郭 敏
(廣東省地質調查院,廣州 510080)
大金山礦區位于大紺山弧形斷裂帶的中心,本區已知礦床較多,礦化復雜,類型多樣,環繞大紺山弧形斷裂分布有大降坪特大型硫鐵礦、高棖大型銀鉛鋅礦、九曲嶺中型錫礦、石門頭中型鉛鋅礦等礦床。大金山鎢錫礦是大調查以來新發現的礦床,由廣東省地質調查院負責礦區勘查,目前已施工鉆孔近百個,累計進尺35000余米,控制礦體已達大型規模。本文根據最新工作成果,對礦床成礦地質背景、礦床地質特征以及找礦潛力等方面進行闡述。
大金山礦區位于高要-惠來E-W向構造帶與NE向云開隆起的交切部位,吳川-四會深斷裂帶西側。區內地層發育較齊全,巖漿活動強烈,構造復雜(圖 1)。
區內出露的賦礦地層主要有元古界云開群和震旦紀大紺山組。其中,元古界云開群為一套中深變質巖系,主要巖性為黑云母片麻巖、混合巖、片巖,局部夾黑云母變粒巖、云母石英片巖;震旦紀大紺山組為一套噴流(氣)沉積形成的淺變質巖系,主要巖性為層紋狀條帶狀粉砂巖、石英砂巖,夾火山碎屑巖、沉凝灰巖、黃鐵礦層、泥灰巖和硅質巖,其底部b段是脈狀鎢錫礦的賦礦層位。
E-W向高要-惠來緯向構造帶與NE向云開隆起的交切,形成了著名的大紺山旋轉構造。該旋轉構造由一系列的壓性弧形斷裂組成,是區內主要的導礦、控礦構造。在礦區南部構造帶走向NE,傾向SE,與白梅斷裂帶匯合;在礦區中部,其產狀逐漸轉為走向NNW,并呈雁列排布;在礦區北部,旋轉構造帶走向轉為NW,傾向NE。在其影響下,礦區南部大坳礦段形成了NE向、NW向的容礦構造,礦區中部和北部的坑底、石垠礦段形成了NW向容礦構造。
區內巖漿活動強烈,以花崗質巖漿活動為主,主要有燕山二期和燕山四期花崗巖及各種巖脈。燕山二期花崗巖主要巖性為灰白色中粒黑云母花崗巖、中粒斑狀黑云母花崗巖。燕山四期花崗巖為灰白色細粒黑云母花崗巖。巖脈主要有花崗巖脈、花崗斑巖脈、偉晶巖脈及基性巖脈。
區內發育環狀的水系沉積物地球化學異常(圖1)。環狀異常帶長約30 km,寬約1~3 km,主要由Ag、Cu、Pb、Zn、Sn、Bi、W、Sb 等元素異常組成。Au、Ag、Pb、Zn、W、Bi、Sn 等元素異常濃集帶呈環狀分布,異常元素組合復雜,相互套合好,異常規模大,強度高,多數元素出現濃度內帶。

圖1 廣東省云浮市大金山地區區域地質略圖Fig1.Simplified Geological map of Dajinshan area,Yunfu,Guangdong
大金山鎢錫多金屬礦床受大紺山弧形斷裂帶控制,礦體沿主干斷裂及旁側的構造裂隙帶產出,主要礦化類型為石英脈型、構造蝕變巖-石英脈復合型和蝕變巖體型。根據其礦化類型及產狀不同,劃分為大坳、麻坳、石垠和坑底四個礦段(圖2)。
該類型礦體位于V10號礦體東側的大坳、坑底和石垠礦段,近平行產于由硅化、云英巖化蝕變巖及石英(網)脈帶組成的蝕變帶中。主要包括NNE向和NW向兩組礦體。
NNE向礦體主要分布在大坳礦段,共圈定V11、V11-8、V11-12、V12、V12-2、V13、V14 等 7 條工業礦體,礦體總體產狀295°∠75°,地表控制礦體長度1000~1400m,礦體平均厚度1.09~2.08m,控制最大斜深大于450 m(圖3);平均品位WO30.30%~0.50%,Sn 0.20%~0.30%。礦體主要由石英細脈、網脈及蝕變圍巖組成。礦石類型主要為黑鎢錫石石英網脈礦石和黑鎢錫石蝕變巖礦石。石英網脈脈幅一般為0.2~10 cm,局部可達15~50.0 cm,含脈密度一般為10~15條/m,含脈率一般為3%~10%,局部較密集,含脈率達30%。金屬礦物主要有黑鎢礦、錫石、輝鉍礦、輝鉬礦,其次為黃鐵礦和少量的方鉛礦、閃鋅礦。礦石的結構主要為自形-半自形晶粒狀結構,主要構造為網脈狀構造。圍巖蝕變主要為硅化、云英巖化、黃鐵礦化、綠泥石化、鈉長石化等。
在礦區南部的大坳礦段,NW向礦體為石英大脈型鎢錫鉍礦體,以V16礦體為代表。地表控制長度>811 m,礦體位于+475 m標高至+850 m標高,垂直高差達380 m±,礦體產狀60°∠82°。沿走向礦脈分支復合較少,形態簡單,脈幅、品位較穩定且連續,為簡單的脈狀體。礦脈脈幅0.15~0.5 m,平均0.32 m,全脈平均品位WO30.631%,Sn 0.234%,Bi0.177%,Mo0.058%。在礦區中北部的坑底礦段和石垠礦段,NW向礦體主要為含鎢錫石英細脈。以V35礦體(帶)為代表,石英脈寬度在0.5~3 cm范圍內,偶見有寬約10 cm的石英脈。礦體傾向220°~240°,傾角 70°~ 85°,地表延伸較長,貫穿石垠和坑底礦段,總長度約3000 m(圖2);鉆孔控制斜深大于360 m,礦體平均厚度1.3~1.85 m;平均品位WO30.15%~0.50%,Sn 0.40%~0.80%。

圖2 云浮大金山鎢錫礦區地質圖Fig.2 Geological map ofthe Dajinshan W-Sn deposit,Yufu,Guangdong
大紺山弧形斷裂帶為大金山礦區最主要的導礦構造,也是重要的容礦構造,形成構造破碎帶-石英脈復合型鎢錫礦。該類型鎢錫礦主要分布于麻坳礦段,產于硅化蝕變破碎帶中,走向與主干斷裂一致,以V10礦體為代表。該礦體地表控制含礦硅化蝕變破碎帶長度大于1400 m,寬度3~5 m,鉆孔控制斜深大于600 m,傾向60°~65°,傾角58°~65°(圖 3);平均品位 WO30.35%、Sn 0.30%。礦體主要由角礫巖、硅化巖、石英細(網)脈組成。礦石自然類型主要為角礫巖礦石、硅化巖礦石,均屬錫石硫化物型礦石。礦石的結構主要為自形-半自形晶粒狀結構,主要構造為角礫狀、浸染狀、塊狀。
礦石金屬礦物主要是錫石、黑鎢礦、銀黝銅礦、黃鐵礦、毒砂、斑銅礦、閃鋅礦、方鉛礦。非金屬礦物主要有石英、云母、長石、電氣石等。
圍巖蝕變主要為黃鐵礦化、硅化、毒砂礦化,其次為云英巖化、絹云母化、綠泥石化。
蝕變巖體型鎢鉬礦隱伏于大坳礦段巖體內接觸帶附近。礦體產狀近似平行于巖體界面,礦體厚10~30 m,平均品位WO30.08%~0.1%,Mo0.1%,一般在巖體的突起部位,礦化較富集,厚度較大。礦石礦物成分較簡單,主要金屬礦物為黑鎢礦、輝鉬礦,含有少量錫石,脈石礦物有石英、長石、黑云母、綠泥石等;黑鎢礦多沿脈壁呈星點狀產出,輝鉬礦多以鱗片集合體呈星點狀、浸染狀分布于內接觸帶,并伴有較強的綠泥石化、鈉長石化、云英巖化。礦石以塊狀構造為主,礦物多為自形、半自形粒狀結構。
根據野外觀察和室內巖礦分析研究,初步總結出大金山礦區鎢錫的礦化富集存在如下特點。
(1)大坳礦段鎢錫礦體走向NE,傾向NW,由NE向SW側伏。礦體厚度和品位呈現出自NE向SW逐漸變厚、礦化增強的趨勢。

圖3 云浮大金山礦區V11-V14礦體勘探線剖面圖Fig.3 Section profile showingore bodies V11-V14 at Dajinshan deposit,Yufu,Guangdong
(2)大坳礦段內接觸帶的鎢鉬礦體,近似平行于巖體界面,一般在巖體的突起部位,礦化較好,呈半月形分布。
(3)鎢礦的富集與共生礦物的種類、數量、光澤有關。一般是在礦脈中含輝鉍礦較多的地段,鎢礦較富集;含黃玉、螢石等揮發組分的礦物較多的地段,鎢礦也較富集;含輝鉬礦或含長石、黃鐵礦較多的地段,鎢礦較貧;石英顯強油脂光澤地段,鎢礦富集;弱油脂光澤或潔白色的石英,鎢礦貧化。
(4)鎢錫富集關系:整個礦區總體上是鎢含量高于錫含量,但不同地段鎢錫含量比存在差異,有些地段鎢多錫少,而有的地段則錫多鎢少;在鎢錫總含量增高時,如黃鐵礦增多,則錫多于鎢;在晶洞構造發育地段,錫多于鎢;在石英為致密塊狀地段,鎢多于錫。
(5)對麻坳礦段V10礦體已見礦的10個鉆孔見礦品位進行擬合分析,其鎢錫礦化富集規律呈明顯的“上錫下鎢”模式,上部以錫礦化為主,錫平均品位0.2%,到礦體深部逐漸以黑鎢礦化為主,鎢平均品位0.29%(圖5)。
(6)石垠礦段V35礦體(帶)垂直分帶清楚,具有較明顯的“五層樓”特征:(由淺到深)含鎢錫石英微脈帶→稀疏 (密集)細脈帶→薄脈細脈帶→薄脈組→(單獨)大脈,+700~+800 m標高是錫富集區;隨著深度的增加,錫品位逐漸降低,鎢的含量逐漸增加、含礦石英脈脈幅逐漸增大,+400~+700 m標高是鎢富集區;到+300 m標高,靠近巖體,礦脈的脈幅繼續增大,開始出現少量的輝鉬礦,但黑鎢礦化開始減弱,再往深部,礦脈逐漸尖滅。

圖4 云浮大金山礦區V10礦體(左)和V35礦體(右)勘探線剖面圖Fig.4 Section profile showingore bodies V10(1:ft)and V35(right)at Dajinshan deposit,Yufu,Guangdong

表1 大金山鎢錫礦區巖礦石主量元素(%)、微量元素(×10-6)分析結果表Table 1 Major(wt%)and trace(ppm)elements in ore-bearing rocks and wall rocks of Dajinshan W-Sn deposit

圖5 V10礦體礦化富集規律變化圖Fig.5 The mineralization enrichment regularity of V10 ore-body

圖6 大金山鎢錫礦床巖礦石球粒隕石標準化稀土元素配分圖Fig.6 Chondrite-normalized REE pattern of ore-bearing and wall rocks in Dajinshan deposit
大金山礦區礦石及圍巖化學成分、微量元素分析結果列于表1。從表1可以看出,從圍巖到礦脈,SiO2、TFeO、MnO含量增高 ,而TiO2、MgO、K2O、Na2O、P2O5含量降低,表明圍巖與成礦流體發生了廣泛的物質交換。其中以SiO2含量的增高幅度最大,充分顯示本區鎢錫礦化與硅化密切相關。礦石的稀土配分曲線與地層圍巖十分相似(圖6),其(La/Yb)N比值也較接近,反映出礦石對地層物質具有繼承性。從表1還可以看出,相對于圍巖,礦石中稀土總量有降低的趨勢,這可能是成礦過程中有大量的硅質遷入,而石英中貧稀土元素所致。相對于上地殼[1],本區地層圍巖中 Au、Ag、Zn、W、Sn 等成礦元素豐度較高,在礦石中有進一步的富集,尤其是W和Sn。特別值得注意的是,地層中明顯貧乏的Mo,在礦石中卻有相當程度的富集(圖7)。區內相對富集W、Mo的巖石是燕山第四期黑云母花崗巖,表明與該期花崗巖有關的流體也加入到了成礦流體中。由此可見,大金山鎢錫礦床的成礦流體具有巖漿分異流體與變質熱液混合的流體特征。因此,初步認為該礦床是多源熱液型礦床[2-3]。
大紺山弧形斷裂帶貫穿于整個大金山礦區,是該區主要的控巖控礦構造。在其長期活動影響下,形成了礦區內NE向和NW向裂隙。燕山晚期,產生強烈構造活動,導致花崗巖侵入、頂托使NE向和NW向裂隙進一步擴張,為礦液灌入充填成礦提供了有利空間。
礦區深部燕山晚期花崗巖侵位過程產生分異并上侵,內接觸帶的細粒黑云母花崗巖被富堿高揮發分和成礦元素的晚期殘余巖漿或巖漿期后氣液交代,產生云英巖化、鈉長石化、鉀長石化和綠泥石化,伴有輝鉬礦化和少量的黑鎢礦化,從而形成蝕變巖體型鎢鉬礦體;細粒黑云母花崗巖上侵分異帶來的含礦氣液灌入張裂的NE向和NW向裂隙組,由巖體頂面向上,隨著溫度、壓力逐漸下降,氧逸度升高等物理化學條件的變化,礦液物質組分分帶結晶沉淀。礦液上部氧逸度高,有利于黑鎢礦的沉淀;深部靠近巖體,成礦溫度高但氧逸度低,更有利于輝鉬礦、錫石硫化物的沉淀,形成了NE向V11-V14號和NW向的V35鎢錫礦體(帶)。
另外,含礦氣液沿破碎帶同時灌入大紺山弧形斷裂,形成了V10號礦體,其產狀、形態、規模嚴格受斷裂帶控制,礦化呈明顯的“上錫下鎢”模式,黃鐵礦、毒砂礦化、硅化強烈,硫化物含量5%~20%,錫石和黑鎢礦主要產于硅化帶內的石英脈內(圖8)。
礦區內大紺山弧形斷裂的長期活動為容礦提供了空間,燕山晚期花崗巖的侵入、分異演化為容礦構造擴容提供了動力,為成礦提供物質來源,為礦液沉淀提供溫壓條件,礦體受次級裂隙或裂隙帶控制,上述礦化特征進一步說明,大金山鎢錫多金屬礦床是受構造控制的熱液型礦床[4]。

圖7 微量元素上地殼標準化曲線圖Fig.7 Upper crust-normalized trace element spider diagram of ore-bearing and wall rocks in Dajinshan deposit
(1)構造破碎帶-石英脈復合型V10礦體賦存于大紺山弧形斷裂帶內,地表控制長度大于1400m,地表以鎢錫礦化為主,淺部以錫礦化為主,但含有少量鎢礦化,往深部再過渡為以鎢礦化為主,隨著控制深度的增加,礦化越來越強、脈體越來越厚,說明該礦體經歷多期次疊加成礦,深部找礦潛力大。
(2)NNE向石英脈型鎢錫礦體經詳查評價,WO3+Sn資源量已達3.5萬噸。
(3)賦存于巖體內接觸帶的蝕變巖體型鎢鉬礦體,雖然鎢品位相對較低,但是鉬資源量具有較好的前景。
(4)NW向V35礦體(帶)礦化富集規律呈明顯的“五層樓”模式,地表細脈帶長度大于3000 m,深部巖體侵位較低,礦化空間大于600 m,預計北西向V35礦帶WO3+Sn資源量大于3萬噸。
(1)大紺山弧形斷裂為本區的導礦、容礦構造,多期活動明顯,為鎢錫成礦提供了容礦空間,燕山四期細粒黑云母花崗巖的侵入提供了物質來源及溫壓條件。

圖8 大金山鎢錫礦區成礦模式圖Fig.8 Metal logenic model of Dajinshan W-Sn deposit
(2)鎢錫礦體礦化富集規律清楚,并嚴格受次級裂隙或裂隙帶控制,是受構造控制的熱液型礦床。
(3)V10礦體和V35礦體(帶)是本區最具潛力的礦段,預計整個礦區WO3+Sn資源量大于8萬噸。大金山礦區大部分礦體位于侵蝕基準面以上,易采易選,將成為廣東一個新的大型鎢礦產資源基地。
論文寫作過程中,得到羅大略教授級高級工程師、徐師、徐德明研究員的悉心指導,在此表示誠摯的感謝。
[1]Taylor S R,McLennan S M.The geochemical evolution of the continental crust[J].Rev.Geophys.,1995,33:241-265.
[2]蔡明海,汪雄武,何龍清,等.南嶺中段錫礦、礦床主要類型及找礦模式[J].華南地質與礦產,2005,21(2):22-29.
[3]付建明,徐德明,楊曉君,等.南嶺錫礦[M].武漢:中國地質大學出版社,2011.
[4]袁見齊,朱上慶,翟裕生.礦床學[M].北京:地質出版社,1985.