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山西省刁凹斑岩型钼及伴生金属矿产特征研究

2024-09-04 29 上传者：管理员

摘要：山西省刁凹地区赋存典型的斑岩型钼矿，伴生铁、铜金属。通过地质调查，发现24个钼矿体、28个铁矿体和6个铜矿体。钼矿体主要赋存于角闪二长岩中，呈近南北向展布，南北长约900 m，东西宽约800 m，埋深56～761.71 m。Mo品位介于0.079%～0.135%，平均0.102%，以硫化钼为主。矿体形成受岩浆和围岩混染影响，先后生成磁铁矿、黄铁矿、辉钼矿。矿床成因涉及地壳物质和断裂带控制。通过对钼矿及伴生铁矿、铜矿的分析研究，为区域内钼矿开发提供科学依据。

关键词：
刁凹
斑岩型钼矿
矿体特征
矿石类型
钼矿
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斑岩型钼矿是全球范围内最重要的钼矿类型之一[1-3]，中国的秦岭-大别山钼矿带和兴蒙成矿带均以丰富的钼矿资源而闻名。山西省的钼矿产出也与这些成矿带相关[4-6]，如晋南中条山地区三岔沟金-钼矿、晋北阳高县境内的堡子湾-九对沟隐爆角砾岩型金-钼矿、晋北繁峙县后峪铜-钼矿以及香坪钼矿床等。

龙灵利等（2012）对堡子湾-九对沟隐爆角砾岩型金钼矿进行了岩石地球化学特征研究，除去岩石学相分析之外进行了详尽的主微量、Sr-Nd传统同位素测定，对研究区的钼矿成因和成矿元素来源进行了定性分析[7]；赵斌等（2009）对三岔沟金钼矿利用Re-Os同位素对中条山多金属成矿带进行年龄限定，证实中条山多金属成矿带在中条运动（吕梁期）大规模赋矿[8]；刘占福（2012）对繁峙县后峪铜钼矿进行重新划分，对钼矿体发育规模、产状、相对位置等方面进行详尽刻画，给出更加清晰的空间概念[9]；赵生云（2010）对繁峙县香坪钼矿地质特征进行了评价[10]。

研究区为多金属矿床赋存区域，缺乏对钼矿的伴生铁、铜矿床进行特征描述及评价。本文立足刁凹地区多金属矿，重点研究钼矿体，并对伴生铁、铜矿产资源进行圈定。

1、研究区地质背景

研究区大地构造分区（Ⅳ级）处于九原山-塔儿山陷隆南部的塔儿山区，区内大面积出露奥陶系中统碳酸盐岩地层，岩体呈侵入构造，与碳酸盐岩接触带是铁、铜矿床的有利围岩。刁凹矿区构造主要有断裂构造（2条正断层和1条逆断层）、接触带构造和节理裂隙构造，接触带构造为岩浆上侵时与围岩（奥陶系中统灰岩）在接触面附近形成的构造，节理裂隙构造主要发育30°～50°、0°～10°、95°～110°和80°左右4组倾角较大的节理裂隙系统。区域内主要出露二长岩和石英二长岩为主的岩体，在接触边缘部分还可见斑状闪长岩，矿区钼矿体主要赋存于角闪二长岩、霓辉正长岩中。

2、矿体地质特征

刁凹矿区为一多金属伴生矿床，经过一系列的地质勘探共发现钼矿体24个，铁矿体28个，铜矿体6个。钼矿体依次编号为Mo-1～Mo-24号，均赋存于角闪二长岩中。矿体赋存平面近南北向展布，控制含矿带南北长约900 m，东西宽约800 m，埋深56～761.71 m，赋存标高900～194.29 m。其中Mo-3、Mo-5、Mo-6、Mo-8、Mo-9、Mo-11、Mo-16号7个矿体占总资源量的74.44%,Mo-6号矿体最大，占总资源量的29.35%。

Mo-6号矿体区内最大矿体，由41个见矿孔控制，埋深566～225 m，赋存标高400～750 m。矿体走向近南北向，沿走向控制长约900 m，沿倾向延伸约800 m。矿体沿走向和倾向均存在分支复合现象，厚1.00～24.40 m，平均厚5.90 m，厚度变化系数为100.79%;Mo单工程品位0.030%～0.625%，单样最高品位0.90%，平均品位0.114%，品位变化系数为116.96%，求得钼矿体金属资源量6000余吨，占总数的29.16%（见图1）。

3、矿石类型及质量

研究区共划分24个钼矿体，对储量较大的7个单工程Mo品位进行测试统计，w(Mo）介于0.079%～0.135%，平均0.102%，化学物相显示以硫化钼为主要成分，含量约占97.47%～99.02%（见表1）。

根据岩石薄片鉴定可知，矿石中金属矿物含有辉钼矿、黄铁矿以及磁铁矿等，但岩石总体可定名为角闪二长岩，因此正长石和斜长石的长石组分以及石英组成二长岩的主要成分，普通角闪石在其他矿物中镶嵌在石英及长石之间。辉钼矿镜下铅灰色，晶型显示鳞片状或者片状集合体，或呈浸染状、细脉状不均匀分布（大小一般为0.015×0.048mm～0.18×0.85 mm，最大约1.0×3.0 mm）于角闪二长岩裂隙及黄铁矿边缘，辉钼矿晶片的长轴顺裂隙分布。伴生的浅黄铜色黄铁矿为半自形-他形粒状结构，粒晶介于0.15～3.5 mm。除此之外，可见铁黑色磁铁矿为晶型和矿物大小大致同黄铁矿粒晶。根据矿物形态及接触关系可以推断金属矿物首先生成磁铁矿，继而为黄铁矿，最后由于岩浆温度的下降析出辉钼矿。

图1 山西省刁凹矿区钻孔地质剖面图

对研究区矿石进行主量元素测试发现，钼矿石化学成分以SiO2、Al2O3、Fe2O3为主，含少量的CaO、MgO、K2O、Na2O等。SiO2含量52.14%～61.10%,Al2O3含量13.67%～16.33%,Fe2O3含量5.54%～8.06%,CaO含量3.61%～14.45%,MgO含量1.97%,K2O含量2.93%～4.58%,Na2O含量2.94%～4.16%。

4、矿床成因及找矿标志

从岩相上分析，主要为角闪二长岩类含矿，且在二长岩体中常见基性-中性代表岩浆房深度较深的斜长角闪片岩捕虏体，说明在下地壳物质的带入侵入部位，钼金属矿物沿长石和石英以及黄铁矿边缘裂隙浸染状、细脉状分布，表明生成时间要晚于铁类矿物，富钼元素组分的补偿最后随着温度的下降逐渐析出形成斑岩型含钼角闪二长岩。

此外，岩浆侵位通道受区域内深大断裂影响，因此角闪二长岩斑岩分别出露的延伸方向为北东向（研究区西部）和近南北向（研究区东部）。因此区域找矿首先要寻找含矿岩体矿区及周边大面积出露的二长岩，其下部同样可能有隐伏的含矿岩体（角闪二长岩），其次，其他相变质矿物（绿泥石化、绿帘石化、钾化、萤石等）的出现也是重要的找矿标志。

5、共生矿产综合评价

与钼矿共生的矿产有矽卡型铜和磁铁矿两种，据研究区工程控制发现位于主要钼矿体的上部。研究区伴生铁矿石贫铁矿石，mFe含量较高，mFe/TFe大于85%，主要有害物质SiO2、S、P、SiO2和S超标（见表2）。但根据光薄片鉴定，矿石中见有石英，含量约5%，黄铁矿和黄铜矿1%～2%。伴生铁矿石自然类型为透辉石-磁铁矿石型，呈灰黑色，金属矿物为磁铁矿、褐铁矿、黄铜矿和黄铁矿。

表1 钼物相分析结果表[11]

表2 铁矿体组合分析主要组分表

伴生铜矿主要赋存在矽卡岩中，工程控制显示，矿体呈透镜状，矿体顶底板均为矽卡岩。矿石主要金属矿物为黄铜矿、磁铁矿和黄铁矿。

刁凹矿区有色金属矿属接触交代矽卡岩型磁铁矿，与塔儿山区绝大部分铁矿床成因类型相似。岩浆岩为成矿提供了物质来源，岩浆及其在熔化过程中所分异出的含矿溶液是成矿的重要条件，岩浆沿断裂系统上升遇到化学性质活泼、易熔、较脆的物体，在成分较复杂的碳酸盐岩类部位发生强烈的交代作用。碳酸盐岩发育的微小裂隙系统作为含矿溶液的通道成为容矿空间。因此，伴生的铁、铜等金属矿床主要集中分布在岩体与围岩的接触部位，或是岩体中被灰岩捕虏体所包围的特定区域。这些区域不仅具备良好的成矿地质条件，还因岩浆与围岩之间的复杂交互作用成为金属元素沉淀、富集并最终形成经济价值较高矿体的关键所在。

6、结论

基于山西省刁凹斑岩型钼矿详尽的地质特征资料，本研究对钼矿进行系统的地质特征分析、矿体圈定、矿石类型鉴定以及矿石化学成分检查和矿床成因探讨。主要结论如下：

1）根据区内矿体工程圈定，共圈定钼矿体24个（此外，铁矿体28个，铜矿体6个），Mo-6号矿体最大，占总资源量的29.35%。

2）根据研究区内钼矿石化学成分检查，指示含量介于0.079%～0.135%，平均0.102%，矿石质量稳定且具有较高的经济价值。金属矿物主要为辉钼矿，其含量约占97.47%～99.02%，矿石类型以硫化钼为主。

3）刁凹斑岩型钼矿的成因与区域地质背景密切相关。斜长角闪片岩捕虏体的出现指示地壳物质带入，矿体形成受区域断裂构造控制，钼金属矿物沿长石以及黄铁矿边缘裂隙浸染状、细脉状分布，说明生成时间要晚于铁类矿物；随着岩浆温度的下降，逐渐析出辉钼矿，形成斑岩型含钼角闪二长岩。

参考文献:

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