汝城鎢礦礦床地質特征及邊深部找礦預測

易偉平,周冬梅

(湖南省有色地質勘查局一總隊,湖南郴州 423000)

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汝城鎢礦礦床地質特征及邊深部找礦預測

易偉平,周冬梅

(湖南省有色地質勘查局一總隊,湖南郴州 423000)

在總結汝城鎢礦成礦地質背景及礦床地質特征的基礎上,對礦區成礦規律進行了總結,認為汝城鎢礦邊深部成礦地質條件優越,具有良好的矽卡巖型白鎢礦、石英脈型黑鎢礦和蝕變花崗巖型鎢礦找礦前景,并由此圈定了3處邊深部找礦預測區。

鎢礦;地質特征;邊深部找礦;汝城鎢礦

汝城鎢礦又稱白云仙鎢礦,位于汝城縣南西二十公里處小垣鎮,多年來與宜章縣瑤崗仙、茶陵縣鄧埠仙被業界并稱為湖南鎢礦“三仙”,與贛南鎢礦“三山”同為南嶺黑鎢礦床的典型代表。區內礦床類型較多,其中石英脈型黑鎢礦為礦山主要開采對象。經多年開采,原探明的工業儲量已基本消耗殆盡,礦山接替資源勘查已成為日益迫切需要解決的問題。

本文在綜合分析地勘單位地質資料、礦山生產勘探資料及民采最新揭露的地質現象的基礎上,對礦區控礦因素、成礦規律進行初步總結,并對礦區邊深部的石英脈型黑鎢礦、矽卡巖型白鎢礦床及蝕變花崗巖型鎢礦床的找礦遠景提出了預測。

1 地質概況

1.1 區域地質背景

汝城鎢礦位于湘贛臺向斜的東南翼,田莊-延壽大向斜南段的揚起端,九峰花崗巖體邊緣。礦田內發育有加里東期北西西向構造、印支期南北向構造及燕山期新華夏系構造三種構造體系,北西西向構造為基底構造,南北向構造及新華夏系構造為蓋層構造,以燕山期新華夏系構造最為發育。區內金屬礦床均產在九峰巖體邊緣、巖脈頂部或緊靠巖體的圍巖接觸帶中。

1.2 礦區地質特征

1.2.1 地 層

礦區出露地層主要是震旦系砂巖、泥盆系中統下部跳馬澗組砂巖、泥盆系中上統棋梓橋組-佘田橋組灰巖,地質簡圖如圖1所示[1]。

震旦系是本區出露的最老地層,構成基底構造,主要分布于大蒲、大圍山等地和西部小五指峰一帶。區內震旦系可分為下組(Z1)和中組(Z2)。

震旦系下組分布較為廣泛,是礦區內石英脈型黑鎢礦床的主要成礦圍巖,也是蝕變花崗巖型鎢礦床的成礦圍巖,原巖主要為灰綠色砂質板巖,次為粉砂質板巖、板巖。

震旦系中組主要為灰綠色變質砂巖、變質長石石英砂巖。

泥盆系中統下部跳馬澗組(D2t),不整合覆蓋于震旦系淺變質巖層之上,底部為砂礫巖,礫巖成分主要是石英,其次為前泥盆紀淺變質石英砂巖。部分石英細脈型黑鎢礦產于跳馬澗組砂巖中。

泥盆系中上統棋梓橋組-佘田橋組灰巖(D2q+ D3s),整合覆蓋于跳馬澗組之上,其下部為中厚層條帶狀不純灰巖,上部為薄層灰巖和鈣質砂頁巖,厚600 m左右。為礦區矽卡巖型鎢礦和鉛鋅礦體的主要賦礦圍巖。

泥盆系中統錫礦山組(D3x),在礦區出露很少,主要在清江一帶。下部以中厚層狀灰巖為主,含燧石條帶,上部主要為薄層泥灰巖、泥灰巖夾石英砂巖、砂質頁巖。

1.2.2 構 造

礦區褶皺構造為白云仙復式背斜和清江復式向斜。礦區成礦期構造示意圖如圖2所示。

圖1 汝城鎢礦地質簡圖

圖2 礦區成礦期構造示意圖

斷裂構造在礦區較為發育,按形成時間與配套關系,均系新華夏系構造。以成礦前構造最為發育,礦區內有F19、F17、F15、F39等,控制了礦區內的構造輪廓和巖漿巖侵入方向;成礦期構造其強度大為減弱,但具有成群、成帶、成組出現,局部集中,等距分布的特點,控制了含鎢礦脈的展布,系容礦構造,大體可劃分為五個密集地段[2～5]:

1.大蒲-白云仙一帶:主要有北北東、北東—北東東、北北西三種方向。

2.將軍寨-鐵絲坪一帶:從東至西,裂隙方向依次為北北西、北西、北西西,具有扇形分布的特點。

3.黃竹坑-大嶺背一帶:為成群、成組分布在花崗巖中的東西向裂隙系統。

4.楊東山-上山一帶:有一組呈北西西向展布的裂隙系統,發育于花崗巖中。

5.清江-大山一帶:在碳酸鹽巖中,發育著三種方向控制白鎢石英脈的成礦裂隙。即近南北向,北北東向,北北西向。

礦區石英脈型黑鎢礦床主要受1、2組成礦期構造控制,5組控制了礦區石英脈型白鎢礦床和鉛鋅礦床的產出。而頭天門北北東向的蝕變花崗巖鎢礦,呈巖脈、巖墻狀產出,則受1組北北東壓性斷裂控制。

礦區成礦后期構造極其微弱,為一些錯斷礦脈的小斷層。

1.2.3 巖漿巖

礦區巖漿巖廣泛出露,多集中在礦區的西部和南部,屬九峰巖體的一部分。礦區巖漿活動頻繁,具有多期、多次侵入的特點,形成一個同源多期次的復式巖體。主要可分為燕山早期第一階段(γ52-1)、第二階段(γ52-2)兩個階段。

γ52-1:呈巖基產出。該期侵入體為九峰巖體的主體,絕對年齡值為175～165百萬年,主體巖性為中粒斑狀黑云母花崗巖。巖石呈灰-灰白色,主要由石英、長石及黑云母組成。

γ52-2:呈巖株和巖舌產出,主要分布在礦區東部的龍虎洞及礦區南部的大嶺背-界頭一帶。其絕對年齡值為165～155百萬年。主要為中細粒二云母花崗巖及中細粒少斑狀黑云母花崗巖。巖石呈灰白色、肉紅色。主要由石英、長石及黑云母組成。

除上述后,礦區內尚有少量燕山晚期的花崗斑巖脈、輝綠巖脈等。分布、規模不一,寬數厘米到數十米不等,一般延伸幾十米至幾百米。

礦區巖漿巖微量元素含量列于表1,據表1資料[6],微量元素含量以中細粒少斑狀黑云母花崗巖(γ52-2)最高,中粒斑狀黑云母花崗巖次之,花崗斑巖則較低。另據副礦物分析結果,燕山早期第一階段花崗巖鎢礦物含量遠遠低于燕山早期第二階段花崗巖。這說明燕山早期第二階段花崗巖的中細粒少斑狀黑云母花崗巖是本區各類鎢礦床的成礦母巖,為本區鎢礦床的形成提供了物質來源。

表1 巖漿巖微量元素含量

1.2.4 變質作用與圍巖蝕變

本區自震旦紀以來,經歷了多次的復雜的構造運動,并伴以強烈的巖漿活動及成礦作用,致使礦區內地層和各類巖石,普遍發生了強度不等,類型不一的變質作用,形成了多種類型的變質巖類。礦區內主要變質作用有區域變質作用、熱接觸變質作用、接觸交代變質作用、熱液蝕變作用。與礦區成礦有關的主要是接觸交代變質作用和熱液蝕變作用。

接觸交代變質作用在本區主要表現為矽卡巖化,是礦區強度最大、與成礦最為密切的變質作用。矽卡巖化是在酸性巖漿侵入后,結晶晚期析出揮發組份對礦區碳酸鹽巖、鈣質頁巖進行選擇性交代,形成矽卡巖等。

熱液蝕變作用是巖漿期后熱液對巖石產生的蝕變作用。主要為云英巖化及鈉長石化,其次有絹云母化、綠泥石化、電氣石化、硅化及硫化物礦化等。

2 礦床地質特征

2.1 礦體地質特征

汝城鎢礦包含有大蒲、將軍寨、頭天門、大山、大圍山、塘丘等礦段,礦床類型主要有:石英脈型黑鎢礦床、矽卡巖型白鎢礦床、蝕變花崗巖鎢礦床、中溫熱液型鉛鋅鎢多金屬礦床等,各礦床地質特征見表2。

表2 汝城鎢礦主要礦床類型地質特征

2.2 礦石特征

礦區主要礦石類型有石英脈型黑鎢礦石、巖體型鎢礦石、矽卡巖型鎢礦石、鉛鋅礦石等。巖體型鎢礦石主要有用金屬礦物為白鎢礦、輝鉬礦、輝鉍礦;石英脈型黑鎢礦石主要有用金屬礦物為黑鎢礦,次為白鎢礦、輝鉬礦、輝鉍礦;矽卡巖型鎢礦石主要有用礦物為白鎢礦、錫石;石英方解石脈型白鎢礦石主要有用金屬礦物為白鎢礦,次為黑鎢礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦等;鉛鋅礦礦石主要有方鉛礦、鐵閃鋅礦等。

礦石結構主要有自形～半自形晶結構、它形晶結構及交代殘余結構等。礦石構造主要為塊狀構造、條帶狀構造及浸染狀構造等。

3 探礦因素和礦床成因

3.1 控礦因素

3.1.1 巖漿巖的控礦作用

礦區成礦作用與中細粒二云母花崗巖有關(γ52-2)。據汝城縣幅、大坪幅區域地質調查報告認為[2],礦化以燕山早期第二階段最強、分布最廣泛;在各階段的侵入巖中,W、Sn、Mo、Bi等微量元素以燕山早期第二階段含量最高;礦區含鎢石英脈已切穿燕山早期第二階段巖體。

礦床受九峰巖體向北傾斜的影響,一般都向北側伏。

綜上所述,礦區鎢(錫鉬鉍)礦的成礦期應為燕山早期第二階段末,燕山早期第二階段(γ52-2)中細粒二云母花崗巖為礦區各種鎢礦床的成礦母巖。

3.1.2 構造的控礦作用

白云仙復式背斜或次級背斜控制了石英脈型黑鎢礦礦床的產出空間位置。礦區已發現的大蒲、大圍山、頭天門石英脈型黑鎢礦礦床都產在白云仙復式背斜軸部附近,將軍寨礦床則產在白云仙復式背斜的次級背斜軸部。

石英脈白鎢礦體及鉛鋅多金屬礦體則產在泥盆系棋梓橋組及佘田橋組地層中發育的北北東或近南北向斷裂中。

3.1.3 圍巖對成礦的影響

震旦系變質砂巖和泥盆系中統下部跳馬澗組砂巖其化學性質不活潑,巖石性脆,裂隙很發育,是石英脈型黑鎢礦的主要賦礦圍巖。在泥盆系跳馬澗石英砂巖中,礦脈短小、密集,斷續出現,礦物成分簡單。震旦系砂質板巖中礦脈相對集中,幅度增大,礦物成分較為復雜。礦脈在花崗巖內發育穩定,呈細脈狀密集出現。

泥盆系棋梓橋組下段的薄層泥質條帶灰巖為含礦矽卡巖形成提供了良好的圍巖介質條件,棋梓橋組灰巖為礦區矽卡巖型鎢礦的主要賦礦圍巖。鉛鋅礦體主要產于泥盆系佘田橋組中段的泥質條帶大理巖及大理巖灰巖中。

3.2 成礦物質來源及礦床成因

3.2.1 成礦物質來源

從南嶺地區的鎢礦形成來看,普遍認為前寒武系地層中硅鋁質巖石中鎢豐度值高,為鎢的礦源層。燕山期九峰巖體為殼源花崗巖,在巖漿形成時因同化高豐度鎢的地層而形成較高的原始豐度。在巖漿上升過程中,可繼續從高豐度鎢的地層中吸收一部分鎢,提高其豐度。隨著花崗巖從γ52-1向γ52-2演化,花崗巖漿鎢的豐度進一步提高,形成礦化花崗巖漿,礦化花崗巖漿上升后在冷卻過程中分離出含礦礦液,構成礦區鎢礦床的主要物質來源。

含礦熱液在上升過程中,也可以從有利圍巖中萃取一部分鎢,構成礦床中的鎢的另一來源。

3.2.2 礦床成因

礦區成礦作用具有多期、多階段特征,因而形成從氣化高溫熱液階段到高、中溫熱液階段多種類型共生的礦床。各類型礦床形成過程推測如下:

在燕山早期第一階段,中粒斑狀黑云母花崗巖(γ52-1)由于鎢豐度不高,主要為使礦區巖性有利的巖石形成簡單矽卡巖化。

在燕山早期第二階段,中細粒少斑狀黑云母花崗巖(γ52-2)體積相對較小但鎢豐度高,在熱液從硅鋁質運移到鈣鎂質巖石時,發生一系列物理化學變化,特別利于析出鎢形成礦化,這些礦化疊加于早期矽卡巖上形成矽卡巖型鎢礦體。

在氣化高溫熱液階段,礦液在巖體頂部和上部使花崗巖遭受蝕變形成云英巖化,礦化強時形成蝕變花崗巖型礦體,主要礦物有石英、白云母、電氣石、白鎢礦等。

隨著礦液的冷卻,礦液在震旦系變質砂巖、泥盆系中統下部跳馬澗組及花崗巖中形成石英細脈-大脈黑鎢礦床。

隨后進入白鎢礦化階段,使石英脈和花崗巖脈中黑鎢普遍不同程度受白鎢礦交代,在大理巖破碎帶,形成白鎢礦石英脈,并使矽卡巖型白鎢礦進一步疊加富集。

隨著礦液的進一步冷卻,金屬硫化物沿破碎帶進行充填交代形成中溫熱液階段的硫化物礦床。硫化物階段在矽卡巖和矽卡巖化大理巖中較常見,所形成的礦物有方鉛鋅礦、閃鋅礦、黃鐵礦等。

4 邊深部找礦預測

汝城鎢礦邊深部找礦預測示意圖如圖3所示,根據對礦區各區段地質資料的分析,圈定出幾個礦山邊深部找礦預測區,供今后在礦區邊深部找礦進行參考。

1.大山-清江鎢多金屬礦預測區。在大山-清江一帶,有深大斷裂縱貫全區作為導礦構造、有燕山早期第二階段(γ52-2)花崗巖巖枝侵入、碳酸鹽巖地層分布廣泛等,鉛鋅銅鎢異常疊加。在大山的12線/CK2[7]及清江的50線/CK2[5]等鉆孔均見到了產在接觸帶上的矽卡巖型白鎢礦。其成礦條件與西面的磚頭坳大型白鎢礦區類似,在大山-清江一帶有望尋找類似磚頭坳的大型白鎢礦床。汝城鎢礦大山礦段12線地質剖面圖如圖4所示。

圖3 汝城鎢礦邊深部找礦預測示意圖

圖4 汝城鎢礦大山礦段12線地質剖面圖

2.將軍寨深部預測區。據對南嶺地區黑鎢礦脈成礦規律總結[8],認為含礦石英脈進入其成礦母巖后,其延深一般不超過100 m。在將軍寨礦段,礦山目前已開采至810 m標高,礦脈較穩定,圍巖為燕山早期第一階段(γ52-1)中粒斑狀黑云母花崗巖,尚未進入成礦母巖,據此推測將軍寨礦段深部還有一定找礦空間。

3.大蒲-白云仙邊深部預測區。該區域位于白云仙復式背斜軸部,原有地質工作程度較低,有望通過進一步工作尋找震旦系變質巖中的石英大脈型黑鎢礦和花崗巖中的石英細脈型黑鎢礦,擴大資源遠景。

另據相鄰的瑤崗仙礦區危機礦山找礦成果,在瑤崗仙礦區成礦巖體上窿內接觸帶附近新發現蝕變巖體型鎢鉬礦[9]。類比瑤崗仙礦區勘查成果,認為在白云仙復式背斜向北延伸部位具有尋找隱伏蝕變花崗巖型鎢(錫)礦床可能。

[1] 丁錫廣,劉亞新,劉禮生,等.湖南省汝城縣塘丘礦區鎢礦詳細普查地質報告[R].郴州:湖南省地質礦產局湘南地質隊, 1987.

[2] 丁錫廣,李守賢,曹文斌,等.湖南省汝城縣頭天門礦區鎢礦詳細普查地質報告[R].郴州:湖南省地質礦產局湘南地質隊,1986.

[3] 肖祖穎.湖南白云仙鎢礦將軍寨礦區地質勘探總結報告[R].郴州:湖南冶金206隊,1965.

[4] 肖祖穎.白云仙鎢礦大蒲礦區地質勘探儲量報告書[R].郴州:湖南冶金206隊,1964.

[5] 黃啟康,蘇中.湖南省汝城縣清江鉛鋅礦評價報告書[R].郴州:湖南冶金206隊,1967.

[6] 彭繼述,劉光明.中國人民共和國區域地質調查報告1∶50 000汝城縣幅、大坪圩幅[R].長沙:湖南省地質礦產局,1985.

[7] 彭忠山,曹夢皎,陳初晟.湖南省汝城鎢礦大山礦區1號～白鎢方解石石英脈補勘報告[R].郴州:汝城鎢礦,1977.

[8] 譚運金.論南嶺地區黑鎢礦山的二輪找礦[J].中國鎢業, 2000,15(6):9-13.

[9] 郭偉革,蔣加燥,甘先平.湖南瑤崗仙鎢礦床地質特征及成礦模式探討[J].礦產與地質,2010,24(4):309-313.

Abstract:Based on metallogenic geological background and geological characteristics of Rucheng tungsten deposit, it summarized the metallogenic regularities of the deposit.It is supposed that edge and deep area of Rucheng tungsten deposit has good geological condition,and has good prospects of skarn type scheelite,quartz type wolframite and altered granite type tungsten ore,and thus delineated the 3 boundary prediction for deep ore prospecting area.

Key words:tungsten ore;characteristics of geological;prospecting of edge and deep area;Rucheng tungsten deposit

Geological Characteristics and Prospecting Prediction of Edge and Deep Area in Rucheng Tungsten Deposit

YI Wei-ping,ZHOU Dong-mei
(General Team One,Hunan Provincial Nonferrous Geological Exploration Bureau,Chenzhou423000,China)

TD15

A

1003-5540(2012)04-0001-05

2012-06-06

易偉平(1971-),男,工程師,主要從事地質勘查技術工作。