严富贵 黎原 刘阳生 肖林 易元顺 田军委

摘要:该矿床是近几年来在南岭地区开展矿产地质远景调查时发现,经普查、详查工作,现为大型钨钼矿床。项目成因类型被列入湖南省找矿突破战略行动实施6年来的四大找矿新类型突破之一。矿床位于寒武系香楠组地层与印支期花岗岩接触带内带,受近东西向构造断裂控制,矿(化)体中含矿石英脉发育,当含矿石英脉达到一定密度时,则形成矿体。矿区矿床成因类型为高温岩浆热液充填—石英脉型(细脉带型)钨钼矿床,是湖南省首次发现大型的该类型矿床,该矿床的发现对周边寻找相同类型矿床具有重大的指导意义。

关键词:石英脉;钨钼矿

1.前言

矿区位于南岭有色、稀有金属成矿带的中段,湘东南—赣南—粤北加里东褶皱带南西部,九峰—崇余犹东西向钨锡成矿区与诸广山南北向铀有多金属成矿区的复合部位。它是2006年~2010年矿产远景调查[4]期间发现的较大找矿潜力的矿区,后经普查、详查等工作,发现矿(化)体15个,估算332+333钨钼资源储量5万多吨,达大型规模。矿床成因类型为高温岩浆热液充填—石英脉型(细脉带型)钨钼矿床。

2.区域地质简介

区内出露的地层自震旦系—第四系均有分布[1]、[2]、[4]。经历了雪峰运动、加里东运动、印支运动、燕山运动及喜山运动等5期主要构造运动,每一期构造运动都表现为长期的反复运动,组成一个构造旋回;致使区内构造形迹复杂,形成基底构造为东西向,叠加了南北向、北西向、北东向构造的格架。多旋回构造运动伴随多期次岩浆活动,其中燕山期花岗岩活动最为强烈,并具有同源、多阶段、多期次侵入的特点,常常形成复式花岗岩体,是区内成矿的母岩。

3.矿区地质特征

矿区出露地层有寒武系下统香楠组(图1)[2],分布于矿区西部,在东部的花岗岩之中亦有少量残留体,由于受岩体影响极强,区内岩石全部变质为二云母角岩。该类角岩致密,可塑性大,渗透性差,其与花岗岩的接触面是一个差异性的力学面,在同一性质的应力作用下,内外接触带具有完全不同性质的形变,致使成矿裂隙仅限于接触带内刚性花岗岩内,对矿液起到良好的屏蔽作用[6]。

地层中微量元素W、Mo、Sn含量是南岭地区香楠组地层的数十倍(表1),这说明地层受岩体影响,地层中的W、Mo、Sn等具富集现象,在区内有寻找构造带型、石英脉型钨钼锡矿的潜力。

矿区位于柴山里—马坳向斜北东翼。断裂构造主要为北西西向,其次为近东西、北东向、北西向。

由于受构造运动的影响,区内裂隙十分发育。这些裂隙脉幅最小者在1mm左右,最大者可达50cm,但多以微—细裂隙为主。裂隙走向区间分布非常广,各向均有,但以 260°~309°区间分布最多,倾向多为北;单条裂隙长0.5m~ 40m之间。密度5条/m~25条/m,往往被含矿石英脉所充填。与区内矿化关系极为密切。

区内岩浆岩出露广泛,属热水岩体北缘部分,呈岩基产出,侵入于寒武系地层中,主要为印支期第二阶段第一次黑云母二长花岗岩,次为燕山早期第一阶段黑云母花岗岩。区内岩脉主要为细粒花岗岩脉,次为花岗细晶岩脉及多斑花岗斑岩脉。

矿区变质作用强烈、类型多、分布广。既有区域变质作用,又有接触热变质作用及气成—热液交代变质作用,还有动力变质作用。但与矿化有关的主要是钾质交代作用、钠质交代作用,其次有云英岩化、硅化等。

4.矿床地质特征

4.1矿化体特征

区内矿体全部赋存于Ⅰ号含矿蚀变体中(图2)。Ⅰ号含矿蚀变体位于寒武系香楠组地层与印支期花岗岩接触带内带,受近东西向F1断裂控制,北部边界为F1,南部出矿区范围至对面排矿区,走向285~295°,总长约1.8km,平均宽约580m。矿化体中含矿石英脉发育,当含矿石英脉达到一定密度时,则形成矿体。矿化体与围岩没有明显的界线,属渐变关系,矿化边界取决于石英细脉的含矿性及密度。

4.2矿体特征

区内目前共圈定了9个工业矿体(见表2,Ⅰ—1—Ⅰ—9),6个低品位矿体(见表3,Ⅰ—①—Ⅰ—⑥)。主矿体为Ⅰ—1和Ⅰ—2两个(图3)。

Ⅰ—1号钨钼矿体呈近脉状产出,倾向18°,倾角约22°,控制走向延伸约400m,倾向延伸320m。真厚度2.21m~94.48m,平均32.20m,矿体平均品位WO30.252%、Mo0.063%,厚度变化系数105.89%,品位变化系数WO392.48%,Mo83.55%。矿体赋存标高328m~921m,东部厚大,西部变薄。主要矿石矿物黑钨矿,次为辉钼矿。

Ⅰ—2号矿体赋存标高602m~792m,走向288°,倾向北北东,倾角约14°左右。控制真厚度2.22m~54.78m,平均14.15m,控制走向延伸400m,倾向延伸175m,矿体平均品位WO30.251%、Mo0.081%,厚度变化系数123.85%,品位变化系数WO389.52%,Mo108.64%。主要矿石矿物黑钨矿,次为辉钼矿。

4.3矿石特征

矿区的矿石类型为石英脉型(细脉带型)辉钼黑钨矿石。矿石矿物主要为黑钨矿和辉钼矿,其次有锡石、黄铜矿、黄(黝)锡矿、自然铋等;脉石矿物主要为石英、钾长石、斜长石和白云母等。矿石的结构主要有他形晶结构、半自形—他形晶结构、自形晶结构、自形—半自形晶结构、交代结构、交代环边结构、包含结构。矿区矿石的构造主要有微脉—细脉及细脉状构造、条带状构造、浸染状构造及矿物结晶颗粒内部环带状构造。主要有益组分为WO3、Mo,伴生有益组分为Ga、Ag,未见明显异常高值的有害组分。

5.控矿规律分析

5.1地层岩性对成矿的控制作用

(1)地层岩石的化学成分对成矿的影响

矿区属于加里东后隆起区,矿区及其周边自基底至盖层岩性均为碎屑岩,岩石总体贫钙,并且化学性质较为稳定。区内赋矿的印支期花岗岩为壳源沉积物局部熔融的产物,成矿期的燕山期花岗岩也由印支期花岗岩演化而来,这就决定了这两类花岗岩都贫钙。这种性质决定区内矿体是以充填形式就位而不是交代,钨的主要矿物相是黑钨矿而不是白钨矿。

(2)地层的屏蔽系统对成矿的影响

①区内寒武系地层在印支期岩浆活动时就已经热变质为富二云母的角岩,该角岩紧密,透水性差,而且韧性较好,在外力作用下容易产生形变而不易破裂,具备屏蔽层的基本要素。

②寒武系地层与印支期岩体的接触面本身就是一个应力释放面,成矿期作为赋矿围岩——印支期花岗岩中的非区域性应力难于通过接触面继续传导到地层中来,也就难于在地层中产生容矿裂隙。

③正是因为地层这种性质,使得成矿期岩浆热液活动时,温度不易扩散,压力不易释放,高温高压的流体容易达到超临界的温压点而形成超临界流体,持续的高压环境也容易在被屏蔽的印支期花岗岩中产生大量的裂隙来释放不断增加的压力,密集的细微裂隙由此而生,大量的矿物质也得以有容纳空间。

5.2构造对成矿的控制作用

(1)区域构造的对岩浆岩的控制作用

矿区位于南城—遂川深大断裂带北西侧,万洋山—诸广山南北向巨型花岗岩带的南段。这些构造在深部往往具有韧性剪切特征。

印支期的构造剧烈活动造成的深部P—T扰动,使深部壳源沉积物局部发生了熔融,形成壳源岩浆,上侵就位形成印支期岩体。

燕山期韧性剪切构造的再次活跃,再次改变了深部岩浆房的温压条件,使得印支期演化后期的剩余岩浆房再次发生熔融作用,岩浆再次上侵。由于本次岩浆是经过演化的岩浆,富含流体及矿物质,是钨钼矿的主要成矿母岩[5]。

(2)印支期岩体上部的次级断裂对燕山期花岩脉控制作用

燕山期岩浆岩沿印支期岩体内部及寒武系地层内的断裂构造及裂隙充填发育,呈细粒花岗岩脉或花岗细晶岩脉。

(3)成矿期裂隙构造对成矿的控制作用

在成矿期,随着燕山期含矿热液的上涌,在印支期刚性花岗岩中形成的裂隙为含矿热液的运移和赋存提供了通道和空间,这些裂隙是矿区的含矿和控矿构造。

5.3岩浆岩对成矿的控制作用

(1)印支期的岩浆活动为钨钼提供了初步物源

从微量元素来看,矿区印支期岩浆岩Bi是其维氏酸性值的4400倍,Mo是其维氏酸性值的79倍,W是其维氏酸性值的42.7倍,必然会在成矿期为矿体的形成提供一定的物质来源。

(2)燕山期的岩浆活动使钨钼进一步聚集

随着燕山期岩浆岩活动,含矿热液沿着印支期花岗岩破裂形成的裂隙上涌,加热、增压了其周边的印支期花岗岩,使得含矿热液和印支期花岗岩中的钨钼等富集成矿。

(3)印支期花岗岩为钨钼矿的就位提供了赋存场地。

6.找矿前景分析

区内Ⅰ号含矿蚀变体目前控制的从江西省至湖南省的总长约1.6km~1.8km,最宽处约700m~800m,总面积约1.0km2的区域。规模十分庞大,这说明区内成矿物质来源也十分丰富。根据现有资料分析,区内深部必定存在一个燕山期岩体,也正是这个岩体为区内成矿提供了丰富的成矿物质来源;而勘查资料表明,区内主要有益元素赋存于微—细裂隙中,并没有发现较大的容矿空间,结合钨矿成矿“五层楼+地下室[3]”模式分析,极大可能会有一部分成矿物质赋存于燕山期成矿母岩体与印支期岩体的接触部位,形成面状蚀变岩型矿体(图5)和大脉型矿体。

桂东地区1/5万地面高精度磁测结果(图4),在高凹背矿区钨钼矿矿化体北西延伸至屋背岭处高磁异常极为发育。异常总体呈北东向、北西向两组。磁异常梯度变化大(从+1461 nT~-2027 nT)达3488nT。结合屋背岭成矿地质条件及成矿模式(图5),该出极有可能形成和高凹背矿区成矿原理相似的多金属矿床。

此外,矿区西部寒武系香楠组地层微量元素测定W、Mo、Sn含量是南岭地区香楠组地层的数十倍,这应该与深部隐伏的燕山期与印支期岩体有关,虽然目前5线所施工的两个钻孔中矿体有变薄的趋势,但并不能排除在有利部位寻找同类型矿体或其他如石英大脉型、岩枝型以及构造蚀变带型矿体的可能。

综上所述,矿区深、边部仍然具有较大的找矿潜力。

参考文献:

[1]湖南省地质调查院. 2012.湖南桂东—汝城地区钨锡多金属矿远景调查报告

[2]湖南省湘南地质勘院. 2018.湖南省汝城县高凹背矿区钨钼矿详查报告

[3]王登红,唐菊兴,应立娟,陈郑辉,许建祥,张家菁,李水如,曾载淋,“五层楼+地下室”找矿模型的适用性及其对深部找矿的意义,吉林大学学报(地球科学版), 2010年04期

[4]黎传标.湖南桂东—汝城地区钨锡多金属矿地质特征及找矿前景.华南地质与矿产. 2010年第2期:8-14

[5]王彦斌,王登红等.汝城高坳背钨钼矿区花岗岩锆石U-Pb年龄、Hf同位素及矿石辉钼矿Re-Os年龄.地质论评. 2010年11月.第五十六卷第6期820-830

[6]金小燕,雷泽恒等.湖南汝城高坳背钨钼矿地质特征及地质意义.地质与勘探.第49卷第3期2013年5月453-457.