吳明珠,邱 凱,謝明璜
(江西有色地質(zhì)勘查二隊(duì),江西贛州341000)
大吉山鎢礦地處南嶺鎢錫成礦帶中段三南礦化集中區(qū)。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育,巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈。鎢、鈮、鉭富集成礦,以石英脈型鎢礦富集為主,在其底部異體共生有蝕變花崗巖型鉭鈮鎢礦體。礦山經(jīng)歷多期次的勘探,隨著開(kāi)采深度的增加,對(duì)原探明的北、中、南三組礦脈進(jìn)行了充分的揭露,積累了大量的地質(zhì)資料,近年來(lái)礦山又加強(qiáng)了對(duì)深部的找礦工作,取得了新進(jìn)展。本文試圖通過(guò)近年探礦所獲得的地質(zhì)勘查資料和礦山開(kāi)采資料分析,對(duì)礦山深部及周邊的資源潛力進(jìn)行探討。
礦區(qū)地處南嶺東西向構(gòu)造巖漿巖帶東段中部,贛南加里東褶皺帶九連山斷隆西南端[1],就位于區(qū)域東西向構(gòu)造和北東向構(gòu)造的復(fù)合部位,大吉山斷隆一墩頭盆地交接處。
區(qū)域內(nèi)出露地層主要有寒武系中上組巨厚層狀的淺變質(zhì)砂巖和板巖;泥盆—二迭系碎屑巖、碳酸鹽巖和侏羅—白堊系陸相碎屑巖及火山—碎屑巖建造,其次是第四系。其中寒武系是區(qū)域內(nèi)最為重要的鎢礦床賦礦層位[2]。
區(qū)域內(nèi)斷裂構(gòu)造以東西斷裂構(gòu)造最為發(fā)育,活動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng),在五里亭南緣呈東西向延伸,沿接觸帶形成東西向硅化蝕變帶,南部被石英斑巖脈充填。北東向構(gòu)造在區(qū)域內(nèi)廣泛分布,形成北東向的密集帶,由壓扭性側(cè)裂分布的裂隙和擠壓破碎帶所組成,具多次活動(dòng)特征,性質(zhì)復(fù)雜,規(guī)模宏大,廣布全區(qū)。代表性是礦區(qū)東邊大吉山斷裂帶和西邊的船底溝斷裂帶。而北西向構(gòu)造以寬展褶皺為主,發(fā)育于上古生界地層中墩頭、西坑和桐山崠,控制泥盆—二迭系地層的展布。南北向構(gòu)造則以緊密褶皺的形式產(chǎn)出基底褶皺構(gòu)造中。
區(qū)域巖漿巖出露面積約占區(qū)域面積的40%。加里東、海西—印支期的巖漿巖均有分布,以燕山期巖漿活動(dòng)最為強(qiáng)烈,主要分布在茅山、五里亭等地?;◢弾r形成時(shí)間主要為燕山早期至晚期早階段,時(shí)限為185~100 Ma[3],其中燕山早期花崗巖與礦區(qū)鎢礦化關(guān)系密切,花崗巖W的濃集系數(shù)高達(dá)133.33[4]。
區(qū)域內(nèi)已知大型的工業(yè)礦床有大吉山鎢多金屬礦、巋美山石英脈型黑鎢礦床、龍南足洞花崗巖風(fēng)化殼型重稀土礦床。
礦區(qū)位于“三南”礦集區(qū)西南部,五里亭花崗巖之南5 km處。礦區(qū)面積2.6 km2,礦床類(lèi)型分石英脈型黑鎢礦床和花崗巖型鎢、鉭、鈮、鈹?shù)V床兩類(lèi)(圖1)。
圖1 全南縣大吉山鎢礦區(qū)地質(zhì)略圖Fig.1 Geological sketch of Dajishan tungsten deposit in Quannan County
該類(lèi)型礦床主要賦存在大吉山斷裂帶與船底溝斷裂帶夾持的寒武系變質(zhì)砂巖中。北東向的大吉山斷裂帶和船底溝斷裂帶與北西西向含鎢石英脈帶構(gòu)成大吉山特有的“樓梯狀”構(gòu)造格局[5]。
礦區(qū)共有礦脈111條,成組成帶呈平行、密集、間疏分布。礦脈總體走向270°~310°,傾向北東,傾角60°~81°[6]。根據(jù)礦脈的產(chǎn)出空間位置,由北向南劃分為北組、中組、南組和再南組四個(gè)脈組。脈組水平延伸最長(zhǎng)為1150m,最短48m,平均長(zhǎng)度約700m,垂直最大延深900 m,平均延伸600余米。單脈0.1~3 m,平均脈幅寬0.45 m。單脈水平延伸48~900 m,最大垂直延深為620 m;每組礦脈寬度60~70 m,脈組間距70~280 m不等。
礦脈以陡傾斜產(chǎn)出,沿走向、傾向變化大,水平方向上由西向東分散,垂直方向上由上至下收斂成楔形,具顯明垂直分帶現(xiàn)象。礦脈分支、復(fù)合、側(cè)現(xiàn)、再現(xiàn)、膨縮、彎曲等現(xiàn)象均較常見(jiàn),局部形態(tài)變化復(fù)雜。各脈組隨著深度的增加,礦脈逐步往中間收攏并且合并變大,具“五層樓”礦化特征[7-12]。北、中、南各組礦脈特征見(jiàn)表1。
表1 石英脈型黑鎢礦床北、中、南礦脈地質(zhì)特征Tab.1 Geological characteristics of north,middle and south veins of quartz vein scheelite deposit
礦石中金屬礦物有黑鎢礦、白鎢礦、綠柱石、輝鉬礦、輝鉍礦、自然鉍、磁黃鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦和毒砂,有益組分為 W、Bi、Mo、Ag[13]。
礦脈圍巖蝕變主要為硅化、云英巖化、電氣石化和黑云母化等。
在該礦區(qū)深部隱伏著數(shù)個(gè)產(chǎn)狀、規(guī)模、形態(tài)不一的鈉長(zhǎng)石化細(xì)粒白云母花崗巖,都具有不同程度的鎢、鉭、鈮、鈹?shù)V化。規(guī)模較大的有69~73號(hào)5個(gè)巖體,其中69號(hào)巖體為經(jīng)勘探的工業(yè)礦體。69號(hào)礦體隱伏于礦區(qū)中部,面積0.391 km2,頂部標(biāo)高480 m,已控制最低標(biāo)高130 m。產(chǎn)狀為一中心高,向四周傾斜的不整合小巖蓋。探明的69號(hào)礦體是具有獨(dú)立工業(yè)意義的中型鉭、鈮、鎢、鈹?shù)V床。
圖2 大吉山礦區(qū)106線(xiàn)剖面圖Fig.2 Profile of line 106 in Dajishan area
礦石類(lèi)型為鎢、鉭、鈮、鈹花崗巖礦石。主要金屬礦物為細(xì)晶石、鉭鈮鐵礦、黑鎢礦、白鎢礦,其次為綠柱石、似晶石、羥硅鈹?shù)V、自然自然鉍、黃鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦、毒砂、閃鋅礦、黝銅礦、錫石、鈮釔礦、獨(dú)居石、磷釔礦等。礦石中的有用組分為WO3、Ta2O5和 Nb2O5,伴生有用組分有 BeO、Rb2O、Cs2O、Sn、Bi、Mo 和 TR2O3[13]。
礦體圍巖蝕變主要為鈉長(zhǎng)石化、白云母化、云英巖化、絹云母化、碳酸鹽化和錳榴石化。
1953年4月~1956年12月,原長(zhǎng)沙勘探公司205隊(duì),對(duì)礦區(qū)467 m標(biāo)高以上的石英脈型鎢礦床進(jìn)行過(guò)詳細(xì)勘探。探明具有工業(yè)價(jià)值的礦脈81條,礦石WO3平均品位2.543%,獲得WO3儲(chǔ)量B+C級(jí)礦石量608萬(wàn)t,金屬量96 693 t;鉍金屬量4 632 t;鉬金屬量923 t;鈹金屬量449 t。該期勘探工作主要是為了前期礦山建設(shè)需要,采用坑探工程為主,控制467 m中段以上礦體,礦體延深沒(méi)有控制。
1961年12月~1966年12月,原江西省冶金勘探公司615隊(duì)進(jìn)行補(bǔ)充勘探,累計(jì)探明礦脈111條,新增鎢儲(chǔ)量B+C級(jí)礦石量41.7萬(wàn)t,金屬量10 819 t。本期勘探主要是采用坑探加鉆探工程,對(duì)北組礦脈467 m以上進(jìn)行詳勘,并對(duì)深部礦化進(jìn)行控制??犹讲槊髁?67 m中段以上脈鎢礦床的賦存狀態(tài),鉆孔控制467~317 m中段內(nèi)脈鎢礦床的礦化深度,僅有個(gè)別鉆孔控制至100 m標(biāo)高。工業(yè)儲(chǔ)量估算的下限至417 m標(biāo)高,遠(yuǎn)景儲(chǔ)量估算至317 m標(biāo)高,317 m標(biāo)高以下基本沒(méi)有工程控制。
1969—1975年原江西省冶金勘探公司十三隊(duì)在該區(qū)進(jìn)行鎢、鉭、鈮、鈹?shù)V床勘探,主要針對(duì)69號(hào)礦體。探明69號(hào)礦體WO328 075.1 t,鉭2 170.6 t,鈮1 258.2 t,鈹4 723.9 t。該次勘探發(fā)現(xiàn)在69號(hào)礦體下部的70—72號(hào)巖體均有鉭、鈮、鎢、鈹獨(dú)立礦物存在,部分地段BeO平均品位達(dá)0.04%左右,但控制程度低,沒(méi)有詳細(xì)評(píng)價(jià)。
2013年大吉山鎢礦開(kāi)展南組礦脈深部找礦工作,在100~267 m標(biāo)高范圍內(nèi)開(kāi)展詳查。在南組礦帶267 m中段,施工坑內(nèi)鉆孔13個(gè),進(jìn)尺3 481 m。揭露5 cm以上的石英脈102條次,累計(jì)真厚度15.82 m。其中6個(gè)鉆孔見(jiàn)礦,工業(yè)礦脈17條次,累計(jì)真厚度3.53 m,最大礦脈厚度0.37 m,新增WO3礦石量344 kt,金屬量7 180 t。深部找礦取得了較好成果,認(rèn)為70~72號(hào)巖體需進(jìn)一步開(kāi)展詳查工作。截止2017年,礦山通過(guò)深部探礦,累計(jì)探明石英脈型黑鎢礦資源儲(chǔ)量礦石量 8 683 kt,WO3金屬量174 989 t,與2013年核實(shí)報(bào)告累計(jì)探明的資源儲(chǔ)量礦石量 7 990 kt,WO3金屬量 161 949 t對(duì)比,4年間新增礦石量693 kt,WO3金屬量13 040 t。
北組深部找礦主要在114~111線(xiàn)267~0 m標(biāo)高進(jìn)行。
地表特征顯示,北組礦脈產(chǎn)于前寒武紀(jì)淺變質(zhì)巖中,有四個(gè)走向北西西、傾向北北東,呈側(cè)列平行狀的石英細(xì)脈組構(gòu)成。單個(gè)脈組平均延長(zhǎng)230m、最長(zhǎng)400 m,寬 3.0~21.1 m、平均 15 m,總脈幅 1.269 m,含脈密度 1.8~3.7 條/m,含脈率 0.40%~1.38%,WO3一般品位 0.015%~0.65%,平均品位 0.275%,最高品位3.13%。深部隱伏單條礦脈間距平均14 m,最大50 m,最小3 m。單脈走向270°~280°,傾向北北東,傾角70~80°。單脈延長(zhǎng)50~800 m,平均長(zhǎng)410 m,脈幅一般為 0.1~0.49 m,平均 0.20 m,WO3平均品位為1.67%。267 m標(biāo)高以下均有礦脈存在,以23號(hào)脈為代表。
23號(hào)礦脈分布于114~115線(xiàn)之間,賦存標(biāo)高650~317 m,走向280°,傾向北北東,傾角74°~83°。礦脈走向延長(zhǎng)840 m,沿傾向延深穩(wěn)定。脈幅0.1~1.29 m,平均厚 0.49 m。礦脈明顯中部大,上、下部較小。礦脈WO3品位最高12.699%、最低0.02%,平均品位1.25%。金屬礦物主要有黑鎢礦、白鎢礦、少量的輝鉬礦、輝鉍礦、黃鐵礦等。
在北組所施工的深部鉆孔,CK125孔在250~290 m標(biāo)高揭露24號(hào)脈組,含礦石英脈4條[13],最小的為 0.08 m,最大的為 0.46 m。WO3品位 0.015%~0.106%;CK28鉆孔在標(biāo)高320~340 m見(jiàn)23號(hào)脈組,含礦石英脈3條[14],最小的為0.12 m,最大的為0.32 m,WO3品位 0.023%~46.42%。深部揭露的 23號(hào)、24號(hào)兩組工業(yè)礦脈,礦脈特征和礦物組合與上部中段的礦脈特征相同,顯示深部仍有找礦拓深空間。
再南組位于南組以南200余米,地表為疏密相間的北西西向容礦裂隙標(biāo)志帶,與南組礦帶大致平行。標(biāo)志帶由密集的含鎢石英脈、云母線(xiàn)組成,呈北西西—南東東方向延展,傾向北,斷續(xù)延長(zhǎng)700余米。礦化帶寬 40~50 m,走向 290°~310°,傾角 30°~65°。礦帶中單脈延長(zhǎng)20~40m,脈線(xiàn)厚度以小于1cm為主,達(dá)到3cm以上者占4.7%,最高含脈率為0.79%,WO3平均品位為0.06%,最高為0.135%。該脈組原勘探程度低,20世紀(jì)60年代,原江西省冶金勘探公司615隊(duì),用稀疏的鉆孔對(duì)礦區(qū)進(jìn)行過(guò)評(píng)價(jià),僅揭露到了厚度0.18~6.10 m的十余條石英體,大多數(shù)石英體中見(jiàn)有少量星點(diǎn)狀黃銅礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦等硫化物。2012年礦山開(kāi)展南組礦脈深部探礦,施工的ZK2011鉆孔揭露隱伏的中細(xì)粒黑云母花崗巖頂面標(biāo)高25 m,傾向南,傾角62°,說(shuō)明再南組蓋層厚度大,隱伏巖體向南陡傾,深部成礦條件好。根據(jù)贛南鎢礦標(biāo)志帶找礦特征,預(yù)測(cè)再南組深部具有較好的找礦潛力。
該區(qū)地處礦區(qū)西緣船底溝北東向斷裂帶的上盤(pán),區(qū)內(nèi)出露地層主要為寒武系上統(tǒng)水石群變質(zhì)石英砂巖夾板巖,地表角巖化發(fā)育。受船底溝北東向斷裂構(gòu)造帶的影響,地表北東和北西西裂隙發(fā)育。
2000—2001年,江西有色地質(zhì)勘查五隊(duì)在大吉山測(cè)區(qū)開(kāi)展了1∶50 000萬(wàn)化探分散流地球化學(xué)普查工作,圈定出異常面積22 km2,總體走向北西,傾向北東。在船底溝斷層的上盤(pán),圈定面積0.13 km2的礦化帶,礦化帶長(zhǎng)300 m,寬有400 m。測(cè)得W異常,最高值大于 100×10-6、平均 65.6×10-6;Bi異常,最高值大于 2 094×10-6、平均 239.38×10-6;Ag 異常,最高值大于 5×10-6、平均 1.768×10-6;Be 異常,最高值大于65.7×10-6、平均 31.04×10-6;Mo 異常,最高值大于49×10-6、平均 16.42×10-6,異常元素組合齊全、濃度中心明顯、峰值高,異常無(wú)污染[14-16]。大吉山西部有利的成礦構(gòu)造與異常濃集中心吻合,與礦區(qū)探明的脈組對(duì)比,具有相同的高背景值地球化學(xué)異常元素,相同的巖石地球化學(xué)特征和控巖控礦斷裂,成礦地質(zhì)條件優(yōu)異。因此,預(yù)測(cè)在礦區(qū)西緣船底溝北東向斷裂帶的上盤(pán)有尋找隱伏鎢、鉍、銀、稀有金屬礦的潛力。
70—72號(hào)含礦巖體規(guī)模較大,有用元素品種多,鉭、鈮、鎢、鈹均有獨(dú)立礦物存在,部分地段BeO平均品位可達(dá)0.04%左右,過(guò)去勘探程度低,因此需進(jìn)一步評(píng)價(jià)、勘探。
(1)大吉山鎢礦通過(guò)探邊摸底,攻新找盲的思路,不斷地進(jìn)行生產(chǎn)探礦和邊深部的找礦,新增了大量的資源儲(chǔ)量。在北組104線(xiàn),鉆孔在250~340 m標(biāo)高揭露的23號(hào)和24號(hào)脈組,脈幅大,鎢礦品位高,礦物組分和礦化特征與上部中段的礦脈一致,顯示還有拓深的找礦空間。
(2)大吉山鎢礦床南緣和西緣變質(zhì)巖角巖化強(qiáng),石英云母線(xiàn)及脈巖大量出現(xiàn),地表W、Bi、Mo地球化學(xué)元素異常背景值高。鉆探工程和坑道工程證實(shí),南組和北組的西緣,蓋層厚大,花崗巖頂面標(biāo)高低,有尋找隱伏礦體的前景。
(3)在69號(hào)礦體下部的70—72號(hào)巖體,有尋找鉭、鈮、鎢、鈹?shù)V的資源潛力。