吴贤亮，张 聪，胡起生，桂红珍

(1．湖北省地质局 第八地质大队，湖北 襄阳 441003;2．湖北省地质调查院，湖北 武汉 430034)

中国钼矿资源较为丰富，相对集中于秦岭—大别造山带。近几年来，随着勘查力度加大，在桐柏—大别地区相继发现了汤家坪、千鹅冲、沙坪沟等超大型、大型钼矿床，同时还发现了一大批中小型矿床。它们与东秦岭钼成矿带相连，构成了中国最大的钼矿省，探明钼资源储量约500万t，预示了该区良好的找钼前景。借鉴上述新矿床的找矿经验，湖北省地质局第八地质大队在桐柏山南麓的“桐柏杂岩”分布区内通过工作，发现了随县黄家沟—尖水田中型钼矿。

1 地质背景

矿区位于随县北部桐柏山南麓，大地构造单元隶属秦岭—大别造山带之桐柏—大别造山带。根据区内构造特点，桐柏—大别造山带又可以新城—黄陂断裂为界，进一步划分为桐柏山—大别山中间隆起与南秦岭造山带两个次级构造单元(图1［1］)。矿区位于新城—黄陂断裂北侧的桐柏山隆起内。

该区在大地构造演化中，经历了多次开合作用，最终于中三叠世末完成了华北板块与扬子板块的碰撞对接，此后进入了陆内板块构造发展阶段。印支—燕山期以来，该区经历了扬子板块与华北板块的俯冲、碰撞造山和造山期后伸展等构造作用，并经受多次强烈的韧性、脆—韧性再造和脆性改造作用。韧性剪切带早期的韧性活动、晚期的脆性活动以及燕山期岩浆活动，为区内金属元素的活化、迁移、富集创造了条件，为钼矿床的形成提供了导矿通道和容矿空间。

矿区为“桐柏杂岩”分布区。前人认为“桐柏杂岩”主要由糜棱岩化花岗质片麻岩组成，刘晓春［2］等认为该糜棱岩化花岗质片麻岩形成于新元古代侵位时，在后期经过了较高温度的塑形流变、韧性剪切变形及走滑伸展作用;次要部分为片麻状花岗岩侵位时裹挟的大量变质岩包体，包体的变质作用达角闪岩相，岩性以细粒青灰色—灰黑色闪长英质变粒岩为主，含少量副片麻岩、斜长角闪岩、大理岩和钙硅酸岩。变质岩包体常成群出现，有时也单独产出，多为似层状、透镜状、串珠状和不规则状。包体大小悬殊，最大者直径超过1 km，最小者只有几厘米，包体与花岗质片麻岩发生同变形，变形面与围岩协调一致，但包体残留构造会使面理局部特征较为复杂。

近年来研究成果表明，“桐柏杂岩”主体岩石(花岗质片麻岩或片麻状花岗岩)不是古老岩体，而是碰撞作用后伸展环境下的产物，属燕山期花岗岩体。“桐柏杂岩”中的花岗质片麻岩属早白垩世侵入岩［3］，在侵位过程中将围岩浅粒岩、变粒岩等变质岩侵蚀捕获为包体，随后两者经过了统一的强烈的构造变形过程。“桐柏杂岩”中的花岗质片麻岩作为燕山期岩浆活动的事实厘定，对该区的成钼事件具有重要意义，可能表明区内钼矿与区域钼矿一样，也与燕山期岩浆作用有关，预示区内找钼前景乐观。

图1 桐柏—大别造山带地质略图(据李俊平，2011修改)Fig．1 Schematic geological map of Tongbai-Dabie

研究区地质构造复杂，处于北西向新城—黄陂断裂带与推断的北东向殷店—草店断裂、出山店断裂的交汇部位，北西向与北东构造将本区划分成网格状，构造对成矿十分有利。

2 地质特征

2．1 赋矿岩石

钼矿赋存于花岗质片麻岩内变质岩包体中，岩性以钠长变粒岩、浅粒岩为主，斜长角闪岩及大理岩次之，主体花岗质片麻岩中未见矿化。矿化带岩石为灰色，鳞片花岗变晶结构，致密块状构造，围岩均为花岗质片麻岩，两者为侵入接触关系，接触带附近花岗质片麻岩未见矿化蚀变。脉石矿物主要为长石、石英，少量发育于与变粒岩呈侵入接触的斜长角闪岩裂隙中，其辉钼矿平均品位较变粒岩中略高。此外，大理岩裂隙面上偶见辉钼矿化。

2．2 矿体特征

目前在黄家沟、尖水田两矿区控制矿带长＞2 km，施工的11个钻孔均见矿，各孔均呈“多层”矿特点，单孔“矿层”累计厚 8．88～67．01 m。圈定了 25个矿(化)体，多数矿(化)体为隐伏矿体。规模较大的矿体有5个，长 800～900 m，厚 0．81～39．89 m，品位0．045% ～0．27%;其他矿(化)体规模一般长 200～500 m，个别超过0．20%，厚度一般为1～6 m，品位0．033% ～0．010%。矿体呈似层状、透镜状产出，延伸方向与区域构造线方向相一致，走向300°～320°，倾角45°～68°;且矿体矿石的片理、片麻理与其围岩片麻状花岗岩一致。

2．3 矿石特征

钼矿主要赋存于变粒岩、浅粒岩中，少量存在于与变粒岩接触带附近的斜长角闪岩中，且较变粒岩中富集，矿体与花岗质片麻岩接触带附近花岗质片麻岩无矿化蚀变。辉钼矿一般呈细粒浸染状、细脉状、片状分布于变质岩中，其中部分片状辉钼矿沿片麻理呈定向分布，矿化不均匀，部分节理面及裂隙面上局部富集。矿石主要为辉钼矿硅化黄铁矿化变粒岩。少量辉钼矿以细粒集合体形式富集并整体呈细脉状填充于赋矿岩层石断裂及裂隙面中，赋矿岩石以变粒岩及斜长角闪岩为主。

辉钼矿硅化黄铁矿化变粒岩:矿石呈灰、黄褐、黑褐色，花岗结构，块状构造。主要矿物有石英60% ～70%、长石10% ～25%、(黄)褐铁矿约3%，绢云母＜10%，辉钼矿＜1%。肉眼所见辉钼矿呈片状单晶体产出，一般呈细粒浸染状、星散状(图2)分布于蚀变岩中，其中片状辉钼矿沿片麻理呈定向分布，颗粒大小粒度一般0．06～0．5 mm，个别可达1 mm以上。少数辉钼矿集合体呈梅花状，一般大小为2 mm×2 mm，亮灰色，易污手，条痕灰绿色，风化物呈淡黄色。蚀变矿物为石英，原生矿物为不等粒状，半自形—自形结构。重结晶作用明显。赋矿岩石具硅化、黄铁矿化。

图2 浸染状辉钼矿石Fig．2 Disseminated molybolenite

区内钼矿石矿物相对简单，除辉钼矿外，金属矿物零星见有斑铜矿、黄铜矿、黄铁矿、闪锌矿、赤铁矿等。辉钼矿呈片状、条片状，硬度低，具强非均质性，呈条带状分布，与硅化作用关系密切。其它金属矿物呈他形或半自形状，金属矿物的生成顺序:辉钼矿—黄铁矿—斑铜矿—黄铜矿—闪锌矿—赤铁矿。样品测试结果统计显示，钼元素独立性强，与钨略显正相关，与其他各元素均为负相关或略显负相关。

2．4 蚀变特征

赋矿岩石见硅化、黄铁矿化、钾化、云母化(黑云母、金云母、白云母等)等蚀变。其中与成矿作用相关的以黄铁矿化、硅化为主。辉钼矿化与黄铁矿化、硅化一般成正相关。黄铁矿化减弱则相应矿化减弱，但黄铁矿化过于强烈时也难见辉钼矿。此外，云母化强烈时也难见辉钼矿化。

3 地球化学特征

区内钼的土壤异常形态一般为椭圆状、条带状，其长轴方向平行于区内构造线方向，异常规模一般0．4～1．3 km ×0．13 ～0．6 km，单样钼含量5×10-6～120 ×10-6。

从元素相关性分析来看(表1)，Mo、Cu、W之间，Cu、Zn、Ag 及 Ag 、Bi之间相关系数 ＞0．3，具较好的相关性;Cu、Pb之间，Pb、Mo 之间，Pb、Ag 之间呈负相关关系，其余元素相关关系不明显。岩石分析结果显示，一般情况下，Mo高则W高，其他元素低;但W高或其他元素低时，钼含量不一定高，W异常位于Mo异常之上，说明钨等元素与钼元素之间可能存在一定的联系。

全区共圈定出以Au、Mo为主的多元素组合异常54 个。总结发现 Mo、W、Cu、Bi、Sn 正相关、套合好，与Au、Ag、Pb、Zn 关系不大。且 Mo、W、Cu 异常位置与以包体形式产出的变质岩位置基本一致，呈长轴状、带状分布。土壤钼元素原始数据特高值附近皆发现有钼矿体存在(图3)。

表1 工作区土壤测量各元素相关系数表Table 1 Correlation coefficient of each element of soil in working area

图3 尖水田矿区钼土壤地球化学等值线图Fig．3 Geochemical diagram of molybdneum in Jiangshuitian ore district

4 地球物理特征

矿区以前开展的地球物理测量较少，近三年来已开展的物探工作(激电中梯、测井及激电测深)对含矿地质体的深部延伸及构造形态进行相关的验证。据地表矿体及各物性标本极化率特征，在各剖面激电测深中均发现存在明显高极化率的激电异常。地表所见钼矿体及其蚀变岩反映为稍高极化率，一般为4%～5．4%，而正常无矿无蚀变地段极化率为2% ～3%，矿与非矿具较明显的极化率差别;电阻率表现为高电阻率或从高到低变化的梯度带特征。

钻孔工程证实，在深部这些极化体所反映的含矿地质体并未顺地表片麻理发育方向延伸发育，而是反映出不规则板状、囊状或透镜状形态(图4)。

这些极化体，物探原推断解释为含金属硫化物的地质体引起，很可能系黄铁矿、辉钼矿(化)体引起。通过多个深部钻探工程验证，确定其高极化率确系含金属硫化物(部分地段含辉钼矿)的地质体引起。初步推断，异常显示的极化体能够基本反映含矿地质体(变质岩包体)在地底深部的形态延伸情况。

图4 典型地物剖面显示的深部激电测深极化体异常图(红色区域为异常高值区)Fig．4 Anomaly map of polarization body of deep IP sounding showed in typic and object profile

5 矿床成因初步分析

综合分析矿体地质、物理、化学特征，目前所发现钼矿体均严格受片麻状花岗岩中的变质岩包体控制，含矿的变质岩呈包体形式产于“桐柏杂岩”的花岗质片麻岩中，且地表出露处均有钼土壤异常、物探激电异常。作为“桐柏杂岩”主体的花岗质片麻岩中基本未见矿化及蚀变现象，其在地表也无物化探异常存在。钻探验证表明深部高极化率的激电异常也系含矿的变质岩引起。作为矿石的含钼变质岩的片理、片麻岩与其围岩片麻状花岗岩的片麻理产状一致。

黄家沟取样测试，片麻状花岗岩的正常振荡环带产生的锆石206Pb/238U加权年龄为(137．6±1．6)Ma，MSWD=2．6，表明其在(137．6 ±1．6)Ma侵位;而其内的含钼变质岩包体的辉钼矿Re-Os同位素年龄为(137．0 ±8．1)Ma，MSWD=1．10(中国地大，蒋少涌，2015，另文发表)。这一成岩、成矿时间与东秦岭钼矿带大别山北麓钼成矿事件、成岩时间处于同一时期，均形成于早白垩世，且成岩与成矿近乎同时，也与区域钼矿床特征一致，可能表明本区钼矿形成与岩浆岩有关。

黄家沟的片麻状花岗岩(花岗质片麻岩)同位素年龄与苏文等分别对矿区东侧的高城和三道河地区花岗质片麻岩研究一致。高城和三道河地区花岗质片麻岩的稀土配分模式具有Eu的负异常，轻重稀土元素分异明显，(La/Yb)N比值最小，稀土元素总量较高，呈现V型，为典型地壳硅铝层重熔形成的花岗岩类，原位LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年代学测定，获得其岩浆成岩年龄分别为134～138 Ma、123～127 Ma(燕山期)，表明“桐柏杂岩”中的花岗质片麻岩是中生代侵入的花岗岩类，而不是古老的地壳［4-5］。

至于作为矿石的含钼变质岩的片理、片麻岩与其围岩片麻状花岗岩的片麻理产状一致现象，应是含矿的变质岩与其围岩花岗岩一起受到新城—黄陂断裂强烈的韧性剪切作用造成。区域构造研究表明，新城—黄陂剪切带右旋韧性剪切作用主要发生在中生代(印支期)，与华北、扬子两大板块陆陆碰撞作用有关，并控制其两侧的岩浆活动，是区内成矿地质作用的重要导矿和控矿构造。新城—黄陂断裂系走滑型韧性剪切带，其韧性剪切作用发生于131 Ma，即发生于花岗质片麻岩侵位之后，强烈韧性剪切变形改造了早白垩世花岗岩。这一时期正是燕山期陆内造山挤压阶段向伸展阶段的转变时期［6］。

6 结语

辉钼矿及其围岩花岗岩均形成于约138 Ma的早白垩世，可能是花岗岩侵位时在其外围的变质岩或其内的变质岩包体中形成辉钼矿。随后含矿的变质岩与其围岩花岗岩一起受到新城—黄陂断裂131 Ma强烈的韧性剪切作用，被构造作用改造为眼球状花岗质片麻状、含钼矿的片岩等;这一强烈的韧性剪切作用也可造成原不是包体的含矿变质岩以包体的形式定向分布于花岗质片麻岩(片麻状花岗岩)中，也可促成成矿物质迁移进一步富集，在裂隙中形成细脉状矿化。本区钼矿的形成可能与早白垩世岩浆作用有关。

致谢:感谢中国地质大学(武汉)蒋少涌教授、湖北省地质局董意群教授级高级工程师的指导。参加野外工作的人员还有戴绍杰、马文胜、许王静、舒中华、李飞、席实卫等，谨此致谢!

［1］ 李俊平，李永峰，罗正传，等．大别山北麓钼矿找矿重大进展及其矿床地质特征研究［J］．大地构造与成矿学，2011，35(4):576-586．

［2］ 刘晓春，江博明，李三忠，等．桐柏高压变质地体:对桐柏—大别—苏鲁高压/超高压变质带构造框架和俯冲/折返机制的制约［J］．岩石学报，2011，27(4):1151-1162．

［3］ 崔建军，刘晓春，胡娟，等．桐柏杂岩中印支期变质岩包体的变质作用［J］．吉林大学学报(地球科学版)，2009，39(4):610-627．

［4］ 张宏飞，张利，高山，等．桐柏地区变质杂岩和侵入岩类Pb同位素组成特征及其地质意义［J］．中国地质大学学报，1999(3):269-273．

［5］ 苏文，刘景波，陈能松，等．东秦岭—大别山及两侧的岩浆和变质事件年代学及其形成的大地构造背景特征［J］．岩石学报，2013，29(5):1573-1593．

［6］ 董树文，张岳桥，龙长兴，等．中国侏罗纪构造变革与燕山运动新诠释［J］．地质石学报，2007，81(11):1449-1461．