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《資源環境與工程雜志》2014年第S1期
1.成礦地質背景
兩路口鎢礦床大地構造背景位于桐柏-大別造山帶變質核雜巖隆起亞帶中部。大別變質核雜巖由變質深成巖系、表殼巖系和侵入其中不同時代的巖漿巖共同組成,其變質深成巖系主要為TTG系列的英云閃長質片麻巖、奧長花崗質片麻巖、花崗閃長質片麻巖組合;侵入巖則主要表現為晉寧期和燕山期的花崗巖類。且造山帶內巖漿活動十分頻繁,發育有多期巖漿巖,尤以燕山期后碰撞鈣堿性花崗巖最為強烈,燕山期花崗巖多沿桐柏—商城斷裂分布,有靈山、新縣和商城等巖體;規模較小的巖體主要形成于早白堊世,其中中酸性小巖體較多,巖性多為酸性富堿的花崗斑巖、似斑狀花崗巖、石英斑巖及花崗閃長斑巖等,巖體明顯受網格狀斷裂體系控制,具有成群成帶等間距分布特點[8]。研究區地層屬秦嶺-大別地層區卡房-龜峰山小區,主要出露一套黑云二長花崗質片麻巖,及斜長角閃巖+斜長角閃片麻巖組合[9]。區內發育有多個時代不同類型的巖漿巖,分布面積較廣。時代從中元古代汪鋪變輝長(綠)巖、新元古代二長花崗質片麻巖、中生代斑狀角閃二長花崗巖等,中生代侵入巖呈巖株狀侵位于大別期、晉寧期侵入巖中,巖性主要為中粗粒黑云二長花崗巖,局部為中粒含斑黑云母二長花崗巖。工區北部出露約6km2似斑狀黑云二長花崗巖。脈巖較發育,主要為近東西向和北東向產出,其中北東向脈巖嚴格受構造控制,沿斷裂產出;近東西向脈巖與附近侵入巖具同源共生關系,該類脈巖與圍巖無明顯斷層接觸界線。主要有閃長巖脈、閃長玢巖脈、花崗斑巖脈、輝綠巖脈、煌斑巖脈及少量北東向石英脈等(圖2)。區內經歷了多期變形變質作用,變質作用以區域變質作用為主,出露一套麻粒巖相的變質巖石組合[10]。構造以斷裂活動為主,其中東西向、北西西向、北北東向最為發育,它們組成了區內網格狀的斷裂構造格架,基本與區域構造配套。區內主要斷層有獅子垴斷層、齊頭山-單尖溝斷層、兩路口斷層;兩路口斷層在自區內延伸出工作區,走向10~30°,斷層產狀310~340°∠45~78°,形成的破碎帶一般寬5~25m,帶內發育強硅化巖、構造角礫巖、碎裂巖及碎粒巖,明顯與圍巖面理斜交,常見斷層引起的拖曳褶曲,構造巖具明顯分帶現象,從內到外依次為碎粉巖、角礫巖、碎裂巖,部分有早期糜棱巖殘留,斷裂帶及其附近節理發育。沿斷層常常見石英細脈沿裂隙面充填及黃鐵礦化。該斷層是區內規模最大的斷裂構造,據前人資料該斷層是商城—麻城斷裂的次級斷裂(圖1,F18)。兩路口鎢礦床主礦體W1礦體賦存于齊頭山-單尖溝一帶發育的東西向斷層破碎帶內(圖1,F3),礦體產狀與斷層產狀基本一致(圖2)。
2.1礦床地質特征兩路口鎢礦床礦石礦物主要為白鎢礦。工區主要出露一套黑云二長花崗質片麻巖,其次為一套變基性巖為原紅安群解體單元[10],該套地層主要分布于普查區中部兩路口-鐵門口一帶,少量呈大小不等、形態各異的包體、殘留體鑲嵌在中元古代變質侵入巖中。礦區主要發有北北東、東西向兩組斷層;主礦體W1賦存于齊頭山-單尖溝一帶發育的東西向斷層破碎帶中,該斷層為一逆斷層,產狀345~15°∠45~60°,工區出露大于3km,形成的破碎帶一般寬5~15m,帶內發育強硅化巖、構造角礫巖、碎裂巖及碎粒巖,明顯與圍巖面理斜交,常見斷層引起的拖曳褶曲,構造巖具明顯分帶現象;主礦體W1賦存于該斷層破碎帶中,與碎裂巖化+褐鐵礦化+硅化蝕變關系密切;同時出露基巖多發育此兩組方向節理面。下白堊似斑狀黑云二長花崗巖呈巖株狀侵入,巖主要分布于工區北面,面積約大于4km2;脈巖多呈放射狀發育,走向以東西向、北東、北西向為主。
2.2礦體特征地表發現礦(化)體(W1、W2、W4、W5礦體)長度220~1500m,寬1.01~10.30m,礦化受構造破碎帶控制,呈近東西向展布;傾向345~15°,傾角45~60°;鎢礦化主要賦存在碎裂巖化、硅化、褐鐵礦化(黃鐵礦化)較強地帶,已圈定礦(化)體4個,其中主礦(化)體W1長約1500m,寬1.10~10.30m,礦體呈脈狀、似層狀產出,礦體產狀與斷層產狀一致。礦石品位:ω(WO3%)=0.08~0.38%;從地表工程礦化特征來看,礦體向深部呈現品位增高,產狀略陡特征,礦體趨厚、品位變富的趨勢顯著。地表工程控制W1高差大于250m,初步估算資源量(3341)WO3可達1萬噸(W1333+3341資源量約4000t(圖3)、已控制礦脈資源量WO3(3341)相加已近1萬t)。
2.3礦石組成特征礦石賦存于齊頭山-單尖溝間發育的構造破碎帶中,礦體受構造控制顯著,與不同性質圍巖關系不大,鎢礦石以白鎢礦形式存在,金屬礦物主要有針鐵礦、黃鐵礦、赤鐵礦、輝鉬礦等,偶見黃銅礦、方鉛礦;礦石中脈石礦物有石英、絹云母、長石、螢石、角閃石及碳酸鹽巖(方解石)等。
2.4礦石組構特征礦石以粒狀、碎裂狀及糜棱狀為主,白鎢礦呈板片狀、四方錐狀,局部呈團塊狀,四方雙錐狀,表面呈玻璃光澤,斷口油脂光澤、參差狀(圖5)。礦石構造以塊狀、浸染狀為主,次為角礫狀、條帶狀、碎裂狀等構造。
2.5圍巖蝕變特征圍巖蝕變主要受構造控制及順構造后期熱液活動控制,蝕變帶寬度一般5~35m不等,主要有褐鐵礦化(黃鐵礦化)、高嶺土化、硅化、次生石英巖化、綠泥石化等;褐鐵礦化在地表局部礦化露頭以鐵帽產出。礦化強度與褐鐵礦化(黃鐵礦化)+碎裂巖化+硅化蝕變關系密切,與高嶺土化綠泥石化化關系次之。
3.礦床成因
區內礦床成因研究、控礦因素研究均處于起步階段,但就目前地表工程來看,鎢礦體受近東西向斷層構造控制,與巖脈活動存在一定的關系,但是成礦時期應晚于巖脈發育時期;工區存在多期巖漿活動。而根據地調院陳覓博士通過對工區脈巖采取鋯石LA-MC-ICPMSU-Pb定年結果顯示,工區研究巖脈在130Ma左右形成,巖漿巖活動形成于大別山隆起運動階段;礦床形成年齡應晚于工區出露的下白堊世巖漿巖脈。兩路口白鎢礦床為典型構造控礦熱液型鎢礦床[11-12]。
3.1礦床成因探討在距今大約1.4億年前的早白堊世,新生的太平洋洋殼快速向西北方向擴張,鄂霍次克陸塊也跟隨著古太平洋向西北方向運動。在距今大約1.3億年前的晚白堊世早期,該陸塊漂移到東亞大陸邊緣[13],與中國華南地區及日本西南部發生碰撞,晚白堊世大別山隆起造山,引起鎢、錫豐度較大的陸殼重熔形成燕山期中酸性及酸性巖漿[14-15],在巖漿上升鹽化過程中鎢、鉬、鉍等成礦元素及揮發組分趨于在晚期和上部演化為含鎢、鉍等成礦元素的花崗巖漿。此種巖漿侵位結晶后揮發組分上升使巖體及圍巖發生一系列的蝕變及礦化。首先是高溫堿性流體與巖體發生的鉀化和繼之發生的鈉化,不僅形成了相應的蝕變帶而且可使早期進入黑云母及角閃石晶格的鎢礦化組分活化進入流體相,同時流體向酸性方向轉化。當巖體與化學性質不活潑的東西向構造碎裂巖圍巖接觸時富礦化組分流體在巖體突起部位及邊部集中并且在巖體內外接觸帶沿東西向構造裂隙發生充填作用形高溫熱液充填型鎢礦床[16]。
3.2控礦因素探討(1)地層控礦:普查區內主要出露周河二長花崗質片麻巖。地層中Au、Ag呈背景值分布。W、Mo、Sn襯值為1.0594、0.9236、0.9611,與區域背景值相比較,相差不大;W、Mo、Sn變異系數為1.76、0.7360、0.3441,顯示后期礦化活動的疊加改造強烈,在普查區內分布有較大面積的W、Mo高強度異常,為區內最重要的找礦異常,工區總的化學異常指示,成礦元素可能為深部新元古代地層提供。(2)巖漿巖控礦本區花崗巖脈較發育,大體以北西、北東、東西向為主要展布方向,整體形勢呈雜亂出露,巖脈礦化不顯著(圖2),礦化現象多發育于脈巖邊部接觸帶及其裂隙面,顯示礦化為多期熱液活動富集產物。已知礦體發育于破碎帶中,發育于破碎帶中的巖漿巖脈活動開辟了熱液通道,同時提供動能支持,并使成礦元素富集。(3)構造控礦就目前找礦資料分析,所控制礦體均賦存于本區發育的近東西向斷層及其次級構造中,礦體的空間分布明顯受斷裂控制,其產狀與斷層構造產狀一致(圖2、3)。斷裂活動不僅為含礦巖漿侵入開辟了上升通道,而且為侵入巖漿及其伴生礦產創造了冷凝分異和停集賦存場所,導致含礦巖漿巖帶、地球化學異常帶乃至地球物理異常帶的空間分布與斷裂構造帶相一致。不同方向的構造—巖漿帶的交會點常是成礦有利部位[7]。
4.找礦方向探討
通過近兩年的地質找礦工作,對本區范圍成礦地質條件與成礦規律的新認識,近兩年對本區地質找礦突破取得了較大的新進展[17],工區內發育的近EW向構造,特別是其構造破碎帶內所發育的硅化、褐鐵礦化地質體為最重要找礦目標;同時,工區大堰口水庫南部周家灣地區與褐鐵礦化石英脈有關的鎢礦化地質體也是擴大找礦成果的方向,東西向構造與不同方向發育的巖漿巖脈交匯處是找礦的有利部位。本區與鎢礦化有關的蝕變較為單一,主要為褐鐵礦化、硅化、碎裂巖化;因此,在工區平行發育的東西向構造破碎帶中,地表鐵帽、褐鐵礦化為最好的找礦標志。根據兩路口白鎢礦礦床地質特征、礦石組構、礦化蝕變特征分析,認為目前發現的礦化為淺部礦化,向深部可能礦化增強、礦體加厚,向深部尋找與隱伏巖體相關的礦體為本區今后重點找礦方向。
5.結論
綜上所述,兩路口鎢礦床為高溫熱液裂隙充填型白鎢礦床,礦體受東西向構造破碎帶控制;地表主要找礦標志為東西向破碎帶內發育的褐鐵礦化(黃鐵礦化)+碎裂巖化+硅化蝕變地質體。主礦體南部發育的東西向構造破碎帶以及深部與隱伏巖體相關的礦體為主要找礦方向。
作者:曾小華魯顯松黃威趙旭峰汪江劉嘉朱正勇單位:湖北省地質調查院