南嶺區(qū)域成礦與深部探測(cè)的研究進(jìn)展及其對(duì)西藏鎢錫找礦的指示

李建康, 王登紅*, 粱 婷, 許以明, 張怡軍, 梁華英, 盧煥章,趙 斌, 李建國, 屈文俊, 周四春, 王汝成, 韋龍明, 林錦福

1)中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所, 北京 100037;

2)長安大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院, 陜西西安 710054;

3)湖南省湘南地質(zhì)勘察院, 湖南郴州 423000;

4)中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所, 廣東廣州 510640;

5)山西省地球物理化學(xué)勘查院, 山西運(yùn)城 044004;

6)中國地質(zhì)科學(xué)院國家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心, 北京 100037;

7)成都理工大學(xué), 四川成都 610059;

8)南京大學(xué), 江蘇南京 210093;

9)桂林理工大學(xué), 廣西桂林 541004

南嶺區(qū)域成礦與深部探測(cè)的研究進(jìn)展及其對(duì)西藏鎢錫找礦的指示

李建康1), 王登紅1)*, 粱 婷2), 許以明3), 張怡軍3), 梁華英4), 盧煥章4),趙 斌5), 李建國5), 屈文俊6), 周四春7), 王汝成8), 韋龍明9), 林錦福9)

1)中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所, 北京 100037;

2)長安大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院, 陜西西安 710054;

3)湖南省湘南地質(zhì)勘察院, 湖南郴州 423000;

4)中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所, 廣東廣州 510640;

5)山西省地球物理化學(xué)勘查院, 山西運(yùn)城 044004;

6)中國地質(zhì)科學(xué)院國家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心, 北京 100037;

7)成都理工大學(xué), 四川成都 610059;

8)南京大學(xué), 江蘇南京 210093;

9)桂林理工大學(xué), 廣西桂林 541004

本文通過對(duì)桂西北礦集區(qū)、湘南礦集區(qū)和贛南粵北礦集區(qū)的地質(zhì)學(xué)、地球化學(xué)、礦床學(xué)等方面的研究, 扼要對(duì)比了南嶺西段、中段和東段的地殼演化歷史和區(qū)域成礦特點(diǎn), 發(fā)現(xiàn)在礦集區(qū)尺度上, 南嶺成礦帶西段表現(xiàn)為燕山晚期的爆發(fā)式成礦作用; 南嶺成礦帶中段表現(xiàn)為伴隨多期巖漿活動(dòng)而發(fā)生多期次成礦, 形成多金屬礦床; 東段雖然也發(fā)生多期次的巖漿活動(dòng), 但成礦作用以燕山期早期第一階段為高峰; 南嶺西段也具有發(fā)現(xiàn)東段式鎢礦的潛力。在不同礦集區(qū)深部找礦方向上, 南嶺西段的少花崗巖地區(qū)應(yīng)重點(diǎn)探測(cè)與深部隱伏花崗巖體有關(guān)的成礦作用, 高溫高壓成礦實(shí)驗(yàn)也表明溶洞式礦體也應(yīng)列為找礦重點(diǎn); 南嶺中段應(yīng)根據(jù)不同的成礦環(huán)境探測(cè)深部礦體, 如黃沙坪礦床深部存在“柿竹園式”礦床; 南嶺東段, 應(yīng)該在“五層樓”下部尋找“地下室”礦體。在物質(zhì)來源方面, 在湘南騎田嶺礦集區(qū)的探測(cè)技術(shù)試驗(yàn)結(jié)果表明, 騎田嶺巖體深部存在地幔物質(zhì)上涌的通道, 巖體中心相的細(xì)粒黑云母花崗巖較外圍的粗粒黑云母花崗巖混入了較多的幔源物質(zhì), 白蠟水礦區(qū)的富錫流紋質(zhì)次火山巖脈, 也暗示深部存在一期更晚的、含幔源物質(zhì)更多的巖漿活動(dòng), 與錫礦成礦物質(zhì)多來源于地幔的認(rèn)識(shí)一致。根據(jù)以上認(rèn)識(shí), 并綜合對(duì)比南嶺與西藏成礦的異同, 本文認(rèn)為在西藏地區(qū), 宜在低剝蝕地區(qū)的中低溫?zé)嵋旱V床的深部探測(cè)鎢錫礦床, 在發(fā)育老地層的高剝蝕地區(qū)尋找中高溫?zé)嵋盒玩u錫礦床。

南嶺成礦帶; 成礦規(guī)律; 深部探測(cè); 地球物理; 西藏

南嶺成礦帶是我國, 乃至世界上 W、Sb、Sn、Bi、Pb、Zn等重要資源基地, 也是世界上獨(dú)具特色的陸內(nèi)花崗巖成礦作用最為強(qiáng)烈的地區(qū)。半個(gè)多世紀(jì)以來的地質(zhì)找礦工作不但提供了大量的礦產(chǎn)資源,還積累了豐富的地質(zhì)勘查與礦山生產(chǎn)資料, 創(chuàng)立了“五層樓”、“地洼學(xué)說”、“成礦系列”、“三源成礦”等原創(chuàng)性的成礦理論, 形成了比較完善的地表地質(zhì)找礦與評(píng)價(jià)的技術(shù)方法體系。但是, 深部找礦仍存在較大的研究空白, 隱伏礦床的定位預(yù)測(cè)技術(shù)、典型礦集區(qū)的深部探測(cè)工程等方面的研究工作停滯不前, 制約了地質(zhì)找礦的深入與發(fā)展。造成我國優(yōu)勢(shì)的W、Sb、Sn等礦產(chǎn)資源的保有儲(chǔ)量下降, 老礦山先后出現(xiàn)資源危機(jī)。在此背景下, 國家啟動(dòng)了“地殼深部探測(cè)工程”(董樹文等, 2010), 選擇南嶺成礦帶作為深部探測(cè)計(jì)劃的工作區(qū)之一。

在南嶺深部探測(cè)項(xiàng)目(SinoProbe-03)實(shí)施過程中, 先后開展了礦集區(qū)、礦田尺度的深部成礦規(guī)律研究, 并在典型示范區(qū)進(jìn)行了深部探測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)研究, 本文將系統(tǒng)闡述南嶺深部探測(cè)項(xiàng)目的最新研究成果。旨在為礦產(chǎn)資源的勘查提供理論依據(jù)和科學(xué)指導(dǎo), 解決礦產(chǎn)勘查工作中遇到的一些疑難問題,及時(shí)服務(wù)于大花崗巖省的地質(zhì)找礦工作(如西藏地區(qū))。

1 南嶺成礦帶重點(diǎn)礦集區(qū)的研究進(jìn)展

按照空間和成礦特點(diǎn)劃分, 南嶺成礦帶可以分為西段、中段和東段。

南嶺西段主要是指廣西中北部的九萬大山—元寶山和丹池地區(qū)、廣西西部的“右江褶皺帶”以及云南東南部的個(gè)舊—文山地區(qū), 主要出露小花崗巖體或巖珠, 出露面積較南嶺東段和西段明顯減少,發(fā)生了以錫為主的大規(guī)模成礦作用, 以矽卡巖型礦床為主。其中, 以桂西北礦集區(qū)成礦作用最為強(qiáng)烈,該區(qū)域出露的地層主要為泥盆系—中三疊統(tǒng)的碎屑巖-碳酸鹽巖建造, 出露的巖體主要為籠箱蓋等小巖體或巖珠, 產(chǎn)出大廠、五圩和芒場(chǎng)等錫多金屬礦床,是我國重要的有色金屬基地。巖漿活動(dòng)以中酸性的侵入巖為主, 出露面積小, 主要有籠箱蓋復(fù)式巖體和長坡—銅坑的花崗斑巖巖脈和閃長玢巖巖脈(梁婷等, 2011)。

南嶺中段一般指的是湘南(湘東南)和桂東北一帶, 與南嶺東段相比, 花崗巖的出露面積有所減少,以鎢、錫多金屬成礦為特征, 礦床類型以石英脈型、花崗巖型和矽卡巖型為主。地層從下古生界震旦系至新生界第四系均有分布, 但震旦系、寒武系、奧陶系、志留系砂巖、板巖等分布范圍有限, 泥盆系、石炭系白云巖、灰?guī)r大面積分布。巖漿巖主要由騎田嶺、千里山、香花嶺、姑婆山、花山、九嶷山、諸廣山等巖體組成, 與之相關(guān)發(fā)生了大規(guī)模的成礦作用。

南嶺東段主要是指贛南和粵北地區(qū), 并向東延伸至閩西, 以出露大面積花崗巖和大規(guī)模鎢礦化為特征, 以石英脈型或花崗巖型成礦作用為主。出露的地層主要為震旦系、寒武系砂巖為主, 奧陶系、志留系、泥盆系、石炭系、二疊系分布范圍較小。花崗巖出露面積較南嶺西段和中段明顯增加, 出露面積約50%, 與之伴生大量鎢礦。

本次研究對(duì)南嶺成礦帶不同區(qū)段的主要礦床和巖體開展了系統(tǒng)的定年工作, 共包含 124個(gè)定年數(shù)據(jù), 其成果見王登紅等(2010a)文章。此外, 還有 93個(gè)尚未發(fā)表的南嶺東段93個(gè)巖體的鋯石年齡, 將另文發(fā)表, 此處也不再累述。根據(jù)以上的年代學(xué)資料和前人測(cè)定的相關(guān)數(shù)據(jù)(李紅艷等, 1996; 肖紅全等,2003; 付建明等, 2005; 張文蘭等, 2009; 蔡明海等,2006; 豐成友等, 2007; 毛景文等, 2007; 彭建堂等,2007; 劉國慶等, 2008; 珺劉 等, 2008; 馬麗艷等,2008), 可以歸納出圖1所示的南嶺不同區(qū)段的成巖成礦規(guī)律: 在南嶺西段桂西北礦集區(qū), 巖漿活動(dòng)在晚古生代以來淺部(以泥盆紀(jì)和三疊紀(jì)為主)地殼演化基礎(chǔ)上演化, 在燕山晚期發(fā)生了突然的、爆發(fā)式大規(guī)模成礦, 形成以錫礦化為主的成礦作用。南嶺中段湘南礦集區(qū)是以晚古生代(以泥盆紀(jì)和石炭紀(jì)為主)以來淺部地殼為背景, 但成礦時(shí)代從印支期開始, 大規(guī)模成礦作用持續(xù)到燕山早期第三階段, 巖漿活動(dòng)以多期次活動(dòng), 多金屬的強(qiáng)烈相互作用為特點(diǎn), 形成了大量鎢錫鉬鉍鉛鋅多金屬礦床。南嶺東段贛南粵北礦集區(qū)以早古生代(以寒武紀(jì)為主)以來地殼演化為基礎(chǔ), 巖漿活動(dòng)自加里東期開始, 存在多期次、多階段的巖漿活動(dòng), 但大規(guī)模成礦作用以燕山早期第一階段為高峰期但可以延續(xù)到燕山晚期。

圖1 南嶺成礦帶主要礦集區(qū)的成巖成礦時(shí)代特征Fig. 1 Rock- and ore-forming epoch features of Nanling metallogenic belt

2 典型礦田的深部成礦規(guī)律和找礦方向的研究進(jìn)展

南嶺不少礦區(qū)單個(gè)礦體或礦層的延深可達(dá)1000 m以上, 如云南的會(huì)澤、廣西大廠的100號(hào)礦體, 說明1000 m深度的鉆孔還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。因此,急需通過綜合研究, 探索深部找礦的理論、方法和技術(shù)。

2.1 南嶺西段桂西北礦集區(qū)大廠礦田

在廣西大廠錫多金屬礦中, 華錫集團(tuán)2006年在黑水溝—大樹腳區(qū)的 95#、96#礦體共計(jì)探獲(333)礦石資源量1836萬噸, 合計(jì)金屬量鋅93.66萬噸、銅4.34萬噸、銀542噸。2007年又新增礦石資源量(333)為1733萬噸, 金屬量鋅77.14萬噸、銅3.86萬噸、銀309噸。2008年度在黑水溝—銅坑一帶新增(333)礦石資源量941.8萬噸, 合計(jì)金屬量Zn 30.04萬噸,共伴生Pb 4.64萬噸、Sb 1.5萬噸、Cu 0.87萬噸、Ag 557.38噸, 相當(dāng)于又發(fā)現(xiàn)一個(gè)大型礦床。在2011年, 廣西有色215地質(zhì)隊(duì)在ZK27-1深鉆過程中, 在超過1500 m時(shí)打到了多金屬礦化體, 礦層厚度超過20 m(圖 2)。

圖2 大廠礦區(qū)ZK27-1鉆在超過1500 m后發(fā)現(xiàn)的鉛鋅礦化Fig. 2 Pb-Zn mineralization features at the depth of 1500 m in ZK27-1 drill hole of the Dachang orefield

本次研究采用碳-氧同位素示蹤了大廠深部的成礦條件。樣品采自廣西第一鉆(ZK39-1), ZK39-1鉆孔位于大廠礦田長坡-銅坑礦區(qū), 鉆探深度1500 m,以每10 m間隔采1樣。測(cè)試在中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所同位素實(shí)驗(yàn)室完成。由碳-氧同位素測(cè)試結(jié)果(圖3、4)可知, 在整個(gè)鉆孔中, 碳氧同位素變化趨勢(shì)完全同步, 在深度超過1100 m后, 碳氧同位素的組成同步降低, 且相關(guān)性很強(qiáng), 說明深部地層遭受了深部變質(zhì)流體作用或巖漿流體的影響, 暗示長坡-銅坑礦區(qū)深部存在熱源, 存在較大的找礦潛力。

圖3 大廠礦田ZK39-1鉆孔泥盆系礁灰?guī)r碳氧同位素隨深度的變化Fig. 3 C-O isotope features of reef limestone from ZK39-1 drill hole in the Dachang orefield

2.2 南嶺中段湘南礦集區(qū)黃沙坪—寶山(坪寶)礦田

在湖南黃沙坪鉛鋅礦, 通過接替資源找礦項(xiàng)目的實(shí)施, 在 301靶區(qū)新發(fā)現(xiàn)了受 F3斷裂帶控制的W1-1矽卡巖型鎢鉬多金屬礦體, 現(xiàn)已控制的礦化深度從 200～–370 m, 初步估算鎢鉬多屬礦 332＋333資源量4.03萬噸, 其中WO31.53萬噸, Mo 1.35萬噸,Bi 0.33萬噸, Sn 0.82萬噸; 在深部301巖體的東南部 56中段(地表向下 224 m)施工的坑內(nèi)鉆 ZK1105進(jìn)尺達(dá) 850 m(距地表 1074 m), 仍未穿過含礦矽卡巖, 初步估算新增333 鎢鉬多金屬資源量8.37萬噸,其中 WO34.59萬噸, Mo1.14萬噸, Bi 0.86萬噸,Sn1.77萬噸。目前, 全區(qū)已獲鎢鉬多金屬礦石量1929萬噸, 333資源量鎢鉬8.62萬噸(WO36.13萬噸,Mo 2.49萬噸), 鉍1.19萬噸, 錫2.59萬噸, 鐵礦石量達(dá)到1478萬噸。充分展示了礦區(qū)的深部良好的找礦遠(yuǎn)景。

圖4 大廠礦田ZK39-1鉆孔泥盆系礁灰?guī)r碳氧同位素同步變化關(guān)系(圖例與圖3的圖例相同)Fig. 4 Variation of C isotope with O isotope sampled from reef limestone of ZK39-1 drill hole in the Dachang orefield(legend as for Fig. 3)

目前的深部探測(cè)結(jié)果表明, 黃沙坪礦床的垂向分帶規(guī)律大致如下(圖5): 淺部為充填交代型方鉛礦—閃鋅礦—硫鐵礦(伴生 Ag、Sn)礦體, 礦體多、規(guī)模大(當(dāng)其頂板為砂泥質(zhì)巖石或石英斑巖), 是礦山最重要的可采礦體分布空間; 淺中部(近矽卡巖的矽卡巖化結(jié)晶灰?guī)r中)為充填交代—矽卡巖型(鐵)閃鋅礦—方鉛礦—硫鐵礦—毒砂(伴生 Ag、Sn)礦體; 中上部為矽卡巖型磁鐵礦—錫—螢礦礦體; 中部(大約為0～–400 m標(biāo)高)為矽卡巖型白鎢礦、輝鉬礦—磁鐵礦體; 中深部(大約為–400～–800 m 標(biāo)高)為矽卡巖型白鎢礦—輝鉬礦—輝鉍礦礦體。后三者即是巖體接觸帶矽卡巖型礦體類型的垂向空間分布。

根據(jù)深部成礦特征, 黃沙坪鉛鋅多金屬礦床的成礦模式可描述如下: 成礦物質(zhì)主要來源于基底重熔型巖漿, 成礦介質(zhì)屬于弱堿→弱酸環(huán)境, 成礦過程經(jīng)歷了從礦液中心向外的接觸帶高溫成礦階段的交代型鐵、鎢鉬(錫鉍), 到中高溫交代充填型銅鋅礦、鉛鋅礦, 到外接觸帶中低溫交代充填型鉛鋅(銀)礦的演化過程。礦床主要就位于“井”字或“環(huán)形”圈閉構(gòu)造范圍內(nèi)受屏蔽構(gòu)造控制的空間內(nèi)。反映出在巖漿巖、構(gòu)造和圍巖條件各異, 而導(dǎo)致的礦帶、礦床類型和產(chǎn)出形式的演變, 構(gòu)成三位一體的復(fù)式成礦特征。

圖5 湘南黃沙坪鉛鋅鎢錫礦床勘查模式圖Fig. 5 The exploration model of the Huangshaping Pb-Zn-W-Sn deposit, southern Hunan

2.3 南嶺東段贛南粵北礦集區(qū)瑤嶺礦田

贛南粵北脈鎢礦床的“五層樓”模式開創(chuàng)了模式找鎢的先河, 為隱伏礦的尋找提供了理論支持,使贛南鎢礦找礦由單一大脈邁向細(xì)脈標(biāo)志帶—細(xì)脈帶—混合帶—大脈帶—巨脈帶的系列找礦, 為我國鎢儲(chǔ)量擴(kuò)大作出了重大貢獻(xiàn)。但是, 根據(jù)近年地質(zhì)找礦工作及礦山開發(fā)的實(shí)踐, 發(fā)現(xiàn)其根部帶存在云英巖型、蝕變花崗巖型鎢錫礦體, 可使礦床規(guī)模成倍擴(kuò)大。根據(jù)這一客觀事實(shí), 筆者所在的科研團(tuán)隊(duì)提出了“五層樓”的深部還有“地下室”的找礦觀點(diǎn), 以此建立了“五層樓+地下室”找礦模型, 并分別于淘錫坑鎢礦的補(bǔ)勘擴(kuò)儲(chǔ)、贛縣于都地區(qū)的深部找礦等具體實(shí)踐中得到成功運(yùn)用(許建祥等, 2008)?南嶺東段瑤嶺礦田是“五層樓”成礦模式的誕生地之一, 相對(duì)于在贛南許多礦山的深部均發(fā)現(xiàn)了較大規(guī)模的礦體, 瑤嶺礦田的深部找礦工作進(jìn)展較為緩慢, 故本次研究以此作為研究重點(diǎn)。

(1) 梅子窩礦床深部的蝕變花崗巖型鎢礦化

本次研究發(fā)現(xiàn), 粵北梅子窩礦區(qū)深部花崗巖體內(nèi)有一定強(qiáng)度的白鎢礦化, 即使在花崗巖脈(枝)中也發(fā)現(xiàn)了有白鎢礦化, 而且從花崗巖閃長巖到下部的花崗巖400 m的范圍內(nèi)都有白鎢礦化, 礦化主要在鉀化帶的上部和絹云母化帶中。在產(chǎn)出狀態(tài)上,白鎢礦與黑鎢礦伴生。在花崗巖中, 白鎢礦或產(chǎn)在含黑鎢礦的石英脈邊部, 或石英脈的裂隙中產(chǎn)生(圖6)。此外, 另有一些白鎢礦沿花崗巖裂隙分布, 受控于巖石裂隙和斷裂構(gòu)造, 一些白鎢礦呈星點(diǎn)狀分布于花崗巖中, 但規(guī)模一般較小。此外, 在白鎢礦化相對(duì)不強(qiáng)的石人嶂礦區(qū), 其下部中段的坑道內(nèi), 也已經(jīng)發(fā)現(xiàn)白鎢礦化與黑鎢礦化共生(圖7), 或白鎢礦交代黑鎢礦(圖8)。

(2) 石人嶂礦區(qū)深部的云英巖型鎢礦

石人嶂礦區(qū)深部+380 m中段和+340 m中段分布有許多礦脈, 如 V11帶、V13帶、V14、V17、V22、V26、V61、V62、V92、V93、V94、V95 等。本次研究發(fā)現(xiàn), 這些礦脈兩側(cè)花崗巖均發(fā)育有較強(qiáng)的云英巖化, 且離礦脈越近, 云英巖化程度越高。在云英巖帶局部地段有黑鎢礦化, 肉眼就看到細(xì)粒黑鎢礦,黑鎢礦多在石英脈壁或石英脈附近的云英巖中出現(xiàn),也有少量直接在云英巖中出現(xiàn), 一般呈不規(guī)則狀分布(圖 9)。部分硅質(zhì)團(tuán)塊發(fā)育部位鎢礦化強(qiáng)度更高,甚至見到鎢砂包(圖10)。

圖6 粵北梅子窩鎢礦深部花崗巖中的白鎢礦化現(xiàn)象Fig. 6 The deep scheelite mineralization features of the Meiziwo deposit, northern Guangdong

圖7 石人嶂礦區(qū)白鎢礦與黑鎢礦共生(單偏光, 樣品采自550 m中段14#脈)Fig. 7 Paragenetic relation of scheelite and wolframite in the Shirenzhang orefield(plainlight, samples collected fromNo. 14 vein at 550m level)

圖8 石人嶂礦區(qū)白鎢礦交代黑鎢礦(單偏光, 樣品采自340 m 中段14.11#脈)Fig. 8 Wolframite replaced by scheelite in the Shirenzhang orefiled(taken under plane polarized light, and samples are from No. 14 vein in 340m level)

圖9 石人嶂礦區(qū)穿插石英細(xì)脈的云英巖化花崗巖Fig. 9 Greisenized granite with fine quartz veins in the Shirenzhang orefield

圖10 石人嶂礦區(qū)云英巖化硅質(zhì)團(tuán)塊部位發(fā)育的鎢砂包Fig. 10 Tungsten concentrated pocket produced in greisenized granite of the Shirenzhang orefield

本項(xiàng)目對(duì) 121件樣品進(jìn)行了多元素分析, 測(cè)試結(jié)果表明, 除了石英脈以外, 云英巖中的多種元素礦化強(qiáng)度也很高(表1), 平均值(除了As以外)多比石英脈還要高, 甚至高出一個(gè)數(shù)量級(jí)。另據(jù)礦山的 53件刻槽取樣分析結(jié)果, 各金屬的平均品位為: 鎢(WO3)0.34%, 錫(Sn)0.06%, 銅(Cu)0.10%, 鉍(Bi)0.075%, 鉬(Mo)0.005%, 它們雖然沒有達(dá)到獨(dú)立礦體的品位要求, 但仍達(dá)到了鎢與其它多金屬共伴生綜合回收利用價(jià)值。目前, 礦山已經(jīng)通過廣東省政府向財(cái)政部、國土資源部提交《2010年礦產(chǎn)資源節(jié)約與綜合利用專項(xiàng)資金》示范工程“云英巖鎢多金屬選礦流程”項(xiàng)目。

表1 石人嶂-梅子窩鎢礦區(qū)元素含量統(tǒng)計(jì)表(Ag含量單位為10-9, 其余單位為10-6)Table 1 The content of main elements in the Shirenzhang orefield (unit of Ag content is 10-9, that of other elements is 10-6 )

3 高溫高壓成礦實(shí)驗(yàn)的研究進(jìn)展

桂西北大廠礦床100號(hào)礦體賦存于泥盆系礁灰?guī)r中, 為一形態(tài)不規(guī)則的巨大塊體, 總體上呈向西突出的新月形, 長達(dá)1240 m, 寬105～240 m, 一般厚7～25 m, 平均厚14.46 m, 中心部位最厚達(dá)33 m(張起鉆, 1999)。雖然單礦脈的規(guī)模如此巨大, 但礦體中幾乎沒有夾石存在, 僅偶見“捕虜”礁灰?guī)r巖塊和瀝青團(tuán)塊分布, 而且礦體與圍巖界線清晰截然。從這些特征可以推斷高度富集成礦物質(zhì)的流體快速貫入成礦空間, 但仍然無法解釋的是為什么熱液未與礁灰?guī)r發(fā)生反應(yīng), 礦體圍巖幾乎沒有發(fā)生熱液蝕變。為了解釋 100號(hào)礦體的成因, 人們提出了各種假設(shè), 一種比較科學(xué)和切合實(shí)際的解釋是: 100號(hào)礦體是在成礦流體進(jìn)入到古溶洞后突然失去了壓力而導(dǎo)致流體“失壓沸騰”, 進(jìn)而成礦物質(zhì)大量聚集和沉淀的結(jié)果(王登紅等, 2004; Wang et al., 2004)。但由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備的限制, 該假設(shè)尚未通過實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)。

本次研究利用最新式熱液金剛石壓腔, 原位觀測(cè)到高溫環(huán)境中, 壓力驟降的極端條件下的失壓沸騰現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)的初始固體樣品為 LiAlSiO4-NaAlSi3O8-SiO2, 初始流體樣品為 10wt% LiCl水溶液, 二者同時(shí)封存于樣品腔內(nèi)。在加熱過程中, 樣品腔內(nèi)的空氣泡在 263℃消失, 而后樣品腔內(nèi)的壓力沿著體系的等容線快速上升。當(dāng)加熱到850℃時(shí), 硅酸鹽熔體珠幾乎完全溶解于水溶液(圖 11A), 而后樣品腔發(fā)生一定程度的泄漏, 大量熔體珠又重新出溶; 當(dāng)加熱到 870℃時(shí), 樣品腔的錸片發(fā)生破裂, 壓力驟然從幾千大氣壓降低到接近一個(gè)大氣壓, 同時(shí)大量晶體瞬間自樣品腔邊緣向內(nèi)定向生長(圖 11B);在隨后的緩慢降溫至 100℃過程中, 晶體的生長程度很小(圖11C)。此外, 大量的同組成和近似組成的實(shí)驗(yàn)說明, 在溫度和壓力逐漸降低的過程中, 只有熔體珠出熔的現(xiàn)象, 晶體較難成核和結(jié)晶。

本次研究中, 實(shí)驗(yàn)物質(zhì)在 850℃完全均一成硅酸鹽水溶液, 其相當(dāng)于巖漿熱液。在大廠礦區(qū)成礦流體主要來源于深部巖漿熱液(陳毓川等, 1993), 如果賦礦的礁灰?guī)r在成礦前存在較大的空間, 例如原來礁灰?guī)r中的油儲(chǔ)在燕山期花崗巖作用下被破壞而形成的古溶洞(曾允孚等, 1982; 張起鉆, 1999), 則成礦熱液貫入后會(huì)造成壓力驟然降低, 這與本次實(shí)驗(yàn)過程中樣品腔突然斷裂的情景相近。而且, 本次實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明, 在高溫高壓環(huán)境中, 壓力的驟然降低能夠促進(jìn)晶體的定向生長, 形成定向結(jié)構(gòu)(圖 9C,D)。在大廠100號(hào)礦體中也存在這樣的定向結(jié)構(gòu), 黃鐵礦-鐵閃鋅礦-脆硫銻鉛礦組合按一個(gè)方向自脈壁向內(nèi)定向生長排列, 與本次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果也極為相似。此外, 壓力是圍巖發(fā)生熱液蝕變的主要因素之一, 壓力的驟然降低不利于圍巖蝕變的發(fā)生, 由此也可以解釋100號(hào)礦體圍巖蝕變程度很低的原因。

4 湘南騎田嶺礦集區(qū)深部探測(cè)技術(shù)的試驗(yàn)與進(jìn)展

圖11 在高壓狀態(tài)下, 壓力突然降低條件下晶體快速生長的過程Fig. 11 Rapid crystallization process during sudden fall of pressure

本次研究以南嶺中部騎田嶺礦集區(qū)為重點(diǎn), 部署和完成了穿越騎田嶺的60 km長的綜合探測(cè)剖面(圖12), 涵蓋人工地震、大地電磁、多元素地氣測(cè)量、Os同位素示蹤、“巖石探針”等多方法聯(lián)合工作, 為深入研究地殼結(jié)構(gòu)提供了重要依據(jù)。

4.1 騎田嶺礦集區(qū)的地球物理探測(cè)實(shí)驗(yàn)研究

本次研究在騎田嶺礦集區(qū)實(shí)施了黃沙坪—廖家灣剖面的人工反射地震探測(cè)工作, 剖面長度49 km(圖12)。地震時(shí)間剖面成果顯示(圖13), 在深、中部存在著比較明顯的三個(gè)地震構(gòu)造單元, 其中最深的地震構(gòu)造單元(定名為Tm)出現(xiàn)在10 s左右, 深度預(yù)計(jì)35 km(平均速度用7000 m/s), 初步分析該構(gòu)造單元為莫霍面的反射。7 s和4.5 s出現(xiàn)兩個(gè)地震構(gòu)造單元, 分析認(rèn)為是上、下地殼界面的反射(在定名為T上、T下), 地殼的兩層結(jié)構(gòu)形態(tài)比較明顯。在淺部1.5～2.2 s左右存在能量較強(qiáng)反射波組, 在黃沙坪-清和、永春-廖家灣區(qū)段連續(xù)性較好, 波組產(chǎn)狀在黃沙坪—清和段向東傾, 而在永春—廖家灣段向西傾, 宏觀上看形似平緩“向形”構(gòu)造。

深部的莫霍面 Tm構(gòu)造單元在永春一帶不連續(xù),出現(xiàn)無反射波組異常。該異常自下而上穿越了莫霍面, 上、下地殼地震構(gòu)造單元, 說明巖體的形成與地幔巖漿巖上侵有關(guān), 為巖體深部形成機(jī)制提供了直接、直觀的信息, 深部巖漿巖的上侵活動(dòng)為礦集區(qū)豐富礦產(chǎn)的形成和分布提供了賦存空間、熱源和物質(zhì)來源。

4.2 騎田嶺礦集區(qū)的Os同位素示蹤

Re-Os同位素在基性-超基性巖物質(zhì)來源示蹤方面已得到較廣泛應(yīng)用, 但在酸性巖方面尚屬少見。與其它同位素體系不同, Re、Os均為高親鐵元素, 在巖漿分異演化過程中, Re屬于中等不相容元素, Os屬于強(qiáng)相容元素, 地殼和地幔兩端員Os同位素組成差別較大, 因此, Re-Os同位素是研究花崗巖中是否存在幔源物質(zhì)貢獻(xiàn)的靈敏示蹤劑。本次研究在黃沙坪—廖家灣綜合探測(cè)剖面上, 采集了29個(gè)新鮮的花崗巖樣品, 測(cè)試了 16件樣品的 Os同位素組成(圖14)。將騎田嶺巖體不同階段花崗巖所得 Os同位素初始比值進(jìn)行對(duì)比, 發(fā)現(xiàn)三個(gè)階段花崗巖的Os同位素初始比值相對(duì)于上地殼平均值(187Os/188Os=1.69)來講較低(Esser et al., 1993), 而且Os同位素初始比值比較分散, 顯示具有殼?；旌蟻碓刺卣鳌?/p>

圖12 湘南地區(qū)的地質(zhì)礦產(chǎn)分布略圖Fig. 12 The distribution of ore deposits in southern Hunan

圖13 南嶺中段湘南騎田嶺礦集區(qū), 黃沙坪—廖家灣人工地震探測(cè)剖面(剖面位置見圖12)Fig. 13 The Huangshaping-Liaojiawan 2D seismic probe section in Qitianling area located in middle Nanling region(for section location, see Fig. 12)

圖14 騎田嶺巖體及采樣位置分布圖(地質(zhì)底圖據(jù)Zhu et al., 2009)Fig. 14 Sampling locations in Qitianling intrusion for Os isotope analysis (base map after Zhu et al., 2009)

測(cè)試結(jié)果還顯示, 晚期細(xì)粒黑云母花崗巖的Os同位素初始比值較低, (187Os/188Os)i平均值為0.5559,其中QTL-10號(hào)樣品(187Os/188Os)i為0.3543, 并且每一期花崗巖不同樣品的 Os同位素初始值也相差較大, 顯然在巖體形成過程中存在幔源物質(zhì)加入, 并非只有老地殼的重熔, 且殼?；旌系貌痪鶆?。早期中粗粒似斑狀黑云母花崗巖 Os同位素初始比值相對(duì)較高, (187Os/188Os)i平均值為 1.160, 顯示殼源物質(zhì)為主, 尤其是靠近巖體邊緣的 QTL-28, QTL-2-1兩件樣品更明顯, Os同位素初始比值更高。中期淺灰色似斑狀黑云母花崗巖(187Os/188Os)i平均值為0.9124, 介于早期和晚期黑云母花崗巖之間。早中晚三個(gè)階段花崗巖的 Os同位素初始比值均不一致的特點(diǎn), 反映花崗巖多階段侵位過程中, 早期花崗巖的活動(dòng)為晚期更多地幔物質(zhì)上升到地表創(chuàng)造了構(gòu)造通道, 使侵位于深部的富地幔物質(zhì)的巖漿得以上升到淺部。

4.3 騎田嶺礦集區(qū)的巖石化學(xué)探測(cè)實(shí)驗(yàn)

湘南白臘水超大型錫礦賦存于騎田嶺復(fù)式花崗巖巖體南部的中粒斑狀角閃黑云母鉀長(二長)花崗巖中, 部分產(chǎn)于內(nèi)外接觸帶, 已發(fā)現(xiàn)構(gòu)造蝕變型錫礦、蝕變巖體型錫礦和花崗斑巖型錫礦3種類型的礦脈25條。

本次研究在該礦區(qū)發(fā)現(xiàn)了一條4.5 m寬的黃玉流紋巖質(zhì)次火山巖脈(圖 15), 切穿了中粒黑云母花崗巖, 包含了大量的錫石, 金紅石, 螢石和鈮鉭礦等。流紋質(zhì)巖脈還包含花崗巖的角礫, 界限清晰, 角礫中也含有相似的礦物組合。流紋質(zhì)巖脈和角礫中的礦物組合與騎田嶺第三階段細(xì)?；◢弾r中的礦物組合有截然的區(qū)別。流紋質(zhì)次火山巖脈具有強(qiáng)過鋁性, 富集 Be、Li、Rb、Ga等元素, 全巖 Sn含量可以達(dá)到2745×10-6, 達(dá)到了斑巖錫礦的工業(yè)品位。流紋巖的稀土配分曲線與騎田嶺第三階段花崗巖的很類似, 具有顯著的 Eu負(fù)異常, 較平緩的海鷗型, 輕稀土分異, 重稀土富集, 這是典型的成礦巖脈的特征。鋯石U-Pb定年表明, 20顆鋯石的U-Pb年齡為147 Ma, 與騎田嶺巖基第三階段侵入處于同期。奇古嶺次火山巖脈的存在暗示, 騎田嶺巖體深部尚存在與Sn成礦關(guān)系密切、含更多地幔物質(zhì)巖漿巖。

5 討論與結(jié)論

5.1 區(qū)域深部成礦規(guī)律分析

前文所述可以發(fā)現(xiàn), 自南嶺東段→南嶺中段→南嶺西段, 出露巖體的規(guī)模逐漸縮小, 巖漿巖從南嶺東段加里東期花崗巖大量出露, 到南嶺西段主要出露燕山晚期花崗巖, 出露地層從早古生代、到晚古生代、早中生代演化。這些特點(diǎn), 暗示從南嶺東段到西段, 地層的剝蝕程度逐漸降低, 提示在南領(lǐng)西段深部可能存在更多較大規(guī)模的花崗巖, 在深部可能發(fā)現(xiàn)大量的加里東期和中生代花崗巖。這是因?yàn)? 在巖漿多期次侵位活動(dòng)中, 早期巖漿活動(dòng)開辟了上升通道, 使晚期巖漿得以上升到淺部。因此, 可以推測(cè)南嶺西段深部可能存在南嶺東段, 即南嶺成礦帶不但存在西錫東鎢的平面分帶, 在南嶺西段還可能存在上錫下鎢的垂直分帶。

圖15 南嶺中段湘南騎田嶺礦集區(qū)白蠟水錫礦中發(fā)現(xiàn)的流紋質(zhì)次火山巖脈Fig. 15 The Sn-rich rhyolite subvolcanic rock vein with granite breccia that intruded into coarse grained granite in theBailashui deposit, Qitianling, middle Nanling region

傳統(tǒng)上認(rèn)為南嶺西段以錫成礦作用為主, 但滇東地區(qū)產(chǎn)出了大量鎢礦。如老君山地區(qū), 區(qū)域出露地層為早古生代寒武系, 與南嶺東段相近。礦集區(qū)內(nèi)南秧田鎢礦區(qū)的輝鉬礦Re-Os成礦年齡為207 Ma,云發(fā)礦區(qū)白鎢礦Sm-Nd等值線年齡為159 Ma, 保良街拉白村附近的偉晶巖脈的白云母 Ar-Ar年齡為144 Ma(筆者, 尚未發(fā)表數(shù)據(jù))。這些資料說明南嶺西段早古生代地層中也存在印支晚期和燕山早期的成礦作用, 也暗示在南嶺西段晚古生代地殼深部的早古生代地層中可能產(chǎn)出南嶺東段式鎢礦。

5.2 不同礦集區(qū)的深部找礦方向分析

通過本項(xiàng)目的研究可以發(fā)現(xiàn), 南嶺成礦帶深部找礦具有較巨大的潛力, 但在不同區(qū)域的礦集區(qū),具有不同的深部找礦方向。

在南嶺西段少巖體出露地區(qū), 雖然許多礦床的礦體傾角小于 45°乃至層狀, 但找礦方向應(yīng)該是尋找深部隱伏巖體, 探測(cè)巖漿熱液交代作用而形成的礦體, 甚至可以探測(cè)巖體內(nèi)部的巖體型礦體。如, 廣西大廠長坡—銅坑91#和92#等錫多金屬礦體本身就是世界級(jí)的礦床(二者的錫金屬量相當(dāng)于 10個(gè)大型錫礦), 其鉆探深度一般在500 m以淺。近年來, 通過實(shí)施1000 m以淺的鉆探又發(fā)現(xiàn)了95#和96#礦體;本文對(duì)ZK39-1孔的碳氧同位素研究也表明, 巖體埋藏深度超過 1500 m, 深部具有較大的找礦前景;ZK27-1鉆孔證明超過1500 m后仍存存在厚層交代型礦體, 但仍然沒有打到燕山期花崗巖體。預(yù)計(jì)通過2000 m深度的鉆探, 將打到龍箱蓋巖體與泥盆系的接觸帶, 所發(fā)現(xiàn)的礦床類型也將由中低溫鉛鋅礦向高溫的銅礦和鎢錫礦演化, 巖體內(nèi)部能否發(fā)現(xiàn)云英巖型、破碎蝕變花崗巖型礦體值得期待(王登紅等,2010b)。此外, 成巖成礦實(shí)驗(yàn)也暗示, 在南嶺西段的喀斯特地區(qū), 應(yīng)注意巨大碳酸鹽巖溶洞可以為成礦流體提供沉淀空間, 應(yīng)列為深部找礦重點(diǎn)。

相對(duì)于南嶺西段, 南嶺中段的找礦工作要相對(duì)復(fù)雜, 這主要?dú)w因于多期多階段的巖漿活動(dòng)和成礦作用,以及多樣的圍巖地層和構(gòu)造環(huán)境, 需要根據(jù)具體的成礦環(huán)境來確定深度找礦方向, 不但要注意地層中的找礦工作, 也要注重花崗巖中成礦, 如近年來在湘南騎田嶺巖體內(nèi)部發(fā)現(xiàn)的大型錫礦——芙蓉錫礦, 印支期的王仙嶺巖體中發(fā)現(xiàn)了燕山期的成礦作用(湘南地質(zhì)勘查院提供的資料)。歸納起來, 南嶺中段的成礦模式可描述如下: 在靠近含礦巖體的外接觸帶, 細(xì)?；◢弾r脈或似偉晶巖脈往往可以看到逐漸變?yōu)殚L石石英脈,再變?yōu)殒u礦石英脈。在離含礦巖體接觸帶外數(shù)百米范圍內(nèi)的較早階段花崗巖體中或硅酸鹽質(zhì)圍巖中, 常形成石英脈型鎢礦床。含礦巖體位于較早階段花崗巖的深度不大的范圍內(nèi), 則可能形成內(nèi)接觸帶型磁鐵鎢錫鉬鉍礦脈; 若含礦巖體直接位于沉積巖或變質(zhì)巖之下,則可能形成外接觸帶型鎢礦脈; 在鈣質(zhì)圍巖中, 則形成矽卡巖型鎢礦、矽卡巖和云英巖復(fù)合型鎢礦或矽卡巖型、充填交代型鉛鋅礦。當(dāng)含礦溶液通過較早階段的花崗巖時(shí), 下部常有強(qiáng)烈的鈉長石化及鉀長石化,上部常形成強(qiáng)烈云英巖化, 甚至構(gòu)成巖體頂部的云英巖型鎢鉬礦體, 在遠(yuǎn)離巖體的鈣質(zhì)圍巖中常有鉛鋅礦床分布(圖16)。

圖16 南嶺中段湘南礦集區(qū)成礦模式圖Fig. 16 Regional ore-forming models for the middle Nanling region

與南嶺中段相比, 南嶺東段的成礦作用主要集中在燕山早期第一階段, 成礦類型以石英脈型鎢錫礦床為主。但除了這種產(chǎn)狀陡立、產(chǎn)在張性裂隙的礦體, 也應(yīng)注意沿巖體上部, 似層狀的云英巖型礦體, 以及破碎帶熱液充填-交代蝕變巖型的黑鎢礦礦體。即, 黑鎢礦既可以出現(xiàn)在張性裂隙中, 也可以出現(xiàn)在張扭性的構(gòu)造破碎帶, 若二者均不發(fā)育則可能形成云英巖型礦體。反映出構(gòu)造環(huán)境僅是決定成礦類型, 而成礦物質(zhì)的供應(yīng)是決定成礦與否的關(guān)鍵。這些“非傳統(tǒng)的”礦體若與“傳統(tǒng)”成礦模式——五層樓結(jié)合, 則發(fā)展出“五層樓+地下室”成礦模式(圖 17)。

5.3 幔源物質(zhì)對(duì)南嶺成礦的貢獻(xiàn)

南嶺優(yōu)勢(shì)礦產(chǎn)資源如鎢錫等, 其成礦物質(zhì)來源于何處？殼幔作用對(duì)成礦有無控制作用？該問題是有關(guān)南嶺成礦的關(guān)鍵科學(xué)問題之一。近年來的一系列同位素研究表明, 南嶺地區(qū)的大部分礦床表現(xiàn)出地幔流體參與成礦的特點(diǎn), 一批花崗巖被歸為 A型花崗巖(陳培榮等, 1998; 包志偉等, 2000; 范春方等,2000; 柏道遠(yuǎn)等, 2005)。以湘南礦集區(qū)表現(xiàn)最為明顯,從加里東期益將巖體、印支期的高坳背礦區(qū)的花崗巖、再到燕山期的荷花坪礦區(qū)花崗斑巖脈、騎田嶺巖體及相關(guān)礦床, Hf、He同位素均顯示出殼源和幔源巖漿的混合作用(李兆麗等, 2006; 王彥斌等,2010a, b; 章榮清等, 2010; 劉勇等, 2011)。

圖17 南嶺東段“五層樓+地下室”模式圖Fig. 17 The sketch map of prospecting model of “five storeys + basement”

本次深部探測(cè)研究, 提供了多角度研究成礦物質(zhì)來源的方法。以騎田嶺巖體為例, 人工地震探測(cè)從深部構(gòu)造角度顯示, 在騎田嶺巖體中心(晚期細(xì)粒黑云母花崗巖)深部存在深部物質(zhì)上涌的構(gòu)造通道;Os同位素從物質(zhì)組成方面, 顯示巖體中心的晚期細(xì)粒黑云母花崗巖較巖體外圍的粗粒黑云母花崗巖具有更多的幔源物質(zhì), 是晚期富地幔物質(zhì)巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物; 奇古嶺富錫次火山脈進(jìn)一步暗示巖體深部存在一期晚期的巖漿活動(dòng), 此期巖漿活動(dòng)可能含有更多的地幔物質(zhì), 對(duì)區(qū)域錫成礦具有重要的意義, 即騎田嶺巖體深部可能具有更大錫成礦潛力。該探測(cè)結(jié)果與區(qū)域構(gòu)造環(huán)境相一致。騎田嶺巖體臨近“欽-杭帶”斷裂帶, 即是揚(yáng)子陸塊與華夏陸塊在新元古代的碰撞對(duì)接帶, 此后多次沿該帶開合, 為地幔物質(zhì)上涌加入地殼的一條重要通道(洪大衛(wèi)等, 2002;華仁民等, 2010)。

5.4 南嶺成礦帶深部找礦進(jìn)展對(duì)西藏地區(qū)找礦的指示意義

太平洋和喜馬拉雅成礦域是我國最重要的成礦單元, 二者均與板塊俯沖碰撞有關(guān), 產(chǎn)出大量花崗巖類礦床, 分別以南嶺成礦帶和西藏成礦省為代表,找礦方向具有一定的可類比性。西藏地區(qū)的礦床類型主要有斑巖型銅(金-鉬)礦床、矽卡巖型鐵銅-鉛-鋅(銀)礦床、層控鉛-鋅-銀礦床、火山巖型金-銀礦床及雄村式銅-金礦床, 屬于中低溫?zé)嵋盒偷V床, 以銅、鉛、鋅等中低溫礦種組合為主, 花崗巖及其成礦圍巖主要為中生代地層, 成礦時(shí)代主要集中燕山中晚期和喜馬拉雅期。但與之不同的是, 南嶺地區(qū)的成礦作用屬于石英脈型鎢錫礦床, 是一種中高溫?zé)嵋旱V床, 圍巖主要為古生代地層, 成礦時(shí)代從印支晚期可以持續(xù)到燕山晚期。因此, 南嶺成礦帶和西藏地區(qū)的成礦作用是不同時(shí)空巖漿構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)物, 二者處于不同的構(gòu)造層位。但是, 這并不說明西藏不具備尋找與花崗巖有關(guān)的鎢錫礦床的潛力。西藏與南嶺花崗巖地球化學(xué)組成的相近性暗示出鎢錫是西藏的潛在優(yōu)勢(shì)礦種(雍永源, 2007)。借鑒南嶺深部找礦的經(jīng)驗(yàn), 西藏鎢錫礦床的找礦工作可以從以下幾方面入手。

一是, 在低剝蝕程度地區(qū)的深部找礦, 即在斑巖型或矽卡巖型銅鉛鋅礦床深部尋找鎢錫礦化。此類地區(qū)的探測(cè)方向類似于南嶺西段大廠礦田, 以探測(cè)隱伏花崗巖以其礦化為目標(biāo); 也可以參考南嶺中段黃沙坪鉛鋅礦的找礦模式, 在深部探測(cè)“柿竹園”式鎢錫多金屬礦床。例如, 在甲瑪?shù)V區(qū), 出露地表的是層狀鉛鋅礦體, 深部為矽卡巖型的銅金屬礦體,更深部的矽卡巖型礦體還富集鎢, 鎢的含量明顯高于中淺部礦體, 暗示深部具有一定的鎢成礦前景(應(yīng)立娟等, 2011)。因此, 隨著勘探的深入, 在甲瑪?shù)V區(qū)深部可能產(chǎn)出斑巖型、甚至云英巖型鎢錫礦床。又如, 岡底斯?jié)僧?dāng)大型鎢銅鉬礦床的明則礦區(qū)具有明顯的垂向分帶, 上部為早期層矽卡巖型銅礦, 中下部則產(chǎn)出斑巖型鉬(鎢銅)礦床; 在西藏念青唐古拉成礦帶哈海崗鎢鉬銅鉛鋅礦床, 雖然賦礦圍巖主要為上二疊統(tǒng)旁那組, 但因其形成于燕山中期, 剝蝕程度仍然相對(duì)較弱, 故存在遠(yuǎn)離巖體為銅鉛鋅礦化、靠近巖體為鎢鉬礦化的水平分帶性(王立強(qiáng)等,2012)。這些礦床與湘南黃沙坪礦區(qū)上為鉛鋅、下位鎢鉬的分帶具有一定相似性。根據(jù)王登紅等(2010b)的觀點(diǎn), 這類礦床也可以歸類于“五層樓+地下室”的找礦模式中。

二是, 在較高剝蝕程度的地區(qū)以尋找鎢錫礦床為目標(biāo), 即在較老地層單元, 如古生代地層出露地區(qū)尋找鎢錫礦床, 這類似于在高剝蝕程度的南嶺東段尋找石英脈型鎢錫礦床。例如, 岡底斯成礦帶北部昂孜錯(cuò)—崩納藏布—甲崗雪山—色日榮成礦亞帶產(chǎn)出石英脈型甲崗雪山鎢、鉬、鉍多金屬礦床, 該礦床規(guī)模達(dá)到中型, 成礦時(shí)代為 21 Ma(王治華等,2006)。不同于同時(shí)期的甲瑪?shù)V區(qū)主要出露侏羅系、白堊系等中生代地層, 甲崗礦區(qū)地層以石炭系的灰?guī)r、砂板巖和火山巖為主, 說明區(qū)域遭受了較大程度的剝蝕, 從而使甲崗這類成礦深度較大的高溫?zé)嵋盒玩u錫礦床得以發(fā)現(xiàn)。又如, 在西藏類烏齊縣的石英脈型賽北弄錫礦床和月窮弄錫礦點(diǎn)( 湧申屠保等, 1991; 董樹義等, 2002), 礦區(qū)主要出露三疊紀(jì)、二疊系和少量前震旦紀(jì)地層, 亦是高剝蝕地區(qū)尋找中高溫?zé)嵋盒玩u錫礦床的實(shí)例。

反之, 西藏的勘探工作也可以指示南嶺深部的找礦工作。如西藏甲瑪?shù)V床, 早期被似層狀的礦體所迷惑, 認(rèn)為是噴流沉積型礦床, 后逐漸歸為斑巖-矽卡巖型礦床。該認(rèn)識(shí)過程與廣西大廠錫多金屬礦床的認(rèn)識(shí)過程相似, 后者也存在似層狀礦體, 也曾被認(rèn)為是熱水沉積的產(chǎn)物(韓發(fā)等, 1989)。目前, 甲瑪?shù)V區(qū)深部的發(fā)現(xiàn)了斑巖型成礦作用, 這能否暗示大廠深部的隱伏花崗巖也可能發(fā)生斑巖型或者云英巖型等巖體型成礦？值得期待！

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Progress of Research on Metallogenic Regularity and Deep Exploration in Nanling Region and Its Indication for W-Sn Exploration in Tibet

LI Jian-kang1), WANG Deng-hong1)*, LIANG Ting2), XU Yi-ming3), ZHANG Yi-jun3), LIANG Hua-ying4),

LU Huan-zhang4), ZHAO Bin5), LI Jian-guo5), QU Wen-jun6), ZHOU Si-chun7), WANG Ru-cheng8),WEI Long-ming9), LIN Jin-fu9)
1)Institute of Mineral Resources, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing100037;
2)College of Earth Science and Resources, Chang’an University, Xi’an, Shaanxi710054;
3)Southern Hunan Institute of Geology and Survey, Chenzhou, Hunan423000;
4)Guangzhou Institute of Geochemistry, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou, Guangdong510640;
5)Shanxi Institute of Geophysical and Geochemical Survey, Yuncheng, Shanxi044004;
6)National Research Center for Geoanalysis, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing100037;
7)Chengdu University of Technology, Chengdu, Sichuan610059;
8)Nanjing University, Nanjing, Jiangsu210093;
9)Guilin University of Technology, Guilin, Guangxi541004

In this paper, through a comparative study of the geological and geochemical features of the typical ore concentration areas, the authors summarized the evolution of the crust and regional metallogenic regularities in the western, middle and eastern regions of the Nanling metallogenic belt. In the western region, magmas intruded into the late Paleozoic and early Mesozoic crust in a short time with an explosive type Sn mineralization in late Yanshanian epoch; in the middle region, magmas intruded into the late Paleozoic crust for a long time accompanied by polymetallic and multi-stage mineralization; in the eastern region, magmas intruded into early Paleozoic crust with the W mineralization peak in Yanshanian epoch, indicating that W mineralization might have occurred in the early Paleozoic crust of the western Nanling region. Correspondingly, the concealed granite, the Shizhuyuan-type deposit under Huangshaping type deposit, and the “basement” under the “five-storey” type W deposit should be the deep exploration targets in the western, middle and eastern Nanling regions, respectively. In addition, the deep exploration across the Qitianling intrusion in southern Hunan Province shows the existence of an upwelling pathway for mantle material indicated by artificial earthquake test at the center of the intrusion,where the later fine-grained granite contained more mantle material than the early coarse-grained granite in the light of Os isotope. In addition, the Sn-rich rhyolite subvolcanic rock vein that intruded into the early coarse grained granite in the Bailashui Sn deposit is a indicator of a later magmatism characterized by enrichment of mantle materiald in the depth of Qitianling intrusion. These metallogenic regularities in Nanling have indicating significance for W-Sn exploration in Tibet, i.e., to explore W-Sn mineralization in the depth of epi-mesothermal deposits in low erosion areas, and to explore the meso-hypothermal W-Sn deposits in the high erosion areas.

Nanling metallogenic belt; metallogenic regularity; deep exploration; geophysics; Tibet

P617; P624

A

10.3975/cagsb.2013.01.06

本文由國家專項(xiàng)“深部探測(cè)技術(shù)與實(shí)驗(yàn)研究”(編號(hào): SinoProbe-03-01; SinoProbe-03-03)和中國地質(zhì)大調(diào)查項(xiàng)目(編號(hào): 1212011120989;1212010633903)聯(lián)合資助。

2012-06-20; 改回日期: 2012-07-11。責(zé)任編輯: 魏樂軍。

李建康, 男, 1976生。副研究員。主要從事礦床學(xué)研究。E-mail: Li9968@126.com。

*通訊作者: 王登紅, 男, 1967年生。研究員, 博士生導(dǎo)師。主要從事礦產(chǎn)資源研究。E-mail: wangdenghong@sina.com。