鄧 江,宋慈安,李紅亮
(1.廣西平桂飛碟股份有限公司,廣西 賀州 542800;2.桂林理工大學(xué),廣西 桂林 541004)
廣西珊瑚長營嶺鎢錫礦床是南嶺地區(qū)典型的鎢錫石英脈型礦床之一,礦床規(guī)模之大為國內(nèi)外罕見,成礦規(guī)律也有獨(dú)特之處。前人對珊瑚長營嶺鎢錫礦床地質(zhì)特征、地球化學(xué)特征、成礦模式做過很多研究[1-3],但對成礦規(guī)律的認(rèn)識和總結(jié)不夠全面,對深部、邊部及外圍的找礦預(yù)測較少。筆者對長營嶺鎢錫礦床成礦特征、成礦規(guī)律深入研究形成新認(rèn)識,對深部、邊部及外圍進(jìn)行成礦預(yù)測,圈定了找礦預(yù)測區(qū)。
珊瑚長營嶺鎢錫礦床位于桂東北富賀鐘鎢錫多金屬成礦區(qū)南西部。大地構(gòu)造位置處于南華褶皺系濱太平洋陸緣活動帶桂東南—桂東北云開陸緣弧褶皺帶。
礦區(qū)出露地層為下泥盆統(tǒng)蓮花山組砂巖和那高嶺組砂頁巖;中泥盆統(tǒng)郁江組砂頁巖和東崗嶺組灰?guī)r;上泥盆統(tǒng)桂林組灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r。
區(qū)內(nèi)褶皺和斷裂發(fā)育,構(gòu)造線具多向性和繼承性,主要構(gòu)造線方向?yàn)镹NE向。規(guī)模較大的褶皺構(gòu)造有葫蘆嶺短軸背斜和旗嶺背斜。近礦床部位還普遍發(fā)育NEE向呈雁行狀排列的短軸傾伏褶皺。斷裂構(gòu)造走向大體可分為4組,即北東組,北西組,東西組及南北組,以北東組和北西組發(fā)育,尤以北東組規(guī)模最大。區(qū)內(nèi)產(chǎn)出鎢錫石英脈型、鎢銻螢石石英脈型、含鎢石英角礫脈型和錫多金屬硫化物4種礦床類型,均產(chǎn)于特定的構(gòu)造部位,鎢錫石英脈型為最主要的礦床類型。
巖漿巖僅在礦床西部4km外的鹽田嶺出露,面積約0.16km2,呈巖枝狀產(chǎn)出。巖性為云英巖化細(xì)粒花崗巖,灰白色,細(xì)粒等粒結(jié)構(gòu),以白云母、石英為主,云英巖化強(qiáng)烈。該巖體與長營嶺鎢錫礦床似無直接成因關(guān)系。
長營嶺鎢錫礦床為石英脈型鎢錫礦床,產(chǎn)于珊瑚礦區(qū)中部NNE向F1~F5擠壓帶及其伴生的脆韌性剪切帶中,礦脈主要充填于該帶中向南東陡傾(簡稱陡南東組)和向北西緩傾(簡稱緩北西組)的張剪性裂隙中。礦脈分布于長營嶺東坡,主要脈組位于山麓地帶砂、頁巖與灰?guī)r接觸線附近的巖溶凹地中。
已圈定工業(yè)礦脈200余條,依產(chǎn)狀分為陡南東和緩北西兩組,陡南東組為主要的工業(yè)礦脈。礦脈可劃分為6個(gè)脈組,主要的脈組為Ⅱ、Ⅲ和Ⅵ號(盲脈)。第Ⅲ組脈中心在1線附近約100m標(biāo)高處,向下至-200m標(biāo)高即近于尖滅,向上延至地表尚有較大的厚度,部分已受剝蝕。第Ⅱ組脈脈組中心在3線附近約-100m標(biāo)高處,延傾斜向下延至-500m標(biāo)高,向上至地表逐漸變小而趨于尖滅。第Ⅵ脈組位于第Ⅱ脈組下盤的下方,是典型的盲脈組,在-100m標(biāo)高以上只有少數(shù)小脈。目前已揭露的脈組最大深度和厚度位于7線附近,標(biāo)高-600m左右,如圖1、圖2所示。
圖1 長營嶺鎢錫礦區(qū)Ⅲ、Ⅱ、Ⅵ脈組等厚線及空間分布
圖2 長營嶺鎢錫礦區(qū)7線地質(zhì)剖面圖
礦石礦物有:黑鎢礦、錫石、白鎢礦、黃銅礦、閃鋅礦、毒砂、黃鐵礦。脈石礦物有:石英、方解石、白云石、白云母、螢石、磷灰石、氟磷酸鐵錳礦、菱錳礦、黝錫礦、綠泥石、雌黃鐵礦、白鐵礦、方鉛礦、輝鉍礦、自然砷、雄黃等。
礦石主要構(gòu)造有:塊狀構(gòu)造,對稱條帶構(gòu)造,角礫狀構(gòu)造,脈狀構(gòu)造,浸染狀構(gòu)造,晶洞構(gòu)造,梳狀構(gòu)造等。礦石主要結(jié)構(gòu)有:交替溶蝕結(jié)構(gòu),自形晶結(jié)構(gòu),他形晶結(jié)構(gòu),壓碎結(jié)構(gòu)等。
主要蝕變作用為絹云母化、螢石化、黃玉化、電氣石化、綠泥石化、毒砂化、黃鐵礦化、硅化、碳酸鹽化等。
根據(jù)脈狀穿插構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造和殘余構(gòu)造,結(jié)合成礦期間構(gòu)造活動,可將珊瑚鎢錫礦床劃分為4個(gè)成礦階段:錫石—螢石—黃玉階段、黑鎢礦—錫石—石英階段、硫化物—石英階段、碳酸鹽階段。
(1)1∶2.5萬重力資料顯示長營嶺地段局部存在明顯的重力局部高值異常,1∶2.5萬航磁資料顯示長營嶺地段航磁異??傮w成NNE向展布,由3個(gè)80~100nT的局部異常疊加形成一個(gè)向南凸出的半弧異常,1∶1萬地磁資料顯示的3個(gè)地磁異常部位及主要特征同航磁異?;疽恢拢?-3],這些資料顯示了重力局部高值異常并與半環(huán)狀磁異常相對應(yīng),預(yù)示著礦床深部產(chǎn)出隱伏花崗巖體。
(2)在長營嶺礦床75中段中的F1斷層中可見寬約10cm的由正長石組成的長石脈,通過鉀氬法測得年齡為92Ma[2],為燕山晚期產(chǎn)物。根據(jù)栗木礦區(qū)燕山期花崗巖外帶相變?yōu)殚L石脈的特點(diǎn)[4],推測此長石脈是深部隱伏花崗巖的相變產(chǎn)物。
(3)長營嶺地段的巖石受到不同程度的熱變質(zhì),灰?guī)r變成大理巖,砂巖變成角巖或變質(zhì)砂巖,頁巖變成斑點(diǎn)板巖。150~300m標(biāo)高為大理巖化帶,-180~150m標(biāo)高為變質(zhì)砂巖夾斑點(diǎn)板巖(少斑)帶,-180~-600m標(biāo)高為角巖夾斑點(diǎn)斑巖(多斑)帶,越往深部熱變質(zhì)程度加強(qiáng),認(rèn)為這些是由于深部的隱伏花崗巖與圍巖產(chǎn)生的熱變質(zhì)。
(1)按華南脈鎢礦床“五層樓”分帶規(guī)律[5],含礦石英脈帶在剖面上由上往下依次為線脈帶→細(xì)脈帶→混合帶→大脈帶→巨脈帶,隱伏巖體就在巨脈帶下出現(xiàn)。長營嶺礦床的鉆孔揭露在礦床深部-600~-700m見有厚約6.14m的大脈(參見圖2),再往下還有延伸,估計(jì)要延伸到-800m左右。對比江西漂塘礦區(qū)大脈帶往下約100m左右出現(xiàn)隱伏花崗巖體,木梓園礦區(qū)大脈帶往下約200m左右出現(xiàn)隱伏花崗巖體[6-7],可推斷長營嶺鎢錫礦床標(biāo)高約-1 000m處可能到達(dá)隱伏巖體的頂部。
(2)據(jù)成礦動力學(xué)計(jì)算,礦床深部熱液以5.1 075×10-10m/s的滲濾速率,經(jīng)過9.4萬年的遷移,向上滲濾的距離約1 500m[2],而地表線脈帶標(biāo)高約為300~450m,因此推測深部巖體約在-1 000m左右的標(biāo)高出現(xiàn)。
據(jù)圖3所示,Ⅱ、Ⅲ組脈于平面總體上雖然大致平行,但Ⅱ、Ⅲ、Ⅵ組脈的脈組中心在平面上的投影位置,依次為北東向和南西排列,似呈左行側(cè)幕。在剖面上各脈組的賦存深度和脈組中心由北東向南西依次降低,Ⅱ、Ⅲ、Ⅵ組脈呈明顯的后行側(cè)幕排列,如圖1、圖2所示。綜合脈組間平、剖面排列的規(guī)律,它們在空間上則為左后型側(cè)幕排列。
控礦構(gòu)造為NNE向石灰山斷層(F1)、騎嶺斷層(F5)形成的擠壓帶及其伴生的NW向的桂棕沖斷層(F27)、豬鼻沖斷層(F17)、杉木沖斷層(F22)、龍門沖斷層(F8)形成的脆韌性剪切帶交接構(gòu)成的網(wǎng)格狀斷裂系統(tǒng),帶中斜列式褶皺、背斜向斜的轉(zhuǎn)折端可能是礦脈密集產(chǎn)出地段,如圖3、圖5所示。容礦構(gòu)造主要為網(wǎng)格狀斷裂中NE向主斷裂的次一級的NE向張剪性裂隙,其很可能是石灰山斷層(F1)派生而成的。礦田東部NNE向F31~F1構(gòu)造帶、西部F5~F3和F3~F3-1構(gòu)造帶與中部F1~F5構(gòu)造帶類似。
圖3 脈組在平面上的投影示意圖
碎屑巖向碳酸鹽巖的過渡部位形成地球化學(xué)屏障,對成礦較為有利,長營嶺礦床就是處在碎屑巖向碳酸鹽巖的過渡地段。
根據(jù)以上成礦特點(diǎn)和規(guī)律,對該區(qū)深部找礦作出了如下推斷和預(yù)測:
(1)據(jù)鉆孔揭露,Ⅵ組脈-600~-700m標(biāo)高往下尚無尖滅之趨勢,向深部亦應(yīng)有較大的延伸,推測延伸到-800m左右。據(jù)剖面上Ⅱ、Ⅲ、Ⅵ組脈呈后行側(cè)幕排列規(guī)律,預(yù)示著在Ⅵ脈組的NW方向可能存在新的盲脈組,根據(jù)之前推測隱伏巖體產(chǎn)出的深度,可推斷新的盲脈組向下延伸最大深度可能到-900~-1 000m標(biāo)高(見圖4)。
圖4 珊瑚長營嶺鎢錫礦床深部預(yù)測模式圖
(2)廣西栗木水溪廟礦床自上而下分為5個(gè)帶:螢石-鋰云母細(xì)脈帶、鎢錫長石石英脈帶、花崗偉晶巖脈、花崗巖枝帶、錫鈮鉭鈉長石花崗巖帶、鈉長石花崗巖帶,礦脈從上往下由脈體型鎢錫礦轉(zhuǎn)化為巖體型鎢錫鈮鉭礦,且花崗巖巖體往下100~200m出現(xiàn)皮殼狀、似層狀巖體型鎢錫鈮鉭礦體[4]。由芒場礦田的礦床分布縱剖面圖可知花崗巖巖體上部為脈體型錫多金屬,往下變?yōu)楹?00~200m似層狀、透鏡狀巖體型鎢錫鈮鉭礦[8]。因此,根據(jù)這些鎢錫礦床上部為脈體型鎢錫礦,向下轉(zhuǎn)化為巖體型鎢錫鈮鉭礦的規(guī)律,推測在該區(qū)隱伏巖體頂部往下100~200m的范圍內(nèi)(即-1 000~-1 200m標(biāo)高)也可能產(chǎn)出皮殼狀、似層狀巖體型鎢錫鈮鉭礦體(參見圖4)。
根據(jù)長營嶺鎢錫礦床成礦特點(diǎn)和規(guī)律等綜合因素歸納起來,該礦區(qū)邊部及外圍找礦預(yù)測準(zhǔn)則如下:
(1)隱伏花崗巖體:鎢錫成礦期的成礦與隱伏花崗巖有著密切的成因關(guān)系,因此隱伏花崗巖的存在是成礦的有利條件,而存在著明顯的重力局部高值異常并與半環(huán)狀磁異常相對應(yīng)的地帶,即可能存在隱伏花崗巖體,是找礦的有利部位。
(2)構(gòu)造:發(fā)育在NE向擠壓帶及其伴生的NW向脆韌性剪切帶形成的網(wǎng)格狀斷裂系統(tǒng),形成了對成礦有利的良好圈閉條件,是找礦的有利部位。
(3)巖性:長營嶺鎢錫礦床產(chǎn)于砂、頁巖與灰?guī)r接觸線附近。因此,碎屑巖向碳酸鹽巖的過渡部位對成礦較為有利。
(4)地表標(biāo)志帶:根據(jù)石英脈型鎢錫礦床具有“五層樓”模式,地表出現(xiàn)的線(細(xì))脈帶地段則是找礦的直接標(biāo)志地段。
(5)地球化學(xué)異常:長營嶺鎢錫礦床W、Sn、F、B、As在地表形成的異常規(guī)模大、強(qiáng)度高,能形成三級濃度分帶,具有明顯的濃集中心[2]。因此,具有和長營嶺鎢錫礦床地球化學(xué)異常特征相似的地段是找礦的有利地段。
根據(jù)這些找礦預(yù)測準(zhǔn)則,圈定了3個(gè)邊部預(yù)測區(qū)和1個(gè)外圍預(yù)測區(qū)(見圖5)。
圖5 珊瑚長營嶺鎢錫礦區(qū)邊部及外圍預(yù)測圖
4.2.1 騎嶺—剩錢沖預(yù)測區(qū)(Ⅰ)
該區(qū)位于長營嶺礦床NW邊部約500m處。預(yù)測的依據(jù)主要有:①區(qū)內(nèi)NNE向斷裂(F5、F3)與NW向斷裂(F17、F27)交叉形成網(wǎng)格狀構(gòu)造為有力的控礦和容礦構(gòu)造。②區(qū)內(nèi)的八步嶺北存在著明顯的重力局部高值異常并與半環(huán)狀磁異常相對應(yīng),推測深部亦產(chǎn)出有隱伏花崗巖體[8]。③有的區(qū)段地層巖性屬于碎屑巖向碳酸鹽巖的過渡地段。
4.2.2 龍門沖—松沖預(yù)測區(qū)(Ⅱ)
該區(qū)位于長營嶺礦床SW邊部約300m處。預(yù)測的依據(jù)主要有:①區(qū)內(nèi)NNE向斷裂(F1、F5)與NW向斷裂(F8、F49)交叉形成網(wǎng)格狀構(gòu)造為有力的控礦和容礦構(gòu)造。②地表發(fā)現(xiàn)稀疏含礦線(細(xì))脈,屬隱伏礦體地表標(biāo)志帶。
4.2.3 黃花村—龍窩寨預(yù)測區(qū)(Ⅲ)
該區(qū)位于長營嶺礦床SE邊部約400m處。預(yù)測的依據(jù)主要有:①該區(qū)內(nèi)W、Sn、Sb、Ag、Pb、Zn、Cd異常規(guī)模較大,強(qiáng)度高,濃集中心明顯,各元素異常重疊性好,其特征與西側(cè)的珊瑚鎢錫礦的異常特征相似[9]。②該區(qū)地層巖性與長營嶺礦床地層巖性基本相同,屬于碎屑巖向碳酸鹽巖的過渡地段。
4.2.4 松宮—掛壁沖預(yù)測區(qū)(Ⅳ)
該區(qū)位于長營嶺礦床外圍西部約3 000m處。預(yù)測的依據(jù)主要有:①區(qū)內(nèi)NNE向斷裂與NW向斷裂發(fā)育,交叉形成網(wǎng)格狀構(gòu)造為有力的控礦和容礦構(gòu)造。②松宮地區(qū)存在著明顯的重力局部高值異常并與半環(huán)狀磁異常相對應(yīng),推測深部產(chǎn)出有隱伏花崗巖體[3]。③地表發(fā)現(xiàn)大量的云母石英細(xì)脈,屬隱伏礦體地表標(biāo)志帶。
(1)長營嶺鎢錫礦床具有明顯的成礦規(guī)律,其對深部、邊部及外圍找礦預(yù)測有重要的指導(dǎo)意義。
(2)長營嶺鎢錫礦床深部-600~-1200m標(biāo)高區(qū)間具有很大的找礦空間,預(yù)測-1000~-1200m標(biāo)高區(qū)間隱伏花崗巖可能出現(xiàn)巖體型鎢錫鈮鉭礦體。
(3)根據(jù)長營嶺鎢錫礦床成礦特點(diǎn)和規(guī)律總結(jié)出的成礦準(zhǔn)則所圈定的3個(gè)邊部預(yù)測區(qū)和1個(gè)外圍預(yù)測區(qū)具有較大的找礦潛力,可能存在類似長營嶺式的鎢錫石英脈礦床,通過今后勘查工作,有望實(shí)現(xiàn)找礦突破。
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