湘南地区钨锡矿床地质特征及成因

湘南地区钨锡矿床地质特征及成因

1下古生界构造格局该区域位于湖南省桂东北，与湖南省接壤。它与贺县、钟兴、富川、灌木、平乐、公城相连，面积约6000公里。构造上处于扬子板块与华夏板块交汇部之湘南桂东北坳陷区,NE向与NW向深部构造岩浆岩带复合部,属南岭重要产锡“金三角”之一,与千里山、骑田岭、大义山成矿环境相似。自晚元古代以来该区经历了加里东、印支、燕山、喜山等构造运动,形成了区内复杂的构造景观和频繁的岩浆活动,从而成为南岭重要的钨锡多金属成矿区(带)之一部分。区内地层发育较为齐全,以泥盆系分布最广,寒武系次之。前寒武系为地槽型沉积的碎屑岩为主,夹砾岩、细碧角斑岩、大理岩;主要分布于越城岭、苗儿山岩体边缘。下古生界为地槽型沉积,主要分布于恭城县银顶山、富川县西屏山、都庞岭及贺州东部黄洞一带,除贺州东部、南部寒武系属桂东沉积区外,其余为桂北沉积区;上古生界为准地台型沉积,主要分布于花山-姑婆山岩体以南和一些复背斜周边,其中泥盆系东岗岭组、桂林组和石炭系黄金组底部不纯碳酸盐岩与花岗岩接触,常形成十余米至数十米厚的似层状含钨锡矽卡岩,是本区的重要赋矿层位;中新生界为断陷盆地沉积,主要分布于钟山-贺县、富川、恭城等盆地内。受加里东、印支、燕山、喜山等多期构造运动影响,区内构造十分复杂,NE、NW、SN、EW等方向的构造带均有发育,并常交织在一起,组成复杂的构造景观。形成了:①NE向构造带,主要分布于越城岭—苗儿山及都庞岭地区,由越城岭背斜(岩体)、苗儿山背斜(岩体)、都庞岭复式背斜及相伴的NE向断裂组成,岩体沿背斜核部侵入,伴随着加里东和印支期褶皱,NE向的纵断裂极为发育,是区内主要控矿断裂;②SN向构造带,由一系列SN向印支—燕山期褶皱和SN向的断裂组成,由于受花山—姑婆山东西向构造带的阻隔,破坏了其向南延伸的连续性;③EW向构造带,主要由复背斜、断裂、花岗岩体等组成,控制了花山-姑婆山锡多金属矿带的产出;④NW向构造带,主要由一些NW向压扭性断裂和少量褶皱组成,在花山岩体中NW向断裂、裂隙发育,且充填形成锡矿脉。区内岩浆岩活动频繁,有多期次的花岗岩侵入,形成了由北西至南东相间分布的岩体群:越城岭—苗儿山岩体群、海洋山—都庞岭岩体群、花山—姑婆山岩体群。侵入时代可分为加里东晚期、印支期、燕山早期、燕山晚期,其中燕山早期呈涌动式侵入,活动最强、规模最大。各期花岗岩成因类型除印支期的牛庙、杨梅山岩体属同熔型花岗岩外,其余岩体均属壳源重熔型。2桂东北优质锡资源总结2.1内生锑锡矿床本区处于南岭成矿带西段,产出矿床类型齐全,包括岩体型、矽卡岩型、矽卡岩与蚀变破碎带复合型、蚀变破碎带型、蚀变花岗岩型、石英(长英岩、云英岩、伟晶岩)脉型等,以前三者为主。已发现钨锡矿床点100余处,探明的原生钨锡矿床21处,其中大型2处(栗木锡钽铌、珊瑚钨锡)、中型6处(白面山锡锌、烂头山钨、牛塘界钨等)。锡钨矿床点集中分布于花山-姑婆山、都庞岭及越城岭三个锡多金属成矿远景区。2.1.1砂锡矿中小型砂锡矿较少,其矿床、锡矿床中小型或远景区矿产极为丰富,计有钨锡矿床(点)30余处,以锡多金属矿为主,其中大型砂锡矿2处,而原生锡矿以往仅发现有中小型。近年在姑婆山岩体南西接触带路花矿区、八块田矿区、八仙冲矿区,圈定有一定远景的矽卡岩型和断裂破碎带蚀变型以及两者的复合型锡矿床。2.1.2基性岩石学特征该区共有锡钨矿床点20余处,其中钨锡铌钽大型矿床1处(栗木),小型锡、锑等矿床4处。矿产主要分布于复式岩体各期次花岗岩(尤其是燕山期)及其外接触带上,形成北东向的弧形成矿带,从北而南矿化由以Sn为主渐变为以W为主。矿床类型主要有:岩体型、蚀变断裂破碎带型、石英脉型、云英岩脉型,以前两者最为重要。岩体型主要见于栗木水溪庙、金竹源、老虎头以及都庞岭岩体北接触带,分布于次级背斜轴部形成的燕山早期花岗岩脊、岩穹的顶部,该类型锡矿找矿潜力较大。蚀变断裂破碎带型锡矿主要出现在都庞岭燕山期花岗岩体南东内外接触带(茶坪-南竹河一带)。2.1.3栀子岭灰锡矿床该区已知钨锡矿床点70余处,其中以钨为主。具一定规模及进一步找矿远景的钨锡矿产地主要有资源县牛塘界和鸭头水钨矿,兴安油麻岭和梯子岭钨矿,全州县长岗岭锡铜矿、李家锡矿和界牌钨矿床等78处。钨锡矿床类型主要有层状矽卡岩型钨(锡)矿床、石英脉型钨(锡)矿床、矽卡岩型锡石—黄铜矿锡矿床、岩体型锡矿化点,主要分布于越城岭、苗儿山岩体顶部及内外接触带。总之,该远景区具有极为有利的成矿地质条件和丰富的找矿信息,具备构成大型、超大型锡矿田的资源潜力,为重点开展工作区。通过工作可望在锡矿类型和规模上取得重大突破。2.2典型的矿床特征2.2.1矿床地质特征位于都庞岭复式背斜的南东部,栗木—莲花向斜北仰起端。出露有栗木花岗岩体群,总面积约1.5km2,深部工程已控制隐伏岩体面积约8km2,深部连成一个整体。岩体侵入为燕山早期,分三次侵入,从早到晚,其演化顺序为:不含矿花岗岩→含W、Sn花岗岩→含Sn、Ta、Nb花岗岩。矿田内已探明有栗木大型岩体型Sn、Ta、Nb多金属矿床(包括水溪庙、金竹源、老虎头等矿床),矿体主要赋存于燕山早期第三次侵入花岗岩小岩体的顶部,呈似层状分布于岩体顶部周边(图1、图2)。矿体长340～870m,宽55～480m,厚1.65～80m,钽锡矿体相伴而生,钽矿化深度大于锡,自西至东是:钽矿体—钽锡矿体—锡矿体。矿床在空间上存在有明显的垂直分带特征,从上至下可分为六个带:①萤石—钽白云母线(或微脉)带;②锡钨长石石英带;③花岗伟晶岩脉、花岗岩枝带;④强钠长石化、云英岩化带(岩体的凸起部位,锡或钽铌矿体赋存部位);⑤中钠长石化花岗岩带;⑥弱钠长石化花岗岩带。2.2.2矿脉水岸带钨锡矿体赋存于隐伏花岗岩上方的泥盆系层位中,以珊瑚长营岭含钨锡石英脉型钨锡矿为代表,该类型矿床有以下特征:①矿床均分布在主于断裂旁侧的裂隙带上;②矿脉常密集成组成带出现;③矿脉在平面上呈平行排列,剖面上呈右行侧幕;④规模较大,品位较富,勘探控制长800～1400m,矿化深度较大,一般500m左右,深者大于900m;⑤上部为云母线脉或云母石英脉,具有“五层楼”特征(图3);⑥具多阶段成矿作用,始于矽卡岩阶段,经历气成高温热液至中温热液阶段告结束,导致矿物种类繁多,矿物组合复杂;⑦锡石多富集在矿床上部,中部以钨为主,下部硫化物增多。2.2.3层位及矿化特征位于位于苗儿山岩体与越城岭岩体之间过渡带的南端、升平向斜北东扬起端。矿床为层状白钨矿,产状与围岩的产状一致,严格受地层的控制、矿体呈层状、似层状或沿层产出的透镜状,均产于寒武系清溪组第二段(∈q2)特定的层位中(图4)。将集中赋存于寒武系清溪组第二段下部(∈q2-1)的矿层统称A矿组,内产有2～3个矿层,局部地段内多达6层,间距变化较大;集中于寒武系清溪组第二段上部(∈q2-3)的矿层统称B矿组,内产有3～4层矿层,各矿层间距2～31m。区内矿化面积1.5km2,圈定工业矿体42个,其中A矿组28个,B矿组14个。矿床规模钨为中型,伴生铅锡铋银等矿化。主矿体埋深140～270m,走向长120～470m,一般350～360m,倾向延深220～520m。矿体厚度一般1.03～7.83m,平均2.74m。矿石以含白钨石英角岩型和含白钨矽卡岩化石英角岩型为主,局部变为含白钨矿蚀变泥质粉砂岩和含白钨矽卡岩化大理岩。3区域范围及靶区的确定通过综合分析该地区成矿地质背景和条件,重新研究了越城岭—猫儿山地区、都庞岭-姑婆山地区的前人工作资料,结合近几年来地质勘查工作成果,作者认为在桂东北地区仍具较大的锡钨找矿前景。初步确定具大、中型找矿远景的靶区主要有:越城岭—猫儿山地区的兴安县油麻岭、文家湾、桐林口钨铜多金属矿区,全州肖家湾钨铜多金属矿区,资源县鸭头水钨矿区、路冲坪铜钨多金属矿区等;都庞岭地区的栗木外围大岐岭、香粉厂,古怪冲—中坪、茶坪—石坪、塘皇—下蕉,全州东山等钨锡多金属矿区以及珊瑚外围长营岭—八步岭、沙田、松宫及荔浦的杜莫等锡钨找矿靶区。3.1越城岭-猫儿山地区3.1.1越城岭-苗儿山中国北缘早古生代陆缘期岩相古地理位于桂北台隆龙胜褶断带与越城岭断褶带交界处的南缘,区域上处于越城岭-苗儿山复式背斜南倾伏端,苗儿山花岗岩岩体东南接触带附近。矿区发现三种类型钨铜矿化:矽卡岩型、构造蚀变岩型和石英脉型。(1)含保护矿层-矿床-矿层-矿级靶区在矿区南部发现2处矽卡岩型钨矿脉,编号⑤、⑥,产于寒武系边溪组中,主要为含钨矽卡岩化矿层,由硅化矽卡岩化泥质粉砂岩组成,长度大于200m,层状、似层状,厚6～8m,w(WO3)为0.1%～2.51%、w(Cu)为0.01%～0.15%,为近年新发现具较大找矿前景的钨矿类找矿靶区。(2)结构侵蚀岩中的钼矿床矿区西部发现2条构造蚀变岩型钨铜矿带,编号⑦、⑧。长度大于100m,厚约20m,走向近SN,w(WO3)为0.014%～0.76%;(3)wo3wo3分布于矿区北东部,编号①、②、③、④,厚度为0.4～1.0m,控制长度60～550m,w(WO3)为0.7%～5.18%。该区具有与北东部牛塘界中型钨矿床之相似的地层、构造、岩浆岩成矿条件,异常区内及周边分布有较多的W、Sn、Cu、Au矿(床)点,且较密集,具备大型矿床存在的条件。3.1.2含矿层化体特征位于越城岭花岗岩体南东接触带中段,上震旦统陡山沱组(Z2d),泥质白云岩经交代形成钨锡铜矿化透闪石矽卡岩层,是矿区的赋矿层之一。该区矿化类型主要为矽卡岩型,共发现3个含矿层。Ⅰ号含矿层产于上震旦统陡山沱底部的含铜、锡透闪石矽卡岩层,总体呈北东向展布。含矿层全长1700m,厚1.42～11.89m,平均5.64m。含矿层在南西、北东两端含矿性差。w(Cu)≥0.1%的铜矿化体长1250m,厚度一般大于2m,最厚达10.28m,平均厚度4.19m,平均w(Cu)为0.232%,单工程w(Cu)最高为0.522%,矿化体呈似层状产出。共发现6个锡矿(化)体,单个矿(化)体长37～315m,总长707m,w(Sn)平均为0.139%～0.566%。Ⅱ号含矿层位于Ⅰ号含矿层西100～140m,产于下震旦统陡山沱组中部的含铜、钨、锡透闪石矽卡岩层。含矿矽卡岩层总体走向45°～50°,矿层长约680m,厚度为2.82～9.41m,亦主要由透闪石矽卡岩组成。w(Cu)≥0.1%的铜矿化体有3个,呈透镜体产出,长度分别为280m、130m、140m,厚1～5m不等,w(Cu)为0.1%～0.2%。在含矿层中段圈出一个钨矿体,在南段圈出一个锡矿体。钨矿体长143m,平均厚度3.11m,w(WO3)为0.261%。锡矿体长182m,平均厚度1.73m,w(Sn)为0.414%。Ⅲ号含矿层位于肖家一带,在上震旦统陡山沱组地层中部,有长4600m的矿化透闪石矽卡岩层存在,第一层单层厚1.81～5.48m,平均厚度3.16m,第二层厚0～1.61m。透闪石矽卡岩地表亦强烈风化,呈棕黑色,具柱状或粒状变晶结构,主要由透闪石、透辉石、长石、斜黝帘石以及<1%的金红石、石榴石、褐铁矿组成,局部w(WO3)为0.144%,w(Cu)为0.127%～0.313%,厚分别为0.79～0.92m和0.44～0.92m。3.1.3sn和n异常构造上位于越城岭复背斜次级文家湾背斜南倾伏端,具有与牛塘界钨矿床相似的成矿条件。1/20万兴安幅化探扫面,圈出了文家湾Hs-23号锡、铋化探异常和枫木凸Hs-21号钨化探异常。Hs-23异常主要分布在内接触带加里东晚期γ3a333a岩体内,异常面积20km2(Bi异常为32km2),Bi异常有中、外二个浓度带,Sn异常有内、中、外三个浓度带,4km2组合样中w(Bi)和w(Sn)最高为4.5×10-6和21.5×10-6。Sn异常内带浓集中心处于白水岭NE向压扭性断裂带上,沿断裂有γ3553花岗岩脉充填,为控岩构造。在Sn的浓集中心东约1km杨梅田γ3b333b花岗岩体内寒武系清溪组第三段硅化粉砂岩捕虏体中钨含量最高,w(W)为400×10-6。Hs-21号异常有两个浓集区,北部为牛塘界浓集区,南部浓集区即出现在本区。南部浓集区面积6km2,可分内、中、外三个浓度带,w(W)最高为190×10-6。伴生有Bi元素异常,w(Bi)最高为6.78×10-6,可分中、外二个浓度带。1/5万水系沉积物测量进一步圈出锡三级化探异常和包括牛塘界钨矿区在内的钨一级化探异常各1处。1/5万重砂测量圈定出编号为127号的三级白钨矿重砂异常(面积约20km2)和编号为135号的二级白钨矿重砂异常(面积约1km2)。应在重砂异常区的南沱组、陡山沱组和寒武系清溪组地层寻找似层状矽卡岩白钨矿。3.1.4铜关系类型锡矿①兴安县桐林口钨锡靶区,寻找似层状矽卡岩型钨锡矿及锡石硫化物型锡矿;②资源县路冲坪铜钨矿靶区,矿化类型属蚀变破碎型脉状和云岩岩体型钨铜矿;③资源县鸭头水钨矿靶区,矿化类型有矽卡岩型、石英细脉破碎带型石英脉型,以矽卡岩型白钨矿较具找矿远景。3.2地表重砂及土壤地化异常主要预测靶区为栗木大岐岭锡钽铌找矿靶区。该靶区位于栗木大型锡钽铌矿田北侧,砂锡异常分布广,面积约2km;土壤地球化学Zn、Cu异常较发育,含量w(Zn)为50×10-6～90×10-6、w(Cu)为60×10-6～110×10-6,伴有零星W、Pb异常;地表发现3条0.01～0.21m的萤石石英细脉带,近SN走向,长400～800m,宽10～25m,平行产出,间距200～300m,w(Sn)为0.01%～0.228%;处于1/5万重力梯度带上,1/1万高磁测量正、负磁异常相交区(与水溪庙类似)。重砂及土壤地化异常与含锡萤石石英细脉带,三者基本吻合,与已知的栗木水溪庙、金竹源矿床相似,推测深部存在隐伏含矿花岗岩体。此外尚有水溪庙东南部、香粉厂等找矿靶区,其特征详见下表。3.3塔努尔湖和周边3.3.1长营岭式灰渣型长营岭式盲矿脉带的特征矿区位于珊瑚长营岭大型钨锡石英脉矿床西侧,发育含钨锡石英脉和钨锑萤石石英脉100余条。上世纪70年代前为珊瑚锡矿开采对象,到80年代在笔架山断层下盘发现发育长营岭式钨锡石英脉30余条,走向NE,倾向SE,展布长1.5km,密集成带,脉带间距50～100m,单脉间距一般1～5m,单脉最厚0.69m,平均脉幅0.2m,w(WO3)为0.387%～2.375%,w(Sn)为0.112%～0.73%,矿脉在空间往东(距长营岭越近)脉幅有增大、脉间距变小、脉数增多之势,表明在八步岭与长营岭之间极有可能存在着一个矿化中心潜伏着大型钨锡石英脉型长营岭式盲矿脉带。3.3.2营岭分布特征位于NE、NW向网格断裂构造地段,北部为出露的盐田岭花岗岩株,地质、地球物理和地球化学异常反映该地段深部存在隐伏花岗岩,中心部位位于松宫一带,地表发现有较为密集的云母线(细)脉和石英线(细)脉87条,脉体以NE走向为主,次为NWW和NW。脉体中常含有少量萤石、毒砂及黑钨矿。脉体中微量元素的含量以富W、Sn、F、As等元素,而贫Cu、Pb、Zn等亲硫元素为特征,具有同长营岭钨锡石英脉地表脉体相类似的特征,w(F)/[w(Cu)+w(Pb)+w(Zn)]的比值在松宫西和松宫南东分别为22.23和14.1,根据钨锡石英脉中微量元素剥蚀指标,前者属于基本未受剥蚀,后者属于浅剥蚀。1/1万土壤地化剖面测量,发育有2个综合原生地球化学异常,NE向展布,异常长约1500～1800m,宽约300～700m;元素组合W、Sn、F、B、Be、As和Cu等;异常强度分别为:w(W)为76.5×10-6～106.1×10-6、w(Sn)为55.1×10-6～81.3×10-6、w(F)为2800×10-6～3589×10-6、w(As)为183×10-6～237×10-6、w(Cu)为55×10-6～121×10-6。异常水平组合分带从中内带→中外带为Cu、Zn(Ag、Sb)W→(W)、Sn、B、F、Be、As、W、Sn和F;平均异常强度赋值为11.96,为珊瑚钨锡矿床(异常强度15.38)的77.76倍。异常元素组合、异常强度和异常水平组合分带具有类似长营岭钨锡石英脉的特征。3.3.3域化探测异常该区位于珊瑚长营岭大型钨锡矿床的东部,地表发现有0.01～0.10m的云母线、云母石英细脉,局部见有含钨锡石英脉和萤石石英脉,断续展布长1km,走向NE10°～40°,倾向SE,倾角50°～75°,单脉最厚度为0.19m,w(WO3)为0.087%～0.78%,w(Sn)为0.012%～0.33%,往深部脉幅有增大、脉间距变小、脉数增多之势,与珊瑚长营岭大型脉状钨锡矿床地表矿化标志特征相似。1/20万区域化探测量显示,在沙田街区存在一较好W、Sn、Sb、Pb、Zn综合异常。异常强度极大值w(W)为512×10-6、w(Sn)为51×10-6、w(Sb)为990×10-6、w(Pb)为228×10-6,平均衬度w(W)为66.49×10-6、w(Sn)为3.93×10-6、w(Sb)为114.19×10-6、w(Pb)为3.38×10-6。3.4德彭岭地区3.4.1边缘相细粒黑云母岩脊两侧构造及发育特征位于都庞岭东体北接触带,矿体分布在古怪冲—中坪岩脊南部的边缘相细粒黑云母花岗岩的蚀变带内,长约4km,宽500～800m,矿体以云英岩化、黄铁矿化、菱铁矿化的组合为特征。边缘相细粒黑云母花岗岩岩脊附近发现六个大小不等的薄饼状、鞍状、透镜状矿体,分三层产出,矿体产状与侵入接触面一致,随着接触面产状(20°～25°)变化而变化,矿体长50～490m,宽50～120m,厚1.08～3.26m,最厚7.22m。矿体受边缘相细粒黑云母花岗岩岩脊的控制,正航磁低缓异常显示,岩脊与中坪岩体相连,重砂异常及1/5万化探异常发育,同时,8线矿体北东延向未完全控制。综上认为矿体沿岩脊向北东