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(江西省地質調查研究院,江西南昌330030)
江西分宜下桐嶺地區鎢礦地質特征與成礦預測
黃凝,徐平,袁晶
(江西省地質調查研究院,江西南昌330030)
江西省分宜縣下桐嶺鎢(鉬鉍)多金屬礦床,以花崗巖體內、外的網脈型鎢鉬鉍礦化為主,并發育少量大脈型鎢鉬鉍礦體。在進行江西省鎢礦資源潛力評價時,對該礦床1號、2號花崗巖體及鎢礦成礦特征進行了資料收集和綜合研究。按全國礦產資源潛力評價礦產預測有關技術要求,將其劃歸為巖體型鎢礦,所在區域的預測類型歸入“下桐嶺式”巖體型。通過對該典型礦床地質特征、成礦要素、預測要素特征的綜合分析,認為巖石類型、成礦時代、成礦環境、構造背景、礦體特征、控礦條件、化探和重砂異常是該鎢礦的主要預測要素;在此基礎上,對該預測工作區建造構造、成礦要素及預測要素等特征進行了歸納總結,認為大地構造位置、區域地層、區域主要斷裂構造和區域巖漿巖、礦區斷裂構造和成礦巖體、礦化類型、控礦斷裂和地球化學異常特征等,是該區鎢礦主要預測要素,并圈定了8個最小預測區。按地質體積參數法估算,其800 m以淺潛在資源量為24.98萬t。
MRAS軟件;成礦預測;巖體型鎢礦;下桐嶺;江西分宜
江西分宜下桐嶺地區鎢礦預測工作區位處贛中武功山地區,主體落在新余市分宜縣,南部和北西少量分別跨入安福縣和宜春市,面積849.78 km2。該區處于贛中南褶皺帶、武功山—玉華山隆斷束內的武功山—會稽山鎢鉭鈮金多金屬成礦帶的西部,總體位處武功山隆起區內,北側與萍(級)樂(平)坳陷帶毗鄰,成礦區帶隸屬華南成礦省欽杭東段南部成礦帶(圖1)。

圖1 下桐嶺鎢礦及其預測區大地構造位置與成礦區帶簡圖
該區地處武功山復背斜向東傾伏與苑坑復式倒轉背斜向西傾伏的交接地帶。區內地層主要有震旦系老虎塘組、寒武系殘存于邊緣。震旦系老虎塘組由一套經受不同變質程度的泥質、泥砂質、砂質及硅鐵質巖組成,為該區形成工業礦床的直接賦礦圍巖。巖漿巖以燕山期侵入巖分布最廣,規模最大,其中燕山早期第二階段侵入體最為發育,主要有雅山巖體、黃竹坪巖體、下桐嶺巖體、武元巖體等,呈巖株、巖滴、巖枝產出,成礦作用主要是以燕山期小型花崗巖體有源屬關系,主要礦化賦存于燕山期花崗巖體內外接觸帶,尤以內接觸帶為主。區內斷裂構造發育,以北西和北東向斷裂主為,兩者組成“X”形交叉斷裂,為該區燕山期花崗巖漿的侵入創造了條件,沿巖體內外接觸帶,形成大量網脈狀礦體或礦化體。
下桐嶺鎢礦系1958年發現,由分宜縣鎢礦露天開采。初期為手工生產,開采對象為大脈;1969年轉為半機械化生產,開采對象為網脈型鎢鉬鉍礦體。1969—1975年生產僅回收鎢礦,選礦回收率低,開采損失大,對礦產資源破壞嚴重。截止1975年,共生產鎢精礦約900 t。1958年對該礦區進行過1∶2 000地質概查工作,評價對象為大脈,未對礦區作出確切評價;1963年對礦區外圍進行過宜春幅1∶20萬區域地質測量;1965年對該礦區重新進行了踏勘,認為該區成礦條件有利,花崗巖體內細脈十分發育,礦化明顯且集中,具有一定的遠景規模,確定以網脈型鎢礦體為主要評價和勘探對象。1965—1970年對該礦區1號和2號巖體鎢礦進行了勘探,探明工業礦體鎢79 036 t(1號巖體地段70 392 t,2號巖體地段8 644 t),表外鎢礦體529 t(1號巖體地段)(江西冶金地質勘探公司七隊,1975)。
1.1 地質特征
下桐嶺鎢鉬鉍礦位于分宜縣南西25 km,礦區面積3.6 km2,礦化面積1.09 km2,屬產于中細粒花崗巖體內外接觸帶的細網脈帶鎢鉬鉍礦床的典型代表。既為大型鎢礦床,又為中型鉬鉍鈹金屬礦床。其規模是江西省僅次于香爐山和大吉山的第三大獨立鎢礦床,是白鎢礦與黑鎢礦近于等量共生的典型礦區(汪幫勤等,2004)。礦區以花崗巖體內外的網脈型鎢鉬鉍礦化為主,同時發育少量大脈型礦體。相對于贛南地區的鎢礦,前人對它的研究較為薄弱(楊子江,1986)。
1.1.1 礦區地質特征 礦區出露地層主要為震旦系松山群老虎塘組。走向南北有異,南部呈北西向,傾向南西,北部地層呈北東向,傾斜南東,兩地地層傾角為30°~50°。
老虎塘組地層以夾矽卡巖的層位為標志,其巖性可分上、中、下3個巖性段。上部以變質細粒石英砂巖為主,蝕變為角巖化巖石,厚度>200 m;中部主要為變質絹云母石英砂巖夾絹云母千枚巖,厚度約150 m,為含矽卡巖體的主要地段;下部與上部巖性段相似。
區內褶皺主要為軸向北北東向的背斜。1號花崗巖體沿背斜軸部侵入,2號巖體處于北北東向背斜的東翼。斷裂裂隙十分發育,依據斷裂性質、產狀、展布方向、穿插與組合關系等,可分為北東、北西、東西(包括北東東和北西西)及北北東向4組;按斷裂帶內充填物性質、與成礦的關系等,可分成礦前、成礦期及成礦后構造。
研究區主要斷裂組均形成于成礦前,組成礦區的交叉斷裂,為各類脈巖所充填。成礦期各組斷裂又被含礦石英脈所充填,形成網脈型礦床,而其中各組主要大脈則構成網脈型礦床之“骨架”。各組主要斷裂活動延至成礦后,但活動強度顯著減弱,水平錯開一般小于1 m,對研究區礦床無明顯破壞。
(1) 成礦前構造。北西和北東向的扭性斷裂,是礦床的控礦構造,也是區內的主要交叉斷裂。北東向斷裂充填有石英斑巖,北西向斷裂充填有花崗斑巖和輝綠巖脈,同時1號、2號花崗巖枝沿交叉斷裂侵入。2組構造均由石英脈及花崗角礫組成,北東向斷裂傾向北西,西盤(上盤)向南西錯動,最大錯距14.8 m,斷裂多數屬于張扭性質,以F1規模最大,可見延長500 m,寬5~9 m,帶內巖石膠結較疏松。北西向斷裂傾向北東,斷裂面光滑平整,為壓扭性斷裂,北盤向東錯動,最大水平錯距2 m,屬右行斷裂,以F2規模最大,破碎帶可見延長400 m,最大寬度2 m,帶內巖石膠結較緊密,有含鎢石英大脈和含鎢石英細脈充填,脈中或脈側具片理化現象,具透鏡狀圍巖夾石等。東西向斷裂傾向北,總體表現為壓扭性斷裂,北盤向西錯動,錯斷花崗斑巖,最大錯距約25 m,屬左行斷裂,斷裂規模小,以F3規模最大,走向延長約280 m,寬約1 m。
(2) 成礦期構造。北西西、北北西、北東東與北北東向裂隙,為含礦石英脈或網脈充填,廣布于巖體內外接觸帶。北東組裂隙有含礦石英脈充填,斷裂裂隙中充填有少量的糖粒狀石英脈,F1上盤有北東向的石英大脈與之平行。東西向構造成礦期有含鎢石英大脈組及北東東、北西西向細脈充填,脈中或脈側具片理化現象,具透鏡狀圍巖夾石等。北北東向構造成礦期有含鎢石英細脈充填。
(3) 成礦后構造。多錯斷礦脈或巖脈,但錯距不大,一般錯距0.2~0.8 m,最大錯距4.6 m。其中:北東向構造成礦后構造主要表現為一系列北東向的小斷裂,有含礦石英脈和晚期石英脈充填,北西向構造成礦后斷裂主要表現為沿脈破碎,北北東向構造主要為成礦后斷裂,傾向北西西,規模小,延長90~170 m,寬0.2~0.8 m不等,充填有晚期小石英脈。
礦區巖漿巖主要為燕山早期第二階段第三次侵入的花崗巖體(雅山巖體:黑云母K-Ar法年齡162 Ma,花崗巖鋯石U-Pb法年齡(161±1) Ma,強鈉長石化云英巖化花崗巖Rb-Sr法年齡(147 Ma)(王登紅等,2014)。北西部1號花崗巖體呈似桶狀;南東部2號花崗巖體呈巖枝狀,并有較多基性和酸性巖脈分布。下桐嶺鎢礦成礦巖體與宜春414鈮鉭礦成礦巖體——雅山巖體為同一個巖體。
1號、2號花崗巖體均為中細粒蝕變花崗巖。其中1號巖體出露面積約0.1 km2,巖性簡單,為白云母或二云母花崗巖;2號花崗巖體出露面積0.08 km2,其內常有保存較完整的變質巖殘留頂蓋。接觸面產狀主要傾向北東,傾角70°,巖枝呈“Y”形,由西向東呈45°側伏。
1.1.2 礦床地質特征 下桐嶺鎢鉬鉍礦床主要由網脈帶鎢鉬鉍礦體組成。網脈帶脈狀礦體以北西西向產出為主,北東東、北北東、北北西向產出為次,主要分布于1號、2號花崗巖體內外接觸帶中。外接觸帶內,尚有少量石英大脈型礦體及具有鎢礦化的矽卡巖體(圖2)。

圖2 下桐嶺鎢鉬鉍礦區地質構造略圖
礦體具帶狀分布特征。礦帶總體展布方向295°,傾向北北東,傾角75°。礦化深度北西部大于南東部,內接觸帶大于外接觸帶。礦化蝕變主要有鉀長石化、云英巖化、鈉長石化和矽卡巖化等。
1號花崗巖體礦化面積0.64 km2,礦化標高500~-200 m,已圈出網脈帶鎢鉬鉍礦體及鉬鉍礦體2種工業類型共14個礦體。礦體總體呈北西西向帶狀展布,傾向北北東。礦體中石英脈發育,寬度多為0.5~2.0 cm。主要礦體延長400 m,延深335~670 m,厚度12~48 m。巖體東、西內外接觸帶分布有38條大脈帶礦體,構成網脈帶礦體骨架。
2號花崗巖體礦化面積0.45 km2,其內網脈帶鎢礦體具重要工業意義,為主要評價對象。共有8個規模較大的礦體,走向延長50~440 m,延深60~545 m,厚度2~18 m,一般延深大于延長(江西冶金地質勘探公司七隊,1975)。
區內地表查明的含礦石英脈,主要有北西西、北東東、北北西、北北東向4組,脈寬0.2~2.0 cm,延長幾厘米至十幾米,多呈波狀側幕狀排列。各含鎢石英細脈及裂隙交匯成網脈狀。礦體四周工業礦化標高低于中部礦體標高,總體上,鎢礦體在空間上形成一個近似倒立的錐體(江西冶金地質勘探公司三隊,1984)。
大量鎢礦床資料統計表明:白鎢礦的形成受侵入巖中鐵、鈣比值制約,當巖體Fe/Ca比值近于1.20~1.40時,礦化以白鎢礦為主,比值提高到1.40~26.00時,白鎢礦與黑鎢礦共生。礦區1號巖體的Fe/Ca比值為1.95~2.44,2號巖體的Fe/Ca比值為3.11,基本上與上述結論和事實相符。
1.2 成礦要素
下桐嶺巖體型鎢鉬鉍礦典型礦床成礦要素概括如下。
(1) 必要成礦要素:巖石類型、成礦時代、成礦環境、構造背景和控礦條件;(2) 重要成礦要素:成礦圍巖、巖性組合、礦物組合和圍巖蝕變;(3) 次要成礦要素:圍巖巖石結構構造和礦物的結構構造。
1.3 預測要素
在典型礦床成礦要素的基礎上,加入地球物理、地球化學、遙感和自然重砂等綜合信息,形成典型礦床預測要素(表1)。
必要預測要素:巖石類型、成礦時代、成礦環境、構造背景、礦體特征、控礦條件、化探和重砂異常;重要預測要素:圍巖地層、巖性組合、礦物組合、圍巖蝕變、物探異常(特別是剩余重力異常)、化探異常以及重砂異常等;次要預測要素:巖石的結構構造、礦石礦物的結構構造和遙感異常特征。

表1 下桐嶺鎢鉬鉍礦床預測要素
2.1 建造構造特征
2.1.1 沉積建造特征 下桐嶺鎢鉬鉍礦床分2種類型:1號巖體為石英大脈型;2號巖體為石英網脈型。礦體分布于中侏羅世下桐嶺(1號、2號)巖體與壩里組的內、外接觸帶;其北西部的新坊、茶園、雅山、高富嶺、棕背(皮)山等石英大脈型鎢礦則分布于中侏羅世雅山二長花崗巖、早白堊世銀子嶺細粒白云母花崗巖與壩里組和老虎塘組的內、外(主)接觸帶。
壩里組主要為復理石建造,中部夾變質鈣質砂巖、白云質大理巖透鏡體建造;老虎塘組為復理石建造夾高鎂碳酸鹽巖建造,頂部為硅質巖建造,其間夾多層變余鈣質砂巖和白云質大理巖透鏡體,是下桐嶺礦區矽卡巖型白鎢礦的含礦建造。上述地層中Be、As、Pb、Sn、W、Nb、Y、Li、Zr、Ba、La等元素平均含量均高于地殼克拉克值,Mo是地殼克拉克值的2.5~4.2倍。
2.1.2 巖漿巖建造特征 測區中侏羅世黑云(或二云)二長花崗巖和早白堊世白云母花崗巖是鎢鉬鉍礦成礦母巖。巖體呈巖瘤、巖株狀產出,侵入于震旦系壩里組、震旦系老虎塘組建造中,外接觸帶數百米至2 km不等的紅柱石角巖與斑點千枚巖帶,并常見花崗斑巖或石英斑巖巖枝或巖脈。巖石多呈中細粒似斑狀結構,塊狀構造。斑晶由石英、鉀長石、斜長石組成,質量分數為10%~13%,晶徑3~5 mm;基質具半自形粒狀結構,占87%~90%,晶徑0.2~3 mm,由鉀長石(34%~42%)、斜長石(25%~30%)、石英(30%)、黑云母(2%~4%)、白云母(1%~5%)與少量(<1%)石榴石組成。
下桐嶺鎢礦是燕山中期華南大規模鎢成礦作用的產物。與南嶺東段大多數石英脈型鎢礦相比,下桐嶺鎢礦的輝鉬礦具有較高的錸含量,暗示其受到較多殼-幔相互作用的影響,這可能與它處在“欽杭成礦帶”贛中段、鄰近萍鄉—廣豐深大斷裂有一定的關系(李光來等,2011)。
2.2 成礦要素特征
該區地處華夏成礦區加里東褶皺帶的武功山隆起區中段,武功山復背斜向東傾伏與苑坑復式倒轉背斜向西傾伏的交接地帶。該區已查明大型鎢礦床1處,小型鎢礦床2處,礦(化)點4處,其中下桐嶺鎢礦床為大規模巖體型鎢、鉬、鉍礦床。
2.2.1 賦礦地層 區內地層主要有震旦系老虎塘組,寒武系殘存于邊緣。震旦系老虎塘組由一套經受不同變質程度的泥質、泥砂質、砂質及硅鐵質巖組成,為該區形成工業礦床的直接賦礦圍巖,是重要的成礦要素。
2.2.2 成礦巖體 區內燕山期侵入巖分布最廣,規模最大,尤以燕山早期第二階段侵入體最為發育,主要有雅山巖體、黃竹坪巖體、下桐嶺巖體、武元巖體等,呈巖株、巖滴、巖枝產出,成礦作用主要是以燕山期小型花崗巖體有源屬關系,主要礦化賦存于燕山期花崗巖體內外接觸帶,尤以內接觸帶為主。
2.2.3 控礦構造 下桐嶺預測工作區,處于下揚子地塊與華夏古陸結合部的萍鄉—廣豐深大斷裂的南側(欽杭接合帶中段)、武功山—玉華山東西向隆斷束內的武功山—會稽山鉭鈮鎢金多金屬成礦帶的西段。武功山復背斜與苑坑復式倒轉背斜的交接地段,同時展現為北西和北東向的扭性斷裂組成“X”形交叉斷裂,為該區燕山期花崗巖巖漿的侵入創造了條件,沿巖體內外接觸帶,形成大量網脈狀礦體或礦化體,是區內必要的成礦要素。
必要成礦要素:大地構造位置、區域地層、主要斷裂、區域巖漿巖、控巖控礦構造;重要成礦要素:賦礦地層、礦石礦物特征和圍巖蝕變作用等。
2.3 預測要素特征
在分宜下桐嶺鎢礦預測工作區成礦要素表的基礎上,疊合地球物理、地球化學、遙感和自然重砂等綜合信息,形成分宜下桐嶺鎢礦預測工作區預測要素表(表2)。
必要預測要素:大地構造位置、區域地層、區域主要斷裂構造和區域巖漿巖、礦區斷裂構造和成礦巖體、礦化類型、控礦斷裂和地球化學異常特征等;重要預測要素:已知礦床點、礦區地層、礦石礦物、蝕變作用、重磁異常特征;次要預測要素:遙感異常特征和自然重砂異常特征。
3.1 最小預測區的圈定
按最小預測區劃分原則和方法,礦產預測類型為下桐嶺式巖體型鎢礦,在MRAS軟件中按礦床綜合預測模型,采用的預測方法類型為侵入巖體型,預測單元劃分采用地質體單元法。
根據分宜下桐嶺地區下桐嶺式巖體型鎢礦成礦地質特征,結合預測區預測模型特征,選擇該區已知鎢礦床(點)、成礦巖體內外接觸帶、含礦地層、控礦斷裂、“X”形斷裂交匯、蝕變帶、鎢化探異常、黑鎢礦重砂異常8個要素,進行地質體預測單元的圈定工作。
在MRAS 2.0建模器中將上述預測要素迭加求并,預測單元網格大小設置為10(相當于0.5 km),生成網格單元圖層,確保預測工作區內具有相同預測條件的區域不遺漏。然后根據成礦系統邊界理論在網格單元的基礎上圈定地質體預測單元,預測單元的圈定主要考慮到成礦巖體內外接觸帶的范圍、已知鎢礦床(點)的位置、礦體位置、圍巖蝕變范圍、NE向與NW向“X”形交叉斷裂、化探異常范圍、重砂異常范圍等。

表2 分宜下桐嶺巖體型鎢(鉬鉍)礦預測工作區預測要素表
共圈定出9個地質體預測單元,經優選,最小預測區總數為8個,其中A類2個,B類4個,C類2個(圖3:紅色為A類,桃紅為B類,藍色為C類)。
分宜下桐嶺地區巖體型鎢礦共圈定出8個最小預測區,最大面積8.00 km2,最小面積為1.81 km2,平均值為3.41 km2,總面積為27.31 km2。

圖3 分宜下桐嶺預測工作區預測單元(左)與最小預測區(右)分布圖
3.2 地質體積參數法資源量定量估算
3.2.1 分宜下桐嶺模型區含礦系數確定 分宜下桐嶺模型區預測資源總量為15.13萬t(查明資源量12.56萬t+典型礦床預測資源量2.57萬t),模型區總體積為6 397 248 438 m3,含礦地質體面積參數為0.27,由此得出模型區含礦系數0.000 087 559 635。
3.2.2 最小預測區預測資源量及估算參數 該地區預測資源量估算方法,選擇含礦地質體體積法,選擇區內工作程度最高的區域作為模型區,根據中國地質科學院礦產資源研究所預測資源量估算技術要求及2010年補充要求,選擇下桐嶺最小預測區作為模型區。
預測結果:分宜下桐嶺巖體型鎢礦預測工作區下桐嶺式巖體型鎢礦800 m以淺預測資源量為24.98萬t(表3)。
綜上所述,分宜下桐嶺預測工作區鎢礦資源總量為38.11萬t,其中查明資源量13.13萬t,預測資源量24.98萬t。

表3 下桐嶺式巖體型黑鎢礦預測工作區最小預測區估算成果表
(1) 下桐嶺鎢鉬鉍預測工作區,位于欽杭結合帶中東部。欽杭帶為揚子陸塊和華夏陸塊大致沿欽州—萍鄉—杭州一線拼貼形成華南陸塊,該拼貼帶(楊明桂等,1994,1997;余達淦等,2006;胡肇榮等,2009)發育大量的超大型及大、中型礦床,如柿竹園、芙蓉、錫田、瑤崗仙、黃沙坪、寶山等鎢錫礦床;德興、永平、東鄉、金山、銀山、冷水坑等大型—超大型銅鉛鋅金銀礦床;宜春414、葛源等大型鉭鈮礦床和相山火山巖型鈾礦田,說明下桐嶺預測工作區成礦條件優越。
(2) 侏羅紀中世富含W、Sn、Mo、Bi組分的富堿性(尤其是富鉀)花崗巖,是尋找巖體型鎢鉬鉍礦的重要標志。尤其是這類巖體與AnS變質地層接觸的內外接觸帶,該接觸帶中的云英巖化、鉀化、矽卡巖化是尋找上述礦床的有利地段。就研究區而言,近EW向(NWW與NEE)與NNW、NNE向構造(斷裂與片理)交匯部分,尤其是上述構造中石英脈或綱脈帶,要引起高度重視。
(3) 該地區內的下桐嶺與銀子嶺之間,分布有下桐嶺大型鎢鉬鉍礦床1處,高富嶺、棕背山、新坊等鎢礦點5處,礦床點總體呈北西向展布。工作區中震旦紀—寒武紀復理石建造夾含炭建造、碳酸鹽建造之地層中,見多個花崗斑巖巖瘤、巖滴、巖脈,并廣泛發育角巖化,顯示有隱伏巖體存在,而且化探W、Mo異常發育。因此認為,在該地區尋找“下桐嶺式”鎢鉬鉍(鈹)礦床有著廣闊的前景。
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On geological properties and metallogenic prognosis of Xiatongling tungsten deposit in Fenyi of Jiangxi
HUANGNing,XUPing,YUANJing
(Jiangxi Institute of Geological Survey,Nanchang 330030, China)
Located in Xiatongling of Fenyi in Jiangxi Province, the mineralization for W (Mo-Bi) polymetallic deposit was majored in granite vine types and minor amount of large vein type W-Mo-Bi ore bodies. In the course of resources potential evaluation for tungsten in Jiangxi Province, the authors conducted systematic data collection and comprehensive studies on No 1 and 2 granite bodies and tungsten metallogenic characteristics. According to the related technical requirements of national mineral resources potential evaluation for minerals prognosis, the authors classified the deposit as rock type tungsten deposit, the prognosis type for the area as ‘Xiatongling mode’ rock type. Through integrated analyses of typical deposit geological properties, metallogenic elements, prognosis elements, the authors considered that rock types, ore-forming epoch, ore-forming environment, tectonic settings, ore body properties, ore-control conditions, geochemical exploration and heavy placer mineral anomalies constituted the main predicting elements of tungsten deposit. The authors summarized the features of formations and structures, ore-forming elements, prognosis elements in the prognosis working area, considered geotectonic location, regional stratigraphy, regional major fractures, regional magma and mine faults, ore-forming rock mass, mineralization types, ore-control fractures and geochemical anomaly were the prognosis elements for the tungsten deposit in the study area. Eight minimum prediction areas were delineated, and by geological volume parameter method, the potential resource volume down to 800 m was estimated about 249.8 kt, indicating a broad prospect of ‘Xiatongling mode’ tungsten deposit in the study area.
MARS software; Metallogenic prognosis; Rock type tungsten deposit; Xiatongling; Fenyi, Jiangxi
10.3969/j.issn.1674-3636.2014.04.630
2014-05-27;
:2014-06-27;編輯:陸李萍
中國地質調查局礦產資源潛力評價項目“江西省礦產資源潛力評價”(1212010881619)
黃凝(1987— ),女,助理工程師,從事地質礦產調查評價工作,E-mail:xupin681113@126.com
P618.67;P612
:A
:1674-3636(2014)04-0630-08