蓝屋顶多金属矿床地质特征及成矿模式探讨

文昌生, 王 军

(1.广东省有色地质勘查院,广东 广州 510080; 2.广东省有色金属地质局,广东 广州 510080)

蓝屋顶多金属矿床地质特征及成矿模式探讨

文昌生1, 王 军2

(1.广东省有色地质勘查院,广东 广州 510080; 2.广东省有色金属地质局,广东 广州 510080)

蓝屋顶矿区位于广东省连平县东北九连镇,紧邻重要的多金属矿锯板坑矿区,即南岭成矿带中的瑶岭—石人嶂—梅子窝—大吉山—锯板坑钨矿带的东端,该钨矿带是南岭地区最为重要的成矿带之一,以大量出现“五层楼”式脉状钨矿床为特色。成矿预测勘查和化学异常调查表明,蓝屋顶矿区与锯板坑矿区的多金属矿化类型和脉石矿物组合类似,可能具有“五层楼”模式。

多金属矿;矿床地质特征;成矿模式;蓝屋顶;广东

蓝屋顶矿区位于连平县城北东64°方位、直距22 km处,行政区划隶属于广东省连平县九连镇,地处九连山脉之巅,四周群峰耸立,坡陡谷深,海拔多在850 m之上。工作区受地形条件限制,目前汽车还无法直达,交通较为不便。

蓝屋顶矿区紧邻锯板坑矿区西侧,锯板坑钨锡多金属矿田由锯板坑区段和蓝屋顶区段组成。自20世纪50年代末以来,锯板坑矿区经过了不同阶段的地质勘查工作[1],探讨了该区多金属矿床的地质特征与成矿模式[2]。该矿区目前正在开采之中,具有极佳的社会和经济效益。根据前期的研究成果,蓝屋顶矿区的金属矿化类型和脉石矿物组合与锯板坑矿床类似,推测蓝屋顶矿区地表标志带往深部可逐步收敛归并为单一大脉,在本矿区极有可能找到一些深伏的工业矿脉,因此,将该矿区列为粤北地区最佳找矿区。

1 区域地质概况

蓝屋顶矿区位于南岭纬向构造带的东段,大东山—贵东东西向岩浆、断裂带东端南缘与北东向九连山复式褶皱带的复合部位(图1)。

1.1 区域地层

区域内主要地层分布有第三系、三叠系、石炭系、泥盆系和奥陶系。

奥陶系 出露于九连山复式背斜西翼的锯板坑—九连镇一带,东翼则在和平县境内,仅以小面积之条带状残存,为笔石页岩建造。

泥盆系 分布于九连山复式背斜西翼及南西倾伏端,即三棵松—朝天马以西一带。自下而上为桂头群、老虎坳组、天子岭组、帽子峰组。

石炭系 分布于九连山复式背斜南西倾伏端,及西侧之中村和内莞向斜轴部附近,自下而上为孟公坳组、石磴子组、测水组、梓门桥组、黄龙组和船山组。

三叠系 大冶群由粉砂岩、炭质页岩夹煤层组成,分布于内莞背斜之北西侧,与下伏地层呈角度不整合接触。

第三系 地层分布于连平县至上坪、中村一带,呈夹长条状分布,构成了北北东方向的断陷红色盆地。

此外,第四系洪冲积粘土砂砾岩互层,分布于连平县至上坪及内莞一带之河流两侧和低洼地带。

1.2 区域构造

本区的区域构造,主要包括东西向之大东山—贵东岩浆、断裂带;北东向之新丰—连平断裂;北东向之九连山复式褶皱带。

大东山—贵东岩浆、断裂带 呈东西走向,属南岭纬向构造带的次一级构造。本区位于该岩浆、断裂带的东端南缘,主要表现为锯板坑矿区之F1-F4断裂,西侧下坪镇、利源岩体南缘内外等次一级的东西向压性断裂,是本区的主要导岩构造。

连平—新丰断裂 呈北东向展布,属区域性恩平—新丰断裂带的一部分,走向北东35°左右,倾向北西,倾角60°,为压扭性断层。此外,在该断层南东侧尚有呈平行产出的次一级热水—内莞断裂,锯板坑矿区的F11、F12、F13断裂等,均具有多次活动的特点。

图1 蓝屋顶区域地质图Fig.1 Regional geological map of Lanwuding1.下第三系丹霞群砂岩、粉砂岩、泥质、钙质粉砂岩、页岩等;2.三叠系大冶群上亚群：泥质页岩、砂泥质页岩、粉砂岩、砂岩;3.三叠系大冶群下亚群：薄层灰岩、泥质灰岩夹泥质页岩，局部见火山凝灰岩;4.石炭系中统灰岩、白云岩、白云化灰岩;5.下石炭统测水段:砂岩、粉砂岩、砂质岩、粉砂质、泥质炭质页岩夹煤层;6.石炭系下统孟公坳组：泥质灰炭、泥质页岩、钙质页岩;7.泥盆系帽子峰组页岩、砂岩、粉砂岩，间夹灰岩、泥灰岩;8.泥盆系天子岭组灰岩、泥质灰岩、白云质灰岩、页岩、砂质岩;9.泥盆系老虎坳组：灰绿色砾岩含砾石英砂岩页岩等;10.泥盆系下中统桂头群上亚组灰白色石英砂岩夹泥质砂岩;11.泥盆系下中统桂头群下亚组浅灰色砂岩、泥质砂岩、页岩;12.奥陶系龙头寨群：浅变质石英砂岩粉细砂岩板岩及砂扳岩互层;13.燕山第三期黑云母花岗岩;14.实测、推测性质不明断层;15.工作区。

九连山复式褶皱带 呈北东向展布,由一系列线状倒转褶皱组成,为加里东构造阶段的产物。本区位于该褶皱带的西翼,带内主要发育次一级的九连山复式背斜、谢洞背斜,并由此产生了一些平行的纵向逆冲断裂,同时产生了一些北西向的张扭性横断裂。

1.3 岩浆岩

本区出露印支期—燕山期中—酸性岩浆岩,此外尚有酸性浅成岩和中基性脉岩产出。

1.4 区域矿产

本区属九连山钨铜多金属成矿区,区内除了锯板坑钨多金属矿区外,外围仍有鸡啼石钨矿点、小西华山锡矿点、大吉山大型脉钨矿、大尖山铅锌矿床等。

2 矿区地质

2.1 地层

本矿区出露的地层主要为中上奥陶统龙头寨群(O2-3ln),外围东部尚有中下泥盆统桂头群(D1-2gt),后者呈角度不整合覆盖于前者之上,此外还有少量第四系地层覆盖。

中上奥陶统龙头寨群(O2-3ln) 主要为浅变质的灰绿色石英细砂岩夹不稳定的板岩、砂质板岩和粉砂岩,是本矿床赋存的主要围岩。该层区域总厚度1 000 m左右。

第四系 本区的第四系主要为坡积层,土体疏松,粘结性差,零星分布于山脊处,厚度0.5～2.0 m,局部可达3 m。

2.2 构造

矿区的基本构造形迹:主要受区域东西向及北东—北北东向构造所制约,在矿区表现为向北倾斜的单斜构造,断裂构造发育。

(1) 褶皱构造。根据大地构造单元的划分,结合矿区地层年代、沉积间断和岩性特征,划分为如下两个构造期:

加里东期地槽型构造 中上奥陶统龙头寨群浅变质岩地层,在矿区内主要为走向北西,倾向南西(倾角40°～70°)的复式倒转背斜,由多个平行的次一级褶皱所组成,向两端延伸逐渐转为南北走向,在平面上构成一“S”型。但向北越出矿区范围不远,向南延至杨梅坳之南西,则折成北北东—北东东走向,与区域上的九连山复式褶皱带之构造线相吻合,属九连山复式背斜的一部分。以上构造形迹主要为加里东构造运动阶段所形成。

海西期地台型构造 中下泥盆统桂头群地层分布于矿区东部，与下伏中上奥陶统龙头寨群地层呈不整合接触。地层走向北西，倾向北东，倾角约50°，呈一单斜产出。地台构造后期阶段之印支运动，以及燕山运动使本区隆起，致该构造层出露和残存于高山之巅，为本矿区的一顶“帽子”。

(2) 断裂构造。本区紧邻锯板坑钨锡多金属矿床,与锯板坑钨锡矿相比,既有继承性又有自身的特征。

蓝屋顶矿区北东东向、北西向断裂较发育,它直接控制了岩脉、矿脉的产状、分布及规模,制约矿床的赋存空间。根据成岩—成矿作用和断裂构造形成的先后顺序,可分为充岩构造和容矿构造。

① 充岩构造。为充填岩脉的两组裂隙构造:一为走向北北西,倾向北东或南西,倾角40°～80°不等,在平面上沿北北西方向呈左型侧幕式排列,为次闪辉绿岩所充填,单体呈透镜状;二为走向北东向,倾向南,倾角80°,亦为次闪辉绿岩所充填。

② 容矿构造。除锯板坑矿区容矿裂隙自东往西,由东西向至北东向分为以下几组:北东东组、东西组断裂延伸进入本矿区的东部外,矿区中部北东东组、北西组断裂亦很发育,均为石英线脉或细脉充填,为矿区重要的容矿构造。

2.3 岩浆活动

矿区范围主要见次闪辉绿岩脉和云斜煌斑岩脉,偶见闪长玢岩脉。燕山三期黑云母花岗岩出露于矿区北面约7 km处之鸡啼石钨矿区,属利源岩体。矿区深部至今未发现隐伏花岗岩体。

2.4 围岩蚀变作用

围岩蚀变主要有硅化、黄铁矿化、黑鳞云母化、锂铁叶云母化、黄玉化、绿泥石化和萤石化,它们与矿化关系均较密切。

2.5 地球化学成果

矿区发现了5处异常,编号分别为AP1-AP5,异常较好的主要为AP1及AP2异常地段,其具体特征如下:

AP1异常 为本区的主要综合异常,位于矿区东北部,呈北东东走向,长约2 km,宽0.2～0.8 km,主要由AsSnAg组成,具有规模大、元素组合复杂、浓集中心明显的特征,有向矿区外围扩展的趋势(表1)。从异常特征及地质情况推断:异常地段是区内的主要矿化地段,已知矿脉基本位于异常浓集中心内,该异常无疑属矿致异常。该地段的WSn等成矿元素均为中高异常,认为可能是由于出露地表的矿脉本身小,钨锡矿化较弱且矿脉剥蚀程度较低,难以形成较强的WSn等扩散晕所致。外带As异常特征表明,该地段存在较强的热液活动,故不排除钨锡矿化往深部有逐渐增强的可能。综合已知地质资料,该地段具备找“五层楼式”钨锡矿的地质条件,是矿区的重点找矿地段。

表1 AP1异常特征表

注:单位w(B)为×10-6。

AP2异常 位于矿区的西部绿湖一带,主要由Cu、Pb、Zn、Ag等异常组成(表2),总体呈北北东向,长>0.8 km,宽0.1～0.3 km。该异常地段出露中上奥陶统龙头寨群(O2-3ln)的浅变质灰绿色石英细砂岩夹不稳定的板岩、砂质板岩和粉砂岩,从异常特征及地质情况推断,该异常特征及所处的地质背景与AP1异常相似,推断其属矿致异常,可作为本区找矿远景地段。

表2 AP2异常特征表

注:单位w(B)为×10-6。

AP3异常 位于矿区西南部,呈不规则状,面积<0.15 km2,主要由MoAuZnSn等弱异常组成,该异常地段出露中上奥陶统龙头寨群(O2-3ln)的浅变质灰绿色石英细砂岩夹不稳定的板岩、砂质板岩和粉砂岩,区内无已知矿脉(表3)。该异常元素组合简单且强度弱,推断其由岩石风化过程中残余富集而形成,无找矿价值。

表3 AP3异常特征表

注:单位w(B)为×10-6;w(Au)为×10-9。

AP4异常 位于矿区东南部,为长条状,呈近南北向,主要为Au异常,伴有WMoCuZn等异常(表4)。该异常地段出露中上奥陶统龙头寨群(O2-3ln)的浅变质灰绿色石英细砂岩夹不稳定的板岩、砂质板岩和粉砂岩,区内无已知矿脉。从异常元素组合及其形态等分析,推断由石英脉引起,异常规模小,找矿价值不大。

表4 AP4异常特征表

注:单位w(B)为×10-6;w(Au)为×10-9。

AP5异常 位于老屋床南部一带,主要为W弱异常,伴有CuSn等零星异常,总体呈北西向,长约0.4 km,宽0.1～0.2 km。W一般5×10-6～10×10-6,最高20.3×10-6。该异常地段出露中上奥陶统龙头寨群(O2-3ln)的浅变质灰绿色石英细砂岩夹不稳定的板岩、砂质板岩和粉砂岩。该异常元素组合简单,外、中带元素异常不发育,说明该地段热液活动有限,推断异常由岩石风化过程中残余富集而形成,无找矿价值。

3 矿体(层)地质

3.1 矿体(层)特征

蓝屋顶矿区位于锯板坑钨多金属矿区的西部,锯板坑矿区东西向矿脉带进入本矿区。目前,矿区发现s、a两组含矿石英线脉、细脉带,主要呈北东东走向,次为北西走向。石英线脉、细脉带方向性较强,分组较为明显,带长10倍于带宽,具有“五层楼”式脉钨矿床地表标志带的一些地质特征;脉石矿物组合和金属矿化类型与锯板坑矿床近似,推测地表线脉细脉往深部可逐步收敛归并为单一(薄)脉,因此,本区段有可能找到一些深伏工业矿脉。

蓝屋顶矿区地表石英线脉、细脉带极为发育,具成带分布的特征,总体上分为Ⅰ、Ⅱ号矿脉带及北西向脉组,其中s号脉带为从鹅地墩至9岭发育的北东东—北东向脉带;a脉带为由锯板坑矿床向西延伸进入矿区的北东东向、东西向脉带。

3.2 矿石特征

3.2.1 矿石的矿物组分

本区的矿石主要由高温热液矿物及中低温热液矿物组成。矿石矿物有黑钨矿、辉钼矿、辉铋矿、黄铁矿、黄铜矿、锡石、磁黄铁矿、菱铁矿及少量方铅矿、闪锌矿等。脉石矿物有石英、黄玉、白云母、黑云母、黑鳞云母、锂铁叶云母等,其主要金属矿物特征如下:

黑钨矿 黑色,晶面上具有纵纹,板状或呈浸染状分布,常与辉钼矿、辉铋矿伴生,一般粒度在0.1～8 mm,最大15 mm。

黄铜矿 他形粒状,少有半自形粒状,呈固溶体分布于闪锌矿中或呈细片浸染状分布于其矿物晶体空隙或裂隙中。一般粒度在0.2～0.5 mm,最大2 mm。

黄铁矿 呈他形—自形晶体粒状,晶体内有黄铜矿包裹体,有被磁铁矿或脉石矿物交代的现象。一般粒度在0.3～3 mm,最大5 mm。

磁黄铁矿 矿体中常见不规则粒状产出,围岩中亦广泛分布,常与黄铁矿紧密连生,有时呈细脉状、不规则团块状产出。

辉钼矿 铅灰、金属光泽,他形粒状,少有磷片状集合体,硬度为1,呈浸染状或条带状分布于矿石中,一般粒度在0.1～0.3 mm,最大5 mm。

锡石 颜色多种,从深褐到无色,主要呈棕褐色、黄褐色、黑褐色,其次有深褐色、浅黄色—无色。单偏光镜下则常为红褐色、红色、浅黄褐色,部分无色。锡石形态多样,晶形大多为他形晶、半自形晶,自形晶比较少见。其单体有粒状、短柱状、长柱状、针状、板状、碎屑状等,粒径一般0.01～0.15 mm不等。其形态与粒度大小有关,往往是颗粒越粗,其晶形则越好;集合体有团粒状、浸染状、斑状、鲕粒状、放射状、纤维状、脉状、条带状、串珠状等。

3.2.2 矿石结构构造

矿石主要有块状构造、网脉状构造、星点状构造及浸染状构造。矿石的结构主要有自形—半自形晶粒结构、包裹状结构、乳状结构及交代熔蚀结构等。

3.2.3 矿石化学组分

根据光谱和化学分析结果,矿石中有益元素主要有W、Cu、Mo、Bi,其次为Pb、Zn等,经对探矿工程采样化验数据的统计分析:Cu0.015%～0.14%,平均0.055%;WO30.006%～0.092%,平均0.008%;Sn0.003%～0.014%,平均0.005%。

3.2.4 矿石类型

根据矿石中主要矿物的组合特征,可把本区矿石工业类型划分为五种:黄铜矿石;黑钨矿石;黑钨矿—方铅矿矿石;黄铜矿—黑钨矿矿石及少量黑钨—锡矿石。本区矿石类型与相邻的锯板坑矿区矿石类型相似。

4 成矿模式与找矿前景分析

蓝屋顶矿区位于南岭成矿带中的瑶岭—石人嶂—梅子窝—大吉山—锯板坑钨矿带的东端,该钨矿带是南岭地区最为重要的成矿带之一,以大量出现“五层楼”式脉状钨矿床为特色。锯板坑钨锡多金属矿床就是其中一个典型的特大型“五层楼”式矿床。蓝屋顶矿区紧邻其西侧,二者的地质背景和成矿条件类似,因此,从区域上分析,该区找矿前景优越。

(1) 蓝屋顶矿区的东西向、北东东向标志带与锯板坑矿区的东西向、北东东向标志带成矿条件基本一致,可能具有“五层楼”模式,即地表标志带往深部,由分散的线脉、细脉带,收敛合并,成为具有工业价值的中、大脉[3]。对比锯板坑矿区的成矿条件,具有较好的找矿前景。

蓝屋顶矿区与锯板坑出露的地层相同,都属于加里东初级隆起带浅变质复理式建造,岩性以中上奥陶统浅变质砂、板岩为主,地表除出现北东东向标志带外,也能见到北西向的单脉,不同的是,在这里地表脉幅较小,也不稳定。从构造分析,蓝屋顶矿区和锯板坑矿区也基本一致,锯板坑矿区的成矿标志带的主体部分位于NE向、EW向和NNW向断裂交汇部位的左上方、北东向断层的上盘。蓝屋顶矿区地表标志带比较发育的地段正好也位于NE向、EW向和近SN向断裂的交汇部位的左上方,北东向断层的上盘。由上可见两个地段构造格局是基本相同的。

断裂构造与深部隐伏岩体的侵位,是成矿的重要条件。根据锯板坑矿区的成矿岩体隐伏较深,而且又有向西侧伏的规律,蓝屋顶矿区的成矿母岩,预测也隐伏较深。

(2) 蓝屋顶矿区标志带,地表以线脉为主,矿化微弱,但据野外观察和分析,脉带的含脉率和矿化,有往下略为增高和增强的变化特征,因此,深部具有找矿前景。

据野外观测,在标高1 100 m的山脊处多出现脉幅为1 cm左右的线脉,往下在标高1 000 m处已出现脉幅数厘米的细脉,再往下到标高900 m的山沟处可见到脉幅达10 cm以上的薄脉,以上三处虽然不在同一个横剖面上,但总的趋势,从上到下脉幅逐渐变大,含脉率逐步增高。

(3) 蓝屋顶矿区标志带围岩中氟含量较高,与锯板坑矿区类似,每条线中心部位比旁侧高,形成一个氟异常中心,是预测深部矿脉的一个重要信息。

(4) 通过对两矿区标志带中的石英包体气相和液相成分测定,气体含量总和及H2O、CO2、H2的平均值接近,在液相成分对比中两地段盐度平均值也很接近,说明两矿区成矿作用类似。

(5) 结合锯板坑资料及锯板坑“五层楼”模式规律来看,锯板坑矿区0 m标高以下矿体属“第四层”薄脉大脉带,由薄脉及大脉组成,局部会出现>2 m的巨脉,工业价值比较大,资料显示在0 m标高处矿体并未尖灭,而是继续往下延伸。据上述规律,预测本区脉带往深部延深,完全有可能延深至0 m标高以下,脉幅逐渐变大,矿区资源远景较大。

综合上述,蓝屋顶矿区地表标志带与锯板坑矿区的地表标志带相比,具有类似的成矿条件、成矿作用和成矿模式,钻孔中出现的矿脉与锯板坑的矿脉矿化类型也一致。按照锯板坑矿区的成矿模式,初步预测蓝屋顶矿区在400 m标高以上是第一、二层的线脉、细脉带范围,可能不具工业意义;具工业意义的第三、四、五层的薄、大脉带,其产出标高应<400 m或更低,且在标高200～-100 m之间矿化可能最强,此段应作为下一步勘查的目标区域。

[1] 广东省有色金属地质勘查局932地质队.广东省连平县锯板坑钨锡多金属矿区第一期勘探地质报告[R].韶关：广东省有色金属地质勘查局932地质队,1983.

[2] 张征达.广东省连平县锯板坑钨锡多金属矿床地质特征及成因探讨[J].南方金属,2012(4):17-21.

[3] 王登红,唐菊兴,应立娟,等．“五层楼+地下室”找矿模型的实用性及其对深部找矿的意义[J].吉林大学学报:地球科学版,2010,40(4):733-738.

(责任编辑：陈姣霞)

Discussion on Geological Characteristics and Metallogenic Model ofLanwuding Deposit in Lianping County,Guangdong Province

WEN Changsheng1, WANG Jun2

(1.GuangdongNonferrousMetalsGeologicalExplorationInstitution,Guangzhou,Guangdong510080; 2.GeologyBureauforNonferrousMetalofGuangdongProvince,Guangzhou,Guangdong510080)

The Lanwuding mining area is situated in Jiulian town,Lianping county of Guandong Province. It is adjacent to the large polymetallic ore of Jubangkeng,which is in the nortern of Yaolin-Shirenzhang-Meiziwo-Dajishan-Jubangkeng tungsten mineralization zone of Nanling multi-metallic mineralized belt. The tungsten mineralization belt is an important metallogenic belt of the Naling area,which is characterized as a wealth of vein-type tungsten deposits with five leveling zoning feature. The metallogenic prognosis exploration and geochemical anomaly investigation indicate that Lanwuding has the similar multi-metallic mineralization type and gangue mineral assemblages with Jubangkeng,which could be the five level zoning metallogenic model.

polymetallic ore; deposit geological characteristics; metallogenic model; Lanwuding; Lanwuding mining area; Guangdong province

2015-02-02;改回日期:2015-05-08

文昌生(1983-),男,工程师,矿产勘查专业,从事矿产地质勘查工作。E-mail:wchshcug@126.com

P618.67; P618.44

A

1671-1211(2015)03-0286-05

10.16536/j.cnki.issn.1671-1211.201503009

数字出版网址:http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1736.X.20150422.1026.005.html 数字出版日期:2015-04-22 10:26