江西宜丰高岭测区土壤地球化学异常特征及找矿潜力

曾庆友,潘世语,鲁诗阳,张连湘,彭蜀涛,刘建伟

(1.江西有色地质矿产勘查开发院,江西 南昌 330001)(2.宜春市矿业有限责任公司,江西 宜春 336000)

0 引 言

高岭测区位于江西省宜丰县城28°方位27 km处,地处宜丰县北部的九岭山麓南侧,中部地势高,南北地势低,属中低山地貌。区内以往地质工作以区域基础地质调查为主,地质科研和综合地质找矿工作程度相对较浅。近年来,江西有色地质矿产勘查开发院在该区开展了地质调查评价工作。本文以高岭测区地质特征及1∶10 000土壤地球化学测量为基础,结合成矿地质条件对元素异常特征进行系统分析[1],通过异常查证及工程验证,揭露了陶瓷土(含锂)矿体,为进一步开展地质找矿工作提供了土壤地球化学异常依据。

1 地质概况

1.1 区域地质背景

高岭测区地处于江南隆起带九岭逆冲隆起之南缘,钦杭结合带宜丰—德兴混杂叠覆带之萍乡—乐平坳陷的北缘[2-4]。区域地层出露简单,主要有新元古界青白口系上统双桥山群安乐林组(Pt31aa1)及新生界第四系联圩组(Qh1-2l)地层;区内构造以断裂为主,区内NE、NNE、EW向3组断裂构造是岩浆热液活动的通道与聚集的场所,既控岩又控矿;区内岩浆岩发育,侵入岩主要为中酸性花岗岩类,具有多期次多阶段之特点,按其地质时代划分为新元古代、晚侏罗世、早白垩世3个时期(见图1),其中早白垩世白水洞岩体为陶瓷土(含锂)矿成矿母岩[5],该岩体侵入于新元古代花岗岩、晚侏罗世甘坊侵入体和早白垩世古阳寨侵入体中,与甘坊侵入体侵入接触面呈齿状,接触面外倾,倾角较缓,外接触带见有白云母化,岩体普遍具钠长石化、锂云母化等自变质作用。

图1 高岭测区区域地质略图

1.2 研究区地质概况

测区出露地层简单,仅发育第四系(Q),其主要分布于沟谷及低洼处,由残坡积层、冲洪积层组成。

区内发育两条NE向断裂构造(见图2),编号为F1、F2,具体特征分述如下:

图2 高岭测区地质简图

F1断裂为区域性兰溪—上富断裂的一部分,在测区内延长约1.5 km,总体呈北东—南西走向两端延伸出工作区,倾向南东125°～145°,倾角72°～87°,裂面较平直,延伸长,节理、裂隙极为发育,岩石被切割碎块状,伴随间隔0.2～1 m密集节理,碎裂岩中有石英脉贯入;在裂隙发育地段,岩石具红色钾长石化、钠长石化、高岭土化、云英岩化、绿泥石化等蚀变。

F2断裂为NE向压扭性断裂,倾向300°～350°,倾角60°～70°,其地表影响宽度约10 m,波状延伸约700 m,向北东方向延出工作区,主要切割了白水洞岩体白云母二长花岗岩,岩石主要由碎裂化花岗岩组成,原岩被剪节理切割呈长透镜状,大致平行NNE向断裂延伸,断裂面较平直,间隔约5～10 cm,在裂隙发育地段,局部见有石英脉侵入,断裂面附近岩石具红色钾长石化、白云母化,矿物颗粒明显增粗。

区内岩浆活动强烈,按岩浆侵入阶段,从早到晚分别为晚侏罗世甘坊侵入体(ηγJ31-2c)、早白垩世古阳寨侵入体(ηγK11-zx)和白水洞侵入体(ηγmK13-zx),甘坊侵入体可分为细中粒似斑状二云母二长花岗岩和中粗粒似斑状二云母二长花岗岩两种岩相,两者为涌动接触关系,古阳寨侵入体为中细粒含斑二云母二长花岗岩,白水洞侵入体为钠长石化白云母(二长)花岗岩、中细粒(含斑)白云母二长花岗岩(见图3),其中白水洞岩体与陶瓷土(含锂)矿关系密切,为其成矿母岩。

图3 高岭测区弱钠长石化白云母(二长)花岗岩及显微镜下照片Pl—斜长石;Ab—钠长石;Kfs—钾长石;Ms—白云母

2 土壤地球化学样品采集与分析方法

2.1 样品采集

根据测区地质情况,在测区布设1∶10 000土壤地球化学测量,面积为3.67 km2,采用1∶10 000规则测网(100 m×40 m)进行部署,测线方向为0°,测线距离100 m、点距40 m,平均采样密度250件/km2,共采集土壤地球化学样品975件,其中基本样910件、重分析样30件、重采样30件。

2.2 分析方法

本次1∶10 000土壤地球化学测量工作共检测样品975件,样品分析测试由江西金源有色地质测试有限公司完成,分析了Ta、Nb、Li、Rb、Cs、Be、P、F、Sn 9种元素。其中Li、Rb、Cs、Nb、Ta、Be采用硅酸盐岩石化学分析方法,检测仪器为ICP-Q电感耦合等离子质谱仪,Sn采用垂直电极-发射光谱法测定,检测仪器为E5000型直读光谱仪,P采用电感耦合等离子体原子发射光谱法, 检测仪器为ICP-725电感耦合等离子体原子发射光谱仪,F离子选择电极法测定, 检测仪器为STARA214型pH计。

3 土壤地球化学特征

3.1 单元素异常特征

测区单元素异常下限确定采用算术平均法计算全部样品中元素含量的平均值和标准偏差,并将>X+3δ(X—样品中元素含量的平均值,δ—样品中元素含量的标准偏差)的含量数据剔除后,用剩余数据计算样品中元素含量的平均值和标准离差,异常下限用平均值加2～3倍的标准离差值来确定[6-7],各元素异常下限及作图值见表1。

表1 高岭测区各元素异常下限及作图值一览表 ×10-6

测区内共圈定Li、Be、Nb、Cs、Ta、P、F、Sn、Rb单元素异常56个,其中Li元素异常10个、Be元素异常2个、Nb元素异常8个、Cs元素异常4个、Ta元素异常3个、P元素异常12个、F元素异常1个、Sn元素异常6个、Rb元素异常10个(见图4)。

图4 高岭测区单元素异常分布图

Li是测区的主成矿元素,分布在高岭、狮子岭的两处异常具有2级浓度分带,具有较好的浓集中心,规模较大,连续性较好,其最高值3 559×10-6,找锂矿前景好。Be元素异常测区南部异常稍大,具有较好的浓集中心,最高含量251×10-6,有较好的找Be前景。Nb元素异常在测区西侧高岭处规模稍大,无浓度中心。Cs元素异常分布在高岭—狮子岭处,规模虽较大,高含量点少。P元素异常以高岭处规模最大,有一定的浓集中心,其最高含量4 375×10-6。F元素异常强度弱,规模小。Sn元素异常在高岭—狮子岭处规模大,全区Sn的平均值为252.8×10-6,其含量高,说明早白垩世和晚侏罗世侵入体Sn元素背景值高。Rb元素异常在测区西侧高岭处规模大,有较弱的浓集中心。

3.2 多元素组合异常特征

在圈定各单元素异常的基础上,将各单元素异常的空间位置及异常范围进行套合,组成多元素组合的综合异常[8],测区共圈定组合异常5处,编号分别为1#、2#、3#、4#、5#(见图5)。

图5 高岭测区综合异常分布图

1#组合异常:分布在测区西侧,由Li、P、Rb元素组成,3个元素均无浓集中心,且规模小,Rb由2个相互独立的小异常组成,P元素异常规模稍大,连续稍好,共有13个连续异常点组成,其最高含量3 786×10-6,3个元素异常由异常下限所圈,虽Li、P、Rb 3个元素吻合较好,但无浓集梯度,3个元素含量特征见表2。

表2 高岭测区1#组合异常含量特征

2#组合异常:分布在测区中部,元素组合较多,为Nb、Cs、P、Sn、Rb 5个元素组合,Nb元素由2个独立的异常组成,每个独立Nb异常只有2个异常点,无高含量点;Cs异常也只有4个异常点,Sn元素异常由2个独立的异常组成,每个独立的异常也只有2个点,无高含量点,P元素是组合异常中稍大一点的异常,共有9个连续的异常点,无高值含量点,Rb异常规模小,且不连续,由2个独立的Rb异常组成,各元素异常含量特征见表3。

表3 高岭测区2#组合异常含量特征

3#组合异常:分布于大港陶瓷土(含锂)矿西侧,异常以Li、Sn、P、Rb为主,伴有Be、Nb、Ta、Cs、F多元素组合,元素重叠性好,各元素异常含量高,Li的最高含量3 559×10-6,由5个相互独立的异常组成,其中,一个Li异常面积大,连续性好,且有3个独立的浓集中心;Sn元素异常由2个近乎连续的独立异常组成,其中,一个异常大,另一个异常小,有较小的浓集中心,Sn元素的最高含量487×10-6,与Li元素异常几乎完全套合。P元素由南北2个相互独立的异常组成,南部异常规模大,含量较高,北部异常规模小。Rb异常由3个独立的异常组成,2个异常小,1个异常大,其最高含量2 410×10-6,具有较小的浓集中心,Be、Nb、Ta、Cs、F元素异常规模也较大,具有较好浓集中心,与其它元素吻合好,具较好的找矿前景,异常含量特征见表4。

表4 高岭测区3#组合异常含量特征

4#组合异常:分布在测区西南侧,为Li、Nb、P、Rb元素的组合异常,Nb、Rb、P规模小,Li异常规模稍大,由2个相互独立的异常组成,异常点不连续,元素异常特征见表5。

表5 高岭测区4#组合异常特征

5#组合异常:分布在测区中部,以Li、Rb元素为主,伴有微弱Nb、P、Sn元素组合,Li元素异常由2个相互独立的异常组成,异常点不连续,最高含量1 466×10-6;Rb、Li元素异常完全吻合,也由2个相互独立的异常组成,由异常下限所圈,无高含量点;Nb、P元素异常点均不连续,是2个独立异常组成,无高含量点;Sn元素异常规模小,含量低,无浓集中心,各元素异常特征见表6。

表6 高岭测区5#组合异常特征

4 找矿效果及潜力

4.1 找矿效果

根据测区土壤地球化学测量综合异常及矿化出露情况,通过异常解剖,并结合相邻矿山地质找矿成果及生产实践,选择对测区内的综合异常3#进行了钻探工程验证,通过钻探工程揭露显示(见图6),测区内早白垩世白水洞岩体的中—弱钠长石化白云母(二长)花岗岩即为陶瓷土(含锂)矿体,其呈面型分布,走向长约1 500 m,宽500～1 000 m,出露面积1.5 km2。经采样分析,Al2O3品位13.02%～21.74%,平均品位16.20%;Fe2O3+TiO2<2.5%;TiO2品位0.015%～0.235%,平均品位0.04%;Li2O品位0.15%～0.35%,平均0.23%,厚度45.63～226.93 m。蚀变主要有钠长石化、锂云母化、白云母化、钾长石化等[9-10],其中钠长石化、锂云母化与陶瓷土(含锂)矿关系密切,钠长石化、锂云母化蚀变越强,Li2O品位越高[11-13],反之减弱。

图6 高岭测区3号勘探线剖面示意图

4.2 找矿潜力

测区位于江南东段成矿带之九岭钨钼锡铜金多金属萤石高岭土成矿亚带的宜丰—奉新铌钽锂稀有金属矿田内,区内大面积分布早白垩世白水洞岩体中—弱钠长石化白云母(二长)花岗岩,出露面积1.5 km2。测区圈定的5处组合异常均分布于早白垩世白水洞岩体出露范围内,具有较好的浓集中心,规模较大,连续性较好,钻探工程揭露显示,Li2O品位0.15%～0.35%,平均0.23%,岩性为中—弱钠长石化白云母(二长)花岗岩,钻探工程控制最低见矿标高为350 m,Li2O品位0.21%,故在测区350 m标高以上寻找陶瓷土(含锂)矿(Li2O品位≥0.2%)具良好的找矿前景,具备大中型陶瓷土(含锂)矿成矿潜力。

5 结 论

(1)1∶10 000土壤地球化学测量结果显示,Li是研究区的主成矿元素,其具有较好的浓集中心,其异常规模较大,连续性较好,表明具备一定的找矿潜力。

(2)早白垩世白水洞岩体中—弱钠长石化白云母(二长)花岗岩即为陶瓷土(含锂)矿体,矿床成因类型属岩浆晚期分异交代蚀变花岗岩型,矿石工业类型为陶瓷土(含锂)型。

(3)研究区圈定组合异常5处。通过异常查证及钻探工程验证,探获陶瓷土(含锂)矿体1个,具有寻找大中型陶瓷土(含锂)矿之潜力。