湖南城步縣威溪銅鎢多金屬礦床控礦因素及找礦方向

劉煥軍，趙 輝，王曉凌

LIUHuan-Jun,ZHAOHui,WANGXiao-Ling

（湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局407隊，湖南懷化 418000）

(Team 407 of Hunan Bureau of Geology and Mineral Exploration,Huaihua 418000,Hunan，China)

城步縣威溪銅鎢多金屬礦床于湖南省地質(zhì)調(diào)查院2002～2005年國土資源大調(diào)查“湖南懷化-通道金銅鈷礦評價”時發(fā)現(xiàn)。該礦山建于2003年，通過近10年的開采，目前，礦山資源量已經(jīng)枯竭。湖南省地勘局407隊為緩解該礦山的生產(chǎn)資源危機狀態(tài)，于2010年開展了普查工作，2015年再次在該礦區(qū)開展了邊深部找礦工作，已取得了一定的地質(zhì)成果，礦床規(guī)模（鎢）達到中型以上。本文在總結(jié)前期工作的基礎(chǔ)上，探討了在背斜兩翼及轉(zhuǎn)折端尋找厚大隱伏礦體的可能性。

1 礦區(qū)地質(zhì)概況

城步縣威溪銅鎢多金屬礦床地處華南裂陷槽西側(cè)之三級構(gòu)造單元湘中湘南加里東印支褶皺帶的南西段，加里東期苗兒山巖體北東突出端“舌”型突出部位，至雪峰期貓兒界巖體之東巖體之間，貓兒界背斜北東傾伏端[1]。礦床總體受雪峰期貓兒界巖體及貓兒界背斜控制，屬矽卡巖型銅鎢多金屬礦床（見圖 1）。

圖1 威溪銅鎢多金屬礦床地質(zhì)簡圖[1]Fig.1 Geological Sketch Map for Weixi W-Cu Polymetallic Deposit

1.1 地層

礦區(qū)出露地層為板溪群馬底驛組第二段（Ptbnm2）、第三段（Ptbnm3）。馬底驛組第二段（Ptbnm2）圍繞苗兒山巖體邊緣呈環(huán)帶狀分布，分上、下兩個亞段。上亞段：原巖為灰黑色粉砂質(zhì)板巖夾變余泥質(zhì)粉砂巖，具水平條帶構(gòu)造。由于多期巖漿侵入及韌性剪切變形變質(zhì)作用的影響，巖石遭受較強烈變質(zhì)，形成綠泥石白云母角巖、白云母石英角巖、鉀長石透輝石角巖、石英角巖等。下亞段：原巖為灰綠色、深灰色厚層狀灰?guī)r、含錳鈣質(zhì)板巖、含鈣泥質(zhì)粉砂巖夾粉砂質(zhì)板巖。巖石普遍受接觸熱變質(zhì)作用，形成石榴石透輝石矽卡巖、硅灰石透輝石矽卡巖、綠簾石石榴石矽卡巖、黝簾石矽卡巖、含錳矽卡巖等，并在巖體周邊外接觸帶上構(gòu)成呈環(huán)帶狀分布的矽卡巖帶，是本區(qū)鎢銅多金屬礦主要賦礦層位和賦礦巖性。馬底驛組第三段（Ptbnm3）主要分布于礦區(qū)的北部及北西端，為一套灰綠色碎屑巖夾火山碎屑沉積，巖性主要為砂質(zhì)板巖、粉砂質(zhì)板巖、變余沉凝灰?guī)r夾粉砂巖及少量淺變質(zhì)長石石英砂巖。

1.2 構(gòu)造

礦區(qū)構(gòu)造主要有貓兒界背斜及斷層F1、F2與礦帶關(guān)系密切。其構(gòu)造線方向以北東向為主。

貓兒界背斜軸向北東40°左右,其背斜軸部為苗兒山巖體，兩翼及北東傾伏端地層為板溪群馬底驛組第二段,對本礦區(qū)銅鎢多金屬礦起著總體控制作用，其兩翼及北東傾伏端發(fā)育的次級裂隙及層間破碎帶是容礦構(gòu)造。

斷層F1總體走向呈北東向59°，傾向北西，傾角43°～57°，見硅化破碎帶，寬度平均為0.8 m。為成礦后的平移正斷層。斷層F2總體走向呈北東40°，傾向北西，傾角 40°～50°，為硅化破碎帶，寬度一般為1～5 m，最大寬度大于10 m，局部見黃鐵礦化及銅鎢礦體（Ⅲ）。

1.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿活動頻繁，巖漿巖出露廣泛，主要有苗兒山巖體（加里東期）和貓兒界巖體（雪峰期），二者與成礦關(guān)系密切。

苗兒山巖體為區(qū)域性苗兒山大巖基的北東突出部分，形似舌狀。與板溪群馬底驛組第二段呈侵入接觸。巖體可劃分邊緣相和過渡相兩個相帶。過渡相位于巖體中心部位，巖性為中～中細粒斑狀黑云母花崗巖；邊緣相分布在巖體周邊，相帶寬約100～250 m，北東突出端寬度最大達500余米，巖性為細粒斑狀黑云母花崗巖?；◢弾r斑晶大小一般為1×2 mm～1×3 mm，大者達3×5mm，含量為8～15%；主要礦物為鉀長石、斜長石、石英；次要礦物為黑云母、白云母；副礦物鋯石、磷灰石、獨居石、磁鐵礦、磷釔礦、電氣石、褐簾石、石榴石。巖體富含銅、鉛、鋅、鎢、錫、鉬、釷、鈾等多種成礦微量元素。巖石普遍見鈉長石化，局部見綠泥石化、硅化、云英巖化。巖體中節(jié)理較發(fā)育，其中走向30～50°的一組節(jié)理局部礦化較好，節(jié)理密度平均8條/m，內(nèi)見晶形良好的板狀黑鎢礦、大片狀輝鉬礦、黃鐵礦及黃銅礦等。

貓兒界巖體侵入于板溪群馬底驛組第二、三巖性段中，由東西兩個小巖體組成，產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀基本一致，呈似層狀，寬400～1200m。原巖巖性為花崗閃長斑巖或斜長花崗斑巖，經(jīng)變質(zhì)作用后，巖石呈淺灰綠色－深灰色，巖性復雜，主要為鈉長花崗殘斑糜棱巖、鈉長花崗千糜巖化花崗斑巖、石英殘斑糜棱片麻巖、碎裂斜長花崗斑巖?；◢彴邘r的斑晶大小一般為4～6 mm，含量為25～65%；主要礦物為石英、鉀長石、斜長石、黑云母、白云母等；副礦物為白鈦礦、磷灰石、梢石、綠泥石、綠簾石、斜綠簾石、方解石、褐鐵礦、偶見鋯石。貓兒界巖體富含銅、鎢等多種金屬微量元素。巖體中見有捕虜體，節(jié)理裂隙及小斷裂較為發(fā)育，局部地段見弱礦化。巖體中微量元素 Li、Rb、Ba、Sr、Nb、Ta、F 明顯偏低，微量成礦元素 W、Sb、Bi、Sn 含量明顯偏高[2]。

1.4 熱液蝕變作用

礦區(qū)內(nèi)熱液蝕變作用強烈，主要有熱接觸變質(zhì)作用、接觸氣－液交代變質(zhì)作用等。熱接觸變質(zhì)作用形成于不同時代巖體外接觸帶上，呈不規(guī)則環(huán)帶狀，從巖體邊部往外圍巖，變質(zhì)程度減弱；主要形成角巖。形成角巖的原巖主要為粉砂質(zhì)板巖夾變余泥質(zhì)粉砂巖[3]。接觸氣－液交代變質(zhì)作用主要形成矽卡巖，呈不規(guī)則帶狀分布于貓兒界巖體接觸帶。組成矽卡巖帶的巖性主要有透輝石矽卡巖、石榴石透輝石矽卡巖、透輝石石榴石矽卡巖。與該銅鎢多金屬礦床關(guān)系密切的主要為接觸氣－液交代變質(zhì)作用形成的矽卡巖。形成矽卡巖的原巖主要為含錳鈣質(zhì)板巖、含鈣泥質(zhì)粉砂巖等[3]。

2 礦床地質(zhì)特征

以高溫接觸氣－液交代變質(zhì)作用形成的矽卡巖。矽卡巖在巖體邊緣呈似層狀環(huán)帶分布，控制了銅鎢多金屬礦體的產(chǎn)出。圍巖鈣質(zhì)含量、巖體接觸界面形態(tài)和構(gòu)造裂隙發(fā)育程度，是控制區(qū)內(nèi)接觸氣－液交代變質(zhì)作用強度的主要因素。

2.1 礦帶（體）特征

目前，礦區(qū)共發(fā)現(xiàn)銅鎢多金屬礦帶3條（編號Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ），礦體賦存層位均為板溪群馬底驛組第二段。其中Ⅰ、Ⅱ為本礦區(qū)主要的銅鎢礦化帶。共圈定工業(yè)礦體11個（其中主礦體4個，編號為Ⅰ-①、Ⅰ-②、Ⅰ-⑤、Ⅱ-②）?？刂频V體走向長度128～1115 m，傾向斜深98～457m。礦體平均厚度0.86～7.61m，平均品位WO3：0.113%～0.434%，伴生Cu：0.03% ～1.19% 、Ag：0.40 ～41.75μg/g、Ga：0.004% ～0.008%。礦床規(guī)模（鎢）已達到中型以上[1]。

Ⅰ礦帶是本礦區(qū)的主要礦化帶，分布于貓兒界巖體東巖體和苗兒山巖體之間的外接觸帶。礦化帶的形態(tài)、產(chǎn)狀均受貓兒界巖體東巖體控制。平面上呈狹窄弧形展布，似層狀產(chǎn)出，長2600 m左右，寬24～121 m，產(chǎn)狀 335°～25°/30°～70°。礦化帶南東端受F2斷層控制。礦帶西段傾向北西，東段傾向北東。巖性主要是接觸氣－液交代變質(zhì)的矽卡巖。其中以深灰綠色-深灰色石榴石透輝石矽卡巖為主，其次為透輝石石榴石矽卡巖、石榴石透輝石矽卡巖等。巖石具強硅化、簾石化、金屬硫化物礦化。微細裂隙發(fā)育，并被石英長石方解石充填。銅、鎢礦物及金屬硫化物常沿巖石微裂隙分布，礦化較強。該礦化帶富含銅、鎢、銀、鎵、鍺、錫、鉍等多種金屬。其中貓兒界背斜傾伏端及南東翼長槽里一帶礦化最好，北西翼礦化較弱。

Ⅱ礦帶位于貓兒界巖體北面外接觸帶上。長900 m，厚 1.82～8.05 m。產(chǎn)狀 330°～25°/21°～41°。巖性主要為淺灰綠色的硅灰石透輝石矽卡巖、石榴石透輝石矽卡巖，巖石具硅化，可見金屬硫化物礦化等。該礦化帶富含銅、鎢、鉛、銀等多種金屬。

Ⅲ礦帶為F2斷層破碎帶中的局部礦化段。礦化帶長度約為320m，寬1～3m，走向北東35°～55°，傾向北西，傾角40°～50°。礦體賦存在斷層硅化破碎蝕變帶中，見石英脈穿插發(fā)育。以黃鐵礦化、銅礦化、白鎢礦化為主。

礦帶有益組分元素特征分析[1]，見表1。

表1 礦帶有益組分元素特征含量表Tab.1 Contents Table for Associated Elements in the Ore Belts

Ⅰ-①礦體呈似層狀產(chǎn)出，傾向51～81°，傾角45～75°?？刂频V體長約1115m，斜深123～457.6 m。礦體厚度1.1～26.6 m，品位Cu：0.13%～1.444%，WO3：0.133% ～ 0.882%，Ag：1.50 ～ 11.80 μg/g，Ga：0.006%～0.015%。為鎢銅銀鎵多金屬共伴生礦體[1]。

Ⅰ-②礦體為盲礦體，呈似層狀產(chǎn)出，弧形延伸，傾向20～50°，傾角40～75°?？刂频V體長212.09 m，斜深102.37～123.23 m。礦體厚度4.80～10.96 m，品位 Cu：0.013% ～ 0.41%，WO3：0.190% ～0.510%，Ag：1.16～3.36μg/g，Ga：0.002%～0.020%，為鎢銅銀鎵多金屬共伴生礦體[1]。

Ⅰ-⑤礦體為盲礦體，呈似層狀產(chǎn)出，弧形延伸，傾向45～80°，傾角 49～58°?？刂频V體長 194 m，斜深98.67～131.60m。礦體厚度2.16～3.30m。品位Cu：0.06% ～ 0.33%，WO3：0.221% ～ 0.693%，Ag：1.98 ～2.93μg/g，Ga：0.003%～0.006%，為鎢銅銀鎵多金屬共伴生礦體[1]。

Ⅱ-②礦體：呈似層狀產(chǎn)出，礦體傾向328～28°，傾角21～41°?？刂频V體長約627m，斜深140.64～168.78 m，礦體厚度0.29～2.64m，品位Cu：0.01%～0.31%，WO3：0.175% ～ 0.650%，Ag：7.90 ～ 146.35μg/g，Pb：0.40%～1.23%，。為鎢銅銀鉛多金屬共伴生礦體[1]。

2.2 圍巖蝕變特征

近礦圍巖蝕變主要有硅化、黃鐵礦化、毒砂化、云英巖化、綠泥石化、絹云母化、葉臘石化等。

2.3 礦石的礦物成分

礦石金屬礦物主要為黃銅礦、白鎢礦、黃鐵礦、銀等，其次為斑銅礦、輝銅礦、毒砂、輝鉬礦、方鉛礦、閃鋅礦、輝鉍礦等。次生氧化礦物有孔雀石、銅蘭、褐鐵礦等。白鎢礦與黃銅礦呈粒狀、斑塊狀形態(tài)沿巖石微裂隙分布，黃鐵礦、銀、方鉛礦呈侵染狀分布。

非金屬礦物以透輝石、石英、石榴石、長石為主，其次為方解石、綠簾石、符山石、綠泥石等，絕大部分為熱液蝕變礦物。

銅礦物主要呈不規(guī)則粒狀集合體或星散狀嵌布在脈石中，部分粒度極為細小，與脈石礦物的嵌布關(guān)系十分復雜。

白鎢礦粒度不均勻，但大多以星散狀的形式出現(xiàn)，與黃銅礦、黃鐵礦等金屬硫化物的嵌連關(guān)系密切。

2.4 礦石的化學成分

礦石成礦元素以銅、鎢、鐵及硫為主，形成單一礦石或復合礦石，并往往伴生有銀、鎵、鉛、鋅、鉍、鈷、鎳等多種元素。造巖元素主要有硅、鈣、鋁、鈦等。礦石的特點是富含銅、鎢，高砷。

2.5 礦石類型

按礦石中主要金屬礦物的共生組合關(guān)系，礦石自然類型主要分為銅鎢銀礦石、銅鎢銀鎵礦石、銅鎢礦石三種。其中以銅鎢銀礦石為主，次為銅鎢銀鎵礦石、銅鎢礦石。礦石工業(yè)類型主要分為：鎢伴生銅銀鎵透輝石矽卡巖礦石、鎢伴生銅銀透輝石矽卡巖礦石。

3 控礦因素

3.1 地層、巖性

礦體嚴格受板溪群馬底驛組第二段控制，巖性為厚層狀灰?guī)r、含鈣錳質(zhì)板巖、含鈣泥質(zhì)粉砂巖等，經(jīng)過接觸熱變質(zhì)作用、交代作用形成的一套矽卡巖帶[6]（石榴石透輝石矽卡巖、硅灰石透輝石矽卡巖、綠簾石石榴石矽卡巖、黝簾石矽卡巖、含錳矽卡巖等）。為該礦區(qū)銅鎢多金屬礦主要賦礦層位和賦礦巖性。

由于這些矽卡巖原巖為厚層狀灰?guī)r、鈣錳質(zhì)板巖、含鈣泥質(zhì)粉砂巖等，化學性質(zhì)活潑，容易分解，物理性質(zhì)較脆，特別是硅化后更容易破裂，滲透性更強，有利于含礦溶液運移、沉淀形成矽卡巖礦床[4]。

3.2 構(gòu)造作用

礦體主要分布于貓兒界背斜兩翼及北東傾伏端。其兩翼及北東傾伏端發(fā)育的次級裂隙及層間破碎帶為礦區(qū)主要導礦、容礦構(gòu)造，為巖漿熱液運移和富集成礦提供了十分有利的成礦空間。當含礦的熱液物質(zhì)沿構(gòu)造裂隙及破碎帶運移到有利部位時沉積富集，形成矽卡巖型銅鎢多金屬礦[4]。

當在巖體向圍巖凹起部位，而圍巖中存在的小型次級褶皺及斷裂時，更容易形成厚大而富的礦體。

3.3 巖漿熱液活動

礦區(qū)內(nèi)巖漿巖主要為雪峰期的貓兒界花崗斑巖體，銅鎢礦體主要分布于貓兒界花崗斑巖的外接觸帶，礦床空間分布受巖體接觸帶控制明顯[5]。且?guī)r體富含銅、鎢等多種成礦微量元素。巖體中見有捕虜體，節(jié)理裂隙及小斷裂較為發(fā)育，局部地段見弱礦化。巖體與周圍銅、鎢、鉛鋅等礦產(chǎn)成礦關(guān)系十分密切。也可以認為貓兒界花崗斑巖為該礦床的成礦母巖[2]。

礦區(qū)南部的加里東期苗兒山復式巖體，巖性主要為黑云母二長花崗巖。巖體外蝕變類型有角巖化、矽卡巖化、硅化等，并伴有銅、鎢、鉛鋅礦化，巖體周圍分布多處銅、鎢、鉛鋅礦床（點）。

因此，貓兒界巖體、苗兒山巖體為威溪鎢銅多金屬礦，提供成礦的大量熱水、熱液和豐富的成礦物源來源[2-3]。當巖漿熱液在侵入過程中，由于溫度、壓力、深度等物理、化學條件改變，攜帶的成礦物質(zhì)與圍巖中的鈣離子結(jié)合形成白鎢礦、黃銅礦等金屬礦物沉淀[8]，并經(jīng)過多期次的充填、交代、疊加而形成銅鎢多金屬礦床[9]。

3.4 圍巖蝕變

威溪銅鎢多金屬礦賦存在以接觸氣－液交代變質(zhì)作用形成的矽卡巖外接觸帶，近礦圍巖主要為板溪群馬底驛組第二段。圍巖蝕變主要有硅化、黃鐵礦化、毒砂化、云英巖化、綠泥石化、絹云母化等。其中云英巖化與鎢銅多金屬礦化關(guān)系最為密切。即云英巖化蝕變越強烈，對銅鎢礦化越有利，兩者呈正相關(guān)[6]。

4 邊深部找礦方向

礦區(qū)位于華南裂陷槽西側(cè)之湘中湘南加里東印支褶皺帶的南西段，地層主要為板溪群馬底驛組，巖性主要為厚層狀灰?guī)r、含錳鈣質(zhì)板巖、含鈣泥質(zhì)粉砂巖夾粉砂質(zhì)板巖，巖漿熱液活動頻繁，褶皺、斷裂構(gòu)造發(fā)育，化探異常明顯，成礦條件十分有利。經(jīng)綜合分析地質(zhì)及化探資料，認為威溪礦區(qū)巖體邊緣由蝕變形成矽卡巖中深部是尋找該層控矽卡巖型銅鎢多金屬隱伏礦體的十分有利場所。

（1）在背斜南東翼，根據(jù)現(xiàn)在地質(zhì)資料及礦山開采情況分析，在630 m標高以下的中深部,對已知礦體的延伸控制及隱伏礦體，具有極大的找礦潛力（見圖 2）。

圖2 威溪銅鎢多金屬礦Ⅰ礦帶8勘探線剖面圖Fig.2 Profile ofExploration Line 8 for Belt I in Weixi W-Cu Polymetallic Deposit

（2）礦床的成礦元素嚴格受巖體與構(gòu)造的雙重制約。即巖體向圍巖凸起，而圍巖中存在的小型次一級褶皺及斷裂更加發(fā)育，更容易形成大而富的礦床。因此，在貓兒界背斜北東傾伏端，礦體厚度、品位有增大、變高的趨勢，故仍有極大的找礦潛力。

（3）在背斜南西翼，根據(jù)現(xiàn)有地質(zhì)資料分析，矽卡巖帶中銅鎢連續(xù)礦化段長數(shù)百米，厚幾米至數(shù)十米。因此，中深部找礦，具有較好的找礦前景。

（4）F2硅化斷層破碎帶，長數(shù)千米，寬度一般為1～5 m，最大寬度達40 m以上，根據(jù)采礦坑道揭露證實，為局部含銅鎢礦的導礦、容礦構(gòu)造，具有較好找礦前景。

（5）上世紀70～90年代，在礦區(qū)外圍的西部老鼠巖一帶，曾有地勘單位、當?shù)卮迕癜l(fā)現(xiàn)黑鎢礦（Ⅳ礦帶），民采已達數(shù)年之久，應該有較好的找礦前景。

（6）在礦區(qū)外圍的北部，長佃村一帶，灰綠色砂質(zhì)板巖、長石石英砂巖中已發(fā)現(xiàn)一條銅礦化帶（Ⅴ礦帶），可以進一步開展地質(zhì)工作。

5 結(jié)論

城步縣威溪銅鎢多金屬礦床位于華南裂陷槽西側(cè)之三級構(gòu)造單元湘中湘南加里東印支褶皺帶的南西段，加里東期苗兒山巖體（斑狀黑云母花崗巖）北東突出端“舌”型突出部位與雪峰期貓兒界巖體（花崗斑巖）之間、貓兒界背斜北東傾伏端，從地層、巖性、巖漿巖、圍巖蝕變及構(gòu)造等分析，成礦條件均極好。在該礦區(qū)貓兒界背斜的南東翼及北東轉(zhuǎn)折端一帶的矽卡巖帶，中深部具有大型銅鎢多金屬礦的找礦前景。在背斜北西翼、F2斷層破碎帶及外圍（礦區(qū)西部老鼠巖一帶），有較好的找礦前景。

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