广西大明山钨矿区隐伏斑岩型铜矿找矿前景与新方法

陈上仁

摘要:2009年地质勘查工作会上明确指出,必须加强深部找矿工作,以应用深部矿床成矿与找矿理论的突破和先进找矿方法技术为基础,努力实现深部找矿重大突破。近年来我院在大明山钨矿区南段那汉沟、北西段甘高一带开展了多项地质普查工作,在深部的斑岩体内及附近发现了多条含钨、铜石英矿脉。文章结合大明山钨区区域成矿地质背景、岩浆岩构造地质特征,对比斑岩型铜矿床的地质特征及成矿模式,认为大明山矿区外围那汉沟和甘高矿段的铜矿与燕山晚期石英斑岩、花岗斑岩具有成因联系,表现出斑岩型铜矿的特征。有利的地质条件及找矿信息显示本区有较好的找矿前景,通过新一轮的找矿工作,运用新的找矿方法,可望在本区找到大中型隐伏斑岩型铜矿床。

关键词:大明山钨矿区;斑岩型铜矿;找矿前景

中图分类号:TD862.1 文献标识码:A文章编号:1006-8937(2009)08-0056-03

斑岩型铜矿床主要与火成岩有关,由于这一类火成岩具有“斑状结构”,因此将与这类火成岩有关的铜矿床称为“斑岩型铜矿床”,我国比较有名的斑岩型铜矿如:江西德兴富家坞铜矿、西藏斑龙、黑龙江多宝山铜矿等。斑岩型铜矿床的形成与中深成的火山岩侵入有关,象闪长岩和花岗闪长岩等。岩浆的侵入导致了围岩蚀变,沿侵入岩体的中心,不同的围岩蚀变呈环带分布。铜矿体一般产在侵入岩体的内部或与围岩的接触带上;铜的来源一般是随着岩浆的上侵,从深部被岩浆携带上来。这一类矿床的主要原生矿物是黄铜矿和斑铜矿,规模一般较大,但品位较低,一般为0.5%左右。

大明山钨矿区岩浆活动(尤其是燕山期)强烈,与铜矿有关的斑状黑云母花岗闪长岩、花岗斑岩(石英斑岩)出露广泛。文章在前人工作的基础上,对大明山钨矿区外围斑岩型铜矿的找矿前景进行探讨,并为取得隐伏斑岩铜矿找矿新突破提出新的找矿方法。

1区域地质概况

大明山钨矿区位广西山字型构造前弧西翼,大明山箱状背斜北西倾没部位。区域性南丹—昆仑关深大断裂通过本区。出露地层为寒武系、奥陶系、泥盆系、石炭系、三叠系。寒武系及奥陶系为深海—半深海相砂页岩,一般分布于背斜的核部,组成本区的下构造层,区域上体现为一系列EW走向的紧密线状褶皱及压扭性断裂带。泥盆盆系至三叠系为陆棚-海相碎屑岩及碳酸盐岩建造,不整合于下构造层之上,形成NW向箱状背斜,构成本区上构造层。NW向区域断裂在本区表现为数条与上构造层轴向平行的大型逆冲断裂,控制着矿床的展布,而矿区内的控矿构造则多为次级断裂,主要为EW向,次为NE向、SN向。本区岩浆活动强烈,以燕山期为主,岩性主要为黑云母花岗闪长岩、石英斑岩、二长斑岩等,呈岩株、岩脉、岩基状出露(见图1)

2矿区铜矿床的地质特征

大明山钨矿区的铜矿化与燕山期石英斑岩具有成生关系,矿床表现出斑岩型铜矿的成矿特征,如新发现的那汉沟铜矿脉,甘高铜铅锌矿脉等。

2.1那汉沟铜矿

1974～1976年,广西冶金勘探公司七0一地质队于矿区西侧围绕CK63钻孔深部含铜石英斑岩开展过调查评价工作,效果一般。近年来广西地质勘查总院在大明山矿区开展了多项地质普查工作,在施工的坑道中发现了含铜石英矿脉,矿脉主要赋存在隐伏岩体(脉)接触带附近内、外带中,受断裂裂隙控制(见图2)。现将铜矿体分述如下:

①Cu-1号铜铅锌矿体:由钻孔CK744揭露,矿体赋存于下泥盆统莲花山组与斑岩脉的接触带附近的莲花山组含砾砂岩中,受层间挤压构造控制,产状基本与地层相符,走向北西,倾向南西,倾角30度左右。矿体厚约2.0米,品位Cu1.715%,Pb3.38%,Zn0.31%。

②Cu-2号铜铅锌矿体:由钻孔CK744及CK63控制,矿体赋存在下泥盆统与斑岩的接触带附近,呈断裂破碎带控制的石英脉状。两钻孔控制矿体北西西走向,倾向南南西,倾角较陡 50-60度;已控制走向延长30~40m,延深未控制;矿体厚度0.8~4.3m,厚度变化较大,且由相距较近的多条含铜石英脉组成。品位Cu 0.22~1.69%,Pb0.047~1.108%,Zn0.0227~0.74%。围岩硅化、黄铁矿化等蚀变强烈。

CK744钻孔在孔深336~339米处的斑岩中揭露了一条厚度巨大的含铜石英脉,该段石英脉含铁闪锌矿、方铅矿、黄铜矿、黄铁矿及毒砂矿化。铁闪锌矿、方铅矿呈细脉状及团包状分布,黄铜矿呈星点状分布。样长2.11m,化学分析Cu0.22%、Pb0.047%、Zn0.027%。在孔深347.51~348.52米斑岩体内揭露另一含铜石英脉,真厚度0.84米,品位Cu0.434%、Pb1.03%、Zn0.74%;矿石主要金属矿物为黄铜矿、方铅矿、铁闪锌矿,少量毒砂;脉石矿物为石项和叶腊石等。钻孔CK63于孔深300~373米揭露多条受断裂破碎带近年的含铜铅锌石英脉,有工业价值的两条。一条铜矿脉厚1.43m,品位Cu0.50%,Pb0.20%,分布标高150m;另一条铜矿脉厚2.91米,品位Cu1.70%,Pb1.10%,矿脉分布标高140米。从钻孔CK744及CK63揭露的含铜铅锌矿化石英脉分布特征看,矿化连续并可连接成同一矿体。

③Cu-3号铜铅锌矿体:由200m水平主巷坑探程控制。矿体为含铜石英脉赋存于寒武系北西西走向挤压破碎带中,矿体产状194∠57,沿走向已挖掘矿体20余米。含铜石英脉厚0.70米,平均品位Cu2.45%、Ag110g/t、Pb0.12%、Zn0.11%、Bi0.03%、Mo0.07%、WO30.167%。其旁侧的上下盘尚见细脉浸染状铜矿(化),每侧矿化宽度0.5-1.0米,平均品位Cu0.48%。两类矿化合并矿体厚度1.0-2.9米,平均厚度1.68米,平均品位Cu1.05%。主要金属矿物为黄铜矿,次有磁黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、毒砂,脉石矿物主要为石英、萤石,次有绿泥石。黄铜矿以浸染状,团斑状、致密块状分布于破碎带的石英脉、团块及蚀变粉砂质泥页岩的小裂隙中。铜矿脉围岩属寒武系粉砂泥岩,蚀变主要有硅化、萤石化、绿泥石化、磁黄铁矿化等。

④钻孔CK744在进尺354.38~358.85米的寒武系变质泥质砂岩还揭露出1条厚达4.47米的挤压破碎带,有黄铜矿、方铅矿、磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿化,且裂隙发育,有脉幅不等的石英脉穿插,石英脉中见磁黄铁矿,少量方铅矿、黄铁矿、黄铜矿呈团块状共生产出。钻孔CK747揭露的其它矿化段,282-348米的近接触带岩体上部,多发育裂隙充填的密集石英细脉、小脉或网脉,脉幅1mm~5 cm,硅化、黄铁矿化普遍,见有黄铜矿、方铅矿、铁闪锌矿呈浸染星点状、细脉状、不规则团块状沿石英脉分布。在孔深368.19~370.88米为一巨大脉幅的白色石英脉,见黄铜矿、方铅矿、磁黄铁矿呈团块状产出。在孔深380.7~382.6米出现5条密集分布的含矿石英脉,脉幅2~8 cm,主要矿物为黄铜矿、毒砂、方铅矿、铁闪锌矿、磁黄铁矿。所有这些矿化段化探原生晕Cu往往大于1 000~3 000,显示出明显的异常。

2.2甘高铜铅锌矿

位于矿区北东段,在黑云母花岗闪长岩内外接触带上共有五条矿脉,脉幅均在5~40 cm左右。其主要金属矿物以铅、锌矿物为主,含少量黄铜矿,但往深部黄铜矿化变强,铅锌矿化变弱。脉石矿物为石英、萤石等。

3矿区有利的成矿地质条件

上述铜铅锌矿(化)体的发现,为本区寻找深部规模更大的铜矿体提供了有利的找矿信息,因为本矿区存在斑岩型铜矿有利的成矿地质条件:

3.1有利的赋矿层位

广西铜矿床主要产于加里东不整合面上下邻近层位之中, 特别是主要赋存在寒武系中上部和泥盆系富有机质、富炭泥质碎屑岩之中, 表明寒武纪和泥盆纪存在有利于铜质初始沉识形成“铜源层”的地质环境, 为尔后成矿作用进一步富集而成矿奠定基础条件。本矿区内泥盆系地层覆盖于寒武系地层之上,寒武系地层呈天窗出露,具备铜矿形成的有利赋矿层位。

3.2有利的地质构造及岩浆岩条件

深部为区域性南丹-昆仑关深断裂,上部为NW向箱状背斜西倾伏端,为一封闭地段,是成矿的有利环境。燕山期花岗岩浆活动强烈,斑状黑云母花岗闪长岩及石英斑岩发育,据光谱分析,前者的铜、铅、锌平均含量高于同类含钙酸性花岗岩的平均含量,铜高出7~25倍,锌高出2~5倍,铅高出5~22倍;后者铜铅含量相对较高,为斑岩型铜矿形成提供了丰富的物质来源。

3.3有利的地球物理场和地球化学场条件

本矿区南部、北西、北东地段发育一系列物化探异常,在以CuPZn为主的异常发育地段已发现铜铅锌矿,特别是有磁异常相伴的情况下,常预示着存在隐伏的斑岩型铜矿化(体),如七凤背斜西南缘的SN向磁异常、矿区南段的铜铅锌异常,经钻孔、坑探验证均发现了隐伏的石英斑岩脉和斑岩型铜矿体。矿区外围西段的背斜倾伏端存在很好的钨、铜、铅、钼、碘、氟组合化探异常及磁异常,根据前人的研究成果:当Pb、Zn内、中、外浓度带齐全或盖层上发育有F、I的带状异常时,则反映矿化断裂,其深部可能存在隐伏的盲矿体。本区有这种异常的存在。

综上所述,大明山钨矿区无论从地层、构造、岩浆岩条件、地球物理场和地球化学场等方面均存在斑岩型铜矿形成的有利条件,有在局部圈闭构造环境地段寻找与斑岩相关矿床组合的条件和可能,从已有找矿信息来看,本区具有找到大中型斑岩型铜矿的潜力,关键是要深刻认识本区铜矿的成矿特征和成矿规律,在找矿方法上有所突破。

4矿区隐伏斑岩型铜矿床的找矿新方法

本矿区局部地段覆盖层较厚,传统的原生晕法和次生晕法,在覆盖层较厚的地区,矿致异常不是十分明显,且凭其难以达到准确定位预测隐伏矿体位置。本矿区最有条件也最有可能获取到隐伏矿存在的直接信息,除可直接证实有矿化存在的地质信息和地球化学信息外,借助钻孔等探矿工程进行井中物探和物性研究,往往能把地球物理特征转换成直接的地质信息,从而大大强化了深部找矿的技术手段。

①施工深部钻探取样分析:根据地质分析,在已知矿床外围(尤其在外围覆盖区)开展拉网式钻探,获取直接的矿化信息,有时会直接实现找矿突破。当然,在开展拉网式钻探之前,需要从区域成矿带的角度深刻地认识该矿床的特征。

②原生晕轴向分带序列及其深部矿化预测:矿床原生晕轴向分带序列是预测深部隐伏矿的有效工具。矿床原生晕地球化学模型不仅是简单的元素分带模型, 而且包含深刻的矿床成因、矿石建造、矿物地球化学的内涵。该类模型揭示的规律和建立的相应方法论, 不仅适应于原生晕的解释和某些类型单矿体(矿床)的研究, 而且适用于多种次生地球化学异常的解释和各种与热液有关的矿床类型、更大尺度成矿客体的研究。因此, 对于已知矿床的原生晕地球化学分带序列进行研究, 并与标准的地球化学分带序列相比, 有助于揭示深部矿体是否存在。当矿体在垂向上不连续分布或呈雁行式排列时, 根据矿床的原生晕分带指数等指标,也可以有效地揭示出来。

③井中地球物理信息与深部矿化预测:钻孔地球物理方法可获取钻孔周围和底部的直接信息, 这对发现井旁或井底的隐伏矿(矿)很重要的。在井中物探方法中,采用较多的是井中磁测、井中激发极化法、深部充电法及井中瞬变电磁法(TEM)。井中充电法主要用于圈定矿体范围、确定矿体产状及埋藏深度, 寻找充电孔附近的隐伏盲矿体和在相当大的空间( 数十平方千米) 内发现隐伏构造、岩体、盲矿体等地质问题。井中TEM系统由于更加接近深部隐伏矿体,可降低上覆盖层的影响, 在钻孔周边200～300m半径范围内具有较好的分辨能力, 能获取深部隐伏矿体的直接信息。目前的找矿实践证明, 深部钻孔加井中瞬变电磁测量是一种实用和有效的勘查方法组合。

5结论

大明山矿区存在大型斑岩型铜矿的有利成矿地质背景,有利的赋存地层,有利的地质构造特征,如何实现矿区内斑岩型铜矿找矿新实破,找矿理论是基础,找矿方法技术的突破是关键。经过多学科联合、不同找矿预测理论相互渗透、不同预测方法技术相互结合与验证,同时引入新技术和手段,从时空演化规律角度进行隐伏矿体定位、定量预测,就有可能在本矿区找到大中型的斑岩型铜矿。

参考文献:

[1] 广西壮族自治区地质矿产局.广西壮族自治区区域地质志[M].北京:地质出版社,1985.

[2] 施俊法, 唐金荣.隐伏矿勘查经验与启示[J].地质通报,2008.