湖南省汝城县大岭背矿区钨矿矿床地质特征及找矿前景

黎 原, 肖颖斌, 严富贵, 陈长江, 易元顺, 黎传标

(湖南省湘南地质勘察院,湖南 郴州 423000)

白云仙矿田集有色、稀有矿床于一身,与东坡矿田、芙蓉矿田、香花岭矿田、瑶岗仙矿田和长城岭矿田是南岭有色金属成矿带的重要组成部分。白云仙矿田区内矿床类型多,主要有:石英脉型黑钨矿床,矽卡岩型钨矿床,斑岩型钨矿床,云英岩型钨矿床,层间破碎带型钨矿床。大岭背矿区钨矿[1],是白云仙矿田中重要的成矿地段,是近年中国地调局项目“湖南桂东—汝城地区钨锡多金属矿远景调查”新发现的重要的大型矿产地之一,研究其矿床地质特征、控矿因素,对白云仙矿田深边部和外围找矿有重要的指导意义。

1 区域地质背景

区内出露的地层主要为震旦系—寒武系,其次为泥盆系—第四系。其中震旦系—寒武系为一套厚度巨大的复理石砂、泥质岩所组成,是裂隙充填型钨锡矿床的主要赋矿围岩。泥盆系主要由浅海相碳酸盐岩组成,是接触交代型、交代充填型钨锡矿的有利围岩。侏罗系零星分布,主要为一套滨海沼泽相陆源含煤碎屑沉积。区域上与成矿有关的层位主要是寒武纪晚期爵山沟组、泥盆纪棋梓桥组及锡矿山组等[2]。

区内构造活动强烈,从加里东期至印支期、燕山期都有活动,并且具有明显的阶段性和继承性。加里东期基底由震旦系、寒武系组成,形成北西—北西西的背、向斜及断裂构成的基底构造格架,燕山期主要形成北北东、北东向条带褶皱及断裂构造(可被细粒花岗岩脉、石英斑岩脉等充填)。

区内褶皱主要有资兴向斜、彭公庙背斜和汝城向斜等,轴线整体呈NE30°方向展布。区内断裂主要有岩子岭断层、圳口断层、桂东—汝城断层等,总体走向呈NE向。这些大断裂是区内的主要导岩、导矿构造,其旁侧的次级断层是区内的主要容矿构造。

区内岩浆岩分布较广,岩石类型较复杂,以酸性岩为主,局部有中酸性—基性岩类出露,主要侵入体有诸广山、九峰、彭公庙、宝峰仙、雷公仙岩体等[3]。

2 区域地球化学、地球物理特征

原九峰地区1∶5万水系沉积物测量[4],在该区圈出了甲1类综合异常1个,编号为AS77;甲2类异常3个,编号为AS75、AS76、AS78。其中AS77异常与已知矿点套合性好,呈椭圆状,面积约3 km2左右,异常元素组合以W、Bi、Mo、Cu、Pb为主,均具高强度等级,并伴有Be、Zn、Sn、As组合,其南端与广东相接,因此未封闭;主要异常元素W含量范围为100×10-6～545×10-6、Bi12×10-6～193.7×10-6、Mo8×10-6～100×10-6、Cu70×10-6～700×10-6、Pb145×10-6～341×10-6。其可分为南部和北部两部分:南部异常中心与小恒矿中的2个已知矿床相吻合,为已知矿钨多金属矿田异常；北部异常中心位于汝城钨矿场部的东面,尚为未知区,其异常特征与南部相类似,推测为矿致引起,具找矿远景意义(图1)。

地面高精度磁测在该区圈出局部磁异常1处,编号为C8-8,磁异常以ΔT正异常为主,ΔT磁异常值一般为20～90 nT(图2)。

图1 湖南省桂东—汝城地区地质矿产略图Fig.1 Sketch map of geology and mineral resources in Guidong-Rucheng area,Hunan Province1.白垩系;2.侏罗系;3.石炭系;4.泥盆系;5.寒武系;6.震旦系;7.燕山早期岩第二阶段二长花岗岩;8.印支期第二阶段第二次二长花岗岩;9.印支期第二阶段第一次二长花岗岩;10.加里东期第二阶段第一次石英闪长岩;11.石英闪长岩;12.断裂;13.地质界线;14.不整合地质界线;15.异常区范围。

图2 砖头坳—大岭背地区AS75、AS76、AS77、AS78化探异常剖析图Fig.2 Anatomical maps of AS75,AS76,AS77 and AS78 geochemical exploration anomalies in Zhuantouao-Dalingbei area1.泥盆系中统跳马涧组;2.震旦系下统正园岭组;3.燕山早期第二次花岗岩;4.钨矿点;5.平移断层;6.省界;7.大岭背矿区。

3 矿区地质概况

3.1 地层

矿区出露的地层比较简单(图3),主要有呈残留顶盖或捕虏体形式出现的震旦系正园岭组(Zz)浅变质石英砂岩、泥盆系中统跳马涧组(D2t)紫红色石英粉砂岩、砂质页岩,有微弱的角岩化。北西部有第四系(Q)。

3.2 构造

矿区位于白云仙矿田中南部燕山早期花岗岩体内接触带,白云仙山字型构造前弧部位。构造以东西向断裂构造为主,次为北东向,与成矿关系最密切的是 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号云英岩化含钨构造带,主要沿东西向,次为北东向展布,倾向多向南,多被石英脉充填,倾角60°～80°,是区内的主要容矿构造。

图3 湖南省汝城县大岭背矿区钨矿地质图Fig.3 Geological map of tungsten mine in Dalingbei mining area,Rucheng County,Hunan Province1.第四系;2.泥盆系中统跳马涧组;3.震旦系下统正圆岭组;4.燕山早期第二次花岗岩;5.燕山早期第一次花岗岩;6.地质界线;7.含钨云英岩化蚀变带;8.含钨云英脉;9.钨矿体及编号;10.硅化破碎带;11.完工探槽及编号;12.完工见矿钻孔及编号;13.完工未见矿钻孔及编号。

Ⅰ号云英岩化含钨构造带断续长约3 100 m,地表部分地段浮土掩盖,宽7.5～120 m,中段较宽,东、西段较窄,构造带中充填有较多的石英脉,脉幅一般为10～20 cm,最宽1.7 m,脉间距一般为0.5 m左右,总体走向近东西,倾向北北西,局部倾向南,倾角56°～86°。Ⅰ矿体赋存其中。

Ⅱ号云英岩化含钨构造带西段其走向近东西向,往东逐渐转为北东东—北东,倾向南—南南东,倾角50°～86°,西段构造带长约1 430 m,宽25.0～80.0 m,东段长约2 500 m,宽6.0～95.0 m,构造带中也充填有较多的石英脉,脉幅一般为10～30 cm,脉间距一般为0.5～1.0 m左右,Ⅱ矿体赋存其中。

Ⅲ号云英岩化含钨构造带可分为西段、中段和东段。西段走向大致为104°,长1 320 m,宽25.0～85.0 m,倾向南—南南东,倾角为70°～85°;中段走向大致为66°,长975 m,宽8.0～95.0 m,倾向南—南南东,倾角为50°～84°;东段走向大致为69°,长710 m,宽5.0～45.0 m,倾向南—南南东,倾角为70°～85°;充填有较多的石英脉,脉幅一般为10～30 cm,脉间距一般为0.5～1.5 m左右。Ⅲ号矿体赋存其中。

矿区的南西部见有一条北东向压扭性断裂(Ⅳ号矿脉的容矿构造)通过,并形成了宽大的破碎带。破碎带走向大致为北东向47°,倾向南东向,为128°～160°,倾角52°～81°,长约2 700 m,宽10.0～37.5 m。

3.3 岩浆岩

4 矿床地质特征

4.1 矿体特征

矿区共发育4条云英岩化石英脉型黑钨矿带(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ),分布于大岭背—白石坳—八步坑一带,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ脉带相互之间的距离约150～400 m左右,矿体即赋存于云英岩化构造带之中。共圈出矿体9个,矿体呈脉状产出,编号分别为Ⅰ-1-1、Ⅰ-1-2、Ⅰ-2、Ⅱ-1、Ⅱ-2、Ⅲ-1-1、Ⅲ-1-2、Ⅲ-2、Ⅲ-3、Ⅳ-1、Ⅳ-2(见表1),现将其特征分述如下:

4.1.1Ⅰ矿体

Ⅰ 矿体长约2 050 m,可分为Ⅰ-1、Ⅰ-2矿体。Ⅰ-1矿体又可分为Ⅰ-1-1、Ⅰ-1-2矿体。Ⅰ-1-1矿体:有BT3、TC16、TC13、ZK4001等工程控制,控制长360 m,平均厚度1.99 m,含WO30.120%～1.088%,平均0.812%;Ⅰ-1-2矿体:有BT1、LL5、ZK2001等工程揭露,BT1单工程见矿,矿体厚度2.72 m,含WO30.124%。

表1 大岭背矿区Ⅰ-Ⅳ矿体特征一览表Table 1 List of Ⅰ-Ⅳ ore body characteristics in Dalingbei mining area

Ⅰ-2矿体有LL16、BT7、TC6、TC39等工程控制,控制长950 m,矿体厚度0.93～8.73 m,平均3.46 m,含WO30.130%～0.335%,平均0.305%;含Sn0.017%～0.053%,平均0.039%。

4.1.2Ⅱ矿体

西段走向近东西向,往东逐渐转为北东向,控制长约1 450 m,分为Ⅱ-1、Ⅱ-2两个矿体。

Ⅱ-1矿体:有TC15N、BT2、BT9、TC52、LL18、ZK1601六个工程控制,矿体控制长600 m,厚0.48～26.46 m,平均7.96 m,含WO30.127%～1.115%,平均0.271%;含Sn0.017%～0.097%,平均0.038%。

Ⅱ-2矿体:有TC1、TC11、TC20、BT4、BT8、PD1、LL7和ZK101(图4)、ZK201、ZK501十个工程控制。矿体长850 m,厚0.64～15.98 m,平均2.46 m;单样WO3最高为7.116%,局部地段含Sn达0.600%～1.144%;含WO30.136%～0.885%,平均0.500%;含Sn0.018%～0.237%,平均0.097%。

4.1.3Ⅲ矿体

可分为西段、中段和东段。西段控制长820 m,中段控制长650 m,东段控制长500 m。分为Ⅲ-1-1、Ⅲ-1-2、Ⅲ-2、Ⅲ-3矿体。

Ⅲ-1-1矿体:走向控制长约800 m,有LL12、TC23、LL9、TC25、ZK2401、ZK3201等工程控制,矿体平均厚1.00 m,含WO3平均0.289%,含Sn平均0.027%。

Ⅲ-1-2矿体:走向控制长约800 m,有LL10、TC23、LL8、TC25、ZK2401等工程控制,矿体平均厚0.49 m,含WO3平均0.509%,含Sn平均0.041%。

Ⅲ-2矿体:走向控制长约650 m,有TC41、TC47、TC62、BT6、ZK3001等工程控制,矿体平均厚3.65 m,含WO3平均0.218%,含Sn平均0.026%。ZK3001未见矿。

Ⅲ-3矿体:走向控制长约500 m,有TC45、TC26、TC44、TC18、TC61、TC31、LL11、ZK3801、ZK3601等工程控制,矿体平均厚度2.12 m,WO3平均品位1.303%。

图4 大岭背矿区1线剖面图Fig.4 Profile of line 1 in Dalingbei mining area1.燕山早期第二次花岗岩;2.燕山早期第一次花岗岩;3.钨矿脉;4.含钨云英岩化花岗岩;5.细中粒花岗岩;6.粗中粒花岗岩;7.实、推测地质界线;8.平硐及编号;9.完工剥土及编号;10.矿带及编号;11.完工钻孔及编号;12.断层产状;

4.1.4Ⅳ矿体

位于矿区南东部,工程控制长2 300 m,有TC59、TC58、TC34、TC35、TC36、TC46、BT10(未见矿)、BT13(未见矿)等工程控制,可分为Ⅳ-1和Ⅳ-2矿体。

Ⅳ-1矿体:由TC35和TC36控制,厚2.80 m,WO3平均品位0.269%。

Ⅳ-2矿体:由TC59、TC58、TC34和TC46控制,矿体厚1.82 m,WO3平均品位0.332%。

4.2 矿石特征

矿石中金属矿物主要为黑钨矿,次为锡石、黄铜矿、黄铁矿、辉钼矿、辉铋矿,非金属矿物主要为石英,其次为萤石、白云母、长石等。一般硫化物在矿体上部较少,下部较多。黑钨矿主要赋存于构造带中的石英脉、部分赋存于云英岩化较强的花岗岩中。

矿石结构主要为半自形或他形晶结构、压碎结构、碎裂结构。矿石构造有块状构造，脉状、网脉状构造(黑钨矿、锡石沿压碎裂隙进行充填交代,形成交代脉状、网脉状)，条带状构造(黑钨矿与脉石矿物石英呈大致平行的条带状出现)。

4.3 伴生有益组分

矿石中有益组分主要为WO3,Sn、Mo仅局部够工业品位,可作为伴生有益组分回收利用。

4.4 矿石类型

矿石类型比较简单,主要为石英—黑钨矿矿石,次为石英—黑钨矿—锡石矿石、石英—黑钨矿—黄铁矿矿石。

5 控矿因素

5.1 构造对成矿的控制

矿区位于白云仙矿田中南部燕山早期花岗岩体内接触带,白云仙山字型构造前弧部位。构造以东西向断裂构造为主,次为北东向,在断裂及两侧附近形成有几米—数十米宽的硅化、云英岩化构造带,带内构造角砾岩具明显的多期活动特征,断裂在矿区内沿走向和倾向上呈舒缓波状,断裂的虚张部位是容矿的良好空间,多次的构造活动形成的断裂或裂隙为矿液的运移准备了良好的通道,在有利的容矿部位(虚张部位)矿液沉淀形成了石英脉型钨矿床。

5.2 岩浆岩对成矿的控制

矿区与成矿有关的岩体为燕山期的九峰岩体,其岩性为形成时代较晚、分异程度较高的黑(二)云母二长花岗岩,与W、Sn、Mo、Bi成矿较密切[6];燕山期岩浆活动特别强烈,九峰岩体中微量元素含量普遍高于维氏值,特别是W、Sn、Bi、Cu、Au等成矿元素高于维氏值的几倍—百多倍,岩体侵入时,常伴有较强的矿化作用,多次的构造运动和岩浆活动使花岗岩中的W等成矿元素活化、运移,在有利的成矿部位沉淀,形成了本矿床。

卢友月等在大岭背Ⅰ号云英岩化构造带中部采集云英岩—石英脉黑钨矿矿样,采用云母Ar-Ar法进行成矿年代学研究,结果显示等时线年龄为150±2 Ma,证实云英岩—石英脉黑钨矿属于南岭成矿带燕山早期成矿高峰期产物。

5.3 围岩蚀变对成矿的控制

矿区围岩蚀变主要有云英岩化、硅化、电气石化、绿泥石化、绢云母化、角岩化等。钨矿的形成主要与云英岩化、硅化有关。云英岩化、硅化发育的部位,一般都有钨矿化。与矿化关系最密切的是云英岩化(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ含钨构造带),云英岩化强的地方往往矿化强,同时蚀变类型复杂(云英岩化、钠长石化、硅化等多类型蚀变重叠)的地方也常是钨矿化好的地方。

6 找矿前景

6.1 大岭背钨矿的发现对后续找矿的意义

大岭背矿区位于湘南地区著名的白云仙矿田内,矿床赋存于花岗岩与围岩接触带附近的内接触带,为2006—2010年中国地调局项目“湖南桂东—汝城地区钨锡多金属矿远景调查”新发现的重要评价矿区,经工作求得333+334金属量:WO35万t以上,达大型规模。该项目在2006—2010年工作期间,于诸广山复式花岗岩体内(九峰岩体为诸广山岩体南体)及内外接触带发现了一批钨多金属矿床(点)和具有中大型找矿前景的钨多金属矿产地,找矿成果显著(项目2014年1月获2013年度中国地质调查成果奖二等奖),其中竹山排、井坡、早禾埂、高凹背等矿区因有好的找矿潜力,2011—2015年先后被原湖南省国土资源厅列入”湖南省三九—白云仙整装勘查区”之重点勘查矿区,其中高凹背矿区经详查工作证实为一处具大型规模可供开发利用的钨钼矿产地;竹山排钨矿(多次续作、大型规模)和早禾埂稀土矿(轻稀土、重稀土各达中型规模)均取得找矿突破。充分说明“矿调先行、整装勘查”思路符合湖南省湘南地区地质找矿的实际情况。

6.2 找矿前景分析

6.2.1深边部有较大找矿潜力

大岭背矿区已知的石英脉型黑钨矿带矿体数量较多(9条),但受工作程度限制,总体控制程度较低。Ⅰ-Ⅳ钨矿体沿走向及倾向上尚未完全控制,区内民采坑道控制斜深已达400 m以上,说明其倾向有较大延伸。今后应加强对Ⅰ-Ⅳ矿体的中深部控制(控制斜深至400～1 000 m),以扩大其倾向延伸(深);矿区云英岩化石英脉型黑钨矿带往东部还有延伸空间,继续工作还可能发现平行矿脉,扩大矿床资源储量规模,同时在深部注意钼矿的找矿。

6.2.2深部有寻找面状云英岩型白钨矿新的矿床类型的潜力