幕阜山—九宮山地區(qū)鎢礦成礦地質(zhì)條件及找礦方向

王小敏,彭少南,李琳靜

(湖北省地質(zhì)調(diào)查院,湖北 武漢 430034)

幕阜山—九宮山地區(qū)鎢礦成礦地質(zhì)條件及找礦方向

王小敏,彭少南,李琳靜

(湖北省地質(zhì)調(diào)查院,湖北 武漢 430034)

在幕阜山—九宮山地區(qū)區(qū)域成礦地質(zhì)背景和典型鎢礦床(點)研究的基礎(chǔ)上,分析區(qū)內(nèi)鎢礦成礦地質(zhì)條件,總結(jié)找礦標(biāo)志,圈定鎢礦找礦靶區(qū)4處,并提出下一步勘查工作建議。

鎢礦;成礦地質(zhì)條件;找礦標(biāo)志;找礦靶區(qū);幕阜山—九宮山

幕阜山—九宮山地區(qū)的基礎(chǔ)地質(zhì)和礦產(chǎn)勘查工作程度都非常低,極大地影響了本區(qū)找礦工作。而與本區(qū)處于同一成礦帶的江西省西北部地區(qū)找礦工作新的發(fā)現(xiàn)較多,如香爐山鎢礦、大湖塘鎢礦等。因此,類比江西省找礦經(jīng)驗,深入研究本區(qū)鎢礦成礦地質(zhì)條件,預(yù)測找礦有利地段,指出找礦方向,對本區(qū)下一步鎢礦找礦勘查工作具有重要意義。

1 成礦地質(zhì)背景

幕阜山—九宮山地區(qū)位于江南成礦帶中段北側(cè)(湖北段)。江南成礦帶處于揚子與華夏兩大古陸塊碰撞拼接形成的巨型板塊縫合帶及其兩側(cè),南起廣西欽州灣,經(jīng)過湘東和贛中延伸到浙江杭州灣地區(qū),整體呈NE向反S狀弧形展開,全長約2 000 km,寬約100～150 km。該帶于侏羅世中晚期復(fù)活,沿其發(fā)育一系列銅、鎢錫多金屬礦產(chǎn),是華南最重要的內(nèi)生多金屬成礦帶。

研究區(qū)內(nèi)主要出露中元古代冷家溪群—早古生代志留紀(jì)地層?？貛r控礦的基底斷裂自區(qū)內(nèi)通過,構(gòu)造特征以早期褶皺基底構(gòu)造經(jīng)印支運動與蓋層組成統(tǒng)一的近EW向逆沖推覆褶皺構(gòu)造體系為主,迭加燕山運動形成的NNE向斷裂、褶皺構(gòu)造,局部形成次級巖漿底辟穹隆構(gòu)造,如大湖山、香爐山等。受多期次構(gòu)造作用影響,在區(qū)內(nèi)自西向東形成有通城、大湖山、香爐山、九宮山、沙店等中酸性巖體(圖1),均為陸殼重熔型(S型)花崗巖,巖性主要為黑云母花崗巖、黑云母二長花崗巖。

2 成礦地質(zhì)條件分析

2.1 地層條件

區(qū)域超大型鎢礦床圍巖分別為震旦紀(jì)、寒武紀(jì)和泥盆紀(jì)地層,其中石英脈型、蝕變花崗巖型鎢礦床產(chǎn)于震旦系及寒武系硅鋁質(zhì)砂巖、板巖或凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)砂巖中;矽卡巖型、層控角巖型鎢礦床的圍巖則為寒武系中統(tǒng)、泥盆系中上統(tǒng)含碳、硅、鎂、鐵、錳的泥質(zhì)灰?guī)r及砂、頁巖中;云英巖型鎢礦床主要產(chǎn)于冷家溪群碎屑巖中。作為超大型鎢礦的地層條件,除某些高鎢豐度層可提供部分成礦物質(zhì)外,更為重要的是其物理化學(xué)性質(zhì)、巖層空隙及其氣液特征等,不僅為成礦物質(zhì)的運移和淀積提供了通道和空間(褶皺、斷裂、接觸帶等),而且也是礦質(zhì)匯集、沉淀的屏蔽層和地球化學(xué)障等。

香爐山鎢礦:礦區(qū)主要賦礦地層為楊柳崗組不純灰?guī)r,其與花崗巖接觸帶或?qū)娱g破碎帶是主要的容礦場所。

花墩橋鎢礦:云英巖化花崗巖型白鎢礦的圍巖為冷家溪群坪原組二云英片巖;含鎢石英脈型白鎢礦大部分產(chǎn)于黑云母二長花崗巖中,少量產(chǎn)于冷家溪群坪原組二云英片巖的節(jié)理和裂隙中。

大坪鎢礦:云英巖化花崗巖型白鎢礦的圍巖為冷家溪群變質(zhì)砂巖及板巖;含鎢石英脈型白鎢礦大部分產(chǎn)于黑云母二長花崗巖中。

朱沖壟鎢礦點:含鎢石英脈產(chǎn)于黑云母花崗巖和冷家溪群變質(zhì)砂質(zhì)粉砂巖接觸帶附近。

圖1 幕阜山—九宮山地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造略圖Fig.1 Geological structure sketch map of Mufu Mountain-Jiugong Mountain area1.揚子期地層;2.震旦系;3.寒武系—奧陶系;4.志留系;5.泥盆系—石炭系;6.二疊系—三疊系;7.白堊系—第三系;8.燕山期酸性侵入巖;9.印支—燕山期背斜;10.印支—燕山期向斜;11.逆斷層;12.平移斷層;13.性質(zhì)不明斷層;14.地質(zhì)界線;15.省界;16.鎢礦床(點)。

2.2 構(gòu)造條件

中生代是本區(qū)域成礦的高峰期,太平洋板塊向亞洲大陸板塊俯沖擠壓,聯(lián)合地幔塊體邊緣擾動產(chǎn)生壓力差,在上地幔高溫?fù)]發(fā)組分的參與下,導(dǎo)致下地殼局部重熔而產(chǎn)生花崗巖漿,進(jìn)而沿深大斷裂上升侵入,形成區(qū)內(nèi)NEE向構(gòu)造—巖漿—成礦帶。

深斷裂帶、異向斷裂交匯以及差異性塊斷構(gòu)造,起著特殊的控巖控礦作用——區(qū)域所有超大型鎢礦床均產(chǎn)于深斷裂兩側(cè)7～15 km范圍內(nèi)。其中,石英脈型及蝕變花崗巖型礦床主要產(chǎn)于塊斷隆起區(qū),矽卡巖型和層控角巖型礦床則賦存在塊斷隆起區(qū)邊緣的隆拗交接帶。既表現(xiàn)出構(gòu)造—巖漿—成礦的共性,又具有其各自的特征。

區(qū)域NE向壓剪性斷裂帶及EW向壓性構(gòu)造是石英脈型超大型鎢礦床的定位構(gòu)造;矽卡巖型及層控角巖型鎢礦床的定位構(gòu)造,除斷裂和裂隙外,接觸構(gòu)造及層間構(gòu)造也相當(dāng)重要,香爐山鎢礦體均賦存于香爐山背斜核部與燕山期花崗巖體的接觸帶及其附近;蝕變花崗巖型超大型鎢礦床產(chǎn)于成礦前—成礦期不同類型、不同方向、多期次活動的構(gòu)造疊加部位,礦體賦存于復(fù)式花崗巖體頂部內(nèi)接觸帶,為在塑性封閉條件下,富含氣液組分及成礦物質(zhì)的殘余巖漿自交代作用及沿裂隙充填交代的產(chǎn)物。

香爐山鎢礦:斷裂構(gòu)造包括NNW向和NNE-NE向兩組。接觸帶外側(cè)冷家溪群地層中發(fā)育層間擠壓破碎帶,厚數(shù)厘米—幾十厘米,最厚處可達(dá)1 m,表現(xiàn)為巖石強烈破碎,發(fā)育破劈理和透鏡體,存在較強的硅化、綠泥石化及鎢礦化,多被礦體取代。鎢礦主要產(chǎn)于背斜核部短軸穹窿構(gòu)造的虛脫部位,巖體的頂部接觸帶上(圖2),其次是內(nèi)接觸帶的捕擄體中,少量產(chǎn)于外接觸帶的層間剝離構(gòu)造中,三者所占儲量比例分別為85%、10%、5%。

圖2 香爐山礦床12線剖面圖[1]Fig.2 12 line Cross-section drawn of Xianglu Mountain deposit1.上寒武統(tǒng)華嚴(yán)寺組;2.中寒武統(tǒng)楊柳崗組;3.輝綠巖脈;4.角礫巖;5.燕山晚期黑云母花崗巖;6.燕山晚期中粒黑云母花崗巖;7.鎢礦體;8.斷層。

花墩橋鎢礦:礦床位于通城巖體的西北緣。區(qū)內(nèi)構(gòu)造主要為巖體接觸帶構(gòu)造,次為巖體內(nèi)外斷裂、裂隙構(gòu)造。云英巖化花崗巖型白鎢礦產(chǎn)于接觸帶內(nèi)側(cè)云英巖或云英巖化中細(xì)粒黑云母二長花崗巖中(照片1);石英脈型鎢礦充填于內(nèi)、外接觸帶的斷裂、裂隙構(gòu)造中。

照片1 BT10A附近巖體接觸帶的形態(tài)Photo 1 The shape of the rock contact zone nearby BT10A

大坪鎢礦:礦床位于通城巖體的西北緣,花墩橋鎢礦的東側(cè)。區(qū)內(nèi)構(gòu)造形跡主要表現(xiàn)為NW向褶皺與一系列張性斷裂、裂隙為主的構(gòu)造形式。云英巖化閃長巖型白鎢礦產(chǎn)于巖株體、脈狀巖體的云英巖或云英巖化閃長巖中。

朱沖壟鎢礦:含鎢石英脈產(chǎn)于接觸帶附近的節(jié)理、裂隙和層間剝離構(gòu)造中。

2.3 巖漿巖條件

區(qū)域與超大型鎢礦床成礦有關(guān)的花崗巖體,形成時代集中在燕山早期第二和第三階段(178—125.9 Ma),均為陸殼重熔分異型花崗巖,(87Sr/86Sr)介于0.715 1～0.722 4,δ18O‰全巖為+9.5～+11.7,∑REE為83×10-6～471×10-6,∑Ce/∑Y為0.6～6.3,δEu為0.01～0.40,稀土元素分配模式呈“V”型曲線。巖石類型主要為中細(xì)—中粗粒(斑狀)黑云母二長花崗巖。

成礦巖體均為同源多期次或同期多次侵入的復(fù)式雜巖體,演化較為充分。巖體蝕變作用較強,鉀化、鈉化、云英巖化、白云母化和黃玉化常見;圍巖中接觸交代或熱變質(zhì)作用強烈,可見寬度在數(shù)百米以上的矽卡巖化或角巖化帶。

巖體侵位深度約2～5 km,為中深成—淺成相的小花崗巖體,一般位于深成相花崗巖基頂凸部位,呈小巖株或隱伏巖體產(chǎn)出,剝蝕較淺或未剝蝕。

香爐山礦區(qū)發(fā)育的巖漿巖主要有燕山晚期黑云母二長花崗巖,屬于鈦鐵礦系列或S型。黑云母二長花崗巖侵入于香爐山背斜核部,出露面積為5 km2,巖體的侵位深度約為5 km,K-Ar法同位素地質(zhì)年齡為125.9—131.1 Ma[2]。據(jù)統(tǒng)計[3],香爐山礦區(qū)黑云母二長花崗巖含鎢 30×10-6、銅 39×10-6、鉛 44×10-6、鋅100×10-6、銀 2×10-6,這些成礦元素含量是同類酸性巖體平均值的2～40倍。巖體中硫同位素δS34平均為+3.6‰,稀土元素分配模式為向右緩傾“V”型曲線,顯示“S”型花崗巖稀土元素分配特點,表明巖體具有鎢、錫、鉬、鉍成礦專屬性,也與MREE優(yōu)先富集于白鎢礦中相吻合。

花墩橋鎢礦和大坪鎢礦與通城侵入體有關(guān)。通城侵入體巖體形似一菱形,呈NW-SE向延伸。主要由四種巖石類型組成,至少經(jīng)歷四次主要巖漿活動。最早侵入的為輝長閃長巖,面積僅 1 km2,隨后依次侵入的有二云母二長花崗巖、黑云母二長花崗巖以及黑云母花崗閃長巖,出露面積為2 350 km2。K-Ar法同位素地質(zhì)年齡為137—152 Ma,206Pb/238U年齡為145—154 Ma[4]。輝長閃長巖低 SiO2,高M(jìn)g、Cr、Co、Ni,低Isr,高εNd、εHf。二云母二長花崗巖、黑云母二長花崗巖以及黑云母花崗閃長巖均為過鋁質(zhì)高鉀鈣堿性花崗巖系列,具有相近的Isr、εNd 和εHf,在Harker圖解上,同源演化特征明顯。輝長閃長巖、黑云母二長花崗巖、黑云母花崗閃長巖明顯虧損Nb、Ta,無或極弱負(fù)Eu異常;而二云母二長花崗巖發(fā)生了Nb、Ta分餾,具有明顯的低Ba、低 Sr和負(fù)Eu異常。巖體與冷家溪群接觸帶附近普遍發(fā)育有云英巖化、硅化、螢石化、綠泥石化、鉀長石化、絹云母化。

朱沖壟鎢礦點發(fā)育于沙店巖體內(nèi)外接觸帶,巖體省內(nèi)出露面積為34 km2。由于工作程度低(未開展正規(guī)1∶5萬地質(zhì)調(diào)查工作),只分為內(nèi)部相、過渡相和邊緣相,巖性為中粗?！?xì)粒黑云母花崗巖。巖石屬于硅酸過飽和過堿性類型。侵位時間與九宮山巖體相同。Pb、Zn、W、Bi元素豐度值均高于克拉克值數(shù)倍—數(shù)百倍,其中W含量達(dá)142×10-6～540×10-6[5]。內(nèi)接觸帶有鈉長石化、云英巖化、硅化及綠泥石化等;外帶主要為角巖化,其次是硅化,后者零星分布于巖體東南部。

3 找礦標(biāo)志

3.1 地層巖性標(biāo)志

與成礦關(guān)系較為密切的主要有寒武系下統(tǒng)牛蹄塘組、楊柳崗組及震旦系陡山沱組、老堡組等含碳、硅、泥質(zhì)不純灰?guī)r。不純灰?guī)r是巖漿和礦液的有利屏蔽層,也是成礦物質(zhì)的有效沉淀劑。

3.2 巖漿巖標(biāo)志

燕山晚期S型花崗巖是提供成礦能量、成礦物質(zhì)及成礦介質(zhì)的成礦母巖。經(jīng)過強烈分異的富含W的燕山晚期S型花崗巖體,其中中細(xì)粒黑云母(二長)花崗巖與礦產(chǎn)的形成關(guān)系密切。

3.3 構(gòu)造標(biāo)志

NE向斷裂、褶皺及巖體與圍巖的接觸帶,巖體內(nèi)節(jié)理裂隙發(fā)育地段,背斜構(gòu)造及層間滑脫構(gòu)造是巖漿與礦液運移就位的有利空間。

3.4 礦化標(biāo)志

硅化、矽卡巖化、角巖化和云英巖化等圍巖蝕變與成礦密切相關(guān)。黃鐵礦化、白鎢礦化、黑鎢礦化等及其氧化產(chǎn)物,都是直接的找礦標(biāo)志。其中云英巖化蝕變?yōu)橹饕恼业V標(biāo)志。

3.5 物探標(biāo)志

香爐山礦區(qū)及外圍地磁異常分為三個區(qū):Ⅰ區(qū)——紊亂磁場區(qū),Ⅱ區(qū)——規(guī)則異常區(qū),Ⅲ區(qū)——平穩(wěn)磁場區(qū)。其中,紊亂磁場區(qū)(Ⅰ區(qū))與平穩(wěn)磁場區(qū)(Ⅲ區(qū))交接部位解譯為巖體與圍巖的接觸帶,為該區(qū)主要的控礦構(gòu)造,由此可知上述磁場的交接處可作為成礦預(yù)測的標(biāo)志。

3.6 化探標(biāo)志

白鎢礦和黑鎢礦重砂異常,Cu、Pb、Zn、Ag、As、W、Sn、Mo、Bi等元素組合異常與鎢礦化的關(guān)系密切,可作為化探標(biāo)志。其中重砂異常為其主要找礦標(biāo)志。

4 找礦方向與找礦靶區(qū)

4.1 找礦方向

花崗巖巖基邊部和頂部、巖株(巖枝)體上部、接觸帶及其附近或巖體內(nèi)的原生裂隙構(gòu)造中、云英巖化的花崗巖(閃長巖)產(chǎn)布區(qū)是形成鎢礦的有利地段,故通城巖體、大湖山巖體、香爐山巖體、九宮山巖體(太陽山和小九宮序列)、沙店巖體的邊部和頂部、正接觸帶、內(nèi)外接觸帶附近是尋找鎢礦的有望地區(qū)?；ǘ諛蜴u礦、大坪鎢礦、朱沖壟鎢礦及外圍和高枧背斜核部偏南部、斯門坳靶區(qū)的巖體與透閃石—絹云母蝕變帶之間、前坑源異常區(qū)的外接觸帶是尋找鎢礦的有利地段。

4.2 找礦靶區(qū)

全面分析研究區(qū)內(nèi)地質(zhì)背景、成礦地質(zhì)條件、已知礦床(點)分布、化探及重砂異常等因素,圈出鎢礦找礦靶區(qū)4處(圖3)。

圖3 幕阜山—九宮山地區(qū)鎢礦找礦靶區(qū)分布圖Fig.3 Distribution map of tungsten deposit prospecting targets in Mufu Mountain-Jiugong Mountain area1.鈮鉭礦床;2.獨居石砂礦床;3.鎢礦床;4.金礦床;5.金銻礦床;6.鈹?shù)V床;7.鉬釩礦床;8.金礦點(砂金);9.鎢礦點;10.金銀礦點;11.銅礦點;12.砷礦點;13.褐鐵礦點;14.磁黃鐵礦點;15.綠柱石礦點;16.錫礦高含量點;17.錫分散流高含量點;18.鎢元素異常線;19.錫元素異常線;20.銀元素異常線;21.找礦靶區(qū)及編號。

4.2.1 通城花墩橋鎢礦找礦靶區(qū)(Ⅵ-1)

位于斷峰山花崗偉晶巖鈮鉭礦區(qū)帚狀構(gòu)造的收斂端,區(qū)內(nèi)已有花墩橋小型鎢礦床,前期工作發(fā)現(xiàn)礦化類型主要為石英脈型。2008年踏勘時在南部接觸帶處巖體一側(cè)新發(fā)現(xiàn)了云英巖型鎢礦。建議今后的找礦重點,不是石英脈型鎢礦,而是尋找接觸帶附近的云英巖化花崗巖型鎢礦和云英巖型鎢礦。

4.2.2 通城大坪鎢礦找礦靶區(qū)(Ⅵ-2)

根據(jù)本區(qū)所處的地質(zhì)構(gòu)造位置和成礦地質(zhì)條件以及礦化信息分析,區(qū)內(nèi)含鎢云英巖化花崗閃長巖在長軸方向和短軸方向上都沒有完全控制。下步工作重點是云英巖化花崗閃長巖、隱伏巖體;主攻礦化類型為云英巖型鎢礦。

4.2.3 崇陽縣梯沖—斯門坳鎢多金屬礦找礦靶區(qū)(Ⅵ-3)

區(qū)內(nèi)NE向?qū)УV構(gòu)造和EW向儲礦構(gòu)造發(fā)育,與香爐山鎢多金屬礦床毗鄰,兩者所處的構(gòu)造部位相同,構(gòu)造、蝕變特征及物化特征、礦化特征亦類似。據(jù)前期資料反映,在斯門坳北部有一隆起構(gòu)造,地表角巖蝕變帶寬度>200 m,并已圈定三個透閃石礦體,推斷深部有隱伏巖體存在。區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)石英脈型、角巖型、石英脈角巖混合型等三種類型的白鎢礦化,并且有一定規(guī)模。下步工作重點是大湖山巖體北部接觸帶、巖體(隱伏)相對隆起部位,現(xiàn)地表出露的巖體與透閃石—絹云母蝕變帶之間的透輝石—黑云母蝕變帶[6]。尋找的主要礦床類型是矽卡巖型鎢礦,其次是石英脈型鎢礦、角巖型鎢礦及多金屬礦。

4.2.4 通山縣朱沖壟鎢礦找礦靶區(qū)(Ⅵ-4)

區(qū)內(nèi)W、Sn、Ag組合異常規(guī)模較大,多與黑鎢礦重砂異常重合;區(qū)內(nèi)含鎢石英脈發(fā)育,大多為NNW-SSE走向,據(jù)應(yīng)力分析,其是區(qū)內(nèi)最有利成礦的一組;區(qū)內(nèi)巖體上部有較多冷家溪群殘留頂蓋,巖體剝蝕較淺,有利于成礦的正接觸帶保存較好;區(qū)內(nèi)發(fā)育含鎢石英脈170多條,其中18條WO3≥0.1%,局部達(dá)到1.96%,礦脈長一般為5～30 m,最長70 m,脈厚10～30 cm,最厚達(dá)50 cm。礦脈產(chǎn)于巖體邊緣細(xì)粒黑云母花崗巖中,NNW向較好,南北向略差,據(jù)民采硐調(diào)查向深部礦化有富集的趨勢。下步工作重點是尋找接觸帶內(nèi)側(cè)云英巖型鎢礦和近內(nèi)、外接觸帶處的石英脈型鎢礦。

[1] 田邦生,袁步云.贛西北香爐山鎢礦床地質(zhì)特征與找礦標(biāo)志[J].高校地質(zhì)學(xué)報,2008,14(1):114-119.

[2] 贛西北大隊.香廬山詳查報告[R].九江:贛西北大隊,1998.

[3] 陳波,周賢旭.贛北香爐山鎢礦田礦床控制因素及成礦模式[J].地質(zhì)與勘探,2012,48(3):562-569.

[4] 王連訓(xùn).湘東北燕山期幕阜山復(fù)式巖基的成因及構(gòu)造環(huán)境[D].武漢:中國地質(zhì)大學(xué)(武漢),2009.

[5] 吳濤,胡金旺,詹非,等.湖北九宮地區(qū)鎢錫多金屬礦找礦前景淺析[J].國土資源情報,2013(6):49-53.

[6] 湖北省地質(zhì)調(diào)查院.欽杭成礦帶(湖北)幕阜山地區(qū)鎢、錫、金、銅多金屬礦成礦條件研究及找礦靶區(qū)篩選報告[R].武漢:湖北省地質(zhì)調(diào)查院,2014.

(責(zé)任編輯：于繼紅)

Metallogenic-geological Conditions and Prospecting Direction of TungstenDeposits in Mufu Mountain-Jiugong Mountain

WANG Xiaomin,PENG Shaonan,Li Linjing

(HubeiGeologicalSurvey,Wuhan,Hubei430034)

Based on the study of the regional metallogenic-geological background and typical tungsten deposits(points) in the Mufu Mountain-Jiugong Mountain area,the tungsten metallogenic-geological conditions in the area are analyzed,the prospecting signs are summarized,4 tungsten deposit prospecting target areas are delineated,and the suggestions for further exploration are put forward.

tungsten deposit; metallogenic-geological conditions; prospecting criteria; prospecting target; Mufu Mountain-Jiugong Mountain

P618.67

A

1671-1211(2017)05-0541-05

2017-02-24;改回日期2017-03-20

王小敏(1985-),女,工程師,礦床學(xué)專業(yè),從事礦產(chǎn)勘查、研究工作。E-mail:541516774@qq.com

數(shù)字出版網(wǎng)址:http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1736.P.20170824.1748.034.html數(shù)字出版日期2017-08-24 17:48

10.16536/j.cnki.issn.1671-1211.2017.05.006