江西有色金属  1987, Vol. 1 Issue (4): 16-19
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宝山矿床深部探矿前景分析[PDF全文]
肖扬武     
荡坪钨矿
摘要:本文通过宝山矿区20年地质工作实践,基于对宝山矿床岩凹规律和成岩成矿综合模式的认识,就该矿床深部探矿问题,划分了六个远景区,并逐个进行了系统的论证。
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一 矿床基本地质特征

宝山矿区位于崇义——铅厂坳陷带南段,东侧为西华山——杨眉寺隆起,西侧为诸广山隆起。崇铅坳陷内,断裂构造具长期多次活动特征。南北向、东西向、北东向断裂汇集于矿区东北部。东西向构造被尔后的北西向构造改造,又被上构造层掩盖;中生代燕山运动东西向压应力作用下,产生南北向压性断裂,派生出次一级东西向张性断裂及北东、北西两组交叉断裂,其中东西向断裂与深部东西向构造迭加,发展成为岩浆就位的良好场所(图 1)。

1.第四系:2.二迭系;3.上石炭统;4.中石炭统;5.下石炭统;6.泥盆系;7.震旦系;8.细粒花岗岩;9.细粒斑状芘岗岩;10.中花岗岩;11.矽卡岩;12.古炉渣;13.地质介限;14.正断;5.逆掩断层;16.平移断层。 图 1 宝山矿区地质略图  1:40000

近东西向成矿裂隙发育在岩体内及东西两端接触带中,最密集处达50条/米,多数被石英硫化物充填成含矿石英脉,密度愈大,矿化愈强,矿体规模愈大,对成矿起着明显的导矿和容矿双重作用。

矿区内出露地层有泥盆系、石炭系和二迭系,成单斜构造。泥盆系为砂页岩及薄层灰岩组成。石炭系分三统:下统铅厂组,为砂页岩夹少量钙质夹层;中统黄龙组,为白云质灰岩、白云岩和大理岩;上统船山组,为灰黑色条带结晶灰岩及大理岩。总厚度1800米。二叠系由棲霞组灰岩、茅口组硅质页岩及不纯灰岩组成。各层位的化学、物理性能不同,成矿控制作用不同。石炭系灰岩和大理岩中,方解石含量超过70%,CaO含量高达53%,矿物颗粒粗大,孔隙度大,利于成矿热液沿粒间扩散交代成矿。

矿区出露的宝山花岗岩,绝对年龄138百万年,为燕山早期第三阶段产物。岩体出露面积1.4平方公里,呈长轴295°椭圆形复式蘑菇状产出。根据岩体主要造岩矿物特征,定名为黑云母二长花岗岩。从岩体化学成份、查氏数值、里特曼指数可知,它属钙碱系列硅酸过饱和岩石;从中粗粒花岗岩—细粒斑状花岗岩—细粒花岗岩,总趋向偏酸富碱。从早期到晚期,酸度增大;晚期次更富碱质(早期次稍富钠,晚期次稍富钾);碱度系数增加,使成矿物质在碱质作用下,增大溶解度而富集。宝山岩体钨矿化判别值均大于判别分界值,属矿化岩体。其付矿物及微量元素含量反映岩浆演化为逐步富集,近接触带而增加。包体液相成分分析表明,岩浆富含挥发组分和碱离子。硫同位素资料反映,岩浆源和成矿溶液经过很好的均一化过程;32S/34S比值为22.154~22.238。接近陨石硫同位素值(22.22),显示岩浆源带有地幔型特点。花岗岩SiO2> 70%,K2O>Na2O, 铁族元素含量偏低,又表明岩浆源接近壳层重熔性质。因此,本区岩浆岩属混熔产物。综合上述资料可知:花岗岩是本矿床成矿物质的主要来源。岩浆分异演化对成矿物质的运移和富集起了重要作用。

花岗岩体顶面凹槽(简称“岩凹”)是控制本矿床的最基本因素,几乎所有的主矿体均赋存在其中。岩凹的形态、产状和大小,直接控制着矿体形态、产状和规模。东区茅草沟矿段上部矿体,岩体大致呈南北向,往东倾伏,倾角20°~40°,与岩层产状相近,在岩体顶面缓坡凹槽中,形成缓坡凹槽矿体;北区通天岩矿段上部岩枝顺层产出,发展成岩舌超复凹槽,形成超复凹槽矿体;某些地段局部岩层层间破碎发育,成矿物质沿层间破碎带充填交代,形成层间矿体。茅草沟矿段由上部矿体和下部矿体两大部份组成。上部矿体,从地表(约680米标高)至365米标高,由九个矿体组成(有八个生产中段,已开采20年),呈半月形展布,均赋存在花岗岩顶面缓坡凹槽中。下部矿体,从200米至负200米标高处,由四个矿体组成,均存在于岩舌超复凹槽中。根据宝山花岗岩体顶面等高线图,上部矿体赋存的凹槽,走向由南向北,再拐向北西。一个凹槽内常有一个以上的凹部。凹部形态有L型、U型、C型,甚至O型,产状十分复杂。形态产状愈复杂,规模愈大,凹槽中賦存的矿体品位愈富,规模也愈大。反之,接触带平缓、陡倾斜处,不易形成岩凹,也不利成矿,岩凹的形成,与地层岩性、产状及构造形式密切相关。

二 矿床成因及成岩成矿模式

根据各种穿插关系及矿物共生组合特征,宝山矿床划分为两大成矿期和七个成矿阶段:

第一成矿期的氧化物阶段和硫化阶段是主要成矿阶段。第一次成矿作用围绕岩体接触带发育,且岩体东北部发育较好。第二次成矿作用围绕东西向裂隙群(岩体东西两端)发育,上部更甚,形成二次矿化迭加。

花岗岩浆分异后产物,主要是富碱高挥发分热水溶液,成矿元素的络合物在碱性介质中,溶解度增大,性质稳定,运移能力强;当介质环境发生变化时,络合物按不稳定常数降低顺序依次分解沉淀。从千矽卡岩阶段至硫化物阶段的整个成矿过程,均在沿接触带交代前阶段产物,且矽卡岩本身即为矿体。故本矿床成因类型应属气化高温——中温热液接触交代矽卡岩型多金属矿床。

宝山矿床成岩成矿综合模式(图 2)说明,地壳深处硅铝层选择性重熔,使长石、石英首先熔融生成花岗岩浆,成矿物质获得第一次集中。燕山运动早期构造作用驱动下。花岗岩浆沿通道入地壳浅处(深度约1.5公里处)就位。形成中浅成侵入体。此时,岩浆经过溶离作用,形成中粗粒花岗岩和残浆,成矿物质获得第二次集中。压力降低,残浆经过液态分离和结晶分异作用,形成细粒斑状花岗岩和富碱高挥发组分残余热水溶液,成矿物质得到第三次集中。分散在花岗岩顶部的残余热液与围岩作用,进一步在花岗岩与灰岩(大理岩)接触处,形成正接触带矽卡岩、层间矽卡岩,以及花岗岩的自变质作用。温度压力继续下降,热液分离出亲氧热液和亲硫热液,先后选择交代矽卡岩,分別形成含氧化物矽卡岩和含硫化物矽卡岩。

图 2 室山矿床成矿综合模式

与第二次成岩作用密切相关的第二次成矿作用,主要是富硫化物热液沿构造裂隙上升,形成含矿石英脉,迭加于第一次成矿作用产物之中,使矿化更加富集。

三 宝山矿床深部探矿设想

基于对宝山矿床岩凹控矿规律和成岩成矿综合漠式的认识,就宝山深部探矿问题,谈谈几点设想。

首先,依据岩凹控矿规律和各矿段地质资料,把宝山矿床划分为六个矿段,并分別按成矿条件和生产利用的紧迫性,依次排为六个远景探矿区。

(一) 笫一远景区:茅草沟矿段

本矿段是全矿床的命脉和主体,也是历年地质工作的重点研究对象。1956年~1959年,江西省地质局钨矿普查勘探大队一分队,开展地质调查和勘探,正式提交矿区勘探报告,探明本矿段表内矿石量(C+D级)×××万吨,金属量(WO3+Pb+Zn)达××万吨。1966年开始基建,1967年建成综合生产能力300吨/日的矿山和选厂。20年来,生产白钨、铜、沿、锌精矿×万吨,上缴国家利税超亿元。矿山地质工作也从此起步,摸清了本矿床矿体的形态、产状、控矿地质条件,进一步开展了成矿规律的研究和成矿预测工作,在验证了原勘探队提交储量的基础上,新增工业矿量近×万吨。以上储量均属300米标高以上的上部矿体。1972~1981年,江西冶金地质勘探公司二队二分队,重新对本区开展找矿勘探工作,通过深部钻探,在200~负200米标高处,又发现了花岗岩岩舌超复下的凹槽矿体,探得D级矿石量×××万吨,白钨、铅、锌、银综合金属量x万吨,进一步证实了宝山深部隐伏有第二层矿体。同时,也证实了岩凹控矿规律的正确性。根据地层分布结合岩体产出形态,按照上述凹槽控矿规律,预测深部还可能出现第三层矿体。其依据是:本矿段地表出露石炭系上统条带结晶灰岩和大理岩,上统和中统的界面位于300米标高处,其下负200米标高处仍为富CaO的黄龙组大理岩。从300米标高石炭系中统和上统界面往下推1400米作为石炭系与泥盆系的分界面,石炭系下界面应位于负1100米标高处。此界面上的石炭系下统,虽然以泥砂质岩层为主,也夹部分富Ca的薄层,可能形成充填交代矿体。从花岗岩的产出形态来看,本矿段上部矿体产于石炭系上统和中统界面上,系该部位出3岩体形态的第一个凹槽;下部矿体产于石炭系中统和下统的界面上,恰好又是花岗岩的第二个凹槽;第三层矿体预计产于石炭系下统与泥盆系界面上的某些富Ca地层中的第三个花岗岩凹槽中,其部位约在负800米标高上下。

另外,本矿段东西向成矿裂隙群很发育,系成矿热液上升的通道和充填交代的有利部位,对矿化起着明显的控制作用。第一层上部矿体,东西向成矿裂隙群和围岩蚀变均很强烈,矿体品位高;第二层下部矿体,成矿裂隙群与围岩蚀变次之,矿体品位稍低于上部矿体;预计深部第三层矿体,品位还会更低些。

(二) 第二远景区:通天岩矿段

本矿段位于茅草沟矿段以北,F5断层以东地段。矿山地质工作者,在总结茅草沟矿体控矿地质条件基础上,进一步开展成矿规律研究和成矿预测工作,发现此矿段围岩、岩体和成矿裂隙发育程度与茅草沟矿体大体相近,且位于其矿段的上仰端,整个凹带有向此矿段延伸的趋势。虽然宝山岩体形态东西两面缓,南北两面陡,但茅草沟矿段所赋存的缓坡凹槽,有可能在通天岩矿段转变成陡中有超复。1978年在通天岩成矿预测区幵始地质探矿工作,开拓五个生产中段,终于探获了该矿段有一个隐伏矿体,探明矿石量(C+D级)××万吨,白钨、沿、锌、铜综合金属量×万吨。有力地证实了岩凹控矿规律的正确性。查明的此一隐伏矿体,产出标高为650~400米,其围岩为石炭系上统灰岩和大理岩,是由茅草沟石炭系上统拐弯拾升所致;其成矿母岩为细粒斑状黑云母花岗岩,为茅草沟矿体同一成矿母岩,且是位于其前锋部位,成矿物质在大量挥发组分推动下,十分活泼地进行充填交代作用,围绕硫化矿体四周的围岩蚀变发育,钠化、矽卡岩化强烈,东西向成矿期裂隙密集;属于茅草沟上部矿体向北西方向的延续。根据其地质条件推算,本矿段200~负100米标高范围内,有出现第二层的下部矿体的可能性。

(三) 第三远景区:小学后矿段

此矿段位于F5断层西部、铁石岭的东部,位于宝山岩体正北缘。地层为石炭系中统白云质灰岩和大理岩,其下部为石炭系下统泥砂质岩夹少量含Ca夹层。过去在深部打了三个钻孔,其中两个钻孔打到了花岗岩就结束;另一个钻孔打到一条花岗岩枝,肉眼可见铅锌矿化。本矿段与通天岩矿段以F5断层分界,东盘矿化如此强烈,西盘到底与它有何关系?值得探索。特别是在100~负100米标高处。与铁石岭矿段对比,还有找到新矿体的可能。

(四) 第四远景区:铁石岭矿段

在泥盆系和石炭系分界面之上,出现2~3次小型凹槽(2~3层钙质夹层所致),形成矽卡岩化,也有少量含矿石英脉发育,以往部分钻孔中,发现有矿脉和网脉状矿体,虽然规模不大,但是其中银的含量较高。而且均产出在400米标高以上。其与茅草沟矿段比较,即相当于茅草沟矿段负800米标高处的深部第三层矿体所在部位。目前,我矿正在开拓的545中段,其目的即以探明其中上部矿体的情况,初步估算,约有储量××万吨。

(五) 第五远景区:太平山矿段

此矿段为宝山岩体的东南缘。出露地层是石炭系上统和中统的结晶灰岩与大理岩,深部负200米标高处为白云质灰岩,利于成矿。根据电子计算机推算,约在负100~负300米标高处有一个大型花岗岩凹出现,花岗岩有中粗粒花岗岩和细粒花岗岩两种。但东西向成矿裂隙不太发育,矿脉稀疏,围岩蚀变较弱,以往一个钻孔(zk17)中,见有2米厚的矿体,铅、锌品位均达到工业指标,唯WO3品位较低;另一钻孔(Zk106)中,见0.34米厚的硫化矿体;太平山一带,有大片矽卡岩出露,品位太低。现有的410中段位置太高,正打在岩凹上面的岩舌部位,故矿化不好,若摸清其下面的岩凹情况后,再投入深部找矿,还有可能发现新矿体。

(六) 第六远景区:介板坑矿段

本矿段位于宝山岩体的面南缘。岩体为中粗粒黑云母花闻岩,出露地层为石炭系下统泥砂质岩夹少量钙质夹层,其深部地层为泥盆系砂页岩及薄层灰岩,也可能形成少量矿体,但远景不大。

通过上述成矿规律的研讨,以及各个远景区地质条件的分析,宝山矿床重点探矿方向应在第一、第二远景区,同时加速第三、第四远景区探矿,以解决目前的储量危机。

参考文献(略)