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洞下—官塘尖北部外围找矿前景分析论文

发布时间:2023-04-15 14:17:12 文章来源:SCI论文网 我要评论














SCI论文(www.lunwensci.com)

  摘要 :洞下— 官塘尖钨矿区是香炉山钨矿的一个大型白钨 矿床。通过近几年的详查和目前正在开展的勘探钻孔揭露,验 证了洞下 - 官塘尖矿区主要矿体已延伸至北部外围。对其外围地 层、地球化学特征、岩浆岩、构造和矿体延伸进行对比分析,发现具有较大找矿空间和找矿前景。

  关键词 :北部外围,白钨矿,矿体延伸,找矿前景

  自上世纪五十年代以来,先后有江西省地质局原赣西北大 队、区测队、物探大队及湖北省地质队进行过地质、物探、化探 和相关矿产地质勘查。圈出了约 10km2 的三种异常,通过磁测 和次生晕测量、1/10 万水系沉积物测量,圈定大岩下、张天罗、 形坪、横山等多处找矿靶区。但这些工作都未对洞下— 官塘尖 钨矿区北部外围圈出异常和圈定找矿靶区,以至于目前还是个 空白区,未做过任何工作。但通过洞下— 官塘尖钨矿区大岩下 矿段详查封边钻孔发现,主要矿体已出矿权界线,延伸至北部 外围。本文通过对北部外围所属的成矿带、地层、地球化学特 征、岩浆岩和构造分析,结合洞下— 官塘尖钨矿区的成因和模 式,以及最重要的证据矿体延伸情况,发现北部外围将有很大 找矿空间和前景。

  1 区域地质背景

  位于扬子板块Ⅰ(一级单元)、下扬子地块Ⅰ 1 (二级单元)、 江南隆起带Ⅰ 12 (三级单元) 中的九岭逆冲隆起(四级单元) 之幕 阜山凸起西段。隶属于扬子成矿带江南东段成矿带幕阜山 - 莲花 山钨、锡、铜、铅锌多金属成矿带,为香炉山 - 东坪钨多金属矿 集区, 具有优越的成矿地质条件。

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  2 控矿因素分析

  2.1 有利地层

  地层由南华系下统莲沱组(Nh1l) 和上统南沱组(Nh3n), 震旦系下统陡山沱组(Z1d) 和上统灯影组(Z2d)、寒武系下统 荷塘组(∈ 0-1h) 和下统观音堂组(∈ 1g)、寒武系中统杨柳岗组 (∈ 2y)、寒武系上统华严寺组(∈ 3hy) 和西阳山组(∈ 3x)、奥陶 系下统印渚埠组(O1y) 和宁国组(O1-2n)、奥陶系中上统胡乐组 (O2-3hl) 和上统砚瓦山组(O3yw),志留系下统梨树窝组(S1l)及 第四系组成。

  围岩的性质决定了矿石类型和矿体规模,白钨矿体多产于 花岗岩与钙质岩石接触带上。围岩中所含钙质, 是白钨矿的有效 沉淀剂, 含钙质类岩层及碳酸盐岩层为成矿有利围岩。如洞下— 官塘尖钨矿区东北侧震旦系陡山沱组钙质泥岩中见稀疏的浸染 状白钨矿体,陡山沱组底部泥质灰岩夹层中见厚大的矽卡岩白 钨矿体 ;西南侧寒武系杨柳岗组碳酸盐岩层与花岗岩接触带见 厚大的矽卡岩白钨矿体。北部外围的地层与洞下—官塘尖钨矿 区基本一致, 所以也存在有利的成矿地层。

  2.2 褶皱、断裂构造发育

  北北东—北东向与北北西向两组断裂为区内主要断裂构造, 其中北北东—北东向断裂对本区矿床控制作用较为明显,在北 东向断裂与背斜叠加交汇处更有利于成矿。

  区内呈褶皱构造、断裂构造(层间破碎带构造) 发育。香 炉山 - 太阳山背斜规模最大,在成岩成矿过程中起着主导作 用,控制着岩体及矿体就位。香炉山 - 太阳山背斜呈北东向横贯 矿区,走向延长大于 8km,总体呈北东 55°向展布,向北西西 方向偏转。背斜属宽缓型倾伏背斜,宽度 3km ~ 4km,倾伏角 10°~ 25°,两翼岩层倾角 10°~ 35°,南翼略陡,核部产状 近乎水平,枢纽呈正弦曲线起伏,倾角小于 10°,震旦系地层 构成核部。翼部由寒武系各统各组地层构成,由于花岗岩侵占 核部,上述地层岩石大部分遭热变质,转变为角岩或角岩化岩 石。断裂构造主要有北北东、北北西向两组及层间破碎带。北 北东向断裂主要分布在背斜南东翼,呈 12°~ 40°方向斜切地 层、岩体、矿体,倾向南东,局部反倾,倾角 47°~ 84°。走向 长 100m ~ 1860m, 断裂带宽 0m ~ 15m, 断面缓波状, 常见压 碎岩、透镜体,属压扭性断裂。该组断裂常被后期脉岩所充填, 常见切割破坏矿体,为成矿后岩脉,部分脉岩(细晶岩) 边缘 尚见少量钨矿体和铅锌银矿体。北北西向断裂主要分布在香炉 山矿床,走向北北西,切割地层,倾向南西西,局部反倾,倾角 45°~ 88°,走向长 80m ~ 580m, 宽 0m ~ 6.8m。构造面平直、 弯曲并存,局部见角砾岩,属压扭性断裂。层间破碎带是区内主 要的控矿构造之一,多见于接触带外侧,具有较强的硅化、绿泥 石化。

  2.3 地球化学特征

  区域内发育有 19 个形态各异、方向不一的 Cu、Pb、Zn、Ag、As、Bi、W、Sn、Mo等元素土壤地球化学组合异常, 据异常特征, 可分为三类异常, 其特征与地质意义如下。

  第一类异常 :包括 H2、H3、H4、H5、H7、H8 等 6 个异常。 分布于任家山、高湖岩体的接触带上,呈北东向展布,W、Bi 具 有内带,Ag、As 具有中带的浓度分带特点,元素累加晕比值大 于2.Ag衬值大于 1.5.部分异常通过验证发现浅部赋存有钨银 多金属矿体,表明该类异常是找寻浅部钨银多金属矿(化) 体的 标志。

  第二类异常 :包括H1、H9、H10、H12、H14、H17 等 6 个异 常。主要分布于香炉山—太阳山背斜轴附近, 高湖与太阳山岩体 之间的上覆盖层中,多呈北东向展布,形态各异。Ag、Zn具有中 带,元素累加晕比值大于 1.Ag衬值大于 1.5.该类异常具有中 远程指示元素的浓度分带特点,可作为找寻深部钨银多金属矿 (化) 体的标志。

  第三类异常 :包括H6、H11、H13、H15、H16、H18、H19等 7 个异常。主要分布于横山—菖蒲源附近北东东向层滑构造及北东、 北北东向断裂中,元素组分较简单,浓度低,元素累加晕比值小于 1.Ag衬值小于 1.5.该类异常与构造硅化及地层的岩性有关。

  2.4 有利的成矿母岩

  在早白垩世燕山运动作用下,重熔“S”型花岗质岩浆沿深 大断裂上侵,以类底辟式贯入香炉山—太阳山背斜及次级张天 罗背斜的核部, 形成燕山晚期含矿黑云母花岗岩, 其与工作区成 矿关系密切。主要表现为 :①提供成矿物质来源。工作区岩浆岩 富含钨、银、铅、锌等成矿元素,为成矿提供了物质来源 ;②岩 浆的热力作用。岩浆的热力作用促使地下热水运移, 并萃取地层 中分散的成矿元素,进一步为成矿提供了物质来源 ;岩浆的热 力及上拱作用促使接触带构造及层间破碎带构造进一步扩展, 并强化香炉山—太阳山背斜的虚脱空间,为矿液迁移、富集、沉 淀提供了良好的场所 ;岩浆的热力作用使围岩发生热接触变质, 导致接触带围岩粒度变粗,孔隙增大,为矿液的渗透、交代提供 了有利条件。北部外围岩浆岩特征详述如下。

  岩浆岩主要为出露的高湖岩体,产出于矿区中部、南 部,呈小岩株由北东向南西起伏于背斜核部杨柳岗组中,出 露面积约 4.0km2.据钾 - 氩法同位素年龄测定,岩体属白垩世 (125.9Ma ~ 131.1Ma)。高湖岩体为中粗粒黑云母二长花岗岩。 灰白色、浅灰带肉红色,风化后呈土黄色。中粗粒花岗结构,显 微文象结构, 局部呈变余花岗结构, 块状构造, 局部见斑状构造, 斑晶多为斜长石, 大小 1cm ~ 5cm。主要矿物为钾长石(31%±)、 斜长石(31%±)、石英(31%±)。次要矿物为黑云母(4%±)。 副矿物有独居石、磷灰石、钛铁矿、锆石等。花岗岩内常见高 岭土化,局部见云英岩化。岩体靠近围岩边侧或岩支普遍具边 缘相特征,边缘相花岗岩厚度一般 20m ~ 50m,局部岩凸部位80m ~ 150m。燕山晚期出露少量细晶岩脉、辉绿岩脉,其中细 晶岩呈白色,细晶结构 ;辉绿岩为深灰绿色、黑绿色,细粒 - 致 密块状, 辉绿结构。

  3 找矿前景分析

  3.1 成矿物质来源丰富

  在早白垩世燕山运动作用下,重熔“S”型花岗质岩浆沿深 大断裂上侵,以类底辟式贯入香炉山—太阳山背斜及次级张天 罗背斜的核部, 形成燕山晚期含矿黑云母花岗岩, 其与北部外围 成矿关系密切。

  岩石主、微量元素特征。

  区内花岗岩样品主量元素分析结果显示岩石样品 SiO2 含量 整体较高, 变化范围 72.92% ~ 77.02%, 平均值 75.92% ;岩石 样品全碱(Na2O+K2O) 含量变化范围 7.94% ~ 9.15%, 平均值 8.42% ;K2O/Na2O 含量变化范围 1.28 ~ 2.66. 平均值 1.70. 其 中K2O 含量普遍高于Na2O ;K2O 含量为 4.46% ~ 6.65%, 平均 值 5.24% ;Na2O 含 量 为 2.50% ~ 3.54%, 平 均 值 3.17% ;岩 石 样品Al2O3 含量普遍较高, 变化范围 11.89% ~ 12.83%, 平均值 12.41% ;A/NK 变化范围 1.12 ~ 1.17.平均 1.14 ;A/CNK 变化 范围 1.01 ~ 1.08.平均 1.06.花岗岩在主量元素地球化学成分上 表现为弱过铝质高硅高钾钙碱性花岗岩。

  岩 石 样 品 大 离 子 亲 石 元 素(LILE) 中 Rb、Sr、Ba 含 量 范 围 分 别 为 310ppm ~ 368ppm、24.4ppm ~ 33.2ppm、 54.4ppm ~ 106ppm ;放 射 性 生 热 元 素(RPH) 中 U、Th 含 量 范 围 分 别 为 10.5ppm ~ 15.2ppm、19.6ppm ~ 35.4ppm ; 高 场 强 元 素(HFSE) 中 Nb、Ta、Zr、Hf含 量 范 围 分 别 为 11.3ppm ~ 22.8ppm、1.88ppm ~ 3.57ppm、74.2ppm ~ 134ppm、 3.65ppm ~ 5.38ppm。

  岩石样品稀土元素分析结果显示,花岗岩稀土元素总量 (ΣREE) 的 范 围 为 115.18ppm ~ 219.65ppm。其 中, 轻 稀 土 元 素(LREE) 总量的范围为 84.77ppm ~ 186.31ppm, 重稀土元素 (HREE) 总量的范围为 26.02ppm ~ 37.08ppm, LREE/HREE 值 介于 2.79 ~ 5.59 之间。稀土元素曲线总体向右倾斜),轻稀土元 素(LREE) 富集, 重稀土元素(HREE) 相对亏损, 具明显的强负 Eu 异常特征(δEu=2.04 ~ 5.02.平均值 4.17)。

  矿体(矿化) 产于岩体内外接触带一定(100m) 范围内,主 矿体产于岩体接触带上 ;12 件硫化物 δ34S‰在 1.22 ~ 4.60.平 均2.99.离散度小, 具深源硫特征 ;与白钨矿共生石英 87Sr/86Sr 初始值0.7152.与工作区花岗岩相当(87Sr/86Sr初始值0.71305), 均为上壳来源。与成矿有密切的时空和成因联系的燕山期花岗 岩沿背斜轴部大范围上侵,出露面积大于 4.0km2.岩体富含W、 Bi、Cu、Mo、Ag、Au 等成矿元素, 其中W 浓集系数达 35 ~ 62. 为成矿提供物质来源。

  3.2 围岩蚀变

  区内岩石普遍遭受热变质和热液交代蚀变作用,其中热变 质最早且范围最大。而热液交代蚀变范围相对热变质较小但更 强烈, 并在侵入接触的内外带形成不同类型的蚀变类型。主要蚀 变类型有矽卡岩化、云英岩化和硅化,钾长石化、黑云母化、绿 帘石化、方解石化、萤石化等次之。因围岩成分差异而发生不同 类型围岩蚀变,在灯影组硅质岩与陡山沱组泥岩等岩石中以角 岩化为主, 局部叠加了硅化, 灯影组岩石中夹不纯灰岩而发生矽 卡岩化为主,岩体内接触带则以云英岩化和硅化,钾长石化、黑 云母化、绿帘石化为特征。在杨柳岗泥质灰岩接触带或邻近接触 带主要为矽卡岩化, 边缘带主要为角岩化。

  矽卡岩化 :围岩矽卡岩化过程中,对成矿的贡献在于岩浆 气 - 热的消耗,流体的汇聚以及矿化剂 Ca等元素从围岩中析出, 形成成矿流体, 因此其空间分布与矿体分布关系密切, 香炉山地 区矽卡岩化范围仅次于角岩化。

  云英岩化 :是钨矿成矿阶段的最主要蚀变。广泛分布在 接触带的细粒花岗岩及钨矿体内,越近接触带蚀变越强,厚 50m ~ 100m。石英、白云母呈粒状、片状、不规则细小集合体, 普遍交代长石和黑云母等矿物,云英岩化的细粒黑云母花岗岩 呈白色。云英岩化本身,也是一种复杂热液蚀变,可分为三种类 型,白云母(无石英矿物生成阶段 - 白云母化)、白云母 + 石英、 石英(无白云母矿物生成阶段 -硅化) 阶段。从矿物生成顺序来 看, 白钨矿是介于两者之间的。

  硅化和萤石化 :基本为石英 - 硫化物阶段蚀变。主要分布在 矿体及其外 30m ~ 50m 围岩中。总的趋势是越近接触带蚀变越 强,硫化物越多的地方蚀变越强。蚀变矿物主要交代铁镁矿物和 长英质矿物, 呈浸染状、不规则细小团块状产出。

  3.3 已知矿体往北部外围有较好的延伸

  洞下 - 官塘尖矿区详查圈定规模较大的主要矿体有 9 个,为 大岩下矿段Ⅰ W、ⅡW矿体,张天罗矿段Ⅰ W、ⅡW矿体,形坪 矿段 1W、5W、6W、7W矿体及洞下矿段 1W矿体,矿体主要呈似 层状、扁豆状、透镜状。详查钻探工程揭露验证洞下 - 官塘尖矿 区大岩下矿段Ⅰ W、ⅡW矿体及洞下矿段 1W矿体往北、北东方 向延伸至外围。

  大岩下矿段Ⅰ W、ⅡW矿体 :矿体主要赋存于灯影组含钙 硅质岩与陡山沱组含碳含硅含钙泥岩夹灰岩中,矿体内矽卡岩 白钨矿矿石与角岩型白钨矿矿石共生为一体。ⅠW矿体规模较 大,主要分布于正接触带,呈北东向展布,走向长 800m,倾斜长 600m,矿体侵伏角随花岗岩岩体变化较大,倾伏角 1°~ 40°,埋深 0m ~ 66m, 矿头标高 592m ~ 744m。矿体呈扁豆状、似层 状,北端最厚, 往南侧变薄, 厚度变化系数为 109%。矿石中WO3 品位一般 0.09% ~ 1.36%, 平均达 0.47%, 品位变化系数 103%, 属组分较均匀矿体。ⅡW矿体规模次之,主要分布于外触带,呈 北东向展布,走向长 700m,倾斜长 330m,倾伏角 2°~ 33°, 埋深 0m ~ 115m, 矿头标高 616m ~ 752m。矿体呈似层状、透镜 状,厚度变化系数为 99%。矿石中WO3 品位一般 0.08% ~ 0.9%, 平均达 0.40% 以上, 品位变化系数 80%。

  洞下矿段 1W 矿体 :主要分布于正接触带,呈北东向 展布,矿体形态随接触带变化,倾伏角 30°~ 40°,埋深 68m ~ 380m, 矿头标高 -100m ~ 333m。矿体厚 15m ~ 18m, 平 均品位 0.5% ~ 0.8%,矿体呈扁豆状、似层状,往西侧变薄,往 北东具有一定延伸, 找矿潜力较大。

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  3.4 区内找矿成功显著

  工作区及周边与成矿密切相关的燕山晚期岩浆大规模侵入, 在岩体与寒武系碳酸盐岩石或震旦系含钙质类岩石的接触带形 成大型、超大型矽卡岩型矿床,为工作区地质找矿奠定基础。工 作区周边已探明多处大型钨多金属矿床,如与工作区毗邻的香 炉山超大型钨矿床和洞下—官塘尖大型钨矿床。

  4 总结

  通过对洞下—官塘尖钨矿区北部外围成矿有利地质条件进 行分析。本文主要得出以下几点找矿的认识 :

  (1) 围岩的性质决定了矿石类型和矿体规模,白钨矿体多产 于花岗岩与钙质岩石接触带上。

  (2) 香炉山—太阳山背斜是区内主要褶皱构造,在成岩成矿 过程中起着主导作用, 控制着岩体及矿床就位。斜坡构造及层间 滑脱构造为岩浆与矿液运移提供有利空间。

  (3) 燕山晚期黑云母花岗岩是本区的成矿母岩, 富含钨、银、 铅、锌等成矿元素,为成矿提供了物质来源,岩浆的热力作用促 使地下热水运移, 并萃取地层中分散的成矿元素, 进一步为成矿 提供了物质条件。

  (4) 矽卡岩化、角岩化、硅化和云英岩化等围岩蚀变是岩浆 热液活动的产物,与成矿密切相关,这些热液蚀变和雌黄铁矿 化、黄铁矿化、白钨矿化等及其氧化产物, 都是直接的找矿标志。

  (5) 相邻矿区都是大型白钨矿床,应用“就矿找矿”的理论, 对本部矿找外围矿, 具有重要的现实指导意义。
 
 
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