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江西于都安前滩钨矿地质特征及成因探讨

2020-12-09

世界有色金属 2020年20期
关键词:矽卡岩石英矿床

(江西省地质矿产勘查开发局赣中地质大队,江西 南昌 330000)

1 区域地质背景

安前滩钨矿区大地构造位置处于南岭东西向构造带与武夷山北北东向构造带的复合部位。早古生代以前,处于北部杨子古板块、南部华夏古板块之间,形成了巨厚的以硅铝质为主的碎屑岩建造[1]。构造形迹十分复杂,岩浆活动频繁强烈。

1.1 地层

区内最古老地层为前寒武系和寒武系,代表了南岭强烈下陷时期的产物,六千余米的沉积物厚度反映了复理式建造的特征及深海还原的沉积环境;泥盆系地层本区较为发育,出露面积约占40%,以陆相和海陆交互相碎屑沉积为主,与下石炭统组成宽阔的向斜盆地不整合覆盖于老地层之上;侏罗、白垩系地层分布于NE向断陷盆地中,以粗碎屑沉积为主;第四系沉积则零星散布于低洼及溪河两侧的平缓地带。

1.2 构造

长期的构造运动,形成了形式多样的构造形迹,构成了形态复杂的构造格局。区内主要构造形迹有SN向构造、NE—NNE向构造及NW向构造。构造形迹的主要特征是由以挤压作用为主渐次转化为以扭动作用为主,由以塑性褶皱为主逐渐转化为以脆性断裂为主。它们控制岩浆侵位和矿床(点)的分布。

1.3 岩浆岩

本区燕山期岩浆活动强烈,具有多期多阶段特征,既有较大规模的岩基,又有较小规模的岩株、岩瘤、岩墙,岩石类型以酸性为主,富含钨等成矿物质。各类岩脉也十分发育,有花岗斑岩、长英斑岩、闪长岩、辉绿岩、石英闪长玢岩、玄武玢岩等,它们主要受EW向、次为NE、NW向断裂控制,往往与花岗岩、含矿石英脉相伴产出。区域内钨多金属矿床(点)的形成与大面积燕山期富含成矿元素酸性岩体的侵入关系密切。

1.4 矿产分布

区域内矿产以钨为主,兼有铋、钼、锡、铜、铅、锌、银等;矿化类型形式多样,已知钨矿床类型有岩体型、石英脉型、矽卡岩型、层状浸染型、砂矿等,主要矿床有盘古山、黄沙、铁山垅、黄婆地、猪栏门、安前滩等。

2 矿区地质

2.1 地层

2.1.1 寒武系下统牛角河组(∈1n)

①紫灰、青灰色巨厚层状含白云母长石石英变质细砂岩夹灰绿色、灰紫色薄层板岩。②灰绿色巨厚层状中粗粒变余长石石英砂岩夹紫灰色中薄层板岩。③灰绿、灰黑色厚层中细粒硬砂岩夹板岩,局部具条带状构造。矿区内主要含钨石英脉赋存于此地层中。

2.1.2 泥盆系

①泥盆系中统云山组(D2y):分布于矿区中部,地层走向NNE-NE,倾向SE,倾角65°~70°,不整合覆盖于寒武系下统牛角河组之上。岩性在底部主要为灰白色块状石英砾岩夹薄层长石石英细砂岩,向上逐渐过渡为石英粗砂岩,局部夹灰黄色薄层泥质粉砂岩。②泥盆系上统中棚组(D3z)和三门滩组(D3s):分布于矿区西北部和东南部,西北部呈北北东向展布,南东部呈北北西向展布;地层走向NNE-NE,倾向SE,倾角45°~80°不等。

2.1.3 白垩系上统赣州组(K2g)

分布在矿区西北角大木岭一带,属于都红盆南部边缘。岩性为砖红色含砾砂岩、砂砾岩夹紫红色泥质粉砂岩,走向NE,倾向NW,倾角20°~40°,不整合于泥盆系之上。

2.1.4 第四系全新统联圩组(Qhl)

分布于矿区西侧低洼地带和河床两侧,组成河漫滩,沿河床和沟谷展布,由亚粘土、亚砂土、沙、砾石等组成,砾石层位于底部。

2.2 构造

2.2.1 褶皱

寒武系地层受黄沙—盘古山南北向构造控制变形,属盘古山近南北向背斜西翼的组成部分;矿区内表现为单斜构造。泥盆系地层则严格受NNE向构造控制的单斜构造。

2.2.2 断裂

区内断裂构造主要发育于矿区西北部,其他地段因工作程度差,有待进一步查明。断裂构造具明显的多期活动和继承性,按其与矿脉(体)的关系可分为成矿前断裂和成矿后断裂。成矿前断裂具有长期活动的特征,成矿后断裂对矿脉(体)起破坏作用。

2.2.3 节理裂隙

区内节理较为发育,以NNE、NW向为主,次为NE向,EW、SN向不甚发育。

2.3 岩浆岩

2.3.1 安前滩花岗岩体(J31γ)

分布于矿区西部边缘,呈岩瘤产出,区内只出露0.2km2,与寒武系地层呈侵入接触,与泥盆系地层呈断层接触,在区域上属燕山早期第三阶段侵入之产物,为本区成矿母岩。

在接触界线附近往往见有硅化破碎、围岩烘烤褪色现象和由细粒花岗岩所组成的冷凝边。岩石化学成份以高硅质高碱质低暗色组份为特征,属硅过饱和过碱酸性花岗岩。

2.3.2 次闪辉绿岩(βμ)

出露于矿区南组矿脉北侧与中组矿脉东侧交接处,呈脉状产出。区内主要见有三条次闪辉绿岩脉,脉宽4m~10m,延长50m~150m,明显受NW向断裂控制,倾向NE,倾角50°~65°。岩石呈暗绿色,辉绿结构,块状构造。矿物成份:斜长石48%、辉石10%、绿泥石8%、次闪石20%、黑云母5%、钾长石3%、石英2%、钛铁矿2%,少量榍石、白钛石,偶见绿帘石、黄铁矿。

2.4 岩石地球化学特征

2.4.1 岩石微量元素特征

①地层微量元素特征:据1979~1982年的普查工作期间,其地层含矿元素W普遍高出赣南区域地层丰度8~18倍,高出地壳丰度数十倍;Bi为赣南区域地层丰度的25倍~143倍,是地壳丰度的2.3倍~13倍;可见,地层岩石的高丰度值为本区成矿提供了丰富的物质来源。②岩浆岩的微量元素特征:安前滩花岗岩体成矿元素背景值普遍较高,其化学分析结果W、Sn、Cu、Mo等微量元素丰度均高于酸性岩(维诺格拉多夫)含量的平均值,主要成矿元素W的含量高出20余倍。

2.4.2 地球化学异常特征

安前滩矿区位于1/20万水系沉积物W、Bi异常浓集中心。W、Bi异常呈南北向椭圆形,异常面积61Km2,三级分带。其中W≥90PPm异常浓集中心面积0.3km2,W峰值100PPm;除W、Bi元素外,Cu、Zn、Au、Ag、As、F等元素均有异常显示,具有良好的组合性。

2.5 蚀变与矿化

与矿化有关的岩石蚀变主要有硅化、绿泥石化、云英岩化、矽卡岩化、角岩化。另外,安前滩花岗岩体外接触带热变质作用较为强烈,由岩体向外50m~100m范围形成黑云母角岩、斜长石英角岩,100m~250m范围形成黑云母角岩化岩石,250m~400m为斑点板岩。

3 矿床特征

3.1 矿体特征

安前滩钨矿区是一个以钨为主,伴生铋矿的矿床。按工业指标共圈出14个石英脉型钨矿体和2个矽卡岩型白钨矿体。矿体大多数出露地表,只有个别为隐覆矿体。矿体中又以石英脉型黑钨矿为主,占整个矿区资源储量的53.52%,属于岩浆期后高中温热液裂隙充填脉状黑钨矿床叠加矽卡岩型白钨矿矿床。

3.1.1 石英脉型黑钨矿

矿体赋存于寒武系下统牛角河组(∈1n)和上泥盆统中棚组(D3z)、三门滩组(D3s)以及燕山早期中细粒似斑状二云母花岗岩(J31γ)中。多数矿体出露地表,最高为海拔标高400m左右,最低埋深可达-100m以下。全区参与资源储量估算共有14条,其中又以V3、V5规模大、品位高,现将其特征叙述如下:

(1)V3矿体:控制走向长700m以上,40中段以上矿体已采空,矿体脉幅0.10m~1.30m,平均0.56m,厚度变化系数66.77%。沿走向呈不规则弯曲状,具分支、复合现象;向西北端矿脉变小且不稳定渐尖灭。向东南方向该脉变大,脉幅0.30m~0.70m,最大可达1.30m。沿走向矿脉有数处被北东或近东西向断裂切错,错距0.6m~5.0m。产状20°~30°∠65°~75°。脉中见长板状黑钨矿晶体及少量黄铁、黄铜矿化,WO3一般在0.26%~1.36%,平均0.53%。品位变化系数74.17%。钨金属量1383.68t,占整个矿区的16.45%。

(2)V5矿体:地表控制长800m,最低控制至-100m,40m以上已采空。脉幅0.08m~1.66m,平均0.54m,厚度变化系数68.93%。常被北北东或北西西向断裂切割,错距从0.5m到多米不等。矿脉沿东南方向见有分支现象,分为两条,脉幅变小,且含矿性变差。产状22°~60°∠62°~83°,局部地段矿脉反倾。脉中见长板状黑钨矿及放射状黑钨矿晶体,还零星见白钨矿及金属硫化物呈细小晶体或粉末状集合体分布,该矿体为安前滩矿区最主要矿体之一,脉体稳定,品位高,厚度大,控制最深在-100m。WO3为0.02%~11.65%,平均为0.87%。品位变化系数为176.78%。钨金属量906.42t,占整个矿区的10.78%。

3.1.2 矽卡岩型白钨矿

分布于矿区西北部,位于F1断裂上下盘呈似层状、或透镜状产出,矿体受断裂带控制;在北段由主矿体SK1分枝出另一盲小矿体SK2,走向北北东,倾向北西西,倾角75°~85°。现将主矿体SK1矿体特征叙述如下。

SK1号矿体:分布在矿区北西部,位于北东向(F1)硅化破碎带中,呈似层状产出,矿体产状与断裂带产状一致,受断层的影响,矿体倾角较陡,总体产状为290°∠85°。地表断续出露长约650m,出露宽度3m~16m,北端大南端小,厚度变化规律一般是上大下小,倾向延深324m;矿体出露最大标高360m,最低埋深在0m。在地表及浅部矿石钨品位较好,且变化不大,深部矿石品位则明显变贫。厚度0.45m~4.1m,平均2.86m,厚度变化系数113.27%。WO3品位一般在0.04%~1.90%之间变化,最高的达2.99%,平均品位为0.39%。品位变化系数为137.57%。钨金属量3268.87t,占整个矿区的38.86%。

3.2 矿石特征

3.2.1 矿石矿物成份

①石英脉型黑钨矿:矿石矿物主要有:黑钨矿、白钨矿、黄铁矿、辉铋矿、辉钼矿、闪锌矿、毒砂、黄铜矿、方铅矿等;脉石矿物有石英、白云母、长石、萤石、磷灰石、绿泥石、方解石、层解石、含铁方解石等。②矽卡岩型白钨矿;金属矿物主要有:白钨矿、黑钨矿、黄铁矿、铁闪锌矿、辉铋矿、方铅矿、黄铜矿、银黝铜矿等;非金属矿物有硅灰石、透辉石、石榴子石、阳起石、绿帘石、绿泥石、萤石、石英、绢云母、铁锂云母、长石、磷灰石等。

3.2.2 矿石结构构造

石英脉型矿石结构主要有:由结晶作用形成的自形结构、半自形结构和他形结构;由交代作用形成的交代残余结构、熔蚀结构、包含结构等。矽卡岩型矿石结构主要有:自形晶结构、半自形晶结构、他形结构、交代和交代残余结构等。石英脉型矿石构造:主要有交叉构造、对称条带状构造、角砾状构造、复脉构造、晶洞构造和梳状构造。矽卡岩型矿石构造主要有:土状构造(表层)、块状构造、角砾状构造、空洞构造等。

3.2.3 矿石化学成分

矿体中主要有用成份为WO3,伴生有用组分为Bi。WO3品位0.001%~18.4%,平均品位0.534%,Bi品位0%~1.85%,平均品位0.056%;其他共伴生元素普遍未达到综合利用的要求,但地表Cu、Pb、Ag、Au等达到一定含量,平均品位分别为0.186%、0.109%、33.1克/吨、0.19克/吨,值得注意;光谱分析中的Sn含量也较高。

3.2.4 矿石类型

矿石自然类型;有氧化矿石和原生矿石两类,原生矿石占主导地位。氧化矿石:由于地表和浅部风化、淋滤作用,矿体上部出现次生氧化物。原生矿石:矿体中下部封闭环境末被风化的矿石,

矿石工业类型有两类:一类是石英脉型黑钨矿和另一类是矽卡岩型白钨矿。

4 矿床成因及找矿标志

4.1 矿床成因

依据矿脉形态产状、矿物共生组合和围岩蚀变等特征,安前滩石英大脉型钨矿床成因类型属岩浆期后高中温热液裂隙充填型脉状黑钨矿床。①安前滩花岗岩体是燕山早期第三阶段侵入产物,在岩浆侵入、结晶、冷凝过程中形成的含矿热液,沿F1断裂流动,沿途与含钙岩石发生交代,在断裂上下盘形成矽卡岩矿床。在岩凸部位易形成一些裂隙,矿液沿裂隙充填形成黑钨石英脉型矿床。②构造是岩体侵位和矿床形成定位的空间条件。北西和东西向构造复合,控制了矿床的空间分布。③由于寒武系下部及泥盆系中上部地层中,一部分巨厚层状变质长石石英砂岩,其性脆易裂为成矿提供了有利条件,是矿床的主要赋存部位。另一部分中上泥盆统地层中含钙成分高于寒武系下统的化学成分,造就了中组和北组矿脉的白钨矿含量高于南组,同时,北部中上泥盆统地层中不纯灰岩,经热液交代蚀变在适当部位形成较厚的矽卡岩型白钨矿床。

4.2 找矿标志

(1)油脂光泽较强的石英脉、石英线脉及云母线脉带是最直接的找矿标志;

(2)云英岩化、硅化、电气石化、绿泥石化等蚀变也是重要的找矿标志。

5 结论

自元古代至今,赣南地区历经多次构造岩浆岩演化事件,钨矿的成矿高峰期界于中侏罗世~早白垩世间,以中侏罗世为主,钨成矿温度由西往东、从北至南,有从老到新、从高温向高中温过渡[2]。通过研究认为:成矿母岩安前滩花岗岩体是燕山早期第三阶段侵入产物,具有良好的分异性;在岩浆侵入、结晶、冷凝过程中,一部分含矿热液沿着构造裂隙充填形成黑钨—石英脉型矿床。另一部分含矿热液沿F1断裂流动,沿途与含钙岩石发生交代反应,沿断裂上下盘形成矽卡岩型白钨矿矿床。

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