陳錫華,賴凌,余祖壽,李春海

(1江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局贛東北地質(zhì)大隊,江西上饒334000) (2南京地質(zhì)礦產(chǎn)研究所,江蘇南京210016)

江西修水縣梅子坑鉬礦床地質(zhì)特征
及成因初探*

陳錫華1,賴凌1,余祖壽1,李春海2

(1江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局贛東北地質(zhì)大隊,江西上饒334000) (2南京地質(zhì)礦產(chǎn)研究所,江蘇南京210016)

梅子坑鉬礦位于九嶺鎢鉬成礦帶,為中型石英脈型鉬礦床。礦區(qū)內(nèi)地層和巖漿巖鉬元素含量分別是克拉克值的43倍和21倍。礦體賦存于雙橋山群修水組淺變質(zhì)巖系中及北西向斷裂控制的裂隙密集帶中;礦石主要類型為石英脈型,礦石有益組分為輝鉬礦,形成于石英-黃鐵礦-輝鉬礦-黃銅礦早期礦化階段。礦床可能與隱伏的燕山期細粒花崗巖、花崗斑巖巖脈有成因關(guān)系,屬與燕山期巖漿活動有關(guān)的中-高溫?zé)嵋旱V床。北西向斷裂密集帶,硅化、云英巖化、黃鐵礦化圍巖蝕變,燕山期花崗巖類及雙橋山群淺變質(zhì)巖系,是其主要找礦標志。

燕山期花崗巖類;雙橋山群;石英脈型;鉬礦;梅子坑;江西省

梅子坑鉬礦床,位于江西省修水縣東南約40 km,為2008年由江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局贛東北地質(zhì)大隊發(fā)現(xiàn)的,具有中型以上遠景的石英脈型鉬礦床。

1 區(qū)域成礦背景

梅子坑鉬礦,位于揚子準地臺之九嶺-鄣公山地體的九嶺復(fù)式背斜的次級向斜之中[1](圖1),向斜軸部近東西走向,以薊縣系雙橋山群修水組地層為核部,雙橋山群安樂林組地層為兩翼,被晉寧期九嶺巖體侵入,褶皺構(gòu)造不完整。區(qū)域出露的地層主要為元古界和第四系(圖2)。北東東向、北北西向斷裂發(fā)育,規(guī)模均較大,前者多為明顯的左行扭動兼有壓性特征,后者往往切割前者,兩者夾角30°左右,常出現(xiàn)于褶皺的翼部,與地層走向斜交,梅子坑鉬礦就產(chǎn)于北西向斷裂中[2-3]。區(qū)域巖漿活動強烈而頻繁,侵入巖多為晉寧期和燕山期,其中燕山期巖漿活動與成礦關(guān)系最為密切,已知礦種主要有鎢、鉬、銻、金、釩等,主要礦床有香爐山鎢礦、昆山鎢礦等[4]。九嶺巖體由花崗閃長巖(面積約占70%)、斜長花崗巖(～22%)、花崗巖(～7%)及鉀長花崗巖(～1%)組成,其中花崗閃長巖年齡為(820±10)M a[5],大致相當(dāng)于晉寧晚期。燕山期巖漿巖多侵入九嶺巖體中,呈規(guī)模大小不等的巖基、巖株、巖瘤、巖墻、巖脈,巖石類型主要為花崗巖類,年齡為(151.4±2.4)M a[5],受區(qū)域性斷裂控制明顯。

圖1 梅子坑鉬礦大地構(gòu)造位置[1]Fig.1 Tectonic location ofM eizikeng molybdenum deposit in Jiangxi[1]

2 礦區(qū)地質(zhì)概況

2.1 地層

礦區(qū)出露的地層主要為中元古界薊縣系雙橋山群修水組,分布于礦區(qū)中、北和西等大部分地段(圖3)。修水組巖層條紋、條帶、斜紋理、交錯層、“原生褶皺”、波痕特別發(fā)育,沉積韻律明顯,下部為礫巖、含礫砂巖及粉砂巖,上部由一套厚度巨大的灰黑-灰綠色板巖、砂質(zhì)板巖夾石英細砂巖、粉砂巖、長石砂巖所組成,本組總厚度約3739 m,與下伏地層安樂林組呈整合接觸[2]。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)地層褶皺構(gòu)造不明顯,產(chǎn)狀較穩(wěn)定,總體走向北西、傾向南西,傾角為40～75°。斷裂比較發(fā)育,沿斷層兩側(cè)地層巖石破碎明顯、蝕變強烈。斷裂主要有北北西、北東、北東東向,規(guī)模不大,多為成礦前斷裂,與礦體關(guān)系極為密切。斷裂往往被石英脈充填,石英脈具有后期破碎特征,鏡下表現(xiàn)為石英晶粒碎裂,細?；?波狀消光。北北西向斷裂,傾向北東,傾角45～86°,呈波狀,長多大于400m,局部見有1.5m厚碎裂巖或0.5～0.6m厚糜棱巖,多屬張性構(gòu)造,為區(qū)域北東向主大斷裂的次級構(gòu)造。礦區(qū)鉬礦化就產(chǎn)于其控制的裂隙密集帶中,如F1、F2和F3斷裂分別控制了M 1、M 2和M 3石英脈型鉬礦體。北東、北東東向斷裂構(gòu)造規(guī)模均小,以壓性為主,亦為成礦前斷裂(如F7、F8斷裂)。F7斷裂長大于700m,傾向南南東,傾角43～83°,被脈幅5～30 cm的礦化石英脈充填。F8斷裂長大于400 m,傾向北西、傾角51～75°,斷裂中見有脈幅10～80 cm的礦化石英脈,局部達工業(yè)品位。

圖2 梅子坑鉬礦區(qū)域地質(zhì)圖(據(jù)1:20萬修水縣幅區(qū)域地質(zhì)圖修編) Fig.2 Regional geologicalmap ofM eizikeng molybdenum deposit

2.3 巖漿巖

梅子坑鉬礦床與燕山期隱伏的中-細?；◢弾r、花崗斑巖巖脈有著密切的成因關(guān)系[3,4],是其同源巖漿的派生產(chǎn)物,礦化強度還與巖脈中相應(yīng)元素的含量有一定正消長關(guān)系,燕山期巖漿活動可能為鉬礦的形成提供了重要的物質(zhì)來源和能量來源。燕山期隱伏的中-細?；◢弾r、花崗斑巖巖脈描述如下:

細粒花崗巖:呈淡灰色-灰白色,具花崗結(jié)構(gòu),偶有文象結(jié)構(gòu),少數(shù)呈中-細粒結(jié)構(gòu)及斑狀結(jié)構(gòu),粒度多為0.5～2 mm。主要礦物組成為石英(～38%)、鉀長石(～30%)、斜長石(～15%)、白云母(～15%)和少量黑云母(2%)。斑狀結(jié)構(gòu)者斑晶主要為長石,大小3～5mm。石英他形粒狀,具波狀消光,強烈溶蝕,少數(shù)由一軸晶變成二軸晶,常有長石、黑云母和金紅石等包體。鉀長石以微斜長石為主,有少數(shù)條紋長石,呈半自形-他形板狀,大部分具格狀雙晶,少數(shù)具卡氏雙晶、條紋構(gòu)造和文象結(jié)構(gòu),蝕變?nèi)?包裹體很少,個別有斜長石及石英包體。斜長石呈自形-半自形斑狀結(jié)構(gòu),0.2～0.4 mm,普遍具鈉長石雙晶,部分具卡-鈉復(fù)合雙晶。黑云母,片狀,多色性顯著,常被長英質(zhì)礦物交代,且常有副礦物包體。白云母片狀,大部由交代長石、黑云母而來,部分破碎、彎曲,具波狀消光。副礦物大部為細小自形晶,呈上述礦物包體產(chǎn)出。據(jù)1:20萬區(qū)域地質(zhì)測量資料,細?；◢弾r與戴里花崗巖比較,SiO2含量偏高,屬超酸性巖石,堿金屬氧化物含量亦偏高,A l2O3>N a2O+K2O+CaO,鋁過飽和Q=28.9～34.3,a:c=12～131,在扎氏分類中屬二類3科過堿性巖石。

花崗斑巖:呈灰白色,斑狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。斑晶(～60%)主要為石英(25%)、鉀長石(18%)、斜長石(15%),少量黑云母和白云母(2%),斑晶大小0.8～3 mm不等,斑晶多呈自形-半自形?；|(zhì)(～40%)成份與斑晶相似,具微晶結(jié)構(gòu)。主要副礦物為銳鈦礦和鋯石,以及少量石榴子石、電氣石、磷灰石、綠簾石和鈦鐵礦等?；◢彴邘rQ=29～38.4,a:c=9.1～133,屬扎氏二類3科堿性巖石。

2.4 化探異常特征

礦區(qū)原生暈異常特征(表1)顯示,礦區(qū)的M o、W、Cu、Zn元素含量均高于克拉克值,尤其M o、W與巖漿巖中Cu元素含量大大高于克拉克值;其中M o、W元素含量淺變質(zhì)巖明顯大于巖漿巖,Cu元素含量巖漿巖又明顯地大于淺變質(zhì)巖;而Hg元素含量卻低于克拉克值。M o、W濃集比率顯示淺變質(zhì)巖大于巖漿巖,而Cu元素的濃集比率顯示巖漿巖遠遠大于淺變質(zhì)巖。這說明了礦區(qū)成礦物質(zhì)W、M o的來源與地層、巖漿巖可能有一定關(guān)系。

表1 梅子坑礦區(qū)原生暈異常特征表Table 1 Characteristics of the pri mary halo abnorm ities in M eizikeng molybdenum deposit

礦區(qū)M o與主要元素相關(guān)系數(shù)(表2)顯示:礦區(qū)巖漿巖中M o與W、Cu、Zn、Hg元素均呈正消長關(guān)系,M o與W相關(guān)性好;在淺變質(zhì)巖中,M o與W、Hg元素呈正消長關(guān)系,但與Hg相關(guān)性較明顯,而M o與Cu、Zn元素呈負消長關(guān)系;在破碎礦化巖中,M o與W、Cu、Hg元素呈正消長關(guān)系,但僅與Hg相關(guān)性較明顯,而M o與Zn元素呈負消長關(guān)系。

表2 梅子坑礦區(qū)M o與各主要元素相關(guān)系數(shù)表Table 2 Correlation coeff icients between M o and other metal elements in M eizikeng deposit

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

礦床為石英脈型鉬礦,礦體主要發(fā)育于礦區(qū)中偏西部,賦存標高為+536～+896m。鉬礦體的形態(tài)以脈狀為主,充填在北西向的斷裂及其附近的張性裂隙中(圖3),少數(shù)產(chǎn)于北東、北東東向斷裂中(礦化強度不及前者)。北北西向礦化石英脈帶寬數(shù)米～四十余米,主要由碎裂程度不一的變質(zhì)粉砂巖與石英脈構(gòu)成。變質(zhì)粉砂巖多數(shù)有破碎,局部達糜棱巖程度。石英脈大小懸殊,脈幅0.01～1 m,厚度多為1～10 cm,脈頻多1～5條/米,含脈率為5%～20%,延長數(shù)米～數(shù)百米。石英脈具尖滅側(cè)現(xiàn)、分枝復(fù)合現(xiàn)象,多數(shù)走向北北西,傾向南東東,少數(shù)石英脈產(chǎn)狀不定,各組石英脈互相交叉,但無切錯位移現(xiàn)象,屬同期石英脈。脈石英呈無色、白色,斷口油脂光澤,粒狀變晶結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,受強烈構(gòu)造作用,晶粒碎裂,細?；?波狀消光普遍,各種塑性變形現(xiàn)象發(fā)育。礦體往往產(chǎn)于脈帶中的石英脈密集處,礦化強度與石英脈大小成正相關(guān)關(guān)系。

目前已發(fā)現(xiàn)并圈定鉬礦體5條,編號為M 1、M 2、M 3、M 4和M 5(M 4和M 5為盲礦體),各鉬礦體大致平行展布。礦體無論走向還是傾向均呈波狀(圖4),走向北西、傾向北東,傾角45～85°。礦體平均厚度1.45 m、鉬平均品位0.189%。其中M 1礦體規(guī)模相對較大、連續(xù)性較好、為礦區(qū)的主礦體,達中型規(guī)模;形態(tài)為脈狀,膨縮較明顯,但無分支,礦體內(nèi)無夾石、無斷裂破壞或巖脈穿插,構(gòu)造對礦體形態(tài)影響程度小,延長約846m,延深約360 m,礦體形態(tài)復(fù)雜程度中等;平均厚度1.47 m,礦體厚度變化系數(shù)為53.96%,屬穩(wěn)定型;平均品位0.181%,品位變化系數(shù)111.86%。

圖3 梅子坑鉬礦床地質(zhì)圖Fig.3 Geologicalmap ofM eizikeng deposit

圖4 梅子坑礦區(qū)A-B剖面Fig.4 A-B section ofM eizikeng deposit area

3.2 礦石特征

按照礦床的工業(yè)類型,礦石可分石英脈型礦石、浸染狀硫化物礦石。石英脈型礦石,輝鉬礦結(jié)晶粗大(>0.01 mm),多沿石英脈裂隙或脈壁分布,形成寬數(shù)厘米至大于1米不等的礦脈,品位往往較高,是構(gòu)成主要工業(yè)礦體的礦石類型。浸染狀硫化物礦石,輝鉬礦結(jié)晶細小(<0.01 mm),呈鱗片狀產(chǎn)于變質(zhì)粉砂巖中,是由礦液以擴散和滲透方式選擇交代而成的浸染狀礦石,品位較低。采于老窿和地表槽探礦石的可選性試驗物相分析結(jié)果表明,礦石中98.49%的鉬以硫化物的形式存在,氧化礦中的鉬為5.11%。鉆孔資料顯示風(fēng)化層厚度一般在10～25 m以內(nèi),鉆孔內(nèi)礦石中所見的金屬礦物均為原生,未見氧化物出現(xiàn);薄片、光片鑒定也未發(fā)現(xiàn)氧化礦物,故礦區(qū)礦石的自然類型絕大多數(shù)為原生礦石。

礦石主要為脈狀構(gòu)造、團塊狀構(gòu)造和浸染狀構(gòu)造,半自形-他形晶粒狀結(jié)構(gòu)和揉皺結(jié)構(gòu)。主要金屬礦物為輝鉬礦、黃鐵礦,還有少量黃銅礦、毒砂,微量的磁黃鐵礦、磁鐵礦等,有用礦物主要為輝鉬礦;脈石礦物有石英、白云母、黑云母、方解石和磷灰石等。輝鉬礦多以脈狀、團塊狀、浸染狀產(chǎn)出,老窿LD2與鉆孔ZK4中的石英脈脈壁見有2～3 cm厚的輝鉬礦脈,呈半自形晶板片狀或板狀集合體,礦物粒徑大小變化較大,板片狀長者可達2.5～4mm,寬(厚)約0.025～1 mm,多分布于石英脈中;細小者多呈鱗片狀,大小約0.005～0.01 mm,以浸染狀產(chǎn)于圍巖變質(zhì)粉砂巖內(nèi)。黃鐵礦、黃銅礦礦物呈星散狀或脈狀分布于脈石礦物中。

3.3 圍巖蝕變

礦體圍巖主要為雙橋山群修水組變質(zhì)粉砂巖,多發(fā)生云英巖化、硅化、黃鐵礦化、絹云母化、碳酸鹽化蝕變,其中云英巖化、硅化與鉬礦化關(guān)系尤為密切。硅化為本區(qū)較常見的蝕變現(xiàn)象,沿礦脈兩側(cè)圍巖分布,蝕變帶寬約20～50 cm,蝕變較強烈。硅質(zhì)物質(zhì)來源推測有原巖礦物解體所析出的SiO2和花崗巖類巖漿期后的熱水溶液中的硅質(zhì),蝕變方式表現(xiàn)為交代和充填兩種。交代作用主要發(fā)生在各類變質(zhì)巖與花崗閃長巖中,使巖石結(jié)構(gòu)變得更致密堅硬;充填作用則在巖石的裂隙中形成細脈及網(wǎng)脈狀石英脈,早期在高、中溫條件下形成的石英脈結(jié)構(gòu)較粗,呈無色-白色,油脂光澤,而晚期在低溫條件下形成隱晶質(zhì)石英脈;其中早期石英脈與鉬礦化關(guān)系密切。云英巖化是礦區(qū)礦(化)帶周圍最常見的圍巖蝕變,主要發(fā)育于礦化石英脈的周邊,蝕變范圍20～80 cm,在裂隙發(fā)育的地段蝕變范圍可達數(shù)米,其主要蝕變礦物為石英和白云母,其次有微量的螢石等,白云母粒度0.2～2.0 mm,呈片狀或鱗片狀。

3.4 成礦期次與礦物生成順序

根據(jù)礦區(qū)黃鐵礦、黃銅礦和輝鉬礦產(chǎn)于石英脈中,黃鐵礦的粒間、裂隙分布有輝鉬礦,而輝鉬礦的粒間、裂隙分布有黃銅礦,碳酸鹽礦物呈細脈狀分布于礦體外圍,不含或含微量的輝鉬礦等關(guān)系和礦化特征,確定礦物生成順序為:早期黃鐵礦→石英→黃鐵礦→輝鉬礦→黃銅礦→晚期致密塊狀石英→晚期碳酸鹽巖。

成礦期可分為含礦熱液活動早期和晚期二個礦化階段。早期礦化階段,燕山期酸性巖體帶來的高溫、富含揮發(fā)組份的成礦溶液,具有較強的滲透和交代能力,礦液沿早期形成的斷裂裂隙充填交代,形成黃鐵礦、輝鉬礦、黃銅礦等礦物,呈浸染狀、團塊狀、細脈狀產(chǎn)于石英脈及其附近圍巖中,此礦化階段為礦床主要成礦階段。晚期礦化階段,可能由于大汽水或地層水的大量加入,礦液中的CO2分子離解化合,成礦作用以大量碳酸鹽巖沉淀而告終。

4 礦床成因初探

礦區(qū)地層為雙橋山群修水組淺變質(zhì)巖系,由于其巖層力學(xué)性質(zhì)性脆,受力容易破碎。燕山期大規(guī)模的構(gòu)造運動和頻繁的巖漿活動,產(chǎn)生北東向擠壓斷層的同時,也伴生了礦區(qū)北北西向張性斷裂(容礦構(gòu)造)。由于燕山期花崗巖類巖漿期后的熱水溶液中,富含大量M o的成礦熱液,在沿斷裂及其附近裂隙密集帶上侵過程中,同時萃取淺變質(zhì)巖系中M o,在這些斷裂及其裂隙密集帶有利儲礦的構(gòu)造部位沉淀,富集成礦。因此,梅子坑礦區(qū)鉬礦床是與燕山期花崗巖類有著密切的成因聯(lián)系,為其同源巖漿的派生產(chǎn)物,形成于巖漿期后熱液階段,為中高溫?zé)嵋毫严冻涮?石英脈型礦床,其鉬礦的形成與測區(qū)特定的地層、構(gòu)造、巖漿巖熱液有關(guān),缺一不可。

5 找礦標志

(1)賦礦斷裂:礦區(qū)發(fā)育寬度大小不等北北西向斷裂裂隙密集帶和北東、北東東向斷裂帶,地表顯示為石英脈(帶),是找礦直接標志。

(2)圍巖蝕變:礦區(qū)內(nèi)石英脈帶型鉬礦的硅化、云英巖化、黃鐵礦化等圍巖蝕變越強,鉬礦化也越強,因此,加強硅化、云英巖化、黃鐵礦化等蝕變標志帶的研究和追索,是本區(qū)找礦工作的重要手段之一。

(3)巖體和地層:燕山期花崗巖類侵入到雙橋山群淺變質(zhì)巖系,兩者M o元素含量分別是克拉克值的20倍和40倍以上,提供了鉬礦床形成的物質(zhì)基礎(chǔ),為間接找礦標志。

6 結(jié)論

梅子坑鉬礦床是巖漿期后熱液階段形成的中高溫?zé)嵋毫严冻涮?石英脈型礦床,鉬礦的形成與礦區(qū)內(nèi)燕山期巖漿活動、元古界雙橋山群淺變質(zhì)巖系、斷裂構(gòu)造及巖體和地層中M o的含量密切相關(guān),這也是今后在礦區(qū)外圍尋找同類型礦床的主要標志。

本文在成文過程中得到南京地質(zhì)礦產(chǎn)研究所邢光福研究員的悉心指導(dǎo)并提出了寶貴的修改意見,江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局贛東北大隊教授級高工羅平給予指導(dǎo),在此鳴謝!

[1] 楊明桂,王昆.江西省地質(zhì)構(gòu)造格架及地殼演化[J].江西地質(zhì),1994,8(4):239-251.

[2] 江西省地質(zhì)礦產(chǎn)局.江西省區(qū)域地質(zhì)志[M].北京:地質(zhì)出版社,1984.

[3] 江西區(qū)域地質(zhì)測量大隊.1:20萬區(qū)域地質(zhì)測量[R].1964.

[4] 江西省地質(zhì)局贛西北大隊.江西省修水縣昆山礦區(qū)鎢礦普查評價地質(zhì)報告[R].1978.

[5] 鐘玉芳,馬昌前,佘振兵,等.江西九嶺花崗巖類復(fù)式巖基鋯石SHR I M P U-Pb年代學(xué)[J].地球科學(xué)-中國地質(zhì)大學(xué)學(xué)報,2005,30(6):685-691.

[6] 武漢地質(zhì)學(xué)院.地球化學(xué)[M].北京:地質(zhì)出版社,1979.

Geological characteristics and genesis of theM eizikeng molybdenum deposit,Xiushui county,Jiangxi Province

CHEN Xi-hua1,LA IL ing1,YU Zu-shou1,L IChun-hai2
(1N ortheastern J iangx i Geolog ical Party of B ureau of Geology and M ineral R esources of J iangx i P rovince,S hang rao334000,China)
(2N anjing Institute of Geology and m ineral R esources,N anjing210016,China)

M eizikeng molybdenum deposit,located in the Jiuling tungsten-molybdenum m ineralization belt,is a medium-sized quartz vein-type molybdenum deposit.M o abundance of strata and magmatic rocks is 43 and 21 times of Clark value,respectively.O re-bearing quartz veins are hosted in dense fissure belts controlled by NW-trending faults in the low metamorphic rocks of Proterozoic Xiushui Formation,Shuangqiaoshan Group.O re types are mostly quartz veins.The useful component ismolybdenite formed in the quartz-pyritemolybdenite-chalcopyrite of early m ineralization stage.It is a mesothermal to hyperthermal deposit related to the blinded Yanshanian fine-grained granite or granite-porphyry dykes.Themain prospecting indicators include intensiveNW-trending dense fissure belts, silication,greisenization and pyritization rock alterations,aswell asmetamorphic rocks of Shuangqiaoshan Group intruded by Yanshanian granitoid.

Yanshanian granitoids;Shuangqiaoshan Group;quartz vein-type;molybdenum deposit;M eizikeng;Jiangxi province

book=209,ebook=127

P618.6

A

1671-4814(2010)03-194-08

2010-02-03

陳錫華(1962～),男,江西撫州人,工程師,長期從事地質(zhì)礦產(chǎn)工作。