湖南郴州水源山礦區(qū)風(fēng)化殘坡積粘土型鎢礦地質(zhì)特征及成因

侯茂松，田旭峰，何戰(zhàn)勝，陳志強(qiáng)

HOUMao-Song,TIANXu-Feng,HEZhan-Sheng,CHENZhi-Qiang

（湖南省湘南地質(zhì)勘察院，湖南郴州，423000）

(Southern Hunan Institute of Geology and Survey,Chenzhou 423000,Hunan,China)

水源山礦區(qū)位于湖南省郴州市蘇仙區(qū)境內(nèi)，地理坐標(biāo)：東經(jīng)113°06′00″~113°07′58″，北緯25°46′00″~25°47′30″。該礦床是湖南省湘南地質(zhì)勘察院在開(kāi)展東坡-高壟山地區(qū)鉛鋅鎢錫多金屬礦整裝勘查時(shí)新發(fā)現(xiàn)的一處具大型規(guī)模前景的鎢礦產(chǎn)地。通過(guò)工作，在區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)了風(fēng)化殘坡積型白鎢礦、云英巖型白鎢礦、云英巖型錫礦、石英脈型黑鎢礦、矽卡巖型白鎢礦及構(gòu)造破碎帶型鉛鋅多金屬礦等六種類型礦床[1]。其中風(fēng)化殘坡積粘土型白鎢礦規(guī)模最大（單礦體規(guī)模達(dá)大型），其類型新（屬首次發(fā)現(xiàn)），遠(yuǎn)景好。認(rèn)識(shí)該類型鎢礦產(chǎn)出特征，分析其可能成因，對(duì)區(qū)內(nèi)下步找礦工作具重要指導(dǎo)意義。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

礦區(qū)位于王仙嶺巖體北東部接觸帶附近，處于著名的千里山礦集區(qū)內(nèi)（圖1）。該礦集區(qū)處于炎陵-郴州-藍(lán)山北東向基底構(gòu)造巖漿巖帶與郴州-邵陽(yáng)北西向基底構(gòu)造巖漿巖帶的交匯部位，礦產(chǎn)資源豐富，是南嶺中段多金屬成礦帶的重要組成部分。

礦集區(qū)內(nèi)出露的地層以泥盆系為主，在東部出露有震旦系，在西部出露有石炭-二疊系，其中震旦系為淺變質(zhì)碎屑巖，是裂隙充填型錫鉛鋅礦床的主要賦礦圍巖；泥盆系以碳酸鹽巖為主，夾部分碎屑巖，其中棋梓橋組、佘田橋組是接觸交代型及交代-充填型錫鉛鋅礦的主要賦礦層位。礦集區(qū)位于華南褶皺系湘南加里東-印支穿插褶皺帶，構(gòu)造變形強(qiáng)烈，褶皺斷裂發(fā)育，演變歷史悠久，經(jīng)歷了地槽、地臺(tái)、地臺(tái)活化等三個(gè)構(gòu)造發(fā)展階段，不同構(gòu)造變形階段所形成的構(gòu)造形跡彼此交截、疊加和改造，呈現(xiàn)出以東西向構(gòu)造為基底，南北向、北北東-北東向、北西向構(gòu)造為骨架的構(gòu)造格局，控制礦床（體）的主要構(gòu)造為巖體接觸帶構(gòu)造、主干斷裂旁側(cè)的次級(jí)斷裂、裂隙、褶皺的層間破碎、虛脫構(gòu)造等[2]。區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)頻繁，巖漿巖分布較為廣泛，主要有印支期侵入的王仙嶺巖體與燕山早期形成的千里山巖體，兩巖體巖石特征、圍巖蝕變、元素特征很相似，據(jù)區(qū)域重力、航磁資料，其深部相連；燕山晚期形成的花崗斑巖、石英斑巖、輝綠巖等各類脈巖呈北東向成群成帶展布，區(qū)內(nèi)鎢錫多金屬礦化與巖漿熱液活動(dòng)關(guān)系密切[3]。

區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)資源豐富，目前已發(fā)現(xiàn)的礦產(chǎn)地大型5處，中小型20多處，著名的礦區(qū)有柿竹園、野雞尾、金船塘、荷花坪等。礦種達(dá)50多種，以有色金屬W、Sn、Pb、Zn、Mo、Bi為主，次為非金屬、貴金屬、黑色金屬等。礦床類型可大致分為蝕變巖體型、斑巖型、云英巖型、矽卡巖型、裂隙充填交代型等。風(fēng)化殘坡積粘土型白鎢礦是本次勘查工作中首次發(fā)現(xiàn)。

2 礦區(qū)地質(zhì)概況

水源山礦區(qū)內(nèi)（圖2）出露的地層以泥盆系為主，其次在北西角出露有少量的石炭紀(jì)地層，出露有跳馬澗組、棋梓橋組、佘田橋組、錫礦山組、孟公坳組、馬欄邊組、天鵝坪組、石磴子組、測(cè)水組、梓門(mén)橋組等層位。在巖體接觸帶附近的碳酸鹽巖多具大理巖化或矽卡巖化。

圖2 水源山礦區(qū)地質(zhì)略圖Fig.2 Simplified Geological map of Shuiyuanshan tungsten deposit

礦區(qū)位于五蓋山復(fù)式背斜北部?jī)A沒(méi)端之西側(cè)，受印支、燕山等時(shí)期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，構(gòu)造較為發(fā)育?？傮w一單斜構(gòu)造，地層傾向300~320°，傾角30~40°。受王仙嶺巖體和NE-NNE向大斷層的影響，造成部分地層的缺失和重復(fù)。在王仙嶺花崗巖巖體北部外接觸帶中，由于巖體侵入時(shí)的擠壓和拖拉，形成一系列軸向近于東西向的小褶曲。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造較發(fā)育，主要有NE-NNE向及近SN向兩組。NE-NNE向斷層多為區(qū)域性斷裂，在工作區(qū)內(nèi)可見(jiàn)F103、F104兩條，在區(qū)內(nèi)出露長(zhǎng)約2 km，沿?cái)鄬泳植坑谢◢彴邘r入侵，傾向南東，傾角60~80°，此組斷層與礦化關(guān)系較為密切；SN向斷層在區(qū)內(nèi)目前發(fā)現(xiàn)一條，即F4斷層。該斷層切割了王仙嶺巖體，推測(cè)其形成時(shí)間較晚。沿?cái)鄬泳€可見(jiàn)明顯的斷層溝，具云英巖化、硅化等蝕變，與礦化關(guān)系暫不清楚。

測(cè)區(qū)內(nèi)巖漿巖活動(dòng)十分強(qiáng)烈，除發(fā)育王仙嶺主巖體外，局部尚可見(jiàn)花崗斑巖脈、少量煌斑巖脈及正長(zhǎng)巖脈出露。王仙嶺巖體呈巖株產(chǎn)出，出露面積19.7 km2，其形態(tài)在平面上似一北大南小的倒葫蘆形，大致呈北北東向展布，同位素年齡在192~222.5 Ma之間，屬印支期產(chǎn)物。根據(jù)巖石類型、相互接觸關(guān)系以及同位素年齡資料，可分成兩次侵入體[4-5]。第一次侵入體（γ51-1），約占99%，可分為邊緣相帶和中心相帶。邊緣相帶（γ51-1a）以中細(xì)粒斑狀電氣石黑云母花崗巖為主，次有中粒斑狀黑云母花崗巖、細(xì)中粒黑云母二長(zhǎng)巖等；中心相帶（γ51-1b）巖性以中粗粒電氣石黑云母花崗巖為主，局部有中粒二云母花崗巖。巖石中SiO2、Al2O3含量高，屬鋁過(guò)飽和酸性－超酸性巖石；K2O/Na2O比值為3.8，具富鉀貧鈉特點(diǎn)。第二次侵入體（γ51-2）成群零星分布于巖體東南部松樹(shù)板、后塘、野雞窩一帶，呈巖枝狀產(chǎn)出，北東向展布，總面積約0.2 km2。主要為細(xì)粒斑狀白云母花崗巖。巖石中SiO2、Al2O3含量高，屬鋁過(guò)飽和酸性－超酸性巖石，K2O/Na2O為15~35，具富鉀貧鈉特征。

王仙嶺巖體的北東部分為第一次侵入體（γ51-1）邊緣相，主要為云英巖化、絹云母化含電氣石白云母花崗巖，巖石具塊狀構(gòu)造，變余花崗結(jié)構(gòu)，局部似斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶主要是長(zhǎng)石和石英，石英斑晶粒徑5~8 mm，長(zhǎng)石斑晶粒徑15~20 mm。常見(jiàn)的副礦物有鋯石、榍石及磷灰石等，含揮發(fā)分的副礦物電氣石分布普遍。巖石中蝕變發(fā)育，常見(jiàn)的有絹云母化、云英巖化、白云母化，局部可見(jiàn)綠泥石化、碳酸鹽化，外接觸帶常見(jiàn)有矽卡巖化、角巖化等。巖體內(nèi)成礦元素W、As、B、Pb、Bi等含量較高，往往是維氏值的數(shù)十倍至百倍，大多高于千里山巖體平均值。目前發(fā)現(xiàn)區(qū)內(nèi)巖體中礦化作用比較明顯的主要是鎢礦化作用，巖體內(nèi)所有的石英脈、云英巖及云英巖化花崗巖幾乎都不同程度的含鎢，部分地段可達(dá)工業(yè)要求[6-7]。

燕山晚期形成的花崗斑巖主要分布于唐家沖東部，呈北東30°成群成帶分布，單脈長(zhǎng)幾十至數(shù)百米，寬幾十至數(shù)十米，呈平行排列，傾向南東，傾角70°-80°，另沿F12斷層有花崗斑巖入侵。巖石中SiO2在71.87%~74.32%之間，屬酸性巖石，Al2O3＞CaO+K2O+Na2O，屬鋁過(guò)飽和巖石類型，A·R值0.25~0.70，δ 值1.38~3.72，屬于太平洋型鈣性-鈣堿性巖石類型。巖石中主要成礦元素W、Sn、Mo、Bi、Cu、Pb、Zn、Ag、Sb都高于維氏值數(shù)倍、數(shù)十倍乃至數(shù)百倍。

3 物化探異常特征

礦區(qū)內(nèi)有4個(gè)比較明顯的鎢土壤金屬量異常，異常濃集中心（>200×10-6），其編號(hào)及最大值分別是：①號(hào)800×10-6；②號(hào)400×10-6；③號(hào)400×10-6；⑤號(hào)200×10-6，它們大致沿王仙嶺巖體接觸帶分布，遠(yuǎn)離接觸帶，異常值逐漸降低至50×10-6以下。①號(hào)與②號(hào)正分布在巖體接觸帶上，③號(hào)在巖體內(nèi)部，⑤在巖體以外沉積區(qū)。其中①號(hào)異常集中分布在巖體接觸帶上，異常值最高，通過(guò)檢查，異常中心有兩個(gè)采樣鉆在坡積層中見(jiàn)到礦層，平均厚12.30 m，WO3含量0.248%。靠近異常中心用探槽在粘土巖內(nèi)也揭露到鎢礦層，礦層出露寬9.60 m，WO3含量0.382%。而②號(hào)異常區(qū)位于礦權(quán)范圍西側(cè)巖體接觸帶上，②異常區(qū)有11個(gè)鉆孔及2個(gè)剝土控制，其中10個(gè)鉆孔打穿礦層，見(jiàn)礦厚2.10~110 m，真厚度約40 m，WO3平均品位0.116%；坡積物主要由花崗巖風(fēng)化的黃色砂質(zhì)粘土、云英巖及脈石英的轉(zhuǎn)石和碎塊組成；這說(shuō)明巖體接觸帶處的鎢異常主要由粘土巖型鎢礦體、含鎢石英脈和鎢礦化云英巖所引起。除受巖體接觸帶控制外，異常還受地貌控制，即常分布于山麓坡腳下。

4 風(fēng)化殘坡積粘土型礦體特征

風(fēng)化殘坡積型白鎢礦（Ⅱ號(hào)鎢礦體）產(chǎn)于王仙嶺巖體北側(cè)及東側(cè)的第四系殘坡積物中，圍繞王仙嶺巖體分布。礦體長(zhǎng)大于1200 m，寬大于800 m，呈層狀、似層狀產(chǎn)出。殘坡積物中主要為殘余粘土及滾石組成，滾石大小不一，以云英巖化花崗巖為主，含少量灰?guī)r及砂巖碎塊。殘坡積層即是礦層。從已施工的鉆孔及探槽分析，自地表至原巖可分為3層：第一層為腐植土，隨地形變化穩(wěn)定，厚0.10~10 m不等；第二層為含礫粘土層，呈淺黃褐色、紅褐色，內(nèi)見(jiàn)有大量的礫石滾塊。礫石滾塊多呈次棱角狀-次圓狀，大小不一，粒徑2~30 cm不等，最大者可達(dá)100 cm；礫石巖性以云英巖化花崗巖及黑云母電氣石花崗巖為主，局部見(jiàn)少量細(xì)粒石英砂巖，風(fēng)化粘土型鎢礦體即賦存于此層之中；第三層為第四系所覆蓋的新鮮基巖，主要為灰?guī)r，局部見(jiàn)砂巖及云英巖化花崗巖。

目前該礦體有16個(gè)鉆孔及3個(gè)剝土控制，鉆孔中見(jiàn)礦厚2.10~110 m，真厚度約40 m，WO3平均品位0.116%。其中5線16孔見(jiàn)礦厚達(dá)109.30 m，WO3平均品位0.073%；5線15孔見(jiàn)礦厚80.18 m，WO3平均品位0.127%；在BT002剝土中見(jiàn)礦3層（圖3），總水平寬度285.20m，平均WO3品位0.119%，在剝土垂直方向采樣2排控制礦體垂深，礦體垂直厚度＞32 m（尚未采穿），平均WO3品位0.101%~0.148%。目前可求得333類型鎢金屬資源量9.01萬(wàn)噸。

礦石呈淺黃褐色、灰白色，含鐵高的為褐灰色、灰褐色，含碳高的呈黑灰色至灰黑色，粘土狀或含礫粘土狀結(jié)構(gòu)。礦石中主要金屬礦物是白鎢礦，還有少量黑鎢礦及鎢華，其它微量金屬礦物有13種之多，依含量排列為褐鐵礦、磁鐵礦、鋯石、自然錫、硬錳礦、赤鐵礦、黃鐵礦、輝銻礦、晶質(zhì)鈾礦、獨(dú)居石等；非金屬礦物以高嶺石、水云母等粘土礦物為主，約占礦物總量的93%～95%；另可見(jiàn)少量石英、電氣石、黃玉、剛玉等。從已施工工程分析，該類型的白鎢礦體大致圍繞王仙嶺巖體邊緣分布，且由巖體向外有厚度逐漸變薄，品位逐漸變低的趨勢(shì)。因此，區(qū)內(nèi)風(fēng)化粘土型鎢礦體很有可能是由王仙嶺巖體內(nèi)的云英巖化鎢礦體經(jīng)堆集、風(fēng)化而形成。

圖3 水源山礦區(qū)BT002剝土工程素描圖Fig.3 Sketch map of No.BT002 overburden removing in Shuiyuanshan tungsten deposit

5 成因分析

礦區(qū)位于王仙嶺巖體北東側(cè)內(nèi)外接觸帶，區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)頻繁，王仙嶺巖體經(jīng)歷了印支、燕山等多期多階段侵位，為成礦提供了豐富的物質(zhì)來(lái)源。

與本礦區(qū)西部接邊的西邊壟礦區(qū)發(fā)現(xiàn)有厚大云英巖化蝕變花崗巖型鎢礦體，礦體水平寬32.89~80.26 m，礦體厚25.19~72.69 m，單樣品位WO3在0.027%~2.652%之間，單工程平均品位WO3在0.113%~0.324%之間。金屬礦物主要為白鎢礦，其次為黑鎢礦，少量的黃銅礦、斑銅礦、輝鉬礦、輝鉍礦、錫石、閃鋅礦、黃鐵礦、磁鐵礦、毒砂等；非金屬礦物主要為石英、鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石，次為白云母、電氣石、黑云母，少量螢石、綠泥石、磷灰石等，礦帶呈北走向，往北東延伸進(jìn)入本礦區(qū)范圍內(nèi)。

再看區(qū)內(nèi)風(fēng)化殘坡積粘土型礦體，它賦存于殘坡積物中，殘坡積物主要由花崗巖風(fēng)化的黃色砂質(zhì)粘土、云英巖及脈石英的轉(zhuǎn)石和碎塊組成；礦體沿王仙嶺巖體邊緣展布，且常分布于山麓坡腳下，受地貌控制明顯；礦石中主要金屬礦物也是白鎢礦，少量黑鎢礦及鎢華，其它組成礦物也與西邊壟云英巖化花崗巖型礦石成份相似。從圖3中可以看出該類型礦體下邊就分布有云英巖化蝕變花崗巖型礦體，顯示其密切的成生關(guān)系。

因此，礦區(qū)內(nèi)風(fēng)化殘坡積粘土型鎢礦很可能就是王仙嶺巖體中云英巖化蝕變花崗巖型礦體經(jīng)堆積、風(fēng)化而成。

6 結(jié)論

（1）風(fēng)化殘坡積粘土型白鎢礦床是我院在湖南東坡-高壟山地區(qū)鉛鋅鎢錫多金屬礦整裝勘查工作中在水源山鎢礦床首次發(fā)現(xiàn)，其規(guī)模大（單礦體規(guī)模達(dá)大型），類型新，遠(yuǎn)景好，開(kāi)采成本低，是一種重要鎢礦類型。

（2）該類型礦體為云英巖化蝕變花崗巖型礦體經(jīng)堆積、風(fēng)化而成。因此該類型礦體還是云英巖化蝕變花崗巖型礦體的找礦標(biāo)志。

（3）土壤化探是尋找與圈定該類型礦體最好、最直接的方法。

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