Question

斑岩型钼矿

Answer 1

一、内容综述

斑岩型矿床指规模很大、中低品位、矿化时空均与中酸性斑状侵入岩密切相关的内生金属矿床（Kirkham，1972），矿体形成深度相对较浅，一般不深于3～4km，规模可达上百米（面积可达4km²），网脉宽度仅毫米至厘米，斑岩的岩浆-热液流体系统的时间和空间的规模变化较大，空间上从小于1mm至大于10km，时间可长达5Ma（Seedorff et al.，2005）。根据成矿元素组合，可将斑岩矿床分为一系列矿床，其中规模从大到小依次为斑岩铜矿床、斑岩钼-金矿床、斑岩锡矿床和斑岩钨矿床（Seedorff et al.，2005）。

斑岩钼矿床可分为石英二长岩型钼矿床和Climax两种类型（毛景文等，2012）。石英二长岩型钼矿床是斑岩型钼矿床的最重要类型，类似于斑岩铜矿的成矿特征，品位为0.10%～0.2%，低于Climax 矿床，一般发育于汇聚板块边缘的大陆弧环境（Misra，2000）。与斑岩铜矿床相比，石英二长岩型钼矿床具有较高的W/Mo比值，白钨矿和萤石可以作为副矿物出现，此类型的钼矿不发育岩浆的喷发相。Climax矿床以品位高（变化范围为0.34%～0.45%，平均0.20%）为主要特征。与古近纪—新近纪富硅花岗岩和流纹岩有关，构造背景为发育于前寒武纪稳定地块中与造山有关的地壳拉张环境，一般出现以花岗斑岩为主的多期次侵入体，成矿元素和蚀变存在叠加现象，主要矿化类型为石英＋辉钼矿±萤石细脉，辉钼矿产于脉壁。

研究表明，成矿斑岩规模不大，直径一般＜2km，具有多期次侵位特点，通常伴随最晚期的隐爆角砾岩筒。斑岩型钼矿主要与石英二长岩或高钾钙碱性系列花岗斑岩小侵入体有关，部分为钾玄质，而与斑岩型铜矿床关系密切的花岗岩则酸碱度相对较低，通常是钙碱性的，这或者暗示成矿斑岩的岩浆源区存在差异，或者反映加厚陆壳对原始岩浆成分产生混染（侯增谦，2004）。与斑岩铜矿床相比，大多数斑岩钼矿床就位深度较大（Hollister，1978）。岩浆侵位较深时，压力较大，形成相对稳定的岩浆房，岩浆结晶缓慢，挥发分溶解度高，从而使岩浆高度演化。由于Cu和Au是相容元素，Mo是不相容元素，岩浆演化导致Mo在残余岩浆中高度富集（Candela et a1.，1986；Carten et al.，1993）。钼成矿往往与晚期高分异岩浆系统有关。当岩浆初始水含量低时，岩浆在水饱和前就大量结晶，钼在残余熔浆顶部富集，并大量进入含水流体中。小规模高分异富挥发分的残余岩浆向上运移，周期性地侵入到地壳较浅部位形成斑岩型钼矿系统的小岩株，这些岩株在侵入前就已经饱和，不仅使含水流体Mo含量高，也可以解释为什么钼成矿与晚期高分异岩浆系统有关。Woodcock et al.（1978）、Berzina et al.（1977）认为斑岩型钼成矿系统一般较斑岩型铜矿深，斑岩型铜矿岩浆流体系统沸腾现象很普遍，而斑岩型钼成矿系统相对少有沸腾作用（Bloom，1981；Westra and Keith，1981），暗示斑岩型铜成矿时压力低，足以产生沸腾，而斑岩型钼成矿流体产生沸腾的机制只可能由于压力急剧降低，如从静岩压力转换到静水压力状态。总体来说，斑岩钼矿成矿母岩源岩形成较深，成矿岩体与典型的花岗岩基相比，岩浆形成深度更大、温度更高，岩浆酸性程度和黏度更低，因而侵位能力更强，易于形成浅侵位的斑岩、爆破角砾岩。

二、应用范围及应用实例

（一）美国亨德森（Henderson）斑岩钼矿

亨德森斑岩钼矿位于美国科罗拉多州丹佛市以西81km处，与Climax矿床一样，是用于研究斑岩矿床围岩蚀变和金属沉淀机制的理想矿床之一，是斑岩钼矿床的典型代表。钼矿呈北东—南西向分布，与北美克拉通西南边界线走向平行。亨德森矿床是与红山（Red Mountain）黑云母高硅流纹质斑岩有关的钼矿，形成于北美克拉通西南缘陆缘火山弧向弧后裂谷系统转变的环境下（图1）。

图1 美国亨德森钼矿区地质简图

（据魏庆国等，2009）

矿床中有许多小岩株，这些岩株从空间上可分为3个紧密联系的侵入中心，由老到新分别为：Henderson岩株（简称H）、Seriate岩株（简称S）和Vasquez 岩株（图2）。亨德森斑岩钼矿Mo储量有437×10⁶t，钼平均品位为0.38%（Eric Seedorff，2004）。大规模的钼矿化发生于 33～17Ma，与科罗拉多地区新生代大规模的岩浆活动（36Ma）相一致，稍晚于科罗拉多地区强烈的拉腊米（Laramide）造山运动（75～54Ma）。钼矿形成于北美克拉通西南缘碰撞造山后伸展环境（Wallace et al.，1978）。围岩为前寒武纪变质岩，由花岗岩改造而成的片岩或片麻岩和碎屑沉积岩；基底为前寒武纪片岩、片麻岩。成矿岩体为渐新世高硅流纹岩（34～17Ma）、花岗斑岩，具有高硅、富碱、高钾，贫铁、镁、钛、钙的特征。金属矿物包括辉钼矿＋黄铁矿＋磁铁矿＋黄铜矿＋赤铁矿、钨锰矿＋闪锌矿＋方铅矿；脉石矿物有石英＋钾长石＋长石＋萤石。流体包裹体均一温度200～600℃，主成矿温度460～600℃，盐度5‰～60‰，流体包裹体富F、Cl。根据热液矿物的形成温度及其相互关系、岩石学、流体包裹体的研究等，可将其分为高温、中高温、中温和低温4组。中高温的改造矿化在岩脉中与石英＋萤石＋（辉钼矿）充填有关的矿物组合有两种：硅化，石英＋萤石（辉钼矿）；强钾化，钾长石＋石英＋萤石＋（辉钼矿）＋（黑云母）。

该矿床主要特点是：①成矿背景为克拉通的边缘，碰撞造山后伸展环境，钼矿带下伏都具有古老的克拉通基底；②矿床形成与碰撞造山后大规模花岗质岩浆的侵入密切有关，成矿岩体都为小斑岩体；③成矿岩体为高硅流纹岩（34～17Ma）、花岗斑岩，具有高硅、富碱、高钾，贫铁、镁、钛、钙的特征。

图2 美国亨德森钼矿区构造位置图

（据魏庆国等，2009）

（二）Climax斑岩钼矿

Climax斑岩钼矿床是目前世界上已知最大的斑岩型钼矿床，也是最大的独立钼矿床。矿床含有可采钼资源量超过760×10⁶t，钼平均品位达0.216%（Carten et al.，1993）。该类型典型矿床为美国的Climax斑岩钼矿。

Climax 斑岩钼矿床位于Colorado 成矿带的北中部Rio Grande裂谷中（图3）。该成矿带内发育有Climax和Henderson两个超大型钼矿床以及Mt.Emmons一个大型钼矿床。Colorado 成矿带内包含大量的晚白垩世—古近纪的中性-碱性的侵入体（David et al.，2005），伴随这些岩体的侵入，形成了大规模的铅、锌、钼、铜、银、金、萤石等矿化。

图3 科罗拉多成矿带钼矿床分布图

（据Misra，2000，有修改）

一个理想的剖面图一般从下向上依次为：花岗斑岩、细晶斑岩、细晶岩（含或不含伟晶岩）、锯齿状石英、高硅质岩石。高硅质岩带向上和向外是被石英-辉钼矿网脉穿切的钾化带。似云英岩化带分布在外围，到辉钼矿带。含钨的网脉包含有石英、黄铁矿、黄玉及钨锰矿，这些组成一个绢云母化带。一个钟形的、具有渗透性的石英-绢云母-黄铁矿带向外与钨矿带一致。黄棕色的黄钾铁矾-针铁矿分布在风化的石英-黄铁矿-绢云母化带外围。强烈的绿泥岩化带围绕石英-黄铁矿-绢云母化带分布。在这个带，石英-赤铁矿-绿泥石网脉普遍发育，所有的黑云母蚀变为绿泥石，黑色的含锰氧化物在风化面比较发育。一个非常大的弱绿泥石化带分布在Climax杂岩体中心东部2.2km处。流纹斑岩、侵入角砾岩、砾石角砾岩和石英-赤铁矿角砾岩的放射脉岩沿着Climax 杂岩体向外延伸。放射状细脉从岩体中心向外延伸1.6～4km。这些放射状网脉的矿物组合有黄铁矿、闪锌矿、方铅矿和微量的钨锰矿、辉钼矿、赤铁矿、黄铜矿、黝铜矿、深红银矿、辉银矿、自然金及银金矿；脉石矿物组合有石英、萤石、菱锰矿、方解石及微量的重晶石。

该矿床主要特点是：①钼矿化在时间与空间上与渐新世连续侵入的Climax复合岩株有关，每个岩体都具有各自一套热液矿物组合。②Climax矿床主要由3个矿体组成，每个矿体在形态上都是倒转的碗形或北壳形，在剖面上呈弓形。矿体主要发育于中性至长英质侵入岩体及其围岩中，受侵入体形态、接触带及断裂、裂隙构造控制。③常见蚀变类型主要有钾化、硅化、石英绢云母化、泥化、青磐岩化等，矿化与钾化密切相关。

三、资料来源

毛景文，张作衡，王义天等.2012.国外主要矿床类型、特点及找矿勘查.北京：地质出版社，189～233

施俊法，唐金荣，周平等.2009.找矿模型与矿产勘查.北京：地质出版社，266～275

王成，龚庆杰，席斌斌.2009.斑岩钼矿热液流体的地球化学演化.地质找矿论丛，24（2）：147～151

魏庆国，原振雷，姚军明等.2009.东秦岭钼矿带成矿特征及其与美国克莱马克斯-亨德森钼矿带的对比.大地构造与成矿学，33（2）：259～269

David W，Richard A，Michael W et al.2005.Lithospheric structure of the Rio Grande rift.Nature，433：851～855

Misra K C.2000.Understanding mineral deposits.Dordecht/Boston/London：Kluwer Academic Publishing，353～413

Seedorff E，Dilles J H，Jr P J M et al.2005.Porphyry Deposits：Characteristics and Origin of Hypogene Features.Economic Geology，100th Anniversary Volume，251～298

Seedorff E，Einaudi M T.2004.Henderson Porphyry Molybdenum System，Colorado：I.Sequence and Abundance of Hydrothermal Mineral Assemblages，Flow Paths of Evolving Fluids，and Evolutionary Style.Economic Geology，99：3～37