贵州从江污牙钨矿地质特征及成因浅析

2014-04-16 06:57张宇ZHANGYu陈凤雨CHENFengyu
价值工程 2014年17期

张宇 ZHANG Yu;陈凤雨 CHEN Feng-yu

(①贵州省地矿局测绘院,贵阳 550018;②贵州省地矿局地球物理地球化学勘查院,贵阳 550018)

(①Surveying and Mapping Institute,Guizhou Provincial Bureau of Geology and Mineral Resources,Guiyang 550018,China;②Institute of Geophysical and Geochemical Exploration,Guizhou Provincial Bureau of Geology and Mineral Resources,Guiyang 550018,China)

1 区域地质概况

研究区大地构造位置位于扬子陆块与华夏陆块过渡带(江南造山带)上摩天岭穹状背斜北端,是由晚前寒武纪变质岩系、岩浆岩和混合岩组成的一个古隆起,其核部地层为中元古界四堡群尧等组、河村组以及侵入于其中的基性-超基性岩和中酸性花岗岩,其外围依次出露的则是新元古界下江群甲路组、乌叶组、番召组、清水江组和震旦系南沱组。区内断裂构造主要形成于加里东期,系摩天岭穹状背斜形成后,垂直于背斜轴向的引张应力加强而成,分别为北东向逆断层和北西向正断层两组,属一共轭断层组。区内主要为侵入岩和变质岩,沉积岩不发育。其中花岗岩与 W、Sn、Cu、Pb、Zn、Fe等矿产有关,它们呈环状分布于摩天岭花岗岩体的周围。在花岗岩体的内外接触带有W、Sn矿化,离接触带稍远有Cu、Pb、Zn、Fe的矿床或矿点。

2 研究区地质特征

2.1 地层 区内出露及钻遇地层有中元古界四堡群河村组、新元古界下江群甲路组第一段、第二段和少量零星分布的第四系,缺失四堡群尧等组。由老到新分述如下:①河村组(Pt2h):灰、灰黄至灰绿色变质石英砂岩与绢云母绿泥石石英千枚岩不等厚互层,具清晰的条带状构造和复理式韵律。底部与花岗岩接触带上多具角岩化,岩石较坚硬,砂岩与千枚岩接触处多为沿千枚理方向分布的石英细脉和石英透镜体充填。岩石中见少量电气石和黑云母分布,局部见到微揉纹。本层受花岗岩侵入体接触面起伏的影响,厚度不稳定,南东较厚为152m,向北西和深部变薄直至尖灭。②甲路组第一段(Pt3j1):浅灰绿至灰色绢云母绿泥石石英千枚岩、绿泥石绢云母石英千枚岩及绿泥石石英千枚岩,夹少量变质石英粉砂岩。岩石揉皱较强烈,具叠瓦状构造,见针状、放射状电气石和片状黑云母,断续见乳白色石英细脉和透镜体沿千枚理充填。该层具较强揉皱特征,其与下伏河村组为微角度不整合接触。厚度385m。本层近底部为具强电气石化和黑云母化蚀变的灰、灰绿、深灰色绿泥石绢云母石英千枚岩,是区内白钨矿的主要含矿层位。③甲路组第二段(Pt3j2):区内甲路组第二段仅出露下部,岩性为浅灰至灰绿色钙质千枚岩、绿泥石绢云母石英千枚岩及绢云母石英千枚岩。间夹变质石英砂岩透镜体。厚度>40m。④第四系(Q):褐黄、土黄、紫红色殘坡积粘土、亚粘土,其中夹大量绿泥石绢云母石英千枚岩转石及石英团块。厚度0~15m。

2.2 构造 污牙钨矿区内褶皱不发育,仅在变质岩中见到一些层间小褶皱,地层总体走向北西-南东向,倾向20~50°,平均为 30°,倾角 15~35°,平均为 30°。区内断裂构造不发育,仅有区域性大断层-高武断层从矿区南东角通过,对钨矿体的影响较小。

2.3 岩浆岩 区内岩浆岩为摩天岭花岗岩,出露面积约2km2,占研究区面积的33%,形成于雪峰期(760Ma)。花岗岩侵入体与河村组、甲路组呈外倾式侵入接触,接触面向北倾,倾角15~25°。岩石类型主要为不等粒花岗岩、中粒花岗岩。侵入岩体属硅酸过饱和和过碱性岩,由内而外酸性增加,W、Sn元素平均值相比均明显高于黎氏平均值,W最高达6倍,Sn最高达16倍,有明显富集特征,提供了成矿物质来源。

3 矿床地质特征

3.1 矿体产出特征 区内钨矿(图1)产于黑色蚀变岩体中,是一套位于四堡群与下江群不整合面之上甲路组一段下部具有深色蚀变的地质体,其下部颜色较深,多为深灰、灰黑色石英千枚岩,常伴有强烈的层间揉皱(图2),向上变浅直至与围岩一致。

污牙钨矿主矿体产在黑色蚀变岩体下部具有强烈层间揉皱的灰、深灰、灰黑色石英千枚岩中,产状与黑色蚀变岩体底界大致一致,矿体呈似层状、透镜状产出,沿走向和倾向上具有波状起伏,在倾向上随蚀变带向深部延伸尖灭的特点。此外,矿化与电气石化、黑云母化蚀变密切相关。

钨矿体走向近东西向,与地层走向有约30°交角,总体倾角为20°,地层走向北西-南东向,倾向北东,倾角一般为20~40°。目前,研究区共发现三个钨矿体:

Ⅲ号矿体:呈似层状产于黑色蚀变岩体中部,距Ⅱ号矿体底板15~30m,倾向北,倾角20~25°。东西走向长约460m,倾向延伸140~240m,平均宽约150m,平均品位0.199×10-2,平均厚度1.81m,占矿床总资源量的13%。

Ⅳ号矿体:呈似层状产于黑色蚀变岩体下部,距Ⅲ号矿体底板15~40m,倾向北,倾角15~30°。东西走向长约960m,倾向延伸50~220m,平均宽约200m,平均品位0.226×10-2,平均厚度2.08m,占矿床总资源量的39%。

Ⅴ号矿体:呈似层状产于黑色蚀变岩体底部,距Ⅳ号矿体底板约10~40m,倾向北,倾角25~30°。东西走向长约760m,倾向延伸50~290m,平均宽约150m,平均品位0.238×10-2,平均厚度2.32m,占矿床总资源量的41%。

图1 白钨矿脉(8cm)

图2 具强烈揉皱的黑色蚀变岩体

3.2 矿石特征 该区矿石有用组分钨呈白钨矿,没有发现黑钨矿。矿石中锡、铜、铅、锌含量甚低,达不到伴生组分综合评价下限要求,属单一钨矿,根据矿石中白钨矿粒度、嵌布、结构、构造划分为浸染状矿石、脉状矿石两种自然类型。矿石中主要有用组分WO3平均品位0.274%,Ⅲ矿体平均品位0.199%,Ⅳ矿体平均品位0.226%,Ⅴ矿体平均品位0.238%。伴生有用组分Ag、Ga达到综合利用指标,Au在浸染型矿石中达到综合利用指标。

3.3 矿体围岩 污牙钨矿容矿岩石及矿体围岩主要是石英千枚岩,顶底板特征与矿体一致。矿区内岩石从花岗岩到河村组、甲路组一段的变质岩中,普遍含WO3都较高,经紫光灯照射均可见到星点状白钨矿,特别是在甲路组一段黑色蚀变岩体中更是如此。围岩中WO3含量在0.02~0.05%之间,一般在0.03%左右,有相当一部分样品已接近0.064%的边界品位。故矿体与围岩及矿体顶底板之间WO3含量是渐变关系,二者在物质成分上无明显区别。

3.4 矿化特征 污牙钨矿的赋矿层位为四堡群与下江群不整合接触面之上甲路组一段底部,主要为含有绿泥石、绢云母的石英千枚岩,当它们中具有较强的电气石和黑云母化,且岩石中有强烈的揉皱时,有利于白钨矿的富集成矿。区内钨矿的形成,是花岗岩侵入时,含有钨酸的热液沿不整合面向围岩中运移,当遇到围岩中富含钙质成分时,钨酸与其中钙质结合生成白钨矿沉淀。但能否富集成矿,可能还与后期的矿化蚀变有关,区内钨矿体主要产于具强电气石-黑云母化蚀变带就充分说明了这一点。

3.5 找矿标志 构造标志:污牙钨矿产在摩天岭花岗岩靠近外接触带附近,围绕摩天岭花岗岩体外接触带是寻找同类型矿床的有利部位。岩石标志:原岩含有钙质成分,后期形成含W高的地球化学背景时,有利于钨矿的形成。蚀变标志:强烈的电气石~黑云母蚀变带,且其中的电气石、黑云母颗粒细小、密集时,有可能在蚀变带中找到钨矿。

4 控矿因素及成因浅析

4.1 控矿因素 钨矿成矿主要受构造与岩性两大因素控制,这两个因素组合控制矿体空间与品位。

污牙钨矿产于摩天岭背斜北倾伏端偏东部位。雪峰期花岗岩侵位于背斜核部,呈巨大岩基。背斜北倾伏端污牙矿区花岗岩侵位于四堡群及下江群甲路组,岩体与围岩呈突变接触,接触面北倾,倾角20~30°。污牙以西翠里等地花岗岩与围岩接触线不规则,花岗混合岩与围岩渐变过渡。污牙矿区接触面呈东西向,含钨矿的黑色蚀变岩体受其控制也呈东西向展布。

容矿岩石的千枚理继承和发展原沉积岩的层理,矿体产状与千枚理产状基本一致。脉状白钨矿沿千枚理间(层间)剥离、裂隙及破碎带充填。软弱层多形成层间揉皱利于矿化形成富集带。此外,甲路组千枚岩是沉积变质岩,沉积原岩是粘土岩,粘土岩各个层段含钙质成份不同,而富钙的粘土岩是成矿有利层段。热液中的钨酸与容矿岩石中的钙结合生成钨酸钙(白钨矿)。污牙钨矿的似层状形态和多层性都反映了容矿岩石钙质含量高低。

4.2 成因浅析 研究区南面侵入的摩天岭花岗岩,是雪峰期(760Ma)陆壳改造型花岗岩,与之相伴的热液非岩浆成因,属变质成因。据贵州省地质调查院研究,含W背景值高,其最高值与黎彤《中国黑云母花岗岩(1962)》平均值相比可达6倍。矿区在揭露花岗岩的探矿工程中采样分析,花岗岩中含WO3一般在0.01~0.034%之间。说明摩天岭花岗岩侵入活动为钨矿形成提供了物质来源。变质岩的探矿工程中采样分析,含WO3一般在0.02~0.05%之间。说明岩浆侵入活动时,其中含钨酸盐热液在变质岩中运移,当遇到其中的钙质成分时与其反应形成钨酸钙沉淀,从而形成矿区内从河村组到甲路组一段的高含W背景。认为污牙钨矿应是岩浆活动提供了成矿物质来源,含有钨酸盐的热液在含有钙质成分的围岩中运移、沉淀形成了含W高的地球化学背景,含W高的地层经后期蚀变改造,其中的有用物质进一步富集而形成,属变质热液型钨矿床。

5 结论

从江污牙钨矿体产于黑色蚀变岩体下部具有强烈层间揉皱的灰、深灰、灰黑色石英千枚岩中,呈似层状、透镜状产出,沿走向和倾向上具有波状起伏。摩天岭花岗岩侵入活动为钨矿形成提供了物质来源,其中含钨酸盐热液在变质岩中运移,当遇到其中的钙质成分时与其反应形成钨酸钙沉淀,后经蚀变改造,成矿物质进一步富集而形成,属变质热液型钨矿床。

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