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四川德昌大向坪铁多金属矿成矿条件及找矿

2015-08-25解发川冉凤琴杨铸生

四川地质学报 2015年4期
关键词:基性岩磁铁矿矿化

罗 睿,解发川,冉凤琴,杨铸生

四川德昌大向坪铁多金属矿成矿条件及找矿

罗睿,解发川,冉凤琴,杨铸生

(四川地矿局攀西地质队,四川 西昌 615000)

大向坪铁多金属矿区位于著名的攀西裂谷东侧,冕宁-攀枝花铁、多金属、稀有稀土成矿带中段东部。通过对前人工作成果的归纳总结和认识,对大向坪岩体地质背景、成矿地质环境、物化探异常,已知的矿化特征的综合研究。认为大向坪地区具有优越的成矿条件,综合找矿潜力大,寻找铁多金属、稀有稀土等矿产有很好的前景,并提出根据物化深异常进行综合找矿工作建议。

铁多金属矿;成矿条件;找矿建议;大向坪

1 寻找铁、多金属矿的可能性

1.1前人工作基础

1981年前,原四川地质局第一区测队、111地质队、703物探队、部902航测队等在该区开展了区调、地质找矿及物化探工作,发现了由碱性超基性岩体引起的M54-1航磁异常,圈出了地磁异常四个,激电和Cu、Co、Ni、Cr、P化探异常三个,认为强磁高极化率低电阻异常与Cu、Co、Ni等异常重合很好,异常体中有Cu、Co、Ni矿化,是多金属成矿远景区,很有进一步开展深部工程验证的必要。

1981年703物探队在异常区进一步开展1∶1万激电扫面,圈出激电异常5个,地磁异常4个,化探异常8个,并用5条剖面检查物化探异常,认为该区寻找磁铁矿和稀有金属矿很有希望。但在野外工作中未能利用新的资料对新圈出的主要异常进行检查,对化探异常的推断解释和评价缺乏实际资料,故对化探异常难以作出确切的找矿评价。

1.2区域地质背景

德昌大向坪异常区的区域大地构造位置为康滇前陆逆冲带(I1-3)的基底断隆带(I1-3-2),地处扬子地台西南缘攀西裂谷带东部,康滇地轴中段之螺髻山拱断内,为青藏高原东缘南结合带中[2]。

螺髻山拱断区夹在安宁河断裂带与则木河断裂带间,呈南宽北窄楔形。区内断裂构造发育,由于长期上升产生拱曲或轻微褶皱,使中生界地层不整合于震旦系地层之上;螺髻山背斜保存较完好,而向斜多被断裂破坏。断裂均发生于岩体形成之后,主要断裂有8条,呈近南北向及北东向展布,多发生在背斜两翼,其性质表现为压扭性冲断层及张扭性正断层,并有小规模的东西向平移断层;常切错岩体岩脉,形成“背斜加一刀”的构造破碎带。

螺髻山背斜长25km,轴面北倾,在螺髻山以南,轴部地层为下震旦统开建桥组,形态保存完好。背斜东翼由上震旦统、下寒武统和下奥陶统地层组成,倾向东,倾角40°~60°;西翼由开建桥组上段和部分上震旦统地层组成,倾向西,倾角40°~70°。区内出露地层为西翼的下震旦统开建桥组上段,紫红或浅紫灰色沉凝灰岩、凝灰质泥岩;上震旦统列古六组暗紫色凝灰质砂砾岩、长石粗砂岩;上震旦统灯影组下段灰白色块状细晶白云岩、白云质大理岩、灰白色厚层状-块状硅化碎屑白云岩、灰岩,厚度一般为4~6m,最厚达30m。

区内岩浆活动频繁,早期以超基性岩浆为主,晚期以偏碱性、碱性岩浆为主。在海西-印支期裂谷发育形成多旋回的大向坪岩体,侵入震旦系地层中。侵入岩体东部与灯影组下段白云岩、白云质大理岩呈侵入接触,西部和南部与开建桥组上段凝灰岩、长石粗砂岩呈侵入接触。岩体呈南北向延伸长3km,宽1.3~2km,面积约6km2。岩体由早晚两部分组成,早期的超基性岩有透辉岩、角闪辉岩,晚期的碱性岩主要由霓霞岩,为暗色岩套的组成部分。两期岩石在岩浆分异交代作用、同化侵染作用,以及后期热液作用下,形成较特殊的碱性超基性岩。两期岩石界线不能截然分开,常呈渐变接触关系,在接触地段形成过渡性霞辉岩、霓辉岩等岩石;岩体中含磁铁矿、磷灰石、金属硫化物等有用矿物。

区内岩脉发育、类型众多,有碱性岩脉、基性岩脉、花岗岩脉以及煌斑岩脉、钠长石化角闪正长岩脉等。在碱性岩脉中有磷霞岩、霞石岩、含霓霞石岩等,并有锆石、钙钛矿(含有微量铌、铈元素伴生);而基性岩脉有辉绿岩、辉绿玢岩、斜长岩等。

因此,大向坪地区位于攀西裂谷中[3[,各类断裂构造发育;出露地层主要为一套火山碎屑岩和碳酸盐岩;岩浆活动频繁,多期次活动生成大向坪碱性超基性岩体,为含矿复式岩体,成矿十分有利。因此,在前人工作的基础上,有望寻找到铁、多(稀有)金属矿产。

表1 大向坪岩体中元素含量统计表

2 成矿条件

2.1良好的成矿环境

大向坪地区位于攀西裂谷中的安宁河断裂带上,螺髻山背斜西坡,为青藏高原东缘南陆内转换造山环境[4]和攀西构造岩浆岩亚带,在冕宁-攀枝花Fe-V-Ti-Cu-Ni-Pt-Pb-Zn-稀土稀有-P成矿带(Ⅳ-37)中,其地质构造和岩石环境都十分优越。

安宁河断裂带为多期活动的深大断裂带,发育有多条多级近南北向和北东向断层,长度一般为500~3 000m,个别大于3 000m,倾角40°~70°。断层通过岩体与地层处,断面剪切挤压破碎,常产生剪切裂隙和片理,并有碎裂岩、千糜岩分布,形成构造破碎带。如F3、F4压扭性断层形成的构造破碎带,其中的碎裂岩的原岩有透辉岩、白云质大理岩、灰岩,矿化在次级断层的剪切裂隙及片理中,为成矿创造了良好的通道和容矿场所。

大向坪岩体是一个海西-印支旋回杂岩体,从岩石化学特征表明它不是单纯的超基性岩体,也不是单纯的碱性岩体,而是一个碱性超基性复合岩体。主要由铁质、铝质-低铝质、碱质、低钙质的透辉石与铁质、高铝质、强碱质、适度钙质的霓霞岩类两大岩浆建造组成,大致属于侵入体中基性-超基性岩与环状碱性杂岩之间的组合类型。前者包括橄榄岩、透辉岩、角闪透辉岩、含长辉岩、辉长岩等;后者的碱性杂岩分布广,包括霞石岩、磷霞岩、霓霞岩、霓霞钠辉岩,直至霞辉岩,形成一套以霓霞岩为主的完整岩石序列。岩体上叠加了后期的岩脉,致使岩性岩相发生极大变化,岩石普遍遭受蚀变,主要有次闪石化、钙霞石化、钠长石化、黑云母化等。磁铁矿主要在透辉岩和角闪透辉岩中,其它岩石中也含少量磁铁矿、钛铁矿,有金属硫化物分布,磷灰石分布普遍,其含量一般为1%~10%。主要岩石中有用元素含量高于丰度值,特别是Cu、P、Zr、Nb元素高出2~10倍以上(表1),为成矿提供丰富物源。

2.2物探异常解释

M54-1航磁异常由多个短轴状地磁异常组成,异常带总长3.4km、宽1km,形态较规则,走向为北西25°~40°,北部出现强度500~1 000γ的负异常,特征表明属正常磁化。按1 500γ的等值线圈出四个地磁异常(CZ)。

CZ2异常为主体异常,异常长1.1km,宽0.5km,面积约0.55km2,走向北东15°,形态较规则,强度2 000γ以上;异常中心出露角闪透辉岩,F4断层通过异常区,推断异常区内能找到工业磁铁矿体。CZ1和CZ3异常走向北西,长1.2~1.4km,宽度变化较大,面积分别为0.5km2左右,异常强度一般在1 500 γ以上;异常分布范围内为透辉岩、霓霞岩、角闪透辉岩,认为异常与岩体的磁铁矿化有关。CZ4异常走向北东,长0.7km,宽0.25km,面积约0.2 km2,呈似等轴状,认为由透辉岩、霓霞岩磁铁矿化引起。

区内通过1∶1万激电扫面,圈出五个激电异常(DJZ),其中DJZ-2、DJZ-3同矿化密切相关[5]。

DJZ-2异常由两个异常组成。DJZ-2-1异常为主体异常,它既有一定规模的一级场(是由有一定埋深、有一定规模的高极化引起),又有更高级次级异常的叠加,异常规模大,6%等值线南北长1km,平均宽0.4km,面积约0.4km2,为二度体,异常走向北西20°,形状较规则;8%等值线长0.5km,平均宽0.1km,并有Cu、Ni化探异常,异常区内全铁含量达13%,推断引起异常的因素是磁铁矿和铜镍矿化(或其他硫化物)。DJZ-2-2异常形态不规则,场值6%,有角闪透辉岩、透辉岩及霓霞岩出露,异常由岩体内部矿化引起,可能形成一些小磁铁矿脉。DJZ-3异常呈条带状,长约0.65km,平均宽0.15km,面积约0.1km2;7%等值线长0.15km,宽50m,似枣核状形态展布,异常受F3、F4断层及角闪透辉岩控制,所在岩石含磁铁矿、钙钛矿,测深曲线类型为矿化岩体所反映的A型,故异常为磁铁矿化岩体引起。

2.3化探异常元素组合信息

据1∶1万地球化学土壤测量,圈出异常八个,按元素组合分为两大类:磷、铜、镍、铬、钴异常四个,为AP2、AP3、AP5、AP6;铌、锆、钡异常四个,为AP1、AP4、AP7、AP8(表2、表3)。

1)磷、铜、镍、钴、铬异常:该组异常总是有几种元素在一起出现,面积1.13km2,异常呈条带状或不规则等轴状,异常长0.21~1.2km,宽30~650m。异常浓度(ppm)以磷最高,铜次之,镍钴铬最低,磷一般为7 000,最高大于10 000;铜一般为200,最高达2 000;镍100~350,钴70~100,铬200~1 000。异常梯度变化不大,磷与铜、镍与铬吻合较好。AP2异常部分与激电异常DJZ-3符合轴向一致,AP3与激电异常DJZ-2-1及地磁异常CZ2主体部分符合、轴向一致,AP2、AP3、AP6异常主体分布在碱性超基性岩体内,AP2和AP6异常有部分在碱性岩体与震旦系地层接触带上,AP5异常分布在第四系地层中。磷异常源是富含磷灰石的透辉岩类和霓霞岩类,可寻找磷灰石矿或磷灰石铁矿;铜钴镍异常由霓霞岩类和辉石岩类的铜镍钴硫化物及富含铜镍钴的铁矿引起,具有一定的找矿意义。

2)铌、锆、钡异常:主要分布在土壤测量钠高背景区,碱性超基性岩体与震旦系地层接触带附近,出露岩石为霓霞岩类、透辉岩类及白云质大理岩、灰岩、凝灰质长石石英砂岩。三元素异常同时出现,呈东西向展布,总面积约1.08km2;单个异常形态不很规则,长0.3~1.5km,宽0.12~0.5km。异常浓度(ppm)铌一般≤100,最高达600,锆一般为300,最高达2 000,钡一般为1 000,最高达3 500。岩体具有稀有、稀土矿的生成条件,已见到矿化线索,推测铌、锆异常由霓霞岩类岩石中富含铌、锆引起,钡异常可指示稀散元素富集成矿远景地段,为找矿工作提供依据。

2.4多矿种的矿化线索

大向坪地区内的岩石普遍发生不同程度的矿化,形成多矿种的各类矿化体,多种多样的矿化线索为找矿提供可靠信息,是找矿的直接标志。

1)与基性-超基性岩有关的矿化:在透辉岩和角闪透辉岩中,磁铁矿、钛磁铁矿、钛铁矿化普遍,一般含量为5%~10%,矿化分布不均,有的已是矿化体。在CZ2地磁异常和DJZ-2-1激电异常中,样品全铁分析平均达13%,TC1-2槽探内的4件样品全铁含量达30%以上;CZ3地磁异常推断的3个磁性体,有可能含铁量大于10%。矿化一般以星散状分布,呈细脉状、脉状、稀疏侵染状产出;脉长几十米、宽2~5m,延伸不远,常尖灭再现。磁铁矿呈粒状,粒度可达0.5~2mm,晶形好,多与钛铁矿、钛磁铁矿共生。在透辉石和角闪透辉石中还含有磷灰石,含量达5%~15%,换标成P2O5品位为1.9%~3.31%,这是Fe-Ti-P矿化系列在橄榄岩、含长辉岩、透辉岩和辉长岩中,金属硫化物分布普遍。DJZ-2-1激电异常与铜镍矿化有关,据采集于探槽内样品分析,铜含量已达0.08%。金属硫化物以星散状、细脉状、薄膜状分布在岩石中,常伴有方解石脉、斜长石细脉,为后期热液蚀变作用而成,属于Cu-Ni-Pd-Cr-Co矿化系列。以小向坪沟的矿化最好,在麻栗沟中见到块状硫化物铜矿石。

2)与碱性岩-碳酸岩有关的矿化:在环状碱性杂岩中,磷霞岩普遍含磷灰石,含量可达25%~30%,换算成P2O5品位为10.5%。若该岩石平均含P2O5为5%,脉长500m,厚20m,深200m,体重以2.5t/m3计,则可得到500万吨的晶质磷灰石,可达中型矿床。霞石岩中有钠化、沸石化、钙霞石化,其形成时间很晚,这对形成铌钙铁矿、钙铌矿等稀有金属矿是十分有利的。霞石岩中沸石含量高达20%,霞石本身有可能成为霞石铝矿。在碱性岩脉中有锆石,而霓霞岩中的钙钛矿伴有铌铈元素。拣草沟中霓霞岩普遍钠化,发现有含量高达15%的钙钛矿,折合TiO2品位为8.8%,已达工业品位要求。这是磷灰石-钙钛矿-铌钽稀土-沸石霞石等矿化系列。

3 综合找矿建议

大向坪岩体所处的地区内,现有地磁异常4个、激电异常4个、化探异常8个,物化探异常多符合于岩体中的透辉岩、角闪透辉岩、霓霞岩等之上;从构造上又展布于F3和F4两条断层带之间,异常受剪切构造带和蚀变破碎带控制,这是铁、多金属和稀土稀有金属成矿的有利地段,并已形成3个矿化系列。在物化探异常分布区出露的岩石中已有铁、磷、铜、钴、镍、稀有稀土等矿化,多种多样的矿化线索多为天然露头的直接找矿标志。但地质工作程度低,仅有零星的槽探工程,各异常和多种矿化线索都未验证与查明,仍有很多地质工作需要做,很有可能存在大矿体及深部富矿体。

因此,本区具有良好的成矿地质条件,为很有希望的成矿远景区,在区内有很大的综合找矿潜力,能找到一定规模和经济意义的矿体,提出在该区寻找铁、多金属等有用矿产的前景是乐观的[6]。

综合找矿要体现以地质找矿开发为重点,提高地质研究程度,较快地取得地质成果为目的;并遵照面上展开、查明远景,重点突破、点面结合、由浅至深的综合找矿原则,故提出主要对异常进行检查验证的综合找矿工作建议[7]。

地表工作在面上开展1∶1万地质填图,面积为16km2,用槽探对地表进行揭露,检查异常和矿化岩石,重点在磁异常CZ2两侧,其中布置1条主干槽(TC701)。在点上进行1∶2000地形地质测量,面积约4km2,圈出矿体或矿化体。

深部工作在上述工作的基础上,仍以解剖CZ2磁异常为重,施工5个钻孔,预计工作量为2 700m。在CZ2异常布置1条0号勘探线,施工3个钻孔,孔深300m、600m、600m,控制斜深分别为200m和400m。距0号线南北间距各900m处为17线及18线,分别布设1个钻孔,孔深均为600m,验证CZ1和CZ3磁异常。物探测井工作在钻探工作中进行,预计工作量同于钻探工作量。

综合找矿工作要加强对成矿地质条件和物化探异常的综合研究,深化对异常的认识,确定异常的性质和引起的原因,并提出进一步工作的意见。

[1] 四川地质局第一区测队.西昌幅1∶20万区域地质测量报告[R].1965

[2] 崔文军,等. 青藏高原的构造分区及其边界的变形构造特征[J]. 中国地质,2006,4 ,(33 ).

[3] 张云湘,等. 攀西裂谷[M].北京,地质出版社,1988

[4] 侯增谦,等. 青藏高原碰撞造山带,Ⅱ,晚碰撞转换成矿作用[J]. 矿床地质,2006,10 ,(25).

[5] 四川地质局物探大队703队. 四川省德昌县麻栗大向坪物化探工作报告[R]. 1982.

[6] 四川地质局111地质队. 四川德昌县大向坪M54-1航磁异常详细检查总结报告[R]. 1980.

[7] 四川地矿局攀西地质队. 四川德昌县大向坪铁、铜镍矿普查立项申请书[R]. 2005.

Ore-forming Conditions and Prospecting for the Daxiangping Fe-polymetallic Deposit in Dechang,Sichuan

LUO Rui XIE Fa-chuan RAN Feng-qin YANG Zhu-sheng
(Panxi Geological Party, BGEEMRSP, Xichang, Sichuan 615000)

The Daxiangping Fe-polymetallic deposit lies in the east of middle sector of the Mianning-Panzhihua Fe-Polymetallic-Rare-REE metallogenic belt on the eastern side of the Panxi rift. This paper believes that there is a huge prospecting potential for Fe, rare metals and REE in the Daxiangping area based on geological setting, geophysical and geochemical anomalies. Some suggestions are offered.

Fe-polymetallic ore; geological feature; prospecting suggestion; Daxiangping

P618.31

A

1006-0995(2015)04-0505-05

10.3969/j.issn.1006-0995.2015.04.006

2014-09-30

罗睿(1987-),女,宁夏石嘴山人,硕士,主要从事矿床普查勘探与研究工作

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