安徽沙坪沟钼矿区中酸性侵入岩期次研究——年代学及岩石化学约束

近年来，随着大别造山带内沙坪沟、汤家坪、千鹅冲等多个大型一超大型钼矿床的陆续发现，大别造山带钼金属成矿潜力引起了地学界的广泛关注。沙坪沟钼矿床位于大别造山带内，地处安徽省金寨县银山地区，是近年来发现的世界第二大斑岩型钼矿床。沙坪沟钼矿区广泛发育不同类型中酸性侵入岩，包括二长花岗岩、花岗闪长岩、石英二长岩、正长岩、钾长花岗斑岩等，前人对沙坪沟钼矿区内侵入岩的成岩时代、形成及演化过程的研究仍有待深入。本次工作在详细野外地质调查基础上，开展了沙坪沟钼矿区主要中酸性侵入岩年代学和岩石地球化学研究工作。通过锆石LA-ICP MSU-Pb定年方法，确定了二长花岗岩、花岗闪长岩、正长岩和钾长花岗斑岩成岩时代分别为136.3±1.6Ma、127.5±2.9Ma、117.2±1.2Ma和112.2±1.2Ma；结合前人的研究成果和侵入岩野外地质特征，提出矿区内中酸性侵入岩的成岩时代可划分为136～125Ma和124～112Ma两个阶段。中酸性侵入岩的岩石地球化学特征显示，由第一阶段到第二阶段，岩浆系列由高钾钙碱性系列向钾玄岩系列、钙碱性系列向碱性系列转变，岩浆性质由氧化性向还原性变化，岩浆源区由壳幔型源区向壳型源区演化，成岩背景由构造格局转变的伸展背景向稳定的板内背景过渡。高钾、高碱、高分异、偏还原、壳型源区，形成于稳定板内背景的侵入岩可能更有利于形成大型斑岩型钼矿床。

安徽省金寨县沙坪沟钼矿辉钼矿Re-Os年龄--兼论东秦岭-大别山中生代钼成矿作用期次划分

安徽省金寨县沙坪沟钼矿是新发现的超大型斑岩型钼矿床。文章介绍了该矿床的基本地质特征,并对其进行了精确的辉钼矿Re-Os同位素年代学测定。结果表明,沙坪沟钼矿辉钼矿模式年龄为(112.2±1.7)^(113.9±1.7)Ma,加权平均年龄为(113.18±0.54)Ma,MSWD=0.39;等时线年龄为(113.21±0.53)Ma,MSWD=0.64,表明沙坪沟钼矿形成于早白垩世晚期。结合区域上已有的岩体高精度年代学数据、矿床辉钼矿Re-Os年代学数据和钼矿产出的大地构造位置,将东秦岭-大别山中生代钼成矿作用划分为2期4个阶段:印支期(260~205Ma)和燕山期的晚侏罗世—早白垩世早期(148~138 Ma),早白垩世中期(135~119 Ma)和早白垩世晚期(116~105Ma),其中,以燕山期钼成矿作用最为强烈。

安徽省金寨县沙坪沟钼矿含矿岩体锆石U-Pb年龄和Hf同位素特征及其地质意义

安徽省金寨县沙坪沟斑岩型钼矿位于大别山东段,钼矿化与石英正长斑岩和爆破角砾岩紧密相关。石英正长斑岩和爆破角砾岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为116.1±2.2Ma和112.9±1.2Ma,侵位于早白垩世。两类岩石都显示出高钾、富碱、富铝的特点,属过铝质A型花岗岩,具有较高浓度的大离子亲石元素和相对低含量的高场强元素以及较低的HREE和Y、Yb含量,暗示其源于石榴石作为残留相的较深层次的下地壳物质部分熔融。石英正长斑岩εHf(t)变化于-14.4～-12.4,分布于亏损地幔演化线之下,tDM2变化于1598～1707Ma,指示岩浆源于古老下地壳物质的部分熔融,古老下地壳可能由宽坪群(1.85～1.4Ga)组成;爆破角砾岩εHf(t)为-10.1～-2.7,tDM2为1097～1486Ma,指示物源区比斑岩更年轻,可能来自宽坪群与地幔物质的混合。以上表明,从石英正长斑岩到爆破角砾岩,成岩岩浆来源变深,由地壳为主演变为壳幔混合,形成于碰撞造山加厚地壳的减薄过程;在大地构造上,能够作为源区的地层单元皆分布于矿区以北,因此我们认为在中生代碰撞造山过程中,华北大陆板块向南俯冲到大别山之下。

安徽金寨县沙坪沟钼矿成矿岩体矿物学特征及其成岩成矿意义

安徽金寨县沙坪沟钼矿成矿岩体主要包括二长花岗斑岩、正长斑岩及花岗斑岩,主要矿物组成为石英、钾长石、斜长石、黑云母.本文利用电子探针技术对主要矿物的矿物学特征进行了研究,结果表明,岩石中斜长石为钠长石;钾长石以条纹长石为主;黑云母属于镁质黑云母,富Mg、Al、K,贫Ca,MF值变化于0.65～0.72之间.黑云母化学成分显示本区岩体为Ⅰ型花岗岩,属于造山带钙碱性花岗岩类,其成岩物质具壳幔混合的特点.黑云母矿物温压计计算结果显示,岩体固结温度约500～580℃,氧逸度变化范围是10^-14～10^-15.8,其含铁指数对寻找钼矿具较好的指示意义.

北淮阳沙坪沟钼矿床成矿斑岩体特征与成因

沙坪沟钼矿床位于大别山北麓的北淮阳构造带,是近年来新发现的特大型斑岩钼矿床。区内燕山期岩浆岩广布,岩性有二长花岗岩、花岗闪长岩、闪长岩、石英正长岩、花岗斑岩、正长花岗岩、隐爆角砾岩等,钼矿床与最晚期的石英正长岩-花岗斑岩成因有关。对最晚期的花岗斑岩体系进行了LA-ICPMS锆石U-Pb定年,结合前人已发表的年代学数据,将区内岩浆岩划分为3个阶段:第一阶段141~133 Ma,主要发育二长花岗岩,具有高Sr、低Y的地球化学特征,形成于加厚下地壳的部分熔融;第二阶段132~125 Ma,包括中基性的含斜长石辉石岩、斜长角闪石岩、闪长岩和酸性的花岗岩、花岗闪长岩等,中基性岩的出现表明地幔物质参与了该阶段岩浆岩的形成,可能与加厚地壳拆沉、软流圈物质上涌有关;第三阶段120~110 Ma,主要发育石英正长(斑)岩和花岗斑岩,为壳源成因。第一阶段岩浆岩的ε_(Hf)(t)介于-28.3^-22.5,与大别造山带大范围分布的中生代岩浆岩一致,结合前人研究分析表明,沙坪沟第一阶段岩浆岩为类似南秦岭陡岭群片麻岩源区构成的加厚下地壳部分熔融的产物。相比第一阶段岩浆岩,第三阶段石英正长岩、正长花岗岩脉、隐爆角砾岩和花岗斑岩的ε_(Hf)(t)非常一致,介于-18.4^-13.3之间,与北淮阳千鹅冲钼矿成矿花岗斑岩及汤家坪钼矿成矿花岗斑岩一致,其ε_(Hf)(t)明显偏高,应为较浅岩浆源区熔融的结果。华南板块广泛分布的古生代富Mo黑色页岩具有和北淮阳成钼矿岩浆岩具有一致的模式年龄,是形成北淮阳钼矿岩浆岩的理想层位。

安徽金寨县沙坪沟钼矿区铌赋存状态研究

安徽金寨县沙坪沟特大型钼矿在勘察过程中发现部分样品的铌含量达到100～350μg/g,钽矿化不明显,目前该矿床即将结束勘探工作,查明铌、钽的赋存状态及其有关物质组分,以确定其是否为钼矿伴生矿床是本文研究的重要内容。本文对矿区的样品应用化学分析、光薄片岩矿鉴定、单矿物分析、电子探针分析等大型现代仪器相结合的分析手段,研究了岩石中铌、钽的赋存状态。化学分析确定钼矿体上部石英正长岩及碱长花岗斑岩中铌平均含量为172.9μg/g,钽平均含量为10.6μg/g;钼矿体中正长岩及花岗斑岩中铌平均含量为84.5μg/g,钽平均含量为5.2μg/g。该分析表明本区为单一原生铌矿化,且铌矿化主要发生在钼矿体上部石英正长岩中;偏光显微镜下观察未发现独立铌钽矿物。单矿物及电子探针分析结果显示铌主要赋存于榍石蚀变的金红石中,钽矿化不明显。金红石呈它形粒状-半自形板状,结晶粒度<0.2 mm,集合体呈榍石假象,Nb2O5平均含量为9.224%。铌在各矿物中的分配计算显示,金红石中铌占有率为75.13%。综合分析表明本区铌钽矿化强度弱,不具有工业价值,不能成为钼矿的伴生矿种选矿开采。

安徽北淮阳沙坪沟钼矿区水系沉积物粒级试验研究

通过在安徽省北淮阳沙坪沟超大型钼矿区开展水系沉积物测量粒级试验,基于沙坪沟钼矿区分散流长度试验研究,对不同粒级(截取粒级和细粒级)水系沉积物粒级占比、元素含量变化特征等进行对比分析,探讨研究区主要成矿元素含量衰减特征。通过总结不同粒级水系沉积物的构成特征,认为在北淮阳地区开展水系沉积物测量适宜采用截取粒级的采样方法,为该地区开展1∶50 000化探普查提供参考。

金寨沙坪沟钼矿床外围构造蚀变岩型铅锌矿地质特征与找矿潜力分析

沙坪沟钼矿位于安徽省金寨县西南部,是大别山东段新发现的一个特大型隐伏斑岩钼矿床,是我国乃至世界上最大的单体钼矿床。近几年,通过沙坪沟整装勘查项目实施,在其外围发现了构造蚀变岩型铅锌矿,该类铅锌矿明显受近东西向构造破碎带控制,其成因与燕山晚期中酸性小岩体有关,具有走向、倾向延伸大、品位富等特点,找矿前景良好,是进一步找矿的重要方向。

安徽沙坪沟钼矿勘查历程回顾与启示

沙坪沟钼矿位于安徽省金寨县西部,是安徽省地矿局313地质队"十一五"期间在大别山东段发现和探明的一个特大型隐伏斑岩钼矿床。以往工作主要集中在沙坪沟钼矿外围开展铅锌矿勘查,矿体产状陡、规模小,而在盖井隐爆角砾岩体东南侧伏端是否存在斑岩型钼矿化是深部勘查的核心问题。文章回顾了金寨沙坪沟钼矿勘查从矿点检查到钻探见矿的30余年的复杂探索过程。工作方法包括了区域化探、矿区大比例尺化探、地球物理测量以及槽探、钻探,由单一到多种方法综合实施;认识上从最初的中低温热液充填脉状铅锌矿,到发现盖井爆发角砾岩型钼矿化,到最终发现隐伏花岗斑岩体控制的斑岩型矿化。整个探索过程反映了沙坪沟地区多次反复找矿工作的难度,实践—认识—再实践—再认识的必要性,以及重视资料二次开发、综合运用斑岩成矿理论和多种勘查技术的重要性,希望对该地区今后寻找隐伏矿有所启示和帮助。

安徽省沙坪沟钼矿钼的分析质量监控

通过对安徽省沙坪沟钼矿床矿石物质成分及结构、构造的分析,发现矿石中辉钼矿常呈细小鳞片状、浸染状分布于细脉中。针对岩芯易沿含矿裂纹破裂造成鳞片状辉钼矿丢失,本矿区全部采用金刚石刀具切割分取岩芯。制样过程试验中将样品无缩分粗碎、中碎至<-1.0mm,进行了K值试验,取0.5。缩分后密封棒磨6小时(充分混匀、磨碎)至-200目。分析了该矿区伴生元素不干扰测定的情况,不加Fe2O3载体,刚玉坩埚-Na2O2熔矿,降低空白值,严格质量监控,采用硫氰酸盐分光光度法测定钼量,获得的结果稳定可靠。本试验成果可为从事同类型大型钼矿的分析测试和质量监控提供参考。

大别山地区沙坪沟斑岩型钼矿床蚀变及矿化特征研究

沙坪沟钼矿床是大别山地区新近发现的、世界第二大的斑岩型钼矿床。本文在前期以及前人的工作基础上,通过详细的野外地质观察和系统的岩相学、矿相学以及探针测试分析工作,详细研究了沙坪沟钼矿床的蚀变与矿化特征。结果表明,沙坪沟钼矿床的围岩蚀变类型主要有钾硅酸盐化、青磐岩化和绢英岩化,绢英岩化又可细分为以石英为主和以绢云母为主。矿床中产出16种脉体类型,根据矿床的脉体类型划分了4个成矿阶段:(1)石英-钾长石阶段;(2)石英-硫化物阶段;(3)石英-绢云母阶段;(4)石英-萤石-石膏阶段。蚀变及矿化特征显示,沙坪沟钼矿床的钼矿化开始于石英-钾长石阶段晚期,结束于石英-绢云母阶段早期,石英-硫化物阶段是辉钼矿主要的形成阶段。沙坪沟钼矿床经历了多期次脉动式成矿流体的蚀变与矿化过程,在不同蚀变-矿化阶段中,成矿流体的物化条件和组分的变化是控制各阶段蚀变类型和脉体中矿物组合的主要因素。产于以伸展为主的板内环境的沙坪沟钼矿床与其他构造环境下的斑岩钼矿床在与成矿关系密切的岩石、蚀变分带等方面相似,但由于围岩性质的差异,矿体赋存位置及产状不同;而在矿物种类、矿化产出位置及产状、与矿化关系最为紧密的蚀变类型等方面存在差异。斑岩型钼矿床的构造背景可能控制了其岩浆的形成、演化以及含矿性,而岩浆岩最终定位的深度、围岩等条件也是控制蚀变和矿化特征的重要因素。

基于CR法和CSAMT法的深部隐伏矿床形态特征探测研究——以安徽省沙坪沟斑岩型钼矿床为例

地球物理勘探方法是深部隐伏矿床最为有效的找矿勘探方法之一。其中,复电阻率法具有测量参数多、探测深度大、分辨率高等特点,常被用于解析深部地质结构、了解深部矿体形态特征等。本文以安徽省沙坪沟斑岩型钼矿床为例,利用复电阻率法对研究区主矿体的空间展布进行综合分析和解译,并与可控源音频大地电磁测深法进行了对比研究。研究结果显示,复电阻率法能够较好的反映地下深部电性特征、有效探测隐伏斑岩矿体的空间展布,联合使用可控源音频大地电磁测深法能够更有效的刻画控矿构造,更好的服务于深部隐伏矿体的找矿勘探工作。

大别造山带沙坪沟特大型斑岩钼矿床年代学及成矿机理研究

沙坪沟钼矿是我国新发现的最大的斑岩钼矿,位于大别造山带的西缘,是秦岭-大别钼矿带东缘的一部分。主体为隐伏矿床,地表钼矿化较弱,钼矿主要以脉状产于花岗斑岩和石英正长岩中。花岗斑岩是主要赋矿岩体,普遍见有硅化、钾化、黄铁绢英岩化,发育爆发角砾岩,野外观察及钻孔揭示钼矿成矿与斑岩体中的爆发角砾岩有密切关系。地球化学研究显示,花岗斑岩具有偏酸性,钙碱性富钾低钙低钠的特点。斑岩中辉钼矿的Re-Os年龄测定结果表明等时线年龄为111.1±1.2Ma,含矿斑岩的锆石U-Pb年龄为111.5±1.5Ma,石英正长岩锆石U-Pb年龄为111.7±1.9Ma.同时花岗岩中锆石CL图像显示钼矿成矿过程中受到明显的热液活动作用,热液成因的锆石Y/Ho和Ce4+/Ce3+明显高于其他岩浆成因锆石,不在"CHARAC"场范围。锆石的Ce4+/Ce3+和(Eu/Eu*)N值反应出沙坪沟钼矿样品形成过程中岩浆氧逸度偏低,呈现出不同于斑岩铜(钼)矿的演化趋势。全岩锆石钛温度计计算出花岗斑岩和石英正长岩的温度分别为830℃和860℃。由相邻钼矿床成矿年代对比可知,沙坪沟钼矿床与秦岭-大别钼矿带的第三期成矿环境相同,位于三叠纪大别山主碰撞带的北部,属于弧后位置。到燕山中晚期,由于太平洋板块的后撤,中国东部岩石圈大规模拆沉,软流圈被扰动,深埋于地壳的含矿沉积物与酸性岩浆熔融,之后岩浆逐步分异演化,进入成岩和岩浆期后热液阶段,与钼有关的硫化物快速萃取,岩浆沿大小断裂及塌陷盆地边缘上侵形成钼矿床。

安徽金寨沙坪沟矿区地应力测量与现今应力场研究

安徽金寨沙坪沟钼矿位于秦岭一大别山成矿带东段，是近年来我国发现的世界级特大钼矿，其开采设计和地质安全评价备受重视。为了查明沙坪沟矿区现今应力场特征，指导矿区开采设计，在矿区3个700～1000m深钻孔中开展了水压致裂法地应力测量工作，测量结果表明：（a）矿区最大、最小水平主应力随深度增加梯度系数分别为0．0226和0．0166，与区域地应力背景值基本一致；（b）矿区实测最大水平主应力优势方位为NE-NEE向，与区域构造应力场方向一致；（c）实测地应力数据揭示的应力结构与区域结果存在差异，分析认为，沙坪沟矿区所在的桐柏一大别构造带特殊的构造位置和构造活动机制可能是造成这种差异的主要原因。进一步，利用库伦滑动摩擦准则评价了实测地应力数据，探讨了其对矿区开采设计的意义，结果表明，矿区现今地应力强度不足以导致以断裂失稳活动或地震为表现形式的地应力状态调整事件的发生，从地应力角度讲，沙坪沟矿区目前总体处于稳定的构造应力环境。本文结果，对于沙坪沟矿区开采设计、地质安全评价及大别山造山带东段构造应力场研究有重要意义。