韩永顺,焦 璇,吴中丽
(江西省赣州市地质矿产服务中心,江西 赣州 341400)
罗垅钨矿据传1918 年由当地群众发现,1937年徐克勤、丁毅两位地质前辈在该区进行过地质调查,1949 年新中国成立后至20 世纪80 年代陆续开展过不同程度的地质工作,投入了较多的工作量,取得了大量的地质资料,获得了一定的成果。区内目前主要以开采钨矿为主,矿体4 条,分别为V14、V15、V20、V39,矿体呈薄脉状、透镜状,矿体厚度0.27 ~0.65 m。矿体WO3品位介于0.10%~0.97%,平均0.52%,矿体走向以北东向为主,倾角72°~78°。由于受采矿证开采标高限制,矿山开拓生产集中在400~350 m 两个中段,以往的地质工作仅限于浅地表勘查,没有进行过深部钻探,经过几十年开采实践,结合周边矿区深部探矿资料对比,认为矿区深部找矿前景可观,具备一定的潜力价值。
罗垅钨矿区属南岭成矿区[1]东西向复杂构造带东段北侧,赣州- 南康断陷盆地南东侧边沿的隆起部位,断陷盆地长轴走向北北东,与北面的兴国—赣县盆地及南面的新城—池江盆地成“多”字型斜列排列,其内沉积了一套巨厚层状的紫红色砂砾岩、砂岩及紫红色页岩。断陷盆地的东南侧为罗垅复式背斜轴部(罗垅钨矿区域地质如图1 所示),复式背斜由寒武系地层组成,是赣南钨锡矿集区最重要成矿围岩的矿物质来源之一[2],轴向北东,倾向南东。矿区东南有燕山早期花岗岩体出露,岩性为似斑状中粒黑云母花岗岩,成矿构造裂隙发育,多期次的控矿构造与成矿花岗岩在空间上的一致性和时间上的适时性[3],为成矿提供了十分有利的条件,加之演化完全的花岗岩聚集了高浓度的成矿元素,从而使本区形成以气化高温热液钨、铋石英脉型矿床为主,其次有云英岩化花岗岩浸染型钨、钼矿床和接触带矽卡岩型银、黑钨、白钨以及稀土、石膏、萤石矿等一大批金属和非金属矿产。
图1 罗垅钨矿区域地质
矿区位于罗垅复背斜内渗水窝—野鸭东西向断裂与社背—石角北东向断裂带的交接复合部位。
矿区地层简单,仅为寒武系和第四系。寒武系下统牛角河组(∈1nj):上部灰、灰绿色厚层状凝灰质砂岩与灰绿色板岩相间,夹有少量黑色薄层状硅质板岩。下部黑色薄层状硅质板岩、硅质岩夹灰黑色、灰色巨厚层状凝灰质砂岩,底部有厚层状硅质岩及含磷结核石煤层,地层走向北东,倾向南西,倾角50°~80°,厚度大于730 m;少部分第四系(Q)全新统沿山坡或山沟零星分布,主要成分为亚砂土、亚粘土和砂石、砂砾层,厚度3~6 m不等。
矿区构造主要以褶皱和断裂、裂隙形式存在。
褶皱: 罗垅复式背斜由寒武系下统牛角河群浅变质岩组成,受断裂影响,背斜形态不完整,两翼地层产状也较零乱。
断裂:矿区内规模较大的断层有二条,即F1和F2。
F1:出露于矿区北面,走向北东,倾向320°~350°,倾角55°~85°,一般宽度3~5 m,最宽处可达15 m,呈现硅化破碎带状,地表露头可见硅化破碎带内有黄铁矿等金属硫化物矿化,但取样化验品位都较低,断裂破碎带内的充填物主要是变质岩碎块,呈硅质胶结。胶结后的角砾岩块被再次破碎,说明该断裂带有过多次活动。
F2:基本特征与F1相似,只是断裂带规模要小得多,最宽处只1.2 m。从断裂破碎带的裂面特征分析,结构面的力学性质为压扭性,呈反时针扭动,破碎带内的硅质充填物的破碎程度,反映了破碎带有多次活动。在坑道内,该破碎带对含钨石英脉有一定的影响,不仅矿脉破碎位移,坑内滴水也大。从区域地质构造环境分析,这组走向北东~北东东的断裂带属于区域上新华夏系构造带的伴生产物,与含钨石英脉的成矿裂隙正是这组走向北东~北东东断裂带内的低级别、低序次的断裂面。
矿区南东见小岩瘤出露,面积约0.25 km2,岩性为似斑状细粒黑云母花岗岩,预测与矿区底部隐伏大埠岩体相连。通过热变质带调查发现,矿区热变质带大体呈北东向展布,南宽北窄,南强北弱,反映了隐伏岩体侵入顶界面南部较平缓且侵位较高,北部较陡且侵位较低,预测隐伏岩体顶界约在+150~+200 m 标高之间。
罗垅钨矿含钨石英脉矿体赋存于寒武系变质岩内,矿脉主要分布于长圳至小罗之间,即船底嵩、大面背以东。矿化面积约0.2 km2。含钨石英脉出露标高为海拔+464~+700 m,脉幅大于5 cm,延长大于100 m 者有40 条,其中脉幅大于或等于50 cm 的有15 条。根据含钨石英脉的空间展布形态,呈北东东向右行斜列展布。近几年来矿山主要开拓生产的矿脉有4 条,即V14、V15、V20、V39 四条矿脉,V15 和V20 是目前矿区的主矿脉。
V14 号矿脉:矿脉走向延长约250 m,倾向延深大于200 m,矿脉水平厚度最大为0.40 m,最小0.15 m,平均0.27 m,WO3品位单个样最高0.97%,最低0.35%,矿脉平均品位0.56%,矿脉的水平厚度和WO3品位较为稳定,变化不大。
V15 矿脉:矿脉走向长约400 m,倾向延深大于350 m,水平厚度最大为0.91 m,最小为0.20 m,平均0.54 m,WO3品位单个样最高为0.92%,最低为0.10%,平均为0.46%。矿脉水平厚度从400中段往下有变小逐势,WO3品位无明显变化,在350 中段V15 东端脉幅显著变小,并向北逐渐向V20 靠近,最后合并V20。
V20 号矿脉:矿脉走向长大约270 m,倾向延深大于300 m,水平厚度最大为1.40 m,最小为0.30 m,平均厚度为0.65 m,WO3品位单个样最高为0.77%,最低为0.12%,平均品位0.46%,矿脉向下延深脉幅有所增大,品位也较稳定,所以V20 矿脉在350 中段以下有开拓的经济价值。
V39 号矿脉:矿脉走向延长约300 m,倾向延深大于200 m,水平厚度最大为0.48 m,最小为0.32 m,平均为0.40 m,WO3品位单个样最高为0.88%,最低为0.38%,平均为0.59%。矿脉的脉幅有用组份含量沿走向和倾向都较稳定,向东和向下都还有资源可利用。
矿石矿物成分主要有用矿物是黑钨矿及伴生的白钨矿,次要的金属矿物有:辉铋矿、黄铜矿、黄铁矿、贵金属银等,非金属矿物有:石英、白云母、长石、萤石等。
矿石结构主要有自形、半自形晶粒状结构、交代溶蚀结构、交代残余结构、似蠕虫状结构;矿石构造主要有块状构造、浸染状构造、角砾状构造、晶簇及晶洞状构造、对称条带状构造等;矿石化学成分主要有益成分WO3最高品位为0.97%,最低品位为0.10%,WO3平均品位为0.52%,伴生Bi品位0.13%,钨品位变化系数为70.94%。有害元素S 和P 含量不高; 另据普查报告样品分析资料Ag 的平均品位达到31.01 克/ 吨,个别样品还可达到工业品位。
矿石自然类型以原生矿石为主,工业类型为黑钨矿~白钨矿~石英型,主要金属矿物为黑钨矿WO3均达到工业品位,白钨和铋为共伴生。
矿石品位情况及其变化程度,区内4 条主采矿体WO3品位一般在0.10%~0.97%之间,品位变化系数在54.11%~89.56%之间,虽然矿石品位不高,但是变化均较小,矿化较均匀,如表1 所示。
表1 罗垅钨矿主要矿体有益组分元素的含量情况
据1982 年普查报告统计认为,北部矿脉以白钨矿为主,中部矿脉白、黑钨矿各占50%,南部矿脉黑钨矿约占70%,白钨矿约占30%,同时围岩为板岩类时,往往白钨矿有所增加,围岩为砂岩时、硅化板岩时,黑钨矿含量相对增多;沿走向上WO3品位变化规律不具有明显的趋向性,均表现为一定的波状起伏,且未发现与矿体在走向上厚度的变化具有明显的相关性。而倾向方向WO3品位有增高趋势,特别是V20 号矿脉向中深部都具有变富变厚的趋势,符合矿体分枝增多,厚度与品位呈变厚变富的特征,且呈现出变化幅度往深部增大的趋势,矿体越厚,品位越富的规律。
矿区内围岩及夹石蚀变类型较多,以硅化为主,次为云英岩化,绿泥石化、绢云母化少量。硅化:广泛发育而程度不一,主要见于矿脉上、下盘围岩中,宽度多在5~10 cm,最大不超过50 cm,一般与矿脉呈消涨关系,距矿脉越近或倾向延伸则硅化越强。云英岩化:发育与矿脉与砂质岩石接触部位,与矿脉平行断续出现,宽约1~3 cm,有时也呈团块状、脉状产出,大者脉宽达25 cm,主要成分为白云母(为锂云母,伴生锂资源的重要特征)、石英。同时存在黄铁矿、白钨矿矿染:呈浸染状分布且多见于强硅化砂、板岩中,常沿节理或层面呈条状断续产出,白钨矿呈细小浸染状分布。
区域内受加里东、印支期和燕山多期次构造作用,尤其印支和燕山两期构造,对区内钨多金属成矿控矿作用最为明显[4],构造活动中发生了强烈的构造—岩浆热事件:在伸展环境下,构造活动推动深部成矿物质的活化,特别是大埠岩体中WO3含量为25.8 ppm,大于克拉克值15~16 倍[5],高含矿丰度的岩体为成矿提供了重要物质来源;而形成的深大断裂也为深部甚至地幔来源的岩浆运移提供了向上到达上地壳甚至地表的通道,花岗质岩浆在深大断裂的控制下,从深部带来了大量的成矿物质,并部分熔融早期已形成的富钨铋等金属元素的花岗岩和寒武系变质岩提供了形成黑钨和白钨必须的铁质和钙质,在热液作用下,成矿物质活化,并沿在空间上与之交切的现成次级构造断裂带(以张扭性断裂为主)向外迁移;因成矿时岩体外接触带之上为封闭性好的厚大浅变质岩组覆盖,使含矿(气)水热液在构造裂隙中形成长期稳定的对流,在此过程中进一步交代富集围岩中的有益成矿组分,并最终随温、压降低等物理条件变化在走向北北东~东西向的断裂构造有利部位卸载成矿,形成具有“五层楼”分带格局[6]的花岗岩外接触带高温热液石英脉钨矿床。
(1)在构造裂隙发育的地段,特别是东西向断裂带与北北东向新华夏系断裂构造带复合的部位,是裂隙充填型脉状矿床成矿的有利空间,是寻找含钨石英脉的有利地段。
(2)地表出现的云母线或石英~云母线,外接触带地表出现的成组、成带的云母线,或石英~云母线,是寻找深部隐伏钨矿床的标志。
(3)近地表发现的断裂或蚀变带,如其中充填有蜂窝状风化构造的含多金属矿化石英脉,则是区内最直接找矿标志。
本区属外接触带黑钨- 白钨矿石石英脉型矿床,隐伏岩体距地表出露的含钨石英脉在400 m以上,表明矿化深度较大,云英岩化特征明显,同时矿脉的矿物组合差异不同,呈现一定的分带规律,即在平面上由南而北,白钨矿增多;垂向上由下向上白钨增多,黑钨减少;矿区北部矿化深度可能最大,矿区北部、西端是寻找隐伏矿体最有利的地段。按照邻近矿区成矿模式预测,该区矿体特征属于产于花岗岩体同围岩外接触带呈独立的石英脉型钨多金属矿体,矿体垂向上具有“五层楼”结构,具备扩大资源储量规模和深部寻找钨、铋、银等多金属矿产的潜力条件。