廣東樂昌禾尚田鎢錫礦床外圍及深部成礦預測

古志宏

(廣東省地質調查院)

?

·地質·測量·

廣東樂昌禾尚田鎢錫礦床外圍及深部成礦預測

古志宏

(廣東省地質調查院)

廣東樂昌禾尚田鎢錫礦床是近年來新發(fā)現(xiàn)的大型—超大型礦床。基于區(qū)域地質背景、礦床地質特征、物化探異常特征、儲量估算成果等地質資料，建立了礦區(qū)外圍及深部成礦預測模型。基于該模型對礦區(qū)外圍和深部進行了成礦預測，結果表明：①禾尚田鎢錫礦外圍及深部找礦潛力較大，資源量有望增加1倍；②中—低溫石英脈型鎢錫礦床為該礦外圍找礦的主攻礦床類型，矽卡巖型鎢礦則為其深部找礦的主攻礦床類型；③雪馬田東南段可作為區(qū)內下一步勘查找礦的重點。

鎢錫礦床地質特征儲量估算預測模型成礦預測深部找礦

目前，禾尚田鎢錫礦床處于普查階段，初步探獲的W+Sn資源量已達大型甚至超大型規(guī)模。礦床圍巖為碳酸鹽巖，外圍及深部均未發(fā)現(xiàn)有花崗巖體，導致其與華南甚至全國范圍內鎢礦有根本區(qū)別[1]。隨著勘查工作的推進，如何科學評價其資源潛力并確定下一步找礦方向亟需開展研究。已有研究成果表明，采用以成礦系列理論為核心的礦床模型綜合地質信息預測方法在礦區(qū)外圍及深部進行定位、定量預測，成效顯著[2-7]。為此，本研究利用普查所獲得的地質、物探、化探、儲量估算等地質資料，在綜合研究該礦成礦規(guī)律的基礎上，運用礦床模型綜合地質信息預測方法對禾尚田礦區(qū)外圍及深部進行定位、定量預測，為區(qū)內下一步勘探找礦提供依據(jù)。

1　礦區(qū)地質概況

禾尚田鎢錫礦劃分了沙棟里、雪馬田、石沖等3個礦段，共圈定了211條礦體(圖1)。礦體主要賦存于天子嶺組中、下段碳酸鹽巖中，由網(wǎng)脈狀分布的石英脈、長石脈、云英巖脈及灰?guī)r組成。礦體密集近平行分布，與其他鎢錫礦床區(qū)別明顯[8-9]。礦體圍巖為灰?guī)r，主要蝕變?yōu)榇罄韼r化、云英巖化、硅化、螢石化，局部矽卡巖化，截至目前，礦區(qū)范圍內地表及深部均未見巖漿巖及巖脈。

圖1　礦區(qū)地質簡圖

2　致礦異常信息提取及預測模型構建

2.1基于地質特征的成礦信息2.1.1地層與成礦

研究區(qū)內鎢錫礦的主要含礦層位為天子嶺組(Dt)，尤以中段(Dt2)和下段(Dt1)為主。由礦區(qū)各地層單位土壤成礦元素含量(表1)可知，礦區(qū)W、Sn、Bi等成礦元素的含量明顯高于廣東省土壤環(huán)境背景值，各地層單位土壤存在元素濃度差異，其中天子嶺組成礦元素含量最高，以其中段和上段最為突出，是區(qū)內鎢錫礦最具找礦價值的地層。

表1　礦區(qū)各地層單位土壤成礦元素含量[10]

2.1.2構造與成礦

禾尚田鎢錫礦明顯受到區(qū)域大型構造的制約，礦區(qū)處于NE向郴州—懷集大斷裂、EW向古亞洲構造帶(基底)、SN向瑤山復背斜相交復合部位的次級隆拗交接帶(圖1)，礦床礦脈及主脈帶均呈NE、EW、SN走向，顯示出以張性為主的張剪性活動特征，說明礦化優(yōu)選方位受到不同構造帶的聯(lián)合制約，向斜構造翼部也為禾尚田鎢錫礦的主要控礦構造。沙棟里礦段、雪馬田礦段分別發(fā)育于沙棟里向斜兩翼，石沖礦段發(fā)育于石沖倒轉向斜兩翼，特別是其倒轉西翼，向斜構造兩翼的層間碎裂帶為該鎢錫礦的主要容礦構造。沙棟里礦段鎢礦位于沙棟里向斜西北翼、天子嶺組中段(Dt2)灰?guī)r的層間破碎帶，雪馬田礦段鎢礦位于沙棟里向斜東南翼、天子嶺組下段(Dt1)、中段(Dt2)灰?guī)r的層間破碎帶內，石沖礦段鎢礦主要發(fā)育于石沖倒轉向斜西翼、天子嶺組下段(Dt1)、中段(Dt2)灰?guī)r的層間破碎帶內。礦區(qū)非常發(fā)育的節(jié)理裂隙構造也為鎢錫礦脈的重要控礦、容礦構造，鎢礦常呈細脈狀充填于節(jié)理中，節(jié)理與礦脈走向基本一致，節(jié)理大部分呈張剪性，節(jié)理面平直，延伸大。

2.2基于物化探異常的成礦信息

2.2.1化探異常信息

在平面上，礦區(qū)內礦體的展布與W、Sn、Bi、Cu、Ag、As、F化探異常濃度中心的分布基本一致(圖2)，在剖面上也有相似的特征。由此可見，W、Sn、Be、F、Ag、As綜合化探異常組合可作為禾尚田鎢礦外圍及深部預測的重要要素，可用于圈定預測區(qū)。在研究區(qū)內，鎢礦體上方的土壤異常除W、Sn外，還疊加了Cu、Zn、Ag、As等中—低溫元素組合異常(圖2)，由此推測該區(qū)成礦作用以中—低溫成礦為主，其包裹體測溫結果也證實了該推測[11]。由此可見，中—低溫石英脈型鎢錫礦床仍為該礦外圍找礦的主攻礦床類型。

2.2.2物探異常信息

沙棟里礦段、雪馬田礦段分別對應著重力低異常區(qū)和沙棟里—雪馬田磁異常段，而石沖礦段則與重力低異常區(qū)和石沖—連九塘磁異常區(qū)位置相吻合，該3個礦段均位于物化探異常突變區(qū)。礦區(qū)高精度磁測、重力剖面測量和音頻大地電磁測深結果均顯示礦區(qū)沙棟里—雪馬田—石沖一帶深部存在隱伏巖體，其總體呈NW走向，東部深西部淺，最淺處基巖埋深約2.4km，往東南潛伏最大埋深約5.3km。近年來的深部找礦進展表明[12-13]，在具備(或大致具備)“五層樓”格局脈狀礦體的礦區(qū)下方，可能存在層狀、似層狀、透鏡狀產(chǎn)出的礦體，二者是否為同時、同一物質來源、同一成礦作用的產(chǎn)物，并不特別注重，即為“五層樓+地下室”找礦新模型。在本研究中，石沖礦段及雪馬田礦段深部鉆孔巖芯中已發(fā)現(xiàn)了少量含鎢錫礦矽卡巖。音頻大地電磁測深結果表明，深部存在一定規(guī)模的線狀或塊狀低阻異常，深度 2 000m(-1 200m)，前述塊狀低阻異常繼續(xù)增強，推測進入富含硫化物的矽卡巖帶，估計該礦下方為一接觸帶矽卡巖型鎢礦，可見，矽卡巖型鎢礦是該礦區(qū)深部找礦的主攻礦床類型。

圖2　研究區(qū)土壤異常分布

2.3成礦預測模型

通過對禾尚田鎢錫礦床地質特征、物化探特征的綜合研究，構建了成礦預測模型，該模型由成礦要素表(表2)和成礦模式圖(圖3)組成。由該預測模型可看出，地層、構造、物化探特征均制約了礦床的產(chǎn)出，石英脈型礦體賦存于上泥盆統(tǒng)天子嶺組中，下方的隱伏花崗巖為其成礦巖體，深部2 000m(-1 200m)以下推測有一矽卡巖型礦體(圖3)。

表2　禾尚田鎢錫礦預測要素

3　成礦預測

礦床模型綜合地質信息預測方法是以地球化學、礦物學、礦床學理論為指導，在全面利用勘查區(qū)地質構造、礦化蝕變、物探、化探、遙感等資料的基礎上，研究成礦地質作用，總結預測要素及預測模型，進而推測礦體位置(即定位預測)，并采用地質參數(shù)體積法進行定量預測[7]。在深入研究禾尚田鎢錫礦成礦規(guī)律的基礎上，采用礦床模型綜合地質信息預測方法對該礦進行成礦預測。本研究成礦預測分為2個部分：第1部分為圈定預測區(qū)(即定位預測)，第2部分為估算預測資源量(定量預測)。

3.1定位預測

在研究區(qū)找礦預測模型的基礎上，參考已發(fā)現(xiàn)的鎢錫礦體，充分研究礦區(qū)地質、物探、化探資料，對禾尚田鎢錫礦外圍及深部進行綜合信息成礦預測。本研究共圈定了3個查明區(qū)，4個預測區(qū)(圖4)。其中沙棟里礦段1個預測區(qū)(Ⅰ)，雪馬田礦段2個預測區(qū)(Ⅱ、Ⅲ)，石沖礦段1個預測區(qū)(Ⅳ)。目前礦區(qū)工程控制最大延深已達1 560m，礦體仍未見滅尖，故對該礦深部進行了預測。根據(jù)物探資料推測，礦區(qū)在2 000m埋深以下轉變?yōu)槲◣r型鎢礦，故石英脈型鎢礦僅預測至深部2 000m，各礦段在現(xiàn)有工程控制延深的基礎上向下延伸預測至 2 000m。

圖3　禾尚田鎢錫礦成礦模式

圖4　禾尚田鎢錫礦查明區(qū)預測區(qū)圈定

3.2定量預測

根據(jù)查明區(qū)的相關參數(shù)計算出含礦系數(shù)：

(1)

式中，K為含礦系數(shù),t/m3；ZC為查明區(qū)查明資源量，t；VC為查明區(qū)含礦地質體體積，m3。

根據(jù)相似類比原則，礦床已查明資源量的塊段與礦床深部和外圍有相同含礦地質體礦段的單位體積所含的資源量相等，此為礦床深部及外圍預測資源量估算的前提條件。于是，將式(1)計算的含礦系數(shù)推廣至礦床的外圍及深部，資源量估算公式為

(2)

式中，ZY為預測區(qū)預測資源量，t；SY為預測區(qū)面積，km2；HY為預測區(qū)延深(預測區(qū)含礦地質體延深)，m；α為相似系數(shù)。

預測結果表明，4個預測區(qū)成礦前景總體良好。

Ⅰ區(qū)位于沙棟里礦段西側，面積約0.4km2，受NW向WF1斷裂與NNE向F15斷裂共同控制，上泥盆統(tǒng)天子嶺組下段地層廣泛分布，化探綜合異常明顯，成礦條件較好，據(jù)預測，新增資源量可達大型規(guī)模。Ⅱ區(qū)位于沙棟里礦段南側雪馬田礦段西端，面積約0.4km2，區(qū)內主要分布的地層為上泥盆統(tǒng)天子嶺組中、下段，從構造上看，該區(qū)位于沙棟里—雪馬田向斜西翼沙棟里礦段南側，推測存在一與沙棟里礦段相似的礦體，且化探綜合異常指示明顯，成礦條件較好，潛在資源量可達大型以上。Ⅲ區(qū)位于雪馬田礦段東南側，面積約0.5km2，化探異常濃度高，構造受區(qū)內主要的NWW向斷裂F1影響，且根據(jù)目前探礦工程的控制程度，雪馬田東側及南側尚未封邊，成礦條件較好，預測潛在資源量(WO3+Sn)可達10萬t級別。IV區(qū)位于石沖礦段東側，面積約0.2km2，化探綜合異常明顯，構造上處于NWW向F1斷裂和NEE向F16斷裂的交匯部位，根據(jù)現(xiàn)有的鉆探工程，在407#線西側已發(fā)現(xiàn)一近似垂直的礦體，推測從407#線往北有相似的礦體，且石沖礦段西側尚未控邊，有相當大的找礦潛力，預測資源量約4萬t,可見，雪馬田東南段可作為下一步勘查找礦的重點。總體而言，禾尚田鎢錫礦資源潛力巨大，資源量有望增加1倍，鎢錫查明資源量約占總資源量的40%，預測資源量約占總資源量的60%。

3.3資源潛力

由沙棟里、雪馬田、石沖礦體資源量預測結果(圖5)可知，雪馬田礦段找礦潛力最大，石沖礦段和沙棟里礦段資源量相差較小。本研究不僅對禾尚田鎢錫礦資源量進行了預測，還從不同的預測深度進行了定量評估(圖6)，從礦體埋深角度看，禾尚田鎢錫礦在深部(尤其埋深1 000m以下)還有巨大的潛力，但開采成本相對較高，資源可利用性相對較低。

4　結　語

結合禾尚田鎢錫礦區(qū)大量地質資料構建了礦區(qū)外圍及深部的成礦預測模型，據(jù)此對礦區(qū)外圍及深部進行了資源量預測，對于區(qū)內找礦勘探工作有一定的參考價值。

[1]付建明，李華芹，馬麗艷，等.粵北樂昌市和尚田鎢錫多金屬礦成礦時代及其地質意義[J].地質學報，2013，87(9)：1349-1358．

圖5　各礦段鎢錫資源量

圖6　不同深度鎢錫礦預測資源量

[2]陳毓川，裴榮富，宋天銳，等.中國礦床成礦系列初論[M].北京：地質出版社，1998．

[3]陳毓川，裴榮富，王登紅.三論礦床的成礦系列問題[J].地質學報，2006，80(10)：1501-1508．

[4]陳毓川，王登紅，朱裕生，等.中國成礦體系與區(qū)域成礦評價[M].北京：地質出版社，2007．

[5]肖克炎，葉天竺，李景朝，等.礦床模型綜合地質信息預測資源量的估算方法[J].地質通報，2010，29(10)：1404-1412．

[6]肖克炎，張曉華，李景朝，等.全國重要礦產(chǎn)總量預測方法[J].地學前緣，2007，14(5)：20-26．

[7]葉天竺，肖克炎，嚴光生.礦床模型綜合地質信息預測技術研究[J].地學前緣，2007，14(5)：11-19．

[8]陳波，周賢旭.贛北香爐山鎢礦田礦床控制因素及成礦模式[J].地質與勘探，2012(3)：562-569．

[9]付建明，程順波，盧友月，等.湖南錫田云英巖-石英脈型鎢錫礦的形成時代及其賦礦花崗巖鋯石SHRIMPU-Pb定年[J].地質與勘探，2012(2)：313-320．

[10]張高強.廣東省樂昌市禾尚田鎢多金屬礦床成礦元素地球化學特征研究[J].華南地質與礦產(chǎn)，2014，30(2)：124-130．

[11]武國忠.粵北鎢多金屬礦集區(qū)“五層樓+地下室”成礦規(guī)律與礦產(chǎn)資源潛力評價[D].北京：中國地質大學(北京)， 2014．

[12]王登紅，唐菊興，應立娟，等.“五層樓+地下室”找礦模型的適用性及其對深部找礦的意義[J].吉林大學學報：地球科學版，2010，40(4)：733-738．

[13]許建祥，曾載淋，王登紅，等.贛南鎢礦新類型及“五層樓+地下室”找礦模型[J].地質學報，2008，82(7)：880-887．

PeripheralandDeepMetallogenicPredictionoftheHeshangtianWu-SnDepositinLechangCounty,GuangdongProvince

GuZhihong

(GuangdongGeologicSurveyInstitute)

HeshangtianWu-SndepositinLechangcounty,Guangdongprovinceisalarge-supperlargedepositthatisfoundinrecentyears.Basedontheregionalgeologicalbackground,oredepositgeologicalcharacteristics,geophysical-geochemicalanomalycharacteristicsandreserveestimationresults,theperipheralanddeepmetallogenicpredictionmodeloftheHeshangtianWu-Sndepositisestablished.Basedonthepredictionmodel,theperipheralanddeepmetallogenicpredictionisconducted.Theresultsshowthat:①theprospectingpotentialoftheperipheralanddeepofHeshangtianWu-Snminingareaislarge,thereservesisexpectedtodouble;②themiddle-lowtemperaturequartzvein-typeW-SndepositisthemaindeposittypesoftheperipheralprospectingofHeshangtianWu-Sndeposit,theskarntypeoftungstendepositisthedeepprospectingofHeshangtianWu-Sndeposit;③thesouthernsectionofXuematianoreblockisthefocusofthefurtherexplorationprospectinginHeshangtianWu-Snminingarea.

Wu-Sndeposit,Geologicalcharacteristics,Reservesestimation,Predictionmodel,Metallogenicprediction,Deepprospecting

2015-10-21)

古志宏(1982—)，女，工程師，碩士，510080 廣東省廣州市越秀區(qū)東風東路739號。