孙兴庭,李昌明,黄 健,罗强孙
(广西壮族自治区地质调查院,南宁530023)
广西大瑶山北侧石英脉型钨矿找矿潜力分析
孙兴庭,李昌明,黄 健,罗强孙
(广西壮族自治区地质调查院,南宁530023)
桂东大瑶山地区北侧地处北北东向凭祥-大黎断裂带与近东西向猫儿顶背斜交汇部位,区内出露震旦系和寒武系变质砂、板岩。首次发现了对隐伏石英脉型钨矿具重要指示作用的云母黄玉层,同时对区内含钨石英脉特征进行归纳,并运用物化探手段对岩体侵位深度和成矿类型进行判断,指出本区有发现华南“五层楼”式钨矿床的潜力。本区钨-铅锌银-金矿的矿化系列为己有矿床外围其他类型矿床的找矿工作提供了思路。
石英脉型钨矿;云母黄玉层;找矿潜力;大瑶山北侧
大瑶山地区是华南重要的金矿化集中区,自20世纪30年代始,便有众多学者从沉积建造、构造力学、花岗岩演化、成矿流体、同位素等方面对该区金矿成矿条件等进行了分析[1-2]。大瑶山南缘社垌等钨钼矿床、矿点的发现,暗示该地区除金矿以外,还存在寻找钨多金属矿的巨大潜力[3-5]。但这些矿床(点)都属矽卡岩型、斑岩型和岩体内石英脉型钨钼矿,且多与泥盆系或寒武系灰岩夹层有关,以产白钨矿为主。于大瑶山北侧广泛分布的震旦系和寒武系浅变质砂、板岩中未有钨矿找矿突破,也未有石英脉型钨矿的报道。与大瑶山地区具有相似地质条件的赣南-粤北地区震旦-寒武系浅变质砂、板岩中发现了锯板坑、西华山、漂塘、大吉山等一系列大中型石英脉型钨矿,为典型的“五层楼”或“五层楼+地下室”式钨矿床[6-8](图1)。
笔者多年在桂东大瑶山地区开展矿产地质调查评价工作,对地物化遥综合异常进行查证时,于大瑶山北段的昭平县元山地区首次发现了云母黄玉岩层,并在地表发现了带状密集产出的钨矿化石英脉带和破碎带,无论从地质条件、产出特征、围岩蚀变、主微量元素特征,还是岩体侵位深度和类型、化探元素组合分带方面,均与典型的五层楼式钨矿相似[7],表明本区石英脉型和破碎带型钨矿找矿潜力大。同时,于钨矿化石英脉带外围己发现破碎带型铅锌矿和产于花岗斑岩附近的破碎蚀变岩型-石英脉型金矿。综合分析上述矿化线索,结合近年大瑶山地区矿产地质调查工作的成果,本文以石英脉型钨矿为重点对大瑶山北侧找矿潜力进行阐述,以期为大瑶山北侧地区找矿工作提供新的思路。
大瑶山北侧出露地层为震旦系培地组和寒武系小内冲组,为一套浅海相沉积碎屑岩建造(图2)。培地组岩性主要为细砂岩、硅质岩、硅质砂泥岩、粉砂岩和泥岩。小内冲组分布最广,岩性为变质砂岩、砂质板岩、板岩等互层。二者为整合接触,以培地组顶部厚层硅质岩层的消失为界。岩层产状基本稳定,总体走向280°-290°,倾向NEE,倾角60° -70°。大地构造上,本区处于南岭加里东期近EW向褶皱基底与NEE向凭祥-大黎构造-岩浆带对接部位的西北侧,发育轴向近NWW向的猫儿顶线状背斜,NWW和近SN向次级断裂。区内花岗斑岩脉发育,且其所在的凭祥-大黎构造-岩浆岩带上发育花岗岩和花岗闪长岩,工区正好位于大黎钼矿和珊瑚钨锡矿中间部位。
矿化石英脉和破碎带主要赋存于猫儿顶倒转背斜核部及北翼厚层砂、板岩内。钨矿化石英脉带以细脉(<10 cm)为主,偶见薄脉和线脉。脉带东西长约3500 m,南北宽800~1400 m,矿化面积达3 km2。以NWW组构成脉带的主体,走向为100°~110°,多顺层产出,倾角较陡立(60°~70°);次为NE向组,呈羽状或树枝状分布于NWW组两侧。矿化脉在水平方向上具有向西撒开、向东收敛的趋势(图2);在垂直方向上,向下收敛,反映在标高高处脉细且密,标高低处脉宽且稀。
图1 广西大瑶山地区地质简图(据文献[5]修改)Fig.1 Simplified geological map ofDayaoshan area,Guangxi
图2 元山地区矿产地质简图Fig.2 Simplified geological map ofYuansan area,Dayaoshan,Guangxi1-寒武系小内冲组;2-震旦系培地组;3-花岗斑岩脉;4-云母黄玉岩层;5-磁法推断隐伏岩体及倾位方向;6-钨矿化石英脉;7-断裂破碎带;8-地层产状;9-金矿(化)点;10-铅多金属矿(化)点
矿化石英脉带西侧矿化石英脉厚度以2~10cm为主,油脂光泽较弱或为白板[9],以含白钨矿为主,呈团斑状、块状、梳状和角砾状产出,品位0.032%~0.12%,出露标高多在700~901 m。于901 m高地周缘见云母石英线脉,厚度以1~2 mm为主,局部见黑钨矿集合体。脉带东侧主要为10~60 cm的矿化脉,石英脉具强的油脂光泽,以黑钨矿化为主,含少量辉钼矿和白钨矿,呈浸染状、致密块状产出,品位0.11%~0.18%,较西侧略高。东侧地形切割强烈,其出露标高均在600~700 m间。油脂光泽反映了成矿温度的变化,前者成矿温度相对更低[10],这与五层楼成矿模式中上部不同标高对应的石英脉特征也是一致的[11]。
出露标高较高的901高地一带矿化石英脉厚度、品位、围岩蚀变均较东侧为弱,且标高越高石英-云母线(1-5 mm)越发育。于含矿石英脉旁普遍形成宽0.05~1 m的蚀变带,有硅化、绢云母化、绿泥石化、黄铁矿化、毒砂化等。元山一带近矿化脉处围岩蚀变较强,具明显硅化-绢云母化-绿泥石化的蚀变分带特征,毒砂含量较高,呈浸染状或团包状。同时,与脉平行的一组矿化破碎带发育,主要由石英脉和碎裂砂泥岩组成,厚度1~3 m,品位0.012%~0.068%,为与加里东期基底褶皱同时形成的一组平行褶皱轴的裂隙经后期岩体侵入活动引起。猫儿顶往东延长方向硅化、毒砂化仍较强,但石英脉发育减少。
值得注意的是,本区含矿石英脉带西侧和南侧近南北向断裂构造发育,切穿东西向断裂、裂隙,为后期构造,常形成破碎蚀变岩型铅锌多金属矿(化)体;往外围1~2 km则见发育于花岗斑岩与围岩接触带或外围破碎带或石英脉中的金矿(化)体。整体上表现出了石英脉型钨—破碎蚀变岩型铅锌金银—破碎蚀变岩(斑岩)型-石英脉型金矿的矿化分带特征,即一个完整的高-中-低温成矿系列。
石英脉型钨矿中普遍有云母化、黄玉化蚀变,但较少形成独立层位。江西隘上和湖南瑶岗仙钨矿报道有毒砂黄玉层,岩性定义为硅化、毒砂化、黄玉化蚀变岩,原岩为一套渗透性较好的中细粒砂岩,顺岩石层理产于陡倾斜脉状钨矿的上部[12]。
笔者首次在元山地区发现类似毒砂黄玉层的云母黄玉层,以该云母黄玉岩为界,往西北方向及上部石英脉中钨矿化迅速减弱,颜色趋于白板。这与瑶岗仙钨矿顶部毒砂黄玉层所起的遮挡作用类似,显示钨矿化的结束,是下部陡倾脉状钨矿存在的重要标志[12]。
3.1 野外产出特征
3.2 岩相学特征
云母黄玉层组成矿物主要有金属矿物黑钨矿、黄铁矿、磁黄铁矿、毒砂、白钨矿、黄铜矿、锡石及非金属矿物石英、白云母、萤石、绿柱石、重晶石等,围岩蚀变主要为硅化、绢云母化、萤石化。岩石中黄玉呈他形及半自形柱粒状或被绢云母交代后的残粒状(大小多为0.02~0.6 mm),白云母及绢云母呈鳞片状或显微鳞片状,石英呈他形粒状,它们不均匀嵌布在一起,聚集成放射状集合体(图3)。
3.3 主量与微量元素地球化学特征
图3 “云母黄玉岩”标本及镜下照片Fig.3 Hand specimen(a),microscopic photographs(b,c,d)ofmica-topazrocka-手标本;b-石英微脉(单偏光);c-黄玉、云母集合体(透射正交);d-黄玉、云母集合体(单偏光);Q-石英;Tz-黄玉;Ser-绢云母;Mu-白云母
对云母黄玉层、矿化带东部黑钨矿化石英脉、西部白钨矿化石英脉、矿化破碎带及花岗斑岩中石英脉开展主量、微量元素分析。结果见表1,图4。
Al2O3、TiO2、Fe2O3含量高,反映陆壳物质加入较多[12]。云母黄玉层中TiO2、Al2O3、Fe2O3含量明显高于钨矿化石英脉,显示为流体作用于沉积岩的结果。黑钨和白钨石英脉均较低,显示来自岩浆物质更多。含白钨矿石英脉标高最高,各物质含量均较少,迁移距离最远含量却最低,显示相对封闭的形成和迁移环境,外界物质加入较少。与其他类型石英脉相比,黑钨矿石英脉FeO明显高于Fe2O3,暗示其形成于相对还原环境,主要来源于深部。
表1 云母黄玉岩、石英脉主量(%)、微量元素组成(10-6)Table 1 Major elements and REE contents of mica topaz rock and different tungsten-bearing quartz veins
破碎带中的石英脉∑REE明显高于其他石英脉或云母黄玉层;尤其是轻稀土含量,具明显的右倾型标准化配分曲线和低的负铕异常,其他矿化石英脉稀土含量最低,标准化配分曲线为轻微右倾型。液浆热液以REE含量低为特征[12],矿化石英脉和斑岩内石英脉稀土含量显示出明显的岩浆来源特征,而破碎带中石英脉则显示受围岩影响较强烈。云母黄玉层介于二者之间,反映受围岩和岩浆热液双重影响。
图4 云母黄玉层和石英脉稀土元素球粒陨石标准化配分曲线图Fig.4 Chondrite-normalized REE patterns ofthe mica topazrock and quartzveins
华南石英脉型黑钨矿床与陆壳重熔型花岗岩存在密切的时空和成因联系,有效预测隐伏岩体顶突产出标高,能提高找矿预测效果。因岩浆岩特征、上覆地层性质及剥蚀程度等方面的差异,石英脉型钨矿岩体侵位深度差异较大,如赣南地区细脉-大脉混合带至岩体顶部埋深为140~1300 m[10],粤北地区大中型钨矿磁法反演岩体的最大埋深在400~1200 m[13]。
本区以出露细脉带为主,细脉-薄脉混合带初始出露标高在670~700 m,线脉带于标高900 m附近发育,据此判断细脉带厚在200~230 m,与赣南钨矿“五层楼”模式反映的细脉带厚度相当[10],故以700 m作为细脉带与薄脉带的分界面。矿区重力和磁法成果显示区内存在隐伏中酸性岩体,侵入方向为由北西向南东侵入,推测岩凸深度在400~500 m,标高在200~300 m。岩凸深度与瑶岗仙钨矿中毒砂黄玉层(同时也是细脉带)至岩体顶部以上约500 m的距离基本一致[14-15],向下勘探到隐伏-半隐伏薄脉、大脉带矿体的机率大。
化探异常通常由岩浆结晶分异作用形成的岩浆期后热液带来的矿化元素形成[16],1︰5万区域化探钨异常特征与地表揭露的钨矿石英脉和破碎带的展布方向一致,矿化石英脉出露区对应强的W、 Sn、Bi、F、B等元素异常,异常形态与含矿石英脉带展布特征相同。于W异常外围发育较高的Pb、Zn、Au、Ag异常,Au、As等异常则具最大的产出面积,显示出了极好的元素分区分带性。F、B等矿化剂元素异常与W异常相对应,为寻找隐伏钨矿床的重要指示[17-19]。同时,1︰20万化探扫面于区内圈定了很好的Li、Be、Mn、Na2O异常,远高于Mo、K2O异常,具五层楼式钨锡硫化物型钨矿特征[20-21]。
综上所述,本区具有寻找五层楼式石英脉型钨多金属矿的潜力,依据如下:
1)本区位于北东东向凭祥-大黎构造-岩浆岩带与近东西向猫儿顶倒转背斜交汇部位,出露震旦系培地组和寒武系小内冲组变质砂、板岩,成矿地质条件与邻近产脉钨省区相似。
2)地表钨矿化石英细脉及少量线脉、薄脉带的发现,以及脉带水平展布特征、矿化标高、矿物组合、围岩蚀变等均与典型的五层楼式钨矿特征相似。
3)云母黄玉层呈扁平状产出于陡倾矿化石英脉带的顶部,对钨矿化起到了明显的遮挡作用,与石英-云母线均为下部隐伏石英脉型钨矿存在的重要标志。
4)重力、磁法均反映隐伏岩体的存在。磁法反演岩凸位于石英脉带的北侧,与地表脉带展布特征对应,且深度为400~500 m,尚有足够的空间形成隐伏-半隐伏薄脉-大脉带。
5)化探异常特征同样显示隐伏岩体和石英脉型钨矿的存在,元素组合及挥发份特征显示可能的成矿类型为钨锡硫化物型钨矿。于石英脉带外围己发现铅锌金银多金属矿(化)体,与相应的化探异常相对应。
近年来,大瑶山地区矿产远景评价工作发现了桃枝石英脉型和水口蚀变岩-石英脉型钨铋多金属矿(化)点[21]和育梧钨金矿点[22];同时,本区南仅数公里另一推断隐伏岩体分布区也己发现黑钨矿脉,在己有的古袍金矿区亦发现了加里东期钨矿化石英脉[5]。笔者通过现场考察发现,工作区、桃枝和水口在构造位置上都位于加里东期近东西向褶皱基底和北东向断裂构造交汇处的西北侧,矿(化)体均为NWW-SEE走向,且产状接近,具一定的等距性[6,23],在充分总结区内成矿规律,优选物化遥异常和细致的野外工作基础上,有望在桂东大瑶山地区取得“五层楼”式石英脉型钨多金属矿找矿突破。同时,本区完整的钨-铅锌银-金矿的矿化系列也为己有矿床外围其他类型矿床的找矿工作提供了思路。
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SUNXing-Ting,LI Chang-Ming,HUANGJian,LUOQiang-Sun
((Guangxi Institute of Geological Survey,Nanning 530023,Guangxi,China))
Northern part of Dayashan area,eastern Guangxi province,is tectonic located in the junction between N-NEPinxiang-DalitectonicbeltandE-WMaoerdinganticline.Sandstoneand slatein Sinian and Cambrian stratum is the main sedimentary rocks in this area.Mica-topaz rocks which are the important indication of quartz vein-type tungsten mineralization are first found.In combination with the characteristics of tungsten-quartz veins, geophysical and geochemical exploration evidence indicate that it has great potential for prospecting“Five storey type”tungsten deposits.The mineralization series of W,Pb-Zn,Ag-Au deposits in this area provide ideas for prospectingintheperipheryoftheknowndeposits.
quartz vein-type tungsten deposit;mica-topaz rock;prospecting potential;Dayaoshan area,eastern Guangxi
P618.67
A
1007-3701(2017)02-127-07
10.3969/j.issn.1007-3701.2017.02.003
2017-4-22;
2017-6-6.
中国地质调查局南岭成矿带中西段地质矿产调查项目(编号:121201009000150002).
孙兴庭(1985—),男,工程师,硕士研究生,主要从事矿产勘查方面的研究工作,E-mail:sunxint@163.com.
Sun X T,Li C M,Huang J and Luo Q S.Prospecting potentiality analysis of quartz vein-type tungsten deposits in North Dayaoshan area,eastern Guangxi,South China.Geology and Mineral Resources of South China,2017,33(2):127-133.