廣東省紫金縣鉬多金屬礦床控礦因素分析及找礦方法探討

蘇承建

(廣東省核工業(yè)地質(zhì)局二九三大隊，廣東廣州 510800)

紫金縣位于粵東地區(qū)，礦產(chǎn)資源豐富，種類眾多，具有良好的成礦條件。礦床是成礦物質(zhì)在一定地質(zhì)條件下的產(chǎn)物，分析成礦時間和空間規(guī)律，對預測和評價礦床十分重要。紫金縣加里東運動結果地槽封閉，印支運動形成大小不等的斷陷凹地。在寶山拗陷區(qū)中上石炭統(tǒng)灰?guī)r中沉積了赤鐵礦-菱鐵礦礦源層。晚三疊世-早侏羅世由于燕山運動出現(xiàn)了地洼盆地。到中、晚侏羅世-白堊紀由于地洼區(qū)劇烈活動，伴隨多期次巖漿侵入和噴出，活動范圍廣、成礦物質(zhì)多、成礦作用強烈。紫金縣絕大多數(shù)金屬礦床集中在燕山第一期至第三期，是本縣最重要的成礦時代。當然，成礦現(xiàn)象是地質(zhì)長期演化、多種因素綜合作用的結果，要認識成礦演化的多旋回性和繼承性。紫金縣位于中、新生代逐漸隆起的地洼型山間盆地。巖漿活動受新型盆地形狀和分布控制。表現(xiàn)在巖漿巖建造、成礦系列上反映出地洼區(qū)華夏式建造特點，區(qū)域構造方向呈北東向為主的成群成組雁列式形態(tài)。

研究區(qū)屬于紫金縣重要的多金屬成礦帶，成礦地質(zhì)條件優(yōu)越，地質(zhì)工作程度低，已發(fā)現(xiàn)眾多礦點及鎢鉬異常點，說明本區(qū)存在比較好的成礦潛力和找礦遠景。本文從控礦構造、巖漿演化、區(qū)域地球化學特征及含礦地層等方面對礦區(qū)的成礦潛力進行了探討。

1 區(qū)域地質(zhì)

研究區(qū)位于永梅-惠陽拗陷(Ⅲ6)(郭銳等，2008)和紫金-惠陽凹陷褶皺帶(Ⅳ9)(孫杰等，2007)的接壤處，距河源大斷裂直距約55 km處。

前人研究表明，兩個不同構造區(qū)(如隆起區(qū)與拗陷區(qū))的接壤過渡地帶和深大斷裂帶內(nèi)外某些次級斷裂的交匯或彎曲部位，是形成鉬礦床或其他金屬礦床的重要構造部位(劉連捷等，1985)。

區(qū)域上出露的地層主要有:三疊系上統(tǒng)艮口群(T3gj)(郭福祥，1998)、侏羅系下統(tǒng)金雞組(J1j)(劉凱等，2009)、侏羅系中統(tǒng)漳平群(J2zh)(肖振宇，2001)、第四系沖洪積層(Q4al)。出露于礦區(qū)南東部到九樹鎮(zhèn)一帶，屬竹子崠巖體的一部分，主要巖性為中-粗粒(斑狀)黑云母花崗巖及燕山第三期二長花崗斑巖該區(qū)巖漿活動以燕山期最為劇烈，巖體侵位由低到高，巖體規(guī)模由大到小，巖體形態(tài)從巖基到巖株，巖石多屬花崗巖類。

礦區(qū)及附近的侏羅系地層(J1j，J2zh)的主要傾向為北西西，局部傾向南東，傾角一般為40°～60°，屬于局部撓曲的單斜地層。斷裂構造主要有北東向、北西向及近南北向三組(圖1)。

圖1 廣東省紫金縣鉬多金屬區(qū)域地質(zhì)圖Fig.1 The regional geologic map of molybdenum polymetallic in Zijin county of Guangdong province

2 礦區(qū)地質(zhì)

礦區(qū)出露的地層主要有侏羅系下統(tǒng)金雞組(J1j)及侏羅系中統(tǒng)漳平群(J2zh)的長石石英砂巖、凝灰質(zhì)細砂、粉砂巖。礦區(qū)內(nèi)褶皺構造不發(fā)育，出露的侏羅系地層總體傾向北西西，局部撓曲的單斜地層。斷裂構造不發(fā)育。在竹子崠巖體的外接帶，見有一定規(guī)模的斷裂構造，按斷裂走向大致可分為北東、北東東、北西、及近南北向四組。

2.1 礦化特征

2.1.1 次生暈特征

各元素的底數(shù)，均方差等變化特征:在礦區(qū)范圍內(nèi)沿花崗巖兩側進行了2.05 km2(1∶10 000)次生暈測量，對樣品進行金、銀、鉛、鋅、鎢、鉬、銅、砷、鉍、銻的分析。根據(jù)分析結果，計算各元素的底數(shù)，均方差，確定偏高、增高、異常暈值和異常點值等。計算結果列于表1。

結果表明，土壤中的金、銅、砷元素的平均值含量遠低于克拉克值，它們的5倍平均值均低于地殼平均含量。故推測研究區(qū)很難形成與金、銅、砷相關的工業(yè)礦化。

銀、鉛、鋅、錫、銻元素的平均含量接近克拉克值，只有個別點的含量大于5倍克拉克值，故在測區(qū)范圍內(nèi)，不易于形成銀、鉛、鋅、錫、銻等的工業(yè)礦化。

表1 次生土壤測量各元素分析結果統(tǒng)計表Table 1 The analyse result of elements for secondary soil surveying

鉍元素的平均含量遠大于克拉克值，大于5克拉克值的異常點多達31個，尚不能達到鎢、鉬礦伴生鉍可綜合利用的要求(＞0.1%)，故鉍單獨成礦可能性也較小。

鎢元素的平均含量是克拉克值的5.48倍，變異系數(shù)75.18%，發(fā)現(xiàn)鎢異常點12個，而鉬元素的平均含量是克拉克值的1/3，變異系數(shù)48.18%，發(fā)現(xiàn)鉬異常點6個。從統(tǒng)計數(shù)據(jù)看，鎢的成礦可能性最大，鉬的成礦可能性次之。

2.1.2 各元素暈圈分布特征

圖2(a)所示的金元素增高、偏高暈主要分布在侏羅系中下統(tǒng)的地層中，主要為偏高暈，增高暈規(guī)模較小，分布零星，見到2個異常暈，但范圍較小。

圖2(b)所示的銀元素偏高、增高暈主要分布在測區(qū)的西側及北側的侏羅系地層中，增高暈規(guī)模比金元素大，在南西角的中粗粒黑云母花崗巖中見有規(guī)模較大的異常暈。

圖2(c)的鉛元素偏高暈主要分布在金雞組與漳平群地層的分界線附近及金雞組與花崗巖接觸帶附近，而增高暈主要分布在花崗巖邊緣及內(nèi)部，增高暈規(guī)模較大，見有零星分布的異常值，由于花崗巖中鉛的平均含量較高所致。

圖2(d)中的鋅元素的增高暈主要分布在金雞組地層及花崗巖中，而偏高暈主要分布在金雞組地層的內(nèi)部，規(guī)模較大，而無異常暈，推測由于該層中鋅含量較高所致。

圖2(e)中的鎢偏高、增高暈主要分布在花崗巖外接觸帶0～400 m范圍內(nèi)，該地段發(fā)育弱云英巖化、絹云母、綠泥石化等蝕變，并發(fā)育張性、張扭性斷裂，是找礦的有利靶區(qū)。

除零星分布的增高暈外，在礦區(qū)東部及細?；◢弾r出露地段，形成規(guī)模較大的增高、異常暈圈;東部礦區(qū)邊的鎢異常暈內(nèi)見有F10斷裂，在硅化、云英巖化帶中WO3含量達0.037% ～0.245%。細?；◢弾r附近的鎢偏高異常暈內(nèi)見F01斷裂，斷裂帶主要由充填的石英組成，推測異常主要由構造控制，構造帶寬約0.15 m，WO3含量達0.72%。

圖2(f)中的鉬暈圈主要分布在距花崗巖內(nèi)外接觸帶200～400 m的范圍內(nèi)，偏高、增高、異常暈的規(guī)模小于鎢暈圈。經(jīng)民采坑道調(diào)查及刻槽取樣分析，鉬含量一般較低，達不到最低工業(yè)品位，并在F01和F10斷裂中見星點狀輝鉬礦。

圖2(g)中的銅暈圈主要分布于花崗巖外接觸帶的金雞組長石石英砂巖地層中，增高、異常暈主要分布在花崗巖外接觸0～400 m范圍內(nèi)，部分分布在花崗巖中。

圖2 廣東省紫金縣礦區(qū)土壤測量異常圖Fig.2 The anomaly map for soil surveying in Zijin county of Guangdong province ore district

本區(qū)銅的平均值為14.81×10－6，是克拉克值(100×10－6)的15%，異常點值(74.3 ×10－6)尚低于克拉克值。

圖2(h)中的砷暈圈的分布與銅暈圈基本相似，砷的平均值(20.95 ×10－6)是克拉克值的11.64%。本區(qū)的砷及與砷有關的元素(金等)的成礦可能性不大。

圖2(i)中的鉍暈圈主要分布在花崗巖內(nèi)外接觸帶0～500 m的范圍內(nèi)，本區(qū)鉍的平均含量(0.67×10－6)是克拉克值的16.75倍。圖中增高、異常暈的規(guī)模較大，但異常點值(3.35×10－6)是鎢、鉬礦伴生鉍的最低要求(＞0.03%)的1/90，故推測鉍的成礦可能性很小。

圖2(j)中的錫偏高、增高及異常暈主要分布在花崗巖外接觸帶0～500 m范圍內(nèi)，與鉬、鎢暈的分布情況相似，但錫暈圈的規(guī)模遠大于鉬、鎢暈圈分布范圍。在礦區(qū)地質(zhì)調(diào)查、坑道及巖礦芯編錄取樣過程中，未發(fā)現(xiàn)獨立的錫礦物，分析結果錫含量均小于最低邊界品位，故錫找礦潛力有限。

圖2(k)中的銻暈圈主要分布于礦區(qū)的北部、西部漳平群和金雞組接觸帶附近。未發(fā)現(xiàn)異常點(＜3.30×10－6)，各測點的銻含量遠低于邊界品位(＞0.5%)，亦未發(fā)現(xiàn)獨立的銻礦物，故成礦的可能性較小。

3 鎢鉬礦化特征分析

3.1 鎢鉬在空間上的分帶性

鎢、鉬元素位于周期表第五和第六周期，而同屬于第六副族，在離子半徑、高熔點和巖漿專屬性等方面有許多相同的地球化學特性，故鉬和鎢往往共生(張吉林等，2004)。但鉬與硫有很大的親和力，主要形成硫化物在巖漿期后階段大量富集，隨著巖漿侵入演化過程，鉬和鎢的分布具有明顯的差異，在剖面上形成同一礦體上部為鎢，下部為鉬的鎢鉬礦床(歐陽海松等，2009)。鎢元素的遷移和活動能力更大，所以鎢在晚期花崗巖(超酸性)中聚集，因此形成平面上和剖面上的分帶現(xiàn)象。即在平面上東部形成以鎢礦為主，向西以鉬礦為主的特征。

3.2 鎢鉬礦化特征

鎢礦化主要產(chǎn)于花崗巖外接觸帶東部的F10斷裂及外接觸帶西部的F01斷裂帶。

鉬礦化主要產(chǎn)于花崗巖外接觸帶的F10、F01斷裂的次一級構造帶中，斷裂帶內(nèi)主要充填云英巖化脈，輝鉬礦產(chǎn)于云英巖裂隙，取樣分析，鉬礦化未達到工業(yè)利用價值。

研究區(qū)鎢鉬礦化主要分布在花崗巖外接觸帶0～400 m范圍內(nèi)(曹建勁，1996)。礦化與硅化和云英巖化的關系密切，另見絹云母化，由于研究區(qū)云英巖化帶分布較廣，存在較好的找礦遠景。

4 成礦控制因素

前人研究表明，控制研究區(qū)礦床的主要因素是:構造作用、巖漿作用和地層巖性因素等(楊乃信，1989)。

4.1 構造控制因素

4.1.1 大地構造作用對成礦的控制

按中國大地構造分區(qū)圖，紫金縣位于華夏期東南地洼區(qū)(國家地震局廣州地震大隊，1977)。本區(qū)經(jīng)歷了以下四個構造階段:

Ⅰ加里東期:從元古代進入地槽階段。早古生代沉積了一套砂頁巖為主的復理石建造。加里東運動使地槽封閉，產(chǎn)生了線狀緊閉型褶皺，另見石英閃長巖侵入活動。

Ⅱ海西-印支期:中泥盆世-早二疊世處地臺階段。先后沉積了砂礫巖建造，砂頁巖建造，碳酸鹽巖建造。到早二疊世末，東吳運動時，沉積一套砂頁巖含煤建造，但在本區(qū)分布不穩(wěn)定。由于地臺階段巖漿活動不強烈，只在局部地區(qū)有花崗閃長巖、石英閃長巖出露，個別地區(qū)有基性噴發(fā)巖和火山凝灰?guī)r出露。

印支運動結果使泥盆系 中三疊統(tǒng)地層褶皺隆起。構成紫金縣北東向復背斜和北東向﹑北北東向﹑近東西向區(qū)域性斷裂的構造框架。

Ⅲ燕山期:晚三疊世進入地洼階段。上三疊統(tǒng)-中侏羅統(tǒng)地層褶皺斷裂構造與地貌反差增強，出現(xiàn)了地洼盆地。其中，在三疊統(tǒng)上部條帶狀灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r是銅、鉛、鋅、銻礦床的有利圍巖。下侏羅統(tǒng)砂巖和砂頁巖是塢、錫礦床的有利圍巖。另外，在下侏羅統(tǒng)灰黑色炭質(zhì)頁巖中夾薄煤層，局部形成具有開采利用價值的煤礦，如九和煤礦。中晚侏羅世 白堊紀燕山活動加劇，構造與地貌反差進一步擴大，廣泛形成紅色砂礫巖建造。該期巖漿活動具多期次、活動強烈、廣泛的特點，為紫金縣金屬礦床的形成提供了豐富的成礦物質(zhì)。

Ⅳ第四構造階段:上白堊統(tǒng)南雄群與下第三系丹霞群(E2－3dn)呈不整合接觸。在本縣多處見到南雄群(K2nn)不整合覆于蘭塘群(T3-J1n)/高基坪群(J3gj)之上，形成另一構造階段，構成暗紅色向斜盆地及地塹。

4.1.2 區(qū)域構造對成礦的控制

Ⅰ褶皺樞紐揚起端或傾伏端對成礦有利。

Ⅱ斷裂兩側次級裂隙有利成礦:如鐵嶂錫石硫化物礦脈多充填在9號斷層(圖3)兩側砂巖網(wǎng)狀裂隙和層間破碎帶中。

Ⅲ接觸帶有利成礦:如上義有色金屬礦床多數(shù)位于侵入體與碳酸鹽巖的外接觸帶?？傊?，在紫金縣，印支期構造作用形成區(qū)域構造框架，控制礦田及范圍構造格局;燕山期構造作用提供了成礦物質(zhì)沉淀場所及運送通道，故接觸帶、層間破碎帶、裂隙帶是找礦的有利部位。

4.2 巖石控制因素

紫金縣巖漿活動，隨時代變新不斷增強，到燕山期達最高峰。巖體侵位由低到高，巖體規(guī)模由大到小，巖體形態(tài)從巖基到巖株、巖脈演化。巖石多屬花崗巖類，分布面積約占全縣總面積的30%左右(圖3)。

圖3 構造與巖漿巖分布圖Fig.3 The distribution map of structure and magmatite

4.2.1 花崗巖演化與成礦特征

按侵入時間順序，加里東期-石英閃長巖(δoc);印支期 花崗閃長巖(γi);燕山期分為:

(1)燕山第一期-花崗閃長巖(γδy1);(2)燕山第二期-花崗斑巖(γy2);(3)燕山第三期-花崗巖(γy3);(4)燕山第四期-花崗巖(γy4)、花崗斑巖(γπy4)、石英斑巖(λπy4)。

從上述可見，花崗巖演化有一定規(guī)律:

(1)巖石化學:SiO2和堿金屬揮發(fā)組分逐漸增加，F(xiàn)e，Mg，Ca 趨向減少。

(2)礦物成分:斜長石減少、牌號降低，鉀長石增多。

(3)巖石類型:石英閃長巖→花崗閃長巖→二長巖→黑云母花崗巖。

(4)巖石性質(zhì):從黑云母花崗巖依次向二云母花崗巖、鋰云母花崗巖過渡。

隨著巖漿巖的演化，成礦也在演化:從巖漿礦床→分異交代礦床→氫成熱液礦床。

成礦金屬元素從 TR→Nb，Ta→W，Sn，Mo，Bi，Cu，Pb，Zn，Sb 作規(guī)律分布。

4.2.2 各期巖漿巖的成礦特征

根據(jù)現(xiàn)有資料，在加里東期、印支期巖漿巖內(nèi)或其附近，尚未發(fā)現(xiàn)有價值的礦床。紫金縣絕大多數(shù)金屬礦床與燕山期巖漿巖有成因和空間聯(lián)系。其中花崗閃長巖(γδy1)與鎢、錫、鐵礦有關;斑狀黑云母花崗巖(γy2)與少數(shù)鎢、鎢—鉬礦有關;花崗巖(γy3)與大多數(shù)銅、鉛、鋅、銻，還有鎢、錫、鉍礦床有密切成因聯(lián)系。

4.2.3 侵入體大小及產(chǎn)出部位與成礦關系

紫金縣大多數(shù)金屬礦床是與巖株、巖脈有關。如在漢水地區(qū)一個呈巖株狀的中粗粒黑云母花崗巖體(γy3)，分布面積約一平方公里，在巖株內(nèi)部發(fā)現(xiàn)汶水、絲蘇排、杉樹坑三個鎢礦點。

礦體與侵入體的空間關系:鎢、錫、鉬、鉍礦床多數(shù)位于侵入體附近的砂巖、砂頁巖中，少數(shù)位于侵入體內(nèi)。有色金屬礦床多數(shù)位于侵入體與碳酸鹽巖的外接觸帶。據(jù)前人資料統(tǒng)計:有一個鐵礦床位于接觸帶的矽卡巖內(nèi);化探結果顯示，有29個黑鎢、白鎢、錫石礦物次生分散暈分布在接觸帶附近;有31個有色金屬礦點分布在距侵入體約二公里范圍內(nèi)。

5 結論

研究區(qū)主要控制因素是:構造作用和巖漿作用。褶皺或斷裂處，以及接觸帶形態(tài)上隆位置都是成礦有利的位置，應是下一步找礦的主要靶區(qū)和重點突破靶區(qū)。本區(qū)成礦地質(zhì)條件優(yōu)越，地質(zhì)工作程度低，已發(fā)現(xiàn)的眾多礦點及鎢鉬異常點等找礦線索說明本區(qū)存在較好的成礦潛力和找礦遠景。其找礦方向主要可從以下幾個方面展開:

(1)鎢、鉬礦化主要分布在竹子崠巖體外接觸帶0～400 m范圍，在該范圍內(nèi)斷裂構造相對較發(fā)育，礦體受到云英巖化帶的控制，因此，云英巖化帶可以作為一個主要的找礦標志。

(2)在礦區(qū)內(nèi)劃分準確的巖性接觸邊界及巖漿巖侵入的范圍，探索富集鎢、鉬礦的部位。

(3)巖相轉(zhuǎn)變地帶及不整合面與黑云母花崗巖按觸帶列為重點找礦地區(qū)。

(4)斷層兩側砂巖、砂頁巖、花崗閃長巖、黑云母花崗巖中可選用地球化學找礦方法確定有利找礦靶區(qū)。

(5)鉬元素在礦化以硫化物的形式出現(xiàn)，并常與黃鐵礦共生，可引起明顯的激電異常，而鎢元素與硅化有直接關系，所以高阻異常是找礦的標志，故可布設適當?shù)碾姺碧健?/p>

(6)研究區(qū)剪切斷裂構造帶也是本區(qū)找礦的重要標志。

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