(十二)江西崇余犹—三南地区钨锡多金属找矿远景区(Ⅻ) (五)关帝庙-大义山钨锡多金属找矿远景区(Ⅴ)

(五)关帝庙-大义山钨锡多金属找矿远景区(Ⅴ)

该找矿远景区位于华南褶皱带南岭成矿构造带中段北缘。阳明山—大义山—上堡EW向基底断隆带是区内主要构造形迹,郴州—邵阳NW向隐伏基底断裂带与之交汇于大义山地区。区内地层有震旦—奥陶系分布于阳明山、塔山穹隆核部,泥盆系—中三叠统(D—T2)碳酸盐岩分布于隆起周边;晚三叠统—白垩系(T3—K)陆相沉积岩主要分布在阳明山北侧衡阳盆地及上堡南部。印支盖层的不纯碳酸盐岩是该区主要的赋矿岩性。构造总体为阳明山、塔山、大义山穹隆组成的EW向基底断隆带;断裂以大义山岩体西接触带为界,以西表现为NE向和NW向两组交切,以东由SN向盖层褶断带与基底NW向构造-岩浆岩带上下迭置组成“立交桥”构造式。阳明山-大义山基底构造对岩浆岩及矿产有重要的控制作用。阳明山、塔山、大义山、施壁塘(花岗斑岩群)、上堡岩体呈EW向带状展布,除阳明山、塔山、大义山南体(主体)为印支期外,侵入时代均属燕山早期(中侏罗),后者与成矿关系密切。
卫星照片解译的半封闭环形影像分布于塔山、大义山岩体间,推断深部存在隐伏岩体。EW向重力低异常总体与阳明山岩体、塔山岩体、大义山复式岩体、施壁塘小岩体群和上堡岩体吻合,于大义山岩体与阳明山西段出现NW向分枝。并以大义山NW重力负异常为界,东段(施壁塘—上堡)与西段(阳明山—塔山)的EW向负异常错位达10km。20余处航磁异常沿岩体接触带分布组成EW向异常带,其东端(大义山)、西端(阳明山西段)表现为NW向局部负异常。1:20万区域化探综合异常成矿元素组合为:W、Sn、Mo、B、F、Be、Pb、Zn、Cu、As、Hg、Sb、Ag、Au等,以W、Sn异常面积大、强度高、浓集中心明显为特点。1:5万水系沉积物测量锡异常17个,多数为矿致异常。
该区矿产种类多,但金属矿以锡铜为特色,而非金属以硼较有名,有江南最大的硼矿。其他矿种为铅、锌、铜、锑、金、铌、砷、硼矿等。已知矿床(点)120余处(锡40余处)。
1.湖南祁东地区铅锌多金属评价区
祁东地区铅锌多金属评价区大地构造位置处于赣湘桂粤上古台坳,湘东拱褶断束、赣湘粤陷褶断束、湘中陷褶断束和湘桂拱褶断束的接合部位,衡阳断陷盆地及周缘,常德—安仁、邵阳—郴州NW向基底断裂带与长平—双牌、潘家冲—水口山NE向深大断裂带的交汇部位。区内地层出露齐全,从元古界冷家溪群、板溪群至新生界第三系,除志留系缺失外均有出露,其中以古生界及白垩系—第三系分布最广。区内基底构造主要有祁阳—水口山EW向基底断裂带,邵阳—郴州、常德(衡山)—安仁NW向基底断裂带,长平—双牌、潘家冲—水口山NE向深大断裂,这些构造对岩浆岩、沉积建造和矿产的分布有着重要的控制作用。盖层构造主要有NE向、NW向和近SN向3组褶皱和断裂,它们往往是基底(或深大)断裂的次级构造,为成矿提供了良好的空间,是该区的主要容矿构造。
该区岩浆活动频繁,自加里东期—燕山晚期均有活动,岩类齐全,从基性—中酸性—酸性均有,因多期次岩浆活动而形成复式岩体,其空间受基底构造控制,大小岩体沿盆地周边呈环带状分布,主要岩体有吴集岩体、将军庙岩体、川口岩体群、五峰仙岩体、水口山岩体、灯盏坪岩体、羊角塘岩体、鸡笼街岩体、关帝庙岩体、南岳岩体和琵琶山岩体,沙泉铺岩体、白莲寺岩体及其晚期岩脉(花岗斑岩、花岗闪长斑岩、伟晶岩)等。其中以燕山期酸性、中酸性岩分布最广,成矿与小岩体关系较为密切。
1:50万重力资料表明,重力负异常沿基底断裂带分布于岩体周围或隐伏岩体区;1:20万水系沉积物测量,东部圈定了一系列W、Sn、Pb、Zn、Cu、Ag、Au等元素组合异常,西部圈定了一系列Pb、Zn、Au、Ag、Sb、Hg、As等元素组合异常;异常规模大,浓集中心明显,元素组合齐全,吻合性好,且成群、成带沿基底断裂分布,为地质找矿提供了重要信息。
区内主要金属矿产有钨、锡、铅锌、铜、金、银等,矿床主要分布于衡阳盆地边缘基底断裂带及其交汇部位。矿床类型较多,是湖南省W、Sn、Pb、Zn、(Cu、Au)的重要产地,已探明WO3近40×104t,Pb+Zn金属量300多万吨;矿床主要受断裂构造及岩体接触带等控制。具有矿床品位高,规模大,伴生有益组分多等特点,往往构成大型综合矿床。典型矿床有清水塘铅锌矿床、杨林坳钨矿床、水口山—康家湾铅锌多金属矿田。
2.湖南阳明山-大义山地区钨锡铅锌矿评价区
该评价区位于阳明山、塔山、大义山穹隆组成的EW向基底断隆带,赋矿地层发育,区内构造发育,控矿构造明显,岩浆活动频繁,矿产种类多,成矿物质来源丰富。物(化)探异常强度高,浓集中心明显,与已知矿床(点)吻合较好,多为矿异常。近年来新发现的矿床(点)已初具规模。因此,该区是寻找岩体型、云英岩脉型锡矿床和热液充填(交代)型铅锌铜矿床的最有利地段。预计锡资源量20×104t、钨资源量20×104t、铅锌资源量100×104t。

崇余犹矿集区位于江西省西南部,涵盖崇义、大余、上犹全境及南康西部地区(图2-27)。与湖南、广东邻接。该矿集区是南岭中、东段石英脉型黑钨矿的重要产地,包括4个Ⅴ级成矿区带:①营前矿田。主要矿化类型是矽卡岩型钨银多金属,如焦里钨银矿;②淘锡坑-高坌矿田。主要矿化类型是石英脉-蚀变岩型钨锡矿,以淘锡坑为代表;③天门山-红桃岭矿田。主要矿化类型是岩体-石英脉蚀变岩型钨锡铅锌多金属矿,茅坪钨锡矿、牛岭钨锡矿、老庵里锡多金属矿;④九龙脑矿田。主要矿化类型是石英脉-矽卡岩型钨锡多金属矿。

图2-27 崇余犹矿集区区域地质简图

一、淘锡坑钨多金属矿区
江西省崇义县淘锡坑矿区位于NNE向九龙脑-营前岩浆岩带与EW向古亭-赤土区域构造-岩浆-成矿带的交汇部位,是九龙脑-淘锡坑矿田的一部分。该地区在60年代、80年代以及2003年至今开展了地质找矿工作,科研工作较少。本文在淘锡坑矿区成矿主脉体坑道中选取了5个辉钼矿样品和一个黑钨矿样品,由中国地质科学院国家地质实验测试中心屈文俊研究员用同位素稀释-等离子体质谱法,进行了Re-Os等时线年龄测定,获得了154.4±3.8Ma的辉钼矿等时线年龄数据。
1.地质背景
区内广泛出露震旦—奥陶系,分布面积占80%以上;另有少量泥盆系、石炭系、二叠系、白垩系、第三系分布。震旦系为火山物质、泥砂质所构成的复理石建造,断块状分布于樟东坑-天井窝、仙鹅塘-淘锡坑一带,包括坝里组与老虎塘组;寒武系则以泥砂质为主体,下部含炭、上部夹透镜状碳酸盐岩层,集中出露于矿田东南与北部;奥陶系更为复杂,主要为笔石页岩建造,间夹多层砂质、砾质碳酸盐岩层。这些地层经加里东运动,褶皱隆起而成为本区基底。泥盆系、石炭系、二叠系呈角度不整合于基底地层之上,从磨拉石建造开始,以浅海碳酸盐岩建造为主,至陆相沼泽泥砂质含煤建造结束。侏罗系、白垩系、第三系为断陷盆地沉积的红色碎屑岩系。
本区构造变形强烈,褶皱断裂发育,长期多阶段构造演化形成了各具特色的加里东、海西—印支、燕山构造层。每个构造层均有独特的沉积建造、岩浆活动、构造变形及复杂多样的组合形式,并彼此交汇、叠加改造,形成以NNE向、EW向构造为主,叠加NE、NW、近SN向构造的总体格局。EW向构造以及NNE向构造,在钨锡成矿时期,均有过多次反复的活动,形成了广泛的、形式多样的复合构造,以及其他方向的次级配套构造。这些构造为本区燕山期成矿岩体,以及钨锡多金属矿床的形成,提供了有利的条件。
区内岩浆活动以加里东期和燕山期为主,加里东早期阶段以中基性至酸性海底火山喷发为主,晚期阶段表现为强烈的混合岩化和酸性岩浆侵入;燕山早期主要为酸性岩浆侵入活动,间有少量基性岩浆侵入;海西—印支期岩浆活动比较微弱,仅有少许中酸性岩株出露。
九龙脑岩体:出露在矿区以南8km处,南起洪水寨,北至园洞,东西宽15km,南北长12km,面积约105km2。形成于燕山期,呈岩基状出露于矿田中部,作NNE向展布,往北、往南隐伏。该岩体可划分出马子塘、园洞、石溪、竹高岭4个不同期次形成的岩体。其受区域性NNE与EW向构造的复合控制,起始于晚三叠世,以中侏罗世为主体,晚侏罗世与钨锡成矿关系最为密切。岩体南端为粗粒黑云花岗岩,往北逐渐过渡为二云母花岗岩,并有小岩枝伸延到柯树岭矿区。岩体为重熔“S”型花岗岩,石英含量较高,钾长石高于斜长石,暗色矿物以黑云母为主,副矿物中常有磁铁矿、锆石、磷灰石、独居石、萤石、黑钨矿等,多阶段活动明显,演化程度较高,并富含W、Sn、Pb、Ag等成矿元素,是矿田内钨、锡、铅、锌的成矿母岩。
本区已知矿床较多,矿化复杂,类型多样,环绕燕山期九龙脑岩体,分布着以樟东坑、九龙脑为代表的钨矿床,以洪水寨、淘锡坑、柯树岭为代表的钨锡矿床和以赤坑、宝山为代表的银铅锌矿床。成矿多与隐伏、半隐伏小花岗岩体密切相关,矿床类型以石英脉型为主,次为矽卡岩型、破碎蚀变岩和云英岩型。矿带主要赋存于EW向次级裂隙中与SN向的矽卡岩带内,矿化体规模较大,沿走向延长常达数百米以上,宽达几米至几十米。主要矿物有黑钨矿、锡石、白钨矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿等。陶锡坑一带是赣南钨锡多金属矿的主要产地,也是最具找矿远景的成矿区之一。
2.矿区地质特征
矿区地层较简单,主要是震旦系、寒武系、奥陶系变质岩系,也是主要赋矿围岩,在矿区东部有泥盆系、二叠系、石炭系沉积岩出露,构成宝山近SN向向斜坳陷的一部分(图2-28)。区内断裂发育,形式复杂,规模不大,活动时间较长,既有控矿、储矿断裂又有成矿期后破坏性断裂构造。根据空间展布可分以下4组:①SN向断裂;②NW向断裂;③NE向断裂;④EW向断裂。据地表和深部工程揭露,陶锡坑矿区岩浆岩可分3期:最早为闪长岩脉,其次是隐伏花岗岩体(包括伴随的各种酸性岩脉),最后为基性的辉长岩脉。根据深部钻孔资料,推测区内隐伏岩体总体呈NNW向延伸,以北西段(宝山、棋洞、烂埂子)、牛角湾、西坑口为顶凸起,标高在+50至-200m左右。
在深部隐伏花岗岩体的热力作用下,于外接触带的变质岩中形成了较为明显的热力蚀变晕圈。越近花岗岩体,变质越强,反之则逐渐减弱。根据野外观察及钻孔编录,可以观察到自花岗岩体向外,大致可分为3个蚀变带:①角岩带;②强角岩化蚀变带;③角岩化-弱角岩化蚀变带。

图2-28 淘锡坑矿区地质图(转引自陈郑辉博士论文)

矿区北西段(宝山、棋洞、烂埂子)已完成评价,其历年采出钨精矿累计约1.4万t,现保有三氧化钨储量3.5万t,达中型矿床规模。矿区钨矿床类型为外接触带石英细脉-大脉型。
3.测试方法及结果
淘锡坑矿区目前开采的主要是356m中段以下的矿体,矿脉由306m中段标高到56m中段标高,矿体厚度由0.3~0.5m变大到1.7~1.9m,矿脉中成分主要是石英和云母,以及黑钨矿、辉钼矿、黄铜矿、萤石等。本次采集的样品是宝山区段生产坑道中主矿体的矿石样品(图2-29),用以进行Re-Os同位素研究。样品的测试结果见表2-20,图2-30。Re-Os同位素分析测试的结果表明辉钼矿的模式年龄变化于153.5±2.7~156.4±3.5Ma。表2-20中样品TXK1-6为与辉钼矿同一矿脉中的黑钨矿,其成矿年龄(164.0±2.7Ma)要比辉钼矿早。其中样号为TXK1-3的辉钼矿作为平行样测试了两次,目的是进行检测测试的结果。平行样的测试结果非常接近,说明测试结果是可靠的。

图2-29 淘锡坑矿区104线剖面图(转引自陈郑辉博士论文)

表2-20 江西淘锡坑钨矿中辉钼矿的Re-Os同位素数据


4.讨论与结论
上述结果表明,陶锡坑矿区同一矿脉中5个辉钼矿的模式年龄变化于153.5±2.7~156.4±3.5Ma,其等时线年龄为154.4±3.8Ma,在等时线图上分布近于一条直线。等时线年龄与模式年龄很接近,说明测试结果是可信的,可以作为淘锡坑矿区的成矿年龄。黑钨矿的模式年龄数据为164.0±2.7Ma,要比辉钼矿的等时线年龄大约10Ma。这与黑钨矿先于辉钼矿形成的地质特征是吻合的,也表明该矿区的成矿作用从黑钨矿到辉钼矿经历了至少10Ma的历史。正是较长时间内成矿物质在相对稳定构造条件下的不断补给,导致了富矿脉的形成和黑钨矿、辉钼矿等矿石矿物粗大晶体的形成。本矿区样品辉钼矿中铼含量比其他矿区的辉钼矿要低将近3个数量级,代表了什么地质意义或什么原因造成,还有待于进一步研究。

图2-30 淘锡坑矿区辉钼矿的Re-Os等时线年龄

赣南黑钨矿的形成是该地区多期岩浆构造演化活动的产物,而燕山早期的岩浆热液则是该地区钨矿成矿主要的物质来源。淘锡坑钨矿属于高温热液成因黑钨矿-石英大脉型矿床,其中辉钼矿年龄的测定结果,表明成矿作用与燕山期花岗岩有关。
二、茅坪钨矿区
江西省崇义县茅坪钨锡矿床是20世纪80年代末探明的一处大型钨锡矿床,矿区包括上茅坪、下茅坪、高桥下3个区段,矿床由上部石英脉型钨锡矿床和深部隐伏花岗岩体顶部的云英岩化花岗岩浸染型钨锡矿床所组成。该矿床发现于1918年,1949年前有少量民采,1955~1989年有重工业部江西220队、赣南钨矿大队、908地质队、冶金616队及江西有色地质二队先后在此开展过地质找矿工作,但科研工作程度相对较低,相关文献(李毅等,1991;郑跃鹏等,1991;黄定堂,1999)较少。本次工作在茅坪矿区采取了-5m标高云英岩型矿体中辉钼矿5件,云英岩型矿体上部40m标高石英脉型矿体中辉钼矿2件,由国家地质实验测试中心采用同位素稀释-等离子体质谱法进行Re-Os等时线年龄测定,获得了云英岩型矿体辉钼矿等时线年龄数据为158±4Ma。
1.区域地质背景
茅坪钨锡矿床位于南岭成矿带东段江西省赣南地区,据陈毓川院士的成矿区(带)划分方案,赣南处滨西太平洋成矿域(Ⅰ)之华南成矿省(Ⅱ)的南岭东段中生代锡银铅锌稀有稀土金属成矿区(Ⅲ),赣南钨锡成矿亚区(Ⅳ)。崇(义)-(大)余-(上)犹钨多金属矿矿集区是赣南成矿亚区中最重要的矿集区之一,天门山-红桃岭矿田又为矿集区内主要矿田之一,处NNE向西华山-张天堂岩浆带与EW向古亭-赤土区域构造-岩浆-成矿带的交合部位(图2-31)。
矿田出露地层以广布的震旦—寒武系基底岩系为特征,另有少量的泥盆系、白垩系、第四系地层。震旦系老虎塘组为一套由火山质、泥砂质岩构成的复理石建造;寒武系牛角河组和高滩组为一套由泥砂质夹少量凝灰质、碳质岩层构成的类复理石建造,泥盆系陡水组呈角度不整合覆盖于基底岩系之上,以磨拉石建造为主,中上部夹碳酸盐岩层;白垩系和第四系以山间磨拉石、内陆河湖相膏盐建造为特征的断陷沉积。据前人研究,震旦纪—寒武纪碎屑岩建造构造层中富含W、Sn、Cu、Pb、Zn、Ag等成矿元素,其W、Sn、Pb高出地壳克拉克值1.5~3倍,是矿田内钨、锡多金属矿床的主要赋矿地层。

图2-31 西华山—张天堂岩浆岩带控矿示意图

区内构造变形强烈,褶皱、断裂发育,褶皱以发育于基底地层中的倒转背斜为主。断裂以NNE和EW向为主,次为NW向和近NS向断裂。其中,NNE向和EW向断裂构造复合部位为区内燕山期岩浆岩侵入、定位提供良好空间,EW向断裂则是本区钨锡多金属矿体的主要控矿和容矿构造。
矿田出露和隐伏的岩浆岩体众多,多为多期次多阶段岩浆活动形成的复式岩体,尤以燕山期花岗岩类为最盛,典型代表有天门山岩体、红桃岭岩体和张天堂岩体。天门山复式岩体与下寒武统牛角河组浅变质岩呈侵入接触,接触面较平直,产状外倾,倾角40°~65°,主要岩性为先期侵入的中细粒斑状黑云母花岗岩和后期侵入的细粒斑状黑云母花岗岩,前者呈灰白色,似斑状结构,块状构造,斑晶为石英、钾长石、斜长石,基质为长石、石英、黑云母。后者呈小岩株、岩瘤、岩滴状,灰白、肉红色,细粒花岗结构,块状构造,斑晶以钾长石、石英为主,基质主要为石英、长石、黑云母。天门山岩体东侧红桃岭岩体亦具二次活动特征,先后形成细粒斑状黑云母花岗岩和细粒白云母花岗岩,后者呈SN向蠕虫状的岩瘤侵入于前者,总体呈NE向长条形岩株产出;北部张天堂岩体岩性为中细粒斑状二云母花岗岩。
矿田内钨锡矿床(点)众多,主要类型为石英脉型、破碎蚀变岩型和云英岩型。空间分布上,环绕成矿岩体(或隐伏岩体)内外接触带产出,主要为石英脉型、云英岩型钨、钨锡矿床,如茅坪、红桃岭、下垅、牛岭钨锡矿、八仙脑钨多金属矿等。茅坪钨锡矿床产出于天门山岩体北端约3km处,矿区深部的隐伏花岗岩为岩体向北倾伏延伸的次级岩突(图2-32)。
2.矿区地质特征
矿区地层主要出露寒武系中下部浅变质砂岩、板岩。隐伏岩体上部围岩发生不同程度的角岩化,由岩体向外,依次可划分为二云母角岩带→黑云母阳起石角岩带→黑云母角岩带→绢云母角岩带。
矿区褶皱断裂构造较发育,褶皱构造有上茅坪-下茅坪同斜和沈埠西-高桥下背斜,轴向近于SN,并大致与区域主褶皱轴平行。另外,还有NE向分布的褶皱。主要控矿断裂走向EW,倾向南、北者皆有,倾角50°~75°,一般长300~500m,宽数十厘米,正、逆断层均有,成矿后断裂主要为NE向及NW向两条较大的破碎带F1、F2,皆为逆断层。
矿区内地表仅见几条闪长岩脉,皆被矿脉切穿,为成矿前侵入。钻探及后期坑道均揭露矿区深部存隐伏花岗岩体,控制面积为0.5km2,顶面标高为0m左右,呈岩钟状近EW向展布,岩性为斑状黑云母花岗岩和细粒花岗岩,具高硅,铝过饱和,富钾、贫铁、镁、钙等特征;富含W、Sn等成矿元素,钨锡含量分别为4.8×10-6和78×10-6,高出一般酸性花岗岩的数倍至数十倍,高挥发分元素F及稀碱元素Li、Rb、Cs,贫Sr、Ba;具δEu极低负异常。

图2-32 崇义茅坪钨锡矿区地质简图(据江西有色二队资料修改)

矿区主要有两种钨锡矿化类型:上部石英脉型和深部云英岩型。
石英脉型钨锡矿体呈脉状产出,地表多以密集线脉形式存在,部分以细脉形式出现,深部以密集薄脉形式出现。单体矿脉沿走向延伸或沿倾向延深100~1000m不等,一般长、深300~400m,部分达800m以上。脉宽一般5~20cm,部分达30cm以上,最大脉幅达93cm。矿脉沿走向或倾向呈波状弯曲、膨大缩小分支复合、尖灭侧现等现象常见。矿脉之间平行成组或交叉重叠排列,矿脉产状北面下茅坪区段以EW走向、南倾为主,倾角40°~60°;南面高桥下区段以EW走向、北倾为主,倾角40°~80°;中部上茅坪区段NW向、近EW向、近SN向三组不同走向矿脉互相穿插,倾向变化显著,倾角较大。矿区矿脉的倾角由矿区中心部位向南北方向由陡变缓。矿脉穿切隐伏岩体的顶部、云英岩型矿体及外接触带的变质岩(图版13);矿体连续性较好,钨锡品位局部较高。云英岩型钨锡矿体成似层状富集在隐伏岩体顶部云英岩中,矿体赋存于岩体顶盖面似伟晶岩壳以下150m范围内,且主要分布中部石英脉密集部位,面积约0.72km2。矿体长数百米到千余米,厚几米到几十米。矿床形态简单,多为似层状、板状,少数呈扁豆状、透镜状近EW向展布,钨锡主要富集在矿床的中上部云英岩化和黄玉化强烈的部位或边部黄玉、云母大量出现的地段,矿体除钨锡矿化外,还有铌钽矿化。
矿床垂向矿化分带明显,自下而上可分为4个矿化带:①钨锡(铌钽)云英岩似层状矿化带:矿化带位于岩体顶部(图2-33),也即为云英岩型钨锡(铌钽)工业矿体的赋存部位。钨锡矿物呈浸染状矿化,矿石中钨锡铌钽平均品位为WO3为0.176%、Sn0.231%、Nb2O5+Ta2O50.0284%;②钨钼(锡)石英脉矿化带:位于岩体外接触带浅变质砂板岩中,矿化以钨、钼为主,伴生锡矿化,以密集薄脉形式出现。该带W、Mo富集,Sn、Nb、Ta贫乏。钨、钼、锡平均品位:WO32.35%,Mo0.313%,Sn0.068%;③钨锡硫化物脉矿化带:矿化带位于脉状钨钼(锡)矿体之上浅变质砂板岩中,矿化以钨、锌为主,伴生锡、铜矿化,矿脉平行成组或交叉重叠排列,该带以硫化物相对发育为特征。矿石平均品位为WO30.973%,Sn0.295%,Zn0.517%、Cu0.101%;④萤石白云母线脉带:矿化带位于矿体最上部,矿化微弱,无工业意义。

图2-33 茅坪钨锡矿300勘探线剖面及采样位置图(据江西有色二队地质资料及矿山资料等简化)

3.样品描述及测试方法
本文采集的辉相矿样品是在上茅坪区段-5m标高300勘探线附近的云英岩型含辉钼矿钨锡矿石样品5个,编号分别为MP-M1—MP-M5,另在海拔40m标高300勘探线相应位置采取石英脉型钨钼矿石2个,编号分别为MP-M6—MP-M7,用以进行Re-Os同位素研究,采样地点标在图2-33中。云英岩型矿石中矿物有黑钨矿、锡石、石英、白云母、钠长石、黄玉、萤石、少量辉钼矿、铌钽铁矿等,黑钨矿呈细小柱状浸染状分布于矿石中,辉钼矿仅局部可见,多呈细粒鳞片浸染状分布于钨锡矿化云英岩中,个别呈细小集合体团块产出;石英脉型矿石中主要成分是黑钨矿、辉钼矿、石英和云母等,黑钨矿呈细板状自形半自形晶体,自围岩向脉中心生长,部分在脉中心部位呈集合状团块状分布。辉钼矿主要呈条带状沿石英两侧脉壁生长,少部分呈半自形晶赋存于黑钨矿边。云母主要生长在围岩与辉钼矿及脉体的交界处,为自形、半自形晶体(图版14)。分析样品主要选取与黑钨矿伴生的辉钼矿单矿物,两种类型共选取7个样品,测试工作由国家地质实验测试中心Re-Os同位素实验室完成。
4.测试结果
茅坪钨锡矿辉钼矿的Re、Os含量见表2-21,其中187Os为总187Os,计算时的误差指其总误差,包括样品的称量误差、稀释剂标定误差、质谱测量误差和质量分馏校正误差等,置信度为95%。本次实验全流程空白水平Re约2pg,普通Os为0.2pg,远远小于所测样品中Re、Os含量,不会影响实验中Re、Os含量的准确测定。经过样品的测试,得出每个样品中187Re,187Os的含量和根据公式计算所得的辉钼矿单矿物模式年龄值(表2-20)。根据187Re和187Os的含量绘制等时线图,获得辉钼矿的模式年龄变化于(141.4±2.2)~(158.2±2.2)Ma之间,等值线年龄为158±4Ma(图2-34)。
表2-21 江西省茅坪钨锡矿中辉钼矿Re-Os同位素数据


注:测度数据由国家地质实验测试中心屈文俊等人完成,采样者:张永忠等。

图2-34 茅坪钨锡矿中辉钼矿的Re-Os等时线

5.讨论
(1)茅坪矿区成矿作用时代
Re-Os同位素测年方法是直接精确测定辉钼矿及相关矿化模式年龄的有效手段,茅坪矿区云英岩中5个辉钼矿的6个模式年龄变化于150.7±2.4Ma~158.2±2.2Ma之间,在等时线图上分布近于一条直线,其等时线年龄为158±4Ma,等时线年龄与模式年龄很接近,说明测试结果是可信的,可以作为茅坪矿区的云英岩型钨锡矿的成矿年龄,年代为侏罗纪中世。石英脉型矿体中辉钼矿模式年龄变化于141.4±2.2Ma~151.0±2.4Ma,但由于样品数只有2个,代表性不足,但从其模式年龄变化区间及平均模式年龄(146Ma)大致可推断石英脉型矿体略晚于云英岩型钨锡矿体成矿,本次测试结果得出的两者成矿关系与野外观测到石英脉型矿体切穿早期形成的云英岩型矿体的现象是相符的,说明矿区存在着两期成矿作用。
(2)天门山-红桃岭钨锡矿田成岩成矿作用时代
天门山-红桃岭矿田内,围绕天门山、红桃岭、张天堂3个主要出露岩体周边产出一系列钨锡矿床,近年对这些岩体、矿床的成岩成矿时代同位素研究一直方兴未艾,表2-22和表2-23分别列出在矿田内取得的一批矿床及岩石同位素年龄数据,本次研究工作取得的茅坪成矿同位素年龄数据明显比丰成友(2007)和刘善宝(2007)取得的天门山岩体成岩数据要早,而比曾庆涛(2007)所取得的数据要晚,说明天门山岩体在成岩过程跨度较大,据本区区域调查资料,岩体原为相变的主体和补体两套岩性,刘善宝(2007)测得的主体(152±2Ma)和补体(152±2.6Ma)及更晚些的花岗斑岩(150.8±1.8Ma)年龄极为接近,丰成友(2007)对岩体的测试结果(151.8±2.9Ma)也与其基本一致,都在150~152Ma之间,而曾庆涛(2007)的数据则为167Ma,明显早十余百万年,由于以上3组测试数据其测试对象、测试方法及测试单位均一致,因此分析其产生的原因可能由于样品采集位置的不同而造成,进一步推断岩体本身可能为多期侵入的杂岩体,并伴随有多期成矿作用的发生,类似西华山复式花岗岩体之“四次成岩、四次成矿”作用(吴永乐,1987);天门山较早一期的成岩作用(167Ma)对应为茅坪云英岩型矿体(158Ma);主体和补体花岗岩成岩作用(150~152Ma)对应的成矿作用为八仙脑钨多金属矿床(133~147Ma),茅坪石英脉型钨矿体是否归为这一期成矿作用亦有待更充分的证据证实。而据现有数据,杂岩体成岩时代跨度基本可以厘定为(150.8~167Ma),为燕山期中侏罗世侵入成岩,至少存在两期侵入成岩作用,杂岩体的划分有待进一步地质工作开展,岩体成岩过程中相关的成矿作用时代跨度为133~158Ma,对应为燕山中期第一和第二阶段。
华南地区中生代成矿作用的最大特点是绝大多数矿床钨、锡多金属矿化的形成与花岗质岩浆活动关系密切。综合以上天门山-红桃岭矿田的成岩成矿同位素年龄表明,矿田成岩成矿作用主要集中在160~150Ma之间,即华仁民等(2005)划定的华南燕山期中期的第一阶段(170~150Ma),而燕山期中期的第二阶段(150~139Ma)亦有成矿作用发生(八仙脑和牛岭等)。
(3)天门山-红桃岭钨锡矿田成岩成矿作用时差问题讨论
表2-22 天门山-红桃岭钨锡矿田钨多金属矿床同位素年龄数据


表2-23 天门山-红桃岭钨锡矿田岩石同位素年龄数据


从上表所列矿田内取得的岩石和矿床同位素年龄数据来看,摇篮寨(塘漂孜)岩体型钨矿(155.8±2.8Ma)与其成矿作用相关的张天堂岩体(156.9±1.7Ma)在年龄上基本一致,红桃岭岩体(151.4±3.1Ma)及周边的牛岭(154.9±4.1Ma)、樟斗钨矿(149.1±7.1Ma)在年龄上差别不大,而天门山岩体及周边的茅坪、八仙脑钨矿床在时代上部分数据存在一定差异,但可能正如前述的岩体的复杂性,存在着目前尚未完全认识清楚的多期侵入成岩成矿作用所致。矿田已有同位素年代学证据表明成岩成矿作用近乎同时进行,成矿作用比成岩作用略晚,但时差一般不超过5Ma。
近年针对南岭地区燕山期成岩作用与成矿作用时间上的差异有着较多的讨论,许多学者根据较新的年代学资料趋向于认为成岩和成矿作用同时进行,其间几乎没有时间差,也许成矿作用稍晚于成岩作用,这是由于花岗岩成矿需经历岩浆冷凝挥发分聚集、热液运移、金属矿物沉淀的过程,但是由上述原因导致的花岗岩类的侵位与相关的成矿作用在时间上的差异并不会很大,成岩、成矿年龄在误差范围内是一致的,天门山-红桃岭矿田内新近取得的一批同位素年龄数据对这一观点进行了直接佐证。

江西崇余犹-三南钨锡多金属找矿远景区位于大夷山-罗霄山隆起西南端,处于NE向万安-崇义-仁化-英德断裂带、新丰断裂带与NW向岩石圈断裂F4、地壳断裂F19所夹持的地块内,为复杂构造干扰区。区内分布有西华山、漂塘、茅坪、柯树岭、荡坪、淘锡坑(崇余犹区)及官山、大吉山、岿美山(三南区)等著名大、中型钨锡多金属矿床,共有矿产地近200处,其中大型5处、中型14处、小型及矿点160余处,矿种主要有钨、锡、铅、锌、银、金、钼、铋等。已探明钨52×104t、锡14×104t、铅锌40×104t、银1000t,是赣南钨锡多金属矿的主要产地之一,也是目前最具找矿远景的钨锡多金属成矿区。矿床点构成崇余犹和三南两个有色金属矿集区。

1.崇余犹矿集区

区内地层以广泛出露早古生代基底岩系为特征,另有少量泥盆系、石炭系、二叠系、白垩系、第三系零星分布(图4-6)。基底岩系除志留系仅局部出露外,震旦系—奥陶系地层广布。震旦系主要为一套由火山质、泥砂质岩石所构成的复理石建造;寒武系主要为一套由泥砂质碎屑岩构成的类复理石建造;奥陶系主要为笔石页岩建造,间夹砂质、砾质碳酸盐岩层。上述地层渐变过渡,之间为整合接触,受加里东运动影响而强烈褶皱隆起,构成该区褶皱基底。泥盆系、石炭系、二叠系等角度不整合于基底地层之上,以磨拉石建造开始,以浅海碳酸盐岩建造鼎盛。白垩系、第三系以山间磨拉石建造、内陆河湖相膏盐建造为特征,其分布与沉积特点明显受断裂及地形控制。区内地层中W、Sn、Pb含量高出地壳克拉克值1.5~3倍,Zn、Ag接近地壳克拉克值,表明该区为一个W、Sn、Pb的高背景区。其中Sn在奥陶系中较富集,Ag主要富集于寒武系,Pb主要富集在震旦系,W则在震旦系、寒武系都较富集。基底岩系中广泛发育的砂、板岩是区内裂隙充填型、破碎蚀变岩型矿床的主要赋矿围岩;而寒武系上部透镜状碳酸盐岩层夹层、奥陶系内的含钙层、泥盆系—二叠系以碳酸盐岩为主夹碎屑岩等的岩性特征,为接触交代型、交代 充填型矿床的形成提供了有利的围岩条件。

区内构造活动强烈,构造型式复杂多样(图4-6),加里东期形成NW向或近EW向基底构造,燕山期主要形成NNE向和NE向构造岩浆岩带,导致一系列深大断裂和被其切割的地块构成EW向、NNE向隆褶带与断陷带呈网格状分布,并由此决定了该区以EW向、NNE向构造为主,叠加NE向、NW向、近SN向构造的构造格架。这些大断裂是区内的导岩、导矿构造,其旁侧的次级构造是区内的主要容矿空间。

图4-6 崇余犹地区钨锡多金属综合找矿信息剖析图

(据江西省地质调查院,2003)

区内岩浆岩分布较广,类型复杂,以酸性岩为主。岩浆活动频繁而持久,主要岩浆活动时期为加里东期、海西-印支期和燕山期,尤以燕山期活动强烈,并与Sn多金属成矿关系密切。

加里东岩浆旋回:呈岩基、岩株状产出,侵入于早古生代寒武纪及元古代震旦纪地层中,常被泥盆纪地层不整合覆盖。主要岩性为黑云母花岗岩、二长花岗岩、花岗闪长岩。仅发育锡、钨矿化。

海西-印支岩浆旋回:活动较弱,主要表现为中酸性侵入体呈岩株、岩瘤产出和沿断裂构造的中基性岩浆喷发。对银铅锌成矿有一定贡献。

燕山岩浆旋回:为区内岩浆活动的鼎盛时期。主要沿SN向诸广山-万洋山及EW向古亭-赤土、横市-沙地、内良-大余隆起带分布,呈小岩基、岩株、岩瘤分散分布于大岩基内。据重力推断,地表分散岩体受深大断裂控制,并在一定深度相连形成规模更大的岩浆岩带。主要岩性为黑云母花岗岩、花岗斑岩、细粒似斑状黑云母花岗岩,少数为二长花岗岩、花岗闪长岩。以高硅(SiO2一般介于73%~76%),富碱(K2O+Na2O 一般大于8%),Al2O3K2O+Na2O+CaO,富含F为主的挥发分,铕负异常显著,重稀土富集,Ta、Nb、Li、Rb、Be 等微量元素含量较高,并富含 W、Sn、Cu、Pb、Zn、Ag 等成矿元素(是维氏值的数倍至数十倍)为主要特征,具有南岭成矿花岗岩的共同特点。

该区地处炎陵-郴州-蓝山NE向重磁梯级带东南部,区内重力异常、航磁△T异常异常均比较发育。自东向西△g负值逐渐增大的趋势,并于信地—板岭下、大余—上犹一线出现突出的重力梯度带,而在九龙脑出现一圈闭的低值异常(周围梯级带宽缓),分别对应于信地—板岭下、上犹—大余一线深大断裂及九龙脑岩体。正低磁异常于该区呈近EW向展布,反映了EW向构造控岩控矿的特点。

1:20万多元素区域化探异常相互重叠、形成面积广阔的化探综合异常区,单个异常多围绕岩体呈近等轴分布,面积约30~60km2,具有浓集中心明显、异常强度大、各元素异常吻合程度高等特点;综合异常主要分布于红桃岭-天门山、张天堂、漂塘、樟东坑-聂都、淘锡坑-高坌等地,主要异常元素为锡、钨、铋、钼、铜、铅、锌和砷、金、银等,其中以锡、钨、铋、锌、砷、金最突出(图4-6)。1:20万重砂异常与水系沉积物异常大致相当,同样以燕山期岩体为中心呈近等轴状出现,主要分布于红桃岭-天门山、张天堂、营前、板岭下、樟东坑、淘锡坑等地,异常组合矿物主要为黑钨矿-白钨矿-锡石。

遥感解译显示,区内存在众多NNE向、NE向、近EW向、NW向的线状构造;以及数量多、大小不一的环状构造,有些环状构造出现大环套小环,甚至有几级,这是锡多金属成矿岩体的特征影像。

该区钨、锡多金属矿产丰富,以往研究程度较高,但也存在地质矿产研究程度参差不一的现象,如以往工作主要集中在中部和西南部地区,而对西北部地区投入的工作较少,是下一步找矿应注意的方向。此外,根据近年矿山生产成果,在“五层楼”根部带不断出现石英大脉——云英岩型钨锡新矿体,使矿床规模大增,为老矿山外围与深部找矿提供了依据。

2.三南矿集区

该区岩浆活动强烈,燕山期花岗岩多大面积出露(图4-7),围绕岩体出露前泥盆系浅变质岩。在一些断陷盆地边缘有上古生界地层,常有矽卡岩型白钨矿床和复控型钨矿床。矿床以W-Sn、W-Bi为主,矿床(点)分布较稀散,但工业矿化程度较高,常形成中-大型钨矿床。矿床类型主要石英脉型钨矿床,次为变花岗岩型和矽卡岩型钨矿床。

图4-7 江西三南地区地质矿产图

区内分布17个二级以上W、Sn综合化探异常和相应重砂异常,呈EW向、NE向、NW向展布,总面积近1500km2。化探异常为W-Sn-Bi、Cu-Pb-Zn、Ag-As-F等高中低温及矿化剂元素组合。主要有官山-岗鼓山、大吉山、岿美山、夹湖含潭等9处。单个异常呈近等轴状,面积20~50km2不等。最近对大吉山外围、岿美山外围的寒洞、浦罗合野外调查,在寒洞矿区及浦罗合矿区都发现与大吉山矿床相似的变花岗岩型钨矿体,在岩体接触带附近有较强云英岩化蚀变。

该区矿化范围较广,成矿潜力大,但工作程度较低,有大型石英脉型、变花岗岩及矽卡岩型钨矿床的资源远景。重点对大吉山北部寒洞矿区、岿美山钨矿外围的浦罗合,以及夹湖含潭、岗鼓山-官山等钨锡综合异常区多方向构造复合部位、燕山期中酸性侵入岩与含钙层位接触带开展工作。

通过该区成矿条件和主要典型矿床的系统深入研究,成矿规律的总结,认为石英脉型和变花岗岩型钨矿床是该区最重要和最有远景的矿床类型,而矽卡岩型钨矿床则有矿体规模较大和分布集中的特点,也是该区钨矿床的重要类型。

综合研究成果认为,上述找矿远景区具有优越的成矿条件,物化探显示较好、矿化信息丰富,具有巨大的找矿空间。通过进一步的工作,有望找到一批大中型,甚至特大型钨锡多金属矿床。



(十二)江西崇余犹—三南地区钨锡多金属找矿远景区(Ⅻ)
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