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云南马关县李子坪锡矿床特征及找矿标志

2020-05-03李小宽杨石茂李江应李江鸿

云南地质 2020年1期
关键词:绿泥石片麻岩黄铁矿

李小宽,杨石茂,李江应,李江鸿

(1.云南省地矿局第二地质大队,文山 663099;2.云南省地质矿产勘查院,昆明 650051)

矿区大地构造位于华南褶皱系滇东南褶皱带文山-富宁断褶束南端,属薄竹山拱褶四级构造单元。处北西向红河剪切带与文麻深大断裂带夹持的都龙-斋江变质核杂岩构造中心(国内部分)。区域上处于都龙老君山复式花岗岩基西侧,属都龙钨锡铅锌铜超大型矿集区。

1 矿区地质特征

矿区位于文山-麻栗坡断裂西南侧,都龙老君山莲花状构造西部。主体构造形迹为北西向构造及北东向构造(图1)。现将地层、构造等地质特征叙述如下。

图1 李子坪矿区地质简图

1.1 矿区地层

矿区地层仅出露南捞片麻岩(Ngn),晚元古代新寨岩组(Pt3x)片岩、石英硅化砂岩、硅质岩,以及第四系残坡积层。

(1)南捞花岗片麻岩(Ngn):呈南北向带状展布于矿区李子坪-三棵树一带,东与花岗岩体接触,西与晚元古代新寨岩组(Pt3x)呈突变剥离断层接触,面积约8Km2。岩石呈灰色、灰白色,具细粒磷片状变晶结构,变斑状结构,条痕-片麻状构造。矿物组分为钾长石(10~28%)、斜长石(30~48%)、石英(28~35%)、黑云母(5~15%)、白云母(1~5%)及微量磷灰石、锆石、磁铁矿等。粒状矿物粒径0.3mm~1.5mm,呈它形镶嵌状,部分变余者为半自形。云母片径0.03mm~1mm。钾长石格状双晶发育,夹角(-ZV)为70°~80°,常呈零星分布的粒径2mm~5mm之不规则状变斑晶,内含斜长石、石英、黑云母等包晶。斜长石An为24~25。黑云母Ng′红褐色,NP′淡黄色。

南捞花岗片麻岩岩石化学成分为:SiO272.09%、TiO20.50%、Al2O312.24%、Fe2O31.57%、FeO 2.91%、MnO 0.14%、MgO 0.80%、CaO 2.34%、Na2O 2.56%、K2O 3.64%、P2O50.12%,灼失1.32%。以上化学成分表明其具正常花岗岩的岩石化学特征,同我国花岗岩(黎彤、饶纪龙1962)比较具明显的高CaO、FeO、低Al2O3、Na2O、K2O的特征,表明南捞花岗片麻岩原岩为花岗岩。

南捞花岗片麻岩微量元素含量,与花岗岩维氏值比较W、Sn、Sb、Pb、Zn、Hf、U、Th、Sc、V、Ni、Co、Cr含量偏高,其余元素含量偏低,总体特征与正常花岗岩相近似。从南捞花岗片麻岩的岩石化学、稀土元素特征值,反映出片麻岩其原来岩石为地壳特征部分重熔形成的“S”型花岗岩。

(2)晚元古代新寨岩组(Pt3x):分布于矿区西部、西北部,面积3Km2,岩性有片岩、石英、硅化砂岩、硅质岩几类。片岩类有石英二云片岩、二云石英片岩、二云片岩,多呈灰至暗灰、灰绿色,风化后呈黄色、褐黄色,磷片变晶结构为主,局部见变余结构,片状构造。岩石片理发育,单层厚数厘米至数米,主要成份为石英、云母,次为长石、绿泥石,局部含细粒黄铁矿,风化后含褐铁矿、铁锰质。石英岩呈浅灰色、灰白色,微-隐晶结构、块状构造,主要成份为石英、长石、绿泥石,多含细粒黄铁矿。硅化砂岩呈深灰色,变余粉砂状结构,薄层状构造,主要见于矿区西部片岩与片麻岩接触部位。

(3)第四系残坡积层(Qedl):主要分布于矿区大竹山,为黄色含片麻岩碎块粘土,局部含锡石并富集成残坡积矿。

1.2 矿区构造

矿区总体表现为断裂构造发育,褶皱活动相对较弱,断裂将地层分割成断块产出。主要发育东西向(F2)和北东向(F1)逆断层,现将断层特征简述如下。

(1)F1断层:沿大竹山至大风丫口一线展布,断层总体走向40°~50°,断层规模大,断层倾向南东,倾角55°~60°,深部较陡,浅部平缓,为逆断层。断层切错了新寨岩组(Pt3x)及南捞花岗片麻岩(Ngn),沿断层见宽约1m~2m左右的断层角砾岩。东侧片岩中牵引小褶皱发育,沿断裂带边的岩石发育不规则硅化、绿泥石化等蚀变,形成厚度不一,强弱不均的硅化蚀变带,长1400m左右,并在构造有利部位形成锡锌工业矿体。

(2)F2断层:沿双电杆至水沟湾展布,断层总体走向100°,断层规模大,倾向180°~210°,倾角50°,为逆断层。断层切错了新寨岩组(Pt3x)及南捞花岗片麻岩及花岗岩体,断层边岩石破碎,牵引小褶皱发育,断层破碎带宽0.5m。

1.3 岩浆岩

矿区东部出露大量花岗岩(r35),属燕山晚期白垩纪酸性侵入岩,分三个亚期在都龙老君山地区侵入形成都龙老君山复式花岗岩体,区内未出露第三亚期(r3c5)花岗斑岩。

燕山晚期第一亚期花岗岩(r3a5):侵入规模最大,是矿区主要岩浆岩,占矿区面积30%以上。岩性为中粗粒二云二长花岗岩,中粗粒含斑二云二长花岗岩。岩石呈灰色、灰白色,风化后呈黄色,具似斑状结构,块状构造,发育东西向、北西-南东向陡倾角节理构造,在有利地段形成锡、钨矿脉,矿脉宽5厘米-数十厘米,延伸几十米-数百米。岩石化学成分为:SiO271.22%、TiO20.23%、Al2O313.89%、Fe2O31.02%、FeO 2.24%、MnO 0.09%、MgO 0.44%、CaO 0.50%、Na2O 2.48%、K2O 5.25%、P2O50.186%,灼失0.08%。岩石属铝过饱和类型,钙碱性岩类,在A-C-F图解中划属“S”型花岗岩。岩石微量元素含量(×10-6):Sb 0.66、Mo 1.27、W 6.11、F 631.50、Ag 0.039、B 50.70、Sn 16.70、Be 12.80、U 11.11、Li 106.50、Ta 3.20、Cs 21.75、Zn 60.05。

燕山晚期第二亚期花岗岩(r3b5):呈岩枝或小岩株产于老君山岩体中间部位,呈长卵状,不规则状构成环形分布。岩性为灰色微-细粒二云二长花岗岩。具斑状结构,基质具微-细粒半自形粒状结构,块状构造,岩石成分为板粒状钾微长石、斜长石、片状黑云母及部分粒状石英组成。岩石化学成分为:SiO271.49%、TiO20.25%、Al2O314.56%、Fe2O30.39%、FeO 1.48%、MnO 0.07%、MgO 0.63%、CaO 0.29%、Na2O 2.0%、K2O 5.26%、P2O50.23%,灼失0.124%。岩石属铝过饱和类型,钙碱性岩类,在A-C-F图解中划属“S”型花岗岩。岩石微量元素(×10-6):Sb 0.35、Mo0 0.84、W 74.2、F 1240、Ag 0.182、B 14.90、Sn 52.50、Be 8.70、U 9.40、Li 80.60、Ta 5.20、Cs0 26.70、Zn0 74.60。

1.4 变质作用

矿区变质作用主要为区域低温动力变质作用和断裂边上的动力变质作用。

据云南省区域地质志资料及矿区地质工作成果,矿区处于区域低温动力变质作用的都龙变质岩带,变质作用以低绿片岩相为主,部分出现高绿片岩相。变质地层为晚元古代新寨岩组(Pt3x)。岩层原生结构、构造还有部分保存,岩石中变余结构和变晶结构共存。变质作用特征主要表现为部分新生矿物的出现,矿物的重结晶和区域性板劈理的形成,出现的新生矿物有绢云母、雏晶黑云母、绿泥石雏晶。S1面理中的矿物共生组合为白云母+黑云母+石英及白云母+黑云母+石榴石+绿泥石+石英。其变质作用时期为加里东期。深变质岩为南捞花岗片麻岩(Ngn),岩石呈灰色、灰白色,具细粒磷片状变晶结构,变斑状结构,条痕-片麻状构造。动力变质反映在断裂作用形成的角砾岩、碎裂岩及断层泥等。

2 矿体地质特征

2.1 矿体特征

李子坪锡矿共有两种类型的锡矿,一是受断层构造控制的中-高温热液型矿床,二是受地形地貌控制,面状分布的残坡积矿床。现将矿体特征阐述如下。

(1)李子坪锡矿热液型矿床(V1):矿体赋存于F1断裂控制的硅化蚀变带内(图2),顶底板为南捞花岗片麻岩(Ngn),锡锌矿体呈不规则透镜状、似层状赋存于次级断裂和裂隙中,距F1构造面10m~50m不等,产状与F1相同,总体走向40°~50°,倾向130°~160°,倾角55°~60°。矿体走向长160m,最大斜深140m,单工程矿体铅直厚度1.03m~2.17m,平均厚1.62m。单工程锡品位0.25ω%~2.90ω%,平均0.79ω%,锌品位1.45ω%~22.75ω%,平均5.71ω%。该矿体形态简单,厚度变化系数为31.24%,属厚度变化稳定的矿体,品位变化系数为139.21%,属有用组份分布不均匀的矿体。

图2 李子坪锡矿32线剖面图

(2)李子坪锡矿区残坡积砂矿(V2):矿体赋存于第四系残坡积层中,呈面状分布,矿体似层状出现于平缓山坡及平坦低凹处,为一套含锡石的第四系堆积物。矿体现已控制长260m,宽40m~100m,单工程矿体铅直厚度1.00m~7.60m,平均厚3.17m。单工程平均含锡石0.20ω%~1.24ω%,平均0.33ω%。该矿体形态简单,厚度变化系数为36.25%,属厚度变化稳定的矿体。品位变化系数为108.11%,属有用组份分布不均匀的矿体。

2.2 矿石特征

2.2.1 矿石矿物成分及结构、构造

本矿区内共发现的两种矿体,矿物成分简单,矿石矿物主要为锡石、褐铁矿,脉石矿物为石英、长石、云母、粘土矿物等。

V1矿体属中-高温热液硫化物型锡多金属矿体,矿石矿物主要为锡石,铁闪锌矿、磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿、辉铜矿、毒砂。脉石矿物有硅灰石、萤石、绿泥石、黑云母、透闪石等。主要矿石矿物特征如下:

锡石:柠檬黄至棕色,呈半自形-自形晶锥柱状、它形粒状,少量组成锡石聚晶。粒度一般0.01mm~0.4mm。锡石一般呈单晶或聚晶呈星云状、条带状嵌布于绿泥石、绢云母、石英、绿帘石、透辉石、阳起石解理及裂隙间,有的嵌布在磁黄铁矿、铁闪锌矿、磁铁矿团块中。

铁闪锌矿:黑褐至黑色,它形不规则粒状集合体或团块,分布于绢云母、绿泥石、石英、透辉石及碳酸盐矿物颗粒间,多数铁闪锌矿包有黄铜矿、磁黄铁矿不混溶包体,铁闪锌矿粒度0.01mm~1mm。

磁黄铁矿:浅灰黄色,金属光泽,不规则粒状,反射色为浅玫瑰色,其被后期闪锌矿交代,部分沿边缘交代,部分被闪锌矿交代呈残缕状存在于闪锌矿中,硬度近于钢针(4-4.5)。

黄铁矿:黄色,金属光泽,不规则粒状,反射色为浅黄色,易产生锖色,硬度大于钢针。矿石结构为不规则粒状结构,矿石构造有:致密块状构造、稠密浸染状构造、散点-斑块状构造、条带状-层纹状构造、角砾状构造等。

2.2.2 矿石化学成分及有益有害组分含量

区内矿石主要有用组分锌含量在3.26ω%~8.45ω%之间,铁在25.55ω%~32.60ω%之间,硫在11.33ω%~13.25ω%之间,分布不均匀,其它有害元素含量较低,不影响矿石加工。

2.3 矿体围岩及夹石

2.3.1 矿体围岩

V1矿体赋存于F1断裂旁侧,呈似层状产出,顶、底板围岩均为硅化石英砂岩,局部为花岗片麻岩。

V2矿体赋存于第四系残坡积层中,呈似层面状产出,矿体直接出露地表,底板为南捞花岗片麻岩组(Ngn)。

2.3.2 矿体夹石

V1矿体矿化较连续,其间无成层分布的夹石。

V2矿体为第四系残坡积堆积矿,矿化较连续,其间无成层分布的夹石。

3 矿床成因浅析

V1矿体呈北东向分布于F1断裂控制的硅化蚀变带中,锡多金属矿体赋存于硅化岩石层间或次级裂隙中,矿石有浸染状、条纹状、块状、角砾状等多种类型,矿体厚度变化不大,品位变化较大。矿石矿物组合中有高温环境下形成的锡石、磁黄铁矿、毒砂等,中温环境下形成的铁闪锌矿、黄铁矿、毒砂、铜等,从矿物组合表明成矿体系中高温热液沿断裂破碎带上升、运移过程中根据不同围岩成份选择不同交代、充填方式而形成不同的矿石类型,北东向的F1断裂为主要控矿构造,其矿床成因应属中高温热液硫化物型。

V2矿体呈面型展布于V1矿体上部至地表,矿物组份分布均匀,氧化深度较稳定,矿物组合主要为褐铁矿、锡石、绢云母,矿石构造为单一的蜂巢状、土块状构造,表现出明显的次生构造特征,为风化淋滤作用形成的氧化残坡积堆积型锡矿床。

4 找矿标志

根据李子坪锡多金属的地质特点,矿区内围岩蚀变主要有硅化、绿泥石化、黄铁矿化、碳酸盐化、褐铁矿化、绢云母化。其中硅化较为普遍,断裂构造、绿泥石化、黄铁矿化与锡多金属矿化关系密切。地表或近地表的褐铁矿化和绢云母化是寻找氧化带锡矿体(V2)的主要标志;北东向发育的F1断层及断层旁侧的绢云母化、黄铁矿化是寻找较深部矿体(V1)的主要标志。具体主要有一下找矿标志。

(1)硅化:普遍发生于南捞花岗片麻岩(Ngn)中F1断裂破碎带间,为后期含矿热液与原岩发生交代作用,形成石英岩、硅化花岗片麻岩,并伴随其它围岩蚀变形成锡多金属工业矿体。

(2)绿泥石化:主要发生于矿化石英岩中,细粒状绿泥石与石英、硅质及锡多金属矿物呈浸染状分布。

(3)黄铁矿化:是矿区最普遍的围岩蚀变,黄铁矿呈细粒状、海绵状、草莓状、立方体状,与锡多金属矿物共生或分布于石英片岩中。

(4)碳酸盐化:在矿化石英岩中可见透镜状、似层状灰岩或大理岩及方解石脉分布,方解石脉中偶见锡锌矿化。

(5)黄铜矿化:V1矿体中局部见黄铜矿、辉铜矿、毒砂等硫化物分布,形成硫化物型锡多金属矿石,个别工程中含铜达工业品位。

(6)铁帽氧化:V1矿体浅部氧化风化呈现褐铁矿化铁帽特征明显。

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