湖北麻城两路口钨矿区断裂控矿性研究及找矿方向探讨

陈松林, 曾小华

(1.湖北省地质勘查基金管理中心,湖北 武汉 430071; 2.湖北省地质调查院,湖北 武汉 430034)

两路口钨矿床位于湖北省麻城市福田河镇两路口村,距麻城市区约45 km,是“大别造山带”在该区域发现的成规模的中高温热液型白钨矿床[1]。该矿床于2012年底发现,矿体均赋存于构造破碎带内;目前已圈定了4条钨矿体、1条钨矿化体、3处钼矿化体。钨矿体主要产于新元古代二长花岗质片麻岩中,发育于近东西向断裂构造控制的矿化蚀变带内,矿石结构、构造及矿物成分较简单[2],具有很好的找矿前景。

本文在野外地质找矿成果的基础上,通过系统统计、综合分析各方向线性构造特征,结合应力分析及其破碎带含矿性,探讨研究区主控矿构造特征[3],为后续找矿工作提供参考。

1 区域地质背景

两路口钨矿大地构造位置属大别造山带。区域主要出露的基岩有变质深成岩系、表壳岩系和不同时代的岩浆岩侵入岩,侵入岩包含英云闪长质片麻岩、花岗闪长质片麻岩、奥长花岗质片麻岩组合[4];侵入岩主要为晋宁期—燕山期的花岗岩。

该带岩浆活动频繁,多期次的岩浆岩发育,以燕山期后碰撞形成的中酸性花岗岩最为发育;出露的岩体受区域网格状发育的线性构造体系影响,可见出露的各类小岩体具有成群、成带、等间距分布等特点[5]。

研究区内北部似斑状黑云二长花岗岩全覆盖,出露面积约6 km2。脉岩较发育,主要呈EW向和NE向产出,其中NE向产出的脉岩受构造控制显著,该组脉岩多沿NE向断裂破碎带产出;近EW向脉岩较发育,岩性较复杂,主要有闪长岩脉、闪长玢岩脉、花岗斑岩脉、煌斑岩脉及少量石英脉等,其中闪长岩脉与钨成矿关系较密切,该组脉岩与区内出露的侵入岩年龄均为130 Ma(图1)。

变质作用主要表现为区域变质作用,且存在多期变形、变质叠加。所出露变质岩为一套麻粒岩相的变质岩石组合,分布于研究区中、南部大部分地区[6]。

断层构造以EW向、NWW向、NE向最为发育,这三组断裂与区域上团麻断裂、军师岭强应力剪切带以及北部的磨子潭断裂相配套;区内代表性断层有两路口断层F13、齐—单(齐头山—单尖沟)断层F3、狮子垴断层F8,其中两路口断层位于研究区东侧,贯穿工作区,是区内规模最大的断层构造。结合前人资料分析,该断层是商城—麻城断裂的次级断裂[7-8](图1,F18)。两路口钨矿床主矿体ⅠW1矿体赋存于齐头山—单尖沟断层破碎带内(图1,F3),该断层延伸约2.1 km,破碎带宽5～15 m,倾向345°～15°,倾角45°～60°,构造角砾岩发育(硅质胶结);见硅化、黄铁矿化、钾化、碳酸盐化蚀变发育;该断层为逆断层,矿体产状与断层产状基本一致(图1)。

图1 两路口地区构造略图Fig.1 Structural sketch of Lianglukou area1.第四系;2.中元古代基性火山岩组;3.中元古代变辉长(绿)岩;4.中元古代二长花岗质片麻岩;5.晚侏罗世斑状角闪二长花岗岩;6.早白垩世斑状中粒二长花岗岩;7.花岗斑岩脉;8.煌斑岩脉;9.花岗闪长玢岩脉;10.花岗岩脉;11.石英脉;12.闪长岩脉;13.实测正断层;14.实测逆断层;15.构造矿化蚀变带;16.性质不明断层;17.本次工作矿权范围;18.W1矿体;19.已经施工探槽编号断层走向玫瑰花图。

2 断裂构造基本特征

区内断层构造较复杂,不同时期、不同性质、不同方向的断裂构造相互叠置—改造,从而在区内表现为复杂的线性构造网络;以NE向、EW向断层构造最为发育,为区内主体线性构造,同时发育有晚于以上断层的NW向、NE向、SN向次级构造,较发育,形成较晚,切割了早期NE向、EW向构造,甚至使EW向构造出露不连续。

2.1 NE向断裂

该方向断层主要发育于研究区内北西角及东部区域(F1、F18)(图1),为本区一级构造。其中两路口断层贯穿研究区,断层倾向310°～340°,倾角45°～78°,断层破碎带宽25～60 m,强硅化岩蚀变发育;同时构造角砾岩、碎裂岩、碎粒岩呈弱分带发育;露头观察断层面与围岩片麻理明显斜交,局部可见由断层应力引起的拖曳褶曲等现象,局部见早期糜棱岩残留,断裂带附近节理较发育。沿断层常见石英细脉沿裂隙面充填以及发育有黄铁矿化蚀变现象。

2.2 EW向断裂

本组断层主要发育于研究区中部广大区域,似等距平行展布;倾向345°～15°,倾角45°～60°,断层破碎带宽5～25 m,硅化、黄铁矿化(褐铁矿化)、高岭土化、绿泥石化蚀变发育;见构造角砾岩发育;破碎带内见显著构造透镜体发育,左行特征明显,为上盘上升的逆断层。从该区域裂隙走向玫瑰花图分析,齐头山—单尖沟一带 EW向构造最为发育(图1)。

2.3 NW向断裂

该断层发育于研究区单间沟一带,主要切穿EW向断层,呈现右行走滑断层特征,滑距5～38 m,走向355°～10°,断层产状95°～104°∠73°～85°;擦痕镜面显著。构造破碎带内硅化、褐铁矿化蚀变强烈。

2.4 其他断裂构造

区内次一级的断裂构造局部以裂隙形式表现,SN向、NE向、NW向、近EW向等均较发育,较分散,以侏罗纪—白垩纪时期活动为主。主要活动期可概括为三个阶段:第一阶段,形成于岩浆侵位之前,主体构造拉伸,形成NE向、SN向次级断裂;第二阶段,岩浆侵入,垂直隆起应力作用下,形成EW向、NW向等断裂,是环状、放射状断裂体系的一部分;第三阶段,形成于花岗岩之后,与岩浆期后热液活动密切相关,是构造与热液相互作用的产物。断裂持续活动,碎裂作用越来越强,热液交代作用也不断加强,发生强烈蚀变,控矿性好(1)毛新武、邓乾忠、张汉金等，湖北省区域地质志，湖北省地质调查院，2016。。

2.5 主要断裂特征分述

2.5.1齐头山—纯阳山断裂构造(F3)

该区域南北向、东西向断层极为发育(图2),次为北西向;主要倾向北,断层倾角较为集中。地表可见三组断裂活动,以EW向居多,见两组性质不同EW向构造发育:一组倾向北,产状45°～15°∠45°～60°,为逆断层;一组倾向南,产状220°～165°∠55°～75°,张性应力之正断层。

图2 齐头山—纯阳山断裂构造平面特征图Fig.2 Plane characteristic map of fault structures in Qitoushan-Chunyangshan area1.方位极点图;2.极点等密度图;3.倾角玫瑰花图;4.倾向玫瑰花图。

2.5.2铁门口断裂构造(F8)

如图3所示,本区域断层发育较为分散,各向断层均有发育,倾向上,NW向占主体。NE向断层极为发育,由于覆盖等因素,多以断裂(裂隙面)数据为主体。

图3 铁门口断裂构造平面特征图Fig.3 Plane characteristic map of fault structures in Tiemenkou area1.方位极点图;2.极点等密度图;3.倾角玫瑰花图;4.倾向玫瑰花图。

2.5.3周家湾断裂构造(F14,F15)

周家湾地区可见NS向、EW向、NE向三组断层发育,其中NE向较发育,倾向NW(图4),产状300°～310°∠60°～75°;其次为EW向断裂构造,构造破碎带内均见硅化、褐铁矿化(黄铁矿化)、云母化蚀变。

总体上看,区内断层以NE向、EW向、近SN(NNW、NNE向)向三组断层最为发育。应力椭球分析显示,首先是NE向构造的挤压变形,其次为EW向构造的挤压应力场叠加,随后发生SN向构造的拉张应力以及NW向构造的张性应力作用,最终显示为NE向挤压应力特征。NE向构造应力占主导地位。总体表现为NE-SW向挤压特征(图5)。

3 断裂的控矿作用

研究区内断裂构造是钨矿形成的主要因素之一,产状较陡的立倾断裂为成矿提供流体通道以及容矿空间,是富矿流体运移、钨矿富集成矿的有利场所。

图4 周家湾断裂构造平面特征图Fig.4 Plane characteristic map of fault structures in Zhoujiawan area1.方位极点图;2.极点等密度图;3.倾角玫瑰花图;4.倾向玫瑰花图。

图5 两路口断裂构造应力椭球特征Fig.5 Ellipsoid characteristics of fault tectonic stress in Lianglukou area

两路口钨矿体主要均赋存于EW向构造破碎带内,仅7号钨矿体受EW向、NE向构造双层控制,矿体赋存于两组断裂交汇部位;控制成矿的构造主要因素是具有完备的导矿构造—配矿构造—容矿构造体系。导矿构造规模大,切割深,贯通性好,对成矿有利。配矿构造要求连通性好。容矿构造既有容矿功能,又有对已生成矿体的良好的圈闭保存功能[9-10]。

4 两路口地区断裂的含矿性分析

4.1 EW向断裂蚀变带含矿性

EW向断裂构造为压扭性构造,前期发现并通过工程控制的W1-W6矿(化)体均赋存于近EW向构造破碎带内,其中规模最大的W1矿体长度较大,钨矿厚度变化较大,品位WO30.122%～0.552%,厚度及品位变化均不稳定;W2矿体长度略小于W1,矿体厚度1.08～2.19 m,品位WO30.11%～0.454%,平均品位WO30.132%;区内 EW向断裂蚀变带呈雁列状发育,断层延伸约0.5～2.5 km;破碎带宽5～25 m,由绿泥石化、硅化等热液交代蚀变岩组成。产状陡倾,倾角在45°以上,相当部分断裂蚀变倾角>50°,经深部钻探工程验证,该断层破碎带深部延伸稳定,深部产状大体与地表出露产状一致,是区内较好的赋矿构造。

4.2 NE向断裂蚀变带含矿性

NE向断裂为压性构造。在钨矿成矿过程中,放射状断裂一般表现为张性;富钨流体在深大断裂中循环流动,当遇到次级张性断裂(放射状,为储矿空间)构造时,部分成矿流体会在断裂内发生沉淀,从而形成钨矿体。现仅于单尖沟NE向构造蚀变带内发现较好白钨矿化体,研究区内其他区域NE向构造含矿性有待进一步工作验证,若普遍含矿,则有望扩大矿床规模。

5 两路口地区找矿方向探讨

两路口钨矿为中—高温热液型白钨矿床[2,11-12],钨矿体主要受EW向断裂构造控制, 且EW向、NE向断层交汇处矿化较好。EW向、NE向断层交汇处为较好的找矿突破口,因此,NE向构造为研究区主体线性构造,该断层应为下步找矿主要构造标志和主攻方向。

单尖沟一带以及周家湾地区的北东向构造则为下一步找矿重点勘查对象。同时,南部以及深部隐伏岩体找矿亦不容忽视。