安徽金溪縣玉龍腦巖體地球化學(xué)特征及成礦作用

安徽金溪縣玉龍腦巖體地球化學(xué)特征及成礦作用

1成礦地質(zhì)條件九龍腦區(qū)位于北北東向萬靈山起帶以西，北東向萬靈山構(gòu)造帶夾持區(qū)。構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈,裂隙發(fā)育,巖漿活動(dòng)頻繁,成礦地質(zhì)條件有利。形成極其豐富的鎢錫多金屬礦產(chǎn),其伴生組份為鉍、鈹、鉬、銅、鉛鋅以及鈮、鉭等稀散元素。礦床類型以石英大脈型、云英巖型為主,少量矽卡巖型,如樟東坑(中型)、九龍腦、洪水寨、梅樹坪(小型)等礦床,均賦存于九龍腦巖體內(nèi)外接觸帶中。1.1復(fù)理石、礦盆系、二疊系出露地層有震旦-寒武系、奧陶系、泥盆系、石炭系、二疊系、第四系。震旦系-奧陶系為淺變質(zhì)海底火山碎屑為主的類復(fù)理石建造;泥盆系、石炭系、二疊系為濱海相泥砂質(zhì)建造及碳酸鹽建造?；讕r系和泥盆系富含W、Sn、Cu、Pb、Zn、Ag等成礦元素,W、Sn、Pb含量高出地殼克拉克值(黎彤)1.5～3倍,是重熔型花崗巖成礦物質(zhì)主要來源之一,也是鎢、錫多金屬礦床主要賦礦圍巖之一(表1)。1.2地質(zhì)構(gòu)造配置區(qū)內(nèi)褶皺、斷裂構(gòu)造發(fā)育,斷裂主要為北北東、北東向,次為北西向、南北向。北東東向斷裂為重要控巖、控礦構(gòu)造?；遵薨櫠嘁跃o密線形產(chǎn)出,呈南北向,蓋層褶皺受斷裂、侵入體破壞,形態(tài)較復(fù)雜,大多為不完整寬緩向斜。1.3巖石學(xué)和熱液蝕變巖巖基期巖相古地理區(qū)內(nèi)巖漿巖出露較廣,為多期、多階段巖漿活動(dòng)所形成的復(fù)式巖體,淺深部還發(fā)育隱伏花崗巖帶。活動(dòng)方式主要為侵入,巖石類型以酸性巖為主,包括加里東、海西-印支、燕山三個(gè)巖漿旋回。燕山巖漿旋回為區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)鼎盛時(shí)期,第一階段巖體普遍具侵入交代,除圍巖發(fā)育接觸熱變質(zhì)外,混合巖化較強(qiáng),并形成規(guī)模較大的巖基;第二階段巖體主要呈巖株、巖瘤狀侵入于第一階段巖體中,部分呈巖株、巖瘤狀侵入于古生界地層中,巖性主要為中細(xì)粒似斑狀黑云母(二云母)二長花崗巖,巖體自變質(zhì)作用和熱液蝕變作用強(qiáng)烈,并伴有強(qiáng)烈的鎢、錫、鉍、鉬、鈹?shù)V化;第三階段以巖株、巖瘤為主,大量分布于早期巖體或古生界地層中,以中細(xì)粒似斑狀黑云母二長花崗巖為主,云英巖化、鉀長石化強(qiáng)烈,形成了以九龍腦、柯樹嶺、天華山為代表的酸性巖漿巖體和沿裂隙分布的酸性巖脈,該期巖體為重熔“S”型花崗巖,石英含量較高,鉀長石高于斜長石,暗色礦物以黑云母為主,副礦物中常有磁鐵礦、鋯石、磷灰石、獨(dú)居石、螢石、黑鎢礦等,多階段多次活動(dòng)明顯,演化程度完善,并濃集W、Sn、Pb、Ag等成礦元素(表2),是鎢、錫成礦母巖。2深斷裂復(fù)合試驗(yàn)區(qū)礦區(qū)位于東西向大余-瑞金構(gòu)造亞帶大余-信豐褶斷帶與北東向大余-寧都黃陂深斷裂復(fù)合交匯處,華南加里東褶皺地槽區(qū)中的贛南后加里東隆起區(qū)。中細(xì)粒斑狀黑云母花崗巖是本區(qū)的成礦母巖。礦床類型為石英細(xì)脈(帶)-大脈型。2.1侏羅系砂巖zol礦區(qū)地層簡單,主要為震旦-寒武系組成的基底巖系。礦區(qū)內(nèi)只有震旦系上統(tǒng)老虎塘組(Z2l)出露,與侏羅系花崗巖呈侵入關(guān)系,接觸界線呈鋸齒狀或港灣狀。巖性以變質(zhì)石英砂巖、板巖或其互層為主,局部呈島嶼狀殘留體頂蓋產(chǎn)于花崗巖之上。礦區(qū)地層中富含W、Sn、Pb等元素,豐度值高,是地殼平均值的1.5～3倍(表1)。2.2項(xiàng)目2.2.1級(jí)開展的抗損力礦區(qū)西南部變質(zhì)巖系構(gòu)成一復(fù)式背斜構(gòu)造,屬唐埔向斜北東東端的次一級(jí)褶皺。復(fù)式背斜軸向北東-南西。組成復(fù)式背斜的更次一級(jí)褶皺為緊密褶皺形態(tài),褶皺翼部傾角一般均在40°～75°。因斷裂與巖漿侵入影響,局部地層產(chǎn)狀比較零亂,與復(fù)式背斜產(chǎn)狀略有不符。2.2.2巖石破碎帶區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育,主要為F1、F2兩條北東向斷裂。破碎帶寬1.5～12.0m,帶中巖石擠壓破碎明顯,有云英巖角礫,硅質(zhì)膠結(jié),西南端有疏松的變質(zhì)巖角礫,具長期活動(dòng)性質(zhì),為平移逆斷層。2.2.3成礦裂縫特征及性質(zhì)(1)巖石學(xué)特性裂隙發(fā)育特征按其產(chǎn)狀可分為2組:一組傾向330°～350°,傾角65°～80°;另一組傾向350°～25°,傾角60°～83°。后一組裂隙規(guī)律性較為明顯,由南往北逐漸變陡。裂隙產(chǎn)狀與花崗巖中原生節(jié)理基本相符。裂隙單體延長50～60m,形態(tài)復(fù)雜,分支復(fù)合、膨縮、彎曲現(xiàn)象常見,裂面粗糙不平。裂隙特征應(yīng)為花崗巖體原生冷凝收縮張性裂隙,后因剪應(yīng)力復(fù)合使裂隙再度發(fā)育而加深加長而成。(2)抗逆沖裂隙發(fā)育特點(diǎn)云英巖石英細(xì)脈帶成礦裂隙極為發(fā)育,產(chǎn)狀不一,形態(tài)復(fù)雜,充填物各有不同。據(jù)相互切錯(cuò)關(guān)系,成礦裂隙主要有四期。前三期裂隙走向70°、傾向北西、傾角20°～40°;第四期裂隙走向70°左右,傾向北北西,傾角65°～80°,裂隙大小不一,小者與前三期裂隙規(guī)模相當(dāng),大者單體延長100余米,裂隙壁較不滑,呈陡傾斜產(chǎn)出,具逆沖性質(zhì),切割錯(cuò)動(dòng)前三期裂隙,使之不但有明顯的位移,并拖曳成波狀彎曲。前三期成礦裂隙主要為花崗巖不斷冷凝收縮裂隙,后又受第四期逆沖裂隙影響,使前三期裂隙更加發(fā)育,并改造前三期裂隙形態(tài)。第四期裂隙為受區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力產(chǎn)生的逆沖性質(zhì)裂隙,構(gòu)成了云英巖石英細(xì)脈帶錯(cuò)綜復(fù)雜的成礦裂隙。2.3細(xì)粒斑狀黑云母質(zhì)粒石、白云母石、pa3.5和3.5%的黑云母砂巖化學(xué)成礦礦區(qū)范圍主要出露燕山早期第二階段侵入巖,呈巖基狀出露于九龍腦礦田中部,屬九龍腦巖基。與地層呈侵入接觸,波狀彎曲近東西向展布,受區(qū)域北北東與東西向構(gòu)造復(fù)合控制,巖體南端為粗粒黑云花崗巖,往北逐漸過渡為二云母花崗巖。巖性主要為中細(xì)粒斑狀黑云母花崗巖和細(xì)粒黑云母花崗巖。中細(xì)粒斑狀黑云母花崗巖堿性長石15%～35%,斜長石為20%～35%,石英35%～40%,黑云母3%～5%,白云母2%,少量次生礦物綠泥石、絹云母、高嶺土、鐵質(zhì)等,化學(xué)成份(%):SiO275.20、TiO20.10、Al2O312.85、Fe2O30.60、FeO1.39、MnO0.08、MgO0.21、CaO0.60、Na2O2.40、K2O5.06、P2O50.021、F0.116、S0.004、H2O3.35。細(xì)粒黑云母花崗巖主要礦物成份與中細(xì)粒斑狀黑云母花崗巖基本相同,化學(xué)成份(%):SiO275.69、TiO20.04、Al2O312.49、Fe2O30.19、FeO1.42、MnO0.21、MgO0.09、CaO0.85、Na2O4.00、K2O4.67、P2O50.007、F0.122、S0.010、H2O0.34。2.4礦脈旁側(cè)云英巖化區(qū)內(nèi)圍巖為中細(xì)粒(斑狀)黑云母花崗巖。圍巖蝕變以云英巖化為主,堿性長石化次之,絹云母化和硅化最弱。礦脈旁側(cè)云英巖化作用較強(qiáng)烈,蝕變寬一般10～20cm,局部40～50cm,主要為正常云英巖型。蝕變分布不明顯,局部云英巖化外側(cè)見有鉀長石化,也有少數(shù)礦脈旁側(cè)圍巖蝕變以鉀長石化為主。2.5山期火山巖侵入成因區(qū)內(nèi)變質(zhì)作用主要為區(qū)域變質(zhì)作用。受燕山期花崗巖侵入,產(chǎn)生了圍繞巖體展布的熱變質(zhì)圈帶,在巖體接觸帶,形成了強(qiáng)弱不等的角巖化帶和斑點(diǎn)狀板巖帶。3帶和礦體3.1礦脈細(xì)剖面特征本區(qū)發(fā)育有原生云英巖石英細(xì)脈帶型黑鎢礦床和石英大脈型黑鎢礦床兩種不同類型礦床,兩種礦床均賦存于花崗巖內(nèi)接觸帶中。礦體呈脈(帶)狀產(chǎn)出,多呈平行排列充填于SWW-NEE向張剪復(fù)合裂隙中。礦體形態(tài)復(fù)雜,以脈狀產(chǎn)出,在平面上和垂直方向上,礦脈均有尖滅側(cè)現(xiàn)、尖滅再現(xiàn)、分枝復(fù)合,局部有膨大縮小、彎曲、交叉、折曲和分枝復(fù)合等現(xiàn)象。單脈中部穩(wěn)定,兩端變小,在走向或傾向上,由若干小扁豆體構(gòu)成,呈側(cè)幕再現(xiàn),礦脈壁較平整。3.2礦體帶的規(guī)模、形狀和產(chǎn)量3.2.1巖石細(xì)脈帶及礦化特征本區(qū)云英巖細(xì)脈帶礦體共有5條,分別為V1、V1-1、V1′、V1″、V4,前四條大致呈近北東東向排列,V4則呈北西西向產(chǎn)出。V1云英巖細(xì)脈帶:總體傾向南東,傾角60°～76°,局部傾向北西。形態(tài)總體呈帶狀,局部膨脹縮小,帶寬最大8.1m,一般2.0～5.0m;沿傾向呈寬緩波狀,與圍巖分界較明顯,局部與斷層接觸。帶內(nèi)主要由各種不同類型的細(xì)脈及蝕變圍巖組成,細(xì)脈主要有含長石石英脈、含鎢鈹石英脈、煙灰色石英脈、乳白色石英脈、堿性長石脈、綠泥石脈及方解石脈等。帶內(nèi)蝕變圍巖主要為正常云英巖、富石英云英巖、云英巖化花崗巖、硅化云英巖及似糖粒狀硅化云英巖。與黑鎢礦化關(guān)系密切的主要為含長石石英脈、含鎢鈹石英脈、煙灰色石英脈、乳白色石英脈。帶內(nèi)各種石英細(xì)脈主要為簡單脈狀,但分枝、復(fù)合、膨縮、彎曲等現(xiàn)象較常見,其組合形式一般為平行密集排列,或乳白色石英脈切割鎢鈹石英脈,以致其產(chǎn)生拖曳現(xiàn)象,形成波狀彎曲,局部交切成網(wǎng)狀,脈寬一般1～20cm,且多為1～3cm為主,單脈延伸一般小于10m,少數(shù)延伸數(shù)十米以上,脈體呈斷續(xù)分布縱貫于礦帶內(nèi),在巖體原始接觸面附近礦化較好。V1-1云英巖細(xì)脈帶:走向60°～73°,總體傾向南東,傾角60°～76°,局部傾向北西?？傮w呈帶狀產(chǎn)出,具膨脹縮小,帶寬最大6m,多2.0～3.8m,沿走向呈寬緩波狀彎曲,與圍巖分界較明顯,局部呈漸變關(guān)系。礦化特征、圍巖蝕變特征與V1號(hào)礦體基本相同。V1′、V1″、V4號(hào)礦體僅有單工程控制,控制程度低,控制長度分別為約40m、50m、25m。產(chǎn)狀分別為8°∠66°、320°∠75°、10°∠64°,帶寬分別為1.0m、0.55m、1.0m。黑鎢礦化連續(xù)性較好。3.2.2礦脈形態(tài)特征區(qū)內(nèi)含鎢石英脈較發(fā)育,共有5條,分別為V3、V5、V6、V7、V8。常成組成帶分布,各礦脈大致呈右行側(cè)幕狀平行排列,脈距一般10～35m。礦體形態(tài)較為復(fù)雜,尤其沿走向較沿傾向復(fù)雜得多,膨縮、彎曲、分枝復(fù)合、尖滅側(cè)現(xiàn)等現(xiàn)象常見,局部為網(wǎng)脈狀。其規(guī)模、形態(tài)、產(chǎn)狀等特征見表3。3.3礦石特征3.3.1非金屬礦物主要金屬礦物有:黑鎢礦、白鎢礦、錫石、輝鉬礦、輝鉍礦、黃銅礦、黃鐵礦、閃鋅礦、毒砂,氧化礦物有:鎢華、鉬華、孔雀石等,主要非金屬礦物有:石英、螢石、正長石、白云母、方解石、葉臘石等。黑鎢礦為主要工業(yè)礦物,錫石、輝鉬礦、黃銅礦為伴生礦物。3.3.2殘余結(jié)構(gòu)鼓勵(lì)方案設(shè)計(jì)礦石結(jié)構(gòu)主要有自形-半自形、它形晶粒結(jié)構(gòu),交代殘余結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造主要有致密塊狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、晶洞狀或梳狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造和條帶狀構(gòu)造。3.3.3礦石化學(xué)成分礦區(qū)主要有用成分為WO3,局部伴生有Sn、Mo、Cu,但普遍不能達(dá)到綜合利用。3.3.4礦石的晶體結(jié)構(gòu)主要為原生礦石,按其主要礦物組合可分為:石英-黑鎢礦型和石英-黑鎢礦-錫石硫化物型。兩種礦石中有用礦物結(jié)晶程度均較好,黑鎢礦多呈半自形板狀、粒狀,顆粒大小一般為數(shù)毫米-數(shù)厘米。主要脈石礦物為石英。礦石類型屬易選礦石。3.4圍巖蝕變類型近礦圍巖主要為中細(xì)粒(斑狀)黑云母花崗巖。常見的圍巖蝕變類型有云英巖化、硅化、堿性長石化、綠泥石化、碳酸鹽化等。其中以云英巖化最為發(fā)育,硅化次之。而外接觸帶主要為硅化、綠泥石化、碳酸鹽化、白云母化次之。4礦化富法和礦化標(biāo)志4.1礦化和富集規(guī)律根據(jù)野外觀察和室內(nèi)綜合研究分析,本礦床的形成仍受該地區(qū)的巖漿巖、構(gòu)造及其圍巖等條件的相互影響綜合所致。4.1.1礦床充積氧錫礦床本區(qū)巖漿巖屬燕山早期巖漿侵入活動(dòng)產(chǎn)物,與鄰區(qū)西華山花崗巖體相似,與鎢礦床形成關(guān)系密切。本區(qū)花崗巖從光譜及人工重砂分析富含鎢、錫,所以燕山早期花崗巖漿的多階段侵入為形成鎢(錫)礦床帶來了豐富的礦液。從本區(qū)花崗巖化學(xué)性質(zhì)看,屬二類三科過堿性花崗巖,堿性能大量溶解鎢、錫,為形成鎢、錫礦床儲(chǔ)備了豐富的鎢、錫礦源?；◢弾r為本區(qū)成礦母巖,其侵入結(jié)果給礦床形成帶來了大量的含礦熱液同時(shí),也因巖漿本身冷凝收縮產(chǎn)生了一系列裂隙,為含礦熱液上升、沉淀創(chuàng)造了良好條件及有利富集成礦場所。4.1.2張裂隙的中央機(jī)制構(gòu)造為本區(qū)兩類礦床的重要控制因素,不同的構(gòu)造部位,形成不同的礦床類型。東部的石英大脈主要為花崗巖體頂部的張裂隙,后受區(qū)域構(gòu)造影響,使裂隙進(jìn)一步加深加大。而中部花崗巖體邊緣之云英巖石英細(xì)脈帶型礦床因本區(qū)北東東向逆斷裂形成較早,可能形成于花崗巖體侵入之前,故分布在巖體邊緣,在長期的擠壓、逆沖過程中,對(duì)花崗巖內(nèi)接觸帶產(chǎn)生一系列向北陡傾斜的派生剪切裂隙,對(duì)花崗巖原生冷凝張力裂隙起了加強(qiáng)和改變,形成了良好的儲(chǔ)礦裂隙。4.1.3利用好的屏阻來沉積礦化圍巖性質(zhì)對(duì)礦床的形成有著極為密切的關(guān)系,礦區(qū)圍巖有花崗巖及泥砂質(zhì)巖石,后者對(duì)礦液起了良好的屏阻,使礦化主要富集在內(nèi)帶中。本區(qū)圍巖蝕變?cè)朴r化普遍發(fā)育,說明含礦溶液是酸性的,且黃玉、螢石較多,而鎢的富集又與其有明顯的依存關(guān)系,說明巖漿期后含礦熱液富含F(xiàn)等礦劑,使鎢呈鎢氟酸形式存在于溶液中搬運(yùn)富集,當(dāng)含礦熱液為酸性時(shí),則鎢錫等重金屬得以沉淀成礦。4.2地表標(biāo)志標(biāo)志根據(jù)前述礦體賦存的空間位置及構(gòu)造、巖漿巖和圍巖蝕變等成礦地質(zhì)特征,本類型礦床的找礦標(biāo)志如下:(1)燕山早期黑云母花崗巖中在巖體的頂部可能找到石英大脈型礦床,在巖體邊緣多期活動(dòng)的斷裂帶可能找到云英巖石英細(xì)脈帶型礦床。(2)區(qū)內(nèi)斷裂如F2與云英巖石英細(xì)脈帶在空間上、成因上有關(guān)系,此類斷裂帶可作為尋找云英巖石英細(xì)脈帶型礦床的找礦標(biāo)志。(3)云英巖石英細(xì)脈帶上覆變質(zhì)巖中石英線、云母線發(fā)育,且硅化較強(qiáng)亦較普遍,此類現(xiàn)象可作為隱伏礦床的地表找礦標(biāo)志。(4)云英巖石英細(xì)脈帶礦體邊緣,云英巖化、堿性長石化較為發(fā)育,故也可作為找礦標(biāo)志。5采礦業(yè)的成因分析5.1巖體邊緣多期活動(dòng)斷裂帶礦脈賦存于燕山早期第二階段九龍腦巖基中,巖體頂部多產(chǎn)出石英大脈型礦脈,巖體邊緣多期活動(dòng)斷裂帶多產(chǎn)出云英巖石英細(xì)脈帶型礦脈,受斷裂構(gòu)造次級(jí)構(gòu)造控制。近礦圍巖主要為中細(xì)粒(斑狀)黑云母花崗巖,經(jīng)光譜及人工重砂分析富含鎢、錫,為成礦母巖,其多階段的侵入活動(dòng)帶來了大量的含礦熱液。5.2成礦時(shí)代中晚侏羅世礦脈賦存于燕山早期第二階段中細(xì)粒(斑狀)黑云母花崗巖中,空間上礦體明顯受北東向(F2)構(gòu)造控制,礦體(化)主要分布在巖體的內(nèi)接觸帶中,花崗巖與震旦系上統(tǒng)老虎塘組地層呈侵入接觸,因此本區(qū)成礦時(shí)間應(yīng)屬九龍腦巖基形成之后的中晚侏羅世。5.3含礦熱液特征成礦過程大致為:早期斷裂及巖漿活動(dòng)作用,使深部巖漿沿大斷裂上升,含礦巖漿熱液沿次一級(jí)北東向擠壓斷裂帶充填,同時(shí)交代置換圍巖中W、Sn、Pb及Ag等成礦元素并遷移。一方面使圍巖云英巖化、堿性長石化、弱絹云母化和硅化;另一方面因交代充填,形成大量黑鎢礦、綠柱石、錫石、輝鉬礦、白云母、黃玉等氣化-高溫?zé)嵋旱V物,呈浸染狀和致密塊狀分布充填于云英巖細(xì)脈帶及石英脈中,在巖體接觸帶附近(尤