刘勤安，陈 涛，庞绪成，周亚丽，周亚涛

（1.河南省地质矿产勘查开发局第五地质勘查院，郑州450001；2.河南理工大学资源环境学院，河南焦作454003；3.河南省永城市安全生产监督管理局；4河南省有色金属地质矿产局，郑州450016）

0 引言

南泥湖钼钨矿田作为东秦岭代表性的斑岩—矽卡岩型钼矿田，自发现以来引起了广泛的关注，前人对矿田的成矿年龄［1－5］、流体包裹体［6－7］、地球化学特征［8－9］、花岗岩特征［10－13］、含矿矽卡岩特征［14］、成矿物质来源［15］、成矿规律［16］进行了大量研究。目前已在如下方面形成共识：南泥湖钼矿田是大陆内部的燕山期构造演化的产物，与矿田钼钨矿化有关的岩体为燕山期花岗岩小岩体，这些岩体出露面积一般小于1km2，主要岩性为花岗斑岩、花岗岩、二长花岗岩，多数情况下由多种岩石构成（从酸性到中性）的复式杂岩体，岩石类型为钙碱性，普遍具高碱、富钾、超酸的岩石化学特征。

松树台钼钨矿床位于南泥湖钼钨矿田黄背岭钼矿带内，为目前发现和勘查的中型钼矿床，钼金属量近60 000t，平均品位0.12%，伴生钨金属量达8 000t，平均品位0.08%。本文依据南泥湖矿田花岗岩类的研究成果对松树台钼钨矿床的地质特征进行探讨，并对其深部找矿前景进行分析。

1 成矿地质背景

南泥湖矽卡岩—斑岩超大型钼钨矿田位于东秦岭钼多金属成矿带的中部。结晶基底是新太古界太华群中深变质岩系，主要由片麻岩、斜长角闪岩和石榴二辉麻粒岩及具孔兹岩建造特征的富铝、富碳质片麻岩、大理岩和磁铁石英岩等组成的。盖层为中上元古界栾川群巨厚中浅变质的浅海相碎屑岩及碳酸盐岩。主要容矿地层为三川组大理岩、南泥湖组大理岩、片岩及煤窑沟组白云质大理岩。区域断裂以NWW—NW向最发育，NE向次之。各组断裂规模不等，常成群、成带出现。矿区南部有黑沟—栾川—固始深大断裂通过，对三川—栾川断陷带的地质发展和成岩成矿有着重要的控制作用。区内岩浆岩主要有加里东期的变辉长岩、正长斑岩以及燕山中晚期的马圈、南泥湖、上房沟、黄背岭、鱼库、石宝沟等中酸性岩体（如图1）。

图1 栾川南泥湖钼矿田地质简图［17］

2 矿床地质特征

松树台钼钨矿位于卢氏—栾川断褶带中段，NWW向黄背岭—石宝沟背斜近核部及南西翼。区内地质构造复杂，岩浆活动频繁，具有良好的成矿地质条件，钨、钼、铅、锌等金属矿产资源丰富。钼矿床主要产出在矿区东北角的黄背岭背斜核部（如图2）。

2.1 地层

主要出露地层为白术沟组（Pt3b）、三川组（Pt3s）、南泥湖组（Pt3n）、煤窑沟组（Pt3m），总体倾向NE—NNE向，倾角一般为20°～40°。受褶皱及断裂构造影响，局部产状紊乱，倾向为 W、NNW、SSE等方向，倾角也较陡，并且地层往往被错断，连续性较差。

白术沟组（Pt3b）：分布于矿区东北角黄背岭倒转背斜核部，岩性主要为黑色板状炭质千枚岩、炭质石英岩，局部夹含炭大理岩。

三川组（Pt3s）：岩性主要为灰色、灰黑色中粒变质砂岩、变质石英细砂岩夹黑色千枚岩、白色中厚层状黑云条带状大理岩、厚层状绢云大理岩。

为便于实验顺利进行,根据前文所述的声纳图像映射原理随机生成6组数据用于测试算法的可行性(其中4组参与粒子群算法对旋转矩阵的重建)。实验中目标点对被分别模拟投影到两个声纳图像坐标系中丢弃了高度信息,将其中的4组匹配二维特征点运用到基于粒子群优化算法的旋转平移和参数的估计中。

南泥湖组（Pt3n）：岩性主要为灰白色薄层状细粒石英岩、灰黑色炭质绢云片岩和灰黑色片状黑云大理岩，邻近花岗斑岩地段变质为条带状钙硅酸盐角岩。

图2 松树台钼钨矿床地质简图

煤窑沟组（Pt3m）：岩性主要为灰白色具砂质石英大理岩、钙质石英岩夹二云片岩、白色厚层状白云石大理岩、白云石大理岩夹厚层白色糖粒状大理岩，局部地段变质为长英质角岩。

2.2 构造特征

矿区内褶皱主要为黄背岭—石宝沟背斜的近核部的南西翼。组成该翼的地层为三川组、南泥湖组、煤窑沟组地层，走向320°，倾向北东，倾角50°～60°。

断裂构造主要有NNE向的王家村—松树台断裂，走向26°，倾向SEE，倾角75°，多期活动明显，断裂性质为张扭性；NE向红洞沟—三岔口断裂，分布于矿区的东南部，主要是破坏了黄背岭—石宝沟背斜南翼地层的完整性和连续性；NW向断裂位于矿区北部背斜与向斜结合部走向340°，倾向NEE，倾角60°～65°。

2.3 岩浆岩

矿区出露的岩浆岩主要为前加里东期的变辉长岩和燕山期的花岗斑岩、黑云二长花岗岩。

变辉长岩（υ2）分布于矿区的中南部和东部，呈不规则岩脉状产出，与栾川群地层侵入接触，岩石呈暗绿—灰黑色，细—中粒变余辉长结构、辉长辉绿结构，块状构造。

燕山期花岗斑岩（γπ3－15）呈岩脉分布于矿区西部，浅肉红色，细粒斑状结构，块状构造，与矿区中部的铅锌矿化关系密切。

黄背岭斑状黑云二长花岗岩与松树台钼（钨）矿床成矿作用关系密切，出露于矿区东南部，长约1km，宽0.4km，面积近0.4km2。岩体侵入于白术沟组、三川组地层中，与围岩接触面产状南北陡、东西缓，长轴方向NW向。在矿区地表未出露，但在所有钻孔深部均有揭露，赋存标高上限750～980m，呈上小下大的不规则小岩株。新鲜岩石肉红色，中细粒花岗结构，似斑状结构，块状构造，岩体上部常形成接触交代蚀变矽卡岩。

2.4 矿床特征

2.4.1 矿体特征

松树台钼钨矿在邻矿区有出露，矿区内为隐伏矿体。矿化与岩性关系密切，矿体主要分布于中细粒花岗斑岩内及外接触带的三川组上段（Pt3s1）石榴子石矽卡岩中，埋深56～610m，矿体厚度6～81m。矿体在横剖面上呈似层状缓倾斜并向四周分枝尖灭，以工业矿体为主，低品位矿体在边部或呈支脉及薄矿体出现。矿体形态、厚度、品位在剖面上总体连续性好。由于矿体深部未封闭，有较大的找矿增储潜力（如图3）。

图3 松树台钼钨矿第2勘探线剖面图

在已施工钻孔中见到厚约6m的花岗斑岩脉，钼品位0.36%，在坑道中也见到钼矿化的花岗岩脉，表明深部钼矿化也存在于花岗斑岩体内。

2.4.2 矿石类型及矿物组合

根据矿物组合将矿石类型划分为矽卡岩型钼矿石、花岗斑岩型辉钼和大理岩型辉钼矿石3种（如图4）。钨矿化仅存于矽卡岩中。

图4 松树台钼矿矿岩图片

钼矿石主要矿物为辉钼矿，次为黄铁矿，偶见黄铜矿；脉石矿物复杂，主要有方解石、白云石、绢云母、正长石、斜长石、石英等。矽卡岩型钼矿主要发育辉钼矿—黄铁矿—钾长石和辉钼矿—黄铁矿—石英等矿物组合，赋存于与花岗岩接触的矽卡岩内；斑岩型钼矿主要发育石英脉—辉钼矿等矿物组合，赋存与花岗斑岩脉内或者是花岗岩体外围，大理岩型钼矿主要发育辉钼矿—方解石—石英细脉和网脉。

白钨矿赋存于矽卡岩中，与黄铁矿、辉钼矿星散状、浸染状分布于脉石矿物之间，其中石榴石、透辉石、黄铁矿、辉钼矿等彼此镶嵌，并有交代石榴石，透辉石的现象。形成常见的矿物组合为辉钼矿—石英脉—黄铁矿和白钨矿—石英脉。

3 控矿的黄背岭花岗斑岩地球化学特征

3.1 主量元素特征

分析结果表明，黄背岭花岗斑岩属高硅系列，其SiO2平均含量73.83%，与南泥湖斑状花岗岩（平均值74.84%）和上房沟斑状花岗岩（平均值74.53%）相近；Na2O＋K2O平均含量8.97%，与南泥湖和上房花岗岩接近，但高于世界花岗岩的平均值（7.71%）；里特曼指数σ＝2.01～3.28＜3.3，属钙碱性系列；W（K2O）／W（Na2O）＞1，属钾质或富钾质岩石；A／CNK比值为0.94～1.08，平均1.02，属准铝质到弱过铝质系列，与本区钼矿化有关的花岗岩 A／CNK＞1，Na2O＋ K2O＞8的特性相符［10］；MgO、CaO、P2O5、TiO2等成分均与南泥湖和上房花岗岩接近（见表1）。

表1 不同岩体岩石化学成分对比 WB／10－2

实验数据充分说明黄背岭花岗岩与南泥湖和上房花岗岩的物质组分和来源相同或相近。前人研究结果表明，南泥湖—上房矿区该类花岗岩为燕山中期深源浅成花岗岩，具有高硅富钾特征，成岩年龄一般为146.7Ma，与之相关辉钼矿年龄为143～147Ma［5］。

3.2 稀土元素特征

稀土元素可提供重要的物源信息。黄背岭花岗岩的稀土元素总量ΣREE介于4.548×10－5～1.474 7×10－4之间，平均9.021×10－5，低于中国花岗岩的平均值（1.685 2×10－4）；轻重稀土比值ΣLREE／ΣHREE＝11.82～14.82，平均13，高出一般花岗岩（1.0～1.2）［19］13倍，具明显的轻稀土富集特征；轻稀土分馏度（La／Sm）N平均为7.3＞l，指示分馏程度较好，轻稀土富集；重稀土分馏度（Gd／Yb）N平均为0.88，明显低于壳型花岗岩（Gd／Yb）N（约为1），说明重稀土分馏程度明显偏低；稀土配分曲线斜率（La／Yb）N为8.45～13.78，平均10.3，稀土配分曲线为向右陡倾型；岩浆分异程度越高，δEu值愈小，铕亏损愈强烈，岩体中δEu值0.283～0.558，平均0.4＜1，呈负铕异常，属铕亏损型；岩体中δCe为0.56～0.78之间，小于1，属铈亏损型，具弱负铈异常特征（如表2、图5）。经对比发现，黄背岭花岗岩的稀土元素分配模式与矿田内的南泥湖及上房花岗岩基本一致，花岗岩岩浆的物质来源有部分地壳物质的加入，具有地壳重熔型花岗岩特征［20］；各岩体稀土元素分布呈LREE富集、HREE亏损的右倾特征，HREE分配较平坦，模式的相似性反映了其成因上的一致性。

表2 不同岩体稀土元素含量与特征比较 10－6

图5 稀土元素分布形式（样号同表2）（球粒陨石标准值引自Boynton，1984）

3.3 微量元素特征

从微量元素分析看（见表3），黄背岭花岗岩非活动性元素特征比值Nb／Ta平均11.25，远低于地幔平均值 60，接近地壳均 值 10［21］；Zr／Hf平 均21.49，低于地幔平均值34～60［22］，接近地壳均值。此外，岩体具有较高的 Ga含量（2.141×10－5），高Rb（2.255×10－4）、低Sr（1.198×10－4），Rb／Sr比值1.89，表明岩体经历了高度分异演化。在原始地幔标准化微量元素蛛网图上可以看出均呈大离子亲石元素相对富集，Sr、Ba相对亏损（如图6）。微量元素特征表明黄背岭花岗岩和南泥湖岩体及上房沟岩体成因相似，主要为地壳重熔的产物。

图6 微量元素蛛网图（样号同表3）（原始地幔数据参照文献［23］）

表3 不同岩体微量元素分析结果比较 10－6

4 结论

1）松树台钼钨矿矿体连续，厚度大，品位高。矿体受三川组大理岩与花岗斑岩接触带控制，与黄背岭似斑状花岗岩关系密切。矿石类型包括大理岩型辉钼钨矿石、矽卡岩型钼钨矿石和花岗斑岩型辉钼钨矿石，以矽卡岩、硅化、钾化与成矿关系最为密切。综合认为松树台钼钨矿床类型与南泥湖及上房相同，即斑岩—矽卡岩钼钨矿床。

2）黄背岭似斑状花岗岩为本矿区控矿岩体，具有高硅—富钾的钙碱性、轻稀土元素相对富集、Ce和Eu负异常明显、Sr与Ba亏损较大、大离子亲石元素相对富集之特征，其主量和微量元素特征与南泥湖和上房沟岩体相近或相似，基本符合东秦岭与斑岩钼矿床伴生的花岗岩类“高硅，富钾，贫钙、镁、铁”特征，显示本区内成矿地质条件良好。

3）依据矿床控制程度、研究程度推断本区深部仍有工业矿体存在的可能。今后工作的重点应放在矿区深部与外围，实现“探边摸底”，可以预见随着勘探深度的增加及工程的加密控制，矿体的延伸会进一步加大，资源储量会进一步扩大。

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