江西修水縣梅子坑鉬礦床地質特征及成因初探*

陳錫華,賴凌,余祖壽,李春海

(1江西省地質礦產勘查開發局贛東北地質大隊,江西上饒334000) (2南京地質礦產研究所,江蘇南京210016)

江西修水縣梅子坑鉬礦床地質特征
及成因初探*

陳錫華1,賴凌1,余祖壽1,李春海2

(1江西省地質礦產勘查開發局贛東北地質大隊,江西上饒334000) (2南京地質礦產研究所,江蘇南京210016)

梅子坑鉬礦位于九嶺鎢鉬成礦帶,為中型石英脈型鉬礦床。礦區內地層和巖漿巖鉬元素含量分別是克拉克值的43倍和21倍。礦體賦存于雙橋山群修水組淺變質巖系中及北西向斷裂控制的裂隙密集帶中;礦石主要類型為石英脈型,礦石有益組分為輝鉬礦,形成于石英-黃鐵礦-輝鉬礦-黃銅礦早期礦化階段。礦床可能與隱伏的燕山期細粒花崗巖、花崗斑巖巖脈有成因關系,屬與燕山期巖漿活動有關的中-高溫熱液礦床。北西向斷裂密集帶,硅化、云英巖化、黃鐵礦化圍巖蝕變,燕山期花崗巖類及雙橋山群淺變質巖系,是其主要找礦標志。

燕山期花崗巖類;雙橋山群;石英脈型;鉬礦;梅子坑;江西省

梅子坑鉬礦床,位于江西省修水縣東南約40 km,為2008年由江西省地質礦產勘查開發局贛東北地質大隊發現的,具有中型以上遠景的石英脈型鉬礦床。

1 區域成礦背景

梅子坑鉬礦,位于揚子準地臺之九嶺-鄣公山地體的九嶺復式背斜的次級向斜之中[1](圖1),向斜軸部近東西走向,以薊縣系雙橋山群修水組地層為核部,雙橋山群安樂林組地層為兩翼,被晉寧期九嶺巖體侵入,褶皺構造不完整。區域出露的地層主要為元古界和第四系(圖2)。北東東向、北北西向斷裂發育,規模均較大,前者多為明顯的左行扭動兼有壓性特征,后者往往切割前者,兩者夾角30°左右,常出現于褶皺的翼部,與地層走向斜交,梅子坑鉬礦就產于北西向斷裂中[2-3]。區域巖漿活動強烈而頻繁,侵入巖多為晉寧期和燕山期,其中燕山期巖漿活動與成礦關系最為密切,已知礦種主要有鎢、鉬、銻、金、釩等,主要礦床有香爐山鎢礦、昆山鎢礦等[4]。九嶺巖體由花崗閃長巖(面積約占70%)、斜長花崗巖(～22%)、花崗巖(～7%)及鉀長花崗巖(～1%)組成,其中花崗閃長巖年齡為(820±10)M a[5],大致相當于晉寧晚期。燕山期巖漿巖多侵入九嶺巖體中,呈規模大小不等的巖基、巖株、巖瘤、巖墻、巖脈,巖石類型主要為花崗巖類,年齡為(151.4±2.4)M a[5],受區域性斷裂控制明顯。

圖1 梅子坑鉬礦大地構造位置[1]Fig.1 Tectonic location ofM eizikeng molybdenum deposit in Jiangxi[1]

2 礦區地質概況

2.1 地層

礦區出露的地層主要為中元古界薊縣系雙橋山群修水組,分布于礦區中、北和西等大部分地段(圖3)。修水組巖層條紋、條帶、斜紋理、交錯層、“原生褶皺”、波痕特別發育,沉積韻律明顯,下部為礫巖、含礫砂巖及粉砂巖,上部由一套厚度巨大的灰黑-灰綠色板巖、砂質板巖夾石英細砂巖、粉砂巖、長石砂巖所組成,本組總厚度約3739 m,與下伏地層安樂林組呈整合接觸[2]。

2.2 構造

礦區地層褶皺構造不明顯,產狀較穩定,總體走向北西、傾向南西,傾角為40～75°。斷裂比較發育,沿斷層兩側地層巖石破碎明顯、蝕變強烈。斷裂主要有北北西、北東、北東東向,規模不大,多為成礦前斷裂,與礦體關系極為密切。斷裂往往被石英脈充填,石英脈具有后期破碎特征,鏡下表現為石英晶粒碎裂,細粒化,波狀消光。北北西向斷裂,傾向北東,傾角45～86°,呈波狀,長多大于400m,局部見有1.5m厚碎裂巖或0.5～0.6m厚糜棱巖,多屬張性構造,為區域北東向主大斷裂的次級構造。礦區鉬礦化就產于其控制的裂隙密集帶中,如F1、F2和F3斷裂分別控制了M 1、M 2和M 3石英脈型鉬礦體。北東、北東東向斷裂構造規模均小,以壓性為主,亦為成礦前斷裂(如F7、F8斷裂)。F7斷裂長大于700m,傾向南南東,傾角43～83°,被脈幅5～30 cm的礦化石英脈充填。F8斷裂長大于400 m,傾向北西、傾角51～75°,斷裂中見有脈幅10～80 cm的礦化石英脈,局部達工業品位。

圖2 梅子坑鉬礦區域地質圖(據1:20萬修水縣幅區域地質圖修編) Fig.2 Regional geologicalmap ofM eizikeng molybdenum deposit

2.3 巖漿巖

梅子坑鉬礦床與燕山期隱伏的中-細粒花崗巖、花崗斑巖巖脈有著密切的成因關系[3,4],是其同源巖漿的派生產物,礦化強度還與巖脈中相應元素的含量有一定正消長關系,燕山期巖漿活動可能為鉬礦的形成提供了重要的物質來源和能量來源。燕山期隱伏的中-細粒花崗巖、花崗斑巖巖脈描述如下:

細粒花崗巖:呈淡灰色-灰白色,具花崗結構,偶有文象結構,少數呈中-細粒結構及斑狀結構,粒度多為0.5～2 mm。主要礦物組成為石英(～38%)、鉀長石(～30%)、斜長石(～15%)、白云母(～15%)和少量黑云母(2%)。斑狀結構者斑晶主要為長石,大小3～5mm。石英他形粒狀,具波狀消光,強烈溶蝕,少數由一軸晶變成二軸晶,常有長石、黑云母和金紅石等包體。鉀長石以微斜長石為主,有少數條紋長石,呈半自形-他形板狀,大部分具格狀雙晶,少數具卡氏雙晶、條紋構造和文象結構,蝕變弱,包裹體很少,個別有斜長石及石英包體。斜長石呈自形-半自形斑狀結構,0.2～0.4 mm,普遍具鈉長石雙晶,部分具卡-鈉復合雙晶。黑云母,片狀,多色性顯著,常被長英質礦物交代,且常有副礦物包體。白云母片狀,大部由交代長石、黑云母而來,部分破碎、彎曲,具波狀消光。副礦物大部為細小自形晶,呈上述礦物包體產出。據1:20萬區域地質測量資料,細粒花崗巖與戴里花崗巖比較,SiO2含量偏高,屬超酸性巖石,堿金屬氧化物含量亦偏高,A l2O3>N a2O+K2O+CaO,鋁過飽和Q=28.9～34.3,a:c=12～131,在扎氏分類中屬二類3科過堿性巖石。

花崗斑巖:呈灰白色,斑狀結構,塊狀構造。斑晶(～60%)主要為石英(25%)、鉀長石(18%)、斜長石(15%),少量黑云母和白云母(2%),斑晶大小0.8～3 mm不等,斑晶多呈自形-半自形。基質(～40%)成份與斑晶相似,具微晶結構。主要副礦物為銳鈦礦和鋯石,以及少量石榴子石、電氣石、磷灰石、綠簾石和鈦鐵礦等。花崗斑巖Q=29～38.4,a:c=9.1～133,屬扎氏二類3科堿性巖石。

2.4 化探異常特征

礦區原生暈異常特征(表1)顯示,礦區的M o、W、Cu、Zn元素含量均高于克拉克值,尤其M o、W與巖漿巖中Cu元素含量大大高于克拉克值;其中M o、W元素含量淺變質巖明顯大于巖漿巖,Cu元素含量巖漿巖又明顯地大于淺變質巖;而Hg元素含量卻低于克拉克值。M o、W濃集比率顯示淺變質巖大于巖漿巖,而Cu元素的濃集比率顯示巖漿巖遠遠大于淺變質巖。這說明了礦區成礦物質W、M o的來源與地層、巖漿巖可能有一定關系。

表1 梅子坑礦區原生暈異常特征表Table 1 Characteristics of the pri mary halo abnorm ities in M eizikeng molybdenum deposit

礦區M o與主要元素相關系數(表2)顯示:礦區巖漿巖中M o與W、Cu、Zn、Hg元素均呈正消長關系,M o與W相關性好;在淺變質巖中,M o與W、Hg元素呈正消長關系,但與Hg相關性較明顯,而M o與Cu、Zn元素呈負消長關系;在破碎礦化巖中,M o與W、Cu、Hg元素呈正消長關系,但僅與Hg相關性較明顯,而M o與Zn元素呈負消長關系。

表2 梅子坑礦區M o與各主要元素相關系數表Table 2 Correlation coeff icients between M o and other metal elements in M eizikeng deposit

3 礦床地質特征

3.1 礦體特征

礦床為石英脈型鉬礦,礦體主要發育于礦區中偏西部,賦存標高為+536～+896m。鉬礦體的形態以脈狀為主,充填在北西向的斷裂及其附近的張性裂隙中(圖3),少數產于北東、北東東向斷裂中(礦化強度不及前者)。北北西向礦化石英脈帶寬數米～四十余米,主要由碎裂程度不一的變質粉砂巖與石英脈構成。變質粉砂巖多數有破碎,局部達糜棱巖程度。石英脈大小懸殊,脈幅0.01～1 m,厚度多為1～10 cm,脈頻多1～5條/米,含脈率為5%～20%,延長數米～數百米。石英脈具尖滅側現、分枝復合現象,多數走向北北西,傾向南東東,少數石英脈產狀不定,各組石英脈互相交叉,但無切錯位移現象,屬同期石英脈。脈石英呈無色、白色,斷口油脂光澤,粒狀變晶結構,塊狀構造,受強烈構造作用,晶粒碎裂,細粒化,波狀消光普遍,各種塑性變形現象發育。礦體往往產于脈帶中的石英脈密集處,礦化強度與石英脈大小成正相關關系。

目前已發現并圈定鉬礦體5條,編號為M 1、M 2、M 3、M 4和M 5(M 4和M 5為盲礦體),各鉬礦體大致平行展布。礦體無論走向還是傾向均呈波狀(圖4),走向北西、傾向北東,傾角45～85°。礦體平均厚度1.45 m、鉬平均品位0.189%。其中M 1礦體規模相對較大、連續性較好、為礦區的主礦體,達中型規模;形態為脈狀,膨縮較明顯,但無分支,礦體內無夾石、無斷裂破壞或巖脈穿插,構造對礦體形態影響程度小,延長約846m,延深約360 m,礦體形態復雜程度中等;平均厚度1.47 m,礦體厚度變化系數為53.96%,屬穩定型;平均品位0.181%,品位變化系數111.86%。

圖3 梅子坑鉬礦床地質圖Fig.3 Geologicalmap ofM eizikeng deposit

圖4 梅子坑礦區A-B剖面Fig.4 A-B section ofM eizikeng deposit area

3.2 礦石特征

按照礦床的工業類型,礦石可分石英脈型礦石、浸染狀硫化物礦石。石英脈型礦石,輝鉬礦結晶粗大(>0.01 mm),多沿石英脈裂隙或脈壁分布,形成寬數厘米至大于1米不等的礦脈,品位往往較高,是構成主要工業礦體的礦石類型。浸染狀硫化物礦石,輝鉬礦結晶細小(<0.01 mm),呈鱗片狀產于變質粉砂巖中,是由礦液以擴散和滲透方式選擇交代而成的浸染狀礦石,品位較低。采于老窿和地表槽探礦石的可選性試驗物相分析結果表明,礦石中98.49%的鉬以硫化物的形式存在,氧化礦中的鉬為5.11%。鉆孔資料顯示風化層厚度一般在10～25 m以內,鉆孔內礦石中所見的金屬礦物均為原生,未見氧化物出現;薄片、光片鑒定也未發現氧化礦物,故礦區礦石的自然類型絕大多數為原生礦石。

礦石主要為脈狀構造、團塊狀構造和浸染狀構造,半自形-他形晶粒狀結構和揉皺結構。主要金屬礦物為輝鉬礦、黃鐵礦,還有少量黃銅礦、毒砂,微量的磁黃鐵礦、磁鐵礦等,有用礦物主要為輝鉬礦;脈石礦物有石英、白云母、黑云母、方解石和磷灰石等。輝鉬礦多以脈狀、團塊狀、浸染狀產出,老窿LD2與鉆孔ZK4中的石英脈脈壁見有2～3 cm厚的輝鉬礦脈,呈半自形晶板片狀或板狀集合體,礦物粒徑大小變化較大,板片狀長者可達2.5～4mm,寬(厚)約0.025～1 mm,多分布于石英脈中;細小者多呈鱗片狀,大小約0.005～0.01 mm,以浸染狀產于圍巖變質粉砂巖內。黃鐵礦、黃銅礦礦物呈星散狀或脈狀分布于脈石礦物中。

3.3 圍巖蝕變

礦體圍巖主要為雙橋山群修水組變質粉砂巖,多發生云英巖化、硅化、黃鐵礦化、絹云母化、碳酸鹽化蝕變,其中云英巖化、硅化與鉬礦化關系尤為密切。硅化為本區較常見的蝕變現象,沿礦脈兩側圍巖分布,蝕變帶寬約20～50 cm,蝕變較強烈。硅質物質來源推測有原巖礦物解體所析出的SiO2和花崗巖類巖漿期后的熱水溶液中的硅質,蝕變方式表現為交代和充填兩種。交代作用主要發生在各類變質巖與花崗閃長巖中,使巖石結構變得更致密堅硬;充填作用則在巖石的裂隙中形成細脈及網脈狀石英脈,早期在高、中溫條件下形成的石英脈結構較粗,呈無色-白色,油脂光澤,而晚期在低溫條件下形成隱晶質石英脈;其中早期石英脈與鉬礦化關系密切。云英巖化是礦區礦(化)帶周圍最常見的圍巖蝕變,主要發育于礦化石英脈的周邊,蝕變范圍20～80 cm,在裂隙發育的地段蝕變范圍可達數米,其主要蝕變礦物為石英和白云母,其次有微量的螢石等,白云母粒度0.2～2.0 mm,呈片狀或鱗片狀。

3.4 成礦期次與礦物生成順序

根據礦區黃鐵礦、黃銅礦和輝鉬礦產于石英脈中,黃鐵礦的粒間、裂隙分布有輝鉬礦,而輝鉬礦的粒間、裂隙分布有黃銅礦,碳酸鹽礦物呈細脈狀分布于礦體外圍,不含或含微量的輝鉬礦等關系和礦化特征,確定礦物生成順序為:早期黃鐵礦→石英→黃鐵礦→輝鉬礦→黃銅礦→晚期致密塊狀石英→晚期碳酸鹽巖。

成礦期可分為含礦熱液活動早期和晚期二個礦化階段。早期礦化階段,燕山期酸性巖體帶來的高溫、富含揮發組份的成礦溶液,具有較強的滲透和交代能力,礦液沿早期形成的斷裂裂隙充填交代,形成黃鐵礦、輝鉬礦、黃銅礦等礦物,呈浸染狀、團塊狀、細脈狀產于石英脈及其附近圍巖中,此礦化階段為礦床主要成礦階段。晚期礦化階段,可能由于大汽水或地層水的大量加入,礦液中的CO2分子離解化合,成礦作用以大量碳酸鹽巖沉淀而告終。

4 礦床成因初探

礦區地層為雙橋山群修水組淺變質巖系,由于其巖層力學性質性脆,受力容易破碎。燕山期大規模的構造運動和頻繁的巖漿活動,產生北東向擠壓斷層的同時,也伴生了礦區北北西向張性斷裂(容礦構造)。由于燕山期花崗巖類巖漿期后的熱水溶液中,富含大量M o的成礦熱液,在沿斷裂及其附近裂隙密集帶上侵過程中,同時萃取淺變質巖系中M o,在這些斷裂及其裂隙密集帶有利儲礦的構造部位沉淀,富集成礦。因此,梅子坑礦區鉬礦床是與燕山期花崗巖類有著密切的成因聯系,為其同源巖漿的派生產物,形成于巖漿期后熱液階段,為中高溫熱液裂隙充填-石英脈型礦床,其鉬礦的形成與測區特定的地層、構造、巖漿巖熱液有關,缺一不可。

5 找礦標志

(1)賦礦斷裂:礦區發育寬度大小不等北北西向斷裂裂隙密集帶和北東、北東東向斷裂帶,地表顯示為石英脈(帶),是找礦直接標志。

(2)圍巖蝕變:礦區內石英脈帶型鉬礦的硅化、云英巖化、黃鐵礦化等圍巖蝕變越強,鉬礦化也越強,因此,加強硅化、云英巖化、黃鐵礦化等蝕變標志帶的研究和追索,是本區找礦工作的重要手段之一。

(3)巖體和地層:燕山期花崗巖類侵入到雙橋山群淺變質巖系,兩者M o元素含量分別是克拉克值的20倍和40倍以上,提供了鉬礦床形成的物質基礎,為間接找礦標志。

6 結論

梅子坑鉬礦床是巖漿期后熱液階段形成的中高溫熱液裂隙充填-石英脈型礦床,鉬礦的形成與礦區內燕山期巖漿活動、元古界雙橋山群淺變質巖系、斷裂構造及巖體和地層中M o的含量密切相關,這也是今后在礦區外圍尋找同類型礦床的主要標志。

本文在成文過程中得到南京地質礦產研究所邢光福研究員的悉心指導并提出了寶貴的修改意見,江西省地質礦產勘查開發局贛東北大隊教授級高工羅平給予指導,在此鳴謝!

[1] 楊明桂,王昆.江西省地質構造格架及地殼演化[J].江西地質,1994,8(4):239-251.

[2] 江西省地質礦產局.江西省區域地質志[M].北京:地質出版社,1984.

[3] 江西區域地質測量大隊.1:20萬區域地質測量[R].1964.

[4] 江西省地質局贛西北大隊.江西省修水縣昆山礦區鎢礦普查評價地質報告[R].1978.

[5] 鐘玉芳,馬昌前,佘振兵,等.江西九嶺花崗巖類復式巖基鋯石SHR I M P U-Pb年代學[J].地球科學-中國地質大學學報,2005,30(6):685-691.

[6] 武漢地質學院.地球化學[M].北京:地質出版社,1979.

Geological characteristics and genesis of theM eizikeng molybdenum deposit,Xiushui county,Jiangxi Province

CHEN Xi-hua1,LA IL ing1,YU Zu-shou1,L IChun-hai2
(1N ortheastern J iangx i Geolog ical Party of B ureau of Geology and M ineral R esources of J iangx i P rovince,S hang rao334000,China)
(2N anjing Institute of Geology and m ineral R esources,N anjing210016,China)

M eizikeng molybdenum deposit,located in the Jiuling tungsten-molybdenum m ineralization belt,is a medium-sized quartz vein-type molybdenum deposit.M o abundance of strata and magmatic rocks is 43 and 21 times of Clark value,respectively.O re-bearing quartz veins are hosted in dense fissure belts controlled by NW-trending faults in the low metamorphic rocks of Proterozoic Xiushui Formation,Shuangqiaoshan Group.O re types are mostly quartz veins.The useful component ismolybdenite formed in the quartz-pyritemolybdenite-chalcopyrite of early m ineralization stage.It is a mesothermal to hyperthermal deposit related to the blinded Yanshanian fine-grained granite or granite-porphyry dykes.Themain prospecting indicators include intensiveNW-trending dense fissure belts, silication,greisenization and pyritization rock alterations,aswell asmetamorphic rocks of Shuangqiaoshan Group intruded by Yanshanian granitoid.

Yanshanian granitoids;Shuangqiaoshan Group;quartz vein-type;molybdenum deposit;M eizikeng;Jiangxi province

book=209,ebook=127

P618.6

A

1671-4814(2010)03-194-08

2010-02-03

陳錫華(1962～),男,江西撫州人,工程師,長期從事地質礦產工作。