江西姚畈矽卡巖型白鎢礦床成礦特征探討

龍細友, 張 敏, 肖 劍

(江西有色地質礦產勘查開發院,江西南昌 330001)

江西姚畈矽卡巖型白鎢礦床成礦特征探討

龍細友, 張 敏, 肖 劍

(江西有色地質礦產勘查開發院,江西南昌 330001)

姚畈鎢礦是贛東北弋陽縣境內發現的一個中型矽卡巖型白鎢礦。礦區位于近東西向三縣嶺—香屯前寒武紀基底復背斜和北東向古生代蓋層背斜的復合處,礦床賦存于中元古界雙橋山群和中石炭統黃龍組的不整合面上。礦區礦化在時空、物質來源和共生組合等方面具有獨特的特征:礦體的定位和形態嚴格地受區域褶皺和不整合的控制,礦質來源于中元古界雙橋山群變質巖,下伏中元古界雙橋山群變質巖中出現含鎢石英脈及構造蝕變巖型銅鎢錫礦化。除了W元素外,礦床還伴生有 Cu,Sn,Be和 Ag等金屬。

矽卡巖型白鎢礦;礦化;特征;姚畈;贛東北

姚畈鎢礦位于江西省東北部弋陽縣的北部,礦床工業類型屬矽卡巖型白鎢礦,WO3資源儲量達 3萬 t以上①江西有色地質勘查開發院.2009.江西省弋陽縣姚畈礦區鎢礦普查報告.。該礦床與普通矽卡巖型礦床不同的是:它不是分布于中酸性巖漿巖和碳酸鹽巖接觸帶上,如贛西北香爐山鎢礦床 (田邦生等,2008),而是分布在距巖體百米外的地層不整合面上,礦床的定位又受區域背斜迭加控制,鑒于其獨特的成礦特征,研究并總結其成礦機理對指導區內金屬礦的找礦工作具有主要的意義。

1 成礦地質背景

姚畈鎢礦地處揚子地塊萬年地體中部南緣 (圖1)(劉邦秀等,2006),贛東北深大斷裂北西側,屬樂華-德興 Cu,Au,Ag,Pb,Zn成礦帶的一部分 (王成發,1992;楊明桂等,2004)。

1.1 礦區地層

礦區出露地層有中元古界雙橋山群下亞群第三巖組(Pt2sha3)、石炭系中統黃龍組 (C2h)、石炭系上統船山組 (C3c)、二疊系下統棲霞組 (P1q)和三疊系上統安源組 (T3a)(圖 2)。

雙橋山群下亞群第三巖組 (Pt2sha3)分為上下兩段。下段(Pt2s)以石英云母片巖為主,夾云母石英片巖、砂質千枚巖、絹云母千枚巖和變質砂巖。上段(Pt2以絹云母千枚巖為主,夾石英云母片巖。

石炭系中統黃龍組 (C2h)按巖性組合特征分為上下兩段,下段 (C2h1)位于不整合面之上,厚度薄、一般小于 10 m,是本區矽卡巖型白鎢礦的賦礦層位,巖性主要為矽卡巖,局部為矽卡巖化砂巖、頁巖等;上段 (C2h2)厚,巖性主要為白云巖和灰質白云巖。

石炭系上統船山組 (C3c)巖性為灰巖、生物碎屑灰巖夾細砂巖透鏡體和燧石條帶。

二疊系下統棲霞組 (P1q)主要為硅質灰巖,三疊系上統安源組 (T3a)為砂巖、砂礫巖。

1.2 構造

區域性基底褶皺三縣嶺-香屯復背斜、蓋層褶皺福泉山短軸背斜,兩者在礦區內交匯 (圖 3),為礦區后期成礦作用提供了良好的構造條件。

三縣嶺-香屯復背斜在礦區內的軸線走向為近東西向,軸部出露中元古界雙橋山群下亞群第三巖組。

福泉山短軸背斜出露于礦區北東端及外圍,走向為北東-南西向,長約 20 km,寬約 10 km,為寬展型短軸背斜。軸面產狀為120～140°∠72～75°,北西翼產狀為 300～310°∠65°～50°,南東翼產狀為125～140°∠30～40°。核部出露中石炭統黃龍組,兩翼為上石炭統船山組和下二疊統。背斜形成后受后期燕山期構造運動及巖漿巖活動的影響及破壞,形態變得復雜。礦區矽卡巖型鎢礦床嚴格受該背斜控制。

圖 1 姚畈礦區大地構造位置略圖Fig.1 The geotectonic locat ion sketch map of Yaofan area

圖 2 姚畈礦區地質略圖Fig.2 The geologic sketch m ap of Yaofan deposit

斷層以北東向正斷層和北西向平移斷層為主,主要分布于福泉山背斜的核部及轉折端。

1.3 巖漿巖

礦區深部有隱伏花崗巖體,為燕山早期黑云母花崗巖 (γ5

2),中粒、中細粒結構,花崗結構,似斑狀結構,塊狀構造。主要造巖礦物石英 20%～30%、鉀長石 30%～50%、斜長石 30%、黑云母 5%～10%,副礦物為磁鐵礦、鋯石、磷灰石、褐簾石,另外有少量絹云母、白云母、綠泥石、碳酸鹽等蝕變礦物。

礦區在雙橋山群變質巖中有花崗斑巖脈 (γ π)分布,與深部花崗巖體屬同源產物?；◢彴邘r按結構和顏色的不同可分為兩種,分別為粗斑狀花崗斑巖和細斑狀花崗斑巖。

粗斑狀花崗斑巖為肉紅色,斑晶為鉀長石、斜長石、黑云母,鉀長石斑晶大小 2～3 cm,基質粒徑為0.02～0.3 mm,礦物含石英 15%～20%、正長石10%～15%、斜長石 15%～20%、黑云母 1%～5%。

細斑狀花崗斑巖為淺灰色或灰帶肉紅色,斑晶為石英、長石 (斜長石、鉀長石)組成,斑晶直徑一般1～5 cm,基質粒徑 0.01～0.02 mm。礦物成份,石英 20～30%,斜長石 30～50%,鉀長石 15～20%,黑云母 1～5%。巖石普遍具弱粘土化和綠泥石化。礦區大部分巖脈屬于此類。

圖 3 姚畈礦區區域地質構造略圖Fig.3 The geologic and tectonic sketch m ap of Yaofan area

1.4 礦區及鄰近地區礦床類型

礦區礦床成因類型為巖漿期后熱液礦床,礦床工業類型為矽卡巖型白鎢礦。礦床十幾公里以內分布有金屬礦床多處,東面分布有葛源和黃山大型花崗巖型鉭鈮礦兩處,及葛源巖漿熱液型鎢錫礦床;北西有火山噴流型樂華銀鉛鋅礦床和火山沉積型樂華錳礦。在樂華-德興成礦帶的北東端有矽卡巖型涼坑鎢鉬銅礦床,與本礦床類型相同。

2 礦床地質地球化學特征

2.1 礦床地質特征

2.1.1 地層、構造、巖漿巖與礦化關系

(1)礦化與地層的關系。礦床僅分布于黃龍組底部不整合面及其下伏的雙橋山群變質巖中,其它地層中未發現礦化存在。

(2)礦化與構造關系。不整合面上的礦化矽卡巖僅分布于福泉山短軸背斜的軸部及兩翼轉折端附近,至翼部逐漸尖滅,礦化層走向與背斜軸走向一致,為北東向。其下伏兩種類型的礦 (化)體雖然規模小,也呈現出同樣的空間分布特征。

(3)礦化與花崗巖體的關系。鎢礦化矽卡巖層之下的含鎢石英脈在平面和垂向上分布于巖體的外接觸帶,外距巖體 100～200 m,花崗巖體內未見礦化蝕變跡象。

2.1.2 圍巖蝕變

圍巖蝕變主要有矽卡巖化、硅化、綠泥石化、絹云母化、黃鐵礦化、碳酸鹽化等。矽卡巖化、硅化和綠泥石化等與成礦關系密切。矽卡巖化發育于雙橋山群與中石炭統黃龍組兩者之間的不整合面及黃龍組下段,其它蝕變普遍發育于雙橋山群構造帶中。礦卡巖為礦床的主要圍巖。

2.2 礦床地球化學特征

礦區微量元素分析統計結果 (表 1)具如下特征:

(1)低溫元素 Bi,As和 Sb分布均勻,含量高,相當于克拉克值的數十倍至百倍不等;

(2)W,Sn和 Pb在礦區所有地質體中含量都高于克拉克值,分異性大,三者在雙橋山群變質巖和矽卡巖中最高,為克拉克值的數十倍不等,而在三疊系砂礫巖和石炭系灰巖中含量最低、一般為十倍以下;

(3)Mo稍高于克拉克值,在花崗巖和雙橋山群變質巖中最高;

(4)Cu和 Zn含量都比較接近克拉克值,Cu在矽卡巖和雙橋山群變質巖中最高,約為克拉克值的兩倍,Zn在矽卡巖和石炭系灰巖中最高;

(5)Ag含量都低于克拉克值;

(6)礦區雙橋山群變質巖中富含成礦元素W,Sn,Cu,Mo和 Pb。

表 1 微量元素含量統計表Tab.1 The statistics table for content of trace elem ent 10-6

2.3 礦床礦化特征

礦化類型主要有:產于黃龍組底部似層狀矽卡巖型白鎢礦化,產于雙橋山群變質巖中的構造蝕變巖型銅鎢錫多金屬礦化、石英脈型鎢礦化,前者產于區域大型地層不整合面上,為礦床主礦體,規模大,分布范圍廣,后兩者分布于不整合面以下地層中的次級小型斷裂和裂隙中,規模小,皆與燕山早期隱伏花崗巖有關,礦質來源具同源性和同期性。

圖 4 姚畈礦區 0號勘探線剖面圖Fig.4 The geologicalprofile ofNo.0 explorat ion line in Yaofan m ine area

2.4 礦體分布、規模形態特征

礦床位于中石炭統黃龍組底部矽卡巖化地層中 (圖 4),含礦層總長約 6 000 m,寬 600～1000 m,厚1～15 m,走向北東 30～40°,總體傾向南東,傾角平緩 10～15°,受褶皺影響波狀起伏變化,局部傾向為南西或北西,傾角 10～30°。按鎢礦床一般工業指標圈礦,含礦層內圈出四個工業礦體,分布于南北兩個區段 (楊家塢和老虎崖區段),單個礦體長400～700 m、寬 100～600 m、平均厚 1.96～3.43 m,礦體形態為似層狀、透鏡狀 (表 2)。

表 2 矽卡巖型礦體產狀、形態、規模一覽表Tab.2 Attitude,shape and size of skarn-type deposit

2.5 礦石特征

礦石中金屬礦物主要是白鎢礦、磁鐵礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦、硫砷銅礦、方鉛礦、閃鋅礦,少量黑鎢礦、鎢華、輝鉬礦、錫石和綠柱石等。脈石礦物主要有透閃石、透輝石、陽起石、綠簾石、綠泥石、螢石、滑石、方解石、石英,其次有黝簾石、磷灰石、硅灰石、絹云母等。

礦體WO3平均品位 0.2%～0.3%,品位變化系數 100%～150%,屬較均勻至不均勻礦石。WO3與礦體厚度大致呈正比關系,即一般礦體厚度愈大,其品位也相對較高。楊家塢區段的Ⅰ號礦體伴生Cu 0.128%,Sn 0.039%。

礦石結構有顯微鱗片變晶結構、交代殘余結構。白鎢礦在礦石中呈自形—半自形中細粒結構。礦石構造主要為浸染狀構造、塊狀構造,次為細脈浸染狀構造。

礦床工業類型屬似層狀矽卡巖白鎢礦,由于礦石平均品位較低,屬貧鎢礦石。

2.6 成礦期次與礦物共生組合

矽卡巖型鎢礦體按礦物共生組合可分為三個成礦期:

(1)矽卡巖期。主要礦物為透輝石、硅灰石;(2)高溫氧化物期。透閃石-陽起石、磁鐵礦、白鎢礦、螢石、石英;(3)中溫硫化物期。綠泥石、絹云母、黃銅礦、黃鐵礦。

3 礦床成因

3.1 成礦物質來源

礦區主要成礦元素W,Sn和 Cu的平均豐度在中元古界雙橋山群變質巖中都明顯高于礦區其它地層、花崗巖和花崗斑巖,變質巖中的平均豐度W 67.2×10-6,Sn 74.2×10-6,Cu 121.7×10-6,分別為克拉克值 W 1.1×10-6,Sn 1.7×10-6,Cu 63×10-6(袁見齊等,1985)的 61.1,43.6,1.9倍。這些參數從一個側面反映了礦區的主要成礦元素W,Sn和 Cu來源于中元古界雙橋山群 (劉邦秀等,2006)。

3.2 成礦機理

礦區成礦作用與深部燕山早期花崗巖體侵入活動有關,成礦期屬燕山早期。

雙橋山群變質巖中的成礦物質被深部花崗巖漿侵入活動產生的熱液萃取、運移至中石炭統黃龍組底部不整合面、雙橋山群變質巖中的破碎帶、裂隙等有利空間富集交代沉淀,形成了矽卡巖型、構造蝕變巖型和石英脈型多種礦化類型共生組合。矽卡巖型礦體伴生有 Cu,Sn,Mo和 Be等金屬;構造蝕變巖型礦化體為W,Cu和 Sn共生;石英脈型礦化以W為主,局部以 Cu或 Mo為主,常伴生 Be(圖 5)。

4 結論

(1)姚畈鎢礦的成礦期為燕山早期,成礦階段可劃分為矽卡巖階段、高溫氧化物階段和中溫硫化物階段三個成礦階段。

圖 5 姚畈礦床成礦模式圖Fig.5 The m ineralization pattern map of Yaofan deposit

(2)背斜的鞍部作為應力的集中區,地層往往在此處經受強烈擠壓變形和拉張作用形成虛脫空間,成為后期成礦熱液的富集沉淀場所,因此礦區分布于黃龍組底部的矽卡巖型白鎢礦床的空間定位受福泉山背斜的軸部控制和約束。

(3)礦區出現多礦種多礦床類型的共生組合,似層狀白鎢礦化矽卡巖與下伏構造蝕變巖型、含鎢石英脈為上下疊置關系。

劉邦秀,李永明,左祖發.2006.江西不同構造單元成礦地質背景分析[J].東華理工學院學報 (增刊),45-50.

田邦生,袁步云.2008.贛西北香爐山鎢礦床地質特征與找礦標志[J].高校地質學報,14(1):114-119.

王成發.1992.樂德礦帶成礦系列與成礦規律[J].礦產與地質,8(4):257-264.

楊明桂,王發寧,曾勇,等.2004.江西北部金屬成礦地質[M].北京:中國大地出版社.袁見齊,朱上慶,翟裕生.1985.礦床學[M].北京:地質出版社:20.

D iscussion on Metallogenic Characteristics of JiangxiYaofan Skarn-type Scheelite Deposit

LONG Xi-you, ZHANGMin, X IAO Jian
(Jiangxi Research Institute ofNonferrousMetals Geology andMineral Resource Exploration,Nanchang JX 330001,China)

Yaofan tungsten deposit is a midst skarn-type scheelite depositwhich lieswithin Yiyang county of northest of Jiangxiprovince.The mine area locates at intersection of nearly east-west trend Sanxianlin-Xiangtun presinian base anticlinorium and northeast trend palaeozoic cover anticline.The deposit occurs on the nonconformable face be tween Shuangqiaoshan group ofmiddle proterozioc and Huanglong formation ofmiddle carboniferous series.Metallization of the mine area is characterized distinctly on t ime,space,mineral resource and association etc.Ore body location and shape is restricted by regional fold and nonconformity.Metallogenic material came from middle proterozoic Shuangqiaoshan group metamorphic rock.Metamorphic rock of middle proterozioc Shuangqiaoshan group under the ore bed presents two mineralization types such as tungsten-bearing qartz vein and structure alteration with copper-tin-tungsten mineralization.Besides the tungsten element,the deposit associates Cu,Sn,Be and Ag etc metals.

skarn-type scheelite deposit;metallization;characterize;Yaofan;northeastern of Jiangxi province

P618.67

:A

:1674-3504(2010)04-351-06

10.3969/j.issn.1674-3504.2010.04.008

2010-09-20

龍細友 (1971—),工程師,地質礦產勘查專業,長期從事地質找礦工作。