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浅谈赤壁柘坪矿区中深部找矿

2015-01-30舒志明万方义孙广进秦红群武文秀

资源环境与工程 2015年6期
关键词:方山普查成矿

舒志明,万方义,孙广进,秦红群,武文秀

(湖北省地质局第四地质大队,湖北咸宁 437100)

赤壁市柘坪锑(金)矿区是一老矿区。1958—1995年相继开展过1∶50 000水系沉积物和自然重砂测量,1∶50 000~1∶2 000地质测量、大量槽探和少量硐探。在长约3 km的近东西向破碎带F9内发现(金银山、万家岭)两处锑矿体,一处(江家冲北东向断裂F54内)金锑矿化。以往主要在方山背斜南翼开展金、锑找矿,金银山—万家岭一带找矿只局限于地表,中深部所做工作非常少又没有突破性进展,且发现的锑矿体均已开采殆尽。F9在万家岭段通过确切位置目前处于推测,还需继续进行揭露和追索。

2014年设立了赤壁市柘坪金锑矿普查,为商业性自主投资勘查项目,要求分析研究金锑矿的成矿物质来源,加强成矿规律研究,归纳和建立找矿标志,指导本区找矿,从而系统评价区内的锑(金)矿产资源。在找矿理论、方法手段上应慎重考虑,有利于减少投资风险,实现找矿突破。

1 柘坪地区锑(金)矿的成矿条件

1.1 地层

区域地层基底为一套元古界冷家溪群(原岩为泥砂为主的板岩、砂质板岩及凝灰质砂岩)具复理石韵律浅变质岩;上覆盖层为震旦—侏罗系,以碳酸盐岩为主夹泥质、砂质、硅质煤系岩层沉积地层。燕山晚期构造活动区局部地段受引张作用影响,形成断陷盆地并接受红色陆源碎屑沉积[1]。

柘坪普查区主要出露冷家溪群小木坪组灰色—灰绿色粉砂质板岩、砂质板岩和变质粉砂岩、变质细砂岩。属于硅过饱和强碱性岩石[2]。厚度2 040~2 770 m。普查区内锑矿化一般出现于浅变质砂岩中。

1.2 岩浆岩

距离普查区南部约15 km为燕山期幕阜山重熔花岗岩体。普查区内冷家溪群浅变质岩中煌斑岩(脉)常与锑矿一起产出。

1.3 构造

普查区位于下扬子陆块幕阜山被动边缘褶冲带咸宁台坪褶皱带内的方山倒转背斜核部西端,经历了多次构造运动与变形,形成了较为复杂的构造形迹(见图1)。

1.3.1 褶皱

区内褶皱可分为(晋宁期)北西向(基底)褶皱和近东西向(盖层)褶皱。

北西向褶皱由冷家溪群浅变质岩组成,褶皱轴迹走向北西,轴面倾向220°。自南西向北东依次有壁山钟家倒转背斜(B15)、大药姑倒转向斜(B13)、师家山倒转背斜(B10)、龙潭水库倒转向斜(B8)、龙潭水库倒转背斜(B7)、石壁冲倒转背斜(B1)、大竹园倒转向斜(B6)等褶皱出露。

近东西向褶皱由震旦纪—三叠纪地层组成。轴迹近东西向,轴面倾向南,并伴有轴面劈理等次级构造。从北向南依次有荆泉山倒转向斜(B2)、方山倒转背斜(B4)、梓木尖倒转向斜(B12)、峨嵋岭倒转背斜(B14)等出露。

图1 区域地质矿产图Fig.1 Mineral map of regional geology

普查区内与成矿关系密切的主要是方山倒转背斜(B4),轴迹呈NEE—SWW向延伸,呈“7”字形展布,向东倾伏,向西撒开。核部位于方山—小沙坪一线,出露冷家溪群,两翼近似对称出露震旦—寒武纪地层,北翼地层产状倒转,倾向 170°~180°,倾角较陡60°~70°;南翼地层正常,倾向130°~140°,倾角30°~50°。与成矿关系密切的地层主要为青白口系、南华系与震旦系,沿方山倒转背斜转折端及两翼分布,背斜南翼层间破碎带和北西向裂隙(带)发育,是产金锑矿主要部位;北翼东西向断裂中铅锌矿可达中型规模。

1.3.2 断裂

区域断裂构造发育,具有不同规模、不同期次、不同方向、多期活动等特点。根据断裂展布方向,可划分五类:①北西向——麻颈剪切带(F18);②北东向——长坪断裂(F12)和宝林断裂(F33);③东西向——双港桥断裂(F14);④近南北向小断裂;⑤层间破碎带(F30)。

普查区内与矿化关系密切的主要是近东西向断裂(F9)和北东向次级断裂(F54)。

近东西向断裂(F9) 东起崇阳刘家冲,经金银山,西至万家岭,延伸至湖南干港晏家,延伸长约9 km,具尖灭再现(图2)。F9区内长约3 km,东部倾向166°~185°,倾角 48°~69°;向西于万家岭地段变为185°~222°,倾角25°~48°,断裂破碎带宽0.10 ~2.25 m,局部变窄成线。其两侧有1~5 m不等的褪色带。断裂带内构造砾岩发育,主要为压碎岩、碎裂岩,具硅化、褪色化等蚀变,见断续的辉锑矿化,地表最高锑品位为10.51%。矿化较好的是金银山段,其次是万家岭段。F9早期表现为压扭性,晚期具张性特征,是导矿和容矿构造。

图2 矿区含矿断裂F9展布平面地质简图Fig.2 The ore bearing fracture distribution of planar geological map of F9

F54北东向断裂,位于江家冲,长650 m左右,斜切地层,断裂面平整,倾向165°~175°,倾角48°~60°,其北部与F9断裂相交,断裂破碎带厚0.72 m,由碎裂岩和角砾岩组成,见金、锑矿化,断裂面具压性,为逆断层,属成矿期构造。

1.4 围岩蚀变

普查区内蚀变主要分布于断裂构造破碎带及其上下围岩中,有硅化、褪色化、毒砂化、绢云母化、碳酸盐化和黄铁矿化,其中硅化与金、锑矿化关系密切。

1.5 重砂异常

普查区内及附近存在1∶5万自然金、辉锑矿、白钨矿异常。分布于方山倒转背斜轴部及两翼,元古界—下古生界地层中,并受层间破碎带和近东西向构造控制较为明显,异常与其紧密相关,并伴有硅化、绿泥石化、绢云母化、黄铁矿化、毒砂化及碳酸盐化。且大部分重砂异常与已知金、锑、铅、锌矿床点吻合。

1.6 区域矿产特征

赤壁市柘坪锑(金)矿普查区位于大幕山—方山Ⅳ级锑金成矿带西端,药姑山Ⅴ级锑金矿田的北缘,成矿地质条件较好,矿产资源丰富。区域金、锑已构成小型矿床,分布于方山倒转背斜南翼及转折端,沿乌泥塘—泉冲—石榴塘—宝林—庙铺一带的震旦系、南华系地层的层间破碎带分布,以中低温热液型为主,具层控特征且受断裂构造控制,已被地方开发利用;铅锌矿床分布于方山倒转背斜北翼(图1)。

2 矿(化)体特征

锑(金)矿(化)体主要产于近东西向的F9断裂破碎带内和北东向构造带中。主要与断裂构造、煌斑岩关系密切。

2.1 金银山锑矿体

产于金银山矿段F9断裂带界面附近,含矿岩性为压碎岩、角砾岩、碎裂岩(图 3),由 LD1-LD4、MCD9101、PD9201、BT1等工程控制,见矿标高+486~+580 m,控制长160 m,最大垂深88 m。锑矿体由10个倾向南东、相隔一定间距(3~20 m)、大致平行排列的锑矿小透镜体(倾向南东,倾角60°左右,与破碎带界面呈小角度斜交)组成,透镜体长25~80 m,平均长约60 m,厚0.25~1.56 m,平均厚度 0.72 m,Sb 品位0.71% ~31.36%,平均品位 5.93%。

矿石岩性组合为石英脉—辉锑矿,次为致密块状辉锑矿,少量为星点状、浸染状。蚀变主要为硅化、黄铁矿化、毒砂化,次为碳酸盐化,偶见重晶石化。

根据现有资料,按汪劲草(2006)推导公式[3]计算出金银山矿段的侧伏角为54°,侧伏向为233°(图4)。其结果可能存在误差,以后工作中可据相关参数再进行修正。掌握了矿体的侧伏性,有助于普查区勘探线方向的正确设置、钻孔倾斜方位和倾斜角度的调整。

图3 柘坪锑矿区14线剖面图Fig.3 The profile of 14 line of Zheping antimony mine

图4 金银山矿段锑矿垂直纵投影及预测矿体图Fig.4 Vertical projection and prediction of antimony ore body in Jinyinshan mining section

2.2 万家岭锑矿(化)体

产于万家岭矿段F9破碎带中,含矿岩性为压碎岩、碎裂岩,由 TC93131、TC93125、TC6、TC93121、LD10、PD9401等工程控制,见矿标高+251.34~+355 m,控制矿(化)体长210 m,最大垂深108 m。锑矿(化)体由6个倾向南东、相隔一定间距(7~40 m)、大致平行排列的锑矿(化)小透镜体组成,透镜体长10~80 m,平均长约50 m,厚0.20 ~1.79 m,平均厚度0.81 m,Sb品位0.60% ~7.27%,平均品位 2.66%。锑矿体在深部工程PD9401有厚度变大、品位变富趋势。辉锑矿呈细脉状、豆荚状与石英脉共生,少量为板脉状。蚀变主要为硅化、黄铁矿化和碳酸盐化。

2.3 江家冲含金锑破碎带

江家冲F54北东向含金锑断裂破碎带,为碎裂岩和角砾岩组成,由TC9217、BT9108控制矿体长约160 m。BT9108中锑矿体厚度约 1.35 m,品位 4.63%,其产状:倾向 165°~175°,倾角 48°~60°。TC9217 中只出现金矿化,拣块样Au为1.04×10-6。

3 找矿标志和方向

庙铺—曾家冲—天井坡—大石门沟地区,以往找金锑矿注重的是陡山沱组层间破碎带,认为成矿物质来源于地层、构造、岩浆,层间破碎带、红盆断裂(距离普查区10 km)、幕阜山岩体是成矿物质来源、热液来源的主要贡献者,甚至考虑了远距离的江南断裂(距离普查区50 km)的影响,方山背斜南翼金锑矿床层控性比较突出,建立的找矿模型(图5)不完全适应柘坪矿区找矿。

图5 方山金、锑矿床的物质来源、运移通道、富集场所模型[2](略作修饰)Fig.5 The model of material sources,migration,enrichment of gold and antimony deposit in Fangshan(slightly modified)

柘坪锑矿位于方山背斜近核部西段,金锑矿主要产于F9断裂构造破碎带内,其构造形式属“背斜核部加一刀”,与其南翼金锑矿床存在构造位置、构造形式的不同。柘坪锑矿受断裂构造控矿明显,锑矿主要产于变砂岩形成的破碎带中,反映了锑对脆性围岩有选择性[4]。柘坪锑矿体多为长度<80 m、厚度在1 m左右的透镜状,沿倾向呈藕断丝连、尖灭再现(图3);在走向上具等距性、平行排列现象(图4)。其主要找矿标志为:煌斑岩(脉)、构造蚀变破碎带、(含矿岩性为)变砂岩。其成矿物质可能与构造、岩浆有关。其找矿模型与湖南锡矿山锑矿[5]有相似之处。

普查区内冷家溪群粉砂质板岩变粉砂岩互层夹有凝灰质板岩及菱铁矿云质板岩,层厚渗透效应好,上覆有绢云板岩屏蔽,且硅化、褪色化、黄铁矿化发育,断裂构造有利,是寻找中低温热液充填交代硅化破碎带型金锑矿床重要远景区[6]。其找矿方向为冷家溪群(砂岩中)近东西向构造破碎带及与之交汇的同级或派生的次级断裂构造(如羽状断裂)。因此重点勘查地段为金银山,其次为万家岭、江家冲,进一步对锑矿体产状、(脉状或透镜状)空间形态、(相似性、等距性、平行排列、尖灭再现、侧伏性)分布规律开展勘查、研究。

4 建议

开展赤壁市柘坪矿区中深部找矿,要求转变认识观念,同时勘查方法手段要调整,力求简便、快速、经济。

4.1 认识观念要转变

充分收集前人资料,重视地质综合分析、资料二次开发的重要性,了解区内工作程度及存在问题。在利用前人勘查成果时,不能被前人思想禁锢。如:

(1)区内褪色现象不能作为F9划分的主要标志。褪色现象在本区较普遍,且厚度较大,其定位性很差,因此褪色带不能作为F9断裂破碎带划分的主要标志。

(2)进行类比研究,但不能否认差别。在普查区万家岭以西发现有金异常,进入湖南,在同一成矿构造带上发现有干港晏家金矿,是否象方山背斜南翼一样存在金锑共生现象?“徐家山锑矿”在走向上、倾向上均有“尖灭再现”的规律。对此,本区是否可类比?可根据物探成果和区内锑矿体分布规律来开展柘坪中深部勘查工作。

(3)重视新矿种的找矿信息。普查区以东存在1∶5万水系沉积物异常乙3Sb Li As。在金银山矿段Li异常普遍存在,有几个样品达到0.5%以上,因此普查工作中要进行Li分析,以便发现异常,检查评价。

(4)F9东西两端可能存在差别。普查区F9断裂破碎带长3 km,地表露头不易识别,东部以东西向为主,西部以北西向为主,方向差异较大。F9东西两端似有硬性连接到一起的嫌疑。长3 km的断裂破碎带,见矿化地段只有近300 m,是否存在与之交汇的北东向构造断裂(类似江家冲F54),或北西向断裂构造的破坏?本次普查时需要重点调查、重新核实。

4.2 找矿方法手段要调整

区内F9破碎带施工的探槽有52条,间距<60 m,最密达到20 m,而见矿的只有4条、见矿化的探槽有5条,其它见矿工程7个(为探硐或老硐)。地表工程已相当密。因此本次普查工作应以物探(激电中梯、激电测深)、化探、钻探工作为主,配合地质填图。

(1)对区内构造重新进行遥感解译。区内无人烟,封山育林,植被茂盛,生物风化作用严重,且岩性(粉砂质板岩、砂质板岩和变质粉砂岩、变质细砂岩)差异小。常规地质填图对区内地质、构造调查难度大。当前科技日新月异,资料更新快,重新开展遥感解译很有必要,可以避免植被和残坡积物的干扰,且快速、准确。1998年专题研究报告推测万家岭和金银山周边存在(隐伏岩体引起的)环形构造[7]。这也需要重新开展遥感解译进行核实。

(2)开展构造地球化学研究。对寻找低温热液矿床,成矿元素在(成矿前、中、后期)断裂构造和围岩中的分布是有差别的,开展构造地球化学研究是行之有效的方法。注意发现与断裂构造有关的条带状异常。

在地质物探综合剖面、路线踏勘中对不同岩性层采集原生晕样,要求采集岩石裂隙充填物质[8],以便发现异常,获取矿化信息。

(3)开展物探方法试验。区内1998年专题研究时作过一条物探电法剖面,含锑破碎带反映为高阻高极化。区内煌斑岩脉与锑矿关系密切。辉锑矿化、煌斑岩(内有黄铁矿)有利于开展激电中梯剖面测量和激电测深,理论可行,值得试验。

(4)进行钻探验证。以往主要以地表槽探工作为主,中深部进行了少量坑探,效率低,成本高;现阶段普查工作应以钻探验证物化异常为主,成本低、效率高。

认识粗浅,盼能抛砖引玉。借“荆楚富矿行动”东风,重温“就矿找矿”(朱训,1982),学习和体会陈毓川院士“522”地质找矿模式,研究分析“已有的地质资料”,充分发挥地质科技和地勘单位地质找矿主力军作用,力争在老矿区促进找矿新突破。

[1] 李江洲.鄂南地区锑矿成矿物质来源浅析[J].资源环境与工程,2013,27(增刊):69-75.

[2] 湖北省第四地质大队.药姑山区方山金锑矿田成矿规律与成矿预测研究报告[R].咸宁:湖北省第四地质大队,1988:161-162.

[3] 汪劲草,王蓉嵘,周瑶,等.矿体的侧伏规律及其地质意义[J].桂林工学院学报,2006,26(3):305-309.

[4] 金中国,戴塔根,江红,等.贵州省独山半坡锑矿地球化学特征及深部找矿预测[J].地质与勘探,2004,40(6):24-27.

[5] 施俊法,唐金荣,周平,等.找矿模型与矿产勘查[M].北京:地质出版社,2010:312-313.

[6] 罗湘生.鄂南地区锑矿地质特征、成矿作用及找矿方向[J].资源环境与工程,2005,19(3):164-171.

[7] 湖北省第四地质大队,湖北省地质科学研究所.鄂南地区锑矿成矿远景区找矿靶区定位预测和找矿方法研究报告[R].咸宁:湖北省第四地质大队,1998.

[8] 邵跃,沈时全.岩石地球化学方法寻找隐伏热液矿床几个技术问题的讨论[J].地质与勘探,1992(7):45-48.

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