孔令兵,呂書君,李永德
KONG Ling-Bing,LYU Shu-Jun,LI Yong-De
(湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局四〇 七隊,湖南懷化418000)
(No.407 Brigade of Hunan Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development,Huaihua 418000,Hunan)
湖南崇陽坪地區(qū)沙溪鎢礦床地質(zhì)特征及找礦前景分析
孔令兵,呂書君,李永德
KONG Ling-Bing,LYU Shu-Jun,LI Yong-De
(湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局四〇 七隊,湖南懷化418000)
(No.407 Brigade of Hunan Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development,Huaihua 418000,Hunan)
沙溪鎢礦床是近年來在崇陽坪地區(qū)新發(fā)現(xiàn)的一個產(chǎn)于中華山巖體接觸帶內(nèi)的礦床,其資源量有望達大型規(guī)模。本文通過大量的野外資料,在現(xiàn)有勘查成果的基礎(chǔ)上,對礦床的地質(zhì)特征、礦化富集規(guī)律、找礦標志及找礦前景進行了分析研究,初步認為礦區(qū)鎢礦化具有分段富集的現(xiàn)象,富集部位與含脈密度增大、云英巖化增強等部位吻合,且從地表淺部向深部,在一定程度上表現(xiàn)出細脈變多、礦化加強的趨勢,已發(fā)現(xiàn)礦體深部很有可能存在厚大的鎢礦體,找礦前景較好。
礦床地質(zhì)特征;礦化富集規(guī)律;找礦標志;找礦前景;沙溪鎢礦
湖南省崇陽坪地區(qū)位于揚子地塊與華南裂陷槽的過渡地帶雪峰加里東褶皺帶[1],該區(qū)經(jīng)歷了雪峰、加里東、印支、燕山等幾次大的地殼運動,地層、構(gòu)造發(fā)育,巖漿活動強烈,成礦條件優(yōu)越,鎢礦床分布眾多,已發(fā)現(xiàn)上茶山鎢礦、寨溪山鎢礦、中村鎢礦、沙溪鎢礦、牛角界鎢礦等。2011年湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局四〇 七隊在開展1︰5萬崇陽坪地區(qū)礦產(chǎn)遠景調(diào)查時,發(fā)現(xiàn)了沙溪鎢礦床,該礦床位于崇陽坪地區(qū)北部的中華山巖體內(nèi)外接觸帶上①。經(jīng)過兩年的勘查,目前發(fā)現(xiàn)細脈帶型白鎢礦化帶3條,石英大脈黑鎢礦化體1條。該礦區(qū)尚在繼續(xù)勘查中,并新發(fā)現(xiàn)了外接觸帶礦體,極有可能突破大型規(guī)模。因此,對該礦床地質(zhì)特征、礦化富集規(guī)律的研究,對今后的找礦工作有一定的指導意義。
沙溪鎢礦床產(chǎn)出于湖南省洪江市安江鎮(zhèn)境內(nèi),區(qū)域上位于雪峰加里東褶皺帶。區(qū)域出露地層主要有南華系、震旦系、寒武系、奧陶系、志留系、第三系和第四系等,其中以南華系、震旦系、寒武系和奧陶系為主,主要為一套淺變質(zhì)的中細碎屑巖建造,巖性主要為砂巖、砂質(zhì)板巖、板巖、硅質(zhì)巖及少量灰?guī)r等。區(qū)域地球化學特征表明南華系、震旦系、寒武系和奧陶系具有較高豐度的鎢元素,南華系、震旦系平均值11.62×10-6,寒武系10.21×10-6,奧陶系8.96×10-6,這些地層是區(qū)域上鎢元素富集成礦的主要“礦源層”。
區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育,主要為NE向褶皺、斷裂,S-N向、NW向斷裂次之,其中規(guī)模較大的有NE向羅翁-隴城深斷裂和S-N向鐵山廟-武陽深大斷裂,它們對崇陽坪地區(qū)酸性巖體及賦存于巖體中的鎢礦起控制作用(圖1)。
區(qū)內(nèi)巖漿巖發(fā)育,以酸性巖為主,從北向南依次為中華山、崇陽坪、瓦屋塘巖體,它們沿鐵山廟-武陽斷裂侵入,形成近S-N向展布、延伸長150 km的構(gòu)造巖漿巖帶,呈巖基、巖株產(chǎn)出。巖性主要為黑云母二長花崗巖,它們成為崇陽坪地區(qū)最主要的地質(zhì)體和礦化圍巖,并富含W等成礦物質(zhì)。
圖1 湖南省崇陽坪地區(qū)區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)略圖Fig.1 Regional geological sketch map of Chongyangping,Hunan
2.1 礦區(qū)地質(zhì)
2.1.1地層
礦區(qū)內(nèi)出露的地層有南華系下統(tǒng),南華系上統(tǒng)南沱組,震旦系下統(tǒng)陡山沱組、震旦系上統(tǒng)留茶坡組,寒武系下統(tǒng)小煙溪組(圖2),其中南華系下統(tǒng)分布較廣,主要由含礫砂巖、砂巖、含礫砂質(zhì)板巖組成,近巖體部位角巖化較強,并伴有硅化。南華系上統(tǒng)南沱組主要分布于礦區(qū)南部,巖性為冰磧礫泥巖。震旦系下統(tǒng)陡山沱組小面積出露,由炭質(zhì)板巖、條紋狀白云巖或白云質(zhì)灰?guī)r組成。震旦系上統(tǒng)留茶坡組小面積分布于礦區(qū)南東角,巖性為灰白、灰黑色薄-中厚層狀硅質(zhì)巖,具條帶,底部和頂部夾薄層黑色硅質(zhì)、炭質(zhì)板巖。寒武系下統(tǒng)小煙溪組巖性為灰黑色、黑色薄-中厚層狀硅質(zhì)、炭質(zhì)板巖、硅質(zhì)粉砂巖、鈣質(zhì)板巖。
2.1.2巖漿巖
礦區(qū)內(nèi)出露的巖漿巖為印支期黑云母二長花崗巖,分布于東部,約占工作區(qū)面積的95%,屬于中華山黑云母二長花崗巖巖體的一部分,巖性主要為細粒黑云母二長花崗巖、中細粒黑云母二長花崗巖,局部為中粒及粗中粒黑云母二長花崗巖。鎢礦化主要產(chǎn)于中細粒黑云母二長花崗巖內(nèi)(圖2)。
中細粒黑云母二長花崗巖:灰色,塊狀構(gòu)造,花崗結(jié)構(gòu)。主要由鉀長石(36%~41%)、斜長石(23%~28%)、石英(31%~36%)、黑云母((3%~8%)組成。其中鉀長石呈半自形-他形板狀,粒徑多>2 mm,條紋結(jié)構(gòu)發(fā)育,有的可見卡氏雙晶,泥化明顯;斜長石呈自形-半自形板狀,粒徑多為0.2~1.2 mm,聚片雙晶和環(huán)帶結(jié)構(gòu)發(fā)育,可見被白云母、綠泥石交代呈殘余;黑云母呈褐色,半自形-他形片狀,局部綠泥石化,粒徑為0.1~1.6 mm。
沙溪礦區(qū)花崗巖主量、微量元素分析見表1、表2。巖石中SiO2含量為68.22%~73.99%,平均含量69.60%,低于西華山、華南、中國花崗巖平均值。Fe2O3+FeO平均含量4.22%,高于西華山、華南、中國花崗巖平均值。K2O+Na2O平均含量7.13%,低于西華山、華南、中國花崗巖平均值[2-3]。K2O>Na2O,表明巖石富含鉀質(zhì)。A/CNK大于1,屬于鋁過飽和型巖石。巖石微量元素W、Sn、B、Ba、Mn等均高于地殼克拉克值,尤其W元素,比華南花崗巖的平均值3.5×10-6要高出數(shù)十倍,與著名的西華山鎢礦區(qū)的含礦花崗巖特征一致[4-7],說明巖漿活動為成礦提供了一定的物質(zhì)基礎(chǔ)。
表1 沙溪鎢礦區(qū)花崗巖體的主量元素(%)含量表Table 1 Majorelement data for granitoid of Shaxi ore deposit
表2 中華山花崗巖的微量元素(×10-6)含量表Table2 Traceelement data for granitoid of Shaxi ore deposit
2.1.3構(gòu)造
區(qū)內(nèi)大面積出露中華山花崗巖體,受巖體侵入影響,巖體內(nèi)部小撓曲及裂隙發(fā)育,區(qū)內(nèi)節(jié)理裂隙按其走向可分為兩組,即NW向和NE向,其中NW向節(jié)理較發(fā)育,數(shù)量多,這些裂隙多被石英細脈、電氣石石英細脈、電氣石細脈充填,并伴隨強烈的鎢礦化,是區(qū)內(nèi)重要的控礦、容礦構(gòu)造。
圖2 崇陽坪地區(qū)沙溪礦區(qū)地質(zhì)簡圖Fig.2 Geological sketch map of Shaxi mine,Chongyangping
2.2 礦化帶(體)特征
鎢礦化主要賦存于細粒-中細?;◢弾r內(nèi),礦區(qū)圈定含鎢礦化帶5條(圖2),編號Ⅰ~Ⅴ,其中Ⅰ礦化帶為石英大脈型黑鎢礦,Ⅱ~Ⅴ為石英-白鎢礦化帶,其中Ⅱ礦化帶規(guī)模最大,見礦最好。
Ⅰ礦化帶:位于礦區(qū)東部細粒-中細粒黑云母二長花崗巖中,為石英大脈黑鎢礦體。礦化帶長約700 m,寬約0.8~15 m,傾向NE,傾角40°~80°。石英大脈寬幾cm-數(shù)十cm(圖3),脈間距一般數(shù)米,脈側(cè)主要發(fā)育云英巖,大脈兩側(cè)見少量含白鎢礦石英細脈。
Ⅱ礦化帶:長約3000 m,寬50~200 m,由含白鎢礦石英細脈、電氣石石英細脈組成(圖3),細脈寬0.2~1 cm,密度一般2~8條/米,密集處達15條/米,細脈發(fā)育密集處,白鎢礦化較好。傾向北東,傾角50°~80°。共圈定20余個礦體,主要礦體長190~1600 m,厚1.00~17.91 m,品位0.064%~0.800%。
目前整個工作區(qū)投入的工作量較少,對礦化帶的控制程度較低,多數(shù)礦化帶地表工程見礦,但中深部無工程控制,Ⅱ礦化帶中深部稀疏施工的幾個鉆孔均見到較好的鎢礦體,因此,該區(qū)深部找礦潛力較大。另外,在礦區(qū)北部震旦系江口組地層中新發(fā)現(xiàn)了厚度大、品位高的石英白鎢礦、黑鎢礦體,沙溪鎢礦床的規(guī)模將進一步擴大。
2.3 礦石特征
金屬礦物主要為白鎢礦、黑鎢礦、黃鐵礦、輝鉬礦、毒砂;非金屬礦物以石英、鉀長石、斜長石、黑云母、白云母等為主。礦石結(jié)構(gòu)主要為半自形、他形晶粒結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)等。礦石構(gòu)造主要為脈狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、團塊狀構(gòu)造等。
鎢礦石類型主要為石英脈型,由石英大脈(脈寬>10 cm)和細脈型(脈寬0.1~10 cm)組成,黑鎢礦呈粒狀、板狀分布于石英大脈中,白鎢礦呈粒狀、星點狀、團塊狀散布于石英細脈中(圖3)。
圖3 沙溪鎢礦區(qū)礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造顯微照片和手標本照片F(xiàn)ig.3 Microscopic and hand specimen photos of ore texture and structure in the Shaxi ore district
2.4 圍巖蝕變
礦區(qū)內(nèi)含白鎢礦石英脈及電氣石石英脈(以下簡稱礦脈)兩側(cè)的圍巖蝕變類型主要有:云英巖化、鉀長石化、綠泥石化、粘土化、碳酸鹽化等,其中云英巖化、鉀長石化與礦化關(guān)系較為密切。而含黑鎢礦石英大脈兩側(cè)主要發(fā)育云英巖(圖4)。這些蝕變在空間上具有一定規(guī)律性,水平方向:礦脈→云英巖化→鉀長石化→綠泥石化→花崗巖,垂直方向:上部云英巖化較強,中部發(fā)育云英巖化、鉀長石化,下部主要發(fā)育浸染狀鉀長石化,再往下部逐漸發(fā)育碳酸鹽化。
石英細脈及裂隙旁,普遍發(fā)育云英巖化,其中一些見浸染狀白鎢礦、黑鎢礦,當細脈兩側(cè)巖石為云英巖化與鉀長石化、硅化、綠泥石化、粘土化等疊加組成的混合帶時,礦化往往較好,且蝕變強度越大,蝕變范圍越寬,礦化越好。這說明從氣化熱液高溫-中低溫各種蝕變類型演變越復雜,分帶性越高,對成礦越有利②。
3.1 礦化水平分布規(guī)律
礦區(qū)內(nèi)近巖體邊部為石英細脈白鎢礦化,相對近巖體內(nèi)部為石英大脈黑鎢礦化。石英細脈白鎢礦化帶整體呈北西向帶狀平行分布,空間上受中華山巖體接觸帶和NW向斷裂、節(jié)理裂隙所控制,依據(jù)野外收集的資料分析可知,礦區(qū)內(nèi)主體發(fā)育三組方向不同的石英、電氣石細脈,分別為傾向35°~95°、130°~180°、290°~325°三組,其中礦化富集于傾向35°~95°細脈組中,傾角一般在50°~80°之間(圖5)。礦化主要富集在中部,具有中間富向兩端逐漸變貧的特征。從西部向東部,礦化由弱-強-弱。
圖4 沙溪礦區(qū)圍巖蝕變顯微照片及野外照片F(xiàn)ig.4 Microscopic photos and Field photographs for rock alteration in the Shaxi ore district
圖5 沙溪礦區(qū)節(jié)理、裂隙野外照片F(xiàn)ig.5 Field photographs of joint and fissure in the Shaxi ore district
3.2 礦化垂直分布規(guī)律
從圖6可以看出:礦化富集區(qū)內(nèi)相鄰樣品的品位常具有跳躍式變化特點,WO3品位高峰區(qū)段與含脈密度、云英巖化強烈處基本一致,另外,鎢礦主要富集于傾向35°~95°細脈組中,傾角一般在50°~80°之間。礦化富集區(qū)主要在標高650~216 m,從地表淺部到深部礦化富集區(qū)段增多,礦化有逐漸加強的趨勢。目前工程揭露到的地表淺部細脈密度一般1-6條/米,脈寬1~10 mm,繼續(xù)向中深部細脈密度一般2-10條/米,密集處到20條/米,脈寬1~10 mm,因此,從地表淺部向深部表現(xiàn)出細脈變多、云英巖化加強、礦化加強的趨勢。
另外,垂直方向上的蝕變分帶與礦化存在一定相關(guān)性,鎢礦化主要富集于中上部云英巖化、鉀長石化、綠泥石化等多種蝕變疊加組成的混合帶中,在下部碳酸鹽化發(fā)育地段,礦化變?nèi)酢G以诘V化富集部位的輝鉬礦、毒砂、黃鐵礦、黃銅礦等金屬礦物也較多。且在這些蝕變中伴隨有高、中溫白鎢礦、黃鐵礦、毒砂、輝鉬礦等金屬礦物。
圖6 沙溪鎢礦區(qū)ZK401(a)和ZK401(b)垂直方向上含脈密度、脈幅與WO3品位關(guān)系圖Fig.6 Veinlet density,pulse amplitude and grade diagram of Shaxi mine in the vertical direction
4.1 找礦標志
(1)中細?;◢弾r內(nèi)外接觸帶是礦體的有利賦存部位。巖石以富硅、高鉀、低鈣、富堿為特點,巖石富含成礦元素W、Sn、B、Mn,尤其W元素較高,為成礦奠定了一定的物質(zhì)基礎(chǔ)。
(2)礦脈受NW向斷裂構(gòu)造控制,斷裂部位巖石節(jié)理、裂隙發(fā)育,且有石英脈、石英電氣石脈充填,為鎢礦的形成提供了有利的空間,是成礦的有利部位。
(3)區(qū)內(nèi)花崗巖圍巖蝕變較發(fā)育,主要分布于石英脈內(nèi)及兩側(cè),主要蝕變類型有云英巖化、鉀
長石化、綠泥石化、硅化等,其中云英巖化、鉀長石化與鎢礦化關(guān)系密切,且在這些蝕變中伴隨有高、中溫白鎢礦、黃鐵礦、毒砂、輝鉬礦等金屬礦物為間接找礦標志;石英脈、石英電氣石脈的蝕變帶是找礦的直接標志。
(4)南華系下統(tǒng)含礫砂巖、砂巖、含礫砂質(zhì)板巖富含鐵、鈣質(zhì),據(jù)區(qū)域地球化學特征可知,南華系具有較高豐度的鎢金屬元素,為鎢礦的形成提供了一定的物質(zhì)來源,是找礦的間接標志。
4.2 找礦前景分析
(1)目前礦區(qū)發(fā)現(xiàn)礦化帶4條,主要以地表工程控制為主,少量深部鉆探工程控制,且工程間距較大,總體工程控制程度較低,就目前所施工鉆孔而言,見礦情況較好。Ⅱ礦化帶圈定礦體20余個,有些礦體規(guī)模較大。礦區(qū)找礦前景較好。
(2)從地表淺部向深部有細脈變多、云英巖化增強、礦化加強的趨勢,已發(fā)現(xiàn)礦體深部很有可能存在厚大的鎢礦體。因此,礦區(qū)深部找礦潛力較大。
(3)在礦區(qū)花崗巖外圍地層中新發(fā)現(xiàn)了厚度大、品位高的白鎢礦、黑鎢礦化體,為本區(qū)一個新的找礦方向。
總之,礦區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的礦化帶工程控制程度較低,已有工程見礦均較好,從地表到中深部礦體有變富、變厚的趨勢,礦床深部找礦潛力較大。另外,礦區(qū)外接觸帶地層中新發(fā)現(xiàn)了厚度大,品位高的石英白鎢礦、黑鎢礦體。因此,沙溪鎢礦床的找礦前景相當樂觀,規(guī)模有望達大型。
(1)沙溪鎢礦床由3條大致平行的脈狀石英-白鎢礦細脈帶和1條石英-黑鎢礦大脈帶組成,空間上受中華山巖體接觸帶和北西向斷裂、節(jié)理裂隙所控制,和云英巖化、鉀長石化、硅化關(guān)系密切。初步圈定礦體20余個,預計其規(guī)模可達大型。
(2)礦化富集區(qū)內(nèi)相鄰樣品的品位常具有跳躍式變化特點,鎢礦化具有分段富集的現(xiàn)象,富集部位與含脈密度增大、云英巖化增強等部位吻合。從地表淺部向深部,在一定程度上表現(xiàn)出細脈變多、礦化加強的趨勢,已發(fā)現(xiàn)礦體深部很有可能存在厚大的鎢礦體,找礦前景較好。
注釋:
①湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局四 〇七隊.湖南省邵陽市崇陽坪地區(qū)鎢礦預查報告[R].2013.
②湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局四 〇七隊.湖南省崇陽坪地區(qū)脈帶型鎢礦成礦機理研究報告[R].2014.
[1]徐克勤,胡受奚,孫明志,等.華南鎢礦床的區(qū)域成礦條件分析[A]//鎢礦地質(zhì)討論會論文集[C].北京:地質(zhì)出版社,1981:243-258.
[2]黎 彤,饒紀龍.中國巖漿巖的平均化學成分 [J].地質(zhì)學報,1963,43(3):271-280.
[3]肖 劍,王 勇,洪應龍,周玉振,謝明璜,王定生,郭家松.西華山鎢礦花崗巖地球化學特征及與鎢成礦的關(guān)系[J].東華理工大學學報,2009,32(1):23-31.
[4]陳 波,周賢旭.贛北香爐山鎢礦田礦床控制因素及成礦模式[J].地質(zhì)與勘探,2012,48(3):562-569.
[5]高永寶,李文淵,李侃,張照偉,張江偉,周安順,王正科.東昆侖祁漫塔格地區(qū)白干湖鎢錫礦床成礦作用探討[J].礦物學報,2011,31(增刊):782-783.
[6]彭萬發(fā),許經(jīng)樺,曾憲榮,等.福建清流行洛坑鎢礦礦床地質(zhì)特征[M].福建:科學技術(shù)出版社.1985.
[7]吳永樂,梅勇文,劉鵬程,等.西華山鎢礦地質(zhì)[M].北京:地質(zhì)出版社,1987.
Kong L B,Lyu S J and Li Y D.Geological characteristics and ore-searching prospect of the Shaxi tungsten deposit in Chongyangping,Hunan Province.,2014,30(4):375-382.
Shaxi scheelite deposit which is discovered in contact zone of granite in recent years in Chongyangping area,are expected to reach a large-scale deposit.In this paper,the geological features,mineralization enrichment rules,prospecting signs and prospecting criteria were analyzed and summarized,Which is of some significance for ore-prospecting work in the future.
geological characteristic;mineralization enrichment rules;prospecting signs;prospecting criteria; Shaxi scheelite deposit
P618.67
A
1007-3701(2014)04-375-08
10.3969/j.issn.1007-3701.2014.04.009
2014-06-13;
2014-08-25.
湖南省探礦權(quán)采礦權(quán)價款項目“湖南省洪江市沙溪礦區(qū)鎢礦普查”資助.
孔令兵(1981—),男,工程師,長期從事礦產(chǎn)資源勘查工作及區(qū)域地質(zhì)調(diào)查,E-mail:21576319qq.com.