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江西德安黄金洼锡矿床地质特征及找矿标志论文

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2023-04-15 13:32:10    来源:    作者:xieshijia

摘要:  黄金洼锡矿属矽卡岩型锡矿床。矿床(体)赋存于隐伏的二云母花岗岩体外接触带中,顺荷塘组底部灰岩(已蚀变为矽卡岩)呈层状、似层状,沿岩体外接触带斜坡分布。锡矿化与碳酸盐岩石和岩体接触形成的矽卡岩关系密切,矿体沿走向延伸约500m,倾向延深80m~300m,厚度0.82m~6.68m。锡成矿年龄测定为燕山期。矿体富集与层间破碎及层面张裂隙构造有关。层间破碎构造和矽卡岩化是主要找矿标志。

  摘要:黄金洼锡矿属矽卡岩型锡矿床。矿床(体)赋存于隐伏的二云母花岗岩体外接触带中,顺荷塘组底部灰岩(已蚀变为矽卡岩)呈层状、似层状,沿岩体外接触带斜坡分布。锡矿化与碳酸盐岩石和岩体接触形成的矽卡岩关系密切,矿体沿走向延伸约500m,倾向延深80m~300m,厚度0.82m~6.68m。锡成矿年龄测定为燕山期。矿体富集与层间破碎及层面张裂隙构造有关。层间破碎构造和矽卡岩化是主要找矿标志。

  关键词:矽卡岩型锡矿床;地质特征;找矿标志;德安黄金洼

  黄金洼矿区位于江西省德安县境内,行政区划属德安县吴山镇、林泉乡管辖;南部与曾家垄锡矿区毗邻。2020年江西省地质矿产勘查开发局九一六大队提交《江西省德安县黄金洼矿区锡矿详查报告》,提交锡金属量0.17万吨。因受经费限制,矿床沿倾向和走向均为封边控制,因此对该矿床的研究,有助于进一步探明矿床远景和区域同类锡矿床的找寻工作。

  1成矿地质背景

  矿区位于扬子板块东南部、下扬子坳陷带九江坳陷中,南北分别与江南隆起及淮阳隆起毗邻。处于长江中下游铁铜成矿带中段南缘。区域地质构造格架总体是近东西向的九江瑞昌印支期褶断带东端横迭着一个面积约195平方公里呈南北向伸展的短轴背斜(彭山穹窿)。彭山穹窿构造是一个由南华系、震旦系至奥陶系组成的长期处于相对隆起状态,最后在燕山晚期定型的穹窿构造。主要由四部分组成,一是穹状褶皱,二是环弧形的层间重力滑动断裂,三是放射状断裂,四是高挥发分隐伏花岗岩体。区内经历了加里东-华力西-印支-燕山期-喜山期地质发展阶段的建造与构造活动,形成了这一特殊的复杂构造格局。区内经历了加里东-华力西-印支-燕山期-喜山期地质发展阶段的建造与构造活动,形成了这一特殊的复杂构造格局。

  区内出露的地层,主要为新元古界至早古生界。新元古界下双桥山群仅在彭山中部沟谷出露,为一套夹多层细碧角斑岩的浊积岩系;震旦系早期的洪冲积相粗碎屑岩不整合沉积之上,之后陆续接受了各时代的沉积层;志留系下统以下地层环绕彭山穹窿构造自核部向四周自老至新依次出露。

  彭山岩体为一隐伏花岗岩体,隐伏于彭山穹窿构造北段近轴部的转折位置,平面形态呈NE向延伸,北西侧略呈舌状突出。彭山隐伏岩体侵入震旦-寒武系之中,一般与围岩呈相交接触,局部可与地层层面一致。岩体周边出露地层主要是前震旦系板岩夹石英角斑岩及细碧岩以及寒武系中下统至奥陶系灰岩地层。研究区内发育有丰富的断裂构造,东部可见近NNE向展布的F9断裂及较多次级横向断裂。而围绕岩体从内到外发育的F3、F4环弧状滑动断裂带,主要是岩体上侵造成的顶部隆起,由于岩层之间软硬程度不同而形成的岩层重力滑脱。岩体边缘产状平稳(倾角20°~25°),以岩体为中心,四周分布有大大小小多个岩体。

  彭山岩体是一个由先后侵入的二云母碱长花岗岩、黑云母二长花岗岩、伟晶花岗岩以及白岗岩等岩石组成的花岗杂岩体。其中又以二云母碱长花岗岩为主体,黑云母二长花岗岩仅发育于岩体的西部及西南部,在曾家垄矿区中部个别地段见其隐伏于二云母碱长花岗岩之下,两者接触界线大体清楚。另外沿NEE方向的F9断裂带产有花岗斑岩脉,而在其中穿插了后期侵入的规模相对较小的辉绿岩脉和煌斑岩脉。

  1.1地层

  寒武系底-下统荷塘组(∈1-2h):矿权内地表未出露,仅在深部钻探工程中见及。下部为灰黑色含炭硅质页岩,含磷结核高炭页岩。上部为灰黑色炭质页岩、含炭硅质页岩夹灰黑色薄至中厚层灰岩,厚165m~282m。本组的硅质岩、碳质页岩及观音堂组页岩具良好的屏蔽作用,本组灰岩也常被交代为矽卡岩,具较好的金属矿化,如锡、铜、锌、黄铁矿等,有时可达工业品位要求。此外,本组磷、矾含量普遍较高,特别是钒,可富集成具工业意义的矿床,其它如铀、铜、钼、钨、镍等元素亦常有较高显示。

  寒武系下统观音堂组(∈2g):岩性有黑-黄绿色粉砂质页岩、泥质粉砂岩,上部局部夹薄层状或透镜状灰岩、硅质岩、钙质页岩,厚>150m。与上伏地层间发育层间滑动断裂(F4),本组顶部常发育薄层状堇青石角岩、绿帘石角岩、含斑点状绢云母板岩互层,并常见矽卡岩透镜体,均具金属矿化,有时可形成锡、铜、锌小矿体。此外,本组砂质页岩中具强硅化,并见细脉状、网脉状、团包状黄铁矿化及磁黄铁矿化,化学分析含Sn为0.006%~0.02%,Zn为0.023%~0.06%,Cu为0.007%,Pb为0.03%,Au0.01μg/g。

  寒武系中统杨柳岗组(∈3y):岩性为浅灰-深灰色厚-中厚层具有机质细纹层“纹理条带”泥晶-微晶灰岩夹“窄条带”、“宽条带”泥质灰岩及硅质灰岩。顶部见三层厚1m~2.5m不等的泥质同生角砾状灰岩(竹叶状灰岩)。属潮下碳酸盐台坪相及礁前相。厚度120m~380m。

  泥质条带状灰岩中常见细脉状、结核状黄铁矿化,Sn含量一般100μg/g左右。局部中厚层灰岩内锡含量300μg/g,竹叶状灰岩含Sn120μg/g。本组是原黄金洼锡矿区(现采矿权范围内)的主要赋矿层位之一。

  寒武系上统华严寺组(∈4hy):浅灰-深灰色薄至中厚层“宽条带”夹“窄条带”泥质灰岩夹中厚层泥晶-微晶灰岩。中上部为薄-中厚层泥质条带灰岩与中厚层泥晶灰岩互层,中厚层灰岩内含角砾状红褐色斑点。属碳酸盐潮坪相。厚度22m~140m。本组岩石含Sn一般10μg/g~20μg/g,白云质条带状灰岩含Sn30μg/g。该组亦为原黄金洼锡矿区的主要赋矿层位。

  寒武系上统西阳山组(∈4x):灰-灰黑色薄-厚层状“窄条带”夹少量“宽条带”泥质灰岩。顶部为灰-深灰色薄-中厚层状“窄条带”白云质泥质灰岩夹“窄条带”泥质灰岩,岩石中偶见硅质结核。属潮坪相。厚度57m~208m。在原黄金洼锡矿区,本组内亦见一些零星小锡矿体。如D109点,锡矿体为窄条带状硅化灰岩,含锡3.90%。

  1.2构造

  矿区位于彭山“S”形背斜北转折部位的外(西)侧,地层走向自西向东,有由北东渐变为北东东的趋势,形成一半环形的单斜扰曲构造,岩层倾向北西西-北北西,倾角平缓,20°~30°之间。区内断裂构造发育,主要有弧型断裂及放射状断裂。弧形断裂之近南北向部分,后期受改造有延长、变陡等现象。

  上头曾-黄金洼-吴山近南北断裂(F1),其性质为左行平移正断层,斜切地层,产状260°~308°∠30°~80°。可见构造角砾及透镜体平行断层面排列,角砾成份为灰岩、泥岩,硅质、铁质及碳酸盐胶结。局部见具锡锑矿化的煌斑岩及辉绿岩脉充填。是黄金洼锡矿区的重要导矿构造。该断裂与环弧形断裂(喻家山刘家断裂F4)在杨泉山一带交汇,该断裂(F1)具多次活动的特征。

  喻家山刘家弧形断层通过本区。其与地层产状基本一致,区内大致产状290°∠35°。性质为左行平移正断层。位于穹窿北转折端内侧,沿∈2g与∈3y地层间展布。构造角砾岩发育,角砾呈棱角状、团包状,有时呈透镜状沿65°方向排列。有石英脉充填。次级压扭性裂隙组成棋盘格式构造。断面波状,围岩牵引褶皱指示上盘下降。具矽卡岩化。Sn、Cu矿化较好。其上下盘均见岩脉与其斜交产出,明显受其限制。

  此外,在F1与F4断层之间,发育NNW-NW-NWW向次级断裂带,总体上沿F4弧形断层垂直方向放射状大致等距排列,长一般数十米至数百米,内多充填有煌斑岩或锡矿(化)体,是黄金洼矿权区的重要控岩容矿构造。

  1.3岩浆岩

  矿区内未见岩浆岩出露。深部存在曾家垅隐伏花岗杂岩体,该岩体二云母花岗岩体侵入时间为燕山晚期第二阶段,侵入深度为中深成相。经钻孔控制,隐伏岩体呈宽舌状延伸至本区,在区内隐伏深度318m~488m。由17个钻孔控制。岩体侵入与寒武系地层之中,接触面清楚,一般与层面一致,局部可与岩体截接相交。岩体产状平缓,延伸方向330°~340°左右,岩体顶面倾角20°~30°,该岩体二云母花岗岩体侵入时间为燕山晚期第二阶段,侵入深度为中深成相。

  岩石主要矿物成份为石英约35%、白云母3%~8%、正长石30%~35%、钠更长石20%~25%,中心相二云母花岗岩中黑云母含量3%~5%,边缘相细粒白云母花岗岩不含黑云母。岩石化学成分类型属富硅的钙碱性铝过饱和系列,具有碱质高,钙、铁镁偏贫及富含挥发份等特征。岩石微量元素分布特征是富含Li、Be、W、Mo、Sn、Cu、Pb、Bi、Co、Zr、Ni等元素,V、Ag、Cr、Ga、As等元素含量低。该岩体与本区成矿作用关系密切。

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  2矿床地质特征

  2.1空间分布特征

  本矿区属彭山矿田一部分,主矿体为隐伏岩体接触带附近的矽卡岩型锡矿体。矿体分布于隐伏岩体接触带附近,顺荷塘组底部灰岩(已蚀变为矽卡岩)呈层状、似层状产出,顺岩体外接触带斜坡产出,倾向北西,倾角20°~30°。与区域控矿因素及矿体顺一定岩性层位产出的基本特征相似。根据矿体的形成规模,产出深浅及矿体较自然对应连接排列等特点,详查工作将矿区产出于4勘探线~14′勘探线间按矿体产出岩层层位相同的特征的1个锡主矿体,编号为Ⅹ-1。该矿体为本次主要评价对象。

  对于在地表TC1见含有毒砂石英脉的氧化锡矿(化)体Sn1,分布在TC1槽探至30线,产于F4断层两侧。为单线且只有1个工程控制,其在走向及倾向上连续性较差,暂无对其评价。

  2.2矿体总体特征

  (1)浅部氧化矿:在前期普查工作中,施工TC1所见含有毒砂石英脉的氧化锡矿(化)体Sn1,初步追索走向长约50m,厚0.50m~1.20m,锡品位0.23%~2.10%。毒砂矿化强烈,常见毒砂石英脉,脉幅2cm~10cm。受F4断层两侧次级北北西向构造控制。该矿体为单工程见矿,未对其估算资源储量。

  (2)深部岩体外接触带矽卡岩型锡矿体:X-1锡矿体主要分布于矿区南部,4线~14线间。矿权内矿体沿走向延伸约500m,倾向延深80m~300m,矿体边界水平投影面积63490m2。

  矿体埋藏最浅处位于ZK8′06一带,埋深310m。最深处位于ZK10′02孔一带,埋深404m。矿体底板最高海拔标高-126m,最低点海拔标高-205m。总体表现出南东高北西低的特点。

  矿体呈层状、似层状,局部透镜状产出,大致与地层产状一致,产于荷塘组底部灰岩(已蚀变为矽卡岩)与隐伏岩体的外接触带上,顺接触界面产出,矿体总体倾向北西,倾角25°~30°。矿体未受大型后期断裂的破坏,连续性较好。

  区内共有9个见矿钻孔控制该矿体,其中前人钻孔2个、普查钻孔2个、详查孔5个。单工程最大见矿厚度为6.68m,最小厚度0.82m,平均2.22m。总体来看,矿体南东部相对厚度较大,往北西面逐渐变薄。矿体单项工程平均品位,最高0.51%,单工程最低平均品位0.14%,平均0.33%。矿体走向上品位变化不明显,倾斜上具有向下变贫趋势。据现有钻探工程单样分析结果统计Sn品位变化系数47.47%,其品位变化程度属均匀类型。厚度变化系数81.80%,其厚度变化程度属于较稳定类型。

  2.3矿石特征

  矿区内已知常见的主要金属矿物有锡石、闪锌矿,次有黄铁矿、磁黄铁矿、毒砂、磁铁矿、黄铜矿、方铅矿等。脉石矿物主要有石英、方解石,次有透辉石、透闪石、方解石、白云石、绿泥石、长石、萤石等。

  矿石结构有自形、半自形和它形晶粒结构、交代溶蚀和交代残留结构、包含结构、固溶体分离结构、胶状及偏胶结构。矿石构造有浸染状、块状、条带状、细脉状、角砾状构造。按照矿石中矿物组合特征及矿化围岩性质,结合矿石的结构构造特征,将黄金洼矿区的矿石类型划为锡石-硫化物矽卡岩型矿石。

  矿体矿石化学成份经邻区(曾家垅锡矿)全分析结果,矿石主要有用元素为Sn,有益共伴生元素为Zn、Cu,有害元素及不能回收的元素为Pb、硫锡中的锡、胶态锡中的锡。除此以外,Bi、TFe亦为有益伴生组分,但Bi不成单独矿物,而是分散于各种硫化物中,回收困难。对于富集于铜精矿、锌精矿中的Bi,可以冶炼中回收。TFe赋存状态主要为磁铁矿,此为穆磁铁矿和各种含铁的金属硫化物。有害元素铅的各主要矿体的矿石中含量较低,为0.03%~0.05%,多呈方铅矿赋存,肉眼和镜下很难见到,可在选矿过程中剔除。

  2.4围岩蚀变与矿化

  矿区矿化蚀变与燕山晚期花岗岩形成之后的汽化高温热液作用关系密切。主要的矿化有锡石矿化、黄铜矿化、黄铁矿化、磁黄铁矿化、毒砂矿化、闪锌矿化及萤石矿化等。相伴生的围岩蚀变则有矽卡岩化、云英岩化、绿泥石化、碳酸盐化、硅化等。与矿区锡矿化关系最为密切的是矽卡岩化和云英岩化。

  矽卡岩化作为一种特殊的矿物组合为特征的矽卡岩化作用几乎遍及黄金洼各种不同围岩之中。按形成的方式,有交代的,也有充填的。就产状可分为层状、似层状及脉状矽卡岩两类。上述矽卡岩均发育与侵入岩体之外的围岩中,其中层状、似层状矽卡岩与本区成矿关系密切,是最重要的蚀变类型。

  层状矽卡岩化发育在隐伏花岗岩体外接触带,明显受岩性层位控制。本区主要矽卡岩化层位有荷塘组中部至底部层位的碳酸岩夹层。其次某些含钙岩层(如含钙硅质岩、钙质粉砂岩)也有不同程度的矽卡岩化。

  矽卡岩体呈层状、似层状,少部分透镜状,规模大小不一,小的数十米即尖灭;大的顺层延伸达几百米。厚度受碳酸岩层蚀变程度的限制。本区产状与地层产状基本一致,与侵入岩界面多数一致。本区的层状矽卡岩仅是期后气化热液自岩体向围岩进行单向渗滤交代的产物。特征矿物为钙质系列石榴石、透辉石、透闪石、硅灰石和绿帘石,另有少量阳起石、葡萄石、符山石、斧石和绿泥石。

  云英岩化与矽卡岩化一样是矿区最重要的蚀变之一,主要发育在二云母花岗岩体的内接触带,其次亦充填于部分硅铝质围岩的细小裂隙中,或交代碳酸盐岩与矽卡岩混杂共存于同一蚀变带中。

  花岗岩内接触带中的云岩化呈现两种类型,一种是云英岩化带,伴随极为发育的萤石、毒砂矿化,其矿物组合特征属萤石相云英岩;另一种是脉状产出的云英岩,规模较小,脉幅多数只有几十厘米,少数达2m~3m,脉体倾角陡,矿物组合较复杂,以石英、电气石、铁锂云母为主,次有白云母、萤石、黄玉等矿物。

  围岩中的云英岩化大致有两种情况,即与矽卡岩混生于碳酸盐岩层中的交代云英岩及产于硅铝质岩层裂隙中的脉状云英岩。前者云英岩主要有萤石-白云母-石英及电气石-萤石-石英两种组合,伴生有毒砂、锡石、黄铜矿、闪锌矿等矿化。后者矿物组合较为简单,为电气石-锡石、石英-电气石-锡石、电气石-萤石-锡石等组合。

  锡矿化是区内最重要的矿化,以锡石矿化为主,深部见硅锡酸盐矿化及硫化锡矿化。锡石以细小晶粒或晶粒集合体散布于构造裂隙及煌斑岩、大理岩、铁质砂土、铁质粘土、毒砂石英脉中,含锡量较高。硅锡酸盐矿化与硫化锡矿化主要见于区南部已勘查的曾家垅等锡矿区及本区深部矽卡岩中,本区浅部氧化矿内不甚发育,其含锡量较低,占锡总量的6.78%左右。

  3矿床控矿因素

  (1)构造控制:矿区处于彭山“S”形背斜北转折部位的外(西)侧,背斜轴及其转折部位,为含矿花岗岩体侵入提供了有利的构造空间。广泛发育于荷塘组层间剥离破碎带构造为汽液提供了活动通道,起着导矿的作用。层面裂隙、层间斜交破劈理、层理构造及层间拖曳褶皱构造,是主要的容矿构造。

  (2)地层、岩性控制:荷塘组底部的碳酸盐岩石。矿体呈层状、似层状赋于其中,为矿区主要的赋矿围岩。化学性质活泼,利于热(矿)液的渗滤交代而形成矽卡岩和锡矿床。其上的含炭页岩具有良好屏蔽作用。

  (3)隐伏花岗岩体控制作用:花岗岩体为成矿的母岩,岩体中富含Sn、Cu、Zn、Bi、As等成矿物质,与矿体中的微量元素组合一致。具有明显的垂直分带现象,无疑受花岗岩体的热力影响。又因岩体富含F、B、H2O,有利锡的原始物质通过花岗岩浆及期后热液运移富集。

  4找矿标志

  (1)彭山底辟穹窿构造背斜轴及其转折部位。

  (2)广泛发育的层间破碎构造,层面裂隙、层间斜交破劈理、

  层理构造及层间拖曳褶皱构造。

  (3)地表岩石中较发育的矽卡岩化,常伴有锡、褐铁矿等多金属矿化。

  (4)隐伏花岗岩体岩峰及凹陷斜坡是成矿的有利部位,特别是岩体与碳酸盐地层的正接触带及外接触带构造裂隙。

  (5)锡石等重砂异常及磁异常分布地段。