西鄉(xiāng)縣太山廟地區(qū)巖體成礦條件及找礦方向

彭師華 李文書 石建國 劉占坤

(1. 四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局一〇九地質(zhì)隊；2.西北有色地質(zhì)勘查局七一一總隊；3.中南大學地球科學與信息物理學院)

西鄉(xiāng)縣太山廟地區(qū)巖體成礦條件及找礦方向

彭師華1李文書1石建國2劉占坤3

(1. 四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局一〇九地質(zhì)隊；2.西北有色地質(zhì)勘查局七一一總隊；3.中南大學地球科學與信息物理學院)

在對太山廟地區(qū)巖體地球化學條件、地球物理條件、成礦地質(zhì)條件等成礦條件綜合分析的基礎(chǔ)上，闡述了在太山廟地區(qū)巖體找礦方向為望江山超單元中-南部巖相帶中的銅鎳-磁鐵礦，并討論了找礦標志，為該區(qū)域找礦工作提供參考。

成礦條件 找礦方向 找礦標志

太山廟地區(qū)位于揚子板塊北緣，漢南雜巖體東北部，東北部以勉略構(gòu)造縫合帶東延石泉—饒峰構(gòu)造雜巖帶為界，北部、東部為秦嶺造山帶、南秦嶺褶皺帶，南部為揚子板塊。區(qū)內(nèi)侵入巖十分發(fā)育，超基性-酸性巖體均有出露，主要巖石類型有輝橄巖、輝長巖、閃長巖、花崗閃長巖、花崗巖，侵入巖其時代為晉寧期—燕山期。區(qū)內(nèi)由于多期次的巖體侵入，為成礦提供了有利條件，畢機構(gòu)釩鈦磁鐵礦便位于其中。為了進一步指導該區(qū)域的找礦工作，對該區(qū)域的巖體的成礦條件以及找礦方向進行了深入討論。

1 礦區(qū)地質(zhì)特征

太山廟地區(qū)主要出露了晚太古界—早元古界后河巖群響洞子巖組地層、望江山超單元巖體和碾子溝超單元巖體。南部為響洞子巖組(gn)，斜長片麻巖夾黑云斜長變粒巖、淺粒巖及斜長角閃巖等,地層基本為單斜地層；中部為望江山超單元，由喬家滂單元的中細粒輝長巖(v)和陳家溝單元的中粒蘇長巖(vο)組成；北部、西部為碾子溝超單元，由竹園溝單元中粒石英閃長巖(δο)、潘家溝單元中粗粒石英閃長巖(δ )以及田家灣單元中細粒英云閃長巖(δοβ)組成。局部地區(qū)發(fā)育有少量的斜長巖脈、蛇紋化輝橄巖，輝長巖和晚期脈巖。區(qū)內(nèi)蝕變輝長巖、輝橄巖大多數(shù)具有磁鐵礦化，晚期脈巖多沿構(gòu)造帶分布，主要為細粒閃長巖脈、花崗巖脈等。由于區(qū)域地質(zhì)作用、后期巖體的傾入，太山廟地區(qū)地層、巖體整體向北陡傾，近EW走向，構(gòu)造以脆性斷裂構(gòu)造為主，近EW走向或NEE走向。

2 成礦條件

2.1 地球化學條件

太山廟位于1∶50 000分散流掃面19#異常東部，該異常東部主要位于望江山超單元喬家滂單元的中細粒輝長巖和陳家溝單元中粒蘇長巖中，以Cu、Ni、Mo、Ti異常為主。太山廟位于1∶25 000水系沉積物測量S-25#異常組合中，該組合異常長 2 255.2 m，寬1 432.9 m，走向SN，呈不規(guī)則面狀分布。S-25#異常元素組合為Ni-Cu-Co-Au-As-Sb-V-Ti，異常套合性好，Ni最大值為483×10-6，Cu最大值為226×10-6,Co最大值為85.1×10-6，Au最大值為8×10-9，As最大值為16×10-6，Sb最大值為1.14×10-6。該組合異常主要位于望江山超單元的中細粒輝長巖、中粒蘇長巖中，及其該超單元與中粒閃長巖、中細粒英云閃長巖接觸帶中，且該異常為在太山廟地區(qū)尋找Cu、Ni、Co、Au等礦產(chǎn)的有望異常。

在太山廟地區(qū)開展了地球化學剖面巖石地球化學測量，結(jié)果表明，Cu-Co-Ni元素組合異常套合性較好且與蝕變帶相對應(yīng)；Cu異常值高達(240～ 2 253)×10-6，Co異常值高達(62 ～127 )×10-6，Ni異常值高達(260 ～907)×10-6。原生暈異常表明，該區(qū)尋找Cu、Co、Ni礦床的可能性較大。

2.2 地球物理條件

太山廟地區(qū)位于1∶100 000航磁M102異常中，通過1∶5 000高精度磁法剖面測量工作，以300 nT為磁總場強度△T異常下限，在太山廟望江山超單元中內(nèi)共圈定了3個磁總場強度△T異常，磁異常分布范圍與1∶100 000航磁異常吻合性都較好。磁異常整體走向為NE向，負異常位于NE側(cè)，正異常位于SW側(cè)，明顯受到巖相(磁鐵礦化橄欖輝長巖、輝長巖、斜長巖)控制，主要異常中心位于斷層下盤的橄欖輝長巖中。磁異常主要處于地表中的喬家滂單元中細粒輝長巖、陳家溝單元中粒蘇長巖中及邊緣附近。其中XC-3磁異常呈長帶狀，長3 200余m，寬770余m，走向NE，約60°，規(guī)模及強度均較大，面積約3.2 km2；異常北負南正，梯度變化大，△T峰值達5 861.9 nT。該異常中，磁異常峰值與巖石地球化學測量中Ni異常峰值位置對應(yīng)較好，正負異常交界帶與Ⅰ#蝕變帶相對應(yīng)。

2.3 成礦地質(zhì)條件

2.3.1 礦體特征

在太山廟地區(qū)地表圈定出Ⅰ#、Ⅱ#與超基性-基性巖有關(guān)的巖漿期后熱液改造型銅鎳鈷-磁鐵礦化蝕變帶，在Ⅰ#蝕變帶地表圈定了1條銅礦體(伴生鎳鈷)和2條磁鐵礦體。

(1)銅礦體。礦(化)體長約300 m，真厚1.36～7.67 m，伴生鎳鈷礦化，受F3斷裂構(gòu)造控制，透鏡狀-似層狀發(fā)育，礦體產(chǎn)狀305°～328°∠57°～85°；賦礦巖性為碎裂含磁鐵礦輝長巖，蝕變特征為褐鐵礦化、黃鐵礦化、赤鐵礦化、磁鐵礦化、黃銅礦化、孔雀石化、鐵碳酸鹽化；圍巖蝕變有絹云母化、綠簾石化、高嶺土化、蛇紋石化。

(2)磁鐵礦體。MFe-1礦體長約250 m，真厚4.84～8.05 m，伴生鎳鈷礦化；MFe-2礦體長約350 m，真厚1.95～2.02 m，伴生鈷礦化；兩者均受F3斷裂構(gòu)造控制，礦體總體向北陡傾，呈似層狀發(fā)育，賦礦巖性為碎裂含磁鐵礦斜長巖，主要蝕變特征為磁鐵礦化、赤鐵礦化、褐鐵礦化、黃鐵礦化、碳酸鹽化，局部黃銅礦化、孔雀石化；圍巖蝕變有綠簾石化、高嶺土化、綠泥石化、蛇紋石化。局部磁鐵礦呈細脈侵染狀發(fā)育。

2.3.2 成礦物質(zhì)來源

望江山超單元巖體主要為鈣堿性基性-超基性侵入巖，巖體在巖漿分異過程中Mg、Fe含量發(fā)生變化，應(yīng)為拉斑玄武質(zhì)熔漿結(jié)晶分異產(chǎn)物[1]。據(jù)望江山超單元巖體Nd同位素分析結(jié)果，N(147Sm) /N(144Nd)為 0.117 6～0.194 6，N(143Nd)/N(144Nd)為0.512 5～0.512 57，∑Nd(t)為+2.9～+4.8，TDM為1.39～1.81 Ma，反映巖體中巖漿出自于長期虧損的地幔源區(qū)。

2.3.3 巖漿演化分異

(1)南部巖相帶。該巖相帶是最早期巖漿沿構(gòu)造斷裂上侵形成的，該期主要是同化混染圍巖和早期結(jié)晶，因而成分較為復雜，邊緣相帶的條帶狀構(gòu)造表現(xiàn)出了早期巖漿受到重力分異作用和流動分異作用的共同影響。

(2)中-南部巖相帶。該巖相帶主要為巖漿結(jié)晶分異早期、中期的產(chǎn)物，下部巖石Mg含量較高，中部巖石為富Fe巖石，其中的韻律層的發(fā)育表現(xiàn)出了巖漿結(jié)晶分異作用是多階段的，由于鈣堿性巖漿是正密度分異，因而后期巖漿密度大于殘余巖漿，而且其以脈動式入侵。該巖相帶中發(fā)育數(shù)條斜長巖巖脈(含橄輝巖捕擄體)，斜長巖中磁鐵礦含量是礦區(qū)中最高的，反映了晚期富堿性巖漿活動對早期形成巖石的磁鐵礦具有富集改造作用。

(3)北部巖相帶。該巖相帶為晚期殘余巖漿分異而成，而且?guī)r石中斜長石的牌號最高[2]。

2.3.4 構(gòu)造控制條件

太山廟地區(qū)構(gòu)造以脆性斷層為主，分為NEE向和近EW向。NEE向斷層多沿喬家滂單元中細粒輝長巖與陳家溝單元中粒蘇長巖接觸帶發(fā)育，且多被后期近EW向斷層錯斷，該組斷層(F3)為早期斷層，控制著太山廟Ⅰ#銅、磁鐵礦化蝕變帶及主要礦體的發(fā)育特征。近EW向斷層為后期斷層，呈近EW向沿著不同巖體或巖性接觸界面發(fā)育，對太山廟礦化體有一定的破壞作用，但是由于巖漿上侵的多期多階段性，也部分控制了礦體的產(chǎn)狀。F2、F3斷層對礦體基本沒有影響，僅對巖體中-南部巖相帶的北東端礦體有一定的改造作用。F3斷層大體控制了礦體走向和晚期斜長巖脈的上侵，與F4斷層共同形成了銅礦構(gòu)造交匯帶，為后期富CO2熱液對巖體的改造起到了關(guān)鍵作用。斷層F4對礦化體的表現(xiàn)也主要為破壞作用，其將Ⅰ#蝕變帶西段和Ⅱ-2#蝕變帶北部切斷。太山廟地區(qū)的巖相帶、地球物理異常大都與斷裂的走向相一致，這反映出了巖相分帶導致巖體組分的差異性對后期構(gòu)造的影響和后期構(gòu)造巖體組分的改造作用。

2.3.5 圍巖控制條件

礦體主要集中于中-南部巖相帶中，在巖漿結(jié)晶早期、中期形成，圍巖對其影響只是在南部段早期巖漿的同化混染作用，部分改變了原有巖漿組分，但影響甚微。晚期殘余巖漿向低溫、貧鐵富堿性變化，導致巖漿中揮發(fā)組分降低，產(chǎn)生了氣液作用[3]，導致了橄欖石、輝石的蛇紋石化、綠泥石化，使原來堆晶或被包裹的磁鐵礦析出或在原來礦物中出溶磁鐵礦，最終以浸染狀分布于斜長石裂隙中，因而晚期斜長巖是巖體中礦化性最佳的巖石。

2.3.6 礦石特征

區(qū)內(nèi)礦石主要結(jié)構(gòu)為海綿晶鐵結(jié)構(gòu)，主要構(gòu)造為塊狀構(gòu)造，以浸染狀為主，浸染程度分為稀疏浸染、中等浸染2類。礦石礦物主要為磁鐵礦，含少量鈦鐵礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦及微量鎳黃鐵礦、黃銅礦。礦石類型主要有斜長巖型、輝長巖型，其次為輝石閃長巖型。礦石中磁鐵礦產(chǎn)出形式：①堆晶粒狀、粒狀包含于變輝石、輝石及斜長石顆粒中；②出溶于斜長石、輝石中；③以浸染狀分布于輝石、斜長石裂隙中或橄欖石蛇紋石化裂隙中；④后期脈狀穿插輝石或斜長石中。

3 找礦標志

(1)巖性標志。望江山超單元為主要的賦礦層位，尤其是該超單元中磁鐵礦化蝕變帶內(nèi)的磁鐵礦化輝長巖和后期侵入的斜長巖脈。

(2)構(gòu)造標志。沿中細粒輝長巖與中粒蘇長巖接觸帶、閃長巖接觸帶發(fā)育的NEE向斷裂控制了太山廟的銅、磁鐵礦化蝕變帶及礦(化)體，既是含礦巖漿通道又提供了容礦空間，礦體受斷層控制明顯。

(3)異常標志。區(qū)內(nèi)主要礦石礦物為磁鐵礦，其次為少量黃銅礦，礦體所產(chǎn)生的物探高精度磁異常、化探原生暈異常對成礦具有一定的指示作用；XC-3#高精度磁異常和以釩、鈦、銅、鈷、鎳、金元素為主的S-25#水系沉積物組合異常是區(qū)內(nèi)找礦標志。

(4)蝕變標志。主要蝕變特征為磁鐵礦化、赤鐵礦化、褐鐵礦化、黃鐵礦化、碳酸鹽化，局部黃銅礦化、孔雀石化；圍巖蝕變有綠簾石化、高嶺土化、綠泥石化、蛇紋石化。

4 結(jié) 論

(1)礦區(qū)巖性均屬于基性巖-超基性巖類，與基性巖-超基性巖相關(guān)的礦種有Cu、Ni、Cr、Ti、Fe等，存在產(chǎn)生銅、鎳、磁鐵礦床的可能性較大。

(2)礦區(qū)1∶25 000水系沉積物測量成果現(xiàn)實，Ni、Cu、Co、Au、As、Sb異常套合性好，并有一定規(guī)模，地表已發(fā)現(xiàn)銅鎳礦體，存在尋找銅鎳礦床的有利地質(zhì)條件。

(3)礦區(qū)高精度磁異常較好，異常中心明顯，強度高，梯度變化大，且地表已發(fā)現(xiàn)多條磁體礦體，存在尋找磁鐵礦床的有利條件。 由于多金屬硫化物易于氧化、溶解和淋失，因此氧化露頭中金屬(如銅、鎳、鈷、鉬、鈾等)含量會降低，地表見銅鎳礦(化)體、磁鐵礦(化)體及其較強的硫化物，預測深部可能存在品位較高的銅鎳礦、磁鐵礦。礦區(qū)可能存在巖漿晚期貫入型磁鐵礦、巖漿結(jié)晶分異型鐵礦和熱液改造型銅鎳礦3種礦床。

(4)太山廟地區(qū)巖體物化探異常較好、地表礦化信息明顯，經(jīng)過鉆孔深部驗證，銅礦(化)體、磁鐵礦體(MFe-2)深部均有延伸，因此，該地區(qū)中-南部巖相帶中具有尋找銅、鎳、磁鐵等礦種的潛力。

[1] 蘇 犁.中國中西部幾個新元古代鎂鐵、超鎂鐵巖體研究及對Rodinia超大陸裂解事件的制約[D].西安：西北大學，2004.

[2] 鞏志超，黃廷弼，任有祥，等.陜南洋縣—西鄉(xiāng)—南鄭一帶含鐵基性巖體地質(zhì)礦化特征及今后找礦意見[J]. 地質(zhì)與礦產(chǎn)，1973(1)：1-15.

[3] 孫 靜，杜維河，王德忠，等.河北承德大廟黑山釩鈦磁鐵礦體礦床地質(zhì)特征與成因探討[J]. 地質(zhì)學報，2009，83(9)：1345-1362.

2014-11-06)

彭師華(1987—)，男，助理工程師，610000 四川省成都市龍泉驛區(qū)長柏路108號。