曾小華, 魯顯松, 黃　威, 趙旭峰, 汪　江, 劉　嘉, 朱正勇

(湖北省地質(zhì)調(diào)查院,湖北 武漢　430034)

0　引言

武當—桐柏—大別成礦帶以磨子潭—曉天斷裂(F4)和定遠—八里販斷裂(F5)為界,北側(cè)為北淮陽構(gòu)造亞帶(II1),以南為桐柏—大別變質(zhì)核雜巖隆起亞帶(II2),桐柏山—大別山造山帶經(jīng)歷了長期的地質(zhì)演化歷史過程,張裂、俯沖、碰撞、折返拼合及其相互轉(zhuǎn)化是本區(qū)地質(zhì)構(gòu)造演化的一個顯著特點[1]?，F(xiàn)有資料的地質(zhì)解譯推斷認為桐柏山—大別山造山帶應是洋陸轉(zhuǎn)化、俯沖增生、碰撞拼合及逆沖推覆而形成的不同時代重疊的造山帶[2]。研究區(qū)位于商城巖體南西湖北、河南交界處(圖1)[3-4]。

兩路口地區(qū)基礎地質(zhì)工作程度較高,20世紀70—80年代隨著大別山地區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查與研究工作廣泛開展,該區(qū)完成了1∶20萬商城幅(河南省區(qū)測隊)區(qū)調(diào);90年代末期,開展了1∶5萬兩路口幅、福田河幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查，進行了1∶25萬麻城市幅區(qū)調(diào);均涵蓋本研究區(qū)。2006年4月—2009年7月,河南民興商貿(mào)有限公司于2006年4月—2009年7月,在普查區(qū)西部純陽山—破斗洼一帶開展了鉬礦普查工作,所實施的ZK03鉆孔黑云二長花崗質(zhì)片麻巖中發(fā)現(xiàn)鉬礦化[5-6],礦化體厚約6 m,Mo品位:0.04%;2012年4月至今,湖北省地質(zhì)調(diào)查院在研究區(qū)開展鎢鉬礦預普查工作。

兩路口鎢礦床位于湖北省麻城市福田河鎮(zhèn)兩路口村,距麻城市區(qū)約45 km;該地區(qū)屬大別山中麓,總的地勢西高東低,地形切割較深,該礦于2012年底發(fā)現(xiàn)。經(jīng)過近一年多的找礦工作,已圈定礦體3條,礦化體2條?？刂崎L度最大的礦體W1礦體長約1 570 m,礦體厚度1.10～10.30 m,WO3品位ω(WO3):0.08%～0.38%,平均品位WO3:0.15%[7];證明本區(qū)具有很好的找礦前景。本文在野外地質(zhì)找礦工作成果的基礎上,系統(tǒng)總結(jié)了兩路口鎢礦床地質(zhì)特征及控礦因素,并探討了兩路口地區(qū)鎢礦找礦方向。

1　成礦地質(zhì)背景

兩路口鎢礦床大地構(gòu)造背景位于桐柏—大別造山帶變質(zhì)核雜巖隆起亞帶中部。大別變質(zhì)核雜巖由變質(zhì)深成巖系、表殼巖系和侵入其中不同時代的巖漿巖共同組成,其變質(zhì)深成巖系主要為TTG系列的英云閃長質(zhì)片麻巖、奧長花崗質(zhì)片麻巖、花崗閃長質(zhì)片麻巖組合;侵入巖則主要表現(xiàn)為晉寧期和燕山期的花崗巖類。

圖1　大別山北麓地質(zhì)簡圖[3-4]Fig.1　The sketch of geology of North Dabi1.中新生代地層(K-E);2.二郎坪群( Pt3-Pz);3.龜山巖組(Pt2g)、南灣組(Dn);4.肖家廟巖組(Z-Ox);5.秦嶺巖群(Pt2qn);6.桐柏—大別變質(zhì)雜巖(Ar3-Pt1);7.紅安巖群( Pt3);8.榴輝巖;9.白堊紀火山巖(K);10.石炭系;11.燕山期花崗巖;12.晉寧期花崗巖;13.地質(zhì)界線;14.斷裂帶及編號;15.大別造山帶邊界;16.研究區(qū)位置;Ⅰ.華北地塊;Ⅱ.大別造山帶;Ⅲ.揚子地塊。

且造山帶內(nèi)巖漿活動十分頻繁,發(fā)育有多期巖漿巖,尤以燕山期后碰撞鈣堿性花崗巖最為強烈,燕山期花崗巖多沿桐柏—商城斷裂分布,有靈山、新縣和商城等巖體;規(guī)模較小的巖體主要形成于早白堊世,其中中酸性小巖體較多,巖性多為酸性富堿的花崗斑巖、似斑狀花崗巖、石英斑巖及花崗閃長斑巖等,巖體明顯受網(wǎng)格狀斷裂體系控制,具有成群成帶等間距分布特點[8]。

研究區(qū)地層屬秦嶺—大別地層區(qū)卡房—龜峰山小區(qū),主要出露一套黑云二長花崗質(zhì)片麻巖,及斜長角閃巖+斜長角閃片麻巖組合[9]。區(qū)內(nèi)發(fā)育有多個時代不同類型的巖漿巖,分布面積較廣。時代從中元古代汪鋪變輝長(綠)巖、新元古代二長花崗質(zhì)片麻巖、中生代斑狀角閃二長花崗巖等,中生代侵入巖呈巖株狀侵位于大別期、晉寧期侵入巖中,巖性主要為中粗粒黑云二長花崗巖,局部為中粒含斑黑云母二長花崗巖。工區(qū)北部出露約6 km2似斑狀黑云二長花崗巖。脈巖較發(fā)育,主要為近東西向和北東向產(chǎn)出,其中北東向脈巖嚴格受構(gòu)造控制,沿斷裂產(chǎn)出;近東西向脈巖與附近侵入巖具同源共生關系,該類脈巖與圍巖無明顯斷層接觸界線。主要有閃長巖脈、閃長玢巖脈、花崗斑巖脈、輝綠巖脈、煌斑巖脈及少量北東向石英脈等(圖2)。

區(qū)內(nèi)經(jīng)歷了多期變形變質(zhì)作用,變質(zhì)作用以區(qū)域變質(zhì)作用為主,出露一套麻粒巖相的變質(zhì)巖石組合[10]。

構(gòu)造以斷裂活動為主,其中東西向、北西西向、北北東向最為發(fā)育,它們組成了區(qū)內(nèi)網(wǎng)格狀的斷裂構(gòu)造格架,基本與區(qū)域構(gòu)造配套。區(qū)內(nèi)主要斷層有獅子垴斷層、齊頭山—單尖溝斷層、兩路口斷層;兩路口斷層自區(qū)內(nèi)延伸出工作區(qū),走向10°～30°,斷層產(chǎn)狀310°～340°∠45°～78°,形成的破碎帶一般寬5～25 m,帶內(nèi)發(fā)育強硅化巖、構(gòu)造角礫巖、碎裂巖及碎粒巖,明顯與圍巖面理斜交,常見斷層引起的拖曳褶曲,構(gòu)造巖具明顯分帶現(xiàn)象,從內(nèi)到外依次為碎粉巖、角礫巖、碎裂巖,部分有早期糜棱巖殘留,斷裂帶及其附近節(jié)理發(fā)育。沿斷層常常見石英細脈沿裂隙面充填及黃鐵礦化。該斷層是區(qū)內(nèi)規(guī)模最大的斷裂構(gòu)造,據(jù)前人資料該斷層是商城—麻城斷裂的次級斷裂(圖1,F18)。兩路口鎢礦床主礦體W1礦體賦存于齊頭山—單尖溝一帶發(fā)育的東西向斷層破碎帶內(nèi)(圖1,F3),礦體產(chǎn)狀與斷層產(chǎn)狀基本一致(表1,圖2)。

2　礦床地質(zhì)特征

2.1　礦床地質(zhì)特征

兩路口鎢礦床礦石礦物主要為白鎢礦。工區(qū)主要出露一套黑云二長花崗質(zhì)片麻巖,其次為一套變基性巖,為原紅安群解體單元,該套地層主要分布于普查區(qū)中部兩路口—鐵門口一帶,少量呈大小不等、形態(tài)各異的包體、殘留體鑲嵌在中元古代變質(zhì)侵入巖中。礦區(qū)主要發(fā)育有北北東、東西向兩組斷層;主礦體W1賦存于齊頭山—單尖溝一帶發(fā)育的東西向斷層破碎帶中,該斷層為一逆斷層,產(chǎn)狀345°～15°∠45～60°,工區(qū)出露>3 km,形成的破碎帶一般寬5～15 m,帶內(nèi)發(fā)育強硅化巖、構(gòu)造角礫巖、碎裂巖及碎粒巖,明顯與圍巖面理斜交,常見斷層引起的拖曳褶曲,構(gòu)造巖具明顯分帶現(xiàn)象;主礦體W1賦存于該斷層破碎帶中,與碎裂巖化+褐鐵礦化+硅化蝕變關系密切;同時出露基巖多發(fā)育此兩組方向節(jié)理面。下白堊似斑狀黑云二長花崗巖呈巖株狀侵入,主要分布于工區(qū)北面,面積約>4 km2;脈巖多呈放射狀發(fā)育,走向以東西向、北東、北西向為主。

表1　兩路口鎢礦主要斷層特征一覽表Table 1　The major faults characteristics list of Lianglukou scheelite deposit area

圖2　兩路口礦區(qū)構(gòu)造略圖Fig.2　Tectonic and geologic map of Lianglukou scheelite deposit1.第四系；2.中元古代基性火山巖組；3.中元古代變輝長(綠)巖；4.中元古代二長花崗質(zhì)片麻巖；5.晚侏羅世斑狀角閃二長花崗巖；6.早白堊世斑狀中粒二長花崗巖；7.花崗斑巖脈；8.煌斑巖脈；9.花崗閃長玢巖脈；10.花崗巖脈；11.石英脈；12.閃長巖脈；13.實測正斷層；14.實測逆斷層；15.構(gòu)造礦化蝕變帶；16.性質(zhì)不明斷層；17.本次工作礦權(quán)范圍；18.W礦體；19.W礦化脈；20.已經(jīng)施工探槽編號

2.2　礦體特征

地表發(fā)現(xiàn)礦(化)體(W1、W2、W4、W5礦體)長度220～1 500 m,寬1.01～10.30 m,礦化受構(gòu)造破碎帶控制,呈近東西向展布;傾向345°～15°,傾角45°～60°;鎢礦化主要賦存在碎裂巖化、硅化、褐鐵礦化(黃鐵礦化)較強地帶,已圈定礦(化)體4個,其中主礦(化)體W1長約1 500 m,寬1.10～10.30 m,礦體呈脈狀、似層狀產(chǎn)出,礦體產(chǎn)狀與斷層產(chǎn)狀一致。礦石品位:ω(WO3%)=0.08%～0.38%;從地表工程礦化特征來看,礦體向深部呈現(xiàn)品位增高,產(chǎn)狀略陡特征,礦體趨厚、品位變富的趨勢顯著。地表工程控制W1高差>250 m,初步估算資源量(3341)WO3可達1萬t(W1333+3341資源量約4 000 t(圖3、圖4),已控制礦脈資源量WO3(3341)相加已近1萬t)。

圖3　兩路口鎢礦W1、W2礦體平面分布圖Fig.3　The plane map of the W1、W2 scheelite orebodies of Lianglukou scheelite deposit

圖4　兩路口白鎢礦床W1礦體空間分布圖Fig.4　The spatial distribution of the W1 scheelite orebodies on Lianglukou scheelite deposit

2.3　礦石組成特征

礦石賦存于齊頭山—單尖溝間發(fā)育的構(gòu)造破碎帶中,礦體受構(gòu)造控制顯著,與不同性質(zhì)圍巖關系不大,鎢礦石以白鎢礦形式存在,金屬礦物主要有針鐵礦、黃鐵礦、赤鐵礦、輝鉬礦等,偶見黃銅礦、方鉛礦;礦石中脈石礦物有石英、絹云母、長石、螢石、角閃石及碳酸鹽巖(方解石)等。

2.4　礦石組構(gòu)特征

礦石以粒狀、碎裂狀及糜棱狀為主,白鎢礦呈板片狀、四方錐狀,局部呈團塊狀、四方雙錐狀,表面呈玻璃光澤,斷口油脂光澤、參差狀(照片1)。礦石構(gòu)造以塊狀、浸染狀為主,次為角礫狀、條帶狀、碎裂狀等構(gòu)造。

2.5　圍巖蝕變特征

圍巖蝕變主要受構(gòu)造控制及順構(gòu)造后期熱液活動控制,蝕變帶寬度一般5～35 m不等,主要有褐鐵礦化(黃鐵礦化)、高嶺土化、硅化、次生石英巖化、綠泥石化等;褐鐵礦化在地表局部礦化露頭以鐵帽產(chǎn)出。礦化強度與褐鐵礦化(黃鐵礦化)+碎裂巖化+硅化蝕變關系密切,與高嶺土化綠泥石化關系次之。

3　礦床成因

區(qū)內(nèi)礦床成因研究、控礦因素研究均處于起步階段,但就目前地表工程來看,鎢礦體受近東西向斷層構(gòu)造控制,與巖脈活動存在一定的關系,但是成礦時期應晚于巖脈發(fā)育時期;工區(qū)存在多期巖漿活動。而根據(jù)地調(diào)院陳覓博士通過對工區(qū)脈巖采取鋯石LA-MC-ICPMS U-Pb定年結(jié)果顯示,工區(qū)研究巖脈在130 Ma左右形成,巖漿巖活動形成于大別山隆起運動階段;礦床形成年齡應晚于工區(qū)出露的下白堊世巖漿巖脈。兩路口白鎢礦床為典型構(gòu)造控礦熱液型鎢礦床[11-12]。

3.1　礦床成因探討

在距今大約1.4億年前的早白堊世,新生的太平洋洋殼快速向西北方向擴張,鄂霍次克陸塊也跟隨著古太平洋向西北方向運動。在距今大約1.3億年前的晚白堊世早期,該陸塊漂移到東亞大陸邊緣[13],與中國華南地區(qū)及日本西南部發(fā)生碰撞,晚白堊世大別山隆起造山,引起鎢、錫豐度較大的陸殼重熔形成燕山期中酸性及酸性巖漿[14-15],在巖漿上升鹽化過程中鎢、鉬、鉍等成礦元素及揮發(fā)組分趨于晚期和上部演化為含鎢、鉍等成礦元素的花崗巖漿。此種巖漿侵位結(jié)晶后揮發(fā)組分上升使巖體及圍巖發(fā)生一系列的蝕變及礦化。首先是高溫堿性流體與巖體發(fā)生的鉀化和繼之發(fā)生的鈉化,不僅形成了相應的蝕變帶而且可使早期進入黑云母及角閃石晶格的鎢礦化組分活化進入流體相,同時流體向酸性方向轉(zhuǎn)化。當巖體與化學性質(zhì)不活潑的東西向構(gòu)造碎裂巖圍巖接觸時富礦化組分流體在巖體突起部位及邊部集中,并且在巖體內(nèi)外接觸帶沿東西向構(gòu)造裂隙發(fā)生充填作用,形成高溫熱液充填型鎢礦床[16]。

照片1　兩路口鎢礦LTC7工程白鎢礦標本Photo 1　The scheelite ore specimens from engineering LTC7 of Lianglukou scheelite deposit1.白鎢礦標本直觀形態(tài)照片;2.白鎢礦標本熒光燈下照片。

3.2　控礦因素探討

3.2.1地層控礦

普查區(qū)內(nèi)主要出露周河二長花崗質(zhì)片麻巖。地層中Au、Ag呈背景值分布。W、Mo、Sn襯值為1.059 4、0.923 6、0.961 1,與區(qū)域背景值相比較,相差不大;W、Mo、Sn變異系數(shù)為1.76、0.736 0、0.344 1,顯示后期礦化活動的疊加改造強烈,在普查區(qū)內(nèi)分布有較大面積的W、Mo高強度異常,為區(qū)內(nèi)最重要的找礦異常,工區(qū)總的化學異常指示,成礦元素可能為深部新元古代地層提供。

3.2.2巖漿巖控礦

本區(qū)花崗巖脈較發(fā)育,大體以北西、北東、東西向為主要展布方向,整體形勢呈雜亂出露,巖脈礦化不顯著(圖2),礦化現(xiàn)象多發(fā)育于脈巖邊部接觸帶及其裂隙面,顯示礦化為多期熱液活動富集產(chǎn)物。已知礦體發(fā)育于破碎帶中,為其巖漿巖脈活動開辟了熱液通道,同時提供動能支持,并使成礦元素富集。

3.2.3構(gòu)造控礦

就目前找礦資料分析,所控制礦體均賦存于本區(qū)發(fā)育的近東西向斷層及其次級構(gòu)造中,礦體的空間分布明顯受斷裂控制,其產(chǎn)狀與斷層構(gòu)造產(chǎn)狀一致(圖2、圖3)。斷裂活動不僅為含礦巖漿侵入開辟了上升通道,而且為侵入巖漿及其伴生礦產(chǎn)創(chuàng)造了冷凝分異和停集賦存場所,導致含礦巖漿巖帶、地球化學異常帶乃至地球物理異常帶的空間分布與斷裂構(gòu)造帶相一致。不同方向的構(gòu)造—巖漿帶的交會點常是成礦有利部位。

4　找礦方向探討

通過近兩年的地質(zhì)找礦工作,對本區(qū)范圍成礦地質(zhì)條件與成礦規(guī)律的新認識,近兩年對本區(qū)地質(zhì)找礦突破取得了較大的新進展[17],工區(qū)內(nèi)發(fā)育的近EW向構(gòu)造,特別是其構(gòu)造破碎帶內(nèi)所發(fā)育的硅化、褐鐵礦化地質(zhì)體為最重要找礦目標;同時,工區(qū)大堰口水庫南部周家灣地區(qū)與褐鐵礦化石英脈有關的鎢礦化地質(zhì)體也是擴大找礦成果的方向,東西向構(gòu)造與不同方向發(fā)育的巖漿巖脈交匯處是找礦的有利部位。

本區(qū)與鎢礦化有關的蝕變較為單一,主要為褐鐵礦化、硅化、碎裂巖化;因此,在工區(qū)平行發(fā)育的東西向構(gòu)造破碎帶中,地表鐵帽、褐鐵礦化為最好的找礦標志。

根據(jù)兩路口白鎢礦礦床地質(zhì)特征、礦石組構(gòu)、礦化蝕變特征分析,認為目前發(fā)現(xiàn)的礦化為淺部礦化,向深部可能礦化增強、礦體加厚,向深部尋找與隱伏巖體相關的礦體為本區(qū)今后重點找礦方向。

5　結(jié)論

綜上所述,兩路口鎢礦床為高溫熱液裂隙充填型白鎢礦床,礦體受東西向構(gòu)造破碎帶控制;地表主要找礦標志為東西向破碎帶內(nèi)發(fā)育的褐鐵礦化(黃鐵礦化)+碎裂巖化+硅化蝕變地質(zhì)體。主礦體南部發(fā)育的東西向構(gòu)造破碎帶以及深部與隱伏巖體相關的礦體為主要找礦方向。

致謝:對在工區(qū)工作的同仁表示由衷的敬意,感謝陳覓博士對文章的審閱。

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