内蒙古兴和曹四夭超大型钼矿床地质特征及找矿标志分析

李战明，魏振伟，师书冉，吴 飞，陈晓龙，付治国

(河南省地质矿产勘查开发局第二地质勘查院，河南 许昌 461000)

0 引言

我国目前发现并探明的10 个超大型钼矿床中，内蒙古兴和曹四夭为规模第二大且是最近发现并探明的超大型斑岩型钼矿床。该矿床的发现，给我国天山—阴山山脉巨型钼铜铅锌金银成矿带注入新的动力，充分揭示出成矿带仍具有巨大的找矿空间，值得地质工作者进行深入研究。

1 区域地质背景及成矿条件

1.1 区域地质背景

矿区大地构造位于华北地台北缘阴山隆起带，华北陆块北缘成矿带，乌拉山—集宁新太古代、中生代成矿带上。位于大同—尚义北东向构造—岩浆岩带中段。

1.1.1 地 层

区域上出露地层主要为:中太古界集宁岩群黄土窑岩组(Ar2h)石榴石浅粒岩、矽线石榴钾长片麻岩夹(石榴)二长石英岩，中生界侏罗系中统长汉沟组(J2c)砂岩、粉砂岩和粉砂质泥岩，新生界古近系渐新统呼尔井组和乌兰戈楚组(E3wl +h)砂岩、砂砾岩夹泥岩，新近系中新统老梁底组(N1l)砂砾岩、粉砂岩及汉诺坝组(N1h)伊丁玄武岩，新生界新近系上新统宝格达乌拉组(N2b)红色粘土夹砂砾岩，沿沟谷发育第四系风积物、洪冲积物(图1)。

图1 曹四夭钼矿区地质图

1.1.2 岩浆岩

区域上岩浆活动频繁，侵入岩主要有中太古代变质深成岩张皋片麻岩(Ar2Zgn)、中生代晚侏罗世大青山中细粒似斑状花岗岩(J3Dγ)，早白垩世曹四夭多斑花岗斑岩(Cγπ)、少斑花岗斑岩(Cγπ)，二者出露面积都很小。其中花岗斑岩与本区钼矿成矿关系密切。

1.1.3 构 造

区域上断裂构造以北东向、北西向为主，次为近南北向。大规模北东向、北西向构造明显控制了区域地层分布，其交汇部位岩浆活动极其强烈，是热液金属矿床成矿有利地段。

大同—尚义北东向断裂带:呈北东向横贯勘查区，向北延伸经过大青山，向南延伸经过盘阳山、红娘山，是一条规模巨大的构造岩浆活动带。裴荣富等(2003)将其作为华北地台北缘中段与西段分界断裂，胡桂明、王守伦等(1998)将其作为集宁地体与桑干地体分界断裂。该断裂带由数条北东向断裂构成，主断裂可能位于曹四夭一带，被新生界地层覆盖。断裂带影响范围宽约5～10 km，各断裂多发育较厚的构造角砾岩、碎裂岩、片理化带及伴生褶皱。该断裂带具有明显的多期活动特点。

1.2 区域地球化学异常特征

1 ∶5 万水系沉积物化探综合异常2-甲1-W、Mo、Bi、Au、Sn、As、Sb 中，该异常面积达74.79 km2，且北部、东部均未封闭，异常规模大，强度高，元素组合齐全，高、中、低温元素分带清晰，以钨、钼为中心，As、Sb 异常位于综合异常外围;钨、钼 最高值分别达80.00 ×10-6、25.20 ×10-6，钨、钼异常套合较好。

1.3 区域成矿条件分析

1.3.1 区域矿产分布

矿区位于华北地台北缘金、铜、铅、锌、铁、多金属成矿带上。目前区域上主要金属矿产为钨、钼、金、铅、锌等。

矿区附近已发现矿化点有常胜夭铅锌矿点、芦草沟铜铅锌矿点、北京沟磷矿点等。

1.3.2 成矿地质条件分析

矿区位于大同—尚义北东向构造岩浆岩带上，该带燕山期构造岩浆活动频繁且强烈，为区域上成矿热液提供了上升通道，并为成矿提供了物质和热力来源。目前该带上自南向北已发现泉子沟(红娘山)钼矿床、满洲窑铅锌矿床、盘阳山钼矿点、三道沟钼矿点、后号村金矿化点、常胜夭铅锌矿点、曹四夭钼矿、芦草沟铜铅锌矿点等众多矿产地或矿化点，说明该区具有良好的成矿地质条件［1］。

2 矿区地质特征

2.1 地 层

矿区出露地层主要为中太古界集宁岩群黄土窑岩组(Ar2h)、新生界古近系渐新统呼尔井组和乌兰戈楚组(E3wl +h)、新近系中新统老梁底组(N1l)、汉诺坝组(N1h)及上新统宝格达乌拉组(N2b)，沿河谷低地发育第四系全新统冲积物(Qhal)。矿体赋存于太古宙地层中。

2.1.1 中太古界集宁岩群黄土窑岩组(Ar2h)

主要分布于工作区中部曹四夭以南及小红土窑一带，以浅粒岩类、片麻岩类为主。曹四夭以南黄土窑岩组与斑岩体接触带硅化、绢云母化、褐铁矿化均较强，为本区钼矿化主要赋存部位。

片麻岩类:浅黄灰色弯曲镶嵌粒状变晶结构，片麻状-条带状构造。矿物成分:钾长石0%～50%，斜长石0%～50%，石英10%～30%，石榴石7%～20%，矽线石2%～15%，黑云母3%～10%，石墨少量。岩石普遍具绿泥石化、绢云母化、碳酸盐化、硅化等。

浅粒岩类:灰白色，中细粒半自形粒状结构，碎裂状块状构造，斜长石45%～75%，钾长石0%～5%，石英20%，白云母10%，绢云母10%，绿泥石0%～5%，黑云母5%，裂隙充填物:石英1%、萤石少量、方解石少量。岩石具较强的硅化、绿泥石化、绢云母化、钾化、萤石矿化等。

2.1.2 古近系渐新统呼尔井组和乌兰戈楚组(E3wl+h)

分布于工作区中部和东部，岩性以灰白色半胶结砂岩、砂砾岩为主，夹有泥岩及褐煤。主要覆盖于中太古界小红土窑岩组之上，呈角度不整合接触。

2.1.3 新近系中新统老梁底组(N1l)

主要分布在工作区中部和南部。由灰白色砾质岩和杂色粉砂岩、粉砂质泥岩组成，固结程度差，地表均为松散状，砾石成分为玉燧、玛瑙、石英岩、浅粒岩、麻粒岩、流纹岩及凝灰岩。与下覆的古近系渐新统呼尔井组和乌兰戈楚组呈角度不整合接触。

2.1.4 新近系中新统汉诺坝组(N1h)

仅出露于曹四夭南一小沟内，岩性主要为灰色气孔状玄武岩、致密橄榄玄武岩，局部有伊丁石化和蛇纹石化。与下覆的中新统老梁底组呈角度不整合接触。

2.1.5 新近系上新统宝格达乌拉组(N2b)

主要出露于工作区西部地八夭—三元井一带。岩性为棕红色、灰白色砂质粘土、砂砾石，局部夹有薄层泥灰岩。与下覆的新近系中新统汉诺坝组呈不整合接触。

2.2 侵入岩

区内岩浆岩主要出露中生代早白垩世曹四夭花岗斑岩(K1γπ)、花岗岩(Jγ)，其次为辉绿岩(βμ)。曹四夭花岗斑岩从分布位置、矿化特征、岩石学特征、同位素年龄等几个方面，初步分析认为同期三次。第一期次为曹四夭多斑花岗斑岩(γπ)，主要出露于地表和ZK0816 孔中上部;第二期次为曹四夭少斑花岗斑岩(γπ)，地表少量出露，在ZK0007上部和ZK0808 下部见到;第三期次为花岗斑岩，在ZK0807 矿体底部约70 m 厚。在ZK1607 矿体下部约900 m 见到了花岗岩(Jγ);多个钻孔中见到辉绿岩脉(βμ)。区内不同类型的酸性岩体分布说明区内不同期次的岩浆活动频繁，为钼矿的形成提供了成矿物质，并受深部花岗杂岩体控制。

地表主要出露于曹四夭村南东1km，呈北东向展布，出露面积约0.06 km2。

岩石呈灰白色，多斑状结构，基质微粒结构，块状构造。斑晶:钾长石(为正长石)呈2～15 mm 半自形板状，占20%～25%;斜长石1～2 mm 半自形板状，强绢云母化，污浊状，约占10%;石英1～5 mm，浑圆化半自形晶，局部可见熔蚀港湾状，占15%～20%。基质:主要由微粒状长英质构成。岩石具较强的黄铁绢英岩化，铁锰矿化及钨钼矿化。岩体侵入中太古界集宁岩群黄土窑岩组(Ar2h)片麻岩、浅粒岩。

岩石SiO2含量为71.83%，Al2O3含量为14.18%，过铝指数(A/CNK)为1.94，属过铝质岩石。K2O 含量为5.8%，全碱含量(ALK)为6.32%，K2O/Na2O 值为11.15，具有显著的富钾贫钠特征，镁钙含量均很低，CaO 仅为0.095%，MgO 为0.4%。

岩石中稀土总量为231.079 ×10-6，轻重稀土分馏明显，属显著的轻稀土富集型，La/Sm 值为7.482，Sm/Nd 为0.175，球粒陨石标准化型式为一向右倾斜的曲线，δEu 为0.673，有较明显的负铕异常。经中科院地科所同位素室对12 颗粒锆石U—Pb 法测得其年龄为132.3 ±3.48 Ma，属早白垩世。

2.2.2 曹四夭少斑花岗斑岩(K21γπ)

地表主要出露于曹四夭村南边，形态复杂，出露面积约0.02 km2，在ZK0807 孔深762.90 m 以下见其呈隐伏岩体出现，在曹四夭南东小沟边有较多少斑花岗斑岩脉出露，ZK0000、ZK0816、ZK0808、ZK1600 均见有垂厚不同的少斑花岗斑岩脉，其中ZK0808 孔663.00～703.20 m 处少斑花岗斑岩应为该孔以东的地表露头的深部延伸。

岩石呈浅肉红色—浅黄灰色，斑状结构，基质呈微粒结构，局部呈霏细状结构，块状构造。斑晶以钾长石为主，呈0.5～1 mm 半自形板状，含量较少或无，基质主要由微粒状长英质构成。岩石具较强的黄铁绢英岩化，铁锰矿化及钨钼矿化。侵入中太古界集宁岩群黄土窑岩组(Ar2h)片麻岩、浅粒岩，在地表与钻孔中均可见其与多斑花岗斑岩(γπ)呈脉动式侵入接触。

岩石SiO2含量为76.35%，Al2O3含量为12.87%，K2O 含量为5.44%，全碱含量(ALK)为5.78，K2O/Na2O 值为16.00，里特曼指数σ 为1.00。氧化指数Fe2O3/(Fe2O3+FeO)为0.80，镁钙含量均很低，CaO 仅为0.08%，MgO 为0.2%，属富钾贫钠的强太平洋型极强钙性岩石［2］。

岩石中稀土元素总量为122.388 ×10-6，轻重稀土分馏明显，属轻稀土富集，有显著的负铕异常。经中科院地科所同位素室对7 颗粒锆石U—Pb 法测得其年龄为(137 ±12)Ma，属早白垩世。

花岗岩(Jγ):浅红色，中细粒结构，块状构造，矿物成分主要为石英(30%～45%)，钾长石(20%)，斜长石(30%)。局部绿泥石化。

辉绿岩脉(βμ):灰绿-墨绿色，辉绿结构，块状构造，岩石具强磁性。在矿区呈脉状产出，钻孔中多见，走向340°，倾向南西，倾角60°～70°。

2.3 构 造

区内黄土窑岩组(Ar2h)片麻岩、浅粒岩及曹四夭花岗斑岩(K1γπ)出露区断裂构造较发育，主要为北东向和北西向。

2.3.1 北东向构造

北东向断裂为区内的主要构造，主要分布于曹四夭和小红土窑一带，带内岩石以碎裂岩为主，大多具硅化、绿泥石化、绢云母化，并具褐铁矿化。其中对矿体产生影响的主要为曹四夭断裂。

曹四夭断裂带:该断裂在曹四夭通过，为大同—尚义北东向断裂带在区内的延伸部分，为区域性断裂，在矿区一带被古近系、新近系覆盖，高磁特征明显，有多个钻孔控制。

该断裂带主要以碎裂岩为主，带宽30～300 m，走向约50°，倾向北西。断面呈波状延伸，岩石强烈破碎，发育有构造泥砾岩、角砾岩、挤压片理化带，并普遍具硅化，高岭土化、褐铁矿化。

断裂带东侧出露有曹四夭少斑花岗斑岩、曹四夭多斑花岗斑岩。该断裂为多期次活动的断裂，对区域矿产有一定的控制作用。

2.3.2 北西向构造

该方向构造多为次级小断裂，构造岩大多具硅化、绿泥石化、绢云母化，并具褐铁矿化，偶见黄铁矿化。为成矿早期断裂，对成矿影响不大。

2.4 矿区化探异常特征

在曹四夭村南开展了1 ∶1 万土壤测量，圈出了4 个综合异常。其中主要的为1-甲1 和3-甲1 异常，两个异常验证钻孔中均已见矿，其异常特征分述如下:

2.4.1 1-甲1-Mo-W-Cu-Pb-Zn-Au-Ag-Bi-As-Sb 综合异常

异常位于曹四夭村南，呈面状分布，面积为2.45 km2，南部、北部均被新生界地层覆盖。异常以Mo 为主，高、中、低温元素组合齐全，且套合特征明显。Mo 异常面积大，2.02 km2;强度高，最高值为226 ×10-6，外、中、内带发育齐全。异常内主要出露中太古界黄土窑岩组(Ar2h)石榴斜长浅粒岩、黑云斜长片麻岩，有少斑花岗斑岩体(Cγπ)小面积出露，Mo 异常内带也与少斑花岗斑岩体地表出露情况吻合较好，1-甲1 综合异常区地表钨钼矿化普遍。

2.4.2 3-甲1-Au-W-Cu-Pb-Zn-As-Sb综合异常

异常位于曹四夭南东约1 km 处，大致呈北东向展布，封闭较好。该综合异常以Au 为主，次为W、Au 异常面积较大，分别为0.19 km2和0.27 km2，强度高，分带明显，Au 最高值大于100 ×10-9，W 最高值为175 ×10-6，与Cu、Pb、Zn、Sb、As 异常套合较好。异常内主要出露中太古界黄土窑岩组(Ar2h)石榴斜长浅粒岩、黑云斜长片麻岩，出露曹四夭多斑花岗斑岩体(Cγπ)，北北西向和近南北向少斑花岗斑岩脉较发育，近南北向断裂构造发育。

3 矿床地质特征

根据目前工程控制程度，区内圈出钼矿体1 个，矿体编号为1。

3.1 矿体特征

3.1.1 矿体分布范围

前期预普查，区内以400 m 的工程间距施工了32 个钻孔(部分控制矿体边界的钻孔目前仍未终孔)，矿体分布范围基本控制。

矿体分布于隐伏花岗岩体顶部，横03 线～28线，纵19 线～24 线之间。

3.1.2 矿体形态及规模

矿体平面形态呈椭圆状，东西长1 840 m，南北宽1 400 m，平面面积2.2 km2。剖面呈似层状-透镜状(图2)，矿体周边分枝快速尖灭，总体形态似透镜状。矿体中心部位无夹石分布且低品位矿也极少见到，形态简单。

矿体顶板埋深等值线图上可以看出，平面中心区域产状近水平，向四周变陡。矿体呈隐伏状产出，赋存标高为327.48～1275.97 m，矿体埋深54.56～390.09 m，中部平均埋深60 m(图3)，据目前工程控制判定为一特大型钼矿床。

图2 1 号矿体剖面图

图3 1 号矿体等厚线图

3.1.3 矿体厚度及品位变化

矿体厚度基本稳定。矿体单工程最大厚度(不含氧化矿)895.72 m，单层矿最大厚度895.72 m，平均厚度510 m;单工程工业矿最大厚度683.55 m，单层工业矿最大厚度518.87 m，平均375 m。厚度大且无夹石分布，厚度相对稳定，变化较小，向外矿体厚度迅速变薄尖灭。对矿区中心部位9 个钻孔见矿厚度进行统计计算:矿体厚度283.05～895.72 m，厚度变化系数为30.41%。

矿体品位较均匀。单样最高品位0.950%，单工程钼矿品位0.031%～0.112%，平均0.080%;单工程工业矿品位0.068～0.127%，平均0.103%;矿体平均品位0.081%，工业矿平均品位0.101%，低品位矿平均品位0.038%。矿体自中心向周边，矿石品位由高到低，呈现有规律性变化，中心部位主要为工业矿，低品位矿主要分布在矿体周边。根据圈定矿体的2 993 个基本分析样品统计，矿体品位变化系数为106.36%。

矿体厚度与品位呈正相关。从图3、图4 可以看出，品位高值区基本位于矿体中心部位，厚度向东略有偏移。厚度变化与品位变化趋同，矿体中心部位厚度大，品位高，到矿体边部厚度变薄，品位降低。

3.1.4 矿体顶底板围岩及夹石

主要为浅粒岩类、变粒岩类，其次为为辉绿岩、花岗斑岩等。矿化的强弱与岩性无明显关系。

3.1.5 断裂构造及脉岩对矿体的影响

区内曹四夭断裂带位于矿体西部边界，规模较大，为导矿构造，对矿体没有产生破坏作用，其他断裂主要为成矿前断裂，且规模有限，不影响矿体的连接对比。但在矿体内有物探推断的断层对矿体的整体性稍有影响。

区内地表及钻孔中见有多种岩脉(辉绿岩脉、花岗斑岩脉等)，目前看均侵入于成矿前。岩脉与围岩具有同等程度钼矿化并构成矿体，对矿体的完整性无影响。

3.2 矿石特征

3.2.1 矿石的结构构造

矿石结构:主要为半自形片状、鳞片状结构。

矿石构造:主要为细脉状、细网脉状、细脉浸染状构造，少量呈不均匀浸染状构造。

3.2.2 矿石的矿物组成

矿石的矿物组成主要分为矿石矿物和脉石矿物。矿石矿物主要为辉钼矿、黄铁矿，次有磁黄铁矿、黄铜矿、磁铁矿、钛铁矿等。

辉钼矿呈亮灰色，金属光泽，半自形片状、鳞片状，片径一般0.15～2 mm，小者0.02～0.05 mm，大者可达4～5 mm。辉钼矿分布不均匀，常聚集成束状、放射状、不规则团块状，或呈细脉存在;辉钼矿团块状集合体多呈0.5～5 mm，最大可达10～15 mm;含矿细脉主要为辉钼矿石英脉及沿岩石节理充填的辉钼矿细脉，脉宽一般0.5～2 mm，最宽可达20 mm。近地表辉钼矿多已氧化成黄色、浅黄色粉末状、土状、皮壳状钼华。

黄铁矿:浅黄色、半自形—不规则粒状、粒径0.03～0.4 mm，不均匀分布，含量0%～1%。

黄铜矿:铜黄色、不规则粒状，粒径0.05～0.1 mm，少量，与辉钼矿关系密切。

脉石矿物主要为石英、斜长石、钾长石，次有透辉石、普通角闪石、黑云母、绢云母，少量绿泥石、绿帘石、白云母、萤石、方柱石等。

3.2.3 矿石的化学成分

根据光谱分析、基本分析及组合分析，区内有用金属元素主要为Mo，其含量一般为0.03%～0.20%，最高0.95%，平均0.081%。伴生元素Au 含量在组合分析中一般为0.1～0.2 g/t 左右，除Fe、Re 尚未报出外，其他元素均达不到综合利用要求。

3.3 矿石类型

根据矿化原岩主要可划分为石榴斜长浅粒岩型辉钼矿矿石、黑云母斜长片麻岩型辉钼矿矿石、花岗斑岩型辉钼矿矿石和辉绿岩型辉钼矿矿石，此外有少量碎裂岩型辉钼矿矿石、黑云母片岩型辉钼矿矿石。

根据矿化类型可划分为(石英)细脉型辉钼矿矿石、细网脉型辉钼矿矿石和细脉浸染状辉钼矿矿石，三者常交互产出。

根据氧化程度可划分为:氧化矿石(氧化钼含量大于30%)、混合矿石(氧化钼含量10%～30%)、原生矿石(氧化钼含量小于10%)。氧化矿主要分布在地表和ZK0000 孔上部埋深40～50 m之间，厚10 m。

3.4 矿床成因类型及找矿标志

3.4.1 矿床的成因类型

区内钼矿体呈大的透镜状，近水平分布;钼矿化对围岩浅粒岩、变粒岩类及花岗斑岩、辉绿岩等无选择性，矿化较均匀;矿石类型多为网脉状、脉状及细脉浸染状;矿体顶部可见明显的钨矿化;区内地表及钻孔中均发育不同期次的花岗斑岩，矿体下部分布有花岗斑岩，深部有花岗岩，说明区内深部有花岗杂岩体分布。从矿体形态、矿体与岩体的空间分布、矿石类型特征及钨钼相互关系等分析认为该钼矿为斑岩型钼矿，与克莱麦克斯斑岩型钼矿床及东天山东戈壁斑岩型钼矿床相比较极为类似［3］。

3.4.2 找矿标志

地球化学标志:矿区内高、中、低温元素组合齐全，套合较好，且水平分带明显，总体以Mo 为中心，向外呈Mo-W-Bi-Cu-Pb-Zn-Au-Ag 水平环状分布，与地表钼、钨、金矿化水平分带相一致。

岩体标志:钼矿床的形成与早白垩世花岗斑岩岩株有着密切的成因联系，因此地表出露的该类岩体亦为重要的找矿标志。

矿化蚀变标志:围绕矿床成矿母岩石内、外接触带普遍发育硅化、绢云母化、钾长石化、黑云母化、绿泥石化等类型蚀变，其中硅化、钾化为近矿围岩蚀变;金属矿化主要为辉钼矿化，其次为黄铁矿化(褐铁矿化)、黄铜矿化(孔雀石化)、钨矿化、铅锌矿化等，在找矿实践中发挥着关键作用。

4 结语

内蒙古兴和曹四夭超大型钼矿床目前详查已结束，在进一步的勘探过程中，我们将进一步从成矿地质条件、矿床成因入手，深入进行总结、归纳和研究，以使该典型矿床成为新一轮地质找矿的典范。

［1］付治国，宋要武，鲁玉红.河南汝阳东沟钼矿床成矿地质条件及综合找矿信息［J］.地质与勘探，2006，42(2):33-38.

［2］李永峰，毛景文，胡华斌，等.东秦岭钼矿床类型、特征、成矿时代及其动力学背景［J］.矿床地质，2005，24(3):292-304.

［3］卢欣祥.河南东秦岭-大别山地区燕山期中酸性岩体的基本地质特征及成矿专属性［J］.河南国土资源，1983，(1):49-55.