一、区域成矿背景
（一）地层
河南大别山地区出露的地层有太古宇大别群，元古宇苏家河群和中元古界—下古生界信阳群及石炭系和侏罗—白垩系。
大别群分布于河南大别山的东南部及桐柏的南部，主要为一套白云、二云片麻岩，浅粒岩、斜长角闪岩及角闪二长片麻岩。局部有麻粒岩，普遍遭受混合岩化，其下部属TTG岩套。
苏家河群的岩性比较复杂，变化大，总体以云母石英片岩和白云斜长片麻岩为主，同时，还有斜长角闪片岩、大理岩，下部含榴辉岩、榴闪岩。原岩为滨海－浅海相泥沙质、钙泥质—碳酸盐，部分角闪质岩石为基性火山岩。变质程度达绿片岩相至角闪岩相。
叶伯丹等（1993）对苏家河群进行了专门研究，尤其进行了系统的年代学和其他地质依据研究，认为苏家河群不是一个单一时代的变质地层，而是由中元古代早泥盆世变质的岩层和未变质的岩石以及构造混杂岩组成，从而把苏家河群解体为6个地体，并命名为苏家河地质拼接带，这一研究成果，无疑对大别山造山带的形成与演化具有重要意义。
信阳群，为一套千枚岩、片岩系，并有火山岩。分南湾（上），龟山（下）二个组，李彩一等（1991）对信阳群研究后将信阳群进行了解体，龟山组为一韧性剪切带，称信阳变质地体，时代为中元古代。南湾组属古生代，定名为东双河变质岩片。叶伯丹（1993）测得南湾组锆石U-Rb一致曲线下交点年龄439.5Ma，亦证明南湾组属古生代，李彩一（1991）测得龟山组高绿片岩相的斜长角闪片岩年龄为759Ma(Sm-Nd），和669Ma、1297Ma(Rb-Sr）。这些资料表明原信阳群解体是正确的。
石炭系：分布在固始地区（C），岩性为砾岩、石英砂岩、粘土岩、灰岩和煤系，为断陷沉积。
侏罗系：岩性为砂砾岩（J2），上部为火山岩（J3金刚台组），分布于大别山的东南部地区。
白垩系：主要为一套酸性火山岩系，底部有砾岩，是河南沸石、膨润土的成矿母岩，皇城山的金、银矿产于其中。
（二）构造岩浆活动
该区被两条区域性断裂所切割，自北而南为龟山－梅山断裂、桐柏－商城断裂。沿龟山－梅山断裂及两侧主要为中生代的钙碱性火山岩和沉积岩。两条断裂之间为信阳群沉积岩和火山沉积岩。在桐柏－商城断裂之南为元古宙变质岩系，其中有不少超铁镁质岩和基性岩（时代为加里东—扬子期），大别山地区较大的酸性花岗岩基（如鸡公山、灵山、新县、商城等大基岩）主要分布在这一构造带中。唯其时代为燕山期。该区的中酸性小斑岩体则分布在各时代地层之中，但多在花岗岩基之北侧，火山岩之南测。与斑岩有关的矿物亦显现出北为铜多金属，南为钼、钨的分带现象（卢欣祥，1977、1978、1980）。
因此，大别山地区的地层、构造、岩浆活动和矿产分布自北而南有如下的演化特征：
（1）地层时代，由新变老，有以大别群（古陆）向北逐渐增生的现象；
（2）岩浆活动，特别是燕山期的岩浆活动，却是自北而南以火山岩—小斑岩—大岩基的排序；
（3）矿产，主要是有色金属矿产，北部及东部主要为铜多金属的矿化，向南则变为钼、钨的矿化，并生成了一些斑岩铜矿（点）床。
以上特征，是大别山地区板块构造造成的，从而使其具有与西部秦岭地区不一致的构造、岩浆活动和金属矿产的分布规律。
（三）构造演化
已有资料表明，大别山地区存在着同位素年龄大于2500Ma的地体，岩性及时代均与华北地台的太华群一致，说明在元古宙以前，大别山与华北地块是相连的统一整体，只是在古元古代以后，在华北地台南缘经历过一个裂谷阶段，并使统一的中朝地台发生分离。二大块体向相反方向运动，尔后，即在古元古代以后又开始了各自的演化历史，并造成地层、岩浆岩和矿产等方面的差异。在印支期扬子与华北两大板块对接拼合成统一的整体，之后作为统一的中国板块，便进入了一个新的地质历史时期。所以中生代燕山期的构造岩浆活动已在板内进行了，造成大别山地区中生代岩浆活动强烈的原因，是在燕山运动时，特别是太平洋板块向亚洲大陆板块的俯冲作用，从而造成了目前大别山地区的构造岩浆岩和矿产分布的格局。
（四）化探异常特征
该区1∶20万区测（1980年以前）时曾圈出80个化探异常，除20余个与基性－超基性岩有关的Cr、Co、Ni异常外，其余主要为铜多金属和铜－钼异常。铜钼异常分布范围广、强度大，并且成带出现，而铜多金属异常分布范围相对窄，且强度亦较低。上述两大类异常大致以商城为界，具明显的区域分带现象（图3-21），商城以西及以南的化探异常以Cu-Mo或Mo-W等高温元素为主，以东则以Cu、Pb、Zn等中温元素为主。此二区与已知的二个构造岩浆岩带及相应的二个斑岩成矿带相吻合。
二、成矿条件分析
（一）控矿斑岩体时、空分布及与矿化的关系
控矿斑岩体为燕山期第三次侵入的产物。呈脉状、小岩株状分布于桐柏－商城断裂与龟山－梅山断裂之间、自西向东分布着大小数十个斑岩体。规模较大的有肖畈、母山、公山、肖家湾、王家湾、瓦屋咀、大银尖、帅〓、熊冲、张家店、大帽岭、夏〓、陈冲、塔湾、汤家坪、火炮山、芦店、朱裴店、看棋山、侯小湾、孤山（曾岗）、卜店、亮山—洪下楼岩体群（有大小75个之多）、皇姑山、桃花岭等，其中已发现矿化和构造矿床（点）的有肖畈、母山、瓦屋咀、大银尖、帅〓、夏〓、张家店、陈冲、汤家坪、芦店、朱裴店、卜店、亮山、桃花岭等十几个，按构造带，岩石类型及矿化等特征，它们可以划分出塔湾－亮山及涩港－汤家坪两条构造岩浆岩带，前者偏北，以铜多金属矿化为主，后者居南侧为钼、钨矿化（图3-22）。
岩体以岩株为主，有的则为岩墙、岩脉，平面形态为近等轴状，有的为不规则状，纺锤状和长条形，剖面则多为筒状（图3-23）。产出受二组构造控制。岩体规模一般小于1km2，或更小，母山（1.5km2）、亮山等较大。
岩体时代主要集中在140～97.7Ma(K-Ar）之间，桃花岭岩体的闪长岩为206.2Ma(K-Ar），具东老西新的特征。
（二）岩体岩石类型和化学特征及与矿化种类的关系
岩体岩性为花岗斑岩，花岗闪长斑岩，石英斑岩，爆破角砾岩，花岗闪长岩，二长花岗斑岩及石英闪长岩等，不同岩性常常组成杂岩体，但分异相带不发育。主要矿物为钾长石、斜长石及石英、黑云母、角闪石等。副矿物主要为磁铁矿、锆石、磷灰石及屑石等，部分岩体有钛铁矿，矿化岩体则含有较多与矿化有关的硫化物，含量可高出非矿化岩体的几十倍，主要有黄铁矿、黄铜矿、辉钼矿及少量方铅矿等。如母山岩体黄铁矿含量高达128.948g/10kg，黄铜矿4.06g/10kg，辉钼矿50～100粒/10kg。各岩体副矿物组合含量往往有一定的相似性，同一岩体的不同岩性的副矿物成分相似，从而表明它们来自一个岩浆期的同源岩浆。
区内岩体的岩石化学成分以高硅、富碱、多钾、贫镁、缺钙为特征，大致以商城为界以SiO2及K2O、Na2O等含量可以将其分为二类（图3-24），一类为SiO2＜70%,K2O＜Na2O的岩体，如塔弯－亮山构造岩浆岩带，岩石为花岗闪长斑岩及花岗闪长岩和花岗岩之间的过渡岩石，属偏中性的系列。一类为SiO2＞70%,K2O＞Na2O的岩体，如涩港－汤家坪构造岩
图3-21 河南省大别山北麓化探异常图
1—异常范围及元素组合；2—地球化学分区界线；3—Cu、Pb、Zn元素异常区；4—Mo、（Cu）、W元素异常区
图3-22 河南省大别山北麓岩浆岩及矿床（点）分布图
（据卢欣祥，1980)
1—第四系；2—第三系；3—白垩系；4—侏罗系；5—石炭系；6—古生界；7—中元古界；8—古元古界；9—太古宙大别群；10～20—燕山期岩浆岩（10—花岗岩；11—花岗斑岩；12—二长花岗岩；13—石英闪长岩；14—闪长岩；15—石英斑岩；16—斑状花岗闪长岩；17—石英二长斑岩；18—花岗闪长斑岩；19—花岗斑岩；20—斜长花岗岩）；21～23—加里东期岩浆岩（21—石英二长岩；22—闪长岩；23—辉长岩）；24—元古宙花岗岩；25—元古宙辉长岩；26—石英脉；27—地质界线；28—区域大断裂；29—不整合界线；30—省界
图3-23 大别山地区主要中酸性小岩体形态规模图
（据卢欣祥，1980）
图例同图3-22
浆岩带，岩石为花岗斑岩、石英斑岩、花岗岩等，属偏酸性的系列。岩石的里特曼指数σ在1.69～3.56之间（图3-25）。在久野（1961）的SiO2—（K2O+Na2O）的关系图上则主要落于高铝玄武岩及碱性玄武岩区，表明岩石属钙碱性及偏碱性的系列。空间上则表现出北部和东部岩体的酸度低，Na2O＞K2O，向南部和西部岩体的酸度增大，且K2O＞Na2O，趋势面分析的结果（图3-26）极为明显地说明了这一点（卢欣祥，1980,1984）。
岩石类型和岩石化学成分对成矿具有明显的控制作用（表3-31），硅、钾高（SiO2＞70%,K2O＞Na2O）有利于钼的富集，钼矿化强，并可形成工业矿床，如母山、肖畈、大银尖及汤家坪等。SiO2含量与钼矿化成正相关，钾的高含量同硅的高含量一样，是钼矿化不可缺少的条件，硅、钾含量低（SiO2＜70%,Na2O＞K2O）时钼矿化减弱，铜多金属矿化增强，如亮山等。
（三）岩体中成矿元素的丰度与矿化种类的关系
区内岩体的微量元素组合较简单，普遍存在的是一些亲硫造矿元素，铁、镁元素和亲石元素。Pb、Zn、Cu、Mo、Cr、Co、Ni、Sr、Ba、Ti、V、Mn、Zr等元素含量较高。矿化岩体中造矿元素丰度显著增高，一般高出维氏值的几倍，几十倍，甚至几百倍，如母山、肖畈岩体，与维氏值相比，Mo为几倍至300多倍，Cu为几倍至10倍。因此成矿元素以钼为主，伴生铜。表明原始岩浆的成矿元素丰度较高。不同矿化的岩体有不同的微量元素组合，以Mo矿化为主的岩体主要为Mo、Cu、（Pb）、（Zn）等，以Cu矿化为主的岩体主要为Cu、Mo、Sr、Ba、（V）、（Ti）等。
图3-24 大别山地区中酸性小岩体岩石化学成分变化曲线图
（据卢欣祥，1980)
1—桃花岭；2—亮山；3—洪下楼；4—苏仙石（南）；5—苏仙石（北）；6—卜店；7—侯小湾；8—孤山；9—看棋山；10—朱裴店；11—芦店；10—商城；12—塔湾；13—汤家坪；14—陈家冲；15—大帽岭；16—张家店；17—熊冲；18—大银尖；19—烧香尖；20—母山；21—肖畈
（四）斑岩成因探讨
1.硫同位素
硫的稳定同位素资料表明，岩石的δ34S值为－0.7‰～＋3.0‰（一个为5.0‰）离差3.3%，全部样品的算术平均值为1.3‰，表明硫的来源较深，并且均匀程度较高。
2.稀土元素组成
几个典型岩体的稀土分析结果表明，除肖畈花岗斑岩的REE总量较小外，花岗斑岩—花岗闪长斑岩为145.24×10-6～186.07×10-6，闪长岩最高可达21.66×10-6，石英斑岩为104.72×10-6，表明随岩浆向酸性演化，岩石的基性成分减少，稀土总量逐渐低，各类岩石的Ce/Y均大于5以上，有的高达10～15以上均属轻稀土富型，与幔源的特征相差甚远，δEu=0.7～0.9以上，亏损不明显或基本未亏损（表3-32），这点与I型花岗岩一致。
图3-25 大别山主要小岩体里特曼组合指数图
（据卢欣祥，1987）
图3-26 大别山地区岩体岩石化学趋势分析图
（据卢欣祥，1980)
（1)SiO2趋势面；（2)K2O趋势面；（3)Na2O趋势面
Ⅰ——次趋势面；Ⅱ—二次趋势面；Ⅲ—三次趋势面
岩石的球粒陨石标准化稀土组成模式，均为左高右低，向右倾斜，由高而低，逐渐递减，轻重稀土分馏明显。有意义的是，各岩体的稀土分配曲线形态几乎完全一致（图3-27）。在La/Sm—La的图解上（特雷依尔）各投影点均落在部分熔线附近（图3-28）。
表3-31 大别山地区斑岩体酸碱含量及矿化关系表
表3-32 大别山小斑岩体稀土元素组成表
图3-27 大别山地区斑岩稀土分配图
（卢欣祥，1987）
●—桃花岭岩体（1—γδ,2—δo）；×—亮山岩体（3—γδπ，4—δO）；○—母山岩体（5—λπ，6—γπ，7—πγ）；▲—肖畈岩体（δ－γπ）
图3-28 大别山地区斑岩的（La/Sm）—La图解
（据特雷依尔，1975）
因此卢欣祥（1980,1982,1984）认为生成大别山地区的斑岩是下地壳的物质由于“A”型陆内俯冲作用发生部分熔融经分离结晶沿断裂所提供的通道上侵和就位的。由于华北地台发育的历史长，有古老的基底，地球化学元素异常特征又是比较富钼的（卢欣祥，1982），因此经过部分熔融作用生成的岩浆中，必然是富钼的，从而造成了斑岩钼矿比斑岩铜矿强大。所以，东秦岭和大别山地区的斑岩矿很具特色。
以上充分说明大别山地区的斑岩体具有相同的成因，并预示着熔出这些斑岩浆具有相同的深源，即可能是地壳中某一层位的部分熔融，生成了斑岩岩浆，当岩浆房形成之后则以结晶分异作用自基性向酸性方向的演化（如母山，花岗斑岩和石英斑岩所表示的一样）。这样，东秦岭—大别山地区的斑岩体的生成明显地经历了二个阶段，即地壳物质部分熔融和熔融之后的结晶分异（分离结晶）。这种二阶段模式的设想，作者1983年就曾经明确提出过。
三、矿床式——母山斑岩钼矿的特征
母山斑岩钼矿位于罗山涩港乡东1km处，矿床赋存于涩港－朱堂向斜核部东端的仰起处及与北东向九里关－涩港断裂的复合部位。围岩为中元古界龟山岩组片岩、变粒岩（图3-29）。
图3-29 罗山县涩港母山斑岩钼矿岩体及蚀变地质简图
1—白垩纪灰岩；2、3—震旦系信阳群龟山组；4—石英斑岩；5—花岗斑岩；6—似斑状花岗岩；7—花岗岩；8—强硅化带（石英核）；9—中心蚀变带；10—内部蚀变带；11—外部蚀变带；12—钻孔及编号
母山斑岩体系由似斑状花岗岩、花岗斑岩、石英斑岩等组成的酸性复式杂岩体，岩体南宽北窄，形如鸭梨。剖面为筒状，面积约1.5km2。花岗斑岩系母山的主侵入体，亦是主含矿体。岩石SiO2含量大于70%,K2O+Na2O=7.86%～9.27%,K2O/Na2O＞1。岩体酸度同钼元素为正消长关系，与铜元素则相反。
母山矿床热液蚀变很发育，主要有强硅化造成的石英核，钾长石化，硅化，石英绢云母化（水云母化）。青磐岩化（绿帘石－碳酸盐化）以及萤石化，石膏化，高岭土化等。这些蚀变具有明显的分带性，即以石英核为中心，向外依次为钾化—石英绢云母化—青磐岩化，属面式分带，前几种发育在岩体中，青磐岩化在围岩中。各种蚀变以钾化为最强，分布面积亦最大。
矿化主要为钼矿化，铜矿化微弱，钼矿平均品位0.042%。铜含量除个别样品外，均低于0.11%，一般为0.003%～0.1%，平均0.063%。有用金属矿物组成简单，主要为辉钼矿，其次有黄铁矿及少量黄铜矿、镜铁矿、方铅矿等。辉钼矿为鳞片状，片径1mm。并和黄铁矿及黄铜矿一起组成辉钼矿—黄铁矿—石英脉，或辉钼矿—黄铜矿—石英脉。矿脉宽1～3cm，个别宽达10cm。有时常见由辉钼矿或黄铁矿组成的单体矿物脉，但此时脉幅特别细，有时尚不及头发丝粗。矿化具分带现象，据原生晕测量结果，岩体中心为Mo、（Cu）异常，外侧为Cu、Pb、Zn等异常，微量元素有Mo、Cu、Pb、W、Cr、Ni、Co、Ba等，与典型的斑岩钼矿相同，Cu/Mo的比值小于10，在0.4～1.2之间，同典型的斑岩钼矿Cu/Mo比值小于10的规律相一致。
矿石主要为浸染状，其次为细脉浸染状及微细脉浸染状。
母山矿区热液蚀变和矿化有着极为密切的关系，根据蚀变种类、矿物组合，整个矿区热液蚀变可分成三个带，各蚀变带与矿化特点如下。
①中心蚀变－硅化带（即石英核）
分布于岩体中心花岗斑岩与石英斑岩的接触带附近，呈南北向分布。该带仅见有稀疏的黄铁矿浸染，无其他金属硫化物产出。
②内部蚀变带
分布于中心蚀变带之外侧及岩体的外接触带部分片岩中。呈环状绕中心蚀变带。该带包括钾化及石英绢云母化带，是母山矿区的主要矿化地段，已知的工业矿体均位于此带。金属矿物主要为辉钼矿、黄铁矿及少量黄铜矿、镜铁矿，局部有金。
③外部蚀变带
主要分布于围岩中。该带亦即青磐岩化带。带内可见铜金属的矿化现象，有铅锌矿点但构不成工业矿体。
母山矿区，热液蚀变中的钾长石化十分强烈，其他蚀变发育较弱。地球化学异常几乎构成一个完整的钼异常区，铜元素则成小型的孤岛或零星的小点。从岩石特征及金属硫化物的产出形式看。母山岩体剥蚀较深，似乎已近下部。目前钻孔在300m以下矿化已很微弱。
该带已评价的有肖畈、大银尖等矿点，而东端汤家坪岩体蚀变及矿化都很强烈。其他如张家店、夏〓等岩体地表都见矿化。张家店岩体是由中细粒黑云母花岗岩及花岗斑岩组成的复式岩体，钼矿化发育在岩体东南端的花岗斑岩之中，地表矿化明显，蚀变亦很强烈。汤家坪岩体几乎全部矿化，据原生晕分析结果，整个岩体平均含Mo0.06%左右，已达到工业要求，光谱分析Cu、Pb、Zn均为正常含量，未发现可供综合利用的其他伴生的有益组分。
根据中酸性小岩体的分布及控制条件，该带又可以分成涩港、千斤、汤家坪三个成矿段。三个成矿段是三个小岩体密集区，每个密集区均受大型的东西向构造和北东向构造交汇部位的联合控制。
根据矿化及地球化学特征等，本成矿亚系列又可分成二个次级的矿带，即①塔湾－亮山斑岩铜多金属矿带，②涩港－汤家坪斑岩钼（钨）矿带。前者居东偏北，后者位南偏西，矿化程度则是后者比前者强大得多。