湖南湘東鎢礦床地質(zhì)特征及找礦方向

朱浩鋒，李兆宏，蔡維，劉文軍

湖南湘東鎢礦床地質(zhì)特征及找礦方向

朱浩鋒，李兆宏，蔡維，劉文軍

（湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局四一六隊(duì)，湖南 株洲 412007）

湘東鎢礦為典型的石英脈型黑鎢礦床，其資源量已經(jīng)面臨枯竭。通過對(duì)湘東鎢礦地層、構(gòu)造、巖漿巖的詳細(xì)闡述，分析對(duì)比礦區(qū)南組脈與北組脈地質(zhì)特征，討論了巖漿巖成礦之間的關(guān)系，認(rèn)為礦體與燕山早期花崗巖侵入有關(guān)；而通過對(duì)構(gòu)造的觀察與大地構(gòu)造背景分析，認(rèn)為礦區(qū)老山坳斷層表現(xiàn)為先逆后正的性質(zhì)，礦脈富集于該斷層所派生的R與R’裂隙之中。最終，通過所建立的構(gòu)造演化圖，認(rèn)為老山坳斷層下盤深部與控盆斷層深部具有一定的找礦前景。

鎢礦；地質(zhì)特征；找礦潛力；湘東

湘東鎢礦位于湖南省茶陵縣北東部（圖1），屬于典型的石英脈型黑鎢礦床[1]，目前礦山面臨可采儲(chǔ)量日益減少的困境。根據(jù)礦脈產(chǎn)出位置，礦區(qū)共分為南組脈與北組脈（圖1c）。兩組礦脈受斷層的影響而表現(xiàn)出不同的地質(zhì)特征，前人[2-6]工作對(duì)老山坳斷層的控礦特征進(jìn)行了相關(guān)討論，一種觀點(diǎn)認(rèn)為老山坳斷層為逆沖性質(zhì)，另一觀點(diǎn)則認(rèn)為老山坳斷層為伸展性質(zhì)。

老山坳斷層性質(zhì)及其與成礦的關(guān)系直接影響了湘東鎢礦找礦方向確定。本文通過對(duì)湘東鎢礦各中段進(jìn)行系統(tǒng)構(gòu)造觀察，在分析地質(zhì)構(gòu)造演化的基礎(chǔ)上提出湘東鎢礦找礦方向。

1 地質(zhì)背景

湘東鎢礦位于楊子地塊與華夏地塊交界處(圖1a)，屬于南嶺多金屬成礦帶中段。研究區(qū)內(nèi)沉積地層除缺失志留系地層外，顯生宙地層寒武系至第四系均有發(fā)育，包括寒武系變質(zhì)石英砂巖和絹云母板巖、奧陶系硅質(zhì)板巖、泥盆系中-厚層石英砂巖夾砂質(zhì)頁(yè)巖、石炭系白云質(zhì)灰?guī)r、三疊系泥質(zhì)灰?guī)r及砂質(zhì)灰?guī)r、侏羅系變質(zhì)石英砂巖、白堊系及古近系紅色砂礫巖以及未固結(jié)的第四系松散沉積物[7]。

圖1 湘東鎢礦礦區(qū)構(gòu)造位置（a,b），礦區(qū)地質(zhì)圖（c）和典型勘探線剖面圖

研究區(qū)基底構(gòu)造層由炎陵縣－桂東南北向隆起帶和炎陵縣－湯市北西向褶斷帶組成，主要形成于加里東期最后定型于印支期。蓋層構(gòu)造層分布于區(qū)內(nèi)中部，由一系列北北東向－北東向復(fù)式背向斜和斷裂組成。褶皺構(gòu)造由嚴(yán)塘背斜、嚴(yán)塘向斜、大塘里背斜組成。斷裂主要有茶漢（老山坳）斷裂帶、嚴(yán)塘斷裂帶、炎陵－睦村斷裂帶等，且茶漢斷裂帶一方面制約了湘東鎢礦礦床地質(zhì)特征差異，另一方面則表現(xiàn)為茶陵盆地的北部邊界（圖1b）。

研究區(qū)出露巖體為鄧阜仙復(fù)式巖體，其出露面積約為171km2。通過工作將巖體共劃分為三個(gè)侵入時(shí)期。第一期為中粗粒似斑狀黑云母花崗巖，面積約為130km2?；◢弾r似斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。黃卉[8]測(cè)定區(qū)內(nèi)兩個(gè)巖樣的鋯石U-Pb同位素年齡分別為225.7±1.6 Ma和225.3±1.2 Ma。第二期為燕山早期中粒二云母花崗巖，其主要呈巖株?duì)睿雎队趶?fù)式巖體的中部、東南部及西南部邊緣，巖體呈中粒花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。黃卉[8]測(cè)定巖樣的鋯石U-Pb年齡為154.4±2.2 Ma。第三期為細(xì)粒白云母花崗巖，其地表出露零星、規(guī)模較小，巖石呈粒細(xì)?；◢徑Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。宋新華等[9]測(cè)得其白云母K-Ar年齡為136 Ma。

表1 湘東鎢礦典型礦脈特征一覽表

2 礦床地質(zhì)特征

研究區(qū)含礦石英脈達(dá)百余條（圖1），均賦存于花崗巖體中。含鎢石英脈礦床由多個(gè)脈群構(gòu)成，其單脈、脈列，脈群在空間上嚴(yán)格按一定的幾何關(guān)系產(chǎn)出。區(qū)內(nèi)具開采價(jià)值的含礦石英脈有25條，主要分布在中南部及北西端。按礦脈與老山坳斷層相對(duì)位置關(guān)系，斷層以南（斷層上盤）的為南組脈，斷層以北（斷層下盤）的為北組脈（表1）。

南組脈分布在礦區(qū)的中南部，走向?yàn)楸睎|60°~70°，傾向北西，傾角65°~80°；礦脈延長(zhǎng)300~ 1 200m，延深100~600m，規(guī)模小至大型不等；脈厚0.10~0.60m，一般厚為0.4m左右。礦石礦物主要為黑鎢礦、黃銅礦，含少量白鎢礦、錫石、輝鉍礦、方鉛礦、閃鋅礦等。

北組脈分布在礦區(qū)中部，走向北東60°~70°，傾向南東，傾角52°~81°；北組脈具有數(shù)量多、延伸不穩(wěn)定、礦化不均勻、含硫化物多，條帶狀構(gòu)造發(fā)育等特點(diǎn)，且有明顯的垂直分帶特征。礦石礦物主要有黑鎢礦、黃銅礦、黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦、白鎢礦、錫石等。

3 討論

3.1 巖體與成礦關(guān)系的討論

湘東鎢礦是南嶺多金屬成礦帶的一個(gè)重要組成部分。學(xué)者對(duì)其成礦年齡研究較多，2012年蔡楊[10]在湘東鎢礦坑道內(nèi)采集了輝鉬礦樣品獲得的Re-Os成礦年齡年齡為150±5.2Ma，MSWD=2.7。南嶺地區(qū)鎢錫鉬多金屬礦床被認(rèn)為與該區(qū)中生代花崗巖具有密切的成因聯(lián)系。在區(qū)域上，一些學(xué)者對(duì)南嶺地區(qū)多個(gè)典型鎢錫礦床的研究（表2），也表明它們具有一致的成巖成礦年齡。對(duì)比分析表可以看出，湘東鎢礦的成礦年齡與南嶺的主成礦時(shí)代相符。通過年齡的對(duì)比說明湘東鎢礦成礦年齡中粒二云母花崗巖的侵位是同一期地質(zhì)事件形成的，其為巖漿成礦作用的產(chǎn)物。

表2 華南典型礦床成礦年齡表

3.2 構(gòu)造與成礦關(guān)系的討論

根據(jù)前人研究，學(xué)者都認(rèn)為與本礦區(qū)成礦關(guān)系最密切的構(gòu)造為老山坳斷層。早期勘查分析認(rèn)為該斷層曾多次活動(dòng)，具有逆斷層性質(zhì)，起著導(dǎo)礦的作用。該斷層可能最早出現(xiàn)在印支期，造成燕山期花崗巖沿其斷面侵入，而后發(fā)生一定規(guī)模的逆沖，成礦熱液沿先存在的破裂中沉淀成礦。王淑軍[2]認(rèn)為礦脈是充填在由老山坳斷層逆沖而形成的兩組共軛裂隙中，陳國(guó)達(dá)[4]認(rèn)為斷層與礦脈未有成因上聯(lián)系，倪永進(jìn)[5]認(rèn)為斷層為成礦后斷層，性質(zhì)為正斷層，宋超[6]分析認(rèn)為老山坳斷層為先正后逆的性質(zhì)，且礦脈與前期正斷層關(guān)系密切。

根據(jù)對(duì)湘東鎢礦老山坳斷層野外詳細(xì)觀察，筆者認(rèn)為老山坳斷層表現(xiàn)多期活動(dòng)的特征。如在湘東鎢礦15中斷可以看到與主斷層產(chǎn)狀相一致的微破裂面，測(cè)量出微破裂面產(chǎn)狀（169°∠26°）相對(duì)于斷層面產(chǎn)狀（150°∠30°）較緩（圖2a），從而根據(jù)微破裂與斷層面的關(guān)系可判斷為正斷層；湘東鎢礦16中段發(fā)育數(shù)條長(zhǎng)15~20cm，寬2~5cm的暗灰色硅質(zhì)條帶，根據(jù)硅質(zhì)條帶疊置方向可以判定老山坳構(gòu)造力學(xué)性質(zhì)為正斷層；但湘東鎢礦10中段老山坳斷層僅見一條平直的斷層泥（圖2c），斷層面產(chǎn)狀為152°∠31°，根據(jù)斷層面P節(jié)理面產(chǎn)狀（150°∠65°）與安德森應(yīng)力分析情況可以判定老山坳斷層為逆斷層。

圖2 老山坳斷層典型照片

結(jié)合大地構(gòu)造環(huán)境分析[17]，筆者推斷層老山坳斷層性質(zhì)為先逆后正。三疊紀(jì)時(shí)期應(yīng)該研究區(qū)處于碰撞造山的環(huán)境，受擠壓的影響在此地區(qū)可形成一系列的平緩的逆沖斷層（圖3a）。在晚侏羅紀(jì)，受太平洋板塊俯沖的影響，原先平緩的逆斷層性質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)檎龜鄬樱▓D3b）；同時(shí)燕山期花崗巖沿?cái)鄬用媲秩?，造成斷層上下盤出現(xiàn)規(guī)模較大的硅化現(xiàn)象。由于正斷層形成的過程之中，會(huì)派生出一系列的R與R’張性破裂，所以花崗巖所揮發(fā)的成礦熱液則在斷裂所派生的R及R’破裂中沉淀富集成礦。根據(jù)鎢錫元素地球化學(xué)特征顯示，斷層（老山坳）上盤處于淺表位置，富含游離的氧原子，所以南組脈的礦脈總體平直穩(wěn)定，分枝復(fù)合情況較少，僅在主脈側(cè)旁有羽毛狀小脈出現(xiàn)，并且所含硫化物較少；斷層（老山坳）下盤較深，處于還原環(huán)境，則礦脈可見大量的硫化物。

4 成礦潛力分析與結(jié)論

1）湘東鎢礦根據(jù)位置關(guān)系可以分為南組脈和北組脈，對(duì)比分析北組脈具有數(shù)量多、延伸不穩(wěn)定、礦化不均勻、含硫化物多，條帶狀構(gòu)造發(fā)育等特點(diǎn)，并有明顯上細(xì)脈下大脈的垂直分帶特征。

2）通過對(duì)比分析地質(zhì)勘查報(bào)告和相關(guān)文獻(xiàn)，湘東鎢礦成礦年齡與華南主成礦時(shí)代相一致，表明燕山早期中粒二云母花崗巖為本區(qū)提供了成礦物質(zhì)來源。

圖3 湘東鎢礦晚三疊世構(gòu)造演化圖（a）與晚侏羅世構(gòu)造演化圖（b）

3）結(jié)合湘東大地構(gòu)造成礦地質(zhì)背景與斷層野外測(cè)量數(shù)據(jù)，建立出湘東鎢礦構(gòu)造演化模型。筆者認(rèn)為在三疊紀(jì)碰撞造山的大地構(gòu)造環(huán)境下，茶漢（老山坳）斷層首先表現(xiàn)為逆斷層性質(zhì)；在晚侏羅紀(jì)華南整體為伸展環(huán)境，燕山期花崗巖沿?cái)鄬酉蛏锨秩?，老山坳斷層性質(zhì)轉(zhuǎn)為正斷層性質(zhì)。巖漿上侵一方面使斷層兩盤圍巖發(fā)生大規(guī)模的硅化，另一方面巖漿分異的熱液充填于正斷層時(shí)所派生的R和R’裂隙中聚集成礦；由于斷層上盤為氧化環(huán)境，形成的礦體硫化物較少，而斷層下盤深部為還原環(huán)境，故礦脈中硫化物較多。并且，燕山晚期巖漿在上侵的過程中，提供了成礦的熱源，加聚了早期礦脈的富集。

4）根據(jù)分析湘東鎢礦構(gòu)造演化模式圖（圖3），結(jié)合“五層樓”模式與類比該礦區(qū)石英脈礦脈地質(zhì)特征，本文指出湘東鎢礦老山坳斷層下盤與控盆斷裂深部（圖3b）為下一部找礦。

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Geological Features and Range of Reconnaissance of the Xiangdong W Deposit in Hunan

ZHU Hao-feng LI Zhao-hong CAI Wei LIU Wen-jun

(No.416 Geological Party, Hunan Bureau of Geology and Exploration and Exploitation of Mineral Resources, Zhuzhou, Hunan 412007)

The Xiangdong W deposit in Hunan belongs to typical quartz vein type one, its resources are exhausted. This article deals with stratigraphy, structure and magmatic rock, geological features of southern and northern veins, relationship between magmatic rock and mineralization of the Xiangdong W deposit. From those it is concluded that W mineralization enrichment is related to the early Yanshanian granite intrusion and the R and R’ fissures induced from the Laoshan’ao fault. There are prospecting potentials in the deep of the footfall of the Laoshan’ao fault and basin-control fault.

geological feature; prospecting potential; Xiangdong W deposit; Hunan

2018-05-28

國(guó)土資源部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)（201211024）與中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局老礦山深部和外圍找礦(1212011220703)項(xiàng)目資助

朱浩鋒（1985-），男，湖南常德人，工程師，碩士研究生，從事礦產(chǎn)資源勘查工作

P618.67

A

1006-0995（2019）01-0068-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2019.01.016