朱志成,王建文,俞寒飛
(江西有色地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)院,江西 南昌 330001)
松樹崗礦區(qū)位于欽杭東段北部成礦帶懷玉山成礦亞帶內(nèi),贛東北深大斷裂的南東側(cè)(圖1)。松樹崗稀有有色金屬礦床為靈山地區(qū)最主要礦床[1,2]。
圖1 江西省橫峰縣松樹崗鉭鈮礦區(qū)域構(gòu)造位置略圖
區(qū)域地層出露有中、新元古界以及寒武系、奧陶系、三疊系、侏羅系、白堊系、第四系,其中缺失志留系、泥盆系、石炭系、二疊系(圖2)。松樹崗稀有金屬礦區(qū)出露地層以震旦系、寒武系為主,震旦系為上部鎢、錫礦賦礦地層[3]。
圖2 靈山地區(qū)地質(zhì)略圖
1.2.1 褶皺構(gòu)造
圖3 松樹崗稀有金屬體形態(tài)立體模型圖
本區(qū)主要褶皺構(gòu)造為葛源——臨江湖復(fù)式向斜,向北東傾伏,寒武系西陽山組、華嚴(yán)寺組構(gòu)成其核部,另寒武系楊柳崗組、荷塘組及震旦系的皮園村組、蘭田組、休寧組構(gòu)成其兩翼。向斜內(nèi)部,由于應(yīng)力長期作用,又形成一系列次級褶皺。南部由于被鋪前——清水塘向斜所復(fù)蓋,地層出露不全,向斜軸部和兩翼還發(fā)育一系列北北東向及北東東向壓性、壓扭性斷裂,致使部分地層缺失或重復(fù)[4-6]。
1.2.2 區(qū)域滑覆構(gòu)造
滑覆構(gòu)造由滑動(dòng)面和其上的滑覆體構(gòu)成,滑動(dòng)面大致沿早期的區(qū)域性滑脫面發(fā)育,在平面上和剖面上呈彎曲狀?;瑒?dòng)面之下的上元古界混雜巖帶為原地系統(tǒng),組成該滑覆體的震旦系至奧陶系均已彎曲形成褶皺。
1.2.3 斷裂構(gòu)造
本區(qū)構(gòu)造型式以斷裂構(gòu)造為主,可分為北東向、北北東向、北東東向和北西向四組,分布廣泛,尤以北東和北西向兩組最為發(fā)育,為本區(qū)控巖、控礦構(gòu)造。斷裂多表現(xiàn)為壓、壓扭性質(zhì)。
燕山期巖漿活動(dòng)為本區(qū)主要的的構(gòu)造巖漿活動(dòng)期,侵入活動(dòng)十分強(qiáng)烈,且具多階段連續(xù)活動(dòng)的特點(diǎn)。靈山巖體是區(qū)內(nèi)規(guī)模最大、與有色金屬礦產(chǎn)關(guān)系密切的酸性巖體。本區(qū)巖漿巖主要有中心相粗粒似斑狀角閃石黑云母二長花崗巖、過渡相中細(xì)粒黑云母堿長花崗巖、邊緣相為細(xì)粒黑云母花崗巖,區(qū)內(nèi)脈巖主要有花崗斑巖、花崗偉晶巖、石英斑巖、云斜煌斑巖、閃長巖等。
松樹崗稀有金屬礦體賦存于蝕變花崗巖體內(nèi),礦體規(guī)模巨大,形態(tài)簡單,礦化連續(xù)。松樹崗蝕變花崗巖體隱伏深部,礦化巖體侵入于倒轉(zhuǎn)背斜轉(zhuǎn)折處的巖層虛脫部位及其附近,隱伏巖體整體呈“靴”狀,總體走向近東西向,頂板具有東緩西陡,北圓南扁平的變化規(guī)律。西側(cè)傾角45°~65°,東側(cè)傾角25°左右。隱伏巖體平面上呈“似腰子”狀。
松樹崗隱伏花崗巖體蝕變作用從早到晚大致為鉀長石化—鈉長石化—云英巖化。其中鉀長石化和鈉長石化還可分為早、晚兩個(gè)階段,鈮鉭等稀有元素主要在鈉長石化交代中沉淀析出,到云英巖化階段最濃集,表現(xiàn)有多量的鈮鉭礦物出現(xiàn),主要以鉭鈮鐵礦、細(xì)晶石為主。礦化巖體內(nèi)各稀有元素礦化與巖體自交代作用密切相關(guān),云英巖化、中細(xì)粒正長花崗巖體中的鈉長石化等蝕變類型以及強(qiáng)度差異決定了稀有金屬礦化類型和空間分布,各種蝕變作用在時(shí)間上有先后,在空間上具有分帶規(guī)律,礦(化)體賦存于各種蝕變巖帶中。根據(jù)蝕變強(qiáng)弱、巖石礦物組合與鉭鈮含量變化,與巖體蝕變分帶相對應(yīng),可將隱伏花崗巖礦化體從上至下劃分為四個(gè)帶:從隱伏巖體接觸帶向下,依次產(chǎn)為偉晶巖帶;鉀長石化花崗巖帶;鉀長石化(鈉長石化)云英巖化花崗巖帶;鈉長石化花崗巖帶。
礦體東西長1676m,南北寬740m,控制最大厚度708.8m,單工程控制最大厚度493.47m。頂板最高控制標(biāo)高402.74m,底板最低標(biāo)高-330.76m。埋藏深度在地表下166m~620m,在1線附近距地表最近點(diǎn)166m。-300m標(biāo)高礦化巖體面積1.28平方公里。礦體形態(tài)總體呈“靴”狀(圖3)。礦體走向?yàn)闁|西向,礦體西陡東緩,西側(cè)90米標(biāo)高以上傾角65°,90m標(biāo)高以下向東傾,傾角81°;東邊-130m以上傾角40°,-130米以下傾角12°;北面90米標(biāo)高以上傾角63°,90m標(biāo)高以下傾向南,傾角83°;南面-130m標(biāo)高以上傾角52°,-130m標(biāo)高以下傾向北,傾角50°。礦體水平截面呈圓形、似橢圓形、似腰子形、似啞鈴形,三維空間形態(tài)從上往下由簡單至復(fù)雜,且展布空間呈漸變增大的趨勢。
靈山黑云母花崗巖經(jīng)熔融作用,源區(qū)貢獻(xiàn)形成新的含鈮鉭鎢錫花崗巖漿,巖漿結(jié)晶分異作用早期部分鈮鉭鎢錫進(jìn)入黑云母和副礦物晶格中,親花崗巖元素在侵入巖頂部“預(yù)富集”。結(jié)晶分異作用中期,二價(jià)、四價(jià)陽離子已晶出,殘余巖漿中含有大量揮發(fā)份和一價(jià)元素,對冷凝部份產(chǎn)生堿質(zhì)交代作用;早期鉀長石化和鈉長石化,使黑云母和副礦物中的鈮鉭鎢錫析放出來,轉(zhuǎn)入熔體中,它們與殘漿中的氟形成〔(NbTa)OF5〕2-、H2WO4、〔Sn(F、OH)6〕2-等穩(wěn)定絡(luò)合物;在早期蝕變以后,鉀轉(zhuǎn)入溶液中,當(dāng)溶液中鉀的濃度增加到一定程度時(shí),產(chǎn)生鉀長石化,繼而鈉長石化,流體在t-p-x條件下遷移,部份鈮鉭沉淀下來,形成鉭鈮鐵礦和少量細(xì)晶石,鎢錫開始少量沉淀形成黑鎢礦和錫石。晚期的強(qiáng)烈鈉長石化使大量的鉀和部份硅轉(zhuǎn)入溶液中,使鉀硅氟在殘漿中的濃度加大,形成云英巖的物質(zhì)基礎(chǔ)。在巖漿結(jié)晶分異的晚期,殘漿中鉀氟濃度升高,隨著成礦溶液溫度下降,酸度增高,形成鐵鋰云母、石英、黃玉等云英巖礦物,鈮鉭鎢錫與溶液中的Fe2+、Mn2+等元素結(jié)合生成細(xì)晶石、鉭鈮鐵礦、黑鎢礦、錫石沉淀。至此鉭鈮全部析出。
圖4 礦化花崗巖綜合成礦模式圖
熱液成礦作用后期部分以流體相為主的組份發(fā)生脈動(dòng)式的減壓沸騰和貫入,充填于圍巖和裂隙,形成鎢、錫石英脈和鎢錫鉛鋅石英脈。在W、Sn的外圍出現(xiàn)Pb、Zn,W、Sn形成時(shí)間早于Pb、Zn,W、Sn和Pb、Zn這種分帶特征可能于含礦流體的氧逸度的變化有關(guān)。由于氧化物的形成消耗了大量封閉體系中的氧,使氧逸度降低,因而到后期有少量錫以硫化物的形式出現(xiàn)在外圍的鉛鋅硫化物內(nèi),或者疊加在細(xì)脈帶型鎢礦床中。這就可以解釋為什么錫(或鎢)礦化主要發(fā)生在鈉長石化帶附近的云英巖化、黃玉化、鐵鋰云母化范圍內(nèi),礦化后期出現(xiàn)黝錫礦的原因。
綜上所述,松樹崗礦區(qū)為與巖漿作用有關(guān)的堿質(zhì)交代—?dú)獬伞?、中溫?zé)嵋旱V床系列。稀有多金屬礦形成時(shí)空演化范圍廣、時(shí)間長,成礦溫度范圍較大,礦床成因類型屬巖漿晚期——期后分異自交代礦床,其工業(yè)類型為鈉長石化花崗巖型鈮鉭銣礦床。成礦模式圖見(圖4)。