广东省紫金县钼多金属矿床控矿因素分析及找矿方法探讨

2013-10-10苏承建

东华理工大学学报(自然科学版) 2013年1期

苏承建

(广东省核工业地质局二九三大队，广东广州 510800)

紫金县位于粤东地区，矿产资源丰富，种类众多，具有良好的成矿条件。矿床是成矿物质在一定地质条件下的产物，分析成矿时间和空间规律，对预测和评价矿床十分重要。紫金县加里东运动结果地槽封闭，印支运动形成大小不等的断陷凹地。在宝山拗陷区中上石炭统灰岩中沉积了赤铁矿-菱铁矿矿源层。晚三叠世-早侏罗世由于燕山运动出现了地洼盆地。到中、晚侏罗世-白垩纪由于地洼区剧烈活动，伴随多期次岩浆侵入和喷出，活动范围广、成矿物质多、成矿作用强烈。紫金县绝大多数金属矿床集中在燕山第一期至第三期，是本县最重要的成矿时代。当然，成矿现象是地质长期演化、多种因素综合作用的结果，要认识成矿演化的多旋回性和继承性。紫金县位于中、新生代逐渐隆起的地洼型山间盆地。岩浆活动受新型盆地形状和分布控制。表现在岩浆岩建造、成矿系列上反映出地洼区华夏式建造特点，区域构造方向呈北东向为主的成群成组雁列式形态。

研究区属于紫金县重要的多金属成矿带，成矿地质条件优越，地质工作程度低，已发现众多矿点及钨钼异常点，说明本区存在比较好的成矿潜力和找矿远景。本文从控矿构造、岩浆演化、区域地球化学特征及含矿地层等方面对矿区的成矿潜力进行了探讨。

1 区域地质

研究区位于永梅-惠阳拗陷(Ⅲ6)(郭锐等，2008)和紫金-惠阳凹陷褶皱带(Ⅳ9)(孙杰等，2007)的接壤处，距河源大断裂直距约55 km处。

前人研究表明，两个不同构造区(如隆起区与拗陷区)的接壤过渡地带和深大断裂带内外某些次级断裂的交汇或弯曲部位，是形成钼矿床或其他金属矿床的重要构造部位(刘连捷等，1985)。

区域上出露的地层主要有:三叠系上统艮口群(T3gj)(郭福祥，1998)、侏罗系下统金鸡组(J1j)(刘凯等，2009)、侏罗系中统漳平群(J2zh)(肖振宇，2001)、第四系冲洪积层(Q4al)。出露于矿区南东部到九树镇一带，属竹子崠岩体的一部分，主要岩性为中-粗粒(斑状)黑云母花岗岩及燕山第三期二长花岗斑岩该区岩浆活动以燕山期最为剧烈，岩体侵位由低到高，岩体规模由大到小，岩体形态从岩基到岩株，岩石多属花岗岩类。

矿区及附近的侏罗系地层(J1j，J2zh)的主要倾向为北西西，局部倾向南东，倾角一般为40°～60°，属于局部挠曲的单斜地层。断裂构造主要有北东向、北西向及近南北向三组(图1)。

图1 广东省紫金县钼多金属区域地质图Fig.1 The regional geologic map of molybdenum polymetallic in Zijin county of Guangdong province

2 矿区地质

矿区出露的地层主要有侏罗系下统金鸡组(J1j)及侏罗系中统漳平群(J2zh)的长石石英砂岩、凝灰质细砂、粉砂岩。矿区内褶皱构造不发育，出露的侏罗系地层总体倾向北西西，局部挠曲的单斜地层。断裂构造不发育。在竹子崠岩体的外接带，见有一定规模的断裂构造，按断裂走向大致可分为北东、北东东、北西、及近南北向四组。

2.1 矿化特征

2.1.1 次生晕特征

各元素的底数，均方差等变化特征:在矿区范围内沿花岗岩两侧进行了2.05 km2(1∶10 000)次生晕测量，对样品进行金、银、铅、锌、钨、钼、铜、砷、铋、锑的分析。根据分析结果，计算各元素的底数，均方差，确定偏高、增高、异常晕值和异常点值等。计算结果列于表1。

结果表明，土壤中的金、铜、砷元素的平均值含量远低于克拉克值，它们的5倍平均值均低于地壳平均含量。故推测研究区很难形成与金、铜、砷相关的工业矿化。

银、铅、锌、锡、锑元素的平均含量接近克拉克值，只有个别点的含量大于5倍克拉克值，故在测区范围内，不易于形成银、铅、锌、锡、锑等的工业矿化。

表1 次生土壤测量各元素分析结果统计表Table 1 The analyse result of elements for secondary soil surveying

铋元素的平均含量远大于克拉克值，大于5克拉克值的异常点多达31个，尚不能达到钨、钼矿伴生铋可综合利用的要求(＞0.1%)，故铋单独成矿可能性也较小。

钨元素的平均含量是克拉克值的5.48倍，变异系数75.18%，发现钨异常点12个，而钼元素的平均含量是克拉克值的1/3，变异系数48.18%，发现钼异常点6个。从统计数据看，钨的成矿可能性最大，钼的成矿可能性次之。

2.1.2 各元素晕圈分布特征

图2(a)所示的金元素增高、偏高晕主要分布在侏罗系中下统的地层中，主要为偏高晕，增高晕规模较小，分布零星，见到2个异常晕，但范围较小。

图2(b)所示的银元素偏高、增高晕主要分布在测区的西侧及北侧的侏罗系地层中，增高晕规模比金元素大，在南西角的中粗粒黑云母花岗岩中见有规模较大的异常晕。

图2(c)的铅元素偏高晕主要分布在金鸡组与漳平群地层的分界线附近及金鸡组与花岗岩接触带附近，而增高晕主要分布在花岗岩边缘及内部，增高晕规模较大，见有零星分布的异常值，由于花岗岩中铅的平均含量较高所致。

图2(d)中的锌元素的增高晕主要分布在金鸡组地层及花岗岩中，而偏高晕主要分布在金鸡组地层的内部，规模较大，而无异常晕，推测由于该层中锌含量较高所致。

图2(e)中的钨偏高、增高晕主要分布在花岗岩外接触带0～400 m范围内，该地段发育弱云英岩化、绢云母、绿泥石化等蚀变，并发育张性、张扭性断裂，是找矿的有利靶区。

除零星分布的增高晕外，在矿区东部及细粒花岗岩出露地段，形成规模较大的增高、异常晕圈;东部矿区边的钨异常晕内见有F10断裂，在硅化、云英岩化带中WO3含量达0.037% ～0.245%。细粒花岗岩附近的钨偏高异常晕内见F01断裂，断裂带主要由充填的石英组成，推测异常主要由构造控制，构造带宽约0.15 m，WO3含量达0.72%。

图2(f)中的钼晕圈主要分布在距花岗岩内外接触带200～400 m的范围内，偏高、增高、异常晕的规模小于钨晕圈。经民采坑道调查及刻槽取样分析，钼含量一般较低，达不到最低工业品位，并在F01和F10断裂中见星点状辉钼矿。

图2(g)中的铜晕圈主要分布于花岗岩外接触带的金鸡组长石石英砂岩地层中，增高、异常晕主要分布在花岗岩外接触0～400 m范围内，部分分布在花岗岩中。

图2 广东省紫金县矿区土壤测量异常图Fig.2 The anomaly map for soil surveying in Zijin county of Guangdong province ore district

本区铜的平均值为14.81×10－6，是克拉克值(100×10－6)的15%，异常点值(74.3 ×10－6)尚低于克拉克值。

图2(h)中的砷晕圈的分布与铜晕圈基本相似，砷的平均值(20.95 ×10－6)是克拉克值的11.64%。本区的砷及与砷有关的元素(金等)的成矿可能性不大。

图2(i)中的铋晕圈主要分布在花岗岩内外接触带0～500 m的范围内，本区铋的平均含量(0.67×10－6)是克拉克值的16.75倍。图中增高、异常晕的规模较大，但异常点值(3.35×10－6)是钨、钼矿伴生铋的最低要求(＞0.03%)的1/90，故推测铋的成矿可能性很小。

图2(j)中的锡偏高、增高及异常晕主要分布在花岗岩外接触带0～500 m范围内，与钼、钨晕的分布情况相似，但锡晕圈的规模远大于钼、钨晕圈分布范围。在矿区地质调查、坑道及岩矿芯编录取样过程中，未发现独立的锡矿物，分析结果锡含量均小于最低边界品位，故锡找矿潜力有限。

图2(k)中的锑晕圈主要分布于矿区的北部、西部漳平群和金鸡组接触带附近。未发现异常点(＜3.30×10－6)，各测点的锑含量远低于边界品位(＞0.5%)，亦未发现独立的锑矿物，故成矿的可能性较小。

3 钨钼矿化特征分析

3.1 钨钼在空间上的分带性

钨、钼元素位于周期表第五和第六周期，而同属于第六副族，在离子半径、高熔点和岩浆专属性等方面有许多相同的地球化学特性，故钼和钨往往共生(张吉林等，2004)。但钼与硫有很大的亲和力，主要形成硫化物在岩浆期后阶段大量富集，随着岩浆侵入演化过程，钼和钨的分布具有明显的差异，在剖面上形成同一矿体上部为钨，下部为钼的钨钼矿床(欧阳海松等，2009)。钨元素的迁移和活动能力更大，所以钨在晚期花岗岩(超酸性)中聚集，因此形成平面上和剖面上的分带现象。即在平面上东部形成以钨矿为主，向西以钼矿为主的特征。

3.2 钨钼矿化特征

钨矿化主要产于花岗岩外接触带东部的F10断裂及外接触带西部的F01断裂带。

钼矿化主要产于花岗岩外接触带的F10、F01断裂的次一级构造带中，断裂带内主要充填云英岩化脉，辉钼矿产于云英岩裂隙，取样分析，钼矿化未达到工业利用价值。

研究区钨钼矿化主要分布在花岗岩外接触带0～400 m范围内(曹建劲，1996)。矿化与硅化和云英岩化的关系密切，另见绢云母化，由于研究区云英岩化带分布较广，存在较好的找矿远景。

4 成矿控制因素

前人研究表明，控制研究区矿床的主要因素是:构造作用、岩浆作用和地层岩性因素等(杨乃信，1989)。

4.1 构造控制因素

4.1.1 大地构造作用对成矿的控制

按中国大地构造分区图，紫金县位于华夏期东南地洼区(国家地震局广州地震大队，1977)。本区经历了以下四个构造阶段:

Ⅰ加里东期:从元古代进入地槽阶段。早古生代沉积了一套砂页岩为主的复理石建造。加里东运动使地槽封闭，产生了线状紧闭型褶皱，另见石英闪长岩侵入活动。

Ⅱ海西-印支期:中泥盆世-早二叠世处地台阶段。先后沉积了砂砾岩建造，砂页岩建造，碳酸盐岩建造。到早二叠世末，东吴运动时，沉积一套砂页岩含煤建造，但在本区分布不稳定。由于地台阶段岩浆活动不强烈，只在局部地区有花岗闪长岩、石英闪长岩出露，个别地区有基性喷发岩和火山凝灰岩出露。

印支运动结果使泥盆系中三叠统地层褶皱隆起。构成紫金县北东向复背斜和北东向﹑北北东向﹑近东西向区域性断裂的构造框架。

Ⅲ燕山期:晚三叠世进入地洼阶段。上三叠统-中侏罗统地层褶皱断裂构造与地貌反差增强，出现了地洼盆地。其中，在三叠统上部条带状灰岩、白云质灰岩是铜、铅、锌、锑矿床的有利围岩。下侏罗统砂岩和砂页岩是坞、锡矿床的有利围岩。另外，在下侏罗统灰黑色炭质页岩中夹薄煤层，局部形成具有开采利用价值的煤矿，如九和煤矿。中晚侏罗世白垩纪燕山活动加剧，构造与地貌反差进一步扩大，广泛形成红色砂砾岩建造。该期岩浆活动具多期次、活动强烈、广泛的特点，为紫金县金属矿床的形成提供了丰富的成矿物质。

Ⅳ第四构造阶段:上白垩统南雄群与下第三系丹霞群(E2－3dn)呈不整合接触。在本县多处见到南雄群(K2nn)不整合覆于兰塘群(T3-J1n)/高基坪群(J3gj)之上，形成另一构造阶段，构成暗红色向斜盆地及地堑。

4.1.2 区域构造对成矿的控制

Ⅰ褶皱枢纽扬起端或倾伏端对成矿有利。

Ⅱ断裂两侧次级裂隙有利成矿:如铁嶂锡石硫化物矿脉多充填在9号断层(图3)两侧砂岩网状裂隙和层间破碎带中。

Ⅲ接触带有利成矿:如上义有色金属矿床多数位于侵入体与碳酸盐岩的外接触带。总之，在紫金县，印支期构造作用形成区域构造框架，控制矿田及范围构造格局;燕山期构造作用提供了成矿物质沉淀场所及运送通道，故接触带、层间破碎带、裂隙带是找矿的有利部位。

4.2 岩石控制因素

紫金县岩浆活动，随时代变新不断增强，到燕山期达最高峰。岩体侵位由低到高，岩体规模由大到小，岩体形态从岩基到岩株、岩脉演化。岩石多属花岗岩类，分布面积约占全县总面积的30%左右(图3)。

图3 构造与岩浆岩分布图Fig.3 The distribution map of structure and magmatite

4.2.1 花岗岩演化与成矿特征

按侵入时间顺序，加里东期-石英闪长岩(δoc);印支期花岗闪长岩(γi);燕山期分为:

(1)燕山第一期-花岗闪长岩(γδy1);(2)燕山第二期-花岗斑岩(γy2);(3)燕山第三期-花岗岩(γy3);(4)燕山第四期-花岗岩(γy4)、花岗斑岩(γπy4)、石英斑岩(λπy4)。

从上述可见，花岗岩演化有一定规律:

(1)岩石化学:SiO2和碱金属挥发组分逐渐增加，Fe，Mg，Ca 趋向减少。

(2)矿物成分:斜长石减少、牌号降低，钾长石增多。

(3)岩石类型:石英闪长岩→花岗闪长岩→二长岩→黑云母花岗岩。

(4)岩石性质:从黑云母花岗岩依次向二云母花岗岩、锂云母花岗岩过渡。

随着岩浆岩的演化，成矿也在演化:从岩浆矿床→分异交代矿床→氢成热液矿床。

成矿金属元素从 TR→Nb，Ta→W，Sn，Mo，Bi，Cu，Pb，Zn，Sb 作规律分布。

4.2.2 各期岩浆岩的成矿特征

根据现有资料，在加里东期、印支期岩浆岩内或其附近，尚未发现有价值的矿床。紫金县绝大多数金属矿床与燕山期岩浆岩有成因和空间联系。其中花岗闪长岩(γδy1)与钨、锡、铁矿有关;斑状黑云母花岗岩(γy2)与少数钨、钨—钼矿有关;花岗岩(γy3)与大多数铜、铅、锌、锑，还有钨、锡、铋矿床有密切成因联系。

4.2.3 侵入体大小及产出部位与成矿关系

紫金县大多数金属矿床是与岩株、岩脉有关。如在汉水地区一个呈岩株状的中粗粒黑云母花岗岩体(γy3)，分布面积约一平方公里，在岩株内部发现汶水、丝苏排、杉树坑三个钨矿点。

矿体与侵入体的空间关系:钨、锡、钼、铋矿床多数位于侵入体附近的砂岩、砂页岩中，少数位于侵入体内。有色金属矿床多数位于侵入体与碳酸盐岩的外接触带。据前人资料统计:有一个铁矿床位于接触带的矽卡岩内;化探结果显示，有29个黑钨、白钨、锡石矿物次生分散晕分布在接触带附近;有31个有色金属矿点分布在距侵入体约二公里范围内。