階段Hf模式年齡介于2.31~2.75Ga,表明巖體主要源自下地殼物質的部分熔融。此外,礦區(qū)尚見聶洼花崗閃長巖體,呈橢圓形巖株產(chǎn)出,出露面積0.15km2。礦區(qū)發(fā)育三種類型的礦化:斑巖型、矽卡巖型和石英脈型,以斑巖型為主(羅正傳等,2010)。斑巖型和矽卡型礦化以鉬為主,伴生銅(鎢);石英脈型礦化以鎢為主,伴生銅鉬。斑巖型鉬(銅)礦體賦存于大銀尖巖體的內外接觸帶中,埋深50~150m不等。輝鉬礦或以浸染狀形式產(chǎn)出,或以含輝鉬礦石英脈形式出現(xiàn)。黃銅礦多以星點狀或浸染狀與黃鐵礦伴生。鉬品位一般0.04%~0.15%,平均0.11%;銅品位一般<0.1%,局部可達0.1%~0.58%。矽卡巖型鎢(銅鉬)礦體呈似層狀展布于礦區(qū)西南部,長100~900m,厚0.47~4.43m,傾向20°~40°,傾角35°~55°。金屬礦物主要有白鎢礦、黃銅礦、輝鉬礦、黃鐵礦。礦石品位隨垂向變化明顯:下部鎢品位一般0.13%~0.2%,最高0.52%;鉬品位一般小于0.03%,最高0.07%;銅品位一般小于0.13%,最高0.35%。中部鎢品位一般0.11%~0.2%,最高0.55%;鉬品位一般0.01%~0.02%;銅品位一般0.05%~0.14%。上部鎢品位一般0.1%~0.14%,最高0.2%。總體上,自上而下,鉬、銅品位有相對升高的趨勢,尤以銅更明顯;同一礦帶自上而下有鎢降鉬增之趨勢。石英脈型鉬(銅)礦體主要分布于大銀尖巖體西北部,其產(chǎn)出嚴格受斷裂及其兩側的次級裂隙控制,走向一般60°~70°,傾向NW,傾角50°~70°。含礦石英細脈的分布密度變化較大,近斷裂帶密集而向外變稀疏;最密可達60~70條/米,稀者3~5條/米,一般5~7條/米。礦脈長10~120m,有時可斷續(xù)延長約2km;厚度變化于0.1~3m,多數(shù)0.3~0.8m。礦體呈脈狀、豆莢狀,形態(tài)不規(guī)則。沿走向和傾向均有分枝復合、尖滅再現(xiàn)現(xiàn)象。礦石較富,鉬品位一般0.1%~0.2%,最高可達0.9%,平均0.14%;銅品位一般0.1%~0.5%,最高1.3%,平均0.3%。區(qū)內圍巖蝕變主要為硅化、鉀化、絹英巖化、矽卡巖化、碳酸鹽化和螢石化。其中硅化和鉀化與鉬礦化關系密切,常呈線狀分布于含鉬石英脈兩側。面狀絹英巖化見于巖體中,并伴隨有微弱的硫化物礦化。矽卡巖化見于斑巖體與圍巖接觸帶,發(fā)育典型的矽卡巖礦物組合,包括鈣鋁榴石、鈣鐵榴石、鈣鐵輝石、綠泥石、綠簾石、方解石等,并伴有鉬礦化。螢石化和方解石化多以充填形式出現(xiàn),礦化微弱(楊梅珍等,2011a)。流體包裹體研究(李紅超等,2010)表明,大銀尖礦床發(fā)育水溶液包裹體、含子礦物多相包裹體和含CO2包裹體,其中前者按氣液比不同可進一步劃分為富氣相水溶液包裹體和富液相水溶液包裹體。顯微測溫分析獲得包裹體的均一溫度峰值分別出現(xiàn)于280~320℃和200~220℃,鹽度則明顯分為兩個區(qū)間:5%~10%NaCleqv和36%~43NaCleqv。氫氧同位素分析指示成礦流體以巖漿熱液為主,并伴有大氣降水的混入。大銀尖礦床已有多組高精度Re-Os年齡數(shù)據(jù)。楊澤強(2007a)獲得一件輝鉬礦樣品的Re-Os同位素模式年齡為122.1±2.4Ma。羅正傳(2010)獲得2件斑巖型和2件矽卡巖型輝鉬礦樣品的Re-Os模式年齡在誤差范圍內一致,變化于121.5±1.8Ma~123.9±2.0Ma,4件樣品給出的等時線年齡為122.4±7.2Ma。Lietal.(2012)測得7件輝鉬礦樣品的Re-Os等時線年齡為125.07±0.87Ma。上述輝鉬礦ReOs年齡與大銀尖巖體的鋯石U-Pb年齡(124.9±1.3Ma,Lietal.,2012)在誤差范圍內一致,限定了斑巖體侵入及鉬礦化事件發(fā)生于早白堊紀。4巖成礦時代和地球動力學的背景4.1成巖作用時限特征鋯石U-Pb定年和輝鉬礦Re-Os同位素定年方法被廣泛用于大別山北麓鉬礦床的成巖成礦時間限定,獲得了大批高精度的年齡數(shù)據(jù)(表2、圖2)。已有資料顯示,區(qū)內鉬礦床的成巖成礦作用時限具有如下特征。(1)成巖與成礦近乎同時。區(qū)內鉬礦床的形成多與燕山期中酸性小斑巖體關系密切,成礦作用時間與含礦巖體的成巖作用時間趨于同步或稍晚;(2)成礦作用具有爆發(fā)性。除母山和陡坡鉬礦形成較早(141~156Ma)外,其余鉬礦床集中形成于110~130Ma,即早白堊紀