易偉平,周冬梅

(湖南省有色地質(zhì)勘查局一總隊(duì),湖南郴州 423000)

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汝城鎢礦礦床地質(zhì)特征及邊深部找礦預(yù)測

易偉平,周冬梅

(湖南省有色地質(zhì)勘查局一總隊(duì),湖南郴州 423000)

在總結(jié)汝城鎢礦成礦地質(zhì)背景及礦床地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上,對礦區(qū)成礦規(guī)律進(jìn)行了總結(jié),認(rèn)為汝城鎢礦邊深部成礦地質(zhì)條件優(yōu)越,具有良好的矽卡巖型白鎢礦、石英脈型黑鎢礦和蝕變花崗巖型鎢礦找礦前景,并由此圈定了3處邊深部找礦預(yù)測區(qū)。

鎢礦;地質(zhì)特征;邊深部找礦;汝城鎢礦

汝城鎢礦又稱白云仙鎢礦,位于汝城縣南西二十公里處小垣鎮(zhèn),多年來與宜章縣瑤崗仙、茶陵縣鄧埠仙被業(yè)界并稱為湖南鎢礦“三仙”,與贛南鎢礦“三山”同為南嶺黑鎢礦床的典型代表。區(qū)內(nèi)礦床類型較多,其中石英脈型黑鎢礦為礦山主要開采對象。經(jīng)多年開采,原探明的工業(yè)儲量已基本消耗殆盡,礦山接替資源勘查已成為日益迫切需要解決的問題。

本文在綜合分析地勘單位地質(zhì)資料、礦山生產(chǎn)勘探資料及民采最新揭露的地質(zhì)現(xiàn)象的基礎(chǔ)上,對礦區(qū)控礦因素、成礦規(guī)律進(jìn)行初步總結(jié),并對礦區(qū)邊深部的石英脈型黑鎢礦、矽卡巖型白鎢礦床及蝕變花崗巖型鎢礦床的找礦遠(yuǎn)景提出了預(yù)測。

1 地質(zhì)概況

1.1 區(qū)域地質(zhì)背景

汝城鎢礦位于湘贛臺向斜的東南翼,田莊-延壽大向斜南段的揚(yáng)起端,九峰花崗巖體邊緣。礦田內(nèi)發(fā)育有加里東期北西西向構(gòu)造、印支期南北向構(gòu)造及燕山期新華夏系構(gòu)造三種構(gòu)造體系,北西西向構(gòu)造為基底構(gòu)造,南北向構(gòu)造及新華夏系構(gòu)造為蓋層構(gòu)造,以燕山期新華夏系構(gòu)造最為發(fā)育。區(qū)內(nèi)金屬礦床均產(chǎn)在九峰巖體邊緣、巖脈頂部或緊靠巖體的圍巖接觸帶中。

1.2 礦區(qū)地質(zhì)特征

1.2.1 地 層

礦區(qū)出露地層主要是震旦系砂巖、泥盆系中統(tǒng)下部跳馬澗組砂巖、泥盆系中上統(tǒng)棋梓橋組-佘田橋組灰?guī)r,地質(zhì)簡圖如圖1所示[1]。

震旦系是本區(qū)出露的最老地層,構(gòu)成基底構(gòu)造,主要分布于大蒲、大圍山等地和西部小五指峰一帶。區(qū)內(nèi)震旦系可分為下組(Z1)和中組(Z2)。

震旦系下組分布較為廣泛,是礦區(qū)內(nèi)石英脈型黑鎢礦床的主要成礦圍巖,也是蝕變花崗巖型鎢礦床的成礦圍巖,原巖主要為灰綠色砂質(zhì)板巖,次為粉砂質(zhì)板巖、板巖。

震旦系中組主要為灰綠色變質(zhì)砂巖、變質(zhì)長石石英砂巖。

泥盆系中統(tǒng)下部跳馬澗組(D2t),不整合覆蓋于震旦系淺變質(zhì)巖層之上,底部為砂礫巖,礫巖成分主要是石英,其次為前泥盆紀(jì)淺變質(zhì)石英砂巖。部分石英細(xì)脈型黑鎢礦產(chǎn)于跳馬澗組砂巖中。

泥盆系中上統(tǒng)棋梓橋組-佘田橋組灰?guī)r(D2q+ D3s),整合覆蓋于跳馬澗組之上,其下部為中厚層條帶狀不純灰?guī)r,上部為薄層灰?guī)r和鈣質(zhì)砂頁巖,厚600 m左右。為礦區(qū)矽卡巖型鎢礦和鉛鋅礦體的主要賦礦圍巖。

泥盆系中統(tǒng)錫礦山組(D3x),在礦區(qū)出露很少,主要在清江一帶。下部以中厚層狀灰?guī)r為主,含燧石條帶,上部主要為薄層泥灰?guī)r、泥灰?guī)r夾石英砂巖、砂質(zhì)頁巖。

1.2.2 構(gòu) 造

礦區(qū)褶皺構(gòu)造為白云仙復(fù)式背斜和清江復(fù)式向斜。礦區(qū)成礦期構(gòu)造示意圖如圖2所示。

圖1 汝城鎢礦地質(zhì)簡圖

圖2 礦區(qū)成礦期構(gòu)造示意圖

斷裂構(gòu)造在礦區(qū)較為發(fā)育,按形成時間與配套關(guān)系,均系新華夏系構(gòu)造。以成礦前構(gòu)造最為發(fā)育,礦區(qū)內(nèi)有F19、F17、F15、F39等,控制了礦區(qū)內(nèi)的構(gòu)造輪廓和巖漿巖侵入方向;成礦期構(gòu)造其強(qiáng)度大為減弱,但具有成群、成帶、成組出現(xiàn),局部集中,等距分布的特點(diǎn),控制了含鎢礦脈的展布,系容礦構(gòu)造,大體可劃分為五個密集地段[2～5]:

1.大蒲-白云仙一帶:主要有北北東、北東—北東東、北北西三種方向。

2.將軍寨-鐵絲坪一帶:從東至西,裂隙方向依次為北北西、北西、北西西,具有扇形分布的特點(diǎn)。

3.黃竹坑-大嶺背一帶:為成群、成組分布在花崗巖中的東西向裂隙系統(tǒng)。

4.楊東山-上山一帶:有一組呈北西西向展布的裂隙系統(tǒng),發(fā)育于花崗巖中。

5.清江-大山一帶:在碳酸鹽巖中,發(fā)育著三種方向控制白鎢石英脈的成礦裂隙。即近南北向,北北東向,北北西向。

礦區(qū)石英脈型黑鎢礦床主要受1、2組成礦期構(gòu)造控制,5組控制了礦區(qū)石英脈型白鎢礦床和鉛鋅礦床的產(chǎn)出。而頭天門北北東向的蝕變花崗巖鎢礦,呈巖脈、巖墻狀產(chǎn)出,則受1組北北東壓性斷裂控制。

礦區(qū)成礦后期構(gòu)造極其微弱,為一些錯斷礦脈的小斷層。

1.2.3 巖漿巖

礦區(qū)巖漿巖廣泛出露,多集中在礦區(qū)的西部和南部,屬九峰巖體的一部分。礦區(qū)巖漿活動頻繁,具有多期、多次侵入的特點(diǎn),形成一個同源多期次的復(fù)式巖體。主要可分為燕山早期第一階段(γ52-1)、第二階段(γ52-2)兩個階段。

γ52-1:呈巖基產(chǎn)出。該期侵入體為九峰巖體的主體,絕對年齡值為175～165百萬年,主體巖性為中粒斑狀黑云母花崗巖。巖石呈灰-灰白色,主要由石英、長石及黑云母組成。

γ52-2:呈巖株和巖舌產(chǎn)出,主要分布在礦區(qū)東部的龍虎洞及礦區(qū)南部的大嶺背-界頭一帶。其絕對年齡值為165～155百萬年。主要為中細(xì)粒二云母花崗巖及中細(xì)粒少斑狀黑云母花崗巖。巖石呈灰白色、肉紅色。主要由石英、長石及黑云母組成。

除上述后,礦區(qū)內(nèi)尚有少量燕山晚期的花崗斑巖脈、輝綠巖脈等。分布、規(guī)模不一,寬數(shù)厘米到數(shù)十米不等,一般延伸幾十米至幾百米。

礦區(qū)巖漿巖微量元素含量列于表1,據(jù)表1資料[6],微量元素含量以中細(xì)粒少斑狀黑云母花崗巖(γ52-2)最高,中粒斑狀黑云母花崗巖次之,花崗斑巖則較低。另據(jù)副礦物分析結(jié)果,燕山早期第一階段花崗巖鎢礦物含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于燕山早期第二階段花崗巖。這說明燕山早期第二階段花崗巖的中細(xì)粒少斑狀黑云母花崗巖是本區(qū)各類鎢礦床的成礦母巖,為本區(qū)鎢礦床的形成提供了物質(zhì)來源。

表1 巖漿巖微量元素含量

1.2.4 變質(zhì)作用與圍巖蝕變

本區(qū)自震旦紀(jì)以來,經(jīng)歷了多次的復(fù)雜的構(gòu)造運(yùn)動,并伴以強(qiáng)烈的巖漿活動及成礦作用,致使礦區(qū)內(nèi)地層和各類巖石,普遍發(fā)生了強(qiáng)度不等,類型不一的變質(zhì)作用,形成了多種類型的變質(zhì)巖類。礦區(qū)內(nèi)主要變質(zhì)作用有區(qū)域變質(zhì)作用、熱接觸變質(zhì)作用、接觸交代變質(zhì)作用、熱液蝕變作用。與礦區(qū)成礦有關(guān)的主要是接觸交代變質(zhì)作用和熱液蝕變作用。

接觸交代變質(zhì)作用在本區(qū)主要表現(xiàn)為矽卡巖化,是礦區(qū)強(qiáng)度最大、與成礦最為密切的變質(zhì)作用。矽卡巖化是在酸性巖漿侵入后,結(jié)晶晚期析出揮發(fā)組份對礦區(qū)碳酸鹽巖、鈣質(zhì)頁巖進(jìn)行選擇性交代,形成矽卡巖等。

熱液蝕變作用是巖漿期后熱液對巖石產(chǎn)生的蝕變作用。主要為云英巖化及鈉長石化,其次有絹云母化、綠泥石化、電氣石化、硅化及硫化物礦化等。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦體地質(zhì)特征

汝城鎢礦包含有大蒲、將軍寨、頭天門、大山、大圍山、塘丘等礦段,礦床類型主要有:石英脈型黑鎢礦床、矽卡巖型白鎢礦床、蝕變花崗巖鎢礦床、中溫?zé)嵋盒豌U鋅鎢多金屬礦床等,各礦床地質(zhì)特征見表2。

表2 汝城鎢礦主要礦床類型地質(zhì)特征

2.2 礦石特征

礦區(qū)主要礦石類型有石英脈型黑鎢礦石、巖體型鎢礦石、矽卡巖型鎢礦石、鉛鋅礦石等。巖體型鎢礦石主要有用金屬礦物為白鎢礦、輝鉬礦、輝鉍礦;石英脈型黑鎢礦石主要有用金屬礦物為黑鎢礦,次為白鎢礦、輝鉬礦、輝鉍礦;矽卡巖型鎢礦石主要有用礦物為白鎢礦、錫石;石英方解石脈型白鎢礦石主要有用金屬礦物為白鎢礦,次為黑鎢礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦等;鉛鋅礦礦石主要有方鉛礦、鐵閃鋅礦等。

礦石結(jié)構(gòu)主要有自形～半自形晶結(jié)構(gòu)、它形晶結(jié)構(gòu)及交代殘余結(jié)構(gòu)等。礦石構(gòu)造主要為塊狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造及浸染狀構(gòu)造等。

3 探礦因素和礦床成因

3.1 控礦因素

3.1.1 巖漿巖的控礦作用

礦區(qū)成礦作用與中細(xì)粒二云母花崗巖有關(guān)(γ52-2)。據(jù)汝城縣幅、大坪幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告認(rèn)為[2],礦化以燕山早期第二階段最強(qiáng)、分布最廣泛;在各階段的侵入巖中,W、Sn、Mo、Bi等微量元素以燕山早期第二階段含量最高;礦區(qū)含鎢石英脈已切穿燕山早期第二階段巖體。

礦床受九峰巖體向北傾斜的影響,一般都向北側(cè)伏。

綜上所述,礦區(qū)鎢(錫鉬鉍)礦的成礦期應(yīng)為燕山早期第二階段末,燕山早期第二階段(γ52-2)中細(xì)粒二云母花崗巖為礦區(qū)各種鎢礦床的成礦母巖。

3.1.2 構(gòu)造的控礦作用

白云仙復(fù)式背斜或次級背斜控制了石英脈型黑鎢礦礦床的產(chǎn)出空間位置。礦區(qū)已發(fā)現(xiàn)的大蒲、大圍山、頭天門石英脈型黑鎢礦礦床都產(chǎn)在白云仙復(fù)式背斜軸部附近,將軍寨礦床則產(chǎn)在白云仙復(fù)式背斜的次級背斜軸部。

石英脈白鎢礦體及鉛鋅多金屬礦體則產(chǎn)在泥盆系棋梓橋組及佘田橋組地層中發(fā)育的北北東或近南北向斷裂中。

3.1.3 圍巖對成礦的影響

震旦系變質(zhì)砂巖和泥盆系中統(tǒng)下部跳馬澗組砂巖其化學(xué)性質(zhì)不活潑,巖石性脆,裂隙很發(fā)育,是石英脈型黑鎢礦的主要賦礦圍巖。在泥盆系跳馬澗石英砂巖中,礦脈短小、密集,斷續(xù)出現(xiàn),礦物成分簡單。震旦系砂質(zhì)板巖中礦脈相對集中,幅度增大,礦物成分較為復(fù)雜。礦脈在花崗巖內(nèi)發(fā)育穩(wěn)定,呈細(xì)脈狀密集出現(xiàn)。

泥盆系棋梓橋組下段的薄層泥質(zhì)條帶灰?guī)r為含礦矽卡巖形成提供了良好的圍巖介質(zhì)條件,棋梓橋組灰?guī)r為礦區(qū)矽卡巖型鎢礦的主要賦礦圍巖。鉛鋅礦體主要產(chǎn)于泥盆系佘田橋組中段的泥質(zhì)條帶大理巖及大理巖灰?guī)r中。

3.2 成礦物質(zhì)來源及礦床成因

3.2.1 成礦物質(zhì)來源

從南嶺地區(qū)的鎢礦形成來看,普遍認(rèn)為前寒武系地層中硅鋁質(zhì)巖石中鎢豐度值高,為鎢的礦源層。燕山期九峰巖體為殼源花崗巖,在巖漿形成時因同化高豐度鎢的地層而形成較高的原始豐度。在巖漿上升過程中,可繼續(xù)從高豐度鎢的地層中吸收一部分鎢,提高其豐度。隨著花崗巖從γ52-1向γ52-2演化,花崗巖漿鎢的豐度進(jìn)一步提高,形成礦化花崗巖漿,礦化花崗巖漿上升后在冷卻過程中分離出含礦礦液,構(gòu)成礦區(qū)鎢礦床的主要物質(zhì)來源。

含礦熱液在上升過程中,也可以從有利圍巖中萃取一部分鎢,構(gòu)成礦床中的鎢的另一來源。

3.2.2 礦床成因

礦區(qū)成礦作用具有多期、多階段特征,因而形成從氣化高溫?zé)嵋弘A段到高、中溫?zé)嵋弘A段多種類型共生的礦床。各類型礦床形成過程推測如下:

在燕山早期第一階段,中粒斑狀黑云母花崗巖(γ52-1)由于鎢豐度不高,主要為使礦區(qū)巖性有利的巖石形成簡單矽卡巖化。

在燕山早期第二階段,中細(xì)粒少斑狀黑云母花崗巖(γ52-2)體積相對較小但鎢豐度高,在熱液從硅鋁質(zhì)運(yùn)移到鈣鎂質(zhì)巖石時,發(fā)生一系列物理化學(xué)變化,特別利于析出鎢形成礦化,這些礦化疊加于早期矽卡巖上形成矽卡巖型鎢礦體。

在氣化高溫?zé)嵋弘A段,礦液在巖體頂部和上部使花崗巖遭受蝕變形成云英巖化,礦化強(qiáng)時形成蝕變花崗巖型礦體,主要礦物有石英、白云母、電氣石、白鎢礦等。

隨著礦液的冷卻,礦液在震旦系變質(zhì)砂巖、泥盆系中統(tǒng)下部跳馬澗組及花崗巖中形成石英細(xì)脈-大脈黑鎢礦床。

隨后進(jìn)入白鎢礦化階段,使石英脈和花崗巖脈中黑鎢普遍不同程度受白鎢礦交代,在大理巖破碎帶,形成白鎢礦石英脈,并使矽卡巖型白鎢礦進(jìn)一步疊加富集。

隨著礦液的進(jìn)一步冷卻,金屬硫化物沿破碎帶進(jìn)行充填交代形成中溫?zé)嵋弘A段的硫化物礦床。硫化物階段在矽卡巖和矽卡巖化大理巖中較常見,所形成的礦物有方鉛鋅礦、閃鋅礦、黃鐵礦等。

4 邊深部找礦預(yù)測

汝城鎢礦邊深部找礦預(yù)測示意圖如圖3所示,根據(jù)對礦區(qū)各區(qū)段地質(zhì)資料的分析,圈定出幾個礦山邊深部找礦預(yù)測區(qū),供今后在礦區(qū)邊深部找礦進(jìn)行參考。

1.大山-清江鎢多金屬礦預(yù)測區(qū)。在大山-清江一帶,有深大斷裂縱貫全區(qū)作為導(dǎo)礦構(gòu)造、有燕山早期第二階段(γ52-2)花崗巖巖枝侵入、碳酸鹽巖地層分布廣泛等,鉛鋅銅鎢異常疊加。在大山的12線/CK2[7]及清江的50線/CK2[5]等鉆孔均見到了產(chǎn)在接觸帶上的矽卡巖型白鎢礦。其成礦條件與西面的磚頭坳大型白鎢礦區(qū)類似,在大山-清江一帶有望尋找類似磚頭坳的大型白鎢礦床。汝城鎢礦大山礦段12線地質(zhì)剖面圖如圖4所示。

圖3 汝城鎢礦邊深部找礦預(yù)測示意圖

圖4 汝城鎢礦大山礦段12線地質(zhì)剖面圖

2.將軍寨深部預(yù)測區(qū)。據(jù)對南嶺地區(qū)黑鎢礦脈成礦規(guī)律總結(jié)[8],認(rèn)為含礦石英脈進(jìn)入其成礦母巖后,其延深一般不超過100 m。在將軍寨礦段,礦山目前已開采至810 m標(biāo)高,礦脈較穩(wěn)定,圍巖為燕山早期第一階段(γ52-1)中粒斑狀黑云母花崗巖,尚未進(jìn)入成礦母巖,據(jù)此推測將軍寨礦段深部還有一定找礦空間。

3.大蒲-白云仙邊深部預(yù)測區(qū)。該區(qū)域位于白云仙復(fù)式背斜軸部,原有地質(zhì)工作程度較低,有望通過進(jìn)一步工作尋找震旦系變質(zhì)巖中的石英大脈型黑鎢礦和花崗巖中的石英細(xì)脈型黑鎢礦,擴(kuò)大資源遠(yuǎn)景。

另據(jù)相鄰的瑤崗仙礦區(qū)危機(jī)礦山找礦成果,在瑤崗仙礦區(qū)成礦巖體上窿內(nèi)接觸帶附近新發(fā)現(xiàn)蝕變巖體型鎢鉬礦[9]。類比瑤崗仙礦區(qū)勘查成果,認(rèn)為在白云仙復(fù)式背斜向北延伸部位具有尋找隱伏蝕變花崗巖型鎢(錫)礦床可能。

[1] 丁錫廣,劉亞新,劉禮生,等.湖南省汝城縣塘丘礦區(qū)鎢礦詳細(xì)普查地質(zhì)報(bào)告[R].郴州:湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)局湘南地質(zhì)隊(duì), 1987.

[2] 丁錫廣,李守賢,曹文斌,等.湖南省汝城縣頭天門礦區(qū)鎢礦詳細(xì)普查地質(zhì)報(bào)告[R].郴州:湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)局湘南地質(zhì)隊(duì),1986.

[3] 肖祖穎.湖南白云仙鎢礦將軍寨礦區(qū)地質(zhì)勘探總結(jié)報(bào)告[R].郴州:湖南冶金206隊(duì),1965.

[4] 肖祖穎.白云仙鎢礦大蒲礦區(qū)地質(zhì)勘探儲量報(bào)告書[R].郴州:湖南冶金206隊(duì),1964.

[5] 黃啟康,蘇中.湖南省汝城縣清江鉛鋅礦評價(jià)報(bào)告書[R].郴州:湖南冶金206隊(duì),1967.

[6] 彭繼述,劉光明.中國人民共和國區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告1∶50 000汝城縣幅、大坪圩幅[R].長沙:湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)局,1985.

[7] 彭忠山,曹夢皎,陳初晟.湖南省汝城鎢礦大山礦區(qū)1號～白鎢方解石石英脈補(bǔ)勘報(bào)告[R].郴州:汝城鎢礦,1977.

[8] 譚運(yùn)金.論南嶺地區(qū)黑鎢礦山的二輪找礦[J].中國鎢業(yè), 2000,15(6):9-13.

[9] 郭偉革,蔣加燥,甘先平.湖南瑤崗仙鎢礦床地質(zhì)特征及成礦模式探討[J].礦產(chǎn)與地質(zhì),2010,24(4):309-313.

Abstract:Based on metallogenic geological background and geological characteristics of Rucheng tungsten deposit, it summarized the metallogenic regularities of the deposit.It is supposed that edge and deep area of Rucheng tungsten deposit has good geological condition,and has good prospects of skarn type scheelite,quartz type wolframite and altered granite type tungsten ore,and thus delineated the 3 boundary prediction for deep ore prospecting area.

Key words:tungsten ore;characteristics of geological;prospecting of edge and deep area;Rucheng tungsten deposit

Geological Characteristics and Prospecting Prediction of Edge and Deep Area in Rucheng Tungsten Deposit

YI Wei-ping,ZHOU Dong-mei
(General Team One,Hunan Provincial Nonferrous Geological Exploration Bureau,Chenzhou423000,China)

TD15

A

1003-5540(2012)04-0001-05

2012-06-06

易偉平(1971-),男,工程師,主要從事地質(zhì)勘查技術(shù)工作。