崇阳坪沙溪钨矿床地质特征及成因分析

崇阳坪沙溪钨矿床地质特征及成因分析

湖南省崇阳平地区位于扬子地块和华南裂裂带的过渡带，位于雪莱东南褶皱带。该区域经历了几次重要的地壳运动，如雪松、加里东、印支和燕山。岩石活动强烈，采矿条件好，矿床条件好。这里分布着许多锆矿床。2011年湖南省地质矿产勘查开发局四〇七队在开展1︰5万崇阳坪地区矿产远景调查时,发现了沙溪钨矿床,该矿床位于崇阳坪地区北部的中华山岩体内外接触带上(1)。经过两年的勘查,目前发现细脉带型白钨矿化带3条,石英大脉黑钨矿化体1条。该矿区尚在继续勘查中,并新发现了外接触带矿体,极有可能突破大型规模。因此,对该矿床地质特征、矿化富集规律的研究,对今后的找矿工作有一定的指导意义。1成矿地层及构造岩浆岩带沙溪钨矿床产出于湖南省洪江市安江镇境内,区域上位于雪峰加里东褶皱带。区域出露地层主要有南华系、震旦系、寒武系、奥陶系、志留系、第三系和第四系等,其中以南华系、震旦系、寒武系和奥陶系为主,主要为一套浅变质的中细碎屑岩建造,岩性主要为砂岩、砂质板岩、板岩、硅质岩及少量灰岩等。区域地球化学特征表明南华系、震旦系、寒武系和奥陶系具有较高丰度的钨元素,南华系、震旦系平均值11.62×10-6,寒武系10.21×10-6,奥陶系8.96×10-6,这些地层是区域上钨元素富集成矿的主要“矿源层”。区内构造发育,主要为NE向褶皱、断裂,S-N向、NW向断裂次之,其中规模较大的有NE向罗翁-陇城深断裂和S-N向铁山庙-武阳深大断裂,它们对崇阳坪地区酸性岩体及赋存于岩体中的钨矿起控制作用(图1)。区内岩浆岩发育,以酸性岩为主,从北向南依次为中华山、崇阳坪、瓦屋塘岩体,它们沿铁山庙-武阳断裂侵入,形成近S-N向展布、延伸长150km的构造岩浆岩带,呈岩基、岩株产出。岩性主要为黑云母二长花岗岩,它们成为崇阳坪地区最主要的地质体和矿化围岩,并富含W等成矿物质。2矿床的地质特征2.1矿区地质2.1.1深成岩与沉积相矿区内出露的地层有南华系下统,南华系上统南沱组,震旦系下统陡山沱组、震旦系上统留茶坡组,寒武系下统小烟溪组(图2),其中南华系下统分布较广,主要由含砾砂岩、砂岩、含砾砂质板岩组成,近岩体部位角岩化较强,并伴有硅化。南华系上统南沱组主要分布于矿区南部,岩性为冰碛砾泥岩。震旦系下统陡山沱组小面积出露,由炭质板岩、条纹状白云岩或白云质灰岩组成。震旦系上统留茶坡组小面积分布于矿区南东角,岩性为灰白、灰黑色薄-中厚层状硅质岩,具条带,底部和顶部夹薄层黑色硅质、炭质板岩。寒武系下统小烟溪组岩性为灰黑色、黑色薄-中厚层状硅质、炭质板岩、硅质粉砂岩、钙质板岩。2.1.2岩石组成、成分矿区内出露的岩浆岩为印支期黑云母二长花岗岩,分布于东部,约占工作区面积的95%,属于中华山黑云母二长花岗岩岩体的一部分,岩性主要为细粒黑云母二长花岗岩、中细粒黑云母二长花岗岩,局部为中粒及粗中粒黑云母二长花岗岩。钨矿化主要产于中细粒黑云母二长花岗岩内(图2)。中细粒黑云母二长花岗岩:灰色,块状构造,花岗结构。主要由钾长石(36%~41%)、斜长石(23%~28%)、石英(31%~36%)、黑云母((3%~8%)组成。其中钾长石呈半自形-他形板状,粒径多>2mm,条纹结构发育,有的可见卡氏双晶,泥化明显;斜长石呈自形-半自形板状,粒径多为0.2~1.2mm,聚片双晶和环带结构发育,可见被白云母、绿泥石交代呈残余;黑云母呈褐色,半自形-他形片状,局部绿泥石化,粒径为0.1~1.6mm。沙溪矿区花岗岩主量、微量元素分析见表1、表2。岩石中SiO2含量为68.22%~73.99%,平均含量69.60%,低于西华山、华南、中国花岗岩平均值。Fe2O3+FeO平均含量4.22%,高于西华山、华南、中国花岗岩平均值。K2O+Na2O平均含量7.13%,低于西华山、华南、中国花岗岩平均值。K2O>Na2O,表明岩石富含钾质。A/CNK大于1,属于铝过饱和型岩石。岩石微量元素W、Sn、B、Ba、Mn等均高于地壳克拉克值,尤其W元素,比华南花岗岩的平均值3.5×10-6要高出数十倍,与著名的西华山钨矿区的含矿花岗岩特征一致,说明岩浆活动为成矿提供了一定的物质基础。2.1.3节理裂隙发育区内大面积出露中华山花岗岩体,受岩体侵入影响,岩体内部小挠曲及裂隙发育,区内节理裂隙按其走向可分为两组,即NW向和NE向,其中NW向节理较发育,数量多,这些裂隙多被石英细脉、电气石石英细脉、电气石细脉充填,并伴随强烈的钨矿化,是区内重要的控矿、容矿构造。2.2白锑矿石英细脉内压矿图3钨矿化主要赋存于细粒-中细粒花岗岩内,矿区圈定含钨矿化带5条(图2),编号Ⅰ~Ⅴ,其中Ⅰ矿化带为石英大脉型黑钨矿,Ⅱ~Ⅴ为石英-白钨矿化带,其中Ⅱ矿化带规模最大,见矿最好。Ⅰ矿化带:位于矿区东部细粒-中细粒黑云母二长花岗岩中,为石英大脉黑钨矿体。矿化带长约700m,宽约0.8~15m,倾向NE,倾角40°~80°。石英大脉宽几cm-数十cm(图3),脉间距一般数米,脉侧主要发育云英岩,大脉两侧见少量含白钨矿石英细脉。Ⅱ矿化带:长约3000m,宽50~200m,由含白钨矿石英细脉、电气石石英细脉组成(图3),细脉宽0.2~1cm,密度一般2~8条/米,密集处达15条/米,细脉发育密集处,白钨矿化较好。倾向北东,倾角50°~80°。共圈定20余个矿体,主要矿体长190~1600m,厚1.00~17.91m,品位0.064%~0.800%。目前整个工作区投入的工作量较少,对矿化带的控制程度较低,多数矿化带地表工程见矿,但中深部无工程控制,Ⅱ矿化带中深部稀疏施工的几个钻孔均见到较好的钨矿体,因此,该区深部找矿潜力较大。另外,在矿区北部震旦系江口组地层中新发现了厚度大、品位高的石英白钨矿、黑钨矿体,沙溪钨矿床的规模将进一步扩大。2.3矿石结构、构造金属矿物主要为白钨矿、黑钨矿、黄铁矿、辉钼矿、毒砂;非金属矿物以石英、钾长石、斜长石、黑云母、白云母等为主。矿石结构主要为半自形、他形晶粒结构、交代结构等。矿石构造主要为脉状构造、浸染状构造、团块状构造等。钨矿石类型主要为石英脉型,由石英大脉(脉宽>10cm)和细脉型(脉宽0.1~10cm)组成,黑钨矿呈粒状、板状分布于石英大脉中,白钨矿呈粒状、星点状、团块状散布于石英细脉中(图3)。2.4矿石英大脉两侧云英岩矿区内含白钨矿石英脉及电气石石英脉(以下简称矿脉)两侧的围岩蚀变类型主要有:云英岩化、钾长石化、绿泥石化、粘土化、碳酸盐化等,其中云英岩化、钾长石化与矿化关系较为密切。而含黑钨矿石英大脉两侧主要发育云英岩(图4)。这些蚀变在空间上具有一定规律性,水平方向:矿脉→云英岩化→钾长石化→绿泥石化→花岗岩,垂直方向:上部云英岩化较强,中部发育云英岩化、钾长石化,下部主要发育浸染状钾长石化,再往下部逐渐发育碳酸盐化。石英细脉及裂隙旁,普遍发育云英岩化,其中一些见浸染状白钨矿、黑钨矿,当细脉两侧岩石为云英岩化与钾长石化、硅化、绿泥石化、粘土化等叠加组成的混合带时,矿化往往较好,且蚀变强度越大,蚀变范围越宽,矿化越好。这说明从气化热液高温-中低温各种蚀变类型演变越复杂,分带性越高,对成矿越有利(2)。3矿化和富集规律3.1组织区地质特征矿区内近岩体边部为石英细脉白钨矿化,相对近岩体内部为石英大脉黑钨矿化。石英细脉白钨矿化带整体呈北西向带状平行分布,空间上受中华山岩体接触带和NW向断裂、节理裂隙所控制,依据野外收集的资料分析可知,矿区内主体发育三组方向不同的石英、电气石细脉,分别为倾向35°~95°、130°~180°、290°~325°三组,其中矿化富集于倾向35°~95°细脉组中,倾角一般在50°~80°之间(图5)。矿化主要富集在中部,具有中间富向两端逐渐变贫的特征。从西部向东部,矿化由弱-强-弱。3.2富集区主要地质特征从图6可以看出:矿化富集区内相邻样品的品位常具有跳跃式变化特点,WO3品位高峰区段与含脉密度、云英岩化强烈处基本一致,另外,钨矿主要富集于倾向35°~95°细脉组中,倾角一般在50°~80°之间。矿化富集区主要在标高650~216m,从地表浅部到深部矿化富集区段增多,矿化有逐渐加强的趋势。目前工程揭露到的地表浅部细脉密度一般1-6条/米,脉宽1~10mm,继续向中深部细脉密度一般2-10条/米,密集处到20条/米,脉宽1~10mm,因此,从地表浅部向深部表现出细脉变多、云英岩化加强、矿化加强的趋势。另外,垂直方向上的蚀变分带与矿化存在一定相关性,钨矿化主要富集于中上部云英岩化、钾长石化、绿泥石化等多种蚀变叠加组成的混合带中,在下部碳酸盐化发育地段,矿化变弱。且在矿化富集部位的辉钼矿、毒砂、黄铁矿、黄铜矿等金属矿物也较多。且在这些蚀变中伴随有高、中温白钨矿、黄铁矿、毒砂、辉钼矿等金属矿物。4简言之，简联形象分析4.1设置裂构造控制部位(1)中细粒花岗岩内外接触带是矿体的有利赋存部位。岩石以富硅、高钾、低钙、富碱为特点,岩石富含成矿元素W、Sn、B、Mn,尤其W元素较高,为成矿奠定了一定的物质基础。(2)矿脉受NW向断裂构造控制,断裂部位岩石节理、裂隙发育,且有石英脉、石英电气石脉充填,为钨矿的形成提供了有利的空间,是成矿的有利部位。(3)区内花岗岩围岩蚀变较发育,主要分布于石英脉内及两侧,主要蚀变类型有云英岩化、钾长石化、绿泥石化、硅化等,其中云英岩化、钾长石化与钨矿化关系密切,且在这些蚀变中伴随有高、中温白钨矿、黄铁矿、毒砂、辉钼矿等金属矿物为间接找矿标志;石英脉、石英电气石脉的蚀变带是找矿的直接标志。(4)南华系下统含砾砂岩、砂岩、含砾砂质板岩富含铁、钙质,据区域地球化学特征可知,南华系具有较高丰度的钨金属元素,为钨矿的形成提供了一定的物质来源,是找矿的间接标志。4.2矿床地质条件(1)目前矿区发现矿化带4条,主要以地表工程控制为主,少量深部钻探工程控制,且工程间距较大,总体工程控制程度较低,就目前所施工钻孔而言,见矿情况较好。Ⅱ矿化带圈定矿体20余个,有些矿体规模较大。矿区找矿前景较好。(2)从地表浅部向深部有细脉变多、云英岩化增强、矿化加强的趋势,已发现矿体深部很有可能存在厚大的钨矿体。因此,矿区深部找矿潜力较大。(3)在矿区花岗岩外围地层中新发现了厚度大、品位高的白钨矿、黑钨矿化体,为本区一个新的找矿方向。总之,矿区内已发现的矿化带工程控制程度较低,已有工程见矿均较好,从地表到中深部矿体有变富、变厚的趋势,矿床深部找矿潜力较大。另外,矿区外接触带地层中新发现了厚度大,品位高的石英白钨矿、黑钨矿体。因此,沙溪钨矿床的找矿前景相当乐观,规模有望达大型。5矿化富集区内样品