漆昭安,唐晨贮,邱振华
(广东省大宝山矿业有限公司, 广东 韶关市 512127)
大宝山矿为南岭地区特有的铁、铜、硫大型多金属矿床,含多种附生、分散元素,综合利用价值高,属高-中温交代充填类型,矿物种类较多,组合较复杂。本区域金属元素主要以硫化矿石及氧化矿石为主,且硫化矿石构成巨大的原生硫化矿体,而大宝山矿床的伴生元素WO3主要以白钨矿与黄铁矿共伴生产出。
区域内出露地层有寒武系、泥盆系、石炭系、二叠系、侏罗系、白垩系及第四系,其中以泥盆系及石炭系最为发育,且广泛分布于各大背斜两翼。本区域为向斜构造,位于大宝山与方山之间,由两列近南北向的断裂带(大宝山断裂带(Fa1)、方山—凡长岭逆断层(Fa2))所夹持,向斜向南翘起,向北倾伏,轴向主要为北北西,北端受断层错移折向北东,在向斜构造轮廊全貌控制下,其间尚有若干纵横波状起伏,给成矿创造了良好条件。其中大宝山断裂带(Fa1)属成矿前逆断层性质,岩体上下盘均见硫化矿体存在,为大宝山矿床矿液主要运行通道。
据蔡锦辉(2013年)总结1∶20万英德幅水系沉积物测量成果资料(1988年),元素丰度变化特征表明:WO3在古生界和元古界都有不同程度富集,其中以四堡群富集系数最大,含量达4.3×10-6,K值为2.87;其次为震旦系、泥盆系。据此推断大宝山矿区及外围Cu、Mo、Bi、WO3等成矿主量元素来自岩浆。具体见表1。
表1 南岭地区各地层富集元素(以K≥1.5为准)
大宝山矿的主要矿物有黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、辉钼矿、白钨矿;次要矿物有辉铋矿、毒砂、磁铁矿;微量矿物有黝铜矿、辉碲铋矿、碲金矿、硫锑铜银矿、赤铁矿及辉银矿等;脉石矿物主要有石英、方解石、透闪石、阳起石及绿泥石。
白钨矿在原生金属矿物中主要以黄铁矿-白钨矿-毒砂-赤铁矿-石英共生组合产出。通过取样化验,初步推断出白钨矿的赋存伴生矿物主要为黄铁矿,其次为磁黄铁矿。大宝山矿共采取样品11 817个,其中矿体取样235批次,9264个样品;围岩取样78批次,2553个样品。WO3元素含量的分布规律见表2、表3。
表2 不同矿石类型中白钨矿含量情况
表3 不同围岩类型中白钨矿含量情况
本区域围岩蚀变可划分为以下13个类型:矽卡岩化、碳酸盐-大理岩化、白云石化、云英岩化、钾化石化、矽化、绿帘石化、绢云母化、透闪石-阳起石化、绿泥石化、滑石化、高岭土化及菱铁矿化。其中以矽化、绢云母化、钾化石化最为普遍,透闪石-阳起石化、绿泥石化、矽卡岩化次之,其他类型仅局部分布于个别地段中。大理岩化、钾长石化、白云石化(部分属成矿后)、部分矽化、部分(区域变质)的绢云母化属成矿和前蚀变,与成矿无关。
与白钨矿成矿密切相关的主要是以矽卡岩化、绢云母化为主;其次为黄铁矿化、绿帘石化、滑石化。矽卡岩是高温气态接触渗透交代的产物,本矿的矽卡岩具分带现象:35—47线范围内以柘榴石矽卡岩为主,向北、向南逐渐递变为透辉石矽卡岩,沿倾斜方向自西向东递变为辉石矽卡岩。热液成因的绢云母化岩石,原岩为泥质灰岩或泥质岩,岩石常呈暗灰至淡灰绿色,松软、层状构造,与白钨-黄铁矿阶段最密切,经常与黄铁矿共生,但形成比黄铁矿早,故常被黄铁矿交代。
大宝山矿的成矿过程中,在气成热液期主要表现为矽卡岩化及云英岩化。矽卡岩矿物受较强烈挤压破碎,广泛受金属矿物及热液蚀变矿物交代充填。矽卡岩及辉钼矿、石英脉、白钨矿、黄铁矿脉及透闪石-阳起石、磁黄铁矿脉等穿切交代。热液期表现为气态液转化为高温-中温热液时,即高温热液早期有萤石、白钨矿产生,随后温度降低,FeS2和Fe AaS大量沉淀。随着温度逐渐降低,大量硫化物沉淀。故本区域黄铁矿分布广泛,而与黄铁矿共生的白钨矿也跟随黄铁矿的分布范围而分布。
而岩浆活动、构造活动及围岩性质这3个因素控制着矿体的成矿物质来源、成矿通道分布及矿体赋存形态展布,具体表现如下。
(1)矿区北部为贵东花岗岩岩基,此岩基沿东西向断裂多次侵入。在岩基的南北二侧,广泛形成了钨、钼、锡、铋、铜、铅、锌、硫和锑、汞的矿化。大宝山钨、钼、多金属矿床的形成与船肚和大宝山花岗闪长岩有成因关系,与辉绿岩及次流纹斑岩无关。整个矿床围绕该岩体而形成环状分带。因此,整个矿液是来源于花岗闪长岩岩浆活动阶段,故成矿与中酸性侵入体有关。
(2)根据矿床中矿化分布、矿脉产状及围岩蚀变等特征,作为矿液通道的构造为北东东及北北西向二组裂隙。船肚—大宝山北东东向断裂为第一期矿化的矿液主要通道。控制矿物沉淀的构造主要为层间脆弱带,此脆弱带经常为具有不同机械与化学成分的岩层的接触面及其破碎带与滑动带。常见矿液沿裂隙上升向二侧岩层顺层理交代。
(3)围岩的化学成分与结构构造,对成矿作用及矿化分布起着重要控制作用。含矽、铝质的碳酸盐岩层最有利于成矿,页岩及粉砂岩次之,大理岩和次流纹斑岩不利于成矿。故碳酸盐岩层常产生因强烈交代进而形成巨大的块状矿石。页岩及粉砂岩矿液以渗透、充填为主,故形成小脉状及浸染状矿石。
(4)大宝山矿体中的各个成矿元素以船肚—大宝山东西向断裂为核心向外围扩展,依次出现Mo—W—S(黄铁矿、磁黄铁矿)—Cu—Pb、Zn—Sb矿化的环状分带。而钼钨矿带仅局限于船肚花岩闪长岩与灰岩的东西向内外接触带及相应向东伸延的大宝山35—51线地段,主要金属矿物为:白钨矿、辉钼矿。钨、铁(硫化铁)、铜矿带紧接于上述矿带外围,其矿化宽度由200 m增加到1000 m,白钨、黄铁、磁黄铁、黄铜矿为主要组成矿物。
(5)大宝山矿体中的各个成矿元素沿南向北,以43—47线为中心,向北、向南元素组合分带为Mo、W—(Fe、S、Se、Te)—S、Cu(Bi、Se、Te)—Zn、Pb(In、Cd、Ag),相应的矿物亦有明显分带,围绕船肚—大宝山北东断裂及船肚花岗闪长岩呈环状分带,初步推测W的矿化与船肚花岗闪长岩可能存在成因关系。因而这种分带是在构造配合下的温度分带,故大宝山矿白钨矿主要赋存于第一、第二矿带内,且环状分带的中心为花岗闪长岩及北东东向断裂与北北西断裂的交错处。
(6)随着岩浆分异作用的进行,元素组合亦随时间由Mo、Sn—W、Fe、Se、Te—Fe、Cu、Bi、Se、Te、Zn、Cd、In、Pb、Ag有规律地演化,伴随多次间隙的构造活动,而白钨矿基本处于岩浆分异的白钨-黄铁矿化阶段,该阶段主要由大量黄铁矿及白钨矿与少量的毒砂、赤铁矿组成浸染状、块状及脉状矿石,沿层间构造交代、充填而形成厚大的似层状矿体。此阶段元素组合特点是贫重金属,富S、As、Fe、W及挥发组分,此外尚有Se、Te、Au等附生元素。
故含矽、铝质的碳酸盐岩层具有脉石及蚀变矿物的双重性质,空间上常在磁黄铁矿体的内外接触带,二者紧密共生。由此可见,围岩蚀变不仅是成矿标志,也可视为成矿条件之一。岩石性质可以通过其蚀变作用在不同程度上控制矿化分布。矿床南北向分带,与蚀变分带一致,后者与岩性有关。如矽卡岩发育于钙质较高的北部地段,是黄铁矿形成的有利围岩,钾长石岩与矽卡岩分布地段最易透闪石-阳起石化,则有利于磁黄铁矿形成。故矽卡岩的分带分布也造成与黄铁矿共生的白钨矿形成分带分布。
通过地球化学特征、矿物组合、围岩蚀变、成矿期次、控矿因素、空间分布及分带特征等对大宝山矿的伴生元素WO3进行了矿石和围岩取样化验、矿石类型对比及围岩空间上、平面上的系统研究,结果如下。
(1)大宝山矿的矿液以大宝山花岗闪长岩为中心,以船肚—大宝山东西向断裂为核心向外围扩展,呈Mo—WO3—S(黄铁矿、磁黄铁矿)—Cu—Pb、Zn—Sb矿化的环状分带分布,形成了大量的黄铜矿、磁黄铁矿、闪锌矿、方铅矿、辉铋矿及部分硫盐类矿物,一直到较低温的辉锑矿告终。
(2)与白钨矿成矿密切相关的是整个热液成矿期,以矽卡岩化、绢云母化为主;其次为黄铁矿化、绿帘石化、滑石化;矽卡岩的分带分布也造成与黄铁矿共生的白钨矿形成分带分布。
(3)初步推断出白钨矿的赋存伴生矿物主要为黄铁矿,其次为磁黄铁矿;高温热液早期的萤石、白钨矿产生,随后温度降低,大量硫化物沉淀;故本区域黄铁矿分布广泛,而与黄铁矿共生的白钨矿也跟随黄铁矿的分布范围而分布。
(4)大宝山白钨矿的矿物形成、分布范围、赋存部位均与大宝山花岗闪长岩、船肚—大宝山东西向断裂和矽卡岩有直接的成因关系。
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