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江西浒坑钨矿控矿因素及找矿预测

2021-06-23欧阳淇生张连湘余光模

世界有色金属 2021年21期
关键词:矿脉探矿熔体

欧阳淇生,张连湘,余光模

(1.江西有色地质矿产勘查开发院,江西 南昌 330001;2.江西省自然资源事业发展中心,江西 南昌 330001)

浒坑钨矿床包括西家垅区段、新生坳区段和大脉区段,大脉区段是主要生产区,本文主要就大脉区段控矿因素及找矿方向讨论。

1 矿床地质特征简述

浒坑钨矿床位于武功山穹隆花岗岩伸展构造的花岗变质核杂岩内,是一个大型石英脉型中—高温热液黑钨矿床[1]。矿区出露地层为震旦系老虎塘组(Z2l)和寒武系牛角河群(∈1nj)。矿区内岩浆岩主要有燕山早期的丫山花岗岩体(γ52(2)b)和浒坑花岗岩体(γ52(2)c)(图1)。矿区内断裂构造发育,主要断裂有区域性控岩控矿断裂F1(浒坑-章庄)、F2(浒坑-西家垅)、F3(西家垅-丫山)及F1、F3之间浒坑花岗岩内接触带内的容矿断裂[2]。

图1 浒坑钨矿区地质略图

2 控矿因素

2.1 地层因素

矿区内出露地层为震旦系老虎塘组和寒武系牛角河群。在矿区大脉区段西南部,绢云母千枚岩作为围岩泥质成分较高,岩石内空隙很小,且其产状与接触面产状相一致,故构成了较好的地球化学屏障,而内接触带内的初始裂隙则成为了较好的容矿构造。

2.2 岩体因素

浒坑花岗岩从岩体边缘至岩体中心,依次为细粒、中-细粒、中粗粒白云母花岗岩,钨矿主要产在中-细粒白云母花岗岩中。组成花岗岩的物质组分来源于经过彻底分异的上地壳岩浆,其中钨含量极高。岩体在燕山早期第二阶段第三次岩浆活动中产生,同位素测年显示其年龄为152.3±2.5Ma[3],这一时期在华南地区正发生大规模的成岩成矿作用。一方面,岩体倾入之后发生冷凝收缩,这个过程中在岩体顶部与围岩接触的部位形成了大量原始的构造裂隙[4],裂隙的形成时间与岩体形成时间几乎相同[5],这就为后期矿液的充填提供了较好的空间。另一方面,浒坑花岗岩中钨含量极高,WO3平均含量可达×10-6,这是华南地区燕山期花岗岩钨平均含量的约74倍[6],高含量的浒坑花岗岩为钨矿的形成提供了物质保证。

2.3 构造因素

2.3.1 构造对成矿的影响

在燕山早期,古太平洋板块向东亚板块大陆边缘俯冲,浒坑岩体在这一时期形成[7]。之后,岩体冷却形成了大量的原始构造裂隙,钨矿脉的分布框架就是在此基础上发展起来的。富含成矿物质的流体注入,形成了最早的石英大脉型钨矿床。

根据矿区多年的勘查资料,在矿区东部50m标高以上,存在一期细粒白云母花岗岩(3mγ),这期岩体的侵入是发生在大脉型钨矿床形成之后,之前形成的石英脉矿床受应力作用而逐渐条带化,进而形成了特有的条带状石英脉。

从整个矿区的结构特点来看,较晚的脆性断裂北东向为左旋,北西向为右旋。另外,新生坳矿区的断层普遍具有如下特征:南北走向的一般为正断层,东西走向的一般为逆断层,其他方向的一般为平移断层。因此,推断存在一期南北向压力。

2.3.2 成矿构造演化

根据上述证据,加上区域上的断裂具有多期活动的特征,认为浒坑矿区的石英脉,是在岩体多期倾入和区域断裂多期活动的双重影响下,分期次分阶段逐渐形成的。大致演化过程如下:

(1)岩浆侵入围岩,在岩体与围岩的接触部位形成大量原始构造裂隙,成矿物质注入后形成了最早的大脉格局。

(2)原始构造裂隙受后期岩体侵入和区域断裂活动的影响,块状石英脉逐渐条带化,进而形成特有的条带状石英脉。

(3)条带状石英脉形成之后,还有一期岩浆的侵入。因为在有些条带状石英脉中间或一侧可以看到块状石英脉(如图2),且界限明显无过渡关系,两种类型的石英脉组成了复合状的石英脉;局部还可见石英脉中粗大的晶体垂直接触界线。

图2 复合状石英脉

(4)晚期存在一次脆性变形,因为在矿区可以观察到北西向条带状石英脉普遍具有揉皱现象。而且可以观察到东西、北西向条带状石英脉被北东向脆性破裂石英脉错动,这说明是块状石英脉条带化之后才发生的错动。

2.4 成矿模式

在加里东运动前,由于地壳的塌陷,江西南部(包括武功山地区)形成了巨厚的地槽沉积。由于地壳运动、放射性热量和地热梯度的影响,有时还受地幔衍生流体输入的影响,富含稀有金属成矿元素的地斜沉积物在地壳深部部分重熔,形成具有挥发性和富含成矿物质的硅酸盐熔体,这是最初的岩浆源[8]。之后岩浆源顺着构造较为薄弱的部位向上运移至上地壳的适宜区域。上地壳的硅铝层,因岩浆热流的影响,逐渐重熔,然后逐步形成一个巨大的岩浆室。由于岩浆室内原始熔体的密度不同,同时受原始熔体中的挥发性物质的作用,岩浆室内的熔体一步一步分异演化,并发生液态不混溶现象,形成富矿岩浆和硅酸盐熔体。受构造和地壳运动得影响,两种流体都向上运移并分化,硅酸盐熔体形成浒坑花岗。富矿岩浆分化为两种矿浆,一种富含石英和黑钨矿,一种富含石英和硫化物。

当矿浆沿断裂带侵入浅部时,向系统中加入CO2,上升的蒸气压促使富钨低熔点矿浆向上移动,充填了花岗岩顶部的构造裂缝,形成了浒坑石英脉型黑钨矿。

3 找矿预测

笔者在矿山探矿多年,在矿山多年生产实践的基础上,总结了以下几点新的认识:

(1)大脉区段深部的盲矿脉,主要走向为北西向,且兼具以下特征:

一是矿脉倾向可能为南东。以实际开采情况举例,G28矿体,从40m中段至-10m中段,再到-60m中段,矿脉的可采尖灭部位都向南东偏移,偏移距离分别约为150m、50m。

二是矿脉分布在岩体内接触带0m~300m范围内,且倾向北东,由东向西随岩体接触带的变化呈向右列式展布。

基于以上特征,可指导探矿工作。在矿区西部,矿体随内接触带向西移,大多为北西走向,且主要成矿区域逐渐往北偏移。因此探矿工程要有针对性布置,可逐渐向西偏移,同时在探矿过程中可关注靠近断裂F2的区域是否有类似破碎带类型的矿床。

(2)探矿过程中发现矿区东边有一晚期的细粒白云母花岗岩,且形成条带状石英脉中穿入块状石英脉,这说明后期还有一次热液的侵入,这次热液活动可能是造成大脉区段矿体多、品位高的原因。所以,后期要针对这一期细粒白云母花岗岩多做工作,以指导探矿工程的针对性布置。

(3)晚期的脆性变形,仅仅对已存在的矿脉进行改造,如破碎变形,但并未导致成矿。这个时期内发生了已存在的矿脉被北西向的石英脉右旋错动现象,且错距较小,普遍小于20m,这一现象探矿工作中可借鉴。

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