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左拔钨矿床地质特征及找矿方向

2016-12-01林锦杰钟远生秦建云

中国钨业 2016年2期
关键词:钨矿花岗岩矿床

曹 文,林锦杰,钟远生,秦建云

(江西有色地质勘查二队,江西赣州341000)

左拔钨矿床地质特征及找矿方向

曹 文,林锦杰,钟远生,秦建云

(江西有色地质勘查二队,江西赣州341000)

左拔矿区地处南岭东西复杂构造岩浆带东段与诸广山北北东断裂构造隆起区的复合交切部位,石英脉型钨矿体产于寒武系中下统浅变质岩中,受隐伏花岗岩凸起和构造裂隙复合控制。文章针对矿床特征、矿石特征、围岩蚀变进行分析,结合矿床成因和控矿因素,得出该矿床内接触带有望找到花岗岩浸染型钨矿体(“五层楼”的“地下室”)和内接触带石英脉型钨矿体(“楼下楼”)。隐伏岩体最高凸起位置可能位于中组脉带,中组脉带深部是寻找“地下室”“楼下楼”的重点部位。

左拔;钨矿床;地质特征;找矿方向

明确找矿方向,寻找接替资源是赣南钨矿山面临的普遍性问题。左拔钨矿床是位于赣南“崇(义)—(大)余—(上)犹”矿集区内的一处中型矿床,是目前赣南主要生产矿山之一[1]。然而,经20多年的规模开采,按目前的生产能力工业保有储量服务年限已不足5年,属资源严重危机矿山;但矿区成矿地质条件优越,矿化面积大,总体勘探工作程度低,深边部仍具有较大的找矿潜力[2]。本文拟总结分析矿床地质特征,进一步明确找矿方向,为矿山生产探矿工作提供指导。

1 成矿地质背景

左拔矿区地处南岭东西复杂构造岩浆带东段与诸广山北北东断裂构造隆起区的复合交切部位,大地构造位置处于华南加里东地槽褶皱区的东南部,区域构造属于西华山—张天堂华夏系隆起区。

区内出露地层为震旦系、寒武系、泥盆系、白垩系及第四系。其中,寒武系广泛分布,与震旦系呈连续沉积接触,岩性为变质砂岩、板岩等浅变质岩,原岩为一套富含钙质、泥质、炭质及砂泥质类复理沉积建造;泥盆系砂砾岩层主要残留于部分山岭之上,与寒武系呈不整合接触;白垩系分布于南东部的池江盆地黄溪坝—中心岗一带,岩性为复成分砾岩、含砾砂岩、含砾粉砂岩、粉砂岩、砂岩,底部为巨砾岩。

区内经历了多旋回构造运动,构造形迹十分复杂,除南北向构造主要以紧密复式褶皱呈现外,其余构造均以断裂构造为主[2],不同方向、不同性质断裂交错,呈多次活动及相互复合叠加的特征。主要控岩控矿断裂构造为:(1)东西向断裂,由强烈的挤压破碎带或硅化破碎带组成,规模较大,往往控制成矿岩体的走向;(2)北北东向断裂,该组断裂构造不仅具有压性,而且大部分兼具扭性,具有多阶段活动特征,往往成组成带出现。北北东向断裂与东西向断裂复合控制了成矿岩体的侵入定位,从而控制了矿床的分布,使钨锡矿床沿北北东向断裂带呈现出等距性分布规律[3]。此外,北北东向断裂构造伴生有北西向及近东西向构造裂隙,对钨锡成矿具有重要控制作用,是区内钨锡矿床最为重要的容矿构造。

区内岩浆活动十分频繁,自震旦纪以来,几乎每次重要的地壳运动,均伴有岩浆活动,其中燕山期岩浆活动达到鼎盛[4]。精确的年代学数据显示,与钨锡成矿有关的花岗岩的形成时代为175~150 Ma[5],附近的漂塘钨矿岩体成岩时代为161.8+1 Ma[6],属燕山早期。成矿花岗岩体具典型的多期多阶段特点,多以酸性的中小型复式岩株或岩瘤产出。

2 矿区地质概况

左拔矿床地处南岭有色多金属成矿带中段,崇—犹—余钨锡成矿区东缘,西华山—扬眉寺有色稀有成矿带北部,左拔—平案脑矿带南西端,龟子背—大坳倒转复式向斜南端,矿化面积9 km2,是赣南地区最大矿化面积的钨矿区之一(图1)。

图1 左拔矿区地质及脉带分布略图[3]Fig.1 Geological and vein distribution of Zuoba mining region

2.1 地 层

矿区内出露地层以寒武系下统牛角河组和中统高滩组为主,出露面积占95%以上;第四系为松散洪、冲积砂砾层,分布于山坡和沟谷。

寒武系由一套浅变质岩系组成,主要岩性为变余石英砂岩、变质粉砂岩、变余长石石英细砂岩,具一定沉积韵律,为一套巨厚的泥砂质类复理石沉积。可划分为中、下二个统,两统之间呈连续过渡沉积关系,地层走向近南北,倾向东或西,倾角60°~80°。该地层钨丰度为4.2×10-6,远高于地壳钨丰度1.5×10-6[7],为矿体形成提供了物质来源,也是本矿区矿体的重要赋矿层位。

2.2 构 造

左拔矿区处于构造活动强烈地段,地质构造十分复杂,构造间的相互迁就及改造,显示构造活动具有多期性和继承性的特征。

(1)褶皱构造。

龟子背—大坳倒转复式向斜,褶皱轴走向近南北,轴面西倾,倾角60°~80°,横贯矿区西部。两翼次级褶皱紧密,背斜和向斜轴线与复式向斜一致,两翼岩层东缓西陡、上陡下缓。

(2)断裂构造。

矿区由于受区域构造影响,断裂构造十分发育,成矿前、成矿期、成矿后都有活动,主要为南北向断裂及成矿裂隙。

南北向断裂:遍布全矿区,是矿区发育最早的断裂,断裂带内构造劈理发育,并见有早期石英脉充填,两侧围岩强烈硅化。其走向为350°~10°,大多倾向东,倾角50°~70°,最大82°。所见有F1~F14,共14条,但规模一般不大,除F1延长大于2 500 m外,其他长度都小于1 000 m,破碎带的宽度一般在0.5 m左右,大的可达1 m以上。

成矿裂隙:该区在多种构造体系作用下,生成了大量各种类型的成矿裂隙,综合分析表明,该区的成矿裂隙主要受东西构造和新华夏系构造的控制。其大致可分为下列四组:

东西向:分布很广,以矿区北部最发育。其走向80°~100°(以80°~90°为主),倾向南,倾角一般为65°~85°。主要伴随东西构造生成,后经华夏系构造承袭和改造而具有压扭性的裂隙。

北东东向:区内广为分布,以西南部最发育。其走向60°~80°(以70°~80°为多),倾向北的为主,倾角一般大于80°。它们主要为伴随新华夏构造发育的压扭性裂隙。

南北向:区内不发育,常见于一定地段(多见于矿区北部10~14号勘探线和2~6号勘探线)。其走向为0°~10°,倾向东或西,倾角:倾东的52°~75°,倾西的65°~85°。它们主要为随东西构造发育的张扭性裂隙。

北西西向:本区很不发育,仅见于矿区北部的上部,338中段以下很少见及。其走向290°~310°,倾向北北东或南南西,倾角70°~85°。它们是随华夏系构造发育的一组张扭性裂隙。

2.3 岩浆岩

矿区地表未见花岗岩出露,仅在左拔河见一条7 cm宽的云英岩化中细粒白云母花岗岩脉。目前已揭露到隐伏岩体,隐伏岩体岩性以中粒花岗岩、细粒花岗岩为主,由下往上出现分异,粒度由中粒渐变为细粒,自蚀变增强,具不同程度的钠长石化及钾长石化,具有关资料表明,底部发育有隐伏花岗岩体与西华山岩体属于同一岩基。岩体呈火陷状沿构造裂隙向上灌入形成小岩脉,侵入变质石英砂岩中的岩脉以中细粒白云母花岗岩脉、细粒闪长岩脉、橄榄玄武岩脉、云英岩脉为主及少量花岗碎裂岩脉,呈不同程度云英岩化、钾长石化、钠长石化,伴有钼(钨)矿化,部分含矿而成矿体。

3 矿床地质特征

左拔矿区矿体以石英脉型黑钨矿体为主,主要赋存在浅变质砂、板岩中,矿体受东西向裂隙构造带控制,多成组成带出现,是一个外接触带石英脉型黑钨矿床。

3.1 矿体特征

矿区内矿体成群成带出现,地表见脉密集,矿化普遍,地表脉体的脉幅小、品位低,一般不具工业价值,但成带分布的线脉、细脉呈现出向下归并为薄脉、大脉的趋势,即“五层楼”垂向分带特征,表现出“有带就有脉,有脉就有矿”的规律,因此地表线脉带是良好的找矿标志;单脉规模较小,一般厚度为0.05~0.25 m,部分主要矿脉达0.45~1.05 m;水平延长一般为100~300 m,延深一般为200~450 m,延深大于延长;矿脉呈东西走向或近东西走向,倾向近乎直立,北组略倾南75°~89°,南组略倾北的70°~89°;矿脉受构造裂隙的影响,具有尖灭再现、尖灭侧现(侧幕状)、分支复合、分支尖灭、膨胀缩小、格子状、折线状等形态,水平上的变化大于垂直的变化,单脉形态较复杂,但含矿连续性较好。矿区从北往南依次分布北组脉带(Ⅰ号脉带或大竹山脉带)、中组脉带(Ⅱ号脉带或老棚下脉带)、南组脉带(Ⅲ号脉带或大坳脉带)和高陂坑(Ⅳ号脉带或高陂脉带)四条近于平行的脉带,共22个脉组。经勘查评价以Ⅰ-1、Ⅰ-2和Ⅲ-5三个脉组工业价值较大,其中又以Ⅲ-5脉组最佳。

3.2 矿石特征

矿石特征主要从矿石特征、矿石结构构造和矿物分布等三个方面进行讨论。

(1)矿石矿物成分。

矿石金属矿物主要为黑钨矿,次为辉钼矿、辉铋矿、黄铜矿、锡石、黄铁矿、磁黄铁矿、绿柱石、白钨矿、方铅矿等;非金属矿物主要为石英,次为白云母、黑云母、萤石、方解石、层解石、黄玉、长石、钠长石等;次生矿物有斑铜矿、钨华、钼华、针铁矿、褐铁矿等。

(2)矿石结构构造。

矿石结构多以自形晶粒结构、半自形晶粒结构及他形粒状结构为主,伴有边缘交替结构、脉状交替结构及交替残余结构等。

矿石构造多以块状构造、星散状构造、对称条带状构造及脉状穿插构造为主,伴有梳状构造、角砾状构造等。

(3)矿物分布。

水平分布特征:矿脉中,往往见结晶早的矿物大部分分布于脉壁或靠近脉壁,晚结晶的矿物大多分布于脉中。多数矿脉中,可见脉中矿物由脉壁往脉中呈下分布:白云母(包含铁锂云母)→绿柱石→锡石→黑钨矿→白钨矿→辉钼矿→萤石→辉铋矿→黄铁矿→闪锌矿→黄铜矿,此排列顺序基本与生成顺序相吻合;沿矿脉走向黑钨矿富集的部位往往萤石、辉钼矿、黄铜矿及黄铁矿等常见矿物也较富集,矿体形态急剧变化的地方常是矿物聚集的良好场所,矿脉尖灭部分常为单一的白云母、绿柱石、萤石或黑钨矿等矿物所占据。

垂直分布特征:该矿区矿物在垂直分布上以逆向分带为主。矿床上部常见白云母、绿柱石、萤石、锡石等气化高温矿物,向下则递减;中上部以黑钨矿等高温矿物最为富集;矿床的中、下部常见辉钼矿、黄铁矿、黄铜矿等高中温矿物,并向下递减。

矿物生成顺序:前人根据对矿物分布特征、形态、矿物相互包裹、穿插、交代溶蚀、充填关系等关系的研究,矿区矿物生成顺序分为:硅酸盐矿物形成阶段→硅酸盐、钨酸盐氧化物形成阶段→硫化物矿物形成阶段→碳酸盐矿物形成阶段。石英的形成贯穿这四个阶段,但主要形成在第一、第二阶段;绿柱石、白云母、主要形成与第一阶段;锡石、黑钨矿主要形成于第二阶段;辉钼矿、萤石、辉铋矿及黄铁矿主要形成于第三阶段,方解石及层解石形成于第四阶段[3]。

3.3 围岩蚀变

该矿区矿体呈脉状产出,矿体顶底板围岩为寒武系中下统浅变质岩、及中细粒花岗岩。矿体围岩蚀变种类较多,变质岩以硅化、云英岩化为主,伴有萤石化、绿泥石化、绢云母化、黑云母化、白云母化、电气石化、黄铁矿化、碳酸盐化以及角岩化;花岗岩以硅化、钾长石化、云英岩化为主,伴有绿泥石化、绢云母化、黑云母化、白云母化等。与钨矿化关系密切的蚀变是硅化、云英岩化[2]。

4 矿床成因及控矿因素

矿床以黑钨矿石英脉的形式赋存在花岗岩外接触带寒武系浅变质岩系中,与围岩的界线清楚,围岩蚀变以硅化、白云母化为主。主产矿物黑钨矿及主要伴生矿物辉钼矿、辉铋矿、绿柱石、锡石,均属高温矿物。矿体产状、成分及结构构造表明矿床类型属高温热液充填矿床。

矿床围岩为浅变质石英砂岩、板岩及花岗岩,围岩地球化学特征以Si、Al为主,当含矿气液侵入时,通过碱性长石的云英岩化使围岩中的Si、Al加入含矿溶液中,造成pH值升高,利于黑钨矿的形成;另一方面浅变质砂岩夹板岩化学性质稳定、刚柔适中,裂隙较发育,为矿液运移及富集提供了场所,有利于矿液蚀变交代、分异和聚集;再者,地层中高丰度钨钼元素提供了丰富的物质来源。

矿区含钨石英脉明显受近东西向构造裂隙控制,矿床的形成与其深部的隐伏花岗岩体密不可分,而隐伏花岗岩的侵入和定位受北北东向构造和东西向构造复合控制。至今在西华山、漂塘、大龙山、木梓园、左拔等矿区深部相继发现隐伏花岗岩体,这些沿北北东方向大致等距分布的隐伏花岗岩体可能在深部相连成为西华山—张天堂岩基[3],这些隐伏花岗岩体是该巨大岩基上分异的一系列岩株或岩瘤,通常被称为岩凸或岩峰。有研究表明,该巨大岩基沿北北东向断裂构造分异罗坑—鸭子脑(左拔)、西华山—漂塘两条北北东向的脊状隆起带,隆起带的脊线在空间上与漂塘、鸭子脑(左拔)两个复式向斜的轴线基本吻合,在隆起带上发育一系列凸起的岩峰,它们在隆起带的纵断面上呈波状起伏,在每一个岩凸部位都对应一个脉钨矿床[3]。矿区地质勘探资料表明,左拔矿床正是位于一个隐伏花岗岩凸起之上,花岗岩最高凸起部位可能位于中组脉带[2]。根据围绕成矿花岗岩体呈现的矿化类型[8-9],在岩体凸起部位,不仅外接触带矿脉密集,钨矿化强;在内接触带,花岗岩往往通过自交代作用形成花岗岩浸染型钨矿体,与五层楼结构相对应,这种矿化被称为“地下室”。此外,复式岩体还可能形成内接触带石英脉型钨矿体(“楼下楼”)。

5 找矿方向

(1)根据钻孔及最近几年矿山施工的坑道工程资料,在中组125线至131线少量工程控制的矿体(V565、V381、V388等)往东逐渐延伸,证明中组脉带往东部延伸的可能性极大,中组以东区域具有较大的找矿空间。

(2)在最近勘查中揭露到部分穿插于变质石英砂岩中的云英岩脉(细粒花岗岩脉),具有一定的厚度及矿化,且矿山生产坑道186 m标高及其以下花岗岩脉逐渐增多厚度增大的趋势,据坑道调查具黑钨及白钨矿化显示,今后找矿可以对该类型岩脉进行工业评价。

(3)据现有勘查资料,已大致查明左拔矿区岩体最高凸起位于中组脉带深部,钻孔见及的内接触带云英岩化花岗岩显示有钨矿化。在隐伏花岗岩岩体突起的中组脉带深部是寻找“地下室”、“楼下楼”的重点部位。

(4)老矿山找矿勘查中有少量钻孔在内接触带花岗岩中新揭露石英脉型黑钨矿体,且以岩体凸起部位(中组脉带)最为集中,矿化最好,为左拔矿区下一步工作部署提供了新的找矿方向。

6 结论

(1)左拔钨矿床赋存于隐伏花岗岩外接触带浅变质岩中,属岩凸控矿;黑钨矿石英脉呈现出“五层楼”垂向分带规律。据同类型矿床成矿规律及现有资料分析隐伏岩体内接触带有望找矿花岗岩浸染型矿床(“地下室”)和内接触带石英脉型钨矿床(“楼下楼”)。

(2)中组脉带往东部延伸的可能性极大,中组以东区域具有较大的找矿空间。隐伏岩体最高凸起可能位于中组脉带,中组脉带深部是寻找“地下室”“楼下楼”的重点部位。

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Geological Characteristics and Prospecting Direction of Zuoba Tungsten Ore Deposit

CAO Wen,LIN Jinjie,ZHONG Yuansheng,QIN Jianyun
(Jiangxi Nonferrous Geological Survey,Ganzhou 341000,Jiangxi,China)

Zuoba Tungsten Ore Deposit is located in the intersection of eastern parts of the Nanling complicated tectonomagmatic belt and the Zhuguangshan NNE tectonic uplift zone.Quartz vein type tungsten ore bodies are observed to occur in the lower-to upper Cambrian metamorphic rocks,which are controlled by structural fractures and a concealed embossment of a granitic batholith in a synergetic and coupled manner.It was suggested that disseminated tungsten orebodies(basement of the Five-story Floor)and quartz-vein type orebodies(floors under the Five-story Floor)might be found in the endomorphosed granite.Emphasis should be put on the location below the middle group of vein zone,where the concealed embossment of granite might be located,as far as the prospecting for the mentioned orebodies is concerned.

Zuoba;tungsten ore deposit;geological features;prospecting direction

10.3969/j.issn.1009-0622.2016.02.002

P618.67;TF041

A

2015-07-20

中国地质调查局全国矿山接替资源勘查项目(1212011220690)

曹 文(1987-),男,广西灌阳人,助理工程师,主要从事野外地质勘查工作。

秦建云(1964-),男,湖南双峰人,高级工程师,主要从事野外地质勘查工作。

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