江西赣县钨矿床成矿地质特征及成矿预测
2011-12-31梁景时
丁 勇,梁景时
(1.江西应用技术职业学院,江西 赣州 341000;2.江西省地质矿产勘查开发局 赣南地质调查大队,江西 赣州 341000)
赣县地处驰名中外的赣南钨锡成矿区于山钨成矿带的中部,成矿地质环境优越,矿床种类多样,物化探异常明显,找矿信息丰富,钨矿资源潜力大。
1 成矿地质背景
赣南地区位于欧亚大陆板块与滨西太平洋板块消减带的内侧华夏板块中,横跨武夷、罗霄两块体的交接带部位,即武夷隆起西侧,罗霄褶皱带中部(图1)。从东往西分为三个规模巨大的北东—北北东向构造岩浆岩带,与构造岩浆岩带相对应的钨成矿带是武夷山成矿带、于山成矿带、诸广山(赣江)成矿带。纵贯赣南中部的于山成矿带,从北往南圈出兴国—宁都远景区、于都—赣县远景区、定南—全南远景区[2]。
图1 赣县大地构造位置图[1]
赣县位于赣南中部,地处罗霄褶皱带东南部、于山成矿带的中部,于都—赣县远景区的西部,是赣南重要的钨锡矿产地之一。该区钨成矿受特定的地层、构造及岩浆岩等成矿地质条件所控制。
1.1 地层条件
赣县区内除缺失三叠系、志留系及奥陶系地层外,各时代地层均有分布。研究表明,在该区各时代地层中的含钨丰度较高(普遍高于地壳中钨的平均含量),其中尤以前震旦系、寒武系和泥盆系等层位的含钨丰度最高,为该区钨锡矿床的形成提供了丰富的矿质来源。
同时,区内各地层对钨矿床的控制还反映在岩性特征方面,包括化学成分、物理性质、岩层产状等。
碎屑岩类岩石:此类岩石分布十分广泛,并主要为孔隙度小的变余中细粒砂岩,局部夹板岩。因其脆性大而裂隙发育、化学性质不活泼而不利于交代,是区内热液充填石英脉型黑钨矿床的最有利赋矿围岩。
泥硅质岩类岩石:由于可塑性强、破裂性差、化学性质不活泼,不利于成矿。但由于其渗透性差,能阻止矿液的流通,对矿床的形成具有良好的封闭作用,限制了矿液的扩散,使成矿物质在局部富集成矿,是岩体内接触带石英脉型钨矿床形成的有利围岩。
碳酸盐类岩石:有利于含钨热液进行渗滤交代,是形成接触交代夕卡岩型白钨矿床的必备围岩条件,其产状及与侵入体的接触面关系决定夕卡岩白钨矿床的产状及矿化的集中部位。
1.2 构造条件
该区构造变形强烈,褶皱断裂发育,长期多阶段构造演化形成了各具特色的加里东、海西—印支、燕山构造层。每个构造层均有独特的沉积建造、岩浆活动、构造变形及复杂多样的组合形式,构造层之间表现为区域性的角度不整合。
(1)褶皱构造:区内褶皱以发育于基底地层中的倒转背斜为主,如田村—江口背斜、小坪—韩坊背斜。总体组合成近南北走向,枢纽波状起伏,往东西方向拓展成复式背斜。
(2)断裂构造:区内断裂构造主要以北北东向及北北西向断裂为主,还发育次级配套构造,东西向、北东及近南北向断裂,其中北北东向断裂与北西向断裂构造复合部位控制着区内加里东期及燕山期岩浆岩的侵入与定位,为该区钨、锡多金属矿的形成创造了良好的条件。
①北北东向断裂:主要为加里东—燕山期形成的区域性断裂、几乎密布于整个区域,较大的有田村—储潭,五云—湖江,大田—大埠,上留田—垄下等,该组断裂具有多期活动特征,区内加里东、燕山期花岗岩体明显受该组断裂控制。
②北北西向断裂:北北西向断裂为北北东向断裂的配套构造,较大的有赖坑—半径,北北西向断裂和北北东向断裂,在燕山期,均有过多次反复的活动,形成了广泛、形式多样的复合构造,以及其他方向的次级配套构造,与该区成矿岩体及钨锡多金属矿床的形成关系极为密切。
区内钨矿床明显受北东向构造与东西向构造复合部位控制,叠加北东向、北西向、近南北向构造,构造控岩控矿作用十分明显(图2)。
图2 北东向、东西向构造复合控制矿床(点)分布示意图
1.3 岩浆岩条件
赣县地区岩浆岩分布广泛,有大小岩体数十个,为多期、多阶段岩浆活动所形成的复式岩体,还发育隐伏花岗岩带,总分布面积约占全区面积的二分之一。主要有加里东期、海西-印支期及燕山期侵入体;其中以燕山期岩浆活动最为强烈、频繁,如大埠岩体、清溪岩体、弹前岩体及韩坊岩体,为该区钨、锡多金属矿床的成矿母岩,并具有利于钨、锡多金属成矿的如下特征:
(1)石英含量较高,一般30%~40%;钾长石通常高于斜长石,以微斜长石及微斜条纹长石为主,斜长石以更钠长石和更长石为主;暗色矿物以黑云母居多;副矿物常有磁铁矿、锆石、磷灰石、独居石、萤石、硅铍钇矿、绿帘石、锡石、黑钨矿等。
(2)SiO2多在73%以上;碱值常大于8%,且K2O>Na2O;Al2O3>K2O+Na2O+CaO,并富含以F为主的挥发成分。
(3)W、Sn、Cu、Pb、Zn、Ag等成矿元素丰度值较高。
(4)Sr、Ba、Zr含量偏低。
燕山期岩浆活动主要分早、晚两期,其早期主要为酸性岩浆侵入活动,间有少量基性岩浆侵入,晚期为中深成—浅成相酸性和超基性侵入岩,偶见碱性岩。其间尤以燕山早期矿化强度为高,成矿作用突出。
2 成矿特征
2.1 矿床类型
赣县钨矿床类型主要为高温热液石英脉型(如长坑、东埠头、白石山);其次为夕卡岩型(如黄婆地、猪栏门)。
石英脉型为该区的主要矿床类型。矿床具脉动成矿特征,有利围岩为碎屑岩类。矿体主要由含钨石英脉构成,常围绕燕山期成矿岩体的内、外接触带成群成带产出,形成并列延伸、雁行式、菱形格状等各种组合形式。有用矿物呈块状、浸染状分布于石英脉中,或呈脉状沿石英脉壁充填,矿物自形程度高。黑钨矿、锡石、辉钼矿、辉铋矿、黄铜矿、黄铁矿、方铅矿、闪铅矿等是最基本的矿石矿物,石英、铁锂云母、白云母、长石、方解石、萤石是最基本的脉石矿物。垂向上常有上锡下钨再铜铅锌银的逆向分带。蚀变带内为云英岩化、硅化、钾化,外带为铁锂云母化、绢云母化、硅化。
夕卡岩型矿床主要围岩是石炭系、二叠系等含钙地层,成矿作用是燕山早期至晚期花岗岩类侵入于上述地层中形成接触交代夕卡岩,伴随钨锡多金属矿化。成矿热液先沿接触带、层理、层间破碎带交代钙质岩石,形成无水夕卡岩、含水夕卡岩,再形成锡石、白钨矿化,铅锌铜银矿化。矿体呈似层状、透镜状、囊包状、不规则状,成矿作用明显具多阶段性,并形成顺向分带。主要矿物组合:白钨矿、锡石、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、黄铁矿、夕卡岩矿物等。
2.2 成矿规律
(1)矿床(点)的形成与燕山早期花岗岩体密切相关,根据已测成矿岩体同位素年龄为130~160Ma之间[3],依据近期测定长坑钨矿、洋西坑钼矿成矿年龄为156.09~158.1Ma,形成时代为晚侏罗世,属燕山早期第三次侵入产物。
(2)矿床(点)在空间分布上与成矿岩体形影相随,一般产于成矿岩体内或围绕成矿岩体2 000m之内外接触带围岩中,且与岩体的形态有关。
(3)该区矿床(点)明显受于东西向、北北东向构造—岩浆岩带控制,两带交汇处是矿化的集中区,脉状钨矿床(点)成群成带分布,多产于岩体及岩体接触带及其附近的深大断裂旁侧。
(4)石英脉型钨矿床(点),具有明显的分带性,一般常具“三层楼”的分带规律及“五层楼”分带模式。夕卡岩型钨矿产于岩体接触带附近及石炭系上统(马平组)等钙质地层中。
2.3 成矿模式
根据赣县地区成矿地质背景、成矿特征和成矿规律,初步建立区内钨矿成矿模式(图3)。该模式与赣南区域性钨矿床的综合性“多位一体”成矿模式基本一致,即是以成矿花岗岩为中心,因构造、围岩、物理化学条件的差异,形成的不同部位、不同类型而具有一定空间配置关系和成生联系的钨矿床成矿体系[4-5]。
图3 赣县地区钨矿成矿模式图
3 成矿预测
3.1 预测要素
在根据赣县地区地质、矿产、物探、化探、遥感等有关资料,以及对代表性矿床的综合分析的基础上,确定该区钨矿预测区预测要素,建立找矿预测模型,为划分预测区提供依据。预测要素见表1。
表1 江西赣县地区钨矿预测区预测要素一览表
3.2 找矿预测模型
一边缘:指深部块体边缘或块体与块体之间过渡带,而赣县正处于武夷与罗霄块体之间的接触边缘,预示其是重要的找矿区域。
二岩浆岩带:构造、岩浆岩、矿化带往往是三位一体。产于深断裂带、隆起—拗陷交替带新发育的中生代酸性岩浆岩,是钨矿床的找矿标志;蚀变矿化分带,是找矿的直接标志。
三区:构造复合区、有利赋矿地层区、花岗岩穹区。两组主干构造或主干构造与次级构造交切部位,是矿田(床)定位的构造标志;隐伏、半隐伏岩体的岩突、岩脊,特别是与断裂构造的复合,以及配套的蚀变是预测隐伏矿体的标志。
四矿化信息:异常和矿化点。环形影像与线性影像及其交汇部位是找矿的遥感影像标志;区域重力场密集梯度带及其交叉部位,局部重力(低)异常分布区是矿化存在的地球物理标志;较大规模和高强度的成矿元素组合异常以及钨矿重砂异常是寻找钨矿床的重要标志;而矿化点、矿化标志带则是直接标志。
3.3 成矿信息及预测靶区
目前,赣县地区共有钨矿床(点)65处,1:20万钨异常7个,分布于大埠岩体、清溪岩体、韩坊岩体内外接触带,其主要集中于大埠岩体内及接触带附近(图4)。
图4 江西省赣县钨矿床(点)分布及钨地球化学异常图
在全面系统的调查研究的基础上,该区共划分12个钨预测区,其中大埠岩体周边10个,石芫地区1个,韩坊1个。在圈定12个钨预测区中,圈定出最具找矿潜力预测区5个。
4 结语
通过系统分析研究赣县地区成矿地质条件、钨矿地质特征及成矿规律,运用体现成矿规律内涵的预测技术,优选出找矿靶区;将找矿方向确定为围绕北东向构造与东西向构造的交合部位或隐伏成矿花岗岩侵入体的凸起部位,矿化异常浓集区、矿点分布密集的长坑外围的草坪嶂、樟子脑、庵前滩外围及黄婆地周边等处,开展以石英脉型为主,兼顾夕卡岩型矿床的找寻。目前在圈定5个最具找矿潜力预测区当中,已通过2011— 2013年《江西赣县罗仙岽—龙潭下钨矿远景调查》立项设计。同时,相关成果已为地方部门对县内钨矿资源的合理规划及开发起到参考作用。
[1]徐达忠,薛振华,饶明辉.武夷山及其邻区变质基底与构造格局[M].北京:地质出版社,1995,3-21.
[2]王登红,陈毓川,陈郑辉,等.南岭地区矿产资源形势分析和找矿方向研究[J].地质学报,2007(7):8-21.
[3]周 亮.武夷山西坡含锡花岗岩及其成矿控制作用[J].江西地质,1999,(1):36-39.
[4]杨明桂,曾载淋,赖志坚,等.江西钨矿床“多位一体”模式与成矿热动力过程[J].地质力学学报,2008,14(3):241.
[5]曾载淋,朱祥培,许建祥.赣南钨矿资源状况与资源远景展望[J].中国钨业,2007,22(6):16-18.