赣南九龙脑矿田成矿地质特征与成矿预测
2022-06-23杨洲畬廖志权
陈 伟,杨洲畬,廖志权,杨 斌,丁 明
江西省地质局第七地质大队,江西 赣州 341000
0 引言
崇(义)—(大)余—(上)犹钨锡多金属矿集区地处我国重点成矿带之一的南岭钨锡多金属成矿带东段,区内钨锡矿床(点)密集分布、成矿强度大、矿化类型丰富、共伴生组分多、矿业发达,尤以盛产石英脉型黑钨矿最为特色[1],是我国重要的黑钨矿、锡多金属矿产地之一,著名的西华山、木梓园、漂塘、茅坪和淘锡坑等大中型钨矿即产于此。赣南九龙脑矿田位于该矿集区西南部,赣、粤、湘三省交界处,成矿地质条件复杂。前人对该矿田进行了大量的矿床学研究,积累了丰富的矿床地球化学和成岩成矿年代学资料[2-4]。然而,系统成矿规律研究总结程度相对较低,经过几十年大规模开采,一些老矿山面临资源枯竭,迫切需要在矿田深部和外围寻找接替资源[5]。因此,加强九龙脑矿田主要控矿因素和成岩成矿规律研究,对指导九龙脑地区下一步找矿具有十分重要的现实意义。
1 区域成矿地质背景
赣南九龙脑矿田大地构造位于钦—杭结合带东南侧的华夏板块,横跨罗霄、武夷两褶皱带交接部位。区内新元古代震旦系—古生代二叠系广布;褶皱以近南北向线性紧密基底复式褶皱和北北东向宽缓开阔的盖层褶皱为主;断裂构造北北东—北东、北东东向最发育、规模最大,东西向、北西向次之;岩浆岩期次多,加里东期、印支期、燕山期均有出露,以燕山早期岩浆活动最为强烈。长期而频繁的构造和岩浆活动造就了矿田内成矿强度大,多成因、多类型、多组分的钨锡多金属矿床(点)围绕九龙脑成矿岩体密集分布,是赣南崇(义)—(大)余—(上)犹钨锡成矿远景区的重要组成部分(图1a)。
2 主要矿化类型
九龙脑矿田是一个钨锡多金属矿田,围绕九龙脑成矿岩体形成以九龙脑岩体为矿化中心,以钨锡为主,铜铅锌金银及铌钽共生分带的矿化格局(图1b)。区内钨锡多金属成矿与隐伏—半隐伏花岗岩体密切相关,往往围绕岩体内外接触带成群成带分布。目前已发现具工业价值的钨锡多金属矿化类型包括热液石英脉型、云英岩型、矽卡岩型、蚀变花岗岩型和破碎蚀变带型,其中以具“五层楼”分带模式的热液石英脉型矿床(点)数量最多、探明资源量多、资源潜力最大,矽卡岩型和蚀变花岗岩型矿体规模最大。
3 主要控矿因素
3.1 地层
九龙脑矿田赋矿地层因矿石类型和产出状态不同表现出“专属性”。如:外带石英脉型和云英岩型黑钨矿化以震旦系—寒武系基底浅变质碎屑岩为主要赋矿围岩;矽卡岩型白钨矿化则以寒武系—奥陶系和石炭系中的碳酸盐岩为主要容矿围岩;破碎带蚀变岩型铅锌银矿富矿的围岩主要是寒武系牛角河组含炭板岩。这种因地层岩性差异导致的成矿“专属性”主要取决于赋矿地层岩石化学成分和物理性质以及岩性组合形式等。
1. 第四系;2. 三叠系;3. 二叠系;4. 石炭系;5. 泥盆系;6. 志留系;7. 奥陶系;8. 寒武系;9. 震旦系;10. 印支期侵入岩;11. 燕山期侵入岩;12. 加里东期侵入岩;13. 断裂构造;14. 地质界线/不整合界线;15. 省界;16. 钨矿床;17. 钨锡矿床;18. 锡矿床;19. 银铅锌矿床;20. 金银矿床;21. 铌钽矿床;22. 铀矿床;23. 公益性行业科研完成地质-地球化学-地球物理综合剖面;24. 地名。
图1 赣南区域地质简图(a)及九龙脑矿田地质矿产图(b)
Fig.1 Schematic regional geological map of southern Jiangxi (a) and geology and mineral resources of Jiulongnao ore field (b)
3.1.1 地层岩石化学成分、物理性质
地层岩石化学成分、物理性质及产状等决定矿田内钨锡多金属矿床矿化类型、矿体形态、产状和蚀变特征等。脆性较强的硅铝质碎屑岩地层易于沿开启张性或张扭性裂隙系统充填形成形态、产状与裂隙一致的石英脉型钨锡多金属矿体,围岩蚀变以硅化和云英岩化为主;化学性质活泼的碳酸盐岩地层易于交代形成矽卡岩型钨多金属矿,矽卡岩矿(化)体形态、产状严格受碳酸盐岩地层控制,蚀变则以矽卡岩化、硅化和绿泥石化等为主。
3.1.2 地层岩性组合形式
地层岩性组合形式对成矿的影响主要表现在:矿田内岩石塑性较强的泥质岩类地层与一些刚性、脆性较强岩石(碳酸盐岩、砂岩、硅质岩)地层的复合部位易形成各类层间滑动构造,为成矿热液运移和聚集提供有利空间,而不利于矿液交代的泥质岩类(炭质板岩、粉砂质板岩)对成矿热液起到遮挡层的作用,利于成矿作用更充分。如赤坑破碎带蚀变岩型铅锌银矿床富矿的围岩主要为寒武系牛角河组含炭板岩。
3.2 构造
九龙脑矿田不同等级、不同方向构造复合控制不同尺度成矿单元特征显著,具体表现为:区域规模的深大断裂控制矿田产出与展布;次级构造及其复合部位控制成矿岩体侵位,进而控制矿床的定位产出;派生低序次断裂构造和成矿前裂隙带具体控制钨锡多金属矿(化)体展布。
3.2.1 控制矿田的构造
受北北东向万安—崇义断裂、北东向大余—南城断裂、遂川—临川断裂和东西向崇义—南康断裂等4条区域性深大断裂斜接复合控制,崇(义)—(大)余—(上)犹矿集区岩浆岩和钨锡多金属矿田呈菱形网格状分布;派生次级北北东—北东、北西、东西向断裂交接复合,控制九龙脑、西华山、张天堂—红桃岭和营前岩体侵位,形成矿集区北北东—东西向构造-岩浆岩成矿带,并围绕这些成矿岩体形成九龙脑、西华山、张天堂—红桃岭、营前4个钨多金属矿田。矿田分布与岩体分布基本一致(图1b)。
3.2.2 控制成矿岩体(矿床)的构造
九龙脑矿田控制成矿岩体或矿床的构造既与区域性构造有成因联系,又有各自特点,往往区域性深大断裂及其派生矿田尺度的不同方向断裂交接复合,控制成矿岩体侵位,钨锡矿床则围绕成矿岩体内、外接触带附近,或在隐伏成矿岩体的岩突顶部定位产出。如矿田内受北北东—北东和东西向断裂构造复合控制柯树岭岩体和淘锡坑隐伏花岗岩体侵位,进而控制柯树岭、淘锡坑钨锡矿床沿成矿岩体内、外接触带定位产出。
3.2.3 容矿构造
九龙脑矿田受断裂和深部花岗岩浆侵位共同控制,形成的成矿前或成矿期低级和晚序次级张性或张扭性裂隙系统控制钨锡矿(化)体展布。不同成因类型钨锡多金属矿的控矿构造也不尽相同,九龙脑矿田有利赋矿构造主要包括:岩体裂隙带、岩体接触带、断裂构造带及层间破碎带4类。
岩体裂隙带九龙脑云英岩-石英细脉带型钨矿床,矿体赋存于燕山早期九龙脑复式岩体主体马子塘岩体内。云英岩-石英细脉带型钨矿(化)体充填于因花岗岩南北向侵入和南西构造挤压综合拉伸形成的北东东向张性裂隙构造中,形成连续性好、规模大的北东东向钨锡矿带,岩体裂隙带是控矿的主要因素(图2)。
岩体接触带宝山矽卡岩型钨铅锌银矿床,矿体呈似层状、透镜状产于花岗岩与石炭系灰岩接触带。成矿受花岗岩体与灰岩接触构造的产状控制,矿体一般在接触面凹陷处增厚、凸起部位减薄,具顺层交代特征(图3)。
断裂构造带淘锡坑石英脉型钨锡矿床,枫岭坑、宝山、棋洞、烂埂子四大矿脉组受北东、东西向断裂及深部花岗岩浆侵位共同作用,形成北西向张扭性或张性断裂裂隙系统,控制四大矿脉组平面上向北西发散、南东收敛,垂向上具典型“五层楼+地下室”的矿化分带格局(图4)。
层间破碎带焦里矽卡岩型钨银铅锌多金属矿床,矿体赋存于结晶灰岩与变质砂岩接触部位层间滑动或虚脱的层间破碎带中,规模、形态受褶皱、构造及岩性综合控制(图5)。
3.3 岩浆岩
3.3.1 岩浆岩时空分布
九龙脑矿田岩浆活动强烈,具多期次特征,包括加里东期关田花岗闪长岩体(锆石U-Pb年龄为(417.1±3.2)Ma)、印支期文英岩体(云母K-Ar年龄为215 Ma)和柯树岭小岩株(锆石U-Pb年龄为(223.3±1.7)Ma)以及燕山早期规模最大的九龙脑复式岩体(锆石U-Pb年龄为(155.8±1.2)Ma[6])和宝山岩体(锆石U-Pb年龄为(157.7±2.7)Ma[7])。
1. 第四系;2、3、4. 震旦系老虎塘组第一岩性段、第二岩性段、第三岩性段;5. 燕山早期第二阶段第一次花岗岩;6. 硅化破碎带;7. 云英岩细脉带;8. 钨锡矿体;9. (含钨)石英脉;10. 断裂构造;11. 钻孔。
图2 九龙脑钨锡矿床地质平面(a)及剖面(b)示意图
Fig.2 Geological plane(a) and profile(b) map of Jiulongnao W-Sn deposit
1. 第四系;2. 石炭系;3. 泥盆系;4. 斑状细粒花岗岩;5. 细粒花岗岩;6. 粗粒花岗岩;7. 白钨矿体;8. 钻孔;9. 坑内钻孔轨迹。
1. 震旦系老虎塘组;2. 燕山早期第二阶段第一次侵入花岗岩;3. 云英岩化带;4. 断裂构造及编号;5. 性质不明断裂;6. 外带含钨石英脉及编号;7. 内带含钨石英脉及编号;8. 勘探线剖面及编号;9. 钻孔及钻孔号。
图4 淘锡坑钨锡矿床地质平面(a)及剖面(b)示意图
Fig.4 Geological plane(a) and profile map(b) of Taoxikeng W-Sn deposit
已完成的Ⅰ-1—Ⅰ’-1和Ⅱ-2—Ⅱ’-2地质-地球化学-地球物理综合探测剖面和矿床勘查成果显示:空间上受北北东—北东与东西向断裂构造复合结点控制,九龙脑矿田内与钨锡多金属成矿有关的九龙脑成矿岩体岩突往北往东逐渐降低且具北北东—北东与东西向构造结点近等距分布特征。由南往北依次为马子塘、柯树岭岩体,仙鹅塘、赤坑、石咀脑、长流坑隐伏岩体(图6),由西往东依次为马子塘岩体、大水坑隐伏岩体、宝山(宝山坑口)岩体(图7)。
3.3.2 岩浆岩与矿床的时空关系
九龙脑矿田成岩成矿作用密切相关,成矿作用与岩浆活动具有同源、同时间和同空间的亲缘关系,岩浆活动对成矿起主导作用。
1. 第四系全新统;2. 下奥陶统爵山沟组;3. 上寒武统水石组上段;4. 上寒武统水石组下段;5. 燕山早期第二阶段第一次中细粒似斑状花岗闪长岩;6. 结晶灰岩及编号;7. 矽卡岩;8. 白钨矿体;9. 银铅锌矿体;10. 铅矿体;11. 矿体及编号;12. 断裂构造及编号;13. 地质界线;14. 氧化带界线;15. 背斜轴;16. 向斜轴;17. 推测剥蚀背斜地质界线;18. 钻孔及孔深。
图5 焦里钨银铅锌矿床地质平面(a)及剖面(b)示意图
Fig.5 Geological plane(a) and profile map (b) of Jiaoli W-Ag-Pb-Zn deposit
1. 下震旦统坝里组;2. 上震旦统老虎塘组;3. 下寒武统牛角河组;4. 中寒武统高滩组;5. 上寒武统水石组;6. 下奥陶统茅坪组;7. 上奥陶统黄竹洞组;8. 燕山早期第二阶段第一次花岗岩;9. 印支期花岗岩;10.花岗岩脉;11. 花岗闪长岩脉;12. 云英岩脉;13. 断裂/硅化破碎带;14. 推测地质界线。
图6 九龙脑矿田上石溪—长流坑(Ⅰ-1—Ⅰ’-1)综合地质剖面示意图
Fig.6 Shangshixi-Changliukeng(Ⅰ-1—Ⅰ’-1) of Jiulongnao ore field composite profile
时间上:矿田内柯树岭钨锡矿床成岩年龄为223.3 Ma,成矿年龄为228.7 Ma;仙鹅塘锡钨矿床成矿年龄为231.4 Ma[8];淘锡坑钨锡矿床深部隐伏岩体成岩年龄为158.7 Ma[7],成矿年龄为154.4 Ma[9];洪水寨钨锡矿床成岩年龄为155.8 Ma,成矿年龄为156.3 Ma[6];梅树坪钨钼矿床成岩年龄为157.2 Ma,成矿年龄为156.2 Ma[10];樟—九钨矿床成岩年龄为151.1 Ma,樟东坑矿段成矿年龄为151.3 Ma,九龙脑矿段成矿年龄为151.1 Ma[11];宝山钨铅锌银矿床成岩年龄为157.7 Ma,成矿年龄为161.1 Ma[6];长流坑钨铜矿床成矿年龄为151.9 Ma[12]。上述大量高精度成岩成矿年代学数据显示:1)矿田内钨锡矿床成岩成矿年龄相当,钨锡成岩成矿作用几乎同时或成矿稍晚;2)与钨锡有关的成矿跨越了印支期和燕山期,成矿始于印支期,继承和演化后在燕山早期大爆发,钨锡成岩成矿年龄主要集中在160~150 Ma之间,以燕山早期为主,为华南燕山早期钨多金属成矿作用大爆发的响应[13-14]。
空间上:矿田内钨锡矿床围绕成矿岩体内、外接触带成群成带分布,赋存于成矿岩体与不同时代地层接触带上及其附近。同一个岩体内,矿种、矿床类型往往围绕侵入中心呈环带状分布,岩浆侵入中心周缘矿化相对富集,是成矿热液活动和汇集的主要场所,也是大中型矿床集中分布的主要部位(图8)。
1. 上震旦统老虎塘组;2. 下寒武统牛角河组;3. 上奥陶统黄竹洞组;4. 下志留统独栏桥组;5. 中泥盆统云山组;6. 中泥盆统中棚组;7.中泥盆统罗段组;8. 上泥盆统嶂岽组;9. 上泥盆统麻山组;10. 上泥盆统洋湖组;11. 下石炭统杨家源组与梓山组并层;12. 中二叠统栖霞组;13. 燕山早期第二阶段第一次花岗岩;14. 燕山早期第三阶段第一次花岗岩;15. 燕山早期第三阶段第二次花岗岩;16. 断裂/硅化破碎带;17. 不整合界线;18. 推测地质界线。
图7 九龙脑矿田车子坳--金塘坑(Ⅱ-2—Ⅱ’-2)综合地质剖面示意图
Fig.7 Cheziao-Jintangkeng (Ⅱ-2-Ⅱ’-2) of Jiulongnao ore field composite profile
1. 泥盆系—三叠系;2. 志留系;3. 震旦系—奥陶系;4. 燕山早期第二阶段第一次花岗岩;5. 燕山早期第二阶段第二次花岗岩;6. 燕山早期第三阶段第一次花岗岩;7. 燕山早期第三阶段第二次花岗岩;8. 印支期花岗岩;9. 地质界线;10. 不整合界线;11. 断裂构造;12. 韧性逆冲推覆断裂;13. 钨矿床;14. 钨锡矿床;15. 锡矿床;16. 银矿床;17. 金银矿床;18.地名。
图8 九龙脑矿田矿床(点)空间分布特征
Fig.8 Spacial distribution characteristics of deposits in Jiulongnao ore field
3.3.3 岩浆岩岩石化学特征与成矿的关系
九龙脑矿田与印支期钨锡成矿有关的柯树岭岩体具高硅、富铝、低铁镁且A /CNK值大于1.1,为过铝质-高钾钙碱性-钾玄岩系列,部分岩石中含白云母[6];与燕山早期钨锡关系密切的九龙脑成矿岩体整体上显示高硅、贫铁镁、高铁镁比值,为准铝质-过铝质-高钾钙碱性-钾玄岩系列,岩石中含原生白云母、钛铁矿、锰铝榴石-铁铝榴石和独居石等[15]。岩石学和地球化学特征指示两期成矿花岗岩均具有结晶分异程度高、富硅(w(SiO2)>73%)、富碱(w(K2O+Na2O)>8%)、K/Na值高的特征,为富含W、Sn等成矿元素的“S”型花岗岩。
4 地球化学特征
4.1 1∶5万水系沉积物异常特征
九龙脑矿田1∶5万水系沉积物W、Sn、Bi、Mo、Cu、Pb、Zn、Ag、As、Sb多元素综合异常规模大、强度大、形态规整、共伴生元素多和浓集中心明显。主要成矿元素W、Sn、Bi、Pb浓集中心围绕九龙脑成矿岩体内、外四周接触带分布并向北北东—北东方向依次伸展至柯树岭、仙鹅塘(淘锡坑)、高坌(石咀脑)、长流坑,向东伸展至宝山。Cu、Zn、Ag、Au、As、Sb元素九龙脑成矿岩体内为低背景区域,高背景值出现在岩体外围,反映为由强—弱向外扩大晕(图9)。
4.2 水系沉积物异常与矿床分布
九龙脑矿田1∶5万水系沉积物综合异常,特别是W、Sn、Bi、Cu、Pb、As元素异常围绕九龙脑成矿岩体内、外四周接触带或呈北北东—北东与东西向向北、向东延伸展布,这与矿田内钨锡多金属矿床围绕九龙脑成矿岩体内、外接触带“一带”以及矿床“东西成行、北北东—北东成列”分布格局高度吻合,W、Sn元素异常中心往往就是矿床矿化所在中心。围绕九龙脑成矿岩体由近到远异常元素组合为W、Sn、Bi-W、Cu、Pb、Zn、Ag-Au、As、Sb,由高温元素组合向中低温元素组合转变,这与矿田内矿床围绕九龙脑成矿岩体由内往外表现出钨锡矿床—钨铜铅锌银矿床—金银矿床分带性相一致(图8、图9)。因此,九龙脑矿田1∶5万水系沉积物成矿元素、共伴生元素及组合呈有规律性的成片、成带富集分布,是矿床定位、产出及分带的元素响应特征。
5 九龙脑矿田成矿规律
5.1 矿床(点)空间分布规律
九龙脑矿田受北北东—北东向和东西向构造-岩浆岩带交汇控制矿床(点)集中分布,使得矿田内矿床(点)呈现东西成行、北北东—北东成列网格状空间分布格局。从北往南,东西向分布矿床(点)构成高坌—长流坑、仙鹅塘—淘锡坑、高陂山—宝山、天井窝—梅树坪—九龙脑4行;由西往东,北北东—北东向分布矿床(点)构成瓦窑坑—高陂山—高坌、天井窝—柯树岭—长流坑、九龙脑—宝山—双坝3带,构造等距性控矿作用显著(图8)。平面上表现为围绕九龙脑成矿岩体由内而外发育洪水寨云英岩细脉带型钨锡矿床(岩体内)—九龙脑云英岩细脉带型黑钨矿床(接触带)—天井窝矽卡岩型白钨矿床—高陂山石英脉型锡矿床—樟东坑外带石英脉型钨矿床—淘锡坑、柯树岭、仙鹅塘外带石英脉型钨锡矿床—宝山矽卡岩型钨银铅锌矿床—赤坑、双坝破碎蚀变岩型金银铅锌矿床的高温钨锡矿床--中高温钨铅锌银矿床--中低温金银铅锌矿床的分带特征。
5.2 成矿物质来源
根据九龙脑矿田各矿床岩浆岩和矿石稀土配分模式、主微量元素地球化学特征、氢氧硫同位素及成矿流体包裹体特征[6-7,16-20]判断:区内成矿物质主要源自重熔“S”型壳源岩浆,成矿流体具有初始混合岩浆水特征。同一矿床空间多矿化类型成矿热液或物质均来自成矿花岗岩体,为不同空间配置矿化响应,具成生联系,属同源异体。
5.3 成矿模式
根据九龙脑矿田控矿地层-构造-岩浆岩-矿床时空间分布规律及与矿化类型关系,矿田内成矿时代以燕山早期为主,成矿母岩为燕山早期重熔型“S”型花岗岩,建立了九龙脑矿田以九龙脑成矿花岗岩体为中心,因构造-围岩和物理化学条件等差异形成不同赋矿部位和矿化类型具空间配置关系、成生联系的九龙脑“多位一体”成矿模式。
该成矿模式(图10)以成矿花岗岩为空间配置主线,涵盖了内带石英脉型矿体(西华山钨矿床),外带石英脉型矿体(淘锡坑钨锡矿床、柯树岭钨锡矿床、樟东坑钨锡矿床),岩体接触-交代型矿体(宝山矽卡岩型钨铅锌银矿床、天井窝顺层交代矽卡岩型白钨矿床、九龙脑钨钼矿床、洪水寨钨钼矿床、茅坪伟晶岩壳钨钽矿化),破碎带型矿体(赤坑铅锌银矿床、双坝金银矿床)和细脉-浸染型矿体(瓦窑坑蚀变花岗岩型白钨矿点、天井窝蚀变花岗岩型铌钽矿点)。各类型矿体均可独立达到工业规模,成因上与花岗质岩浆多期次活动密切相关,具成因联系,属同源异体。
1. 石炭系碳酸盐岩;2. 震旦系—泥盆系砂岩;3. 燕山早期第二阶段第二次花岗岩;4. 燕山早期第三阶段第一次花岗岩;5. 燕山早期第二阶段第一次花岗岩;6. 外带石英脉矿体(五层楼);7. 外带破碎带矿体(石英脉型黑钨矿充填);8. 外带破碎带矿体;9. 接触交代矽卡岩型矿体;10. 沿层交代矽卡岩型矿体;11. 云英岩型矿体;12. 伟晶岩壳;13. 内带石英脉矿体;14. 内带细脉-浸染状矿体;15. 细晶-伟晶岩状铌钽矿体;16. 断裂;17. 推测地质界线。
图10 九龙脑矿田“多位一体”成矿模式
Fig.10 The “multi-position in one” metallogenic mode of Jiulongnao ore field
6 成矿预测
6.1 成矿预测方法
6.1.1 隐伏岩突内、外接触带是重要找矿部位
九龙脑矿田岩浆热液型钨锡矿床(体)具有热液成因联系出露或隐伏的花岗岩体,矿床(体)定位与花岗岩在时、空上具有成因联系。与钨锡成矿有关的(隐伏)花岗岩体内、外接触带,特别是隐伏花岗岩体顶部岩突内、外接触带是矿种、矿化类型保存最完整部位,深部找矿空间和找矿潜力巨大。因此,随着矿田内地表、浅表矿逐渐减少,隐伏花岗岩体岩突内、外接触带是矿田内重要找矿部位。
6.1.2 断裂构造等距性控岩控矿
隐伏花岗岩体一般沿构造复合部位侵位,构造主要是通过控制隐伏成矿岩体进而控制钨锡矿床的产出。
九龙脑矿田北北东—北东和东西向断裂构造具等距分布特征,决定了矿田内隐伏成矿花岗岩体沿近等距性构造复合结点侵位,受其控制的钨锡矿床也呈规律性的近等距产出。断裂构造复合等距性控岩控矿作用显著,可用于矿田内定位隐伏花岗岩体侵位部位进而预测钨锡矿床产出的最可能部位(图11)。
6.1.3 运用矿(体)带分带性或共伴生规律找矿
九龙脑矿田矿(体)带分带性和共伴生特征显著,既包括单矿床本身又包括矿田矿(体)带矿种和矿化类型的垂向分带和水平分带。如淘锡坑热液石英脉型钨锡矿床矿体垂向上具典型“五层楼”分带模式,共伴生矿种上锡、下钨、深部钨铜共生的矿化“逆向”分带特征。矿田内成矿岩体内到近岩体接触带再到远岩体接触带,依次发育内带石英脉型钨铜矿床、蚀变花岗岩型钨铌钽矿床、云英岩型钨钼矿床—接触带矽卡岩型钨铅锌银矿床—外带石英脉型钨锡矿床—近岩体破碎带型钨锡铅锌银矿床(一般距岩体300~500 m)—远岩体破碎带型铅锌银金矿床(一般距岩体>1 km)。以上“五层楼”分带模式中各分带矿体矿化类型、矿种共伴生,很少独立的单一矿种成矿,矿化类型可单独或以二、三组合形式出现的分带规律或特征互为找矿标志。
6.1.4 运用物化探综合找矿方法开展深部找矿
为了配合九龙脑矿田深部找矿示范,天井窝钨多金属矿开展高精度磁法、激电中梯、激电测深、土壤测量(直接对矿(化)体或矿化带探寻)+重力、音频大地电磁测深AMT(对与成矿有关的隐伏成矿花岗岩体探寻) +壤中汞气(对断裂构造或含矿构造探寻)剖面与面积测量相结合的地质、地球化学、地球物理综合找矿方法,圈定“一带(古亭灰岩与九龙脑复式岩体东西向接触带)三区(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ异常)”成矿最有利区段[21],通过钻探工程验证揭露多层厚度1.62~19.37 m似层状、接触带矽卡岩型钨多金属矿体(图12)。因此,在九龙脑矿田运用物化探综合找矿方法开展深部找矿是行之有效的、适合的[22]。
6.2 成矿预测区
以九龙脑矿田“多位一体”成矿模式为理论指导,以成矿地质条件、物化探异常强度、已知矿床(点)集中分布程度、矿化标志强弱以及研究程度高低等为分级依据,在九龙脑矿田圈出淘锡坑深部、淘锡坑—长流坑、柯树岭—仙鹅塘、天井窝—九龙脑钨锡矿4个A类预测区,宝山外围钨铅锌银矿、高陂山—坳头锡矿2个B类预测区和古亭—赤坑金银铅锌矿1个C类预测区。各成矿预测区特征叙述如下:
1. 第四系;2. 二叠系;3. 泥盆系;4. 奥陶系;5. 寒武系;6. 震旦系;7. 加里东期花岗岩;8. 印支期花岗岩;9. 断裂构造;10.韧性逆冲推覆断裂;11.不整合界线;12. 构造网格结点(已知/预测钨矿床);13. 钨矿床;14. 钨锡矿床;15. 银矿床。
图11 九龙脑矿田淘锡坑外围构造-岩浆-钨锡矿床分带简图
Fig.11 Schematic tectono-magmatic and W-Sn deposits distribution of the outskirts of Taoxikeng in Jiulongnao ore field
6.2.1 淘锡坑钨锡矿深部(A类)预测区
淘锡坑钨锡矿矿体主要赋存于深部隐伏花岗岩体外接触带震旦系变质岩中,受成矿裂隙控制,向下延深于隐伏花岗岩体内,具典型“五层楼”分带模式。钨锡矿(化)体空间上向北西发散为宝山、西山、烂埂子脉组,向南东往枫岭坑呈“扫帚状”收敛(图4)。
坑道轴向原生晕分带显示(图13):枫岭坑矿前晕较近矿晕发育且矿尾晕弱、宝山近矿晕相对发育、烂埂子矿尾晕相对发育,指示深部与钨锡成矿有关的隐伏成矿花岗岩体由南东往北西侵位,成矿流体由南东往北西运移,宝山、棋洞(56~156 m标高隐伏岩突)、烂埂子脉组深部隐伏成矿花岗岩体往枫岭坑呈现阶梯式下降,推测矿区南东部深部存在一个侵位更深的隐伏成矿花岗岩突,深部具较大找矿空间和潜力。
6.2.2 淘锡坑—长流坑钨锡矿(A类)预测区
淘锡坑—长流坑钨锡矿预测区位于九龙脑成矿岩体北部,出露震旦系—奥陶系碎屑岩。受北北东—北东和东西向断裂构造复合控岩控矿,淘锡坑—长流坑深部构造复合结点处可能存在呈北北东—北东和东西向近等距菱形展布与钨锡成矿有关的隐伏花岗岩突,深部与燕山早期九龙脑成矿岩体连为一体,为钨锡成矿提供充足的成矿物质来源(图1)。
区内1∶5万水系沉积物以钨锡为主的综合异常规模、强度大、浓集中心明显和共伴生组分多(图9)。已探明淘锡坑、长流坑、高坌、泥坑、石咀脑和碧坑等钨锡矿床(点)均位于北北东—北东和东西向构造复合结点隐伏花岗岩突顶部。因此,该预测区北北东—北东和东西向构造复合结点与钨锡综合异常套合较好位置具较大找矿前景。
6.2.3 柯树岭—仙鹅塘钨锡矿(A类)预测区
柯树岭—仙鹅塘钨锡矿预测区位于九龙脑成矿岩体向北隐伏的前锋,出露震旦系—奥陶系碎屑岩。受北北东—北东和东西向断裂构造复合控制印支期柯树岭岩体呈北东向长条形产出,云英岩化强烈,具钨锡、辉钼和铌钽矿化,成岩成矿作用强烈(图1)。
1. 残坡积物;2. 长英质角岩;3. 千枚状板岩;4. 大理岩;5. 石榴石矽卡岩;6. 细粒花岗岩;7. 中粗粒花岗岩;8. 钨矿体;9. 石英脉;10. 断裂/推测断裂构造;11. 钻孔及孔号/孔深;12. 推测地质界线。
图12 天井窝钨矿床地质-地球化学-地球物理找矿预测及靶区验证
Fig.12 Geological-geochemical-geophysical prospecting prediction and targets validation of Tianjingwo W deposit
Ⅰ.纵剖面示意图;Ⅱ.横剖面示意图;Ⅲ.简化地质模型图。1. 中段及标高;2. 勘探线及编号;3. 矿前晕;4. 近矿晕;5. 矿尾晕;6. 矿体及编号;7. 预测靶区及编号;8. 震旦系浅变质岩;9. 黑云母花岗岩;10. 云英岩壳;11. 伟晶岩壳;12. 细晶岩脉;13. 煌斑岩脉;14. 含钨石英脉;15. 成矿流体运移方向。
图13 淘锡坑钨锡矿床原生晕轴向分带模式
Fig.13 Primary halo axial zoning mode of Taoxikeng W-Sn deposit
区内1∶5万水系沉积物以钨锡为主的综合异常规模、强度大、浓集中心明显和共伴生组分多(图9)。已探明柯树岭、仙鹅塘钨锡矿床与钨锡综合异常高度吻合。已完成的Ⅰ-1—Ⅰ’-1地球物理剖面在柯树岭以北至仙鹅塘深部500~1 000 m范围内探测到一南北向延伸规模达1.0~1.5 km的超大型AMT低阻异常,推测可能由深部厚大的似层状云英岩型和浸染状蚀变花岗岩型钨锡多金属矿引起。
6.2.4 天井窝—九龙脑钨锡矿(A类)预测区
天井窝—九龙脑钨锡矿预测区位于九龙脑成矿岩体南部接触带,出露震旦系—寒武系碎屑岩和奥陶系古亭灰岩,断裂构造以北东和北西西向最发育。岩浆活动以燕山早期九龙脑复式岩体第一、三期侵入为主,成矿地质条件优越(图1)。
区内1∶5万水系沉积物钨多金属综合异常围绕九龙脑成矿岩体内、外接触带分布,异常规模、强度大、浓集中心明显(图9),已探明洪水寨、九龙脑、樟东坑和梅树坪等钨矿床,新发现瓦窑坑蚀变花岗岩型、萤石长石伟晶岩脉型白钨矿和天井窝细晶岩脉铌钽矿化。因此,该预测区是矿田内实现老矿山资源扩储和新发现复合型矿化类型矿床的最有利区。
6.2.5 宝山外围钨铅锌银矿(B类)预测区
宝山外围钨铅锌银矿预测区位于九龙脑成矿岩体东侧南北向铅厂向斜褶皱核部,北北东—北东和东西断裂交接复合处。出露泥盆系—二叠系碳酸盐岩。岩浆岩为九龙脑成矿岩体向东延伸呈岩株状产出的燕山早期宝山花岗岩体,岩体接触带具强烈矽卡岩化,局部形成矽卡岩型钨铅锌银矿(化)体(图1)。
区内1∶5万水系沉积物W、Cu、Pb、Zn、Ag、As、Sb组合异常显著,异常规模、强度大、浓集中心明显,已探明宝山钨铅锌银矿床钨铅锌银矿(化)体产于花岗岩与石炭系—二叠系灰岩接触带上,呈似层状、透镜状产出,受到灰岩层位控制,一般在接触面凹陷处厚、凸起处薄,具顺层交代特征(图3)。因此,该预测区宝山深部花岗岩与灰岩接触带的转折、凹陷处及外围具有一定矽卡岩型钨铜铅锌银多金属矿找矿潜力。
6.2.6 高陂山—坳头锡矿(B类)预测区
高陂山—坳头锡矿预测区位于九龙脑成矿岩体西侧关田北西向基底褶皱背斜核部,北东、北西和东西向断裂构造交接复合处。出露寒武系—奥陶系砂板岩夹透镜状灰岩,西南部出露印支期文英岩体,岩体与地层接触带见矽卡岩型锡矿(化)体(图1)。
区内1∶5万水系沉积物Sn(最高1 348.5×10-6)异常发育,呈长轴北西向椭圆状展布,与已探明高陂山、坳头锡矿床沿北西向展布一致(图9)。该预测区矿产勘查工作程度相对较低,石英脉型和矽卡岩型锡矿找矿具有一定潜力。
6.2.7 古亭—赤坑金银铅锌矿(C类)预测区
古亭—赤坑金银铅锌矿预测区位于古亭—赤土东西向金成矿构造带上,为贯穿矿田东西向古亭—赤坑脆性深大断裂和古亭—高坪—密溪韧性逆冲推覆断裂夹持的基底变质岩推覆块体,挤压推覆、滑脱、伸展多期多阶段构造活动迹象明显。出露震旦系—寒武系砂板岩,受北东、北西与东西向断裂构造复合控制莲塘—响郎中—两卡坑基性辉长岩呈北东向岩瘤状产出,淘锡坑附近一带闪长岩和辉长岩脉带群呈北西向展布,成金地质条件优越(图1)。
区内1∶5万水系沉积物Au、Ag、Sb异常沿该东西构造带断续分布,围绕莲塘、响郎中、两卡坑、淘锡坑附近发育若干个Au、Ag、Sb组合异常,异常呈北西—北西西向展布、强度大、金银锑浓集中心明显(图9),目前已探明破碎蚀变岩型赤坑银铅锌矿床和双坝金银多金属矿床。因此,该预测区具备成热液型金银矿的构造-岩浆岩条件,具有较好的金银等贵多金属找矿潜力。
7 结论
1)赣南九龙脑矿田最大特色为以九龙脑岩体为矿化中心,围绕九龙脑成矿岩体内、外接触带由内到外发育高温钨锡矿床—中高温钨铅锌银矿床—中低温金银铅锌矿床的成矿与地球化学分带,受地层-构造-岩浆岩联合控制,钨锡多金属矿床呈现出“东西成行、北北东—北东成列”的等距性空间分布规律。
2)九龙脑矿田发育热液石英脉型、矽卡岩型、破碎蚀变带型、云英岩型和蚀变花岗岩型钨锡多金属矿化,钨锡成矿时代始于印支期,燕山早期大爆发,成矿母岩为富含W、Sn等成矿元素的重熔“S”型花岗岩,建立了九龙脑矿田具成因联系的“多位一体”成矿模式。
3)以九龙脑矿田“多位一体”成矿模式为理论指导,根据矿田断裂构造等距性控岩控矿、矿(体)带分带性或共伴生规律以及物化探综合找矿方法开展深部成矿预测,优选圈出淘锡坑深部、淘锡坑—长流坑、柯树岭—仙鹅塘、天井窝—九龙脑钨锡矿A类预测区4个,宝山外围钨铅锌银矿、高陂山—坳头锡矿B类预测区2个,古亭—赤坑金银铅锌矿C类预测区1个,为九龙脑地区下一步找矿指明方向。