赣北大湖塘钨多金属矿田就矿找矿实践与认识

占岗乐, 占 卉

(江西省地质矿产勘查开发局 赣西北大队,江西 九江 332000)

就矿找矿是指依据在已知找矿线索的地区开展的一种找矿方法,具有创新性、探索性、渐进性、长周期性及多样性等特点,古今中外作为一种重要的找矿方法被广泛采用[1]。近期,笔者拜读了原地质矿产部部长朱训同志编著的《就矿找矿论》,深受启发,根据大湖塘钨多金属矿田的找矿实践,总结出矿田就矿找矿的主要方式与认识。

1 地质背景

大湖塘钨多金属矿田位于江西省武宁县、靖安县及修水县三县交界处。大地构造位置处于江南地块之九岭—鄣公隆起西段[2]。属九岭山钨钼铜成矿带中部,大湖塘—同安钨(锡)钽铌多金属矿带的北段,具优越的成矿地质条件(图1)[3]。

地层主要为新元古界双桥山群浅变质岩系,分布于矿田南部,岩性以变余云母细砂岩为主,其中夹有中—基性古火山岩层,含钨丰度为9.13×10-6,是钨等成矿物质来源之一[4];岩浆岩由晋宁期和燕山期组成(图1)。晋宁期岩体大面积裸露,呈东西向展布,为一巨型岩基;燕山期岩体为复式岩体,呈北东—北北东向带状分布,地表呈岩脉、岩墙或岩瘤产出,深部呈岩株状;岩石类型从早到晚依次为斑状白云母花岗岩→斑状黑云母花岗岩→细粒黑云母花岗岩→中粗粒白云母花岗岩→中细粒白云母花岗岩→脉状花岗斑岩[5]。区域断裂构造十分发育,常成带出现,主要有北东向、东西向、北西向三组断裂带,其中北东向断裂带最为醒目,北西向断裂带形成最晚。东西向与北东向断裂复合控制了区内燕山期岩浆岩带及矿带的分布。

矿田范围内已发现15个大中小型钨(锡、钼)矿床(点),主要矿床有石门寺钨矿、狮尾洞钨矿、大湖塘钨矿、昆山钨钼矿、梅子坑钼矿、茅公洞钨矿、新安里钨锡矿(图1)。矿点、矿床成群呈北北东向展布,并从北往南间隔2.5～3.5 km沿近东西向展布。

大湖塘矿田按矿床成因分类划分主要为细脉浸染型、石英大脉型、蚀变花岗岩型、细脉带型、隐爆角砾岩型五种矿床类型。本区的矿床,尤其是大型矿床是由上述2种或2种以上矿床类型组成复合矿床[6]。常见组合形式有:细脉浸染型+隐爆角砾岩型+石英大脉型(石门寺)、细脉浸染型+石英大脉型(狮尾洞)、细脉浸染型+蚀变花岗岩型+石英大脉型(大雾塘)、石英细脉带型+石英大脉型(昆山)。

2 就矿找矿实践与认识

大湖塘矿区始发现于上世纪50年代,至今历经多次矿产勘查,就矿找矿按勘查程度及进展可划分为就异常找矿、就浅部矿找深部矿、就钨矿找钼矿、就单一矿找多类型复合矿、就模型找矿五种方式。现将各阶段找矿实践与认识分述如下:

图1 大湖塘矿田地质略图[3]Fig.1 Geological sketch of Dahutang ore field1.新元古界双桥山群;2.晋宁期花岗闪长岩;3.燕山期斑状白云母花岗岩;4.燕山期黑云母花岗岩;5.燕山期白云母花岗岩;6.燕山期花岗斑岩;7.正断层;8.逆断层;9.性质不明断层;10.韧性剪切带;11.钨水系沉积物异常曲线;12.钨矿床(点);13.钼矿床(点)。

2.1 就异常找矿

就异常找矿是依据地球物理异常、地球化学异常及水系沉积物异常开展的就矿找矿。大湖塘钨多金属矿田的发现首先是从水系沉积物异常找矿评价开始。

1957年开展的九岭山1∶100 000水系沉积物测量,圈定出W、Sn、Mo、Cu等组合异常,分布于大河里—杨师殿、蓑衣洞—新安里一带,异常总面积达110 km2,其中甲类W异常4处、乙类Sn异常5处、乙类Mo异常4处、乙类Cu异常4处。各异常浓度分别为:W16×10-6～240×10-6,最高值1 440×10-6;Sn8×10-6～100×10-6,最高值>5 000×10-6;Mo30×10-6～35×10-6,最高值50×10-6;Cu10×10-6～200×10-6,最高值1 500×10-6;各元素异常丰值高,具二—三级浓度分带,其中W异常规模最大,浓集中心明显,套合良好(图1)。

根据区内水系沉积物异常特征及分布范围,1958年开展了对异常的查证工作,通过地表地质测量及槽探工程揭露等工作,发现水系沉积物异常与含钨石英脉相关,并相继在新安里、石门寺、狮尾洞、大湖塘、昆山等地发现钨矿(化)点,由此开始了以石英大脉型黑钨矿矿床为目标的找矿评价工作,揭开了大湖塘地区找钨的序幕。

矿田内W水系沉积物异常与已知矿床(点)高度融合,异常的展布方向与区内的燕山期岩浆岩及北东向断裂构造关系密切(图1)。就异常找矿的实践证明,大湖塘地区依据区域水系沉积物异常找矿,是“面中求点”,缩小找矿靶区的有效方法,是在未知有矿地区发现新矿产地的有效途径。

地表或浅部出露的含钨石英脉矿(化)体,无法确定其空间分布特征,品位、厚度变化特征不具代表性,需通过钻探或坑探等探矿工程来查明深部矿体形态、产状、规模、空间分布、厚度、品位及变化情况。这就是依据浅部矿找深部矿的就矿找矿方法。

2.2 就浅部矿找深部矿

多数埋藏深部的矿床,在地表或多或少赋存一些矿体或一些矿化现象,就浅部矿找深部矿是依据埋藏较浅易于发现的矿开展就矿找矿。

1958年开展了九岭山钨钼锡铜矿概查,通过开展1∶10 000地质测量,在地表相继发现了罗丝塘、大湖塘、新安里、狮尾洞、昆山等石英大脉型钨矿点;1959年开展了狮尾洞矿区地质勘探工作,圈定主要矿脉27条,矿脉长度100～300 m,平均175 m,脉宽0.2～0.75 m,平均0.35 m,矿化延深40～180 m,平均76 m,提交C1+C2级 WO3量1 785 t,平均品位0.798%。1978年在昆山矿区开展了钨矿地质普查工作,圈定具工业意义的含钨石英大脉50条,矿脉以北东及北东东向为主,倾向南南东或南东,倾角60°～80°,脉宽0.1～0.35 m,走向延长160～860 m,倾向延深160～300 m,提交C+D级WO3量301 t,平均品位0.685%。;1979年在石门寺矿区开展以地表地质测量及槽探工程揭露为主的普查工作,初步查明石门寺矿区矿脉分布范围、矿脉数量、产状形态和品位变化情况,圈定了64条含钨石英脉,估算表内WO3量925.87 t。

2010年在狮尾洞矿区开展详查,通过以钻探工程为主的深部勘查,圈定具工业意义含钨石英大脉97条,根据矿脉总体走向划分为近东西向、北西向、北东向三组,最大延长650 m,最大延深573 m,脉宽0.3～1.15 m,提交122b+333类WO3量52 896 t,平均品位2.222%,达大型规模。

图2 大湖塘矿田矿体特征简图Fig.2 Feature sketch of ore body in Dahutang ore fieldA.石门寺细脉浸染型矿体;B.狮尾洞石英大脉型矿体;C.狮尾洞细脉浸染型+石英大脉型复合矿体;D.大湖塘隐爆角砾岩型矿体;1.新元古界双桥山群;2.晋宁期花岗闪长岩;3.燕山早期第一阶段斑状白云母花岗岩;4.燕山早期第二阶段第一次斑状黑云母花岗岩;5.燕山早期第二阶段第二次细粒黑云母花岗岩;6.燕山晚期花岗斑岩(脉);7.隐爆角砾岩;8.断裂及编号;9.实测及推测地质界线;10.矿体及编号;11.含钨石英脉;12.施工钻孔;13.施工坑道。

通过异常查证发现,W水系沉积物异常是由出露地表的含钨石英脉导致,因此,出露地表或埋藏较浅易于发现的含钨石英脉可作为寻找深部矿体的找矿标志。根据地表出露矿体地质特征,采用钻探或坑道工程查明矿体深部品位及厚度变化情况。通过深部工程控制表明,一是浅部含钨石英脉向深部具有较大的延深,普查阶段控制矿体延深100～300 m,详查阶段控制矿体延深最大达573 m;二是脉幅向深部明显变大或浅部的薄脉矿体向深部出现复合,如浅部脉宽0.1～0.3 m,向下最大脉宽可达1.15 m;三是WO3品位向下有变富的趋势,WO3平均品位浅部在0.685%～0.798%,通过深部勘查,狮尾洞矿区WO3平均品位达2.222%;四是矿床由小型规模扩大为大型规模,大幅提升了矿区的资源储量。

在坑道地质编录的过程中,通过细致的观察发现,含钨石英大脉两侧的围岩中发育网状的石英细脉,且具有较强的白钨矿化;在隐爆角砾岩筒中,后期沿裂隙充填的石英脉中也具较强的黑(白)钨矿化,通过系统的采样化验,矿(化)体的连续性好、厚度大、工业品位均匀。根据这些矿化信息,开展了大湖塘钨矿田找多类型复合矿的就矿找矿工作。

2.3 就单一矿找多类型复合矿

由于成矿地质作用的多期性和叠加成矿作用等因素的影响,在一个矿区范围内,同一种矿产可能以多种矿床类型出现。就单一矿找多类型复合矿就是依据成矿系列理论开展的就矿找矿。

1979年,开展的大湖塘矿区一矿带详细普查工作,发现细脉带型钨矿床,实现了大湖塘矿田矿床类型及资源储量上的首次突破,共圈出主要矿体18个,矿体走向控制长度105～628 m,倾向延伸55～601 m。提交WO3量41 357 t,达中型矿床规模,成为当时大湖塘矿田最大规模的钨矿床。

2010年—2011年,开展石门寺矿区及狮尾洞矿区详查工作,通过勘查发现,狮尾洞矿区由细脉浸染型与石英大脉型构成复合矿床类型,以细脉浸染型为主,圈定细脉浸染型工业钨矿体36个,矿体走向控制长度100～600 m,倾向延伸122～770 m,平均厚度32.08 m[7]。石门寺矿区由细脉浸染型、石英大脉型及隐爆角砾岩型构成复合矿床类型(图2),以细脉浸染型为主,其他类型规模较小;圈定细脉浸染型钨矿体261个,最大走向延伸1 800 m,最大倾向延伸1 200 m,平均厚度143.67 m[8]。大湖塘南区狮尾洞矿区WO3资源储量31.09万t;大湖塘北区石门寺矿区WO3资源储量74.26万t,矿床规模均达超大型。

综合分析认为,矿床的形成主要与燕山早期岩浆侵入活动有密切的关系,具多次侵入、多次成矿的特点,在区域上构成与燕山期S型花岗岩有关的钨锡(钼铜)矿床成矿序列;矿体主要分布于燕山早期岩体的外接触带,即晋宁期黑云母花岗闪长岩中,并形成由石英大脉型、细脉浸染型、隐爆角砾岩型构成的复合类型钨矿床。

大湖塘钨多金属矿田由单一石英大脉型找矿向多类型复合矿床找矿转变是源于1979年在一矿带发现的细脉带型钨矿床的启示,在总结前人勘查成果的基础上,在成矿系列、成矿系统理论指导下,继承—创新—发展中开展地质工作,相继在石门寺、狮尾洞矿区发现细脉浸染型、石英大脉型及隐爆角砾岩型矿床类型。

勘查实践表明,一是大—超大型规模矿床由二个或二个以上的矿床类型组合组成,如石门寺矿区由细脉浸染型、石英大脉型及隐爆角砾岩型组成,而狮尾洞矿区由细脉浸染型、石英大脉型组成;二是黑钨矿与白钨矿共生,其中石英大脉型、隐爆角砾岩型矿体以黑钨矿为主,而细脉浸染型矿体以白钨矿为主;三是资源储量大幅提升,石门寺、狮尾洞矿区均达超大型矿床规模。

笔者根据异常查证已发现的钨多金属矿化点,依据成矿分带理论,结合“由点到面、点面结合”的综合分析认为,大湖塘矿田内矿床、矿(化)点呈北东向线型展布,由北东至南西显示由高温矿物组合为主逐渐过渡到中温矿物组合为主,分带规律表现为北东向以钨矿化为主,共伴生锡、钼、铜矿化；南西向以钼矿化为主,共伴生钨、铜矿化。根据成矿分带规律,开展了就钨矿找钼矿的就矿找矿工作。

2.4 就钨矿找钼矿

岩浆岩矿床成矿元素具有由高温到低温水平分带的特征,就钨找钼是依据成矿元素分带理论开展的就矿找矿。

2012年,在矿田南部昆山矿区开展了钼钨矿详查(图1),在新元古界双桥山群浅变质岩中,圈定出主要钨钼矿体、钼矿体及钨矿体共74个,矿区主要由细脉带型及石英大脉型构成复合矿床类型[9],其中以细脉带型为主,石英大脉型矿体规模较小。矿体总体呈北东东走向,倾向南南西,倾角65°～85°,走向长550～780 m,倾向延伸400～600 m。探明钼矿资源储量达大型,钨矿资源储量达中型。

位于昆山矿区南部的梅子坑钼矿区,2010年开展了详查工作,在新元古界双桥山群浅变质岩中圈定含钼石英脉5条,脉体呈北西走向,倾向北东,倾角45°～85°,平均厚1.45 m,Mo平均品位0.189%,探明钼矿资源储量达中型[10]。

就钨矿找钼矿的就矿找矿方法是建立在成矿元素分带理论基础之上,通过“由点到面”综合分析的成果。大湖塘矿田内矿床、矿点、矿化点沿断裂呈北东向展布,与岩体一起组成明显的岩浆岩矿化带。带内聚集了以钨为主的大、中、小型钨多金属矿床,显示了主要矿床呈线型分布的特征。沿北东方向由北到南出现以钨(锡)为主,共伴生铜、钼、锡矿床逐渐过渡到钼、钨、铜矿床再到铜钼矿床的分带规律。

2.5 就模型找矿

根据以往地质勘查成果,在总结典型矿床地质特征的基础上笔者认为,大湖塘矿田受区域北北东向大湖塘—同安走滑冲断带伸展构造控制,矿床及成矿岩体受北北东向走滑冲断带伸展构造和近东西断裂复合控制。矿体受岩体接触带、北东—北东东向断裂、北西向断裂以及断裂派生的密集节理裂隙带控制。

矿床的形成受多期次成矿岩体控制,成矿岩体显示地壳重熔特征,属酸度偏高、碱质含量高的钙碱性花岗岩。成矿岩体主要为燕山期多次侵入的斑状黑云母花岗岩、斑状白云母花岗岩、花岗斑岩,形成主要由外接触带控制的细脉浸染型、石英大脉型、石英脉带型、隐爆角砾岩型构成“多位一体”的(黑、白)钨多金属矿床。根据控岩控矿因素、成矿特征、成矿物质来源、成矿作用,初步建立大湖塘矿田钨多金属矿床“多位一体”成矿模式(图3),并根据综合信息成矿预测理论,对大湖塘钨多金属矿田进行找矿预测,圈定2个找矿有利地段。

2015年开展大雾塘矿区钨矿详查,共圈定主要矿体98个,矿区主要由细脉浸染型、蚀变花岗岩型及石英大脉型构成复合矿床类型,其中以细脉浸染型矿体为主,主要分布于燕山早期岩体的内外接触带,即晋宁期黑云母花岗闪长岩中,矿体形态产状受接触带控制,主要矿体走向长160～640 m,倾向延伸488～574 m,平均厚度13.10 m,WO3平均品位0.178%;蚀变花岗岩型矿体主要分布于内接触带,即燕山早期白云花岗岩中,主要矿体走向长240～480 m,倾向延伸117～410 m,平均厚度14.64 m,WO3平均品位0.18%[11](图4)。WO3资源储量达超大型矿床规模。

2016年开展石子墩矿区钨矿普查,共圈定工业矿体114个,矿床类型为细脉浸染型,矿体主要分布于外接触带,即晋宁期黑云母花岗闪长岩中,矿体走向延长200～1 300 m,倾向延伸100～1 326 m,平均厚度2.42～22.50 m,WO3平均品位0.193%[12]。WO3资源储量达大型矿床规模。

通过模型找矿,在大雾塘、石子墩矿区发现大—超大型钨矿床,实现了地质找矿再突破,尤其是在大雾塘矿区新发现蚀变花岗岩型钨矿床,进一步完善了大湖塘矿田成矿模式及找矿模型,对今后大湖塘钨多金属矿田找矿具有较好的指导意义。

图3 大湖塘矿田成矿模式图Fig.3 Metallogenic pattern diagram of Dahutang ore field①昆山式—石英大脉+细脉带型钼钨铜(金)矿床;②狮尾洞式—大脉+细脉浸染型白钨矿床;③大湖塘式—细脉浸染型钨(钼铜)矿床;④大湖塘式—大脉型钨矿床;⑤大湖塘式—隐爆角砾岩型钨(锡)矿床;⑥东陡崖式—蚀变岩脉型钨矿床;⑦东陡崖式—云英岩型钨锡矿床;⑧东陡崖式—蚀变带型钨锡矿床。⑨莲花山式—构造蚀变岩型铜(钼)矿床;1.双桥山群浅变质岩;2.晋宁期黑云母花岗闪长岩;3.燕山早期花岗岩;4.燕山晚期花岗斑岩(脉)。

图4 大雾塘矿区5线地质剖面图Fig.4 Geological profile of the 5th line in Dawutang mining area1.晋宁期黑云母花岗闪长岩;2.燕山早期第一阶段斑状二云母花岗岩;3.燕山早期第一阶段中细粒黑云母花岗岩;4.燕山早期第二阶段中细粒白云母花岗岩;5.细脉浸染型钨矿体及编号;6.蚀变花岗岩型钨矿体及编号;7.钻孔位置及编号。

综上所述,大湖塘钨多金属矿田的勘查工作历经半个多世纪,主要开展了就异常找矿、就浅部矿找深部矿、就钨矿找钼矿、就单一矿找复合类型矿及就模型找矿五种就矿找矿方法,也是传统的“面上求点,由点到面,点面结合”的找矿方法。首先根据水系沉积物异常,开展异常查证,发现导致异常主要地质体为含钨石英脉,并确定罗丝塘、新安里、石门寺、狮尾洞、大湖塘、昆山等钨矿点,通过已知矿点由表及里、由浅入深的勘查工作,相继探明石门寺、狮尾洞、大湖塘、昆山等小型规模石英大脉型钨矿床。随着地学新理论的发展与运用,大湖塘矿田地质找矿实现了重大突破。根据成矿系列、成矿系统、成矿分带理论,从单一的石英大脉型钨矿找矿,向由细脉浸染型、蚀变花岗岩型、细脉带型及隐爆角砾岩型构成钨多金属矿“多位一体”矿床系列组合找矿;从单钨矿种找矿向钨钼共生矿种找矿,在石门寺、狮尾洞矿区探明二个超大型规模钨矿床,在昆山矿区探明一个中型规模钨钼矿床。随着勘查的不断深入,在充分总结前期勘查成果的基础上,在成矿系列、成矿系统理论的指导下,用继承、创新和发展的思路开展找矿工作。通过“点面结合”综合分析认为,矿田北东向断裂构造控制了燕山期岩体及矿床(点)的展布,共同构成岩浆岩矿化带,显示了主要矿床呈线型分布的特征;燕山早期岩浆岩为成矿母岩,是成矿的主要物质来源;断裂裂隙是矿田主要的导矿容矿构造;沿北东方向具有由北到南出现以钨(锡)为主矿床逐渐过渡到钼、钨、铜矿床再到铜钼矿床的分布规律。根据控岩控矿因素、成矿特征、成矿物质来源、成矿作用,建立大湖塘矿田钨多金属矿床“多位一体”的成矿模式。在综合信息矿产预测理论的指导下,开展矿田成矿预测,探明大雾塘、石子墩矿区为大—超大型钨矿床。

3 启示

(1) 大湖塘矿田由单一类型矿床转变为多类型复合矿床、由单矿种转变为多矿种、由小型规模转变为超大型规模找矿的突破,是几代地质人通过“实践—认识—再实践—再认识”循环往复实现的就矿找矿成果,“就矿找矿”符合马克思主义认识论的规律。“实践—认识—再实践—再认识”不是简单的循环往复,而是从量变到质变的阶梯式发展,只有不断深化对成矿的认识,才能有效指导老区勘查,示范新区找矿,使就矿找矿发挥更大的作用[13]。

(2) 创新是就矿找矿最重要的特点,在充分总结、分析前人勘查成果的基础上,运用成矿系列、成矿系统、成矿元素分带及综合信息预测等新理论,采用地质测量、地球化学勘查及钻探工程技术相结合方法,创新思维、开拓思路，按照马克思主义辩证法原理,从已知到未知、由表及里开展探索性实践,才能使就矿找矿工作发挥更佳的效果。

(3) 大湖塘矿田勘查找矿从已有异常、已知矿化入手,向由细脉浸染型、蚀变花岗岩型、细脉带型、石英大脉型及隐爆角砾岩型构成钨多金属矿“多位一体”矿床系列组合找矿,最终发现了石门寺、狮尾洞、大雾塘、昆山等矿区大—超大型钨钼矿床,是就矿找矿的重大成果。大湖塘矿田的勘查实践证明,就矿找矿是提高找矿效率、增加资源储量的行之有效的方法。