『壹』 地質成礦條件和資源開發利用條件
1.區域地質和成礦地質條件分析
在玻利維亞西部,集中有中安第斯一些最重要的金屬成礦區。安第斯高原已經成為一個以銀為代表的礦產資源富集區。區內廣泛發育多期侵入岩、火山岩,岩漿活動十分強烈,斷裂構造、褶皺構造等聚礦構造樣式繁多,且成礦物質來源豐富,找礦前景非常廣闊。這里有很多錫、鋅、鉛-銀、錫-鎢、鉍、鉛-鋅、金和銻的脈型礦床。玻利維亞的錫和銀礦床在世界上是有名的,最重要的是波托西省塞羅里科山的巨型斑岩Ag-Sn礦床。它是目前世界上已知規模最大的脈狀銀礦床,為高品位、可混採的銀礦床,1996年仍保有銀儲量1977噸,銀品位達175g/t。此外,還有波托西省聖克里斯托巴爾Ag-Zn-Pb礦床和奧魯羅省科里科羅Au-Ag礦床。
銻礦集中於西部山區猛友的拉巴斯-波托西礦帶。該礦帶北西起自秘魯,經玻利維亞向南東延至阿根廷,全長900公里,寬50~100公里,礦帶約分布有大小200多個礦床(點)。尺知納其中主要礦床有圖彼薩、卡拉科搭等。這些礦床多屬中小型,其情況類似,多屬銻金石英脈型和銻鎢重晶石脈型。礦帶南部以銻金為主,北部以銻鎢為主。
在玻利維亞高原(阿爾蒂普拉諾高原),有很多的金和銀淺成低溫熱液礦床,而且勘探費用較低。阿爾蒂普拉諾是一個廣闊的縱向構造盆地。在阿爾蒂普拉諾的東面和西面與科迪勒拉山脈交界處還可能找到一些大礦床。在西科迪勒拉山,已經探明了許多硫化物礦床。同時,西科迪勒拉山還有豐富的金、錫、鎢、鉛、銀、鋅和銻。東科迪勒拉山脈及其與阿爾蒂普拉諾縱向盆地之間的山前過渡地帶是世界上最重要的多金屬礦集中區之一。這里有從阿根廷最北部經過玻利維亞延伸到秘魯最南部的「玻利維亞鎢錫礦帶」。在該礦帶的西側為一條以Sb、Pb和Zn等礦產資源為主的「輔礦帶」,地理位置上在的的喀喀湖-波波湖一線以東。鎢錫礦帶的南端以多金屬-錫礦床為特點。
阿爾蒂普拉諾高原的烏尤尼鹽湖礦是世界上最大的鹽湖礦。中安第斯山的其它干鹽湖含有豐富的鋰、鉀、硼和鎂,以及其它蒸發鹽類礦物。烏尤尼鹽湖礦也有可能含有這些重要的礦物。
在玻利維亞的東部,有廣泛的前寒武紀地質露頭,這些露頭區的地質和礦產環境與巴西正在開發地區的地質和礦產環境類似。除鐵礦以外,還賦存有與綠岩帶有關的金礦;與鹼性雜岩體有關的磷酸鹽礦物、稀土礦物和釷礦;與超基性岩有關的鎳和鉑礦;錫和沖積金礦;寶石和次寶石;鉛-銀-鋅礦;以及錳礦床。
在玻利維亞的北部,由安第斯山脈中的科迪勒拉山流向亞馬遜盆地的各條河流的沖積物中含有大量的金和錫,常形成砂金礦和砂錫礦床。
玻利維亞全國范圍礦產勘查工作程度低,有發現新礦床的潛力。據地質學家估計,玻利維亞近60%的土地有成礦潛力,但已取得礦權的土地面積約1200萬公頃,僅佔9%;還有許多諸陵沒如東部叢林區那樣從未進行過勘查的地區。
2.礦產資源開發條件分析
玻利維亞礦產資源十分豐富,主要包括錫、銻、鎢、鐵、金、銀、鉛、鋅、銅、鉬、鉍、鋰、硼等。
(1)錫、鎢
截至1999年底,探明的錫保有儲量為45萬噸,儲量基礎為90萬噸,佔西方世界四分之一,佔世界7.5%,僅次於中國、巴西、馬來西亞和泰國,居世界第五位。主要分布在拉巴斯、奧魯羅、波托西三省的安第斯山脈地區。與錫伴生的銀、鉛、鋅等也很多。玻利維亞的錫礦床多為錫石-硫化物礦床,大中型,少數特大型。礦石含錫0.2%~1.5%,多為地下開采,選礦流程復雜,回收率低(一般為30%~60%)。
玻利維亞是世界具有較大鎢資源潛力的國家之一。1999年玻利維亞鎢儲量(含鎢量)為5.3萬噸,鎢儲量基礎為10.0萬噸,僅次於中、俄、加、美,居世界第四位。礦床工業類型均為黑鎢礦,多為地下開采。現將玻利維亞錫-鎢礦帶及主要錫-鎢礦床的開發利用情況簡單介紹如下:
表15玻利維亞礦產儲量與儲量基礎單位:萬噸
玻利維亞錫-鎢礦帶上的熱液石英脈錫、鎢礦,均位於該國西部拉巴斯-波托西成礦帶。主要工業礦物為黑鎢礦、錫石。其中,鎢金屬儲量12.9萬噸,品位0.416%。成礦時代為新生代,礦帶從北部邊界經過整個西部進入阿根廷,南北長1000公里,東西寬100公里左右。由一條大斷層分為兩部分,北部以早古生代沉積岩及大的基岩活動為主,大型鎢礦床較多,南部火山及次火山活動頻繁,礦化以多金屬礦床為主。全帶100多個礦床(點),規模較大者十幾個。老開采區。
保爾薩尼格拉(Bolsa Negra)熱液石英脈鎢、錫礦位於拉巴斯東北。鎢金屬儲量0.93萬噸,品位0.62%,礦石工業類型為黑鎢礦。成礦時代為第三紀,礦床處於岩層走向轉彎部位的片岩和角岩中,礦體呈透鏡狀,厚度變化大,局部膨脹厚達60米(有二十幾個膨脹體)。礦石礦物有黃鐵礦、閃鋅礦、鎢鐵礦、白鎢礦、錫石等。地下開采,規模15萬~30萬噸/年。
喬赫亞(Chojlla)熱液石英脈鎢、錫礦位於拉巴斯東偏北。鎢金屬儲量0.64萬噸,品位0.43%,礦石工業類型為黑鎢礦。成礦時代為第三紀,在花崗岩體隱伏接觸帶上部的奧陶-志留紀的砂岩、板岩層中發育有NE和NW兩組斷層,其中有礦脈充填。後一組中有幾條主脈,長1400米,厚0.6~0.9米,延深500米,傾向南西,傾角40°~60°。主要礦物為黑鎢礦、黃鐵礦、錫石、黃錫礦、方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦。地下開采,規模1800噸/日。混合精礦含WQ335%、Sn32%,年產鎢精礦450噸左右。
恩拉馬達(Enramada)熱液石英脈鎢、錫礦位於喬吉拉以西2公里。鎢金屬儲量0.3萬噸,品位0.64%,礦石工業類型為黑鎢礦、錫石。成礦時代為第三紀,與喬赫亞礦床類似,但相對含錫少。礦帶長800米、寬300米、深400米。重要礦脈二十幾條,厚幾厘米~1米。伴生礦物:石英、毒砂、黃鐵礦、閃鋅礦、磁黃鐵礦、電氣石、螢石等。地下開采,規模600噸/日。
卡拉科萊斯(Caracoles)斑岩型(熱液型)錫、鎢(鉬、銀)礦位於拉巴斯東南。錫金屬儲量0.8萬噸,品位0.16%;鎢金屬儲量0.013萬噸,品位0.93%,礦石工業類型為黑鎢礦、錫石。成礦時代為第三紀,礦帶產於花崗閃長岩體中,角礫岩化部位礦化發育。主要礦物有微粒錫石、輝鉬礦、黑鎢礦、黃鐵礦、石英等。圍岩蝕變有綠泥石化、電氣石化和絹雲母化等。地下開采,規模15萬~30萬噸/年。重-浮選,現已停采。
科爾基里(Colquiri)熱液型錫(銀、鉛、鎢)礦位於拉巴斯南東140公里。錫金屬儲量2.57萬噸,品位0.5%~0.8%,礦石工業類型為黑鎢礦、錫石。成礦時代為第三紀,礦床產於近東西向斷裂與南北向褶皺的交切部位,礦帶長3公里,寬30米,延深500米,上部鉛、銀高,下部富錫。地下開采,規模30萬~50萬噸/年。重-浮-磁選,選廠規模為1800噸/日。
比洛科(Viloco)熱液石英脈鎢、錫礦位於拉巴斯東南。鎢金屬儲量0.05萬噸,品位0.98%,礦石工業類型為黑鎢礦、錫石。成礦時代為第三紀,礦化產於花崗閃長岩接觸帶附近,礦脈切過花崗岩體接觸帶,插入石英岩層中,長400米。主要礦物有錫石、黑鎢礦、白鎢礦、磁黃鐵礦、毒砂等。曾地下開采,現已停采。
奇科特格朗德(Chicote Grande)熱液石英脈鎢、錫(銅、鋅)礦位於拉巴斯東南。鎢金屬儲量7.2萬噸,品位0.34%,礦石工業類型為黑鎢礦。成礦時代為第三紀,礦體分布在背斜軸部的奧陶紀-泥盆紀電氣石化石英岩和角岩中,褶皺和斷裂發育。含黑鎢礦及硫化物的石英脈垂深1300米。有40多條富脈,100多條細脈,長者幾十米至數百米,厚5厘米~1.2米,平均厚22厘米。還有網脈帶,寬80米,長350米,延深280米。主要為黃錫礦、黑鎢礦,少量毒砂和閃鋅礦。區內有砂礦,黑鎢礦品位200g/t。1914-1918年為該國最重要礦山。地下開采,目前規模為100噸/日,現正在擴建1000噸/日。
昌比拉亞(Chambillaya)熱液石英脈鎢礦位於拉巴斯南偏東。鎢金屬儲量0.06萬噸,品位0.48%,礦石工業類型為黑鎢礦。成礦時代為第三紀,在1400米直徑的范圍內,發育著破碎和裂隙帶,充填有氣成熱液。圍岩為電氣石化角岩。是一有前景的礦床。選廠規模600噸/日,精礦品位WO370%,1984年產精礦含鎢257噸。
卡米(Kami)熱液石英脈鎢、錫礦位於奇科特格朗德南西7公里。鎢金屬儲量0.15萬噸,品位0.52%,礦石工業類型為黑鎢礦-錫石-硫化物脈。成礦時代為第三紀,礦脈產於張裂隙中,在1000米的范圍內產有5個礦脈組,單脈厚10厘米~1.2米,平均厚0.6米,延深達1300米。主要礦物:黑鎢礦、石英、鋰雲母、電氣石。礦脈發育在石英、黃玉角岩中。較晚的石英-錫石脈發育在邊部泥質頁岩中。地下開采,規模15萬~30萬噸/年。
克奇斯拉(Quechisla)斑岩型錫(銀、鋅、鉛、銅、鎢、鉍)礦位於波托西之南。錫金屬儲量1.66萬噸,品位1.23%,礦石工業類型為黑鎢礦、錫石、硫化物。成礦時代為第三紀,礦床產於南北向褶皺向北西轉彎處,在斷裂交匯處發育一個電氣石化石英斑岩頸,礦化發育其中。地下開采,規模30萬~50萬噸/年。
塔斯納(Tazna)熱液石英脈鎢(鉍、鉛、鋅、錫)礦位於波托西南偏西60多公里。鎢金屬儲量1.16萬噸,品位1.13%,礦石工業類型為黑鎢礦。成礦時代為第三紀,花崗岩體侵入於電氣石化角岩中,其附近發育含鎢石英脈,已控制長400米,深250米,平均厚40厘米。地下開采。
舊普韋布洛(Pueblo Viejo)熱液石英脈鎢礦位於該國南端。鎢金屬儲量0.096萬噸,品位0.87%,礦石工業類型為黑鎢礦。成礦時代為第三紀,英安岩體南北長12公里,東西寬8公里,其中的礦脈已控制長1000米,不規則礦化帶寬200米。
喬赫亞(Chojlla)熱液型錫(鎢、鉛、銀)礦位於拉巴斯東偏北。錫金屬儲量5萬噸,品位0.23%,礦石工業類型為錫石-硫化物型。成礦時代為第三紀,礦體產在花崗岩及其外接觸帶的角礫岩內。礦脈呈雁行狀排列,共有25條主脈和75條支脈組成,垂直延深500米。地下開采。重-浮選,錫精礦品位27%,回收率75%,綜合回收Sn,W。選廠規模600噸/日。
羅德奧(Rodeo)砂錫礦位於拉巴斯南東。錫金屬儲量50萬噸,品位0.06%。礦石工業類型砂錫礦。成礦時代第四紀,礦體呈層狀產出,錫石碎屑分散於礫石、砂泥土等組成的冰水沉積物中。露天開采。重選。
科爾基里(Colquiri)熱液型錫礦位於拉巴斯南東140公里。錫金屬儲量2.58萬噸,品位0.5~0.8%,礦石工業類型為錫-硫化物型。成礦時代為第三紀,切割北西褶皺的橫向斷裂控制礦化。礦化帶延長3公里,寬30米,延深500米。上部鉛銀高,下部錫高。主要礦物有閃鋅礦、錫石、螢石、磁黃鐵礦、方鉛礦、黃錫礦。地下開采。浮選、磁選。精礦品位28.4%,回收率50%,回收錫和鋅。選廠規模為日處理礦石1800噸。
瓦努尼(Huanunj)斑岩型錫(銅、鋅、鉛、銀)礦位於奧魯羅南東45公里。錫金屬儲量2.53萬噸,品位1.06%,礦石工業類型為錫石-硫化物型。成礦時代為第三紀,礦脈產於北西向背斜的核部。礦脈長600米,深320米,上部寬14米。原生礦物有錫石、黃鐵礦、鐵閃鋅礦、黃銅礦、螢石。地下開采。重-浮選,錫精礦品位18%,回收率65%,選廠規模為日處理礦石1300噸。
阿維卡亞(Avicaya)火山岩型錫(銅、鉛、鋅、銀)礦位於奧魯羅東南。錫金屬儲量7.35萬噸,品位0.82%,礦石工業類型為錫石-硫化物型。成礦時代為第三紀,礦化帶產於破火山口內。礦脈走向北東30°,傾向南東,與主斷裂銳角相交。礦脈上部為錫、銀、中部為鉛、鋅,下部為富錫礦石。地下開采。重-浮選。
拉拉瓜(Llallagua)斑岩型錫(銅、鋅、鉛)礦位於奧魯羅南東。錫金屬儲量5.27萬噸,品位0.5%~0.9%,礦石工業類型為錫石-硫化物型。成礦時代為第三紀,礦脈產於北西向背斜傾沒端的花崗斑岩岩株的裂隙中。共有30條主脈和400條支脈與背斜軸斜交。地下開采。重-浮選,選廠規模為處理礦石2200噸/日,回收率81.2%。
卡塔維(Catavi)斑岩型(角礫岩筒)錫(鎢、鉍)礦位於奧魯羅南東。該礦是玻利維亞最大的錫礦山,錫金屬儲量10.54萬噸,品位0.52%,礦石工業類型錫石-硫化物。成礦時代第三紀,礦化呈脈狀、浸染狀,礦脈產於流紋質次火山岩中,也有的產於板岩中。主要礦物有錫石、黃鐵礦、銻酸鹽、輝鉍礦、黑鎢礦、石英、電氣石、綠泥石、螢石。地下開采,礦石成分復雜,錫石呈微細粒嵌布,採用洗選、重介質預選、脫硫浮選、錫石浮選和重選聯合流程。選廠規模日處理礦石5500噸,精礦含錫26%,回收率65%。
科拉維-卡努提勞(Colavi-Canutillo)火山岩型、斑岩型錫(銅)礦位於波托西的北東。錫金屬儲量7.2萬噸,品位0.45%,礦石工業類型為錫石-硫化物型。成礦時代為第三紀,礦化產於6米厚的鈣質砂岩中,有3~4層礦,錫石呈浸染狀產出。每層厚1~1.5米。黃鐵礦、菱鐵礦、白雲石、重晶石、黝銅礦等為主要伴生礦物。地下開采。重-浮選。
塞羅里科(Cerro Rico)斑岩型錫(鉛、鋅、銅、鉍、銀)礦位於波托西之西南。錫金屬儲量4.75萬噸,品位1%,礦石工業類型為錫石-硫化物型。成礦時代為第三紀,橢圓狀的花崗斑岩岩株面積2平方公里,深部縮小為岩牆,有3個礦群,產於斑岩中。地下開采。重-浮選,規模為日處理礦石800噸,精礦含Sn21%,回收率64%,綜合回收Sn、Pb、Zn、Cu、Bi。
(2)銻
玻利維亞銻礦資源也很豐富,截至1999年底,保有銻礦儲量31萬噸,儲量基礎32萬噸,僅次於中、俄,居世界第3位。賦存於玻利維亞錫-鎢礦帶中、南部的銻礦,多與金礦共生。
卡拉科塔銻金礦分布於礦帶中部,礦床產於褶皺帶內,由黑色頁岩組成背斜核部,屬中型礦床。礦體呈串珠狀、透鏡狀,充填於斷裂帶附近的片理中,一般長50~300米,厚2米,延深200米。礦石由輝銻礦、自然金、黃鐵礦、石英組成。含Au約8~30克/噸。成礦與中生代火山作用有關。
圖彼薩銻金礦位於礦帶的南部,波托西省的東南。銻礦儲量達27.9萬噸,是礦帶中主要礦床之一。礦體呈脈狀、串珠狀,產於三疊紀-侏羅紀的黑色頁岩中,沿斷裂裂隙充填,礦脈厚一般為0.6~0.9米,膨脹部位達8米。礦石由輝銻礦、自然金、黃鐵礦、石英組成。礦石品位含Sb8.78%。
卡拉科塔(Carracota)熱液型銻(金)礦位於拉巴斯省西南部。銻金屬儲量中型,品位1%~8%,礦石工業類型為銻金礦。成礦時代為新生代,礦體呈串珠狀、透鏡狀、柱狀,產於三疊-侏羅紀地層形成的背斜鞍部及拗折處,礦體長300米,厚2米,延深200米。礦體受20公里的褶皺帶控制。圍岩蝕變有硅化和絹雲母化等。礦石含金8~30g/t。地下開采。
圖彼薩(Tupiza)熱液型銻(金)礦位於波托西省東南部。銻金屬儲量27.9萬噸,品位8.78%,礦石工業類型為銻金礦。成礦時代為新生代,礦體呈串珠狀,產於三疊紀-侏羅紀的黑色硫化頁岩中的斷裂帶內,礦化受構造控製作用明顯。地下開采。
(3)銀
玻利維亞銀礦資源十分豐富。據估計儲量達29970噸,多與鉛鋅礦床共生。1996年發現的聖克斯托巴爾銀鉛鋅礦床可能是近年來世界范圍內銀礦勘查的最重要發現。這個礦床的發現與開發,將是玻利維亞成為重要的銀生產國。
聖克里斯托巴爾(San Cristobal)銀鋅鉛礦床該礦床是美國埃佩克斯銀公司總地質師L·布坎南博士在該區進行野外作業時發現的,布坎南博士曾因提出鑒別淺成熱液及有關礦床的「布坎南模式」而享譽西方礦業界,並因此獲整個地區的勘探和采礦權。礦床位於一直徑近4km的坍塌破火山口中部。1996-1998年的鑽探工程證實,該礦床有概略礦石儲量2.95億噸,平均含銀62.2g/t,鋅1.57%,鉛0.55%,因此求得銀儲量16110噸,鋅406.6萬噸,鉛142.5萬噸。礦床產在破火山口窪地的沉積岩和火山岩中。初步可行性研究得出該礦床可建設成為一個年產銀545噸和鉛15.4萬噸的世界最大的陸產銀礦之一,可與墨西哥里爾·德安吉利斯露采銀礦山相比,但本礦床要比彼礦床大數倍,生產規模大一倍。礦床近地表,剝采比約1.4∶1,采礦成本低。初步可行性研究結果提出可日產3萬噸礦石。到1998年底,勘探和開發工作已花費了4000萬美元,預計1999年中期完成可行性研究,並使投資達2400萬美元,從2002年開始產量達到30000噸/天。這樣,San Cristobal將使玻利維亞這兩種金屬目前的產量翻一番。另外,該地勘查遠景良好,主采坑旁側及深部礦化均未尖滅。公司的儲量完全是從火山口的2個原來的靶區計算的,公司地質人員還鑒別出了在火山口區內、外的另外12個勘查目標。聖克里斯托巴爾項目已成為玻利維亞現代工業中最大一筆礦業投資。
(4)銅
玻利維亞銅礦資源較為貧乏,而且規模較小。
科羅科羅(Corocoro)沉積型銅礦位於拉巴斯西南80公里。銅金屬儲量73萬噸,品位1.3%~5%,礦石工業類型硫化礦、氧化礦、自然銅。成礦時代第三紀,含礦岩石為紅色長石砂岩夾蒸發岩和凝灰岩,礦體受褶皺控制。自然銅和輝銅礦膠結砂岩和交代植物殘體。礦物分帶明顯,自下而上由自然銅到輝銅礦。地下小規模開采。
此外,在奧魯羅、波托西省的西部,還有大片鹽灘地,盛產鹽礦(富含鋰)、但未被利用,具體儲量也未查明。據估計,鋰的儲量佔全世界66%,為第一位。玻東部聖克魯斯省東端,有一尚待開發的大型鐵礦-穆通鐵礦。該礦屬沉積變質性(富集),但變質程度較低,品位在47%~48%,為赤鐵礦,無磁性。原生礦石4億~4.5億噸,較富的殘積、坡積礦約3000萬噸,規模不大。由於該礦礦石不能作為富礦石直接入爐,且不能磁選,加上穆通所在地區交通不便,使得生產成本和運費都大大提高,缺乏國際競爭能力。
『貳』 錫、鎢礦床的特徵
我國錫礦資源豐富,大興安嶺是我國新發現的錫和鎢成礦帶。大興安嶺中南段錫礦床和礦化點眾多,如黃崗梁、大井和敖瑙達壩、東山灣、查木軍、敖爾蓋、白音諾粗碧、浩布高、寶蓋溝等礦床(見圖7-1),此外還有圖上未標出的賦存於白銀臬上侏羅統流紋質凝灰熔岩中硅化、電英岩化細脈中的錫石小型礦床(位於黃崗梁礦床東北、寶蓋溝西南)。但是以錫礦資源儲量來說,主要集中在黃崗梁、大井和敖瑙達壩三個礦床。該地區錫的工業礦物主要是錫石和木錫礦(Wood Tin,也稱錫酸礦,H2SnO3)。
大興安嶺中南段,大型鎢礦床只有一處,即黃崗梁;小型錫鎢礦床兩處;即東山灣和查木罕;另有錫鎢礦點多處(小海清、東山灣、查木罕均為雲英岩型礦床)。
因此,該地區目前已探知的大型錫、鎢礦床以黃崗梁最有代表性。從鉀長花崗岩到被交代的大理岩依次大體可劃分為:鈉長石化花崗岩、石榴石矽卡岩(鈣鐵掘凳做石榴石為主)、透輝石石榴石矽卡岩、石榴石透輝石矽卡岩、輝石矽卡岩。需要指出的是黃崗梁1礦段的矽卡岩曾被認為是鉀長花崗岩交代安山岩形成的。但是安山岩中CaO含量僅為4.20%~7.52%,而矽卡岩中CaO含量在20%以上,CaO在矽卡岩形成過程中屬惰性組分,鈣來自何方?實際上該礦床產於鉀長花崗岩與上二疊統黃崗梁組(地層清理將原下二疊統的黃崗梁組歸入上二疊統哲斯組,見第三章,下文同此)接觸帶上,矽卡岩中常見到大理岩的殘留體(艾永富等,1990),鈣來自黃崗梁組碳酸鹽岩。歸納起來黃崗梁錫、鎢多金屬礦床有以下特點。
1.與成礦有關的侵入岩——鉀長花崗岩
鉀長花崗岩主要礦物成分為條紋長石(50%~60%);石英(30%-40%);斜長石含量較少,為更鈉長石—鈉長石(An4-15);黑雲母(3%~65%),黑雲母富鐵(ΣFeO=25.7%~31.1%)而貧鎂(MgO=0.6%~3.4%)和鈦(TiO2=1.0%~3.1%),為鐵葉雲母和鐵黑雲母,其成分和廣西大廠、雲南個舊、廣東陽春錫山等與Sn、W成礦關系密切的花崗岩中的黑雲母相似,與S型花崗類中的黑雲母也接近(閻國翰等,1991)。副礦物以鋯石、螢石、磁鐵礦、磷質灰石為主,有少量榍石、金紅石、電氣石、錫石和白鎢礦。
鉀長花崗岩岩石化學:13個全岩化學分析樣品的CIPW標准礦物計數值是Q 29.70~39.99、Or 21.64~30.30、Ab 23.00~37.40、An 0.25~24.00、C 0~2.30和Ap 0.20~0.29、Di為0、Hyen+Hyfs為1.16~3.99、Ol為0、Mt大部分樣品為0,少數樣品0.6~1.81、Hm為0、Il 0.11~0.36、Ap 0.24~0.31。這些數據判衡反映了黃崗梁與礦相關的花崗岩高SiO2(74%~77%)、富鹼且K>Na、貧鐵和鎂,大部分岩石為鋁飽和系列,小部分岩石為正常系列。世界各地與錫相關的花崗岩都具上述特點。黃崗梁特別之處是以鋁飽和系列的岩石為主,所分析樣品只有少數鋁不飽和。
鉀長花崗岩的稀土元素特點:13個全岩樣品分析,ΣREE為(172.76~408.97)×10-6,L/H為4.3~175.53。Eu為(0.05~0.14)×10-6,顯示出較高的ΣREE、輕稀土較重稀土富集和銪極大的負異常。微量元素的蛛網圖顯示Rb、Th、La、Nd、Sm、Gd正異常,Ba、Nb、Sr及Ti明顯負異常。Hf、Zr和Y大體上也是負異常。Rb大約是原始地幔值的500~1000倍,Th是原始地幔的200~600倍,而Sr則僅為原始地幔值的0.4或0.6,Ti甚至比Sr還虧損。Ba和Nb值也僅為原始地幔的5~8倍。微量元素表明,黃崗梁礦區與成礦有關的花崗岩石和富集地幔無關。
2.圍岩特點
黃崗梁礦區的錫、鐵、鎢礦體均賦存於二疊系火山-沉積岩系中。這套岩系由兩套岩石組成。大部分是大石寨組,是以火山噴出岩為主的火山-沉積建造。上部是黃崗梁組之火山碎屑-碎屑岩建造。大石寨組的底部是細碧岩-角斑岩組合,上部是玄武-安山岩組合。黃崗梁組底部為厚層大理岩,上部為黑色厚層粉砂岩夾凝灰岩和中基性火山岩,黃崗梁礦區矽卡岩主要沿黃崗梁組大理岩發育。此外,大石寨組和黃崗梁組中富鐵火山-沉積岩系中某些成礦元素含量很高,如W為(10~72)×10-6,Sn為(8.5~33)×10-6,Mo為(2~10)×10-6,As為(7~22)×10-6,它們分別是克拉克值的幾倍至20倍。此外據統計,整個大興安嶺地區下二疊統的火山岩系的成礦元素豐度值也比較高,如安山岩中Sn、As、Zn、Pb、Cu的豐度值(×10-6)分別是克拉克值的0.96、1.26、1.33、3.89和5.43倍,同時碳酸鹽岩中這些元素的豐度值也與安山岩相近(鮑修坡等,1990)。
3.礦體產狀、規模及礦石類型
黃崗梁礦體均產於黃崗梁組底部大理岩與鉀長花崗岩接觸帶形成的矽卡岩內。含礦帶長約19km,寬0.2~2.5km。分7個礦段,有百餘個礦體。鐵礦石量大於108t,錫金屬量達30×104t,鎢、鋅、鉛和砷等也都達到大型或中型礦床的規模。
礦石類型有:①硅酸鹽-磁鐵礦礦石,硅酸鹽是指矽卡岩礦物,如石榴子石、透輝石等,此類礦石主要在1礦段;②錫石及木錫礦-硅酸鹽-磁鐵礦礦石是這個礦區的主要礦石類型,鐵和錫都有工業意義;③白鎢礦-錫石-硅酸鹽-磁鐵礦礦石,主要分布於3礦段;④硫化物錫石-硅酸鹽-磁鐵礦礦石,分布於各礦段,以3礦段為主;⑤錫石木錫礦-硅酸鹽礦礦石,各區段均有分布,可形成獨立礦體;⑥硫化物礦石,金屬硫化物礦物可在矽卡岩中構成單獨的鋅、銅、砷和鉛礦體(沈逸民等,1984)。上述6種礦石類型有兩個特點:一是6種類型中都有硅酸鹽礦物,換句話說,所有的礦化都未離開矽卡岩;二是木錫礦(H2SnO3)分布很廣,不僅在②和⑤類礦石中存在,而且廣泛分布於石榴子石、輝石、閃石類礦物和磁鐵礦中。有相當一部分錫加入了磁鐵礦和硅酸鹽礦物的結晶格架中。
關於黃崗梁鎢、錫、鐵多金屬礦床的成因,目前多數人認為是接觸變質矽卡岩型礦床,成礦物質與岩漿活動有關。但沈逸民等(1984)等認為鉀長花崗岩的侵入活動不僅帶來了成礦物質,而且還利用了下二疊統富鐵和某些成礦元素及含氟、氯的火山岩建造中的成礦物質。也有人認為黃崗梁礦床的矽卡岩屬典型的層狀矽卡岩,與岩漿熱液的雙交代作用無關,而是海底火山物質或海底熱液噴流岩經後期熱變質而成(劉建明等,1999)。雖有上述不同的成因看法,但對於礦床形成與岩漿活動有密切關系的看法是一致的。
『叄』 礦床類型
區內礦床(化)類型較多,成因復雜多樣。本書在前人研究成果資料基礎上,綜合分析區內礦床產出地質條件、成礦環境和成礦作用、物質來源及礦化特徵,對區內礦床類型進行了劃分(表2-1-2):主要有岩漿熱液型礦床(鎢、鉬、錫、鉛、鋅、銀、金、銅)、斑岩型礦床(鎢、鉬、銅、金)、矽卡岩型礦床(鎢、鉛、鋅、銀、銅)、石英脈型礦床(金)、熱水噴流沉積型礦床(銅)、沉積-改造型礦床(銀、鉛、鋅)及砂岩型礦床(金)。
(一)岩漿熱液型礦床
這類礦床是安徽東南地區的主要礦床類型,包括高中溫熱液礦床和熱液脈狀礦床。前者以金礦化為主,後者以鎢、錫、鉛鋅、銅礦化為主。該類礦床主要分布在太平褶斷帶和皖浙褶斷帶內,以及歷口構造帶與太平褶斷帶結合部位、近東西向斷裂和北東向主幹斷裂兩側,以烏溪(金、鉛、鋅、銀)、西塢口(鎢、錫)、銅尖下(銅)、古門坑(鎢)、巧川(銅、鎢)等礦床為代表。
表2-1-2 安徽東南地區鎢鉬錫鉛鋅銀金銅礦床(礦化)類型表
續表
該類礦床主要賦礦地層是青白口紀周家村組與井潭組碎屑岩、火山岩類岩石組合,南華紀南沱組含礫含錳凝灰質岩,夾透鏡狀白雲質灰岩、含礫粉砂岩。早震旦世藍田組含錳白雲質灰岩、炭硅質板岩、泥灰岩、鈣砂質板岩,寒武紀大陳嶺組泥灰岩、鈣質板岩及志留紀石英砂岩、細砂岩、粉砂岩。控(容)礦構造主要為斷裂構造破碎帶、韌性剪切帶、層間構造及裂隙構造。與成礦有關的侵入岩主要為晚侏羅世和早白堊世花崗閃長岩、石英閃長岩、花崗斑岩等。礦體形態一般為脈狀、透鏡狀和條帶狀等,礦石結構主要為細脈狀、浸染狀及塊狀,蝕變特徵主要為硅化、絹雲母化、鉀化、綠泥石化、黃鐵礦化及碳酸鹽化。鎢錫礦石結構多為細脈狀、浸染狀和團塊狀,圍岩蝕變為雲英岩化、絹雲母化、硅化、黃鐵礦化,雲英岩化一般在礦體中上部發育。
礦石礦物組合:金礦石除自然金外,尚有黃鐵礦、毒砂、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、自然銀、輝鉬礦等;非金屬礦物主要為石英、絹雲母、綠泥石等,次要礦物為白雲母、鉀長石、方解石等。鎢錫礦石金屬礦物為白鎢礦、黑鎢礦、錫石、輝鉍礦、毒砂、黃鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦等;脈石礦物為石英、白雲母、螢石等。鉛鋅銀礦石金屬礦物為方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦、黃銅礦等;脈石礦物以石英為主,次為方解石、螢石、絹雲母、綠泥石等。
這類礦床已知礦產地一般為中小型,礦石品位金為中至富,鎢錫鉛鋅銀礦多數為中等品位。
(二)斑岩型礦床
斑岩型礦化為鎢、鉬、銅、鉛、鋅等,主要分布在歷口構造區及其與白際嶺島弧區接合部位,大體沿近東西向祁門-三陽斷裂北側及北東向寧國墩-五城斷裂中段及北西向斷裂北段分布。已知礦產地主要有東源鎢鉬礦床、三寶銅鉛鋅礦床、金谷山銅鉬礦床和古祝鉬銅礦床等。
這類礦床地質特徵與國內外典型斑岩型礦床有相似之處。控礦構造主要為東西向主幹斷裂及層間滑脫構造、裂隙構造和隱爆角礫岩帶。與礦化有關的侵入岩為晚侏羅世花崗閃長斑岩、斜長花崗斑岩、似斑狀二長花崗岩,侵入體多呈小岩株、小岩瘤及岩枝產出,具有深源高位侵入特徵。岩體出露面積一般為0.5~1km2。岩石斑狀結構明顯,石英顆粒呈卵狀、粒狀,具有熔蝕特徵。岩體周邊圍岩主要為中新元古代砂質千枚岩、絹雲母千枚岩、變質火山岩,早古生代砂岩、灰岩、硅質岩等。圍岩蝕變為硅化、絹雲母化、綠泥石化、鉀化、黃鐵礦化、角岩化、碳酸鹽化。蝕變水平分帶與國內外典型斑岩型礦床相似,礦體形態多數呈透鏡狀、脈狀。礦石結構構造為細脈狀、網脈狀、浸染狀、角礫狀。裂隙構造發育地段礦脈分布密集,礦石品位較富。礦石金屬礦物為黃銅礦、黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦、輝鉬礦、白鎢礦、磁黃鐵礦、磁鐵礦、赤鐵礦等,脈石礦物為石英、重晶石、綠泥石等。
已知礦產地礦床規模多為大、中型,區域成礦地質條件顯示,區內斑岩型鎢鉬銅金多金屬礦資源潛力較大。
(三)矽卡岩型礦床
矽卡岩型礦床多數產賀孝地分布在江南造山帶北側太平褶斷帶及皖浙褶斷帶北荊州-仙霞段念拍判內,以鎢仔改、銅、鉛、鋅、銀礦化為主。在區域上大致沿江南深斷裂、周王斷裂及寧國墩-五城斷帶東北段兩側分布,可以逍遙鎢銅多金屬礦床、際下鎢銅礦床及銅山銅礦床為代表。
這類礦床的含(賦)礦地層主要為南華紀南沱組、震旦紀藍田組、寒武紀大陳嶺組、楊柳崗組及二疊紀棲霞組,其岩石組合主要為泥灰岩、白雲質灰岩、碳硅質板岩、含炭質粉砂質泥岩、含錳灰岩、生物碎屑灰岩及條帶狀灰岩等。與成礦有關侵入岩為晚侏羅世花崗閃長岩、石英閃長玢岩、二長花崗岩等,礦體多受岩體接觸帶及層間構造控制,礦體為似層狀、透鏡狀。礦石結構構造為浸染狀、條帶狀、細脈狀礦石,圍岩蝕變為矽卡岩化、硅化、透閃石化、綠泥石化、絹雲母化、碳酸鹽化等。鎢礦床礦石礦物組合,主要為白鎢礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦、閃鋅礦、黃銅礦、自然鉍等。脈石礦物為石英、透閃石、透輝石、絹雲母、綠泥石、方解石等。鉛鋅銀多金屬礦石金屬礦物為方鉛礦、閃鋅礦、斑銅礦、黃鐵礦、自然銀等。
已知礦床一般為大中型,鎢礦石品位為中-富,鉛鋅銀礦品位為中貧。
(四)石英脈型礦床
這類礦床主要分布在白際嶺島弧帶內,以金礦為主,次為金多金屬礦床(點),自南向北有璜尖、韓家、天井山、小賀、老棚等金礦點,大體呈北東向展布。金礦化分布在青白口紀周家村組和井潭組變質火山-沉積岩、變質中酸性火山岩、晉寧晚期片麻狀花崗岩和花崗質糜棱岩帶內,受韌性剪切帶和韌脆性剪切帶控制。礦石類型有含金石英脈、含金蝕變岩和含金糜棱岩。含金石英脈主要分布於韌性剪切帶中心或邊部,礦石含石英、少量硫化物和自然金,具他形-半自形和包裹結構,團塊狀、浸染狀和片狀構造。金屬礦物以黃鐵礦為主,次為毒砂、閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦、黝銅礦、白鎢礦等;脈石礦物主要有石英,次為重晶石、絹雲母、碳酸鹽等。蝕變岩型金礦石主要分布在蝕變破碎帶內,可分為石英網脈狀型、絹雲母化蝕變岩型、硅化黃鐵礦蝕變岩型3種礦石。前二者礦石品位較低,後一種礦石含金為中等。礦石具角礫狀結構、緻密塊狀構造。金屬礦物除自然金外,主要有黃鐵礦、黃銅礦,次為白鎢礦、閃鋅礦等。礦石品位中等,部分礦石品位較高,含金糜棱岩主要分布於韌性剪切帶中心及花崗質糜棱岩邊部。以含金石英絹雲千糜岩為主,次為含金硅化花崗質糜棱岩和含石墨絹雲鈉長千糜岩。細脈狀、浸染狀構造,金屬礦物具半自形-他形晶粒狀結構。金屬礦物除自然金外,主要有黃鐵礦、毒砂、黃銅礦、方鉛礦、白鎢礦等;非金屬礦物有絹雲母、石英、綠泥石、鈉長石、重晶石、方解石等。這類金礦產地一般為小型,礦石品位較高,但地質研究程度較低,區域成礦條件顯示具有良好的找礦前景。
(五)熱水噴流沉積型礦床
這類礦床一般是在水下海底之上進行,由熱水噴流沉積成礦作用形成。成礦物質主要來源於海底火山熱液和噴氣。安徽東南地區海相火山熱水噴流沉積型銅礦床按其成礦方式和賦礦層位,可分為產於中元古代變質細碧角斑岩中的銅礦床及產於青白口紀變質火山岩系中的銅礦床兩個亞類。
1.產於中元古代變質細碧角斑岩中的銅礦床
這類礦床主要分布於江南造山帶白際嶺島弧帶的北西側,在成因上與海底火山噴發的細碧角斑岩密切相關。含礦地層為中元古代西村岩組,其岩性為蛇綠岩套組合,主要有細碧岩、球粒玄武岩、層狀輝綠岩、角斑岩及石英角斑岩,其間夾有千枚狀碎屑岩。岩性大致顯示海底噴發由基性到酸性,且在火山噴發間歇期間沉積碎屑岩(千枚岩、硅質板岩等)。海相火山岩具枕狀構造,含鈉質高。銅礦化產於細碧岩中,呈細脈浸染狀。細碧岩銅豐度值為0.005%~0.15%(黃土嶺),明顯高於該區碎屑岩銅豐度值0.005%,再從硫同位素δ34S及32S/34S值分析,銅源來自海底火山。可以黃土嶺、水竹坑銅礦為代表。
銅礦體形態為透鏡狀、脈狀和薄層狀。礦石結構多為細脈狀、細粒浸染狀。圍岩蝕變主要為綠泥石化、陽起石化、透閃石化、綠簾石化、碳酸鹽化、硅化等。礦石金屬礦物為黃鐵礦、磁黃鐵礦、磁鐵礦、黃鐵礦、斑銅礦、鈦鐵礦等;脈石礦物為綠泥石、綠簾石、陽起石、透閃石、石英、方解石等。
已知礦產地多為小型礦床(點),但礦石銅品位一般較富。
2.產於青白口紀變質火山岩系中的銅礦床
這類礦床(點)主要分布在江南造山帶北部歷口構造帶北側。已知銅礦床(點)有宕里、壁坑、上戴、田畈里等地。銅礦化產於青白口紀鋪嶺組安山岩、安山玄武岩中。這類礦床的成礦作用和形成機理研究不夠,因而在成因上有爭議。然而研究資料表明,這類礦床是在海底火山噴流口以上,由海底火山通道噴流溢出的含礦熱液和火山物質通過與冷海水相互作用,使熱水和氣液中物質組分在海底沉澱而富集成礦。區內這類礦床(點)具有以下地質特徵:具有一定層位,層控、時控特徵明顯;礦石銅礦化呈層紋狀,礦石具有原生微細層理和微細沉積韻律;礦體多為薄層狀、條帶狀(順層條帶),平行脈狀;岩礦圍岩常見有硅質岩(噴流岩);礦體上下盤具有不對稱蝕變作用,即在礦體下盤見有底蝕構造。由此說明這類礦床是在噴流口以上海底所形成的熱水噴流沉積礦床。
礦床圍岩蝕變主要是絹雲母化、綠泥石化、黃鐵礦化、硅化、綠簾石化等。礦石金屬礦物為黃銅礦、斑銅礦、輝銅礦、赤銅礦、黃鐵礦等;脈石礦物是綠泥石、綠簾石、透閃石、石英、方解石等。
已知銅礦產地為小型和礦點,品位貧-中等。
(六)沉積-疊加改造型礦床
這類礦床先是同生沉積,後經岩漿熱液改造富集成礦。已知礦化帶由西向東,主要沿大歷山岩體北側—黃山岩體東側—仙霞岩體北側,及黟縣岩體—藍田一帶分布,總體呈東西向分布。已知含(賦)礦地層主要為震旦紀藍田組和寒武紀荷塘組黑色岩系,岩石類型主要為錳質碳酸鹽岩、鈣泥質碳酸鹽岩及炭質泥岩組合。一般藍田組第二岩性段上部黑色炭質頁岩及第三岩性段含錳粉砂岩和泥岩,銀鉛鋅礦化較為富集。礦體多產於白堊紀花崗閃長岩體周邊的黑色岩系中。礦化富集地段與岩漿熱源有關的礦體多呈層狀、似層狀和透鏡狀。
圍岩蝕變主要有透輝石化、綠泥石化、硅化、絹雲母化、透閃石化、碳酸鹽化。礦石金屬礦物主要為方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦、硫碲礦、黃銅礦等;脈石礦物為石英、透閃石、綠泥石、方解石、絹雲母等。銀的富存狀態為兩種形式,一是分散在方鉛礦內呈類質同象形式;另一種是方鉛礦內的含銀包體,如硫碲銀礦、硫碲鉛銀礦等。方鉛礦是銀的主要載體礦物。
已知銀鉛鋅礦產地規模為中小型,礦石品位中等,具有良好的資源潛力。
(七)砂岩型礦床
這類礦床以銅金礦化為主,產於中生代陸相紅層盆地區,可以蓮花尖金礦和桂林銅礦為代表。金礦含礦地層為侏羅紀月潭組,岩性為其底部的石英礫岩、粗砂岩。銅礦化含礦地層為白堊紀徽州組,岩性為紫紅色砂礫岩、粗砂岩及岩屑砂岩等。
已知金銅礦產地一般規模小、品位較低,可供地方開采利用。
『肆』 有色金屬礦產包含哪些類別
狹義的有色金屬又稱非鐵金屬,是除了鐵、錳、鉻以外的所有金屬的統稱。廣義的有色金屬還包括有色合金。
有色金屬礦產大致上可以分為5類:
重金屬:密度大於4500千克/立方米(4.5g/cm3),如銅、鎳、鈷、鉛、鋅、錫、銻、鉍、鎘、汞等;
輕金屬:密度小於4500千克/立方米(0.53~4.5g/cm3),如鋁、鎂、鉀、鈉、鈣、鍶、鋇等;
貴金屬:價格比一般常用金屬昂貴,地殼豐度低,提純困難,化學性質穩定,如金、銀及鉑族金屬;
稀有金屬:包括稀有輕金屬(如鋰、銣、銫等)、稀有難熔金屬(如鈦、鋯、鉬、鎢等)、稀有分散金屬(如鎵、銦、鍺等)、稀土金屬(如鈧、釔、鑭系金屬)、放射性金屬(如鐳、鈁、釙及阿系元素中的鈾、釷等);
半金屬:性質價於金屬和非金屬之間,如硅、硒、碲、砷、硼等。
『伍』 鎢、錫、鉬稀有金屬礦
中亞鎢、錫賀模、鉬、稀有金屬礦床主要產於中哈薩克的阿加德爾地區烏斯品—莫英特地塊及其周圍;北哈薩克的科克切塔夫及東哈薩克的卡爾巴—納雷姆等一帶。多與後碰撞富鹼及鹼性花崗岩有關。
哈薩克的鎢礦儲量占獨聯體54%,鉬、錫、鉭等亦有豐富資源。
中哈薩克的阿加德爾地區、有最大的Mo-W網脈型礦床(上凱拉克特、科克坦克爾、巴特斯套)和石英脈—雲英岩型礦床(阿克恰套、東科翁臘德);北哈薩克科克切塔缺頃夫地區最大的網脈型錫礦有蘇雷姆比特、杜里特什科依等礦床;在東哈薩克的卡爾巴—納雷姆地區有偉晶岩和雲英岩—脈狀—網脈狀鎢、錫、鉭、鈮礦床和稀土礦床如別洛哥爾偉晶岩型Ta礦床,米地維地卡Ta、Nb礦床,巴肯洛依Sn、Ta、Nb礦床、布南底錫和錫鎢礦床、卡拉蘇錫鎢礦床等;楚伊犁帶有雲英岩—石英脈、偉晶岩和矽卡岩—碳酸鹽—雲英岩礦床如卡拉俄貝鎢鉬礦床等。
一、鎢
主要是WO3儲量約2.1Mt,具有重要經濟價值的礦床是阿克恰套、上凱拉克特、卡拉俄貝和巴揚等礦床。
在阿克恰套地區已圈定有300多條雲英岩—石英脈含礦體,多受近南北走向斷裂控制。脈體厚度變化大,從幾厘米到十幾米不等,長幾十米到幾百米,主要含礦脈沿走向長幾十米到 1500~2000m。礦石中含95種礦物,其中主要是石英、白雲母、黃玉、黃鐵礦、黑鎢礦、輝鉬礦(鉬華)、迪開石和絲光白雲母等,其中鎢礦和輝鉬礦有經濟價值。在圖爾蓋坳陷帶中的斯米爾諾夫矽卡岩型鉬鎢礦床可達超大型規模,可能與石炭紀岩漿活動有關。
上凱拉克特鎢礦:儲量1.1Mt,品位0.128%,位於烏斯品-捷克圖爾馬斯早古生代褶皺基底上的泥盆紀—石炭紀裂谷帶內,與石炭紀—二疊紀後碰撞岩漿活動有關,屬高溫熱液脈型(雲英岩-石英脈型),該礦東南還有巴圖斯套大型鎢鉬礦。
新疆境內的鎢礦有岩漿熱液型和矽卡岩型。矽卡岩型鎢(鉬)礦,分布於南天山,如庫米什、喀爾卡特、曲惠溝、忠寶等鎢礦,南天山-紅柳河附近有磚井山(小白石頭)鎢鉬礦。南天山鎢鉬礦產於晚古生代晚期黑雲母花崗岩、似斑狀花崗岩與泥盆紀灰岩接觸帶的矽卡岩帶內,以白鎢礦為主。磚井山鎢礦產於薊縣系碳酸鹽岩與晚古生代中期黑雲母花崗岩接觸帶的矽卡岩帶內,以白鎢礦為主、次為輝鉬礦、黃銅礦閃鋅礦等。岩漿熱液型雲英岩-石英脈型鎢或鎢鉬礦,分布於准噶爾-阿拉套及博格達等一帶,成礦與晚古生代花崗斑岩、斑狀黑雲母花崗岩、二長花崗岩為主,屬髙硅富鹼型的後碰撞花崗岩,如瓊洛克礦床,含鎢較高,以黑鎢礦為主,圍岩蝕變以雲英岩化為主。
二、鉬礦
在哈薩克勘探過的鉬礦床有34個,其中26個計算了儲量(約100×104t)。目前哈薩克主要鉬礦的生產來自東科翁臘德礦床(200~250kt)開采了52年現仍在開采之中,它包括一系列向南陡傾斜平行排列的含鉬雲英岩—石英脈,形成長大8km的含礦帶。礦石主要是結核狀含雲母的石英—雲英岩和大粒度輝鉬礦。透鏡狀礦體向西緩傾,其中石英—輝鉬礦脈(很少石英—黑鎢礦)厚度從0.3~1.5m,主要礦物有:石英、輝鉬礦、黃鐵礦、白雲母、鈉長石、鈮鐵金紅石、微斜長石和黃銅礦。
新疆的鉬礦主要為斑岩型和矽卡岩型、熱液脈型,此外在偉晶岩中有時也伴生鉬礦。斑岩型、矽卡岩型鉬礦常與銅共生或伴生,如上述的斑岩型銅鉬礦中,北准噶爾的希勒庫都克斑岩型鉬銅礦床,以鉬為主,成礦以晚古生代髙鉀鈣鹼性岩漿活動有關,屬後碰撞期產物。肯登高爾、萊歷斯高爾斑岩型鉬礦,產於博羅霍洛山以鉬為主,銅次之,最近又在該帶發現了艾姆勁鉬(金)斑岩型礦床,成礦時代石炭紀。西准噶爾的蘇雲河鉬礦為熱液脈型,產於後碰撞包古圖斑岩銅礦附近,與該斑岩體晚期的岩漿熱液活動有關,成礦期為早二疊世(280Ma)。獨立的斑岩鉬礦,產於東天山覺羅塔格東段,容礦地層為石炭紀干敦組硅質細碎屑岩為主及細碧-角斑岩建造,成礦物質,主要來自深熔岩漿的伏拍陸高侵位花崗斑岩。岩體外接觸帶的構造發育處,含大規模石英網脈型鉬、(錸)多金屬礦化,形成白山式石英脈型鉬(錸)礦床。礦區南側花崗斑岩脈的鋯石 U-Pb年齡 235~245Ma(李華芹,2006),東部中粒黑雲母花崗岩的 SHRIMP 鋯石 U-Pb年齡(239±8)Ma,礦石中輝鉬礦的Re-Os等時線年齡為(224.8±4.5)Ma 表明其成礦時代為中三疊世。與黑雲母斜長花崗岩有關的鉬礦181Ma和187Ma(李華芹,2000)成礦時代為侏羅紀。它們屬板內後造山期的產物。
三、錫礦
蘇雷姆比特和杜里特什科依兩礦床是最近在北哈薩克科克切塔夫發現的。它們具有巨大的錫儲量。在它們被發現以前,錫是作為一種稀有金屬礦床生產過程中的副產品。其他礦床如卡拉俄貝、尤比里洛依礦床(楚—伊犁帶)及別洛哥爾、巴肯洛依等礦床(卡巴爾—納雷姆帶)這些礦床總儲量32800t,每年大約生產180t。
現以蘇雷姆比特錫礦床為例,該礦床位於科克切塔夫地塊北部,礦床出露於長10km寬2km的區域。出露地層為前晚里菲世的炭質—粘土岩和千枚狀頁岩。中泥盆世的輝長岩—閃長岩和閃長岩岩株侵入其中。礦化發生在北西向內—外接觸帶中。礦體有3種形態:線型網狀脈、礦化穹隆、脈狀。第一種類型最重要,該類型礦體傾向北西,呈透鏡狀和層狀產出。一般情況下礦體中錫延走向和傾向變化不大,最高品位Sn>1%,除Sn外還含W(0.03%)、Bi(0.5%)、Be(0.5%)、Mo(0.03%)、Li(0.2%)、Pb(0.2%)、Cu(0.8%)、Zn(1%)和Ag(10g/t)。硫化物—綠泥石—絹雲母板岩中也含銀,品位可達30~19 g/t。
新疆的錫礦主要是岩漿熱液型,據岩漿岩性質可分兩種類型;即鹼性花崗岩型和S型花崗岩高溫熱液型。前者分布於東准噶爾,成礦與後碰撞亞鹼性黑雲母花崗岩類和鹼性角閃石花崗岩類有關。如薩惹什克錫礦與鈉閃石 A 型花崗岩有關,錫礦產於鈉閃石-石英脈中,少數產於強蝕變鈉化、雲英岩化花崗岩及石英脈兩側蝕變帶中。成礦時代為二疊紀(263±3Ma)。高溫熱液型錫礦一般與 S型花崗岩有關,多產於阿拉套地區,以喀孜別克錫礦為代表,錫礦產於晚石炭世S型花崗岩中,接觸帶發育雲英岩化及綠泥石化,礦石礦物除錫石、黑鎢礦外,還含輝鉬礦、黃銅礦、方鉛礦等。南天山獨山錫礦,成礦與早二疊世末期(264~259Ma)含錫鉀長斑岩的侵位及熱液充填交代有關。它們均屬後碰撞岩漿熱液活動產物。羌塘-三江褶皺系的河尾灘地區,見有含錫偉晶岩脈,屬高溫熱液成因,成礦時代為侏羅紀。
四、鉭和鈮等稀有金屬礦床
哈薩克鉭資源量主要集中在12個礦床中,其中7個礦床已勘探,探明儲量為2159 t。礦床集中在卡爾巴—納雷姆帶,大多數與偉晶岩共生的礦床產於卡爾賓斯基花崗岩深層岩體西南接觸帶,該岩體主要為鉀長花崗岩、白崗岩、鹼性花崗岩等組成,形成於二疊紀。這些鉭—鈮鐵礦床含鉭量大於鈮。
鈮礦床中最重要的是科克切塔夫的羅瑟夫斯科耶礦床。該礦床(Zr、Ta、Nb)的成礦作用與華力西期(?)黑雲母鈉長花崗岩有關。礦體產於岩體頂部強烈的鈉自交代作用的岩石中。礦石含水鋯石—鈮鐵礦,呈細脈浸染狀。
扎爾瑪-薩烏爾帶的上埃斯品(Verkhne Ecpe)礦床是鉭—鈮稀有、稀土礦床的典型代表,產於Akzhailiausky花崗深層岩體北緣,與上埃斯品(Verkhneespinsk)鈉閃石—鈉長石—花崗岩侵入有關,岩體侵入下石炭統頁岩中,地表呈兩個鈉閃石—鈉長石—花崗岩體(大的3000m、小的1000m),而在深處則合二為一。礦體呈層狀和脈狀,產於礦化鈉閃石—鈉長花崗岩、脈狀鈉閃石—鈉長石—花崗偉晶岩、偉晶岩和接觸變質帶中。原生礦化以氟鈣鈉釔石—水鋯石—燒綠石為主,主要礦物元素:Zr、Nb、TR(La、Ce、Cd、Sm、Yb等)伴生Ti、Ta。
蒙古國東南部還產與印支期岩漿活動有關的鎢鉬鈹礦床,如玉古茲爾礦床,輝鉬礦錸、鋨同位素等時線年齡為(224±6.2)Ma,黑雲母花崗岩SHRIMP鋯石U-Pb同位素年齡(225.9±2.1)Ma,礦床形成於晚三疊世。為石英脈及雲英岩型。
新疆稀有金屬有鈹、鋰、鈮、鉭等礦種,成因類型主要為花崗偉晶岩型和鹼性岩型。一般礦床均由多個稀有金屬礦物組成,此外,還有一些其他類型,如產於阿斯喀爾特綠柱石砂礦中的鈹,白楊河鈾鈹礦中的鈹為陸相火山岩型,是鈹礦的重要類型之一(見後)。
花崗偉晶岩型(含花崗岩型)主要分布於阿爾泰地區,次為東准噶爾、西昆侖等。常成群、成帶出現,圍繞花崗岩向外,稀有金屬分布呈有規律的帶狀排列,如可可托海超大型稀有金屬(鈹鋰等)礦床,含礦偉晶岩產於輝長岩體中,礦脈由外向內可分為10個不同結構帶,其中1、2、4帶以鈹為主,5、6、8帶以鋰為主,鈮分布在1~4帶,鉭主要分布於5~7帶。按已知儲量鈹、鋰分別為超大型,鉭為大型,鈮為小型。並含稀土。阿拉爾黑雲母二長花崗岩(210~212Ma)岩基,具 S 型花崗岩特徵,與含礦偉晶岩的形成有關。阿爾泰阿斯喀爾特鈹礦(中型),產於含鈹花崗岩與白雲母花崗岩組成的岩鍾狀侵入體內。含礦花崗岩由下至上可分出6個結構帶,主要有用礦物為綠柱石(鈹)伴生鉬礦。
與鹼性岩有關的稀有金屬礦床主要有鈮、鋰、鉭、鋯如南天山伊蘭里克、波孜果爾鈮鉭鋯礦和庫魯克塔格的闊克塔格西稀有金屬礦。礦化與鹼性花崗岩、鹼性岩、鹼性偉晶岩有關。成礦時代較寬,如波孜果爾為二疊紀,闊克塔格西為三疊紀,伊蘭里克為前寒武紀。伊蘭里克鈮鉭礦產於鹼性偉晶岩中,偉晶岩結構分帶清楚,其中鈉長石帶礦化較好,稀有金屬礦物為燒綠石、鈦鈮鉭酸鹽和鈦釔鈮酸鹽等鈮鉭礦物及鋯石、曲晶石、異性石等。
『陸』 贛南崇余猶礦集區成岩成礦時代
崇余猶礦集區位於江西省西南部,涵蓋崇義、大余、上猶全境及南康西部地區(圖2-27)。與湖南、廣東鄰接。該礦集區是南嶺中、東段石英脈型黑鎢礦的重要產地,包括4個Ⅴ級成礦區帶:①營前礦逗返田。主要礦化類型是矽卡岩型鎢銀多金屬,如焦里鎢銀礦;②淘錫坑-高坌礦田。主要礦化類型是石英脈-蝕變岩型鎢錫礦,以淘錫坑為代表;③天門山-紅桃嶺礦田。主要礦化類型是岩體-石英脈蝕變岩型鎢錫鉛鋅多金屬礦,茅坪鎢錫礦、牛嶺鎢錫礦、老庵里錫多金屬礦;④九龍腦礦田。主要礦化類型是石英脈-矽卡岩型鎢錫多金屬礦。
圖2-27 崇余猶礦集區區域地質簡圖
一、淘錫坑鎢多金屬礦區
江西省崇義縣淘錫坑礦區位於NNE向九龍腦-營前岩漿岩帶與EW向古亭-赤土區域構造-岩漿-成礦帶的交匯部位,是九龍腦-淘錫坑礦田的一部分。該地區在60年代、80年代以及2003年至今開展了地質找礦工作,科研工作較少。本文在淘錫坑礦區成礦主脈體坑道中選取了5個輝鉬礦樣品和一個黑鎢礦樣品,由中國地質科學院國家地質實驗測試中心屈文俊研究員用同位素稀釋-等離子體質譜法,進行了Re-Os等時線年齡測定,獲得了154.4±3.8Ma的輝鉬礦等時線年齡數據。
1.地質背景
區內廣泛出露震旦—奧陶系,分布面積佔80%以上;另有少量泥盆系、石炭系、二疊系、白堊系、第三系分布。震旦系為火山物質、泥砂質所構成的復理石建造,斷塊狀分布於樟東坑-天井窩、仙鵝塘-淘錫坑一帶,包括壩里組與老虎塘組;寒武系則以泥砂質為主體,下部含炭、上部夾透鏡狀碳酸鹽岩層,集中出露於礦田東南與北部;奧陶系更為復雜,主要為筆石頁岩建造,間夾多層砂質、礫質碳酸鹽岩層。這些地層經加里東運動,褶皺隆起而成為本區基底。泥盆系、石炭系、二疊系呈角度不整合於基底地層之上,從磨拉石建造開始,以淺海碳酸鹽岩建造為主,至陸相沼澤泥砂質含煤建造結束。侏羅系、白堊系、第三系為斷陷盆地沉積的紅色碎屑岩系。
本區構造變形強烈,褶皺斷裂發育,長期多階段構造演化形成了各具特色的加里東、海西—印支、搏蠢燕山構造層。每個構造層均有獨特的沉積建造、岩漿活動、構造變形及復雜多樣的組合形式,並彼此交匯、疊加改造,形成以NNE向、EW向構造為主,疊加NE、NW、近SN向構造的總體格局。EW向構造以及NNE向構造,在鎢錫成礦時期,均有過多次反復的活動,形成了廣泛的、形式多樣的復合構造,以及其他方向的次級配套構造。這些構造為本區燕山期成礦岩體,以及鎢錫多金屬礦床的形成,提供了有利的條件。
區內岩漿活動以加里東期和燕山期為主,加里東早期階段以中基性至酸性海底火山噴發為主,晚期階段表現為強烈的混合岩化和酸性岩漿侵入;燕山早期主要為酸性岩漿侵入活動,間有少量基性岩漿侵入;海西—印支期岩漿活動比較微弱,僅有少許中酸性岩株出露。
九龍腦岩體:出露在礦區以南8km處,南起洪水寨,北至園洞,東西寬15km,南北長12km,面積約105km2。形成於燕山期,呈岩基狀出露於礦田中部,作NNE向展布,往北、往南隱伏。該岩體可劃分出馬子塘、園洞、石溪、竹高嶺4個不同期次形成的岩體。其受區域性NNE與EW向構造的復合控制,起始於晚三疊世,以中侏羅世為主體,晚侏羅世與鎢錫成礦關系最為密切。岩體南端為粗粒黑雲花崗岩,往北逐漸過渡為二雲母花崗岩,並有小岩枝伸延到柯樹嶺礦區。岩體為重熔「S」型花崗岩,石英含量較高,鉀長石高於斜長石,暗色礦物以黑雲母為主,副礦物中常有磁鐵礦、鋯石、磷灰石、獨居石、螢石、黑鎢礦等,多階段活動明顯,演化程度較高,並富含W、Sn、Pb、Ag等成礦元素,是礦田內鎢、錫、鉛、鋅的成礦母岩。
本區已知礦床較多,礦化復雜,類型多樣,環繞燕山期九龍腦岩體,分布著以樟東坑、九龍腦為代表的鎢礦床,以洪水寨、淘錫坑、柯樹嶺為代表的鎢錫礦床和以赤坑、寶山為代表的銀鉛鋅礦床。成礦多與隱伏、半隱伏小花崗岩體密切相關,礦床類型以石英脈型為主,次為矽卡岩型、破碎蝕變岩和雲英岩型。礦帶主要賦存於EW向次級裂隙中與SN向的矽卡岩帶內,礦化體規模較大,沿走基指陪向延長常達數百米以上,寬達幾米至幾十米。主要礦物有黑鎢礦、錫石、白鎢礦、方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦等。陶錫坑一帶是贛南鎢錫多金屬礦的主要產地,也是最具找礦遠景的成礦區之一。
2.礦區地質特徵
礦區地層較簡單,主要是震旦系、寒武系、奧陶系變質岩系,也是主要賦礦圍岩,在礦區東部有泥盆系、二疊系、石炭系沉積岩出露,構成寶山近SN向向斜坳陷的一部分(圖2-28)。區內斷裂發育,形式復雜,規模不大,活動時間較長,既有控礦、儲礦斷裂又有成礦期後破壞性斷裂構造。根據空間展布可分以下4組:①SN向斷裂;②NW向斷裂;③NE向斷裂;④EW向斷裂。據地表和深部工程揭露,陶錫坑礦區岩漿岩可分3期:最早為閃長岩脈,其次是隱伏花崗岩體(包括伴隨的各種酸性岩脈),最後為基性的輝長岩脈。根據深部鑽孔資料,推測區內隱伏岩體總體呈NNW向延伸,以北西段(寶山、棋洞、爛埂子)、牛角灣、西坑口為頂凸起,標高在+50至-200m左右。
在深部隱伏花崗岩體的熱力作用下,於外接觸帶的變質岩中形成了較為明顯的熱力蝕變暈圈。越近花崗岩體,變質越強,反之則逐漸減弱。根據野外觀察及鑽孔編錄,可以觀察到自花崗岩體向外,大致可分為3個蝕變帶:①角岩帶;②強角岩化蝕變帶;③角岩化-弱角岩化蝕變帶。
圖2-28 淘錫坑礦區地質圖(轉引自陳鄭輝博士論文)
礦區北西段(寶山、棋洞、爛埂子)已完成評價,其歷年采出鎢精礦累計約1.4萬t,現保有三氧化鎢儲量3.5萬t,達中型礦床規模。礦區鎢礦床類型為外接觸帶石英細脈-大脈型。
3.測試方法及結果
淘錫坑礦區目前開採的主要是356m中段以下的礦體,礦脈由306m中段標高到56m中段標高,礦體厚度由0.3~0.5m變大到1.7~1.9m,礦脈中成分主要是石英和雲母,以及黑鎢礦、輝鉬礦、黃銅礦、螢石等。本次採集的樣品是寶山區段生產坑道中主礦體的礦石樣品(圖2-29),用以進行Re-Os同位素研究。樣品的測試結果見表2-20,圖2-30。Re-Os同位素分析測試的結果表明輝鉬礦的模式年齡變化於153.5±2.7~156.4±3.5Ma。表2-20中樣品TXK1-6為與輝鉬礦同一礦脈中的黑鎢礦,其成礦年齡(164.0±2.7Ma)要比輝鉬礦早。其中樣號為TXK1-3的輝鉬礦作為平行樣測試了兩次,目的是進行檢測測試的結果。平行樣的測試結果非常接近,說明測試結果是可靠的。
圖2-29 淘錫坑礦區104線剖面圖(轉引自陳鄭輝博士論文)
表2-20 江西淘錫坑鎢礦中輝鉬礦的Re-Os同位素數據
4.討論與結論
上述結果表明,陶錫坑礦區同一礦脈中5個輝鉬礦的模式年齡變化於153.5±2.7~156.4±3.5Ma,其等時線年齡為154.4±3.8Ma,在等時線圖上分布近於一條直線。等時線年齡與模式年齡很接近,說明測試結果是可信的,可以作為淘錫坑礦區的成礦年齡。黑鎢礦的模式年齡數據為164.0±2.7Ma,要比輝鉬礦的等時線年齡大約10Ma。這與黑鎢礦先於輝鉬礦形成的地質特徵是吻合的,也表明該礦區的成礦作用從黑鎢礦到輝鉬礦經歷了至少10Ma的歷史。正是較長時間內成礦物質在相對穩定構造條件下的不斷補給,導致了富礦脈的形成和黑鎢礦、輝鉬礦等礦石礦物粗大晶體的形成。本礦區樣品輝鉬礦中錸含量比其他礦區的輝鉬礦要低將近3個數量級,代表了什麼地質意義或什麼原因造成,還有待於進一步研究。
圖2-30 淘錫坑礦區輝鉬礦的Re-Os等時線年齡
贛南黑鎢礦的形成是該地區多期岩漿構造演化活動的產物,而燕山早期的岩漿熱液則是該地區鎢礦成礦主要的物質來源。淘錫坑鎢礦屬於高溫熱液成因黑鎢礦-石英大脈型礦床,其中輝鉬礦年齡的測定結果,表明成礦作用與燕山期花崗岩有關。
二、茅坪鎢礦區
江西省崇義縣茅坪鎢錫礦床是20世紀80年代末探明的一處大型鎢錫礦床,礦區包括上茅坪、下茅坪、高橋下3個區段,礦床由上部石英脈型鎢錫礦床和深部隱伏花崗岩體頂部的雲英岩化花崗岩浸染型鎢錫礦床所組成。該礦床發現於1918年,1949年前有少量民采,1955~1989年有重工業部江西220隊、贛南鎢礦大隊、908地質隊、冶金616隊及江西有色地質二隊先後在此開展過地質找礦工作,但科研工作程度相對較低,相關文獻(李毅等,1991;鄭躍鵬等,1991;黃定堂,1999)較少。本次工作在茅坪礦區採取了-5m標高雲英岩型礦體中輝鉬礦5件,雲英岩型礦體上部40m標高石英脈型礦體中輝鉬礦2件,由國家地質實驗測試中心採用同位素稀釋-等離子體質譜法進行Re-Os等時線年齡測定,獲得了雲英岩型礦體輝鉬礦等時線年齡數據為158±4Ma。
1.區域地質背景
茅坪鎢錫礦床位於南嶺成礦帶東段江西省贛南地區,據陳毓川院士的成礦區(帶)劃分方案,贛南處濱西太平洋成礦域(Ⅰ)之華南成礦省(Ⅱ)的南嶺東段中生代錫銀鉛鋅稀有稀土金屬成礦區(Ⅲ),贛南鎢錫成礦亞區(Ⅳ)。崇(義)-(大)余-(上)猶鎢多金屬礦礦集區是贛南成礦亞區中最重要的礦集區之一,天門山-紅桃嶺礦田又為礦集區內主要礦田之一,處NNE向西華山-張天堂岩漿帶與EW向古亭-赤土區域構造-岩漿-成礦帶的交合部位(圖2-31)。
礦田出露地層以廣布的震旦—寒武系基底岩系為特徵,另有少量的泥盆系、白堊系、第四系地層。震旦系老虎塘組為一套由火山質、泥砂質岩構成的復理石建造;寒武系牛角河組和高灘組為一套由泥砂質夾少量凝灰質、碳質岩層構成的類復理石建造,泥盆系陡水組呈角度不整合覆蓋於基底岩系之上,以磨拉石建造為主,中上部夾碳酸鹽岩層;白堊系和第四系以山間磨拉石、內陸河湖相膏鹽建造為特徵的斷陷沉積。據前人研究,震旦紀—寒武紀碎屑岩建造構造層中富含W、Sn、Cu、Pb、Zn、Ag等成礦元素,其W、Sn、Pb高出地殼克拉克值1.5~3倍,是礦田內鎢、錫多金屬礦床的主要賦礦地層。
圖2-31 西華山—張天堂岩漿岩帶控礦示意圖
區內構造變形強烈,褶皺、斷裂發育,褶皺以發育於基底地層中的倒轉背斜為主。斷裂以NNE和EW向為主,次為NW向和近NS向斷裂。其中,NNE向和EW向斷裂構造復合部位為區內燕山期岩漿岩侵入、定位提供良好空間,EW向斷裂則是本區鎢錫多金屬礦體的主要控礦和容礦構造。
礦田出露和隱伏的岩漿岩體眾多,多為多期次多階段岩漿活動形成的復式岩體,尤以燕山期花崗岩類為最盛,典型代表有天門山岩體、紅桃嶺岩體和張天堂岩體。天門山復式岩體與下寒武統牛角河組淺變質岩呈侵入接觸,接觸面較平直,產狀外傾,傾角40°~65°,主要岩性為先期侵入的中細粒斑狀黑雲母花崗岩和後期侵入的細粒斑狀黑雲母花崗岩,前者呈灰白色,似斑狀結構,塊狀構造,斑晶為石英、鉀長石、斜長石,基質為長石、石英、黑雲母。後者呈小岩株、岩瘤、岩滴狀,灰白、肉紅色,細粒花崗結構,塊狀構造,斑晶以鉀長石、石英為主,基質主要為石英、長石、黑雲母。天門山岩體東側紅桃嶺岩體亦具二次活動特徵,先後形成細粒斑狀黑雲母花崗岩和細粒白雲母花崗岩,後者呈SN向蠕蟲狀的岩瘤侵入於前者,總體呈NE向長條形岩株產出;北部張天堂岩體岩性為中細粒斑狀二雲母花崗岩。
礦田內鎢錫礦床(點)眾多,主要類型為石英脈型、破碎蝕變岩型和雲英岩型。空間分布上,環繞成礦岩體(或隱伏岩體)內外接觸帶產出,主要為石英脈型、雲英岩型鎢、鎢錫礦床,如茅坪、紅桃嶺、下壠、牛嶺鎢錫礦、八仙腦鎢多金屬礦等。茅坪鎢錫礦床產出於天門山岩體北端約3km處,礦區深部的隱伏花崗岩為岩體向北傾伏延伸的次級岩突(圖2-32)。
2.礦區地質特徵
礦區地層主要出露寒武系中下部淺變質砂岩、板岩。隱伏岩體上部圍岩發生不同程度的角岩化,由岩體向外,依次可劃分為二雲母角岩帶→黑雲母陽起石角岩帶→黑雲母角岩帶→絹雲母角岩帶。
礦區褶皺斷裂構造較發育,褶皺構造有上茅坪-下茅坪同斜和沈埠西-高橋下背斜,軸向近於SN,並大致與區域主褶皺軸平行。另外,還有NE向分布的褶皺。主要控礦斷裂走向EW,傾向南、北者皆有,傾角50°~75°,一般長300~500m,寬數十厘米,正、逆斷層均有,成礦後斷裂主要為NE向及NW向兩條較大的破碎帶F1、F2,皆為逆斷層。
礦區內地表僅見幾條閃長岩脈,皆被礦脈切穿,為成礦前侵入。鑽探及後期坑道均揭露礦區深部存隱伏花崗岩體,控制面積為0.5km2,頂面標高為0m左右,呈岩鍾狀近EW向展布,岩性為斑狀黑雲母花崗岩和細粒花崗岩,具高硅,鋁過飽和,富鉀、貧鐵、鎂、鈣等特徵;富含W、Sn等成礦元素,鎢錫含量分別為4.8×10-6和78×10-6,高出一般酸性花崗岩的數倍至數十倍,高揮發分元素F及稀鹼元素Li、Rb、Cs,貧Sr、Ba;具δEu極低負異常。
圖2-32 崇義茅坪鎢錫礦區地質簡圖(據江西有色二隊資料修改)
礦區主要有兩種鎢錫礦化類型:上部石英脈型和深部雲英岩型。
石英脈型鎢錫礦體呈脈狀產出,地表多以密集線脈形式存在,部分以細脈形式出現,深部以密集薄脈形式出現。單體礦脈沿走向延伸或沿傾向延深100~1000m不等,一般長、深300~400m,部分達800m以上。脈寬一般5~20cm,部分達30cm以上,最大脈幅達93cm。礦脈沿走向或傾向呈波狀彎曲、膨大縮小分支復合、尖滅側現等現象常見。礦脈之間平行成組或交叉重疊排列,礦脈產狀北面下茅坪區段以EW走向、南傾為主,傾角40°~60°;南面高橋下區段以EW走向、北傾為主,傾角40°~80°;中部上茅坪區段NW向、近EW向、近SN向三組不同走向礦脈互相穿插,傾向變化顯著,傾角較大。礦區礦脈的傾角由礦區中心部位向南北方向由陡變緩。礦脈穿切隱伏岩體的頂部、雲英岩型礦體及外接觸帶的變質岩(圖版13);礦體連續性較好,鎢錫品位局部較高。雲英岩型鎢錫礦體成似層狀富集在隱伏岩體頂部雲英岩中,礦體賦存於岩體頂蓋面似偉晶岩殼以下150m范圍內,且主要分布中部石英脈密集部位,面積約0.72km2。礦體長數百米到千餘米,厚幾米到幾十米。礦床形態簡單,多為似層狀、板狀,少數呈扁豆狀、透鏡狀近EW向展布,鎢錫主要富集在礦床的中上部雲英岩化和黃玉化強烈的部位或邊部黃玉、雲母大量出現的地段,礦體除鎢錫礦化外,還有鈮鉭礦化。
礦床垂向礦化分帶明顯,自下而上可分為4個礦化帶:①鎢錫(鈮鉭)雲英岩似層狀礦化帶:礦化帶位於岩體頂部(圖2-33),也即為雲英岩型鎢錫(鈮鉭)工業礦體的賦存部位。鎢錫礦物呈浸染狀礦化,礦石中鎢錫鈮鉭平均品位為WO3為0.176%、Sn0.231%、Nb2O5+Ta2O50.0284%;②鎢鉬(錫)石英脈礦化帶:位於岩體外接觸帶淺變質砂板岩中,礦化以鎢、鉬為主,伴生錫礦化,以密集薄脈形式出現。該帶W、Mo富集,Sn、Nb、Ta貧乏。鎢、鉬、錫平均品位:WO32.35%,Mo0.313%,Sn0.068%;③鎢錫硫化物脈礦化帶:礦化帶位於脈狀鎢鉬(錫)礦體之上淺變質砂板岩中,礦化以鎢、鋅為主,伴生錫、銅礦化,礦脈平行成組或交叉重疊排列,該帶以硫化物相對發育為特徵。礦石平均品位為WO30.973%,Sn0.295%,Zn0.517%、Cu0.101%;④螢石白雲母線脈帶:礦化帶位於礦體最上部,礦化微弱,無工業意義。
圖2-33 茅坪鎢錫礦300勘探線剖面及采樣位置圖(據江西有色二隊地質資料及礦山資料等簡化)
3.樣品描述及測試方法
本文採集的輝相礦樣品是在上茅坪區段-5m標高300勘探線附近的雲英岩型含輝鉬礦鎢錫礦石樣品5個,編號分別為MP-M1—MP-M5,另在海拔40m標高300勘探線相應位置採取石英脈型鎢鉬礦石2個,編號分別為MP-M6—MP-M7,用以進行Re-Os同位素研究,采樣地點標在圖2-33中。雲英岩型礦石中礦物有黑鎢礦、錫石、石英、白雲母、鈉長石、黃玉、螢石、少量輝鉬礦、鈮鉭鐵礦等,黑鎢礦呈細小柱狀浸染狀分布於礦石中,輝鉬礦僅局部可見,多呈細粒鱗片浸染狀分布於鎢錫礦化雲英岩中,個別呈細小集合體團塊產出;石英脈型礦石中主要成分是黑鎢礦、輝鉬礦、石英和雲母等,黑鎢礦呈細板狀自形半自形晶體,自圍岩向脈中心生長,部分在脈中心部位呈集合狀團塊狀分布。輝鉬礦主要呈條帶狀沿石英兩側脈壁生長,少部分呈半自形晶賦存於黑鎢礦邊。雲母主要生長在圍岩與輝鉬礦及脈體的交界處,為自形、半自形晶體(圖版14)。分析樣品主要選取與黑鎢礦伴生的輝鉬礦單礦物,兩種類型共選取7個樣品,測試工作由國家地質實驗測試中心Re-Os同位素實驗室完成。
4.測試結果
茅坪鎢錫礦輝鉬礦的Re、Os含量見表2-21,其中187Os為總187Os,計算時的誤差指其總誤差,包括樣品的稱量誤差、稀釋劑標定誤差、質譜測量誤差和質量分餾校正誤差等,置信度為95%。本次實驗全流程空白水平Re約2pg,普通Os為0.2pg,遠遠小於所測樣品中Re、Os含量,不會影響實驗中Re、Os含量的准確測定。經過樣品的測試,得出每個樣品中187Re,187Os的含量和根據公式計算所得的輝鉬礦單礦物模式年齡值(表2-20)。根據187Re和187Os的含量繪制等時線圖,獲得輝鉬礦的模式年齡變化於(141.4±2.2)~(158.2±2.2)Ma之間,等值線年齡為158±4Ma(圖2-34)。
表2-21 江西省茅坪鎢錫礦中輝鉬礦Re-Os同位素數據
注:測度數據由國家地質實驗測試中心屈文俊等人完成,采樣者:張永忠等。
圖2-34 茅坪鎢錫礦中輝鉬礦的Re-Os等時線
5.討論
(1)茅坪礦區成礦作用時代
Re-Os同位素測年方法是直接精確測定輝鉬礦及相關礦化模式年齡的有效手段,茅坪礦區雲英岩中5個輝鉬礦的6個模式年齡變化於150.7±2.4Ma~158.2±2.2Ma之間,在等時線圖上分布近於一條直線,其等時線年齡為158±4Ma,等時線年齡與模式年齡很接近,說明測試結果是可信的,可以作為茅坪礦區的雲英岩型鎢錫礦的成礦年齡,年代為侏羅紀中世。石英脈型礦體中輝鉬礦模式年齡變化於141.4±2.2Ma~151.0±2.4Ma,但由於樣品數只有2個,代表性不足,但從其模式年齡變化區間及平均模式年齡(146Ma)大致可推斷石英脈型礦體略晚於雲英岩型鎢錫礦體成礦,本次測試結果得出的兩者成礦關系與野外觀測到石英脈型礦體切穿早期形成的雲英岩型礦體的現象是相符的,說明礦區存在著兩期成礦作用。
(2)天門山-紅桃嶺鎢錫礦田成岩成礦作用時代
天門山-紅桃嶺礦田內,圍繞天門山、紅桃嶺、張天堂3個主要出露岩體周邊產出一系列鎢錫礦床,近年對這些岩體、礦床的成岩成礦時代同位素研究一直方興未艾,表2-22和表2-23分別列出在礦田內取得的一批礦床及岩石同位素年齡數據,本次研究工作取得的茅坪成礦同位素年齡數據明顯比豐成友(2007)和劉善寶(2007)取得的天門山岩體成岩數據要早,而比曾慶濤(2007)所取得的數據要晚,說明天門山岩體在成岩過程跨度較大,據本區區域調查資料,岩體原為相變的主體和補體兩套岩性,劉善寶(2007)測得的主體(152±2Ma)和補體(152±2.6Ma)及更晚些的花崗斑岩(150.8±1.8Ma)年齡極為接近,豐成友(2007)對岩體的測試結果(151.8±2.9Ma)也與其基本一致,都在150~152Ma之間,而曾慶濤(2007)的數據則為167Ma,明顯早十餘百萬年,由於以上3組測試數據其測試對象、測試方法及測試單位均一致,因此分析其產生的原因可能由於樣品採集位置的不同而造成,進一步推斷岩體本身可能為多期侵入的雜岩體,並伴隨有多期成礦作用的發生,類似西華山復式花崗岩體之「四次成岩、四次成礦」作用(吳永樂,1987);天門山較早一期的成岩作用(167Ma)對應為茅坪雲英岩型礦體(158Ma);主體和補體花崗岩成岩作用(150~152Ma)對應的成礦作用為八仙腦鎢多金屬礦床(133~147Ma),茅坪石英脈型鎢礦體是否歸為這一期成礦作用亦有待更充分的證據證實。而據現有數據,雜岩體成岩時代跨度基本可以釐定為(150.8~167Ma),為燕山期中侏羅世侵入成岩,至少存在兩期侵入成岩作用,雜岩體的劃分有待進一步地質工作開展,岩體成岩過程中相關的成礦作用時代跨度為133~158Ma,對應為燕山中期第一和第二階段。
華南地區中生代成礦作用的最大特點是絕大多數礦床鎢、錫多金屬礦化的形成與花崗質岩漿活動關系密切。綜合以上天門山-紅桃嶺礦田的成岩成礦同位素年齡表明,礦田成岩成礦作用主要集中在160~150Ma之間,即華仁民等(2005)劃定的華南燕山期中期的第一階段(170~150Ma),而燕山期中期的第二階段(150~139Ma)亦有成礦作用發生(八仙腦和牛嶺等)。
(3)天門山-紅桃嶺鎢錫礦田成岩成礦作用時差問題討論
表2-22 天門山-紅桃嶺鎢錫礦田鎢多金屬礦床同位素年齡數據
表2-23 天門山-紅桃嶺鎢錫礦田岩石同位素年齡數據
從上表所列礦田內取得的岩石和礦床同位素年齡數據來看,搖籃寨(塘漂孜)岩體型鎢礦(155.8±2.8Ma)與其成礦作用相關的張天堂岩體(156.9±1.7Ma)在年齡上基本一致,紅桃嶺岩體(151.4±3.1Ma)及周邊的牛嶺(154.9±4.1Ma)、樟斗鎢礦(149.1±7.1Ma)在年齡上差別不大,而天門山岩體及周邊的茅坪、八仙腦鎢礦床在時代上部分數據存在一定差異,但可能正如前述的岩體的復雜性,存在著目前尚未完全認識清楚的多期侵入成岩成礦作用所致。礦田已有同位素年代學證據表明成岩成礦作用近乎同時進行,成礦作用比成岩作用略晚,但時差一般不超過5Ma。
近年針對南嶺地區燕山期成岩作用與成礦作用時間上的差異有著較多的討論,許多學者根據較新的年代學資料趨向於認為成岩和成礦作用同時進行,其間幾乎沒有時間差,也許成礦作用稍晚於成岩作用,這是由於花崗岩成礦需經歷岩漿冷凝揮發分聚集、熱液運移、金屬礦物沉澱的過程,但是由上述原因導致的花崗岩類的侵位與相關的成礦作用在時間上的差異並不會很大,成岩、成礦年齡在誤差范圍內是一致的,天門山-紅桃嶺礦田內新近取得的一批同位素年齡數據對這一觀點進行了直接佐證。