幕阜山—九宫山地区钨矿成矿地质条件及找矿方向

王小敏,彭少南,李琳静

(湖北省地质调查院,湖北 武汉 430034)

幕阜山—九宫山地区钨矿成矿地质条件及找矿方向

王小敏,彭少南,李琳静

(湖北省地质调查院,湖北 武汉 430034)

在幕阜山—九宫山地区区域成矿地质背景和典型钨矿床(点)研究的基础上,分析区内钨矿成矿地质条件,总结找矿标志,圈定钨矿找矿靶区4处,并提出下一步勘查工作建议。

钨矿;成矿地质条件;找矿标志;找矿靶区;幕阜山—九宫山

幕阜山—九宫山地区的基础地质和矿产勘查工作程度都非常低,极大地影响了本区找矿工作。而与本区处于同一成矿带的江西省西北部地区找矿工作新的发现较多,如香炉山钨矿、大湖塘钨矿等。因此,类比江西省找矿经验,深入研究本区钨矿成矿地质条件,预测找矿有利地段,指出找矿方向,对本区下一步钨矿找矿勘查工作具有重要意义。

1 成矿地质背景

幕阜山—九宫山地区位于江南成矿带中段北侧(湖北段)。江南成矿带处于扬子与华夏两大古陆块碰撞拼接形成的巨型板块缝合带及其两侧,南起广西钦州湾,经过湘东和赣中延伸到浙江杭州湾地区,整体呈NE向反S状弧形展开,全长约2 000 km,宽约100～150 km。该带于侏罗世中晚期复活,沿其发育一系列铜、钨锡多金属矿产,是华南最重要的内生多金属成矿带。

研究区内主要出露中元古代冷家溪群—早古生代志留纪地层。控岩控矿的基底断裂自区内通过,构造特征以早期褶皱基底构造经印支运动与盖层组成统一的近EW向逆冲推覆褶皱构造体系为主,迭加燕山运动形成的NNE向断裂、褶皱构造,局部形成次级岩浆底辟穹隆构造,如大湖山、香炉山等。受多期次构造作用影响,在区内自西向东形成有通城、大湖山、香炉山、九宫山、沙店等中酸性岩体(图1),均为陆壳重熔型(S型)花岗岩,岩性主要为黑云母花岗岩、黑云母二长花岗岩。

2 成矿地质条件分析

2.1 地层条件

区域超大型钨矿床围岩分别为震旦纪、寒武纪和泥盆纪地层,其中石英脉型、蚀变花岗岩型钨矿床产于震旦系及寒武系硅铝质砂岩、板岩或凝灰岩、凝灰质砂岩中;矽卡岩型、层控角岩型钨矿床的围岩则为寒武系中统、泥盆系中上统含碳、硅、镁、铁、锰的泥质灰岩及砂、页岩中;云英岩型钨矿床主要产于冷家溪群碎屑岩中。作为超大型钨矿的地层条件,除某些高钨丰度层可提供部分成矿物质外,更为重要的是其物理化学性质、岩层空隙及其气液特征等,不仅为成矿物质的运移和淀积提供了通道和空间(褶皱、断裂、接触带等),而且也是矿质汇集、沉淀的屏蔽层和地球化学障等。

香炉山钨矿:矿区主要赋矿地层为杨柳岗组不纯灰岩,其与花岗岩接触带或层间破碎带是主要的容矿场所。

花墩桥钨矿:云英岩化花岗岩型白钨矿的围岩为冷家溪群坪原组二云英片岩;含钨石英脉型白钨矿大部分产于黑云母二长花岗岩中,少量产于冷家溪群坪原组二云英片岩的节理和裂隙中。

大坪钨矿:云英岩化花岗岩型白钨矿的围岩为冷家溪群变质砂岩及板岩;含钨石英脉型白钨矿大部分产于黑云母二长花岗岩中。

朱冲垄钨矿点:含钨石英脉产于黑云母花岗岩和冷家溪群变质砂质粉砂岩接触带附近。

图1 幕阜山—九宫山地区地质构造略图Fig.1 Geological structure sketch map of Mufu Mountain-Jiugong Mountain area1.扬子期地层;2.震旦系;3.寒武系—奥陶系;4.志留系;5.泥盆系—石炭系;6.二叠系—三叠系;7.白垩系—第三系;8.燕山期酸性侵入岩;9.印支—燕山期背斜;10.印支—燕山期向斜;11.逆断层;12.平移断层;13.性质不明断层;14.地质界线;15.省界;16.钨矿床(点)。

2.2 构造条件

中生代是本区域成矿的高峰期,太平洋板块向亚洲大陆板块俯冲挤压,联合地幔块体边缘扰动产生压力差,在上地幔高温挥发组分的参与下,导致下地壳局部重熔而产生花岗岩浆,进而沿深大断裂上升侵入,形成区内NEE向构造—岩浆—成矿带。

深断裂带、异向断裂交汇以及差异性块断构造,起着特殊的控岩控矿作用——区域所有超大型钨矿床均产于深断裂两侧7～15 km范围内。其中,石英脉型及蚀变花岗岩型矿床主要产于块断隆起区,矽卡岩型和层控角岩型矿床则赋存在块断隆起区边缘的隆拗交接带。既表现出构造—岩浆—成矿的共性,又具有其各自的特征。

区域NE向压剪性断裂带及EW向压性构造是石英脉型超大型钨矿床的定位构造;矽卡岩型及层控角岩型钨矿床的定位构造,除断裂和裂隙外,接触构造及层间构造也相当重要,香炉山钨矿体均赋存于香炉山背斜核部与燕山期花岗岩体的接触带及其附近;蚀变花岗岩型超大型钨矿床产于成矿前—成矿期不同类型、不同方向、多期次活动的构造叠加部位,矿体赋存于复式花岗岩体顶部内接触带,为在塑性封闭条件下,富含气液组分及成矿物质的残余岩浆自交代作用及沿裂隙充填交代的产物。

香炉山钨矿:断裂构造包括NNW向和NNE-NE向两组。接触带外侧冷家溪群地层中发育层间挤压破碎带,厚数厘米—几十厘米,最厚处可达1 m,表现为岩石强烈破碎,发育破劈理和透镜体,存在较强的硅化、绿泥石化及钨矿化,多被矿体取代。钨矿主要产于背斜核部短轴穹窿构造的虚脱部位,岩体的顶部接触带上(图2),其次是内接触带的捕掳体中,少量产于外接触带的层间剥离构造中,三者所占储量比例分别为85%、10%、5%。

图2 香炉山矿床12线剖面图[1]Fig.2 12 line Cross-section drawn of Xianglu Mountain deposit1.上寒武统华严寺组;2.中寒武统杨柳岗组;3.辉绿岩脉;4.角砾岩;5.燕山晚期黑云母花岗岩;6.燕山晚期中粒黑云母花岗岩;7.钨矿体;8.断层。

花墩桥钨矿:矿床位于通城岩体的西北缘。区内构造主要为岩体接触带构造,次为岩体内外断裂、裂隙构造。云英岩化花岗岩型白钨矿产于接触带内侧云英岩或云英岩化中细粒黑云母二长花岗岩中(照片1);石英脉型钨矿充填于内、外接触带的断裂、裂隙构造中。

照片1 BT10A附近岩体接触带的形态Photo 1 The shape of the rock contact zone nearby BT10A

大坪钨矿:矿床位于通城岩体的西北缘,花墩桥钨矿的东侧。区内构造形迹主要表现为NW向褶皱与一系列张性断裂、裂隙为主的构造形式。云英岩化闪长岩型白钨矿产于岩株体、脉状岩体的云英岩或云英岩化闪长岩中。

朱冲垄钨矿:含钨石英脉产于接触带附近的节理、裂隙和层间剥离构造中。

2.3 岩浆岩条件

区域与超大型钨矿床成矿有关的花岗岩体,形成时代集中在燕山早期第二和第三阶段(178—125.9 Ma),均为陆壳重熔分异型花岗岩,(87Sr/86Sr)介于0.715 1～0.722 4,δ18O‰全岩为+9.5～+11.7,∑REE为83×10-6～471×10-6,∑Ce/∑Y为0.6～6.3,δEu为0.01～0.40,稀土元素分配模式呈“V”型曲线。岩石类型主要为中细—中粗粒(斑状)黑云母二长花岗岩。

成矿岩体均为同源多期次或同期多次侵入的复式杂岩体,演化较为充分。岩体蚀变作用较强,钾化、钠化、云英岩化、白云母化和黄玉化常见;围岩中接触交代或热变质作用强烈,可见宽度在数百米以上的矽卡岩化或角岩化带。

岩体侵位深度约2～5 km,为中深成—浅成相的小花岗岩体,一般位于深成相花岗岩基顶凸部位,呈小岩株或隐伏岩体产出,剥蚀较浅或未剥蚀。

香炉山矿区发育的岩浆岩主要有燕山晚期黑云母二长花岗岩,属于钛铁矿系列或S型。黑云母二长花岗岩侵入于香炉山背斜核部,出露面积为5 km2,岩体的侵位深度约为5 km,K-Ar法同位素地质年龄为125.9—131.1 Ma[2]。据统计[3],香炉山矿区黑云母二长花岗岩含钨 30×10-6、铜 39×10-6、铅 44×10-6、锌100×10-6、银 2×10-6,这些成矿元素含量是同类酸性岩体平均值的2～40倍。岩体中硫同位素δS34平均为+3.6‰,稀土元素分配模式为向右缓倾“V”型曲线,显示“S”型花岗岩稀土元素分配特点,表明岩体具有钨、锡、钼、铋成矿专属性,也与MREE优先富集于白钨矿中相吻合。

花墩桥钨矿和大坪钨矿与通城侵入体有关。通城侵入体岩体形似一菱形,呈NW-SE向延伸。主要由四种岩石类型组成,至少经历四次主要岩浆活动。最早侵入的为辉长闪长岩,面积仅 1 km2,随后依次侵入的有二云母二长花岗岩、黑云母二长花岗岩以及黑云母花岗闪长岩,出露面积为2 350 km2。K-Ar法同位素地质年龄为137—152 Ma,206Pb/238U年龄为145—154 Ma[4]。辉长闪长岩低 SiO2,高Mg、Cr、Co、Ni,低Isr,高εNd、εHf。二云母二长花岗岩、黑云母二长花岗岩以及黑云母花岗闪长岩均为过铝质高钾钙碱性花岗岩系列,具有相近的Isr、εNd 和εHf,在Harker图解上,同源演化特征明显。辉长闪长岩、黑云母二长花岗岩、黑云母花岗闪长岩明显亏损Nb、Ta,无或极弱负Eu异常;而二云母二长花岗岩发生了Nb、Ta分馏,具有明显的低Ba、低 Sr和负Eu异常。岩体与冷家溪群接触带附近普遍发育有云英岩化、硅化、萤石化、绿泥石化、钾长石化、绢云母化。

朱冲垄钨矿点发育于沙店岩体内外接触带,岩体省内出露面积为34 km2。由于工作程度低(未开展正规1∶5万地质调查工作),只分为内部相、过渡相和边缘相,岩性为中粗粒—细粒黑云母花岗岩。岩石属于硅酸过饱和过碱性类型。侵位时间与九宫山岩体相同。Pb、Zn、W、Bi元素丰度值均高于克拉克值数倍—数百倍,其中W含量达142×10-6～540×10-6[5]。内接触带有钠长石化、云英岩化、硅化及绿泥石化等;外带主要为角岩化,其次是硅化,后者零星分布于岩体东南部。

3 找矿标志

3.1 地层岩性标志

与成矿关系较为密切的主要有寒武系下统牛蹄塘组、杨柳岗组及震旦系陡山沱组、老堡组等含碳、硅、泥质不纯灰岩。不纯灰岩是岩浆和矿液的有利屏蔽层,也是成矿物质的有效沉淀剂。

3.2 岩浆岩标志

燕山晚期S型花岗岩是提供成矿能量、成矿物质及成矿介质的成矿母岩。经过强烈分异的富含W的燕山晚期S型花岗岩体,其中中细粒黑云母(二长)花岗岩与矿产的形成关系密切。

3.3 构造标志

NE向断裂、褶皱及岩体与围岩的接触带,岩体内节理裂隙发育地段,背斜构造及层间滑脱构造是岩浆与矿液运移就位的有利空间。

3.4 矿化标志

硅化、矽卡岩化、角岩化和云英岩化等围岩蚀变与成矿密切相关。黄铁矿化、白钨矿化、黑钨矿化等及其氧化产物,都是直接的找矿标志。其中云英岩化蚀变为主要的找矿标志。

3.5 物探标志

香炉山矿区及外围地磁异常分为三个区:Ⅰ区——紊乱磁场区,Ⅱ区——规则异常区,Ⅲ区——平稳磁场区。其中,紊乱磁场区(Ⅰ区)与平稳磁场区(Ⅲ区)交接部位解译为岩体与围岩的接触带,为该区主要的控矿构造,由此可知上述磁场的交接处可作为成矿预测的标志。

3.6 化探标志

白钨矿和黑钨矿重砂异常,Cu、Pb、Zn、Ag、As、W、Sn、Mo、Bi等元素组合异常与钨矿化的关系密切,可作为化探标志。其中重砂异常为其主要找矿标志。

4 找矿方向与找矿靶区

4.1 找矿方向

花岗岩岩基边部和顶部、岩株(岩枝)体上部、接触带及其附近或岩体内的原生裂隙构造中、云英岩化的花岗岩(闪长岩)产布区是形成钨矿的有利地段,故通城岩体、大湖山岩体、香炉山岩体、九宫山岩体(太阳山和小九宫序列)、沙店岩体的边部和顶部、正接触带、内外接触带附近是寻找钨矿的有望地区。花墩桥钨矿、大坪钨矿、朱冲垄钨矿及外围和高枧背斜核部偏南部、斯门坳靶区的岩体与透闪石—绢云母蚀变带之间、前坑源异常区的外接触带是寻找钨矿的有利地段。

4.2 找矿靶区

全面分析研究区内地质背景、成矿地质条件、已知矿床(点)分布、化探及重砂异常等因素,圈出钨矿找矿靶区4处(图3)。

图3 幕阜山—九宫山地区钨矿找矿靶区分布图Fig.3 Distribution map of tungsten deposit prospecting targets in Mufu Mountain-Jiugong Mountain area1.铌钽矿床;2.独居石砂矿床;3.钨矿床;4.金矿床;5.金锑矿床;6.铍矿床;7.钼钒矿床;8.金矿点(砂金);9.钨矿点;10.金银矿点;11.铜矿点;12.砷矿点;13.褐铁矿点;14.磁黄铁矿点;15.绿柱石矿点;16.锡矿高含量点;17.锡分散流高含量点;18.钨元素异常线;19.锡元素异常线;20.银元素异常线;21.找矿靶区及编号。

4.2.1 通城花墩桥钨矿找矿靶区(Ⅵ-1)

位于断峰山花岗伟晶岩铌钽矿区帚状构造的收敛端,区内已有花墩桥小型钨矿床,前期工作发现矿化类型主要为石英脉型。2008年踏勘时在南部接触带处岩体一侧新发现了云英岩型钨矿。建议今后的找矿重点,不是石英脉型钨矿,而是寻找接触带附近的云英岩化花岗岩型钨矿和云英岩型钨矿。

4.2.2 通城大坪钨矿找矿靶区(Ⅵ-2)

根据本区所处的地质构造位置和成矿地质条件以及矿化信息分析,区内含钨云英岩化花岗闪长岩在长轴方向和短轴方向上都没有完全控制。下步工作重点是云英岩化花岗闪长岩、隐伏岩体;主攻矿化类型为云英岩型钨矿。

4.2.3 崇阳县梯冲—斯门坳钨多金属矿找矿靶区(Ⅵ-3)

区内NE向导矿构造和EW向储矿构造发育,与香炉山钨多金属矿床毗邻,两者所处的构造部位相同,构造、蚀变特征及物化特征、矿化特征亦类似。据前期资料反映,在斯门坳北部有一隆起构造,地表角岩蚀变带宽度>200 m,并已圈定三个透闪石矿体,推断深部有隐伏岩体存在。区内已发现石英脉型、角岩型、石英脉角岩混合型等三种类型的白钨矿化,并且有一定规模。下步工作重点是大湖山岩体北部接触带、岩体(隐伏)相对隆起部位,现地表出露的岩体与透闪石—绢云母蚀变带之间的透辉石—黑云母蚀变带[6]。寻找的主要矿床类型是矽卡岩型钨矿,其次是石英脉型钨矿、角岩型钨矿及多金属矿。

4.2.4 通山县朱冲垄钨矿找矿靶区(Ⅵ-4)

区内W、Sn、Ag组合异常规模较大,多与黑钨矿重砂异常重合;区内含钨石英脉发育,大多为NNW-SSE走向,据应力分析,其是区内最有利成矿的一组;区内岩体上部有较多冷家溪群残留顶盖,岩体剥蚀较浅,有利于成矿的正接触带保存较好;区内发育含钨石英脉170多条,其中18条WO3≥0.1%,局部达到1.96%,矿脉长一般为5～30 m,最长70 m,脉厚10～30 cm,最厚达50 cm。矿脉产于岩体边缘细粒黑云母花岗岩中,NNW向较好,南北向略差,据民采硐调查向深部矿化有富集的趋势。下步工作重点是寻找接触带内侧云英岩型钨矿和近内、外接触带处的石英脉型钨矿。

[1] 田邦生,袁步云.赣西北香炉山钨矿床地质特征与找矿标志[J].高校地质学报,2008,14(1):114-119.

[2] 赣西北大队.香庐山详查报告[R].九江:赣西北大队,1998.

[3] 陈波,周贤旭.赣北香炉山钨矿田矿床控制因素及成矿模式[J].地质与勘探,2012,48(3):562-569.

[4] 王连训.湘东北燕山期幕阜山复式岩基的成因及构造环境[D].武汉:中国地质大学(武汉),2009.

[5] 吴涛,胡金旺,詹非,等.湖北九宫地区钨锡多金属矿找矿前景浅析[J].国土资源情报,2013(6):49-53.

[6] 湖北省地质调查院.钦杭成矿带(湖北)幕阜山地区钨、锡、金、铜多金属矿成矿条件研究及找矿靶区筛选报告[R].武汉:湖北省地质调查院,2014.

(责任编辑：于继红)

Metallogenic-geological Conditions and Prospecting Direction of TungstenDeposits in Mufu Mountain-Jiugong Mountain

WANG Xiaomin,PENG Shaonan,Li Linjing

(HubeiGeologicalSurvey,Wuhan,Hubei430034)

Based on the study of the regional metallogenic-geological background and typical tungsten deposits(points) in the Mufu Mountain-Jiugong Mountain area,the tungsten metallogenic-geological conditions in the area are analyzed,the prospecting signs are summarized,4 tungsten deposit prospecting target areas are delineated,and the suggestions for further exploration are put forward.

tungsten deposit; metallogenic-geological conditions; prospecting criteria; prospecting target; Mufu Mountain-Jiugong Mountain

P618.67

A

1671-1211(2017)05-0541-05

2017-02-24;改回日期2017-03-20

王小敏(1985-),女,工程师,矿床学专业,从事矿产勘查、研究工作。E-mail:541516774@qq.com

数字出版网址:http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1736.P.20170824.1748.034.html数字出版日期2017-08-24 17:48

10.16536/j.cnki.issn.1671-1211.2017.05.006