隆化县洋骡子沟铀钼矿床成因分析

燕山茶社 2023-05-31 发布于河北

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洋骡子沟铀钼矿勘查区位于河北省隆化县境内，隶属郭家屯镇槽碾沟村管辖。

勘查区东南距镇政府所在地郭家屯镇约23km，国道111线从郭家屯镇穿过；镇政府所在地东南距隆化县城70km，西南至丰宁约100km，其间皆有县、省级公路相通，交通便利。

勘查区地处丰宁、隆化、围场三县交界地段，为内蒙古高原的前缘，俗称“坝缘”。

属阴山山脉东段，燕山山脉北麓，山势陡峻，峰峦叠嶂，沟谷纵横，海拔930~1203m，相对高差100~300m；岩石风化强烈，除山阳坡、河谷谷边及冲沟沟底有部分基岩出露外，其余皆为大面积第四系伏土所覆盖，树木杂草丛生，属中低山区。

勘查区属大陆性季风型、山间丘陵寒温带气候。

特点是冬季寒冷少雪；春日干燥，风沙盛行；夏日炎热多雨；秋日晴朗，寒暖适中。

雨水多集中于7~8月份；年降水量550~750mm，年平均气温8.6℃，早霜始于9月中旬，晚霜终于次年5月中旬，无霜隆化县洋骡子沟铀钼矿床成因分析2期平均160天；夏季常有暴雨、冰雹等自然灾害。

勘查区及周边地区经济以农业为主，农作物有玉米、稻子、黄豆、谷子、黍子、马铃薯等；兼养牛、马、羊等牲畜，是半农半牧混合区。

属于承德地区经济欠发达地区。

勘查区所在地区村稀地广，土地贫瘠；当地青壮年多外出打工，劳动力不充足；无工业；但电力供应充足，照明用电遍及各自然小组，电力取自郭家屯镇变电站。

区域内矿床研究现状自上个世纪50年代，核工业地质局对中国北方地区进行了多年的勘查研究，先后在河北发现了张麻井大型铀钼矿床、大官厂小型铀钼矿床、马道口钼矿床等。

张麻井大型铀钼矿床与大官厂小型铀钼矿床均位于沽源-红山子北东向铀钼成矿带中，并受到太平洋板块向欧亚板块俯冲作用影响，构造作用强烈，火山活动频繁。

两矿区主要受NE向、NEE向构造控制，主要出露张家口组地层及次流纹斑岩体，矿床主要发育硅化、水云母化等中低温热液蚀变，U-Mo矿体在空间分布基本一致且矿石矿物为低温胶硫钼矿，矿化具明显分带现象。

据前人对张麻井矿床中的矿石及围岩进行元素地球化学分析可知，U、Mo元素来自于张家口组地层与流纹斑岩体中。

朱凤丽分析大官厂矿床中成矿元素得出，该矿床成矿物质来源与流纹斑岩体密切相关。

2007年沈光银在测试张麻井矿床中矿石H-O同位素及S同位素结果表明，矿石硫源具有岩浆热液特征，并在成矿过程中有大气降水的加入；并得出该矿床成矿温度为150℃~300℃，属中低温火山热液型矿床。

伍静等对相邻地区的大官厂铀钼矿研究表明，矿床形成温度为250℃~150℃，同属中低温热液矿床。

陈文等使用锆石离子探针U-Pb定年和长石微区Ar-Ar测年方法均显示张家口组地层形成时代为135-136Ma。

李耀崧在1988年使用锆石U-Pb定年方法测得的张家口组地层年龄为138Ma。夏毓亮在1998年测试为135Ma，该结果与陈文、李耀崧等实验结果相差不大。李耀崧与夏毓亮等测得区内含矿流纹斑岩体年龄大致为125Ma-126Ma。

1989年李耀菘使用全岩U-Pb法测年结果显示张麻井矿床有两个成矿期次，时间分别为88Ma，24Ma；2001年张振强在结合前人研究成果，并重新经过U-Pb等时线处理，得到三组年龄值：103.4Ma、23.8Ma、9.98Ma，综合二人的数据，认为张麻井矿床成矿作用应分为第一期103.4Ma-88Ma、第二期24Ma、第三期9.98Ma。

综上认为沽源-红山子NE向成矿带中铀钼矿床成因多与矿区内NE向、NNE向断裂构造、次流纹斑岩体与张家口组地层、低温热液蚀变等因素有关。

2012年天津华北地质勘查局核工业二四七大队在承德市隆化县洋骡子沟圈定了5条铀矿体，14条钼矿体；其中主矿体长202米，厚20米，倾斜延深40米，矿体倾角在65°-75°之间，倾向近北西向，钼矿体最高品位可达0.78%，平均品位均在0.06%以上。

区域内出现Cu、Pb、Zn、Ag、Mo化探异常，其中Mo元素异常强度大、浓度高；并且这些元素所呈现的异常带规模大、套合好，其主要分布在次流纹斑岩体中构造裂隙带内及次流纹斑岩体与围岩角砾熔结凝灰岩的接触带中或角砾熔结凝灰岩中，这些构造接触带为成矿元素富集提供了有利场所。

本次研究综合以往的研究资料，认为以往成矿带中确定矿床成因问题只是单一的讨论矿床成矿的物源、流体源或成矿年龄问题。

并未综合对比分析成矿带中同种矿床隆化县洋骡子沟铀钼矿床成因分析4特征，因此对洋骡子沟矿床进行了深入的地质研究工作。

并综合矿区内岩浆活动、火山构造、控矿断裂等区域特征，将该区域特征与区内典型矿床区域地质特征对比，分析该矿床成矿物质来源、成矿时代及成矿流体来源等问题。

与区内典型矿床中物源、流体源以及形成时代等地质问题做对比，最终确定矿床成因，研究单一矿床成因问题对日后矿床成矿模式的建立与成矿带上成矿规律性的总结也有着重要意义。

矿床成因方法研究现状

成矿物质、成矿流体来源成矿物质来源是成矿作用中最重要的问题，也是成矿规律学中需要研究的基本问题之一，其关键就在于解释这些物质从那来、何时来、怎么来的问题。

解决这些问题可运用元素地球化学方法去测出矿床中岩矿主微量元素、稀土元素实验数据，以及同位素地球化学方法得出矿床中矿物H-O同位素、包裹体分析结果。

同位素地球化学方法对于研究物质来源、流体来源有着重要的作用，可通过同位素在矿物中的分布来解释物源及成因问题。

如使用H-O同位素与流体包裹体特征判别成矿物质是否来源于地下深源岩浆房，使用S同位素法示踪矿石S或者围岩S来源，进而推断矿床中金属元素的来源；H-O同位素与S同位素因样品获取简单、数量大等优点被广泛应用在矿床学研究中。

根据微量元素和稀土元素测试结果，做出微量元素蜘网图与稀土元素配分曲线图，解释岩体、地层、围岩中是否有U、Mo元素富集。

金属矿床中同样广泛应用Zartman铅模式与Δγ－Δβ图解法来判断矿床的成矿物质来源问题，其优势在于稳定性高，变化明显、样品易获取、数量大。多数研究表明，钼矿床中Mo元素大多来源于壳幔混源，只有少部分来自地壳。

研究成矿流体来源是确定成矿物质来源中必不可少的一环，通过对流体包裹体岩相学特征的观察与研究，可得出流体的温度、压力、盐度等数据，分析以上数据可得出流体性质，进而推断成矿物质迁移富集机制及流体成矿过程；目前，大多数学者认可卢武长等与魏菊英等提出的各种类型天然水中的H-O同位素组成汇总表，应用H-O同位素示踪方法，结合前人提出的天然水中H-O同位素组成，可确定矿物与成矿的关系，并划分生成期次，然后做出成矿流体δ，判别成矿流体来源。

众多学者认为，钼矿中成矿流体主要以岩浆水为主，后期有大气降水加入。成矿年代学研究矿床形成年龄是成因研究中的一个重要方面。

矿床的形成时间与当时矿区的构造背景以及地质条件有关。这可能是一个影响该地区矿床形成的地质事件。

如果有关于岩石年龄的数据，可以通过对比岩石年龄和矿体岩体来确定它们之间的关系，同时对解释成矿物质来源、成矿流体来源有辅助作用。

锆石是岩石中最为常见的矿物，其化学性质稳定，富U、Pb放射性元素，同时U-5Pb同位素体系具有封闭性好，稳定性高的特点，技术相对成熟，已经广泛应用在地质领域，用于岩石年代学研究。

目前在金属矿床界较为认可的定年方法主要有Ar-Ar法、Re-Os法、Rb-Sr法、U-Pb法这四种方法。

Re-Os法具有稳定性高、不易受后期地质事件影响的优点，该法可直接测试矿床中的金属矿物（包括辉钼矿、黄铁矿、沥青铀矿等），得到较为准确的成矿时代数据。

但由于U-Mo矿床中辉钼矿含量较少，一般选用黄铁矿Re-Os方法测试，由于黄铁矿结构构造类型不胜枚举，在显微镜下与矿化期有关的黄铁矿不易挑选也成为了该测试方法的短板。

Ar-Ar测年法随着当今社会科技的进步与实验室设备的更新，越来越多的国内外学者对其测试方法进一步完善并应用在矿床学领域，已成为年代学研究中重要手段之一。

该方法测试对象广泛（包括云母、长石等含钾矿物），测试时间范围广；缺点成本高，周期长，当然热液蚀变造成的矿物中Ar丢失也会影响其准确性。

U-Pb法是早已成熟的测年方法，也是矿床年代学中应用最为广泛的方法；该方法除可应用在锆石矿物中，锡石、独居石、磷灰石等含U副矿物均可作为测试矿物。

但U-Pb法在测试U-Mo矿床时方法主要有热电离质谱稀释法(ID-TIMS)，二次离子质谱法（SIMS）和激光剥蚀等离子体质谱法（LA-ICP-MS）这三种方法，ID-TIMS法优点精度高，缺点费时、样量大，无法准确测定复杂内部结构矿物的微区年龄；SIMS法优点可原位分析，缺点价格高；LA-ICPMS法优点快速经济，缺点精度。

Rb-Sr法可测云母类、长石类矿物年龄以及成矿地质体年龄，但该方法应用前提条件较为复杂，难以满足，所以很难得到较为准确的等时线年龄。

综上所述，任何测年方法均具有一定局限性，认为在研究成岩成矿年龄时应结合野外工作，综合考虑各类方法使用情况，取精用弘，可结合两种或两种以上方法进行实验，并对比其结果，最终确定测试对象的准确年龄。