庾江華 黃 濤 張吉生 李凱
(安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局322地質(zhì)隊(duì))
安徽省皖南地區(qū)欽杭東段北部是重要錫(鎢)銣多金屬礦產(chǎn)地,該區(qū)經(jīng)歷了多期造山運(yùn)動,引起了強(qiáng)烈燕山晚期花崗斑巖活動與成礦作用。西塢口錫(鎢)銣礦是近年來新發(fā)現(xiàn)的典型云英巖脈、巖體型巖漿高溫?zé)嵋盒湾a礦床,黑鎢礦為內(nèi)、外接觸帶石英細(xì)脈巖漿高溫?zé)嵋盒偷V床及稀有金屬云英巖型銣礦床,受到地質(zhì)界關(guān)注。前人對皖南山區(qū)錫鎢礦及稀有金屬銣礦的礦床地質(zhì)特征、成因分析、找礦前景等研究頗多,雖獲得豐富地質(zhì)資料,但對錫(鎢)銣礦床成礦巖體、成巖時(shí)代、巖體型錫鎢礦、云母型銣礦賦存狀態(tài)、成礦模式、礦床類型研究卻提及甚少。對于巖漿熱液礦床,礦床成礦要素非常重要,以安徽西塢口礦區(qū)典型錫(鎢)銣礦床成礦要素及成礦模式為研究目標(biāo),對礦床的區(qū)域成礦條件、礦床地質(zhì)特征、礦體特征、礦床類型、成礦模式等方面進(jìn)行分析,總結(jié)礦床成礦要素,建立典型礦床模式,為皖南地區(qū)提供找礦勘查典范。
西塢口錫(鎢)銣礦床位于揚(yáng)子陸塊,下?lián)P子坳陷、江南隆起帶東段及浙西坳陷。印支運(yùn)動使本區(qū)發(fā)生海變陸巨大變化,形成一系列北東向績溪—寧國墩復(fù)背斜、梅林向斜、喜玲向斜、西塢口背斜,西為太平復(fù)向斜的一部分。南華系沉積蓋層構(gòu)成的北東向旌德斷裂、周王斷裂從礦區(qū)北東通過,績溪—寧國墩斷裂從礦區(qū)南東通過。
礦區(qū)位于北東東向?qū)巼兿獜?fù)背斜之北東段寧國墩復(fù)背斜核部,礦體產(chǎn)出于皖浙贛斷裂帶內(nèi)北東向裂隙中。
西塢口錫(鎢)銣礦床位于寧國—績溪大斷裂之間的績溪復(fù)背斜軸部,并在背斜軸部共軸疊加了北東向較為開闊的向斜,鎢礦多數(shù)礦體產(chǎn)于疊加向斜內(nèi),本區(qū)出露地層主要為震旦系地層。
休寧組(Nh1x)是主要錫(鎢)礦及稀有金屬銣礦的主要賦礦層位,南沱組(Nh2n)是主要錫(鎢)礦及稀有金屬銣礦主要賦礦層位,藍(lán)田組(Z1l1)、皮園村組(Z2∈1p)是少量錫(鎢)礦及銅礦賦礦層位。
礦區(qū)構(gòu)造較發(fā)育,主要為褶皺構(gòu)造和斷裂構(gòu)造,節(jié)理裂隙發(fā)育。
錫(鎢)銣礦主要受多次斷裂構(gòu)造控制,主要斷層F3 在空間上與Ⅱ號、Ⅲ號礦化帶逆斷層和與之相伴生的褶皺構(gòu)造組成,沿該斷層有花崗斑巖及其巖脈侵入,主要為容礦構(gòu)造、導(dǎo)礦的作用[1](圖1)。
礦區(qū)地表巖漿巖不甚發(fā)育,僅見小侵入巖及脈巖。巖性主要為花崗斑巖(γπ),分布在Ⅱ~Ⅳ號礦化帶及西塢口一帶?;◢彴邘r巖脈、巖墻走向?yàn)?0°~25°,在西塢口附近與F3 斷層斜接,西塢口巖體具有高硅、富堿、貧鈣及高分異花崗斑巖特征[2],西塢口巖體的成巖時(shí)代為141.7±1.0 Ma,應(yīng)屬于燕山期早階段巖漿活動的產(chǎn)物[3]。
礦區(qū)花崗斑巖及其閃長質(zhì)包體的微量元素特征相似,顯示具有相同的成因類型?;◢彴邘r及包體都有含水量較多的硫化物,尤其是后者,有較高含水量的黃鐵礦、磁黃鐵礦,F(xiàn)、W、Sn含量豐富[4](表1)。
成礦元素W高出維氏值3~7倍,Sn高出維氏值達(dá)30倍左右,顯示了花崗斑巖與W、Sn礦化的密切關(guān)系。
西塢口礦區(qū)在Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ號礦化帶中共圈定了32個錫鎢礦體、4 個銣礦體、2 個螢石礦體、4 個鈹?shù)V體。其中Ⅱ號礦化帶有10 個錫鎢礦體、2 個鈹?shù)V體;Ⅲ號礦化帶有14 個錫鎢礦體、2 個鈹?shù)V體;Ⅳ號礦化帶有10 個礦體(含1 個錫礦體、2 個螢石礦體),其中Ⅱ-4、Ⅱ-6、Ⅳ-3號礦體為主要礦體。
3.1.1 主要錫鎢礦體
(1)Ⅱ-4號礦體鎢資源儲量14.96%,平面上呈長條狀,走向?yàn)?7°左右,沿走向往北東端出露地表;礦體賦存于南華系南沱組、休寧組碎屑巖裂隙中,賦存標(biāo)高為563.04~-61.79 m,埋深為0~394.91 m,礦體呈長脈狀,走向長度為1 450 m,傾向延伸213.23 m,整體傾向南東,傾角為70°~80°。
(2)Ⅱ-6 號礦體鎢資源儲量占到全礦區(qū)的33.41%,礦體未出露地表,平面上呈長條狀。走向北北東,礦體賦存與南華系南沱組、休寧組碎屑巖裂隙中,賦存標(biāo)高為375.72~-95 m,埋深為46.84~424.65 m,礦體呈脈狀,走向長800 m,整體傾向南東,傾角為0°~80°。
(3)Ⅳ-3 號礦體是錫資源量最大的礦體,占到全礦區(qū)的71%,平面上呈長條狀,礦體呈似脈狀賦存于南華系南沱組、休寧組碎屑巖裂隙及花崗斑巖脈中,賦存標(biāo)高為474.72~-166 m,埋深為0~494.21 m。礦體整體走向北北東,長1 000 m,整體傾向南東,傾角為70°~80°。
3.1.2 主要銣礦體
銣礦體主要分布在外帶脈狀南沱組與休寧組圍巖接觸帶,面狀巖體與圍巖接觸帶及面狀內(nèi)帶原生花崗斑巖、花崗巖體三部分。共圈定了原生銣工業(yè)品位礦體3個,低品位礦體1個,編號分別為ⅠRb-1、ⅡRb-2、ⅢRb-3、ⅢRb-D,其中ⅠRb-1、ⅡRb-2、ⅢRb-3為原生工業(yè)品位銣礦體,ⅢRb-D厚大低品位銣礦(化)體。
3.2.1 錫鎢礦賦存狀態(tài)
錫鎢礦體主要賦存于南華系南沱組、休寧組碎屑巖裂隙中。西塢口礦區(qū)錫礦體賦存于礦化帶的中上部,鎢礦體賦存于礦化帶的中下部。礦體以脈狀錫、鎢礦體為主,部分礦體出露地表,礦體產(chǎn)在績溪復(fù)背斜南東翼,空間位置嚴(yán)格受北北東向斷裂旁側(cè)的次級小斷裂控制。礦脈多產(chǎn)于休寧組與南沱組粉砂巖及含礫粉砂巖的裂隙中。石英脈型黑鎢礦分布于石英脈中,而錫石多分布于白云母、石英脈的邊部,花崗斑巖脈中錫石呈細(xì)粒稀疏浸染狀及不規(guī)則細(xì)脈狀分布。礦體主要呈脈狀成群出現(xiàn)。
3.2.2 稀有金屬銣礦化體賦存狀態(tài)
稀有金屬銣礦體產(chǎn)狀受花崗斑巖體內(nèi)外接觸帶控制,主要分布于南華系南沱組與休寧組圍巖接觸帶、花崗斑巖體的頂部、深部花崗斑巖中(圖2)。
3.3.1 錫鎢礦礦石類型
礦石可分為4 種自然類型:①脈狀黃玉、石英、黑鎢礦礦石自然類型;②脈狀黃玉、石英、黑鎢礦錫石礦石自然類型;③角礫狀黃玉、石英、黑鎢礦礦石自然類型;④星散浸染狀云英巖化花崗斑巖錫石礦石。
3.3.2 銣礦礦床類型
主要礦體為第Ⅰ類和第Ⅱ類礦體,礦石礦物為鋰白云母,礦物組合為鋰白云母+石英+螢石,礦石中鋰白云母的含量可達(dá)70%以上。第Ⅲ類礦體為次要礦體,礦石礦物屬于氟鐵云母,礦物組合為氟鐵云母+石英+螢石,礦石中氟鐵云母含量有時(shí)可達(dá)30%以上。
3.4.1 礦石結(jié)構(gòu)
根據(jù)礦石礦物的粒度大小、結(jié)晶形態(tài)、碎裂狀態(tài)、交代浸蝕、反應(yīng)特征,礦石主要為自形—半自形、短柱狀、板狀以及他形粒狀結(jié)構(gòu)。
3.4.2 礦石的構(gòu)造
錫鎢礦礦石主要構(gòu)造類型:脈狀、網(wǎng)脈狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造、星散浸染狀構(gòu)造。脈狀及網(wǎng)脈狀構(gòu)造是本礦區(qū)鎢錫礦石的主要構(gòu)造,角礫狀、塊狀、梳狀構(gòu)造為輔(圖3、圖4),塊狀構(gòu)造、星散浸染狀構(gòu)造見圖5。
西塢口錫鎢礦主要有用組分為WO3、Sn,伴生有益組分主要為Cu、Bi、Be。其他各類巖石主要微量元素含量變化情況見表2。
錫(鎢)銣礦床蝕變強(qiáng),錫鎢礦床關(guān)系密切的圍巖蝕變有硅化、云英巖化、黃玉化、黃鐵礦化、磁黃鐵礦化、螢石礦化,出現(xiàn)在花崗斑巖體頂部及旁側(cè)的石英巖細(xì)脈、云英巖脈、黃長石細(xì)脈、黃鐵礦及磁黃鐵礦脈則是重要的找礦標(biāo)志。另外偏堿性花崗斑巖體及外接觸帶巖石中白云母化及云英巖化強(qiáng)烈部位則是尋找稀有金屬銣礦體有利地段。
根據(jù)對礦體的成生關(guān)系、礦石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造、礦物組分及各組分間相互關(guān)系的研究和分析,確定本礦床的成因?qū)俚湫偷膸r漿期后氣成熱液礦床,即高溫氣成熱液黃玉石英脈型錫鎢礦床,云母型銣礦床,絹云母、石英角巖化粉砂質(zhì)泥巖型銣礦床,同時(shí)又伴生有銅、鉬、鉍、鈹?shù)榷嘟饘俚V床。
黑鎢礦礦床工業(yè)類型為石英脈型鎢礦床;錫礦床工業(yè)類型為巖體型錫礦和云英巖脈型錫礦床;銣礦床工業(yè)類型為云英巖型。
成礦形式為高溫石英脈(細(xì)脈、網(wǎng)脈為主)型鎢礦、錫鎢礦和云英巖化巖體錫礦、云英巖化云母型銣礦床系列組合型礦床。
區(qū)內(nèi)巖石受北西、南東向擠壓應(yīng)力作用,褶皺及斷裂構(gòu)造極為發(fā)育??兿否迶嗍兿獜?fù)背斜及北東向裂隙構(gòu)造對西塢口礦區(qū)燕山期酸性花崗巖的侵位和巖漿期后氣水熱液運(yùn)移活動起著決定性控制作用。
西塢口礦區(qū)位于北東向績溪復(fù)背斜北東段的南東翼,在本區(qū)內(nèi)除北東向發(fā)育的復(fù)背斜外,還發(fā)育1組軸向近東西向的次一級褶皺構(gòu)造,該褶皺構(gòu)造的主體部分位于西塢口村的東北面。西塢口礦區(qū)內(nèi)發(fā)育的北北東向Ⅰ~Ⅳ號礦化帶就位于這2個方向褶皺構(gòu)造的交匯處,并為后期錫鎢等脈狀礦體的形成提供了成礦空間。
在該交匯處的深部,有大面積偏堿性的花崗(斑)巖體侵入?;◢彛ò撸r體在巖漿侵入后期由于富含揮發(fā)分氣水熱液作用,沿著早期形成的北東向礦化帶產(chǎn)生較強(qiáng)的云英巖化、硅化、黃長石化及螢石礦化。
西塢口錫(鎢)銣礦主要有早、中、晚3 個成礦階段。早期主要形成錫礦體,分布于礦體的上部;中期主要形成鎢礦體及鎢錫礦體,分布于礦床的中上部;晚期則以鎢及鎢鈹鉍礦體為主,最晚期則是形成稀有金屬銣礦體,形成了上錫、下鎢、底部稀有金屬銣的垂向分帶,以及中心鎢、錫,外圍銅、鉛鋅和螢石礦體的水平分帶典型成礦模式[5](圖6)。
(1)西塢口錫鎢銣礦床與花崗斑巖有密切的關(guān)系,花崗(斑)巖是本礦區(qū)錫鎢銣礦體的成礦母巖,應(yīng)屬于燕山期早階段巖漿活動的產(chǎn)物。
(2)受多次構(gòu)造運(yùn)動的影響,造成構(gòu)造形跡疊加,礦床主要以北東向構(gòu)造為主,礦區(qū)錫(鎢)銣多金屬礦主要受多次斷裂構(gòu)造控制,主要斷層F3 在空間上與Ⅱ號和Ⅲ號礦化帶具有密切的關(guān)系,沿該斷層有花崗斑巖及其巖脈侵入,在成礦過程中起著導(dǎo)礦的作用。而其后的壓性破裂面為主要的容礦構(gòu)造,同時(shí)也起著導(dǎo)礦的作用。
(3)稀有金屬銣礦成礦與花崗斑巖關(guān)系密切,礦體是巖漿巖的一部分,巖漿巖也是礦體的圍巖,在云母集中發(fā)育形成了透鏡狀的銣礦化體。西塢口巖體具有高硅、富堿、貧鈣及高分異花崗斑巖特征,礦床內(nèi)燕山晚期花崗斑巖年齡為141.7±1.0 Ma,深部隱伏花崗斑巖巖體控制的銣礦體僅僅達(dá)到大致了解程度,鉆孔未揭穿礦體。
(4)礦床類型為黑鎢礦礦床工業(yè)類型為石英脈型鎢礦床;錫礦床工業(yè)類型為巖體型錫礦和云英巖脈型錫礦床;銣礦床工業(yè)類型為云英巖型。
(5)西塢口錫(鎢)銣礦床從高溫到中低溫,在礦體內(nèi)形成上錫、下鎢、底部稀有金屬銣的成礦元素垂向分帶,以及中心鎢、錫,外圍銅、鉛鋅和螢石礦體的水平分帶典型成礦模式。