农 刚,梁标志,韦安伟
广西地质调查院,广西 南宁 530015
龙门冲研究区位于Ⅳ-4-3-4 大瑶山陆缘沉降带(Pt3-Pz1)内,成矿区带属Ⅲ-83-③-1富贺钟W、Sn、Pb、Zn、Au、Ag、稀土、Mn、F 成矿区[1]。区域成矿地质条件良好,矿产资源丰富,是广西主要的钨锡产地[2]。区域岩浆活动频繁,岩浆岩分布广泛,为矿床形成提供了稳定的物质来源。近年来,广西地质调查院和广西区域地质调查院在该研究区开展了多项基础地质调查工作,对区域地层进行新一轮划分,提出新的找矿靶区,对区域成矿规律进行研究,为研究区找矿突破提供了重要的基础资料。
研究区大地构造位置位于华南板块东南侧,湘、粤、桂钨锡成矿带中,地质构造复杂,岩浆活动频繁,岩体规模大小不等,既有大岩基(如姑婆山、花山大岩基),也有小岩株、岩脉(盐田岭小岩株)。我国钨矿的形成主要集中在燕山期(205 Ma~65 Ma)[3],区域内产出的钨、锡矿床与燕山期内花岗岩成矿关系密切,是成矿的关键因素。该区域经受了加里东、海西─印支、燕山及喜马拉雅等地壳运动的作用[4],区域性断裂以EW 向、NW 向为主,但NE 向和NS 向的小断裂具有控矿意义。前人研究以笔架山断裂(F3)和石灰山断裂(F1)为界划分3 个构造带[5],其中长营岭珊瑚矿和龙门冲矿化点属于中部NE 向挤压带,多组断裂交汇控制着区域钨锡矿床的赋存状态和空间分布。
研究区内出露泥盆系,自下而上为莲花山组(D1l)、贺县组(D1h)和信都组(D2x)(见图1)。
图1 龙门冲矿区地质简图
莲花山组(D1l)分布于研究区南东侧及北西侧,呈椭圆形NE 向分布,属于九华─大冲山、清水塘背斜核部。岩性主要为砾岩、含砾砂岩、泥质粉砂岩、石英砂岩。
贺县组(D1h)与莲花山组地层毗连分布,呈整合接触。岩性主要为页岩、钙质页岩。
信都组(D2x)主要分布于研究区中部及西侧,与下伏贺县组、上覆唐家湾组为整合接触。岩性为泥质砂岩、石英砂岩、页岩夹泥灰岩和扁豆状灰岩,局部夹1~3 层具鲕状结构的铁质砂岩。
研究区内主构造为石灰山断裂及其所伴生的一系列次级断裂,属于有利导矿、容矿、成矿构造。该区在燕山运动中,主要以断裂活动和成岩成矿为特征,推测石灰山断裂形成于燕山期,与岩浆岩岩体属同一期次。
石灰山断裂(F1)分布于研究区中部,在珊瑚矿田中延长超过4 km,走向20°~40°,倾向SE,倾角45°~70°,断裂带宽一般20~50 m,为一逆冲断层,局部被后期SN 向断层所错断,断裂两侧岩层发育牵引褶皱,断裂内充填围岩角砾、构造扁豆体、断层泥。牵引小褶皱轴面多向NW 陡倾,指示了其上盘向NW 逆冲性质。西侧岩层(下盘)向东侧岩层(上盘)下部侵入,属泥盆系,断裂为成矿物质热液流通提供了有利导矿构造。沿石灰山以北追索,可见网状方解石脉、角砾岩、碎裂岩和小褶皱带分布。
在地表可观察到该断层破碎带宽60 m,断层产状135°~125°∠30°~55°,断裂带中有多期次石英─云母细脉、碳酸盐脉穿插,矿化体赋存于构造裂隙或者充填的石英脉中,矿化与石英脉相关,属于石英脉型钨锡矿,呈灰白色、灰黄色和黄褐色,矿化不均匀。该断层被反复进行的断裂构造活动所错断,显示了该断层从成矿前到成矿中乃至成矿后活动的长期性。
研究区内北西侧出露的岩浆岩为盐田岭花岗岩岩株。上部为云英岩化细─中粒斜长花岗岩,向下变为钠长花岗岩(弱云英岩化),深部过渡为白云母(二云母)钠长花岗岩。经同位素年龄测定(Rb-Sr),2 条全岩等时线年龄分别为137 Ma、148 Ma,认为该岩体属燕山早期岩浆侵位的产物。
盐田岭花岗岩岩株上部的岩石已发生蚀变(云英岩化),具有高Si、高Fe 的特点,W、Sn 含量高出华南燕山期花岗岩平均值数倍至数十倍,另据物探、重力异常及资料分析,推测该区存在隐伏岩体,由此推测与该区钨锡矿形成有密切成因关系,并提供了成矿物质来源。
研究区揭露了钨锑多金属矿体2 个,分别为Ⅰ号钨矿(化)体和Ⅱ号钨锑矿(化)体。矿体与石英脉有关,属于岩浆热液石英脉型钨锑矿,石英脉主要沿NNE 向、NW 向断裂构造,以及断裂构造伴生的次级裂隙或节理充填,含矿石英脉呈脉状、线状、透镜状产出。构造破碎带围岩以莲花山组紫红色粉砂岩为主,矿化体赋存于构造裂隙或者充填的石英脉中。
该矿(化)体受构造破碎带控制,钨矿细脉呈不规则细脉、细线状分布于破碎带角砾岩边缘,破碎带走向158°,产状68°∠39°,破碎带宽0.5~1 m,长度约150 m,局部膨大或缩小。矿化不均匀,WO3平均品位为0.045%;矿化较好的地段捡块样光谱分析W 元素达到28 389×10-6(见图2)。
图2 龙门冲钨多金属矿点检查民窿01 素描图
该矿(化)体矿化类型为石英脉型,灰黑色辉锑矿、黑钨矿于石英脉内沿着构造裂隙充填,局部可见硫化物(主要为黄铁矿)。石英脉宽0.5~1 m,长度约120 m,产状294°∠72°,呈灰白色、灰黄色和黄褐色。矿化不均匀,WO3平均品位为0.048%,Sb 为0.022%,Ag 为11 g/t;矿化较好的地段捡块样光谱分析W 元素为7 733.4×10-6,Sb 元素为163 210×10-6,F 元素为20 615×10-6,Ag元素为>10×10-6,说明目前仅见到矿体上部的矿化细脉或矿化细线部分。其预测成矿模式如图3 所示。
图3 脉型钨矿床“五层楼”找矿预测地质模型图(引自栗木—珊瑚矿找矿预测成果报告[6])
研究区围岩主要的蚀变以强硅化为主,局部见绢云母、白云母化和电气石化等。围岩蚀变产出位置主要在龙门冲一带,常出现于强硅化岩石的次级断裂构造、微裂隙中或节理面中,与岩浆期后热液相关。
研究小组根据1 ∶5 万磁法测量推断了九华、龙门冲一带存在不同规模的NW 向、NE向磁性体,且目前地表已发现了褐铁矿化的证据;根据1 ∶5 万重力测量推断了九华一带存在隐伏岩体,埋深普遍在1 300~1 500 m之间,这个深度对于石英脉型矿床的形成非常有利。
研究内1 ∶5 万水系沉积物测量主要为W、Sn、F、Sb、As、Be、Li 元素异常,呈椭圆形、局部长条状分布;异常规模大、峰值高、套合性好,W、Sn、F、Sb 元素异常外、中、内分带明显,已发现钨矿化体,表明其为矿致异常。
1 ∶1 万土壤剖面测量成果显示,龙门冲地区主要的异常元素为W、Sn、F、B、Be、Li、As、Sb,W 元素异常峰值为2 179.7×10-6,平均值为27.7×10-6;Sn 元素异常峰值为139.39×10-6,平均值为6.39×10-6;F 元素异常峰值为2 017×10-6,平均值为5 094×10-6;B 元素异常峰值为556.5×10-6,平均值为178.8×10-6;Be 元素异常峰值为13.8×10-6,平均值为2.6×10-6;Li 元素异常峰值为387.9×10-6,平均值为49.9×10-6;As 元素异常峰值为677.57×10-6,平均值为72.46×10-6;Sb 元素异常峰值为244.28×10-6,平均值为9.53×10-6。
异常值分布不均匀,尤其以主成矿元素W、Sn,指示元素F、B、Be、Li 为代表,常出现锯齿状,显示了其线状矿化的特征。
异常峰值多出现于低洼处,研究小组根据研究区地表土壤迁移导致化探元素迁移的特点,认为挂劈山一带角砾岩化、强硅化山峰为异常源,与地表发现的矿化信息较吻合。
研究区一系列的NE─NNE 向逆断层(如F1、F3等)为珊瑚钨锡矿区重要的找矿构造标志,控制着长营岭大型钨锡矿床、八步岭杉木冲─龙门冲等中小型钨矿床和松宫矿点。尤其是NE 向逆断层的次级断裂构造是成矿最有利的部位,2 组或2 组以上断裂的交汇部位形成富钨矿体。所以,NNE 向断裂或与NW 向断裂交汇部位是地表断裂的找矿标志。
地表线(细)脉带是华南地区钨锡石英脉型矿床最有效的找矿标志,具工业矿体的地表线(细)脉带的特点。在多方向线脉构成的脉带中,有一个方向的线脉占优势,线脉不受层位岩性控制,延伸稳定,连续性好,含脉密度大,同一走向的线脉相向产出,往下收敛聚合,到一定深度即出现主脉;从浅部到深部呈现发育良好的线脉带→细脉、薄脉带→大脉带的变化规律。同时,结合矿化蚀变组合特征,即钨锡黄玉、萤石、白云母组合→钨锡石英组合→硫化物组合的产出空间,可以推测工业矿体的埋藏深度或矿床的剥蚀程度。
根据该地区地表原生晕地球化学结果,地区特征的指示元素为W、Sn、F、B、As,形成规模大,强度较高,有明显的浓集中心;Cu、Zn、Cd、Ag、Pb 等元素在地表形成的异常规模小,不具浓度分带,仅是点异常。所以,围岩中W、Sn、F、Cu、Zn、Sb 等原生晕强度、浓度分带、元素组合等特征是该地区矿床的找矿评价标志之一。
研究小组根据1 ∶20 万重力测量推断研究区内存在大规模隐伏岩体,结合1 ∶5 万高精度磁法测量圈定出高磁正负高值异常转换面特征,认为该区具备良好的找矿前景。重力异常、电磁异常是反映深部钨(锡)石英脉型矿床的重要标志。
(1)研究区地处广西平桂钨锡多金属矿成矿区带内,位于我国著名的南岭EW 向成矿带中段,成矿地质条件良好。除了泥盆系富含W、Sn 成矿元素,隐伏岩体的侵入作用为成矿带来丰富的物质来源,成矿作用明显受断裂及岩浆热液控制[7]。研究区经历了长期地质构造演化,形成了一系列有利于成矿的裂隙,多具有张扭性特征,构造期次多,有利于成矿物质的运移和富集成矿,并在裂隙中沉淀成矿并萃取地层中的W、Sn 元素。
(2)研究区内主异常元素是W、Sb、Sn、Ag、Mo、Pb、Zn,元素异常规模大,尤其是W、Sb 两元素,元素异常值高,反映了大规模矿化特征,物探测量推测其深部存在隐伏岩体,且研究区位于珊瑚钨锡矿主体矿床的南部,成矿地质条件良好。
(3)目前研究区内揭露了钨锑多金属矿(化)体2 个,分别位于九华矿点和龙门冲矿点。九华钨矿体属于石英细脉型,呈SE 向展布,未见地表出露,矿化与破碎带中褐铁矿化、强硅化碎裂岩及充填的石英细脉有关,富含黄铁矿、毒砂等硫化物;龙门冲钨锑矿体属于石英脉型,充填于构造裂隙中,呈NNE 向展布,地表见少量云母线及云母—石英细脉,矿化与构造裂隙中的石英脉、强硅化角砾岩有关,富含萤石、白云母等矿物。研究小组根据目前揭露的钨锑矿(化)体,结合研究区附近有长营岭大型钨锡矿床及研究区内矿化蚀变现象等成矿地质背景,预测该区具备寻找中型钨(锑)多金属矿床的潜力。