广东乐昌禾尚田钨锡矿床外围及深部成矿预测

古志宏

(广东省地质调查院)



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广东乐昌禾尚田钨锡矿床外围及深部成矿预测

古志宏

(广东省地质调查院)

广东乐昌禾尚田钨锡矿床是近年来新发现的大型—超大型矿床。基于区域地质背景、矿床地质特征、物化探异常特征、储量估算成果等地质资料，建立了矿区外围及深部成矿预测模型。基于该模型对矿区外围和深部进行了成矿预测，结果表明：①禾尚田钨锡矿外围及深部找矿潜力较大，资源量有望增加1倍；②中—低温石英脉型钨锡矿床为该矿外围找矿的主攻矿床类型，矽卡岩型钨矿则为其深部找矿的主攻矿床类型；③雪马田东南段可作为区内下一步勘查找矿的重点。

钨锡矿床地质特征储量估算预测模型成矿预测深部找矿

目前，禾尚田钨锡矿床处于普查阶段，初步探获的W+Sn资源量已达大型甚至超大型规模。矿床围岩为碳酸盐岩，外围及深部均未发现有花岗岩体，导致其与华南甚至全国范围内钨矿有根本区别[1]。随着勘查工作的推进，如何科学评价其资源潜力并确定下一步找矿方向亟需开展研究。已有研究成果表明，采用以成矿系列理论为核心的矿床模型综合地质信息预测方法在矿区外围及深部进行定位、定量预测，成效显著[2-7]。为此，本研究利用普查所获得的地质、物探、化探、储量估算等地质资料，在综合研究该矿成矿规律的基础上，运用矿床模型综合地质信息预测方法对禾尚田矿区外围及深部进行定位、定量预测，为区内下一步勘探找矿提供依据。

1　矿区地质概况

禾尚田钨锡矿划分了沙栋里、雪马田、石冲等3个矿段，共圈定了211条矿体(图1)。矿体主要赋存于天子岭组中、下段碳酸盐岩中，由网脉状分布的石英脉、长石脉、云英岩脉及灰岩组成。矿体密集近平行分布，与其他钨锡矿床区别明显[8-9]。矿体围岩为灰岩，主要蚀变为大理岩化、云英岩化、硅化、萤石化，局部矽卡岩化，截至目前，矿区范围内地表及深部均未见岩浆岩及岩脉。

图1　矿区地质简图

2　致矿异常信息提取及预测模型构建

2.1基于地质特征的成矿信息2.1.1地层与成矿

研究区内钨锡矿的主要含矿层位为天子岭组(Dt)，尤以中段(Dt2)和下段(Dt1)为主。由矿区各地层单位土壤成矿元素含量(表1)可知，矿区W、Sn、Bi等成矿元素的含量明显高于广东省土壤环境背景值，各地层单位土壤存在元素浓度差异，其中天子岭组成矿元素含量最高，以其中段和上段最为突出，是区内钨锡矿最具找矿价值的地层。

表1　矿区各地层单位土壤成矿元素含量[10]

2.1.2构造与成矿

禾尚田钨锡矿明显受到区域大型构造的制约，矿区处于NE向郴州—怀集大断裂、EW向古亚洲构造带(基底)、SN向瑶山复背斜相交复合部位的次级隆拗交接带(图1)，矿床矿脉及主脉带均呈NE、EW、SN走向，显示出以张性为主的张剪性活动特征，说明矿化优选方位受到不同构造带的联合制约，向斜构造翼部也为禾尚田钨锡矿的主要控矿构造。沙栋里矿段、雪马田矿段分别发育于沙栋里向斜两翼，石冲矿段发育于石冲倒转向斜两翼，特别是其倒转西翼，向斜构造两翼的层间碎裂带为该钨锡矿的主要容矿构造。沙栋里矿段钨矿位于沙栋里向斜西北翼、天子岭组中段(Dt2)灰岩的层间破碎带，雪马田矿段钨矿位于沙栋里向斜东南翼、天子岭组下段(Dt1)、中段(Dt2)灰岩的层间破碎带内，石冲矿段钨矿主要发育于石冲倒转向斜西翼、天子岭组下段(Dt1)、中段(Dt2)灰岩的层间破碎带内。矿区非常发育的节理裂隙构造也为钨锡矿脉的重要控矿、容矿构造，钨矿常呈细脉状充填于节理中，节理与矿脉走向基本一致，节理大部分呈张剪性，节理面平直，延伸大。

2.2基于物化探异常的成矿信息

2.2.1化探异常信息

在平面上，矿区内矿体的展布与W、Sn、Bi、Cu、Ag、As、F化探异常浓度中心的分布基本一致(图2)，在剖面上也有相似的特征。由此可见，W、Sn、Be、F、Ag、As综合化探异常组合可作为禾尚田钨矿外围及深部预测的重要要素，可用于圈定预测区。在研究区内，钨矿体上方的土壤异常除W、Sn外，还叠加了Cu、Zn、Ag、As等中—低温元素组合异常(图2)，由此推测该区成矿作用以中—低温成矿为主，其包裹体测温结果也证实了该推测[11]。由此可见，中—低温石英脉型钨锡矿床仍为该矿外围找矿的主攻矿床类型。

2.2.2物探异常信息

沙栋里矿段、雪马田矿段分别对应着重力低异常区和沙栋里—雪马田磁异常段，而石冲矿段则与重力低异常区和石冲—连九塘磁异常区位置相吻合，该3个矿段均位于物化探异常突变区。矿区高精度磁测、重力剖面测量和音频大地电磁测深结果均显示矿区沙栋里—雪马田—石冲一带深部存在隐伏岩体，其总体呈NW走向，东部深西部浅，最浅处基岩埋深约2.4km，往东南潜伏最大埋深约5.3km。近年来的深部找矿进展表明[12-13]，在具备(或大致具备)“五层楼”格局脉状矿体的矿区下方，可能存在层状、似层状、透镜状产出的矿体，二者是否为同时、同一物质来源、同一成矿作用的产物，并不特别注重，即为“五层楼+地下室”找矿新模型。在本研究中，石冲矿段及雪马田矿段深部钻孔岩芯中已发现了少量含钨锡矿矽卡岩。音频大地电磁测深结果表明，深部存在一定规模的线状或块状低阻异常，深度 2 000m(-1 200m)，前述块状低阻异常继续增强，推测进入富含硫化物的矽卡岩带，估计该矿下方为一接触带矽卡岩型钨矿，可见，矽卡岩型钨矿是该矿区深部找矿的主攻矿床类型。

图2　研究区土壤异常分布

2.3成矿预测模型

通过对禾尚田钨锡矿床地质特征、物化探特征的综合研究，构建了成矿预测模型，该模型由成矿要素表(表2)和成矿模式图(图3)组成。由该预测模型可看出，地层、构造、物化探特征均制约了矿床的产出，石英脉型矿体赋存于上泥盆统天子岭组中，下方的隐伏花岗岩为其成矿岩体，深部2 000m(-1 200m)以下推测有一矽卡岩型矿体(图3)。

表2　禾尚田钨锡矿预测要素

3　成矿预测

矿床模型综合地质信息预测方法是以地球化学、矿物学、矿床学理论为指导，在全面利用勘查区地质构造、矿化蚀变、物探、化探、遥感等资料的基础上，研究成矿地质作用，总结预测要素及预测模型，进而推测矿体位置(即定位预测)，并采用地质参数体积法进行定量预测[7]。在深入研究禾尚田钨锡矿成矿规律的基础上，采用矿床模型综合地质信息预测方法对该矿进行成矿预测。本研究成矿预测分为2个部分：第1部分为圈定预测区(即定位预测)，第2部分为估算预测资源量(定量预测)。

3.1定位预测

在研究区找矿预测模型的基础上，参考已发现的钨锡矿体，充分研究矿区地质、物探、化探资料，对禾尚田钨锡矿外围及深部进行综合信息成矿预测。本研究共圈定了3个查明区，4个预测区(图4)。其中沙栋里矿段1个预测区(Ⅰ)，雪马田矿段2个预测区(Ⅱ、Ⅲ)，石冲矿段1个预测区(Ⅳ)。目前矿区工程控制最大延深已达1 560m，矿体仍未见灭尖，故对该矿深部进行了预测。根据物探资料推测，矿区在2 000m埋深以下转变为矽卡岩型钨矿，故石英脉型钨矿仅预测至深部2 000m，各矿段在现有工程控制延深的基础上向下延伸预测至 2 000m。

图3　禾尚田钨锡矿成矿模式

图4　禾尚田钨锡矿查明区预测区圈定

3.2定量预测

根据查明区的相关参数计算出含矿系数：

(1)

式中，K为含矿系数,t/m3；ZC为查明区查明资源量，t；VC为查明区含矿地质体体积，m3。

根据相似类比原则，矿床已查明资源量的块段与矿床深部和外围有相同含矿地质体矿段的单位体积所含的资源量相等，此为矿床深部及外围预测资源量估算的前提条件。于是，将式(1)计算的含矿系数推广至矿床的外围及深部，资源量估算公式为

(2)

式中，ZY为预测区预测资源量，t；SY为预测区面积，km2；HY为预测区延深(预测区含矿地质体延深)，m；α为相似系数。

预测结果表明，4个预测区成矿前景总体良好。

Ⅰ区位于沙栋里矿段西侧，面积约0.4km2，受NW向WF1断裂与NNE向F15断裂共同控制，上泥盆统天子岭组下段地层广泛分布，化探综合异常明显，成矿条件较好，据预测，新增资源量可达大型规模。Ⅱ区位于沙栋里矿段南侧雪马田矿段西端，面积约0.4km2，区内主要分布的地层为上泥盆统天子岭组中、下段，从构造上看，该区位于沙栋里—雪马田向斜西翼沙栋里矿段南侧，推测存在一与沙栋里矿段相似的矿体，且化探综合异常指示明显，成矿条件较好，潜在资源量可达大型以上。Ⅲ区位于雪马田矿段东南侧，面积约0.5km2，化探异常浓度高，构造受区内主要的NWW向断裂F1影响，且根据目前探矿工程的控制程度，雪马田东侧及南侧尚未封边，成矿条件较好，预测潜在资源量(WO3+Sn)可达10万t级别。IV区位于石冲矿段东侧，面积约0.2km2，化探综合异常明显，构造上处于NWW向F1断裂和NEE向F16断裂的交汇部位，根据现有的钻探工程，在407#线西侧已发现一近似垂直的矿体，推测从407#线往北有相似的矿体，且石冲矿段西侧尚未控边，有相当大的找矿潜力，预测资源量约4万t,可见，雪马田东南段可作为下一步勘查找矿的重点。总体而言，禾尚田钨锡矿资源潜力巨大，资源量有望增加1倍，钨锡查明资源量约占总资源量的40%，预测资源量约占总资源量的60%。

3.3资源潜力

由沙栋里、雪马田、石冲矿体资源量预测结果(图5)可知，雪马田矿段找矿潜力最大，石冲矿段和沙栋里矿段资源量相差较小。本研究不仅对禾尚田钨锡矿资源量进行了预测，还从不同的预测深度进行了定量评估(图6)，从矿体埋深角度看，禾尚田钨锡矿在深部(尤其埋深1 000m以下)还有巨大的潜力，但开采成本相对较高，资源可利用性相对较低。

4　结　语

结合禾尚田钨锡矿区大量地质资料构建了矿区外围及深部的成矿预测模型，据此对矿区外围及深部进行了资源量预测，对于区内找矿勘探工作有一定的参考价值。

[1]付建明，李华芹，马丽艳，等.粤北乐昌市和尚田钨锡多金属矿成矿时代及其地质意义[J].地质学报，2013，87(9)：1349-1358．

图5　各矿段钨锡资源量

图6　不同深度钨锡矿预测资源量

[2]陈毓川，裴荣富，宋天锐，等.中国矿床成矿系列初论[M].北京：地质出版社，1998．

[3]陈毓川，裴荣富，王登红.三论矿床的成矿系列问题[J].地质学报，2006，80(10)：1501-1508．

[4]陈毓川，王登红，朱裕生，等.中国成矿体系与区域成矿评价[M].北京：地质出版社，2007．

[5]肖克炎，叶天竺，李景朝，等.矿床模型综合地质信息预测资源量的估算方法[J].地质通报，2010，29(10)：1404-1412．

[6]肖克炎，张晓华，李景朝，等.全国重要矿产总量预测方法[J].地学前缘，2007，14(5)：20-26．

[7]叶天竺，肖克炎，严光生.矿床模型综合地质信息预测技术研究[J].地学前缘，2007，14(5)：11-19．

[8]陈波，周贤旭.赣北香炉山钨矿田矿床控制因素及成矿模式[J].地质与勘探，2012(3)：562-569．

[9]付建明，程顺波，卢友月，等.湖南锡田云英岩-石英脉型钨锡矿的形成时代及其赋矿花岗岩锆石SHRIMPU-Pb定年[J].地质与勘探，2012(2)：313-320．

[10]张高强.广东省乐昌市禾尚田钨多金属矿床成矿元素地球化学特征研究[J].华南地质与矿产，2014，30(2)：124-130．

[11]武国忠.粤北钨多金属矿集区“五层楼+地下室”成矿规律与矿产资源潜力评价[D].北京：中国地质大学(北京)， 2014．

[12]王登红，唐菊兴，应立娟，等.“五层楼+地下室”找矿模型的适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．

[13]许建祥，曾载淋，王登红，等.赣南钨矿新类型及“五层楼+地下室”找矿模型[J].地质学报，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，工程师，硕士，510080 广东省广州市越秀区东风东路739号。