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安徽省休宁县清坑钼钨多金属矿床地质特征及成因探讨

2016-11-24汪永辉支利赓董会明

安徽地质 2016年3期
关键词:黑钨矿斑岩花岗岩

汪永辉, 曹 诚, 支利赓, 朱 瑞, 董会明

(安徽省地质矿产勘查局332地质队, 安徽黄山 245000)

安徽省休宁县清坑钼钨多金属矿床地质特征及成因探讨

汪永辉, 曹 诚, 支利赓, 朱 瑞, 董会明

(安徽省地质矿产勘查局332地质队, 安徽黄山 245000)

休宁县清坑钼钨多金属矿床,位于江南地块中的江南古隆起带内部的白际岭岛弧带,五里亭—长陔NEE向构造岩浆带南侧。矿区绢云母石英片岩,总体走向北东,倾向南东,NE向断裂规模较大,具逆冲和斜向逆冲特点。成矿母岩为晚侏罗纪世黑云母二长花岗岩,同熔型。燕山时期,江南陆内造山带形成于壳―幔相互作用等深部过程,随着祁门深大断裂伸展、冲断等转变,岩石圈减薄发生减压熔融,基性岩浆底侵在壳幔边界并使下地壳局部熔融产生中酸性岩浆。岩浆演化分异,钼在岩浆热液中富集,最终演化为含矿热液。随着应力转变,矿质析出,沉淀成矿。

钼钨矿;同熔型岩株;矿区、矿床特征;矿床成因;找矿标志

1 区域地质背景

休宁县清坑钼钨多金属矿床,位于江南地块中的江南造山带内部的白际岭岛弧带,北侧为NEE向的祁门—三阳深断裂, 中部为NEE向的岭南—小川大断裂, 南部为白际岭韧性剪切带,剪切带发育青白口纪花岗岩和井潭组流纹斑岩,发育流纹构造及其后片状、片麻状构造(图1)。

图1 安徽省休宁县清坑钼钨多金属矿区域地质略图Fig.1 Regional geological sketch for the Qingkeng Mo-W poly-metallic ore deposit

由于矿区处于白际韧性剪切带内,后期又有岭南—小川大断裂和白际岭大断裂影响,青白口纪井潭组(Qbj)变质流纹凝灰岩、流纹斑岩片理化作用强烈、片麻状构造发育。

矿区以北发育NEE--SWW方向区域构造岩浆带,WS自休宁县五里亭-北东方向的歙县长陔一线,发育(燕山期)岩石类型为细粒斑状花岗闪长岩和细粒斑状二长花岗岩,侵入体呈小岩株产出,彼此构成呈串珠状NEE向构造岩浆带。

地球物理特征,磁场大致以大阜营—古祝一带为界,西北部为NEE向负磁背景场;东南部为NE向正磁异常带。工作区域处于航磁正背景场上的局部异常上,反映出其深部可能有隐伏的磁性矿物含量较高的偏酸性-中酸性花岗质岩浆岩的存在。

地球化学特征,江南古陆(皖南地区)是一个综合地球化学异常省,Au元素异常成带成片分布,分布于五城推覆剪切带与白际岭韧性剪切带及其两侧地段。岭南—小川断裂南侧,以W、Bi、Mo、Au、Ag、Cu、Pb、Zn元素组合为主,反映了中生代断裂构造岩浆岩带的控岩控矿特征。

2 矿区地质特征

2.1地层

工作区出露青白口纪井潭组(Qbj)、南华纪休宁组(Nh1x)。

井潭组(Qbj):为一套岛弧双峰式火山岩系列,为普查区主要地层单位。分为上下二段:

下段(Qbj1):分布在普查区的东部,为深灰绿色玄武岩、安山岩、集块角砾岩,夹火山碎屑岩、千枚岩。玄武岩发育枕状、杏仁状构造,厚度>2461.2m。

上段(Qbj2):下部为灰色、灰白色英安岩、流纹岩、流纹质凝灰岩组成的韵律层,夹火山碎屑岩、火山角砾岩,上部为火山碎屑岩。厚度>3623.9m。受构造作用,井潭组发育片理化。

休宁组(Nh1x):主要岩性为青灰色杂砾岩、灰色砂岩,凝灰质砂岩、粉砂岩夹泥岩,厚度>1383.5m。受白际岭韧性剪切构造影响,休宁组底部砾岩强烈压扁、拉长定向,基质绢云母定向生长,岩石片理发育。

2.2侵入岩

工作区岩浆活动强烈,主要岩浆侵入活动发生在及早白垩世。

2.2.1青白口纪花岗斑岩(Qbγπ)

白际岩体是其典型代表,呈北东向分布于查区中部,侵入在井潭组地层中,呈岩株(基)产出,区内面积>30km2。岩性为浅肉红色花岗斑岩,风化后呈灰白色,变余斑状结构,定向构造。斑晶成分为:钾钠长石8%~20%,平均14%;更长石4%~16%,平均8%;石英13%~18%,平均16%,波状消光。斑晶粒径1~2mm为主,局部可达4mm。基质为变余霏细—微粒状结构,粒径为0.01~0.03mm,主要有长石、石英、绢云母以及霏细质(长英质)和微量金属矿物及锆石等组成。岩石普遍具片理化现象,次生矿物为绢云母、黝帘石等。其化学成分为(单位:10-2):SiO275.86、TiO20.19、Al2O312.05、Fe2O31.20、FeO 0.74、MnO 0.03、MgO 0.37、Na2O 1.70、CaO 0.47、K2O 6.12、P2O50.04、H2O+ 0.36。岩石的A/NKC值1.17,属过铝花岗岩类,分异指数DI值91.60,里特曼指数σ值1.86,属钙碱性岩石,CIPW标准矿物C值1.87%,具改造型花岗岩特征。

2.2.2早白垩黑云母二长花岗岩(K1ηγβ)

查区北侧外围早白垩世云母二长花岗岩及花岗闪长岩,呈小岩株侵入于井潭组地层中,围岩角岩化、硅化明显。岩性为浅肉红色似斑状黑云母二长花岗岩,似斑状结构,块状构造。斑晶主要由斜长石(4%)、条纹长石(14%)、石英(7%)组成,斑晶粒径3~14mm。基质为中粒花岗结构,主要由斜长石(32%)、条纹长石(22%)、石英(16%)、黑云母(4%~5%)以及少量金属矿物、磷灰石、锆石等副矿物组成。岩石具弱绢云母化及碳酸盐化现象。其化学成分为(单位:10-2):SiO269.50、TiO20.43、Al2O313.87、Fe2O30.43、FeO 2.38、MnO 0.03、MgO 0.69、Na2O 3.63、CaO 1.93、K2O4.35、P2O50.15、H2O+ 1.06。岩石的A/NKC值0.98,属次铝花岗岩类,分异指数DI值81.90,里特曼指数σ值2.40,属钙碱性岩石,CIPW标准矿物C值0.04%,具改造型花岗岩特征。

岩体中黑云母普遍富含Ti、V、Zr、Ba、Li、Ga、Cu、Zn、Sn、Mo、Pb,锆石微量元素以普遍富含Ti、Zr、Ba、Se、Yb、Y、Hf,局部富含W、Sn、Pb、As为特征。总体来说,从花岗闪长斑岩→似斑状二长花岗岩,岩浆中Cu、Pb、Sn的浓度有所增加,而Mo、Ti的浓度则有所降低。

区内花岗闪长斑岩和似斑状二长花岗岩呈岩株产出,此外区内尚发育花岗斑岩、闪长玢岩、辉石闪长玢岩等岩脉。

2.3地质构造

工作区位于白际岭韧性剪切带的中段,经多次活动,构造复杂,褶皱、片理化带和断裂发育。岩层内片理化作用强烈,井潭组表现为绢云母石英片岩,矿物重结晶,多具花岗鳞片变晶结构,细小鳞片状矿物呈连续薄层状,粒状矿物呈连续条带状定向分布,从而构成宽阔的挤压片理化带,白际岩体内部发育强烈的韧性变形带,面理产状280°~300°∠15°~40°,且强片理带与弱片理带相间分布,镜下观察可见定向排列特征,长石、石英斑晶呈卵状—碎裂状,部分具旋转现象。所有矿物均定向分布,宏观上表现为明显的片理化。

岩层内次一级褶皱也较发育,褶皱轴向以NE向居多,NW向则少见。褶皱由背、向斜组合构成,单个褶曲幅度不大,一般宽约百米,长数百米,轴面陡立。

区内断裂构造发育,按方向可分为NE向、NW向、近EW向三组,其中以NE向断裂规模较大,发育程度高,其形成的次级裂隙构造系统为区内热液充填型矿产提供了有利条件。

除了上述断裂构造外,区内构造裂隙较为发育。裂隙具有成组、成片分布的特征,控制了区内石英脉型钨铋矿化体的分布,经等密图,玫瑰花图和直方图统计,按方向可分为NE(20°~60°)向、NW(300°~330°)向、近EW向三组主要的控矿裂隙构造(图2)。

3 矿床地质特征

3.1矿体特征

从矿区探槽、钻探施工结果来看,钨、铋矿化一般在地表及浅部,钼、铜矿化主要在深部,地表未见明显钼矿化。钨、铋、钼、铜矿主要赋存在石英脉中,而石英脉大都在5~20cm左右。

3.1.1矿体地表特征

图2 矿区控制矿化石英脉裂隙构造统计分析图(玫瑰花图中每1mm线段代表1条)Fig.2 Statistic analysis graph for fissure structures controlling mineralized quartz veins in the ore district (each 1mm line segment in the rose pattern represents one fissure)

矿区钨铋多金属矿化带(体)发育在井潭组(Qbj2)变质流纹斑岩的裂隙构造中,矿化带总体走向呈北东30°左右,地表工程揭露的长度大于1.5km,矿带宽度大于60m。矿化石英脉宽度1~17cm,单脉长度50~700m不等,地表圈出含钨铋多金属矿化石英脉11条,其中钨矿石英脉3条。

3.1.2. 矿体总体特征

矿区深部共见有钨矿体24个,其中钨工业矿体15个, 钨低品位矿体9个,钼矿体41个, 其中钼工业矿体31个, 钼低品位矿体20个;铋矿体2个,为工业矿体;铜矿体1个,为工业矿体。

矿区共施工5条勘探线。

3.1.2.1钼矿体特征

矿区钼矿体大多发育在井潭组(Qbj2)变质流纹斑岩与花岗斑岩(Qbγπ)接触带附近的裂隙构造中,少量产在二长花岗岩中。矿体均在钻孔中发现,近地表未见矿体出露。矿体产状变化不大,总体产状较平缓,矿体走向为北北东向,倾向南南东。矿体大多集中在3-5号勘探线上,矿体形态大多呈脉状、似层状和透镜状,部分具分叉现象。

其中4线上施工的ZK402孔,孔深450.42m。已见到钼矿(化)体13层,7层钼矿体,最高品位Mo0.132%,平均品位Mo 0.071%,总厚度为8.28m(图3)。

Mo矿化主要产在缓产状的石英细脉、岩石裂隙和二长花岗岩脉中。在孔深236.89~237.96m见到1层厚度为1.07m的二长花岗岩脉,岩脉中见有星散状辉钼矿,分析结果Mo0.065%。

3.1.2.2钨矿体特征

图3 安徽省休宁县清坑钼钨多金属矿区4号勘探线剖面图Fig3 Prospecting line 4 section across the Qingkeng Mo-W poly-metallic ore district in Xiuning County, Anhui Province

钨矿体主要发育与井潭组(Qbj2)变质流纹斑岩与花岗斑岩(Qbγπ)接触带附近的裂隙构造中,产状变化较大,近地表矿体产状较陡,矿体总体走向为北北东向,倾向南南东,而下部矿体产状较平缓。

其中4线上施工的 ZK401孔、ZK402孔、ZK403孔,分别见到了1层、5层、7层钨矿体(图3)。

ZK401孔见到1层低品位钨矿体(W8)厚度为1.03m,WO30.065%;

ZK402孔见到了2层钨矿体(W10、W20),3层低品位钨矿体(W6、W12、 W19),其中W10矿体厚度为1.30m,WO30.195%。

ZK403孔见到了5层钨矿体(W6、W12、W13、W14、W20),2层低品位钨矿体(W18、W19)。6层钨矿体总厚度为4.94m,最高品位WO30.845%,平均品位WO30.389%。

3.1.2.3铋矿体特征

清坑工区铋矿体主要发育在井潭组(Qbj2)变质流纹斑岩与花岗斑岩(Qbγπ)接触带附近的裂隙构造中,矿体产状变化较大,矿体总体走向为北北东向,倾向南南东,倾角较缓。

3.2矿石质量

3.2.1矿石矿物

钨、铋矿石的主要金属矿物为黑钨矿、辉铋矿、白钨矿、黄铁矿,次为黄铜矿、磁黄铁矿、辉银矿、辉钼矿等,脉石矿物主要为石英。次生矿物为泡铋矿、孔雀石、褐铁矿。

黑钨矿呈不等粒半自形结构,斑状,分布于靠近辉铋矿的脉石矿物中,或交代辉铋矿。辉铋矿呈半自形不等粒状镶嵌于脉石矿物石英中;黄铜矿与自然铋共生,两者沿辉铋矿内裂隙交代辉铋矿构成交错结构。钼矿石的主要金属矿物为辉钼矿、黄铁矿、(白钨矿)、黄铜矿等,脉石矿物为石英、长石等。辉钼矿呈叶片状,浸染状分布于脉石矿物中。

3.2.2矿石结构构造

3.2.2.1矿石结构

自形晶粒结构,黑钨矿、辉铋矿呈薄板状与长柱状单晶产于石英脉内,单晶自形程度较好。半自形晶粒结构,黑钨矿以板状晶体组成集合体,常形成束状、放射状。他形晶粒结构,常见于团块状黑钨矿中,晶形不规则,往往与辉铋矿、黄铜矿、黄铁矿等伴生成致密块状。脉状穿切结构,黑钨矿被后期的硫化矿物沿解理、裂隙穿切。辉钼矿石的结构则以鳞片状结构、纤维状结构为主

3.2.2.2矿石构造

块状构造,黑钨矿呈不规则集合体形成“砂包”,或与辉铋矿等硫化物组成团块状分布在石英脉内。浸染状构造,黑钨矿、辉铋矿、白钨矿、辉钼矿、黄铁矿、黄铜矿呈细小晶体散布于石英脉和二长花岗岩脉内。放射状构造,由黑钨矿单晶组成的集合体,常见有菊花状、放射状。晶洞构造,黑钨矿产于石英晶洞内或附于石英晶洞脉壁上。梳状构造,发育完整的黑钨矿晶体垂直脉壁或以高角度斜交脉壁大致平行分布。

3.3矿石类型品位

3.3.1矿石类型

原岩岩性不同划分,矿石的地质(自然)类型主要是石英脉型钨、铋、钼矿石、少量斑岩型钼(钨)矿石。

按矿石的结构构造及产状来划分,矿石的工业类型主要为细脉(网脉)-浸染型钨、铋、钼矿石。

3.3.2矿石品级

本次工作按工业指标分别圈定工业矿体和低品位矿体,其中钨矿体中,工业矿体的WO3资源储量约占总量的85.56%;钼工业矿体的Mo资源储量约占总量的88.09%;而铋工业矿体的Bi资源储量占总量的100%;铜工业矿体的Cu资源储量占总量的100%。可见矿区内钨、钼、铋、铜矿均以工业矿体为主。

3.4蚀变及矿化

区内岩石蚀变较强,主要有硅化、云英岩化、钾化、绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化等。

硅化:SiO2或以渗透的方式交代近矿围岩,使之成为坚硬块状的硅化岩,或以石英细脉、石英网脉等方式穿插到各种岩石和构造破碎带中。硅化与钨、铋等矿化关系密切并成矿,构成钨钼铋矿的主要矿石类型。此外,区内已知的金矿化亦与硅化关系密切。

云英岩化:与此有关的矿化主要为黑钨矿(白钨矿)、辉铋矿、辉钼矿等。

此外尚有钾化、绢云母化、绿泥石化及碳酸盐化等蚀变。

4 矿床成因及找矿标志

4.1矿床成因

清坑钼钨矿床位于江南古隆起带的东端,燕山时期,我国东部进入了大陆边缘滨太平洋构造域发展阶段—大陆边缘活动带阶段。

江南陆内造山带形成于壳―幔相互作用等深部过程,随着祁门—三阳深大断裂和白际岭深大断裂的冲断、伸展、剪切等构造应力转变,岩石圈减薄引起软流圈上隆,总体由板内挤压转变为伸展变形阶段,发生减压熔融,产生基性岩浆,底侵在壳幔边界和下地壳中,并使下地壳局部熔融产生中酸性岩浆。随着底侵作用的增强,下地壳温度增高并发生部分熔融,熔融的岩浆通过早期形成的岭南—小川深大断裂和白际岭深大断裂上侵,重融地壳形成富硅铝质的同熔型花岗质岩浆,岩浆具有深源高位特点。随着岩浆演化分异程度的提高,钼(钨)在岩浆热液中不断富集,最终演化为含矿热液。随着构造应力由挤压向伸展性质转变,引起体系中含Mo络合物的不稳定而解体,矿质析出,沉淀成矿。

皖浙赣地区于晚侏罗世发育中酸性同熔性小岩株,矿化与黑云母二长花岗岩的岩石化学特征有关,岩石化学全分析表明,岩体平均化学成分SiO2为69.61%、Na2O为3.14%、K2O为4.32%,这种偏碱性、富钠高钾的特征对形成钼矿化有利。

清坑钼钨矿床地质特征显示为石英脉型—斑岩型。

4.2找矿标志

区内矿体的主要赋矿岩石为脉石英,因此石英脉可作为区内的直接找矿标志。

蚀变硅化标志:硅化、云英岩化、云母线等发育地段,是找矿的有望地段,也是区内重要的间接找矿标志。

燕山期强蚀变超浅层细粒斑状黑云母二长花岗岩小岩株。

矿区辉钼矿化主要集中在黑云母二长花岗岩岩株的内外接触带附近。

钼矿化主要与硅化作用有关,矿体多位于中强硅化带上,以及石英细脉发育地段。

岩体附近围岩中张性构造裂隙带。

本文在编写过程中得到王德恩、左延龙等高级工程师指导与帮助,在此表示衷心感谢!文中不足之处敬请指正。

[1]南京大学地质系.华南不同时代花岗岩类及其成矿关系[M].北京:科学出版社,1981.

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[11]安徽省地勘局332地质队.安徽省黄山市长岭尖铋钨多金属矿普查阶段成果报告[R].2016.

Abstrect : The Qingkeng Mo-W poly-metallic ore deposit, Xiuning County is located in the Baijiling island arc zone inside the Jiangnan old uplift belt of the Jiangnan landmass, to the south of the Wuliting-Changgai NNE-trending structural magmatic belt. Sericite quartz schist trends NE in general, dips SE, and the NE-trending faults are big, with thrusting and oblique thrusting features in the mineral district. Ore-forming parent rock is late Jurassic biotite monzonitic granite of syntectic type. The Jiangnan intracontinental orogen resulted from the deep process of crust-mantle interaction in the Yanshanian period. With extension and thrust of the Qimen deep large fault, lithosphere thinning led to decompression melting, basic magma underplating took place in the crust-mantle boundary and caused lower crust to melt locally producing intermediate-acid magma, which evolved and differentiated with Mo concentrating in the magmatic hydrothermal fluid, which finally developed into orebearing hydrotherm. With the change of stress, minerals separated out and precipitated to form ore.

GEOLOGICAL FEATURES AND GENETIC DISCUSSION OF THE QINGKENG MO-W POLY-METALLIC ORE DEPOSIT IN XIUNING COUNTY, ANHUI PROVINCE

WANG Yong-hui, CAO Cheng, ZHI Li-geng, ZHU Rui, DONG Hui-ming
(No.322 Unit, Bureau of Geology and Mineral Exploration of Anhui Province, Huangshan, Anhui 245000, China)

Mo-W ore; syntectic stock; mineral district; ore deposit features; ore deposit origin; mineral exploration indicators

1005-6157(2016)03-0198-5

P618.65;P618.41

A

2016-05-05

汪永辉(1971- ),男,安徽歙县人,工程师,现主要从事物化探及矿产地质勘查工作。

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