湖南省汝城縣大嶺背礦區(qū)鎢礦礦床地質特征及找礦前景

黎 原, 肖穎斌, 嚴富貴, 陳長江, 易元順, 黎傳標

(湖南省湘南地質勘察院,湖南 郴州 423000)

白云仙礦田集有色、稀有礦床于一身,與東坡礦田、芙蓉礦田、香花嶺礦田、瑤崗仙礦田和長城嶺礦田是南嶺有色金屬成礦帶的重要組成部分。白云仙礦田區(qū)內礦床類型多,主要有:石英脈型黑鎢礦床,矽卡巖型鎢礦床,斑巖型鎢礦床,云英巖型鎢礦床,層間破碎帶型鎢礦床。大嶺背礦區(qū)鎢礦[1],是白云仙礦田中重要的成礦地段,是近年中國地調局項目“湖南桂東—汝城地區(qū)鎢錫多金屬礦遠景調查”新發(fā)現的重要的大型礦產地之一,研究其礦床地質特征、控礦因素,對白云仙礦田深邊部和外圍找礦有重要的指導意義。

1 區(qū)域地質背景

區(qū)內出露的地層主要為震旦系—寒武系,其次為泥盆系—第四系。其中震旦系—寒武系為一套厚度巨大的復理石砂、泥質巖所組成,是裂隙充填型鎢錫礦床的主要賦礦圍巖。泥盆系主要由淺海相碳酸鹽巖組成,是接觸交代型、交代充填型鎢錫礦的有利圍巖。侏羅系零星分布,主要為一套濱海沼澤相陸源含煤碎屑沉積。區(qū)域上與成礦有關的層位主要是寒武紀晚期爵山溝組、泥盆紀棋梓橋組及錫礦山組等[2]。

區(qū)內構造活動強烈,從加里東期至印支期、燕山期都有活動,并且具有明顯的階段性和繼承性。加里東期基底由震旦系、寒武系組成,形成北西—北西西的背、向斜及斷裂構成的基底構造格架,燕山期主要形成北北東、北東向條帶褶皺及斷裂構造(可被細粒花崗巖脈、石英斑巖脈等充填)。

區(qū)內褶皺主要有資興向斜、彭公廟背斜和汝城向斜等,軸線整體呈NE30°方向展布。區(qū)內斷裂主要有巖子嶺斷層、圳口斷層、桂東—汝城斷層等,總體走向呈NE向。這些大斷裂是區(qū)內的主要導巖、導礦構造,其旁側的次級斷層是區(qū)內的主要容礦構造。

區(qū)內巖漿巖分布較廣,巖石類型較復雜,以酸性巖為主,局部有中酸性—基性巖類出露,主要侵入體有諸廣山、九峰、彭公廟、寶峰仙、雷公仙巖體等[3]。

2 區(qū)域地球化學、地球物理特征

原九峰地區(qū)1∶5萬水系沉積物測量[4],在該區(qū)圈出了甲1類綜合異常1個,編號為AS77;甲2類異常3個,編號為AS75、AS76、AS78。其中AS77異常與已知礦點套合性好,呈橢圓狀,面積約3 km2左右,異常元素組合以W、Bi、Mo、Cu、Pb為主,均具高強度等級,并伴有Be、Zn、Sn、As組合,其南端與廣東相接,因此未封閉;主要異常元素W含量范圍為100×10-6～545×10-6、Bi12×10-6～193.7×10-6、Mo8×10-6～100×10-6、Cu70×10-6～700×10-6、Pb145×10-6～341×10-6。其可分為南部和北部兩部分:南部異常中心與小恒礦中的2個已知礦床相吻合,為已知礦鎢多金屬礦田異常；北部異常中心位于汝城鎢礦場部的東面,尚為未知區(qū),其異常特征與南部相類似,推測為礦致引起,具找礦遠景意義(圖1)。

地面高精度磁測在該區(qū)圈出局部磁異常1處,編號為C8-8,磁異常以ΔT正異常為主,ΔT磁異常值一般為20～90 nT(圖2)。

圖1 湖南省桂東—汝城地區(qū)地質礦產略圖Fig.1 Sketch map of geology and mineral resources in Guidong-Rucheng area,Hunan Province1.白堊系;2.侏羅系;3.石炭系;4.泥盆系;5.寒武系;6.震旦系;7.燕山早期巖第二階段二長花崗巖;8.印支期第二階段第二次二長花崗巖;9.印支期第二階段第一次二長花崗巖;10.加里東期第二階段第一次石英閃長巖;11.石英閃長巖;12.斷裂;13.地質界線;14.不整合地質界線;15.異常區(qū)范圍。

圖2 磚頭坳—大嶺背地區(qū)AS75、AS76、AS77、AS78化探異常剖析圖Fig.2 Anatomical maps of AS75,AS76,AS77 and AS78 geochemical exploration anomalies in Zhuantouao-Dalingbei area1.泥盆系中統(tǒng)跳馬澗組;2.震旦系下統(tǒng)正園嶺組;3.燕山早期第二次花崗巖;4.鎢礦點;5.平移斷層;6.省界;7.大嶺背礦區(qū)。

3 礦區(qū)地質概況

3.1 地層

礦區(qū)出露的地層比較簡單(圖3),主要有呈殘留頂蓋或捕虜體形式出現的震旦系正園嶺組(Zz)淺變質石英砂巖、泥盆系中統(tǒng)跳馬澗組(D2t)紫紅色石英粉砂巖、砂質頁巖,有微弱的角巖化。北西部有第四系(Q)。

3.2 構造

礦區(qū)位于白云仙礦田中南部燕山早期花崗巖體內接觸帶,白云仙山字型構造前弧部位。構造以東西向斷裂構造為主,次為北東向,與成礦關系最密切的是 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號云英巖化含鎢構造帶,主要沿東西向,次為北東向展布,傾向多向南,多被石英脈充填,傾角60°～80°,是區(qū)內的主要容礦構造。

圖3 湖南省汝城縣大嶺背礦區(qū)鎢礦地質圖Fig.3 Geological map of tungsten mine in Dalingbei mining area,Rucheng County,Hunan Province1.第四系;2.泥盆系中統(tǒng)跳馬澗組;3.震旦系下統(tǒng)正圓嶺組;4.燕山早期第二次花崗巖;5.燕山早期第一次花崗巖;6.地質界線;7.含鎢云英巖化蝕變帶;8.含鎢云英脈;9.鎢礦體及編號;10.硅化破碎帶;11.完工探槽及編號;12.完工見礦鉆孔及編號;13.完工未見礦鉆孔及編號。

Ⅰ號云英巖化含鎢構造帶斷續(xù)長約3 100 m,地表部分地段浮土掩蓋,寬7.5～120 m,中段較寬,東、西段較窄,構造帶中充填有較多的石英脈,脈幅一般為10～20 cm,最寬1.7 m,脈間距一般為0.5 m左右,總體走向近東西,傾向北北西,局部傾向南,傾角56°～86°。Ⅰ礦體賦存其中。

Ⅱ號云英巖化含鎢構造帶西段其走向近東西向,往東逐漸轉為北東東—北東,傾向南—南南東,傾角50°～86°,西段構造帶長約1 430 m,寬25.0～80.0 m,東段長約2 500 m,寬6.0～95.0 m,構造帶中也充填有較多的石英脈,脈幅一般為10～30 cm,脈間距一般為0.5～1.0 m左右,Ⅱ礦體賦存其中。

Ⅲ號云英巖化含鎢構造帶可分為西段、中段和東段。西段走向大致為104°,長1 320 m,寬25.0～85.0 m,傾向南—南南東,傾角為70°～85°;中段走向大致為66°,長975 m,寬8.0～95.0 m,傾向南—南南東,傾角為50°～84°;東段走向大致為69°,長710 m,寬5.0～45.0 m,傾向南—南南東,傾角為70°～85°;充填有較多的石英脈,脈幅一般為10～30 cm,脈間距一般為0.5～1.5 m左右。Ⅲ號礦體賦存其中。

礦區(qū)的南西部見有一條北東向壓扭性斷裂(Ⅳ號礦脈的容礦構造)通過,并形成了寬大的破碎帶。破碎帶走向大致為北東向47°,傾向南東向,為128°～160°,傾角52°～81°,長約2 700 m,寬10.0～37.5 m。

3.3 巖漿巖

4 礦床地質特征

4.1 礦體特征

礦區(qū)共發(fā)育4條云英巖化石英脈型黑鎢礦帶(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ),分布于大嶺背—白石坳—八步坑一帶,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ脈帶相互之間的距離約150～400 m左右,礦體即賦存于云英巖化構造帶之中。共圈出礦體9個,礦體呈脈狀產出,編號分別為Ⅰ-1-1、Ⅰ-1-2、Ⅰ-2、Ⅱ-1、Ⅱ-2、Ⅲ-1-1、Ⅲ-1-2、Ⅲ-2、Ⅲ-3、Ⅳ-1、Ⅳ-2(見表1),現將其特征分述如下:

4.1.1Ⅰ礦體

Ⅰ 礦體長約2 050 m,可分為Ⅰ-1、Ⅰ-2礦體。Ⅰ-1礦體又可分為Ⅰ-1-1、Ⅰ-1-2礦體。Ⅰ-1-1礦體:有BT3、TC16、TC13、ZK4001等工程控制,控制長360 m,平均厚度1.99 m,含WO30.120%～1.088%,平均0.812%;Ⅰ-1-2礦體:有BT1、LL5、ZK2001等工程揭露,BT1單工程見礦,礦體厚度2.72 m,含WO30.124%。

表1 大嶺背礦區(qū)Ⅰ-Ⅳ礦體特征一覽表Table 1 List of Ⅰ-Ⅳ ore body characteristics in Dalingbei mining area

Ⅰ-2礦體有LL16、BT7、TC6、TC39等工程控制,控制長950 m,礦體厚度0.93～8.73 m,平均3.46 m,含WO30.130%～0.335%,平均0.305%;含Sn0.017%～0.053%,平均0.039%。

4.1.2Ⅱ礦體

西段走向近東西向,往東逐漸轉為北東向,控制長約1 450 m,分為Ⅱ-1、Ⅱ-2兩個礦體。

Ⅱ-1礦體:有TC15N、BT2、BT9、TC52、LL18、ZK1601六個工程控制,礦體控制長600 m,厚0.48～26.46 m,平均7.96 m,含WO30.127%～1.115%,平均0.271%;含Sn0.017%～0.097%,平均0.038%。

Ⅱ-2礦體:有TC1、TC11、TC20、BT4、BT8、PD1、LL7和ZK101(圖4)、ZK201、ZK501十個工程控制。礦體長850 m,厚0.64～15.98 m,平均2.46 m;單樣WO3最高為7.116%,局部地段含Sn達0.600%～1.144%;含WO30.136%～0.885%,平均0.500%;含Sn0.018%～0.237%,平均0.097%。

4.1.3Ⅲ礦體

可分為西段、中段和東段。西段控制長820 m,中段控制長650 m,東段控制長500 m。分為Ⅲ-1-1、Ⅲ-1-2、Ⅲ-2、Ⅲ-3礦體。

Ⅲ-1-1礦體:走向控制長約800 m,有LL12、TC23、LL9、TC25、ZK2401、ZK3201等工程控制,礦體平均厚1.00 m,含WO3平均0.289%,含Sn平均0.027%。

Ⅲ-1-2礦體:走向控制長約800 m,有LL10、TC23、LL8、TC25、ZK2401等工程控制,礦體平均厚0.49 m,含WO3平均0.509%,含Sn平均0.041%。

Ⅲ-2礦體:走向控制長約650 m,有TC41、TC47、TC62、BT6、ZK3001等工程控制,礦體平均厚3.65 m,含WO3平均0.218%,含Sn平均0.026%。ZK3001未見礦。

Ⅲ-3礦體:走向控制長約500 m,有TC45、TC26、TC44、TC18、TC61、TC31、LL11、ZK3801、ZK3601等工程控制,礦體平均厚度2.12 m,WO3平均品位1.303%。

圖4 大嶺背礦區(qū)1線剖面圖Fig.4 Profile of line 1 in Dalingbei mining area1.燕山早期第二次花崗巖;2.燕山早期第一次花崗巖;3.鎢礦脈;4.含鎢云英巖化花崗巖;5.細中?；◢弾r;6.粗中粒花崗巖;7.實、推測地質界線;8.平硐及編號;9.完工剝土及編號;10.礦帶及編號;11.完工鉆孔及編號;12.斷層產狀;

4.1.4Ⅳ礦體

位于礦區(qū)南東部,工程控制長2 300 m,有TC59、TC58、TC34、TC35、TC36、TC46、BT10(未見礦)、BT13(未見礦)等工程控制,可分為Ⅳ-1和Ⅳ-2礦體。

Ⅳ-1礦體:由TC35和TC36控制,厚2.80 m,WO3平均品位0.269%。

Ⅳ-2礦體:由TC59、TC58、TC34和TC46控制,礦體厚1.82 m,WO3平均品位0.332%。

4.2 礦石特征

礦石中金屬礦物主要為黑鎢礦,次為錫石、黃銅礦、黃鐵礦、輝鉬礦、輝鉍礦,非金屬礦物主要為石英,其次為螢石、白云母、長石等。一般硫化物在礦體上部較少,下部較多。黑鎢礦主要賦存于構造帶中的石英脈、部分賦存于云英巖化較強的花崗巖中。

礦石結構主要為半自形或他形晶結構、壓碎結構、碎裂結構。礦石構造有塊狀構造，脈狀、網脈狀構造(黑鎢礦、錫石沿壓碎裂隙進行充填交代,形成交代脈狀、網脈狀)，條帶狀構造(黑鎢礦與脈石礦物石英呈大致平行的條帶狀出現)。

4.3 伴生有益組分

礦石中有益組分主要為WO3,Sn、Mo僅局部夠工業(yè)品位,可作為伴生有益組分回收利用。

4.4 礦石類型

礦石類型比較簡單,主要為石英—黑鎢礦礦石,次為石英—黑鎢礦—錫石礦石、石英—黑鎢礦—黃鐵礦礦石。

5 控礦因素

5.1 構造對成礦的控制

礦區(qū)位于白云仙礦田中南部燕山早期花崗巖體內接觸帶,白云仙山字型構造前弧部位。構造以東西向斷裂構造為主,次為北東向,在斷裂及兩側附近形成有幾米—數十米寬的硅化、云英巖化構造帶,帶內構造角礫巖具明顯的多期活動特征,斷裂在礦區(qū)內沿走向和傾向上呈舒緩波狀,斷裂的虛張部位是容礦的良好空間,多次的構造活動形成的斷裂或裂隙為礦液的運移準備了良好的通道,在有利的容礦部位(虛張部位)礦液沉淀形成了石英脈型鎢礦床。

5.2 巖漿巖對成礦的控制

礦區(qū)與成礦有關的巖體為燕山期的九峰巖體,其巖性為形成時代較晚、分異程度較高的黑(二)云母二長花崗巖,與W、Sn、Mo、Bi成礦較密切[6];燕山期巖漿活動特別強烈,九峰巖體中微量元素含量普遍高于維氏值,特別是W、Sn、Bi、Cu、Au等成礦元素高于維氏值的幾倍—百多倍,巖體侵入時,常伴有較強的礦化作用,多次的構造運動和巖漿活動使花崗巖中的W等成礦元素活化、運移,在有利的成礦部位沉淀,形成了本礦床。

盧友月等在大嶺背Ⅰ號云英巖化構造帶中部采集云英巖—石英脈黑鎢礦礦樣,采用云母Ar-Ar法進行成礦年代學研究,結果顯示等時線年齡為150±2 Ma,證實云英巖—石英脈黑鎢礦屬于南嶺成礦帶燕山早期成礦高峰期產物。

5.3 圍巖蝕變對成礦的控制

礦區(qū)圍巖蝕變主要有云英巖化、硅化、電氣石化、綠泥石化、絹云母化、角巖化等。鎢礦的形成主要與云英巖化、硅化有關。云英巖化、硅化發(fā)育的部位,一般都有鎢礦化。與礦化關系最密切的是云英巖化(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ含鎢構造帶),云英巖化強的地方往往礦化強,同時蝕變類型復雜(云英巖化、鈉長石化、硅化等多類型蝕變重疊)的地方也常是鎢礦化好的地方。

6 找礦前景

6.1 大嶺背鎢礦的發(fā)現對后續(xù)找礦的意義

大嶺背礦區(qū)位于湘南地區(qū)著名的白云仙礦田內,礦床賦存于花崗巖與圍巖接觸帶附近的內接觸帶,為2006—2010年中國地調局項目“湖南桂東—汝城地區(qū)鎢錫多金屬礦遠景調查”新發(fā)現的重要評價礦區(qū),經工作求得333+334金屬量:WO35萬t以上,達大型規(guī)模。該項目在2006—2010年工作期間,于諸廣山復式花崗巖體內(九峰巖體為諸廣山巖體南體)及內外接觸帶發(fā)現了一批鎢多金屬礦床(點)和具有中大型找礦前景的鎢多金屬礦產地,找礦成果顯著(項目2014年1月獲2013年度中國地質調查成果獎二等獎),其中竹山排、井坡、早禾埂、高凹背等礦區(qū)因有好的找礦潛力,2011—2015年先后被原湖南省國土資源廳列入”湖南省三九—白云仙整裝勘查區(qū)”之重點勘查礦區(qū),其中高凹背礦區(qū)經詳查工作證實為一處具大型規(guī)?？晒╅_發(fā)利用的鎢鉬礦產地;竹山排鎢礦(多次續(xù)作、大型規(guī)模)和早禾埂稀土礦(輕稀土、重稀土各達中型規(guī)模)均取得找礦突破。充分說明“礦調先行、整裝勘查”思路符合湖南省湘南地區(qū)地質找礦的實際情況。

6.2 找礦前景分析

6.2.1深邊部有較大找礦潛力

大嶺背礦區(qū)已知的石英脈型黑鎢礦帶礦體數量較多(9條),但受工作程度限制,總體控制程度較低。Ⅰ-Ⅳ鎢礦體沿走向及傾向上尚未完全控制,區(qū)內民采坑道控制斜深已達400 m以上,說明其傾向有較大延伸。今后應加強對Ⅰ-Ⅳ礦體的中深部控制(控制斜深至400～1 000 m),以擴大其傾向延伸(深);礦區(qū)云英巖化石英脈型黑鎢礦帶往東部還有延伸空間,繼續(xù)工作還可能發(fā)現平行礦脈,擴大礦床資源儲量規(guī)模,同時在深部注意鉬礦的找礦。

6.2.2深部有尋找面狀云英巖型白鎢礦新的礦床類型的潛力