安徽省金寨县沙坪沟钼矿
张怀东 王波华 彭海辉
安徽省地质矿产勘查局
沙坪沟钼矿是目前国内发现和探明的规模最大的单体隐伏斑岩型钼矿床，是“就矿找矿”的成果，以斑岩成矿理论系统为指导是实现找矿突破的关键。
一、任务来源
安徽省地质矿产勘查局313地质队于2006年依法取得了沙坪沟地区探矿权，探矿权面积为2.93km2。在经过充分研究、筛选，考虑到沙坪沟的钼矿勘查条件好，即向安徽省地质矿产勘查局申请普查立项，经省局多次组织专家论证，2007年5月申请到安徽省地矿局地质勘查专项资金，项目经费100万元，启动了“金寨县沙坪沟地区铌钼矿普查”项目。
为加快沙坪沟钼矿的勘查评价速度和开发进程，2011年10月，受安徽地矿投资有限公司（现变更为安徽金沙钼业有限公司）委托，313地质队对沙坪沟钼矿床开展勘探，勘探工作遵循总体部署、分步实施的原则。
二、找矿思路确定
安徽省金寨县沙坪沟钼矿床是以斑岩成矿系统理论为指导，是“十一五”期间313地质队在大别造山东段新发现、探明的国内规模最大的隐伏斑岩型钼矿床。
沙坪沟钼矿体产于燕山晚期白垩纪侵位的隐伏花岗斑岩与正长岩体接触带部位，主矿体呈巨大的椭球体状，矿体保存完整，厚度大，矿化连续。
20世纪50—90年代末，安徽省地矿局313地质队地质工作者就曾4次进入金寨县银沙（沙坪沟）地区，先后开展过区域地质调查、地球物化探、探槽及钻探等工作。该地区矿种多，主攻矿种也经历以银、铅锌多金属矿为主，转为以钼、铜多金属矿为主，再转为银、铅锌多金属矿为主多次反复，虽先后圈定了多个铅锌多金属成矿远景区，取得了一批找矿成果，但因受当时成矿理论、钻探技术和分析测试等局限，一直未找到具有工业价值的矿体。
其中最有价值的一份地质报告资料，是1977—1981年安徽省地矿局313地质队提交的《安徽省金寨县银沙地区铅锌多金属普查报告》，报告中提道：“本区辉钼矿化与爆发角砾岩体有明显的成因联系，特别是局部地区深部已有明显富集成矿现象，由此，可与斑岩型钼矿相类比，可见它的找矿价值。”但因1981年国民经济调整缺少经费而下马，使该地区地质找矿工作一度搁浅。
2005年，河南省地调三队在大别山东段汤家坪沟钼矿勘查取得突破，发现了钼金属量12.35×104t的大型钼矿床。该矿床距金寨沙坪沟仅20km，且两者构造地质背景相似。河南汤家坪沟大型钼矿的发现对时任313队队长兼总工程师的彭智触动很大，在安徽省地矿局原副总工程师、国内著名的钼矿专家盛中烈的指导下，认为银沙地区具有寻找斑岩型钼矿的良好前景。随后于2005年、2006年，313地质队多次组织技术骨干在盛中烈的带领下赴河南汤家坪沟、栾川钼矿考察，经对比分析认为沙坪沟地区成矿地质条件相似、矿化蚀变特征相近，元素异常分带和蚀变分带符合斑岩型钼矿床特征。
为进一步加强与秦岭-大别山钼成矿带西段的已知斑岩型钼矿床的类比，深化对“斑岩型钼矿床”的感性认识，项目前期主要开展了以下几项工作：
1）加强资料的二次开发。通过对前人资料的重新梳理、分析，认为银沙综合异常包括了2类矿化：①以银山为代表的中低温热液脉状Ag、Pb、Zn多金属矿化。②以沙坪沟为代表的Mo、Nb矿化，其中Mo地表最高含量达1500×10-6，Nb地表最高含量达1000×10-6，异常范围大，Mo高含量点主要分布在盖井爆发角砾岩筒中，而Nb高含量点主要分布在银山沟石英正长岩体中。Ag、Pb、Zn异常围绕沙坪沟Mo、Nb异常呈环状分布。在此基础上，对原工程采样数据重新整理，用0.01%指标圈定矿化体，发现在原先剖面上圈连的孤立脉状小矿体形成一个规模巨大、矿化连续、完整的钼矿化体，初步得出了岩体全岩矿化的新认识，突破了以往脉状矿化的思想束缚。
2）以斑岩型矿床模型为指导。2006年7月至2007年，通过1∶2000专项蚀变填图，首先获得3种不同认识：①首次确立了沙坪沟矿区的水平矿化蚀变分带，以银山铅锌矿为代表的矿体围岩蚀变在平面上主要沿构造裂隙带呈线状分布，并往往和铅锌矿化体叠加吻合，而沙坪沟地表发育面积大、强度高的面状黄铁绢英岩化带与铅锌矿化空间上无叠置关系，其引起的原因无法得到合理解释。②确立了成矿地质体是银山杂岩体中最晚一期隐伏斑岩体控矿的新思路，矿区大面积分布的中细粒二长花岗岩和正长岩均是成矿围岩，推测沙坪沟深部存在隐伏花岗斑岩体。③矿区岩石测量反映的是已剥蚀到地表的岩石化探异常特征，而水系沉积物和土壤测量结果能更客观地反映异常的真实面貌。
经反复分析、讨论，一致认为沙坪沟地区存在隐伏斑岩型钼矿化，特别是上覆正长岩体与隐伏斑岩体接触界面，应是引起Mo异常的异常源，是实现找矿突破的关键。
基于这一认识的转变，确定了沙坪沟西北部盖井隐爆角砾岩体是成矿流体运移的前锋，其东南侧伏端存在隐伏花岗斑岩体，斑岩体顶部接触带为找矿有利地段，应予以钻探验证。
三、技术方法选择
沙坪沟地区的地质找矿工作根据不同时期的目标任务不同，采用的技术方法主要包括水系沉积物测量、土壤测量、岩石测量、重力测量、磁法测量、激电测量、地质填图、槽探和钻探等，经历了由单一方法到多种方法综合实施的转变。
（一）水系沉积物测量
区内1∶20万和1∶5万水系沉积物测量均在银山地区圈出面积约40km2的综合异常，形态较规则，组合好，各元素异常相互重叠，呈现同心交叠状，具有明显的浓集中心和浓度分带，异常组分复杂，主成矿元素Mo、Pb、Zn，伴生元素Ag、Cu、Cd、W、Bi等，并具有热液活动作用的低、中、高地球化学典型组分，说明其岩浆活动与成矿作用具有多成因、多阶段性，具典型的斑岩型钼矿床的地球化学异常特征。
（二）土壤测量
本区开展的1∶1万土壤测量，面积约30km2，工作范围涵盖了沙坪沟矿区。方法选择依据：矿区属中高山区，气候温和，雨水充足，植被发育，有利于次生晕的形成，有利于开展土壤测量。土壤次生晕化探异常在矿区分布面积较大，异常具水平分带现象，中心为Mo、Nb异常，外围为Ag、Pb、Zn、Cu异常，东北部为Y、Ba异常，西部及北部为Mn异常。
（三）岩石测量
矿区1∶1万和1∶2000地质测量同步开展岩石测量。岩石化探异常主要分布在矿区中、西部大小银山、大沟一带，与土壤次生晕异常基本相符，但规模相对较小。
（四）重力测量
1∶20万、1∶5万重力测量成果表明沙坪沟钼矿、银山铅锌多金属矿位于相对重力低值区内或其边缘及重力梯级带中，而沙坪沟钼矿床南部重力场变化较为复杂，反映区内矿产受“裂控”和“基底隆起”控制的特征。
（五）磁法测量
区内磁性较强的岩石有斜长角闪岩、黑云二长片麻岩、斜长角闪岩、石英闪长岩等，而含钼石英正长岩、黑云母花岗岩、花岗斑岩显示为无磁性或弱磁性。围绕钼矿矿床周边是一个不规则的环形ΔT正磁异常带，矿床上方ΔT显示负异常。负异常有2个明显的梯度带，位置、形态基本与Mo异常外带相对应，负异常峰值-400nT，负异常中心基本与隐伏花岗斑岩体平面投影位置相对应。
（六）激电测量
沙坪沟矿区激电异常面积约4km2，异常形态近似椭圆形，视极化率大于20%的分布范围与强烈面状黄铁绢英岩化带相对应，因而用激电方法可直接圈定面状黄铁矿化带，起到事半功倍的效果。
（七）专项地质填图
以斑岩型矿床成矿理论为指导，开展1∶2000专项蚀变填图，首次确立了矿床的水平矿化蚀变分带，并确立了成矿地质体是银山杂岩体中最晚一期隐伏斑岩体控矿的新思路，从而初步判断沙坪沟西北部盖井隐爆角砾岩体是成矿流体运移的前锋，其东南侧伏端隐伏斑岩体顶部接触带为成矿有利地段，应予以钻探验证。
四、勘查发现过程
安徽省地质矿产勘查局313地质队于2006年向安徽省地矿局申请沙坪沟铌钼矿普查立项，2007年5月313地质队获批项目经费100万元。
根据确定的找矿思路，项目组在充分消化吸收矿区以往地质资料的基础上，于2006年7月至2007年，开展了1∶2000专项蚀变填图，通过前期工作的研究成果，认为原普查设计方案需要调整，设计批准钻探1200m，设计3个钻孔，项目组将3孔并1孔的调整方案上报省地勘局，最终获得批准。
首孔于2008年6月施工，孔深0~512.16m为黄铁绢英岩化正长岩，岩石具交代残余结构，稀疏脉状构造，主要矿物是钾长石、石英，次为绢云母，金属矿物主要是黄铁矿，少量辉钼矿。0~512.16m石英细脉普遍具钼矿化，钼品位0.01%~0.02%；512.16~1201.09m见厚688.93m的连续钼矿，平均品位在0.10%， 从而取得岩体全岩矿化的新认识，突破了以前的脉状矿化的思想束缚。
普查阶段采用十字剖面法首先对含矿岩体进行总体控制，初步圈出了钼主矿体分布范围，控制矿体宽800~1000m，长1300m，最大厚度900m。
为了尽快查明沙坪沟钼矿床的规模、产状、品位等特征，313地质队于2010年1月提交了《安徽省金寨县沙坪沟斑岩型钼矿详查设计》，按200m×200m工程间距在4~9线布施了加密钻孔，探求（332）资源量；在详查段以外按400m×400m间距布置钻探工程，控制矿体边界。详查工作于2010年3月开始实施，详查费用5634.91万元。2011年6月，结束详查野外工作，普查、详查2个阶段共完成地质钻探工作量43917.95m（32孔）、水文钻探2500m（2孔）。2011年7月由张怀东主持编写了《安徽省金寨县沙坪沟钼矿详查地质报告》，全矿床共估算332+333类矿石量171176.47×104t、钼金属量2390195.24t，全矿床平均品位0.140%。
为加快沙坪沟钼矿的勘查评价速度和开发进程，根据安徽省地质矿产勘查局暨安徽地矿投资有限公司要求，对沙坪沟钼矿床进行勘探。2011年10月，受安徽地矿投资有限公司（现变更为安徽金沙钼业有限公司）委托，安徽省地质矿产勘查局313地质队编制了《安徽省金寨县沙坪沟钼矿勘探设计》报告，勘探工作遵循总体部署、分步实施的原则。即首先按照100m×100m勘探网度对首采区主矿体进行加密控制；然后在主矿体边部13线和10线设计3个孔控制矿体边界。
勘探工作时间为2011年10月—2012年9月，由张怀东主编提交了《安徽省金寨县沙坪沟钼矿勘探地质报告》，勘探阶段完成地质钻探工作量19304.11m/20孔（含水文钻探1768.46m/2孔），全矿床共估算331+332+333类钼矿石量177471.04×104t、钼金属量2459413.82t，全矿床平均品位0.139%。
沙坪沟钼矿从首孔见矿至勘探结束，历时4年半时间，先后有50余名技术工作人员参加工作，施工钻孔54孔，钻探工作量65722m。它的发现为我国提供了一处重要的钼矿基地。为表彰这项重要成果，沙坪沟钼矿获2011年国土资源部全国十大找矿成果奖，2013年中国国际矿业大会最佳勘查奖，2014年度国土资源部国土资源科技一等奖。
在地质找矿取得重大收获的同时，沙坪沟钼矿的理论研究也取得了丰硕成果。2009年，由王波华、张怀东等参加的“秦岭大别造山带钼多金属成矿规律与找矿方向研究”项目对沙坪沟钼矿床的矿床特征、控矿条件、成矿物质来源和成矿机理等进行了深入细致的研究。2016年，中国地质科学院与安徽省地矿局、华东冶金地勘局、安徽省公益性地质调查管理中心、中国地调局南京地调中心、五矿集团和合肥工业大学等单位产学研合作项目“大别山东段深部探测与找矿突破”成果获2016年度国家科学技术进步二等奖。
五、矿床基本情况
沙坪沟超大型钼矿位于安徽省金寨县城西南约50km处，距安徽省省会合肥约160km。矿区面积2.93km2，中心地理坐标：东经115°29′15″，北纬31°32′45″。矿区有简易公路与县、乡级公路连接，经南溪镇与公路网相接；合肥—武汉高速公路、铁路从矿区南部通过，交通较为便利。
沙坪沟钼矿床位于秦岭-大别山造山带的东部，桐（柏）-桐（城）断裂带北侧的北淮阳成矿带（图1），属东秦岭-大别山钼成矿带东段南成矿亚带。
图1 北淮阳构造带东段地质构造略图（据张怀东等，2011）
矿区出露地层较简单,主要为呈“孤岛状”出露的新元古界庐镇关岩群变火山-沉积岩，岩性主要为黑云斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩和花岗片麻岩等。受中生代燕山期强烈岩浆活动的影响，呈残留体和捕虏体产出于矿区的西部和北部（图2）。
图2 沙坪沟钼矿区地质略图（据张怀东等，2011）
1—第四系；2—斜长角闪片麻岩；3—爆破角砾岩；4—石英正长岩；5—细粒二长花岗岩；6—中粒二长花岗岩；7—花岗闪长岩；8—闪长岩；9—辉石角闪岩；10—花岗斑岩脉；11—闪长玢岩脉；12—铅锌矿脉；13—断层；14—岩相界线；15—剖面线及编号
矿区燕山期侵入岩广泛分布，岩性从超基性—酸性—偏碱性均有分布，主要包括花岗岩、花岗闪长岩、闪长岩、辉石角闪岩、正长岩等，其中二长花岗岩出露最广，为商城花岗岩体的南延部分。沙坪沟矿区中酸性侵入岩时代可分为2个阶段，即136~125Ma、124~110Ma。第一阶段主要形成二长花岗岩、辉石岩、角闪岩、花岗闪长岩，属钙碱性-高钾钙碱性系列；第二阶段主要形成正长岩、石英正长斑岩、花岗斑岩、闪长玢岩等，是钼矿床的主要赋矿岩石，属高钾钙碱性-钾玄岩系列，具有高硅、富碱的特征。沙坪沟地区岩浆岩的成岩年龄和地球化学特征表明：2个时期岩浆岩的源区组成特征相似（由壳幔型源区向壳型源区演化），构造背景基本一致（陆内伸展背景），岩浆-热液-矿化时限在136.50~111.89Ma，持续时间约24.61Ma，指示了长期岩浆分异演化是形成超大型斑岩型钼矿床的有利条件。
沙坪沟钼矿属超大型斑岩型矿床，钼矿体赋存在隐伏花岗斑岩和石英正长岩体的接触带中，工业富矿石主要在花岗斑岩顶部，低品位矿石主要在远离接触带的石英正长岩中。主矿体空间形态近似椭球体状，矿体保存完整，厚度大，矿化连续，占全矿床资源总量的99.93%。主矿体东西长1350m，南北宽1000m，水平投影面积约0.98km2。单工程最大见矿厚度945.15m，平均厚度661.32m；主矿体顶板标高为140.72m，底板标高为-942.35m（图3）。矿床中钼品位一般为0.1%~0.3%，最高达1.0%，全矿床平均品位0.139%。
图3 沙坪沟钼矿床0线地质剖面（据张怀东等，2011）
1—斜长角闪片麻岩；2—花岗斑岩；3—花岗岩；4—正长岩；5—硅化；6—绢云母化；7—黄铁矿化；8—钾长石化；9—钼主矿体；10—零星钼矿体；11—地质界线；12—钻孔
矿石类型较简单，按赋矿岩石主要分为2大类，即正长岩和花岗斑岩型。主矿体顶部和边部为正长岩型，中心部分为花岗斑岩型，矿体间无明显界线或标志层。
矿石矿物主要为辉钼矿、黄铁矿；脉石矿物主是钾长石、石英、斜长石，次为绢云母、黑云母，少量白云母、萤石、石膏、方解石等。
矿石结构主要为自形-半自形-他形粒状结构、交代残余结构、显微鳞片变晶结构等。矿石构造主要以细脉状、细脉浸染状、网脉状为主，其次为浸染状、条带状等构造。
沙坪沟矿床围岩蚀变十分强烈，自斑岩体向外，呈现石英内核、钾硅酸盐化（钾长石化-钠长石等）、硅化、黄铁绢英岩化、青磐岩化-泥化的分带现象，其中钼矿化主要与钾化-钠长石、硅化关系密切。
辉钼矿Re-Os同位素地质年龄测定表明沙坪沟钼矿模式年龄变化范围为（112.6±1.3）~（113.8±1.6）Ma，与沙坪沟含矿花岗斑岩的锆石U-Pb年龄非常一致。
六、结束语
回顾40多年来对银沙综合异常的认识、评价、钻探验证过程中，经历了认识—实践—再认识—再实践的多次反复、升华，是自觉将马克思哲学世界观和方法论与矿产勘查实践相结合的典范。它验证了找矿哲学原理的正确性，对其他矿产勘查有较好的借鉴作用。
20世纪70年代至80年代初，工作区由整个银山地区30km2的范围逐步缩小到以大小银山、盖井爆发角砾岩筒为中心的几平方千米的范围，而后搁置；20世纪90年代工作区又扩大到整个银山地区，仍未取得进展，工作再次停滞；直到21世纪以后，最终确立以沙坪沟为中心的不足1km2的范围。工作比例尺由1∶20万—1∶5万—1∶1万—1∶2000逐步增大；工作方法包括了水系沉积物测量、土壤测量、岩石测量、重力测量、磁法测量、激电测量、地质填图、槽探和钻探，由单一到多种方法综合实施；认识上由最初的中低温热液充填脉状铅锌矿，到首次发现盖井隐爆角砾岩型钼矿化重要线索，并提出可与斑岩型钼矿相类比，最终确立由隐伏花岗斑岩体控制的斑岩型钼矿化。
在沙坪沟钼矿勘查过程中，做到既尊重地质规律和勘查规范，又敢于突破传统思维模式，打破常规，普查、详查、勘探3个阶段一体化设计、分年度实施，从首孔见矿到详查、勘探实现了勘查阶段的重大跨越，从而大大加快了沙坪沟钼矿勘查的进度。
综上所述，沙坪沟斑岩钼矿关键性的勘查标志可归纳为以下几个方面：
1）区域地质找矿标志。沙坪沟斑岩钼矿出现在大别造山带，其构造环境为大陆碰撞带，矿床受区域性深大断裂控制，构造、断裂交汇部位和强烈的破碎带是重要的控岩、控矿构造。
2）局部地质找矿标志。①沙坪沟斑岩钼矿在空间和成因上与银山侵入杂岩体有关，岩体以浅成岩株、岩墙、角砾岩筒等形式产出，尤其要注意有多期次侵入活动的地区。②与斑岩钼矿有关的岩体中发育有网状密集的裂隙构造，这是矿化岩体的重要标志。③侵入体周围强烈的热液蚀变是斑岩钼矿的明显特征。呈同心圆状和带状分布的钾化-绢英岩化-泥化的出现是斑岩钼矿的近矿标志。如有大规模的黄铁绢英岩化蚀变带相伴生，指示该地区可能是斑岩钼矿的远景区。
3）地球物理找矿标志。①激发极化法在圈定斑岩型钼矿床中硫化物的分布或蚀变带范围有较好的效果；磁法在圈定隐伏岩体方面是有用的。②应用遥感技术可以识别与斑岩钼矿有关的线环组合构造及矿化蚀变带。
4）地球化学找矿标志。斑岩钼矿易引起大的地球化学分散晕，大的黄铁矿化晕可以用于圈定矿床的范围和热液系统的强度，所以，水系沉积物和土壤地球化学测量是寻找斑岩钼矿有效的勘查手段。
本文选自《找矿思维成功案例--近年来国内大型超大型矿床发现经验集锦》
