王诗龙,郭 宗
(湖南省有色地质勘查局二一四队 湖南 株洲 412007)
錾石矿区位于东南地洼区、湘赣地洼系,属钦-杭成矿带湖南段湘东北亚段,具有地洼活动成矿特点,花岗岩岩浆活动强烈,多期次的构造运动、变质作用及内生成矿作用发生,使得本区具备良好的成矿地质条件。
矿区地层单元较简单,除沿沟系有第四系冲积物和残坡积物零星分布外,大面积出露地层为中元古界冷家溪群黄浒洞组上段(Pt2h3)浅变质岩系。
矿区构造以断裂构造为主,主要为南北向、北北东向,其次是北东向、北西向及北北西向。南北向及北北东向断裂构造为区内赋矿构造,主要发育于矿区中南部花岗岩相对隆起部位及其上部黄浒洞组粉砂质板岩盖层中,断裂成组成群发育,为石英矿脉所充填,倾向西,倾角65°~85°,裂隙面平整光滑,沿走向与倾向延伸较稳定,局部扭曲变形、分支、复合。北东向断裂规模较大(F1),是矿区内的导矿、控矿构造,同时北东向破矿小断裂分布较广泛,规模大小不等,断距一般较小。北西向及北北西向构造为区内成矿后期破矿构造,规模大小不等,断距变化较大,大者错动4m~5m,小者不明显。
矿区内以花岗岩为主,即丫江桥花岗岩体的一部分,形成于印支期,分布于矿区的中部和西南部,为燕山期S型花岗岩,出露岩性主要为中细粒二云母花岗岩与中-细粒斑状二云母花岗岩,属印支期,主要成分为长石、石英、白云母、黑云母等。
本分为I号矿段与II号矿段两个矿段,其矿床类型分别为石英脉型与蚀变花岗岩夹石英细脉型。
I号矿段位于矿区南部,为石英脉型黑钨矿床,矿脉呈脉状,赋存在冷家溪群浅变质岩与花岗岩体的内接触带的节理裂隙中,矿脉与围岩界线清楚,表现为裂隙充填型特征。矿脉在平面上成群成组大致平行产出,脉与脉之间距离一般为1m~30m不等,走向近南北或北北东向,倾向西或北西西,在垂向上呈典型的“五层楼”模式,在地表发育矿化标志带,表现为1cm~5cm不等的含钨石英细脉带,偶见约10cm~20cm石英单脉,近于直立产出,肉眼偶见细粒黑钨矿化;石英细脉带往深部逐渐归并变大,进入岩体内部变成石英大脉,石英脉往深部倾角稍变缓,为65°至75°。矿脉沿走向上分枝复合、尖灭再现、膨大收缩现象常见,往岩体中心或深部分枝变小,直至尖灭。共发现大小矿脉30多条,具工业意义的主要矿脉共7条,矿段内矿脉平均厚度0.62m,WO3平均品位0.534%;矿化较均匀,矿脉厚度稳定;钨主要以黑钨矿的形式存在,约占总钨的85.86%;白钨矿物约占14.14%。
II号矿段位于矿区中部,其矿床类型主要为蚀变花岗岩夹石英细脉,矿脉赋存于花岗岩顶部相对隆起部位。本次共发现矿脉20多条,圈出具工业价值的矿脉10条,均为隐伏或半隐伏矿脉,矿脉成组成带发育,走向近南北,倾向西,倾角48°~70°,矿化主要表现为浸染状钨矿化花岗岩夹石英细脉,矿脉中常见石英细脉或细脉带,石英脉产状与矿脉产状基本一致,石英脉厚度多为1cm~5cm,偶见10cm~20cm厚石英脉,石英脉脉中脉壁及两侧花岗岩均有不同程度矿化,矿化以细粒稀疏浸染状白钨矿化为主,偶见大颗粒白钨矿化及细脉浸染状钨矿化,局部见细粒黑钨矿化,花岗岩中石英细脉或小裂隙发育处往往矿化较富集,石英细脉成群成带时矿化尤好。矿化类型多样(花岗岩浸染型、石英脉型、石英细脉带型、细脉浸染型),以花岗岩浸染型为主;矿脉厚度稳定—较稳定,矿化较均匀,矿段内矿脉平均厚度1.33m,WO3平均品位0.335%。矿石中钨主要以白钨矿的形式存在,占总钨的56.59%;黑钨矿物占41.84%;钨华占1.57%。
(1)矿石矿物成分:矿石中主要金属矿物有黄铁矿、磁黄铁矿、白钨矿、黑钨矿、黄铜矿等,并含少量方铅矿、闪锌矿等。脉石矿物以石英、云母为主,长石、粘土矿物次之,并见少量绿泥石、碳酸盐矿物、电气石、萤石、榍石及锡石等。
(2)矿石结构构造:矿石的结构主要有:自形-半自形晶状结构、他形晶粒状结构、片状-鳞片状结构、充填(填隙)结构,包含结构、交代结构、交替结构等。矿石构造有块状构造、浸染状构造、条带状构造等。
矿区I号矿段含钨石英脉围岩蚀变以云英岩化、硅化、绢云母化、黄铁矿化为主,其次有黄铜矿化、电气石化、绿泥石化、碳酸盐化等。云英岩化、黄铁矿化是寻找石英脉型钨矿床的标志,石英脉中偶见黑钨矿、白钨矿与黄铁矿、黄铜矿等硫化矿物同时富集呈团包状富集体。
矿区II号矿段蚀变花岗岩中与钨矿化关系密切的蚀变有云英岩化、钾长石化、绢云母化、硅化等,且岩石颜色随蚀变增强而加深,呈浅肉红色、浅红褐色,可作为找矿标志。
(1)本区北北东向构造控制了岩浆岩在成矿带的总体分布,丫江桥岩体定位于潘家冲复背斜轴部,控制了本区矿产的分布。北北东向构造(潘家冲复式背斜及茶山岭断层)和北西向构造(贺家桥帚状构造)联合控制了矿区矿床的定位。
(2)地洼阶段印支—燕山期的断裂活动和岩浆活动,对本区内生矿床的成矿活动起了主导作用,构造运动与相应酸性岩浆活动派生出有色金属和稀有金属矿床。构造活动提供了空间和成矿母岩即花岗岩,而多期次强烈的岩浆活动,一方面使成矿元素进一步富集(特别是愈晚丰度值愈高),提供了物源,另一方面又为成矿提供了热源。
(3)富含成矿元素的沉积层断陷至地壳深处重熔成酸性岩浆,酸性岩浆受构造运动上侵过程中又与富含成矿元素及钙质的冷家溪群岩层混熔,加强了成矿富集作用;地壳深部含成矿元素的成矿流体,以北北东向深大断裂为通道上行,在上侵过程萃取部分成矿元素丰度较高的陆壳,使成矿流体中成矿元素浓度增高,并沿大断裂的北东向次级断裂上侵,在一定的构造部位侵入就位。
(4)随温压的变化,流体产生结晶分异作用,富含成矿元素的汽液流体上升至顶部,当上覆围岩为塑性较强,裂隙不发育的岩石时,在相对封闭的条件下,伴随着岩浆自变质的碱质交代作用(钠长石化及白云母交代黑云母),最终固结成岩成矿—即蚀变花岗岩型钨矿床。当上覆围岩为刚性,裂隙发育的岩石时,则易沿裂隙形成石英脉型钨矿床。
(5)区内构造的脉动作用导致岩浆的多旋回活动,形成了矿区多期多阶段成矿特征的多型共生钨矿床,即高中温热液充填石英脉型和花岗岩中交代浸染型钨矿床,其成岩成矿演化系列可简略概括为(由早至晚):成岩阶段(黑云母花岗岩—二云母花岗岩—白云母花岗岩)→自变质交代矿化阶段(蚀变花岗岩型钨矿床)→岩浆期后含矿热液充填阶段(黑钨矿石英脉矿床)。
(1)石英脉是直接的找矿标志。
(2)云英岩化、硅化、钾长石化、黄铁矿化等围岩蚀变也是找矿的良好标志。
(3)矿脉成组、成群具有平行等距产出特征,可以指导在现有矿体两侧等距位置寻找盲矿体及在现有脉组南北方向等距位置寻找新的脉组。
(4)花岗岩隆起部位是裂隙发育部位也是矿化较好的部位。
(5)矿区I号矿段石英脉具有明显的垂直分带特征,根据“五层楼”模式钨矿床矿脉脉幅大小随延深的规律性变化,地表裂隙带、微脉带和细脉带均是找矿标志带。
图1 錾石钨矿区找矿预测示意图
根据前期详查工作及综合研究分析,矿区可分为三个找矿预测区。
(1)对于1号区(即I号矿段)“五层楼”模式石英脉型钨矿床,往深部延深仅控制300米,且深部未封边具备较大找矿空间,运用“五层楼+地下室”模式化找矿,往深部摸底,有寻找岩体浸染型或云英岩型钨矿床的可能。
(2)对于2号区(即II号矿段)蚀变花岗岩型钨矿床,根据已有槽探及钻探工程控制,矿体规模较大,工程整体见矿情况很好,往深部矿体厚度变大,矿化未明显变弱,往北部矿体未封边,利用“探边摸底补漏找盲综查”的就矿找矿理论,进行系统控制,有望增大资源/储量。
(3)对于3号区,位于矿区南部及外围,前期投入探矿工作较少,由图上可知3号区与1号区及2号区呈规律性等距弧形展布,且在地表发现含钨石英细脉,利用石英脉型钨矿床的等距找矿理论,下步可进行钻探验证,有望取得较大找矿突破。