湖南省桂东-汝城地区钨锡多金属矿床地质特征及找矿前景

黎传标

(湖南省湘南地质勘察院,湖南郴州 423000)

湖南省桂东-汝城地区钨锡多金属矿床地质特征及找矿前景

黎传标

(湖南省湘南地质勘察院,湖南郴州 423000)

桂东-汝城钨锡多金属成矿区是南岭有色、稀有金属成矿带的重要组成部分。近年来,该区找矿工作取得了明显进展,新发现了竹园里、上山、大岭背等一批具大型找矿前景的钨锡多金属矿产地,矿床类型多样。本文通过对区内成矿地质条件及矿床地质特征的研究,探讨了矿床成因,并分析了找矿前景,提出了找矿方向。

钨锡多金属矿床;燕山期花岗岩;矿床成因;找矿前景;桂东-汝城地区

桂东-汝城地区位于湖南省东南部,该区矿产资源丰富,是南岭有色、稀有金属成矿带的重要组成部分,矿种以W为主,其次为Sn、Bi、Cu、Pb、Zn、Ag、Au等,已发现大小矿床(点)百余处,除前人已探明的砖头坳钨矿、瑶岗仙钨矿、杨梅坑钨矿、界牌岭锡多金属矿等大型矿床外,国土资源大调查开展以来,又发现了竹园里、上山、大岭背等一批具大型矿床找矿前景的钨、铅、锌、银多金属矿产地,显示出该区仍具有较大的找矿潜力。本文在总结区域成矿地质条件和已知矿床特征的基础上,分析了区内钨锡多金属矿的找矿前景,以期为区内下一步找矿勘查指明方向和提供技术依据。

1 区域地质背景

桂东-汝城地区在大地构造上处于南岭EW向构造带中段北缘,诸广山SN向构造带与炎陵-汝城NE向构造带的复合部位。区内出露地层主要为震旦系-寒武系,其次为泥盆系-第三系(图 1)。其中震旦系-寒武系为一套厚度巨大的复理石砂、泥质岩系;泥盆系由滨海相碎屑及浅海相碳酸盐岩组成;侏罗系主要为一套滨海沼泽相陆源含煤碎屑沉积。与成矿有关的层位主要是寒武系上统炭湾组、泥盆系中统棋梓桥组及上统锡矿山组。

区内构造活动强烈,并具多期活动特点,加里东期形成NW向或近EW向基底构造格架;燕山期主要形成NNE、NE向条带褶皱及断裂构造。褶皱主要有彭公庙背斜和汝城向斜等,断裂主要有圳口断层、桂东-汝城断层(图1)。这两条断层分别属郴州-怀集大断裂和凭祥-南城大断裂的一部分。这些大断裂是区内的主要导矿构造,其旁侧的次级断层则为主要容矿构造。

区内岩浆岩分布较广,岩石类型较复杂,以酸性岩为主,局部有中酸性-基性岩出露(图1)。形成时代从加里东期至燕山晚期,尤其是燕山期岩浆活动特别强烈,且与成矿关系最为密切,出露岩体主要为诸广山(南体)、九峰岩体,分别位于研究区东部和东南部。

该区重力异常低值区主要位于北东部八面山-许家山、东南部益将一带;剩余重力异常呈正负相伴的串珠状NE向展布,其分布与区内花岗岩体的分布基本吻合,并有数处呈舌状延伸(如许家山以南、杨梅坑南西及濠头南西等),反映出岩体在深部的隆起方向。区内航磁△T异常总体特征是由SE向NW逐渐减弱,高磁区主要位于白云仙、濠头、许家山、杨梅坑、雷公仙等地,异常多为浑圆状,异常中心突出,均伴有负值;异常带主要呈NE向分布,与剩余重力负异常带相吻合。现有资料表明,区内沉积岩和正常花岗岩一般不具磁性,变质岩系或蚀变花岗岩中含磁铁矿或磁黄铁矿,具弱-中等磁性,而各类变质和蚀变作用都与岩浆活动有关,且严格受构造控制并常伴有钨、锡、钼、铜、铅、锌、锑、砷等内生矿床产出。因此,局部航磁异常带的分布范围是区内寻找钨锡多金属矿床的有利地段。区内W、Ag、Pb、Zn、Cu、As水系沉积物异常沿岩体接触带和构造带分布,多呈NNE和NE向展布,总体特征是异常分布面积大(30～200 km2)、强度高、浓集中心明显、相关元素套合较好。

2 成矿花岗岩地质特征

2.1 岩体地质特征

九峰岩体和诸广山(南体)岩体均为燕山早期多阶段侵入的复式岩体(图1),分别归属三江口超单元和广南超单元[1]。九峰岩体位于研究区南部,代表性侵入体有介头、杉树排、道士仙、岩前、小桓等;诸广山岩体(南体)位于研究区东部,代表性侵入体有小江、下螺形、赤水仙、墨烟瑶、青洞等。岩性主要为二长花岗岩,少数为钾长花岗岩,早次单元中见有花岗闪长岩,晚次单元中则见有钠长石化强烈的碱长花岗岩产出(细粒白云母花岗岩)。此外,在彭公庙岩体南部有燕山晚期花岗斑岩、石英斑岩等小型岩脉分布。

2.2 地球化学特征

区内燕山期花岗岩岩石化学成分列于表1。从表1可以看出,区内花岗岩酸碱程度很高,表现为富硅(SiO2=73.42～75.70%,小桓单元花岗闪长岩除外)和碱(Na2O+K2O>8.00%,小桓单元花岗闪长岩略低),高钾(K2O=4.65～5.56%),贫Fe2O3、FeO、MgO等基性组分。含铝指数A/CNK为1.00～1.20,里特曼指数δ为1.97～2.62,属过铝质钙碱性系列。这些岩石化学特征与邻区锡田[2]、大义山[3]成矿花岗岩相类似。

岩石稀土元素总量变化于333～73×10-6之间,自早次单元至晚次单元渐减;δEu值0.48～0.04,晚次单元δEu值特别小;ΣCe/ΣY比值总体较小,变化于2.2～1.06,表明花岗岩重稀土含量较高。花岗岩含F较高,特别是晚次单元含量更高;花岗岩中W、Sn、Mo、Bi、Be、Pb等成矿元素含量较高,一般高于维氏值数倍至数十倍,其中晚次小江单元含Sn最高,W等次之。全岩Sr初始值均较高,变化于0.7115～0.7246之间;全岩δ18O值>10.0×10-3,最高达14.0×10-3以上[1]。

表1 桂东-汝城地区花岗岩岩石化学成分Table 1 Analysis results of lithchemical composition of gran ites in Guidong-Rucheng area wB/10-2

2.3 花岗岩成因

区内燕山期花岗岩的主要岩石类型为斑状二长花岗岩,暗色矿物以黑云母类为主,很少或未见角闪石,副矿物组合为钛铁矿-磷灰石-独居石-锆石,各侵入体中都有继承性锆石存在;岩石化学成分中SiO2和K2O的含量高,钛、铁、镁、钙等氧化物含量低,Na2O3/K2O比值均<1,分异指数D I都在80以上;岩石中Sn、Li、Rb、Nb、Ta、Be等微量元素含量高,Cr、Ni、Co、V、Sr等含量低;稀土元素总量较高,δEu值均<0.5;Sr初始值>0.710,全岩δ18O值>10.0×10-3;黑云母为低镁型,Mg/(Mg+ Fe3++Fe2+)比值<0.5[1]①湖南省地质矿产局,1:5万东县幅、沙田圩幅区域地质调查报告,1989.。根据上述地球化学特征,研究区内燕山期成矿花岗岩源区物质应以壳源物质为主,成因类型属“壳源型”或“S型”,可能是基底物质部分熔融形成的花岗质岩浆经多次侵位、冷凝结晶形成。

3 矿床地质特征

桂东-汝城钨锡多金属成矿区是南岭有色、稀有金属成矿带的重要组成部分,作为本区优势矿种的钨锡矿床,多分布在花岗岩体中及其内外接触带,其成因与岩浆活动密切相关。区内矿床(点)往往成群成带分布,构成白云仙、大塘、彭公庙等几个矿化集中区。

3.1 白云仙矿化集中区

白云仙矿化集中区位于九峰岩体北部内外接触带,横跨湘、粤两省。已知有砖头坳、小垣、上山、大岭背钨矿等矿床(点)20多处,其中上山、大岭背钨矿为国土资源大调查以来新发现的具大型矿床找矿潜力的矿产地。

3.1.1 砖头坳钨矿床

砖头坳钨矿床位于汝城县城西南方向直距32 km处。矿区现已发现矽卡岩型、石英脉型及蚀变花岗岩型三种不同类型的钨矿体,以矽卡岩型最为重要。此外,还发现有受断裂破碎带控制的银铅锌矿体。

矽卡岩型钨矿带地表露头形态似弦月,走向NE,长1.2 km以上,宽70～150 m,最宽达400 m。钨矿体赋存于接触带及接触带附近的层间矽卡岩中(图2)。自泥盆系棋梓桥组与岩体接触底界向上,可分为4层矿体,矿体间相距数米至30余米,一般10 m±,呈似层状、透镜状及豆荚状产出,倾向310～350°,倾角21～42°,走向长250～1 100 m,斜长250～490 m,厚0.39～41.72 m (平均1.31～13.05 m)。矿石品位WO30.432～3.2%(平均0.615%),Sn 0.1～0.18%(平均0.111%)。目前仅控制矿带中段,已达大型规模,但矿带南北两端延伸仍未控制,故该区尚有较大找矿远景。

图2 砖头坳矿区矽卡岩型白钨矿剖面示意图Fig.2 Profile section of skarn-type tungsten deposit in the Zhuantouao mineralized area

3.1.2 上山钨锡多金属矿床

上山钨锡多金属矿点位于汝城县西南33 km处。矿体产于九峰山岩体内外接触带,以钨矿为主,见有四种矿化类型:矽卡岩型、构造破碎带蚀变岩型、石英脉型及蚀变花岗岩型。

矽卡岩型白钨矿体:位于白云仙矿田东部石井背、银子坪等地,矿体呈似层状不规则分布于九峰岩体接触带,矿体长280～460 m,厚1.5～14.3 m,含WO30.125～1.345%。

构造破碎带蚀变岩型白钨矿体:位于白云仙矿田以西,矿体产于九峰山岩体及震旦纪地层中,受NE向断裂破碎带控制,地表破碎带宽度在2～5 m。现已控制矿脉长1 450 m,走向N45～55° E,倾向NW,倾角65～80°,含WO30.211～1.185%。

石英脉型黑钨矿体:成群分布于九峰岩体中,共发现矿(化)脉十余条,脉体长100～200 m,宽0.1～0.4 m,含WO30.146～0.793%。

蚀变花岗岩型黑钨矿体:位于白云仙矿田以西杨东山一带,矿体产于九峰岩体内的细粒白云母花岗岩中,在沿含钨石英脉两侧1～5 m的范围内见有分布不均匀强弱不等的云英岩化,云英岩化多呈团块状分布。目前已控制矿化分布范围大约为长100～150 m、宽50～100 m,品位WO33.648%, Mo 0.113%,Bi 0.035%。

此外,在白云仙矿田以西下山一带见有构造破碎带蚀变岩型锡矿体,矿体产于九峰岩体中-细粒黑云母花岗岩中。目前已发现三条含锡断裂破碎蚀变岩矿带,走向NWW-NW,倾角63～84°,现已控制长200 m±,宽2.0～6.5 m,Sn品位0.062～0.571%。

初步估算,该矿区WO3资源量可达5×104t以上。

3.1.3 大岭背钨矿

位于汝城县城南西方向25 km小垣镇境内。目前区内已发现3条含矿构造破碎蚀变带,均产于花岗岩体内,其中Ⅰ、Ⅱ号含钨构造破碎蚀变带具有一定规模。Ⅰ号含钨构造蚀变带长2 800 m,宽20～80 m,中段较宽,东、西段较窄,蚀变带中充填有较多的石英脉,脉幅一般为10～20 cm,最宽1.7 m,脉间距一般为0.5 m±。钨矿体形态以脉状为主,次为透镜状,矿体厚2～8 m。据初步采样分析,矿体中含WO3为0.791%;Ⅱ号含钨构造蚀破碎变带西段走向近EW,往东逐渐转为NEE,倾向S -SSE,倾角80～87°,长2 500 m,宽10～40 m,蚀变带中也充填有较多的石英脉,脉幅一般为10～30 cm,脉间距一般为0.5～1.0 m,矿体形态亦以脉状为主,次为透镜状,含WO3最高品位为7.116%,局部地段含锡也较高,达0.640～1.144%。初步估算,WO3资源量可达5～8×104t。

3.2 大塘矿化集中区

大塘矿化集中区位于诸广山岩体西侧,桂东县流源至汝城濠头一带。主要有竹园里、许家山、东水、流源、五里坳、横水垄等钨、锡、铅锌矿床(点),其中竹园里钨多金属矿是新发现的具大型矿床找矿前景的钨铋多金属矿床。

竹园里钨铋多金属矿床位于桂东县城南部。矿脉赋存于二长花岗岩中,受NE向断裂控制。已发现走向长约3 km、宽约1.5 km,呈NE向展布的钨铋矿化带,矿脉密集成群成带分布。目前已圈出15条平行矿脉,矿脉走向NE,倾向SE,倾角60～80°,单脉长300～2 800 m,厚0.6～5.50 m,局部地段>5.50 m(部分工程未采穿)。矿石中金属矿物以黑钨矿、辉铋矿为主,伴有白钨矿、黄铜矿等,非金属矿物有石英、长石、绢云母、萤石等。采样分析,WO3含量0.15～6.681%,一般为1～2%;Bi含量0.01～0.709%,一般0.2%±。经初步估算,WO3资源量在10×104t以上。

3.3 彭公庙矿化集中区

位于彭公庙岩体南部外接触带,区内已有杨梅坑钨矿、圳口钨矿等矿床。

图3 资兴县杨梅坑钨矿5线剖面图Fig.3 No.5 line geological section of the Yangmeikeng tungsten deposit

杨梅坑钨矿床位于资兴市东约40 km处。区内已发现层间破碎带型和石英脉型两种类型的白钨矿矿体。层间破碎带型白钨矿矿体受特定的层位和岩性控制,产于寒武系下组浅变质砂岩中的石英岩和含砂质绢云母板岩夹层中(图4)。主要含矿层有三层,Ⅰ含矿层为石英岩,Ⅱ、Ⅲ含矿层为绢云母板岩。该区现圈定大小矿体6个,其中Ⅰ含矿层2个,Ⅱ含矿层3个,Ⅲ含矿层1个。矿体呈似层状或扁豆状,走向NNW-SN向,沿走向长110～650 m,厚5.09～8.40 m,单样WO3品位最高达2.044%,工程平均品位0.109～0.988%。

石英脉型白钨矿体主要产于寒武系下组变质砂岩和板岩中,共发现大小石英脉上百条,大致可分为东、西两带。东带分布于梁家山东侧,走向延长约1 200 m,宽50～200 m,北宽南窄,单脉走向主要为NNE-SS W,往往由走向NNE和NW两组倾向相反的石英脉在平面上互相共轭呈“X”形,以NNE向为主;单脉长150～930 m,脉幅0.05～1.05 m,含脉密度0.27条/m;单样WO3品位最高4.360%,平均0.154～0.629%。西带位于将军洞以西至下杨梅坑一带,沿走向长1 200 m,宽约200 m,由倾向NWW、倾角41～60°和倾向NE、倾角46～77°两组组成;单脉长100～400 m,脉幅0.02～0.83 m;单样WO3品位最高4.390%,平均0.090～0.388%。在东西两带的中间过渡带亦有为数不少呈NW-SE走向的细小短脉分布。

4 矿床成因

4.1 矿床成因类型及特征

根据主导控矿因素及矿化蚀变特征,可将区内钨锡多金属矿床划分为矽卡岩型、构造破碎带蚀变岩型、石英脉型、蚀变花岗岩型和层控破碎带型等五种主要类型。

4.1.1 矽卡岩型

矽卡岩型矿床见于九峰岩体与泥盆系棋梓桥组碳酸盐岩的接触带及接触带附近的层间矽卡岩中,典型矿床有砖头坳、塘丘等,与燕山早期花岗岩有关。矿体呈似层状、透镜状及豆荚状产出。矿石结构为交代残余结构、包含变晶结构、自形-半自形晶结构,构造为浸染状构造、细脉浸染状构造。矿石矿物主要为白钨矿,次有锡石、黑钨矿、方铅矿等;脉石矿物主要为石榴石与透辉石,次为石英、方解石、透闪石、白云石、绢云母。

4.1.2 构造破碎带蚀变岩型

构造破碎带蚀变岩型矿床产于燕山早期花岗岩体内部及岩体附近的震旦纪地层中,受NE向区域性断裂及其次级断裂构造控制。矿体呈脉状、透镜状。矿石具半自形晶、交代残余结构,浸染状、网脉状、块状构造。矿石中金属矿物以黑钨矿、辉铋矿为主,伴有白钨矿、黄铜矿等;非金属矿物有石英、长石、绢云母、萤石等。围岩蚀变主要有硅化、云英岩化、绢云母化。

4.1.3 石英脉型

该类型矿床是本区分布最广泛的一种矿化类型,在大多数矿床中都有该类型矿体产出。典型矿床有白云仙矿化集中区的上山钨锡多金属矿和大围山钨矿、彭公庙矿化集中区的杨梅坑钨矿,前者与燕山早期花岗岩有关,后者与燕山晚期花岗岩有关。矿石矿物主要是白钨矿(杨梅坑)或黑钨矿(上山),次为黄铜矿、铁闪锌矿、磁黄铁矿、黄铁矿;脉石矿物主要是石英,次为斜长石、白云母、绢云母、绿泥石、方解石。

4.1.4 蚀变花岗岩型

见于白云仙矿化集中区的上山及小垣矿区,含矿岩体为云英岩化细粒白云母花岗岩。矿石中金属矿物主要有白钨矿、黑钨矿、辉铋矿、辉钼矿,其次有黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿、毒砂、锡石等,次生金属矿物有自然铋和斑铜矿,大多数金属矿物呈半自形晶粒或连生晶产出。非金属矿物主要有石英、长石和白云母,其次有萤石、黄玉、石榴石、方解石等。矿石中普遍出现交代结构,具块状和浸染状构造。围岩蚀变主要有硅化、黄铁矿化,其次为矽卡岩化、大理岩化、绿泥石化和叶腊石化。

4.1.5 层间破碎带型

见于彭公庙矿化集中区的杨梅坑钨矿区,矿化与特定的层位和岩性有关,产于寒武系下组浅变质砂岩中的石英岩和含砂质绢云母板岩夹层中。矿石矿物较简单,主要是白钨矿,其次为磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿、铁闪锌矿,均呈它形晶不规则粒状,呈浸染状分布于石英岩和含砂质绢云母板岩中。围岩蚀变主要有角岩化、次有硅化、绢云母化。

4.3 矿床成因讨论

根据区域地质特征及矿床分布情况,研究区钨多金属矿床成矿时代可分为燕山早期和燕山晚期,且都与同期花岗岩关系密切。岩石学及地球化学特征表明,区内岩浆起源于地壳物质的重熔,而且花岗岩的分异演化程度很高,并富含W、Sn、Bi等成矿元素。

桂东-汝城地区燕山期花岗岩具有高硅、富碱、富挥发份之特点,表明其已具备产生液态分离作用的条件,由于岩浆中分异出的富含挥发份的流体能有效富集钨、锡等成矿元素[4],因此花岗岩浆的分异作用是区内锡多金属矿富集成矿的重要原因。岩浆侵位到浅部后,岩浆及富含成矿物质热流体的上侵受构造及裂隙的制约,如果在岩体顶部受盖层的阻挡具有较好的圈闭条件时,富含成矿物质、碱质及SiO2的流体富集在岩体顶部,在缓慢冷凝过程中,由于流体中碱质及SiO2的进一步富集,对较早形成的岩石进行交代,发生钠长石化、云英岩化,从而形成壳层状、透镜状和团块状蚀变岩型或云英岩型矿床,这类矿床是在熔体-流体共存体系中形成的,属于岩浆-热液过渡型矿床[5～6]。如果上覆围岩地层破碎带发育,圈闭条件较差时,围岩蚀变及矿化受围岩性质影响。当围岩为碳酸盐岩时,由于渗漏条件较好,热液中的碱质及SiO2将与围岩发生化学反应,使围岩发生矽卡岩化,并形成矽卡岩型矿床。当围岩为碎屑岩或花岗质岩石时,含矿热液沿构造裂隙向上和向裂隙带四周移动,并对围岩进行交代,发生萤石化、锂云母化、硅化等,但流体与围岩反应相对较弱,此时温度下降是成矿物质沉淀的主要原因,主要形成脉状矿体;而含矿热液沿层间软弱破碎带迁移交代时,则形成似层状矿体。

5 找矿前景分析

5.1 白云仙矿化集中区

在该区新发现上山钨矿、大岭背钨矿,显示出该区仍有较大找矿潜力。同时,已发现的矿床主要位于近等轴状化探异常区内,而SN向异常带内小型钨矿床、矿点与异常强度和规模不匹配,据重力推断,九峰岩体北缘分布有隐伏岩体,因此,SN向异常带内具有寻找隐伏岩体型钨(锡)矿床的可能。主攻矿床类型以岩体型和破碎带蚀变岩型为主,兼顾矽卡岩型和石英脉型。

5.2 大塘矿化集中区

桂东-汝城地区钨多金属矿与燕山早期第二阶段及燕山晚期花岗岩有关,而本矿集区内燕山早期第二阶段花岗岩分布较广,尤其是流源-竹园里一带岩体中的NE、NNE向断裂、裂隙和破碎带等赋矿构造发育,成矿地质条件极为有利,而且钨锡化探异常显著,相互重叠好,异常元素峰值高(达Ⅲ级),浓集中心明显,主要分布在燕山早期中细粒二云母花岗岩小岩体出露部位。同时,新发现的竹园里钨铋多金属矿工作程度仍很低,矿床类型有构造蚀变带型、蚀变岩体型、石英脉型等多种,在该地段有望进一步扩大找矿成果。

5.3 彭公庙矿化集中区

据现有资料分析,该区规模较大的Ⅱ-1矿体南北两端均被断层所切,在断层的另一侧均有延伸与延展的可能;该区为一开阔背斜构造,背斜东翼寒武系下组上段岩层是断层的下降盘,地表仅出露顶部岩层,深部类似西翼的含矿层可能存在;寒武系下组岩层在矿区南部出露面积较大,且位于高磁异常区,深部可能存在隐伏蚀变岩体,因此,在该区寻找类似矿床是大有潜力的。

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Geological Characteristics and Prospect ing Potent ial of Tungsten-t in Polymetallic Deposits in Guidong-Rucheng Area,Hunan Prov ince

LI Chuan-biao
(Xiangnan Geological Prospecting Courtyard,Chengzhou42300,Hunan,China)

The Guidong-Rucheng tungsten-tin polymetallic metallogenic region is an important part of Nanling nonferrous and rare metalmetallogenic province.A set of deposits,such as Zhuyuanli,Shangshan and Dalingbei,are newly found which indicates a great prospecting potential in this area.Based on study of regional metallogenetic conditions and geological characteristics of those deposits,genesis of the ore-fields are in-depth discussed,and the further prospecting direction is provided by our theoretical and practicalworks.

tungsten-tin polymetallic deposits;Yanshanian granite;genesis of deposit;prospecting potential;Guidong-Rucheng area

P618.67;618.4

A

1007-3701(2010)02-0008-07

2009-09-16

国土资源大调查资源评价项目(1212010781074).

黎传标(1963-),男,高级工程师,长期从事矿产资源调查工作.E-mail:chbLi2007@163.com