湖北隨縣王家臺金銀鎢多金屬礦地質特征、礦床成因及找礦方向淺析

周 豹, 朱 金, 劉文文, 汪國虎, 江為民

(湖北省地質調查院,湖北 武漢 430034)

圖1 隨縣王家臺金銀鎢多金屬礦區地質略圖Fig.1 Geological sketch of Wangjiatai gold-silver-tungsten polymetallic mining area in Suixian1.第四系沖積物;2.陡山沱組一段;3.耀嶺河組;4.武當巖群二段;5.變輝長輝綠巖脈;6.煌斑巖脈;7.石英脈;8.碎裂巖;9.局部混合巖化帶;10.地質界線;11.平行不整合界線;12.角度不整合界線;13.性質不明斷層;14.片理產狀;15.礦體及編號。

王家臺金銀鎢礦區地處桐柏山南緣,大地構造位置處于華南板塊之南秦嶺—大別造山帶,武當—隨州陸內裂谷。成礦區處東秦嶺Au-Ag-Mo-Cu-Pb-Zn-Sb非金屬成礦帶之隨棗地區金銀成礦帶。區域出露地層主要為新元古代青白口紀武當巖群、南華紀耀嶺河組、震旦紀陡山沱組和燈影組,古生代寒武紀楊家堡組,中生代白堊紀公安寨組和新生代第四紀地層等[1]。巖漿巖構造組合主要有板內伸展環境發育的十堰—武當—隨州構造巖漿巖段(Nh)雙峰式侵入巖組合,板塊府沖環境發育的竹山—武當—安陸構造巖漿巖段(S)雙峰式侵入巖組合,后造山環境發育的新市—夏店—大河鎮構造巖漿巖段(J-K)GIG組合和過堿性—堿性花崗巖組合。主體構造線呈北西向,主體構造格架定型于印支期。礦區處在北部新城—黃陂斷裂和南部吳山—太山廟斷裂之間,七尖峰雜巖體東緣外接觸帶,黑龍潭金礦的北西緣。燕山期巖漿活動為區域金銀鎢等礦床提供了充足的熱源、物源,脆—韌性剪切帶為成礦熱液運移和成礦提供了必要的通道和場所。

1 礦區地質特征

1.1 成礦地質背景

圖2 王家臺礦區AuAgW異常剖析圖Fig.2 Analysis diagram of AuAgW anomaly in Wangjiatai mining area

區內出露地層主要為青白口紀武當巖群二段、南華紀耀嶺河組、震旦紀陡山沱組一段和少量的第四紀沖積物(圖1)。武當巖群二段主要巖性為白云鈉長片巖、白云石英片巖等;耀嶺河組主要巖性為綠泥鈉長片巖、陽起鈉長片巖、黑云綠簾鈉長片巖等,局部夾有綠簾石團塊。陡山沱組一段主要巖性為銀灰色皺紋狀含磁鐵礦絹云片巖,局部夾白云鈉長片巖、淺粒巖、綠泥絹云片巖等。其中武當巖群二段為礦體圍巖。礦區褶皺主要為以北西西向寬緩波狀褶皺。斷裂構造主要有北西—北北西向、北東—北東東向兩組。

北西—北北西向的斷裂形成較早,是區域黑龍潭—卸甲溝金礦的控礦斷裂的北西延伸,位于新城—黃陂斷裂和南部吳山—太山廟斷裂之間,該斷裂在區域上由黑龍潭、汪家灣、獅子口寨、卸甲溝等斷層組成。各斷層長0.5～5 km不等,一般寬2 m左右,平面上大體呈左行斜列展布。斷層總體產狀200°～230°∠20°～45°,出露長14 km。其中發育有各種類型的碎裂巖及構造透鏡體,并見向南東和北西側伏的兩組滑痕。斷裂帶旁側發育有強烈的韌性牽引構造及塑性變形,表明該斷裂帶早期為韌或者韌—脆性剪切帶[2-4]。該斷裂帶中熱液蝕變發育,且蝕變、破碎多次反復,晚期多為石英脈充填,是區內重要的導礦和容礦構造。

北東—北東東向的斷裂形成較晚,斷層線位于吉祥店下河口村—上王家臺村一帶,斷層總體產狀136°～167°∠32°～51°,斷層長60～300 m不等,一般寬0.2～1.5 m,斷裂帶內發育有云英巖化、硅化蝕變巖和含黑鎢礦、黃鐵礦石英脈等,在斷裂帶周圍變質地層中見到不同程度的牽引褶皺、擠壓透鏡體及片理化等,斷裂帶中熱液蝕變較發育,主要伴有金銀鎢鉛礦化,是區內重要的容礦構造。

礦區西側七尖峰雜巖體,主要巖性為斑狀黑云二長花崗巖,與陡山沱組一段呈侵入接觸,接觸帶局部見有衛星式斑狀花崗巖(如吳山)侵入和矽卡巖化接觸變質(如礦區西北一帶),區內脈巖發育,主要有變輝長輝綠巖脈、煌斑巖脈和石英脈等,其中石英脈與成礦關系較為緊密[5]。

1.2 成礦地球化學條件

中國地質調查局近期在開展1∶5萬天河口幅、厲山鎮幅區域地質礦產調查時,通過全區1∶5萬水系沉積物測量,在礦區內圈定以Au、Ag、W為主組合異常,組合異常位于黑龍潭—卸甲溝異常帶的北西端,異常形態呈北西向串珠狀展布。區內金異常主要分布在武當巖群和耀嶺河組地層中,異常規模大、濃度高、分帶明顯。其中Au元素異常有2個濃集中心,最大值50.4×10-9;Ag元素異常濃集中心明顯,最大值6.99×10-6;W元素異常濃集中心突出,最大值16.7×10-6。區內Au、Ag、W元素異常套合較好,具有重大找礦潛力(圖2)。

2 礦體地質特征

2.1 礦體產出特征

區內已發現并圈定金銀鎢礦體5個,分銀子墩、下河口兩個礦段,其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ號礦體位于銀子墩礦段、Ⅴ號礦體位于下河口礦段,礦體均賦存于北東、北東東向斷裂破碎帶中,礦體形態、產狀嚴格受斷裂帶控制,其中各礦體特征見表1。

表1 王家臺金銀鎢礦區礦體特征一覽表Table 1 List of characteristics of the ore body in Wangjiatai gold-silver-tungsten mining area

2.2 礦物組合

礦石金屬礦物主要有黑鎢礦、黃鐵礦,次為黃銅礦、方鉛礦等,非金屬礦物主要有石英、絹云母、白云母等,氧化礦物常見有褐鐵礦、銅綠等。

黑鎢礦:結晶程度高,大部分為自形—半自形板狀晶體,半金屬光澤,長軸一般0.1～5 cm。

黃鐵礦:以浸染狀、莓粒為主,自形程度較高,以立方體黃鐵礦為主,粒度為0.1～0.4 mm,地表多氧化為褐鐵礦。

2.3 礦石結構構造

主要結構有交代結構、粒狀結構、壓碎(碎裂)結構等。主要構造有脈狀—網脈狀構造、浸染狀構造,次為線狀—條帶狀構造、細小團塊狀構造、角礫狀構造等。

2.4 礦石類型

礦石自然類型分石英脈型礦石和蝕變巖型礦石,工業類型為金銀鎢礦石。

2.5 礦體圍巖與夾石特征

礦體與頂、底板圍巖接觸關系有兩種:其一為斷層接觸,礦體處于控礦斷層蝕變帶中,與頂、底板巖性均以控礦斷裂面為界面,如Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ號礦體;其二為漸變接觸,礦體處于控礦斷層蝕變帶內上部,與頂板巖性以控礦斷裂面為界面,與底板巖性二者呈漸變過渡關系,如Ⅲ、Ⅴ號礦體。

銀子墩礦段Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ號礦體頂、底板圍巖均為白云鈉長片巖,Ⅲ號礦體頂板圍巖為白云鈉長片巖,底板巖性有兩種:分別為硅化、褐鐵礦化蝕變巖和褐鐵礦化白云鈉長片巖;下河口礦段Ⅴ號礦體頂板巖性為二云鈉長片巖,底板巖性為褐鐵礦化碎裂巖。當礦體與圍巖呈漸變接觸時,礦體圈定以取樣化驗分析結果為依據。

區內礦體呈似層狀、脈狀產出,厚度小,礦體中均不含夾石。

2.6 圍巖蝕變

圍巖蝕變類型主要為硅化、褐鐵礦化、絹云母化等,次為黃鐵礦化、黃銅礦化等。

3 成因探討

根據王家臺礦區含黑鎢礦石英脈的氫氧同位素分析,成礦流體的δ18OH2O值介于5.9‰～7.7‰,δDH2O值介于-75.6‰～-64.5‰,將各樣品中的分析數據進行統計(圖3),可以看出大部分石英脈的流體H、O同位素均落在巖漿水區域,少部分流體H、O同位素落在巖漿水與變質水重疊部位,反映含黑鎢礦石英脈成礦熱液流體主要為巖漿水,可能在成礦過程的晚期有少量大氣降水加入[6]。

圖3 王家臺礦區成礦流體δDH2O-δ18OH2O關系圖Fig.3 The relationship diagram of the metallogenic fluidδDH2O-δ18OH2O in Wangjiatai mining area

結合區域成礦地質背景分析,南華紀—志留紀階段,在板內裂谷—大陸裂谷環境形成的雙峰式巖漿巖組合,使金銀鎢等成礦元素得到初步富集,構成了武當巖群、耀嶺河組等含礦建造(礦源層)[7]。燕山晚期后造山環境形成的過堿性—堿性花崗巖在侵入過程中,原始巖漿體系分異出高溫度、高鹽度,富含AuAgW等成礦元素的巖漿熱液,沿造山期發育的脆—韌性剪切帶運移。隨著構造的多期活動,巖漿熱液在運移過程中不斷萃取含礦建造(礦源層)中的AuAgW等成礦元素,使巖漿熱液轉變成富含AuAgW等成礦元素的中高溫成礦流體。在溫度差、壓力差的驅動下中高溫成礦流體向遠離巖體或中—淺層方向運移,隨著壓力驟然下降使得熱液產生減壓沸騰,此時大量CO2、CH4等氣體揮發分從熱液中溢出,進一步加快了流體溶液中的酸性揮發組分進入氣相。隨著含礦熱液中的pH值升高,鎢的絡合物的穩定性降低,從而導致主成礦期鎢礦物的結晶和石英脈型金銀鎢成礦。當成礦流體溫度降至中低溫時,伴隨著地表水下滲、參與,地表水在下滲過程中可能萃取了變質地層中的AuAg等成礦元素,成礦流體與剪切帶內的碎裂巖發生物質成分的交換,在溫壓條件及pH、Eh值改變的條件下,中低溫成礦流體中的AuAg不斷富集沉淀直至成礦。綜上所述,王家臺礦區成因類型屬于巖漿熱液型。

4 找礦方向淺析

4.1 找礦潛力分析

王家臺金銀鎢多金屬礦區出露武當巖群、耀嶺河組等變質地層,為區域金銀礦主要賦礦地層;礦區西部的七尖峰雜巖體,可以提供豐富的成礦熱液及物質來源。根據物探資料分析和在黑龍潭礦區鉆孔中所見的中細粒花崗巖樣品,表明礦區在深部有隱伏巖體存在的可能性。礦區位于黑龍潭—卸甲溝斷裂帶北西部,北東東向斷裂構造極為發育,為良好的導礦、容礦構造。沿斷裂帶Au、Ag、W化探異常呈串珠狀分布,異常規模大、強度高,并且在東部的異常帶中發現有黑龍潭金礦和卸甲溝金礦。區內已經初步圈定了5條品位較高的礦體,證實了區內異常屬于礦致異常。綜上所述,王家臺檢查區具有尋找金銀鎢多金屬礦的潛力。

4.2 找礦標志

(1) 巖性標志:煙灰色—灰黑色石英脈、蝕變巖、碎裂巖。

(2) 構造標志:北東—北東東走向斷裂較發育的部位。

(3) 化探標志:Au、Ag、W等元素化探異常強度較高或組合異常疊加套合程度較高的部位。

(4) 蝕變標志:主要為硅化、絹云母化、黃鐵礦化(褐鐵礦化)、黃銅礦化等蝕變,單一出現硅化時,礦化強度較弱;出現硅化、黃鐵礦化、黃銅礦化蝕變組合時,礦化強度中等;出現硅化、黃鐵礦化(褐鐵礦化)、絹云母化等蝕變組合時,礦化強度較高。

4.3 找礦方向分析

1∶5萬水系沉積物(或土壤)測量,在環七尖峰雜巖體周圍,圈定有數處以AuAgW為主成礦元素的化探組合異常。其中上王家臺—漢泥溝—吉祥店一帶的AuAgW組合異常,規模大、濃度高、分帶明顯,異常區內見有北東向、北東東向斷裂,沿北東向、北東東向斷裂破碎帶伴有不同程度的硅化、絹云母化、褐鐵礦化等熱液蝕變。重砂測量有黑鎢礦、白鎢礦、黃鐵礦、黃銅礦等金屬礦物顯示,因此,上王家臺—漢泥溝—吉祥店一帶可作為找礦突破重點地段。工作項目中新發現王家臺金銀鎢多金屬礦點,金銀鎢礦化強度之高,在隨棗地區乃至湖北省較為罕見,單礦種高強度礦化的出現絕非偶然,多礦種高強度礦化的出現更值得進一步探索。王家臺金銀鎢多金屬礦區可作為下步勘查的重點靶區。

另外,在上王家臺北東側(黑龍潭金礦北側方向),即漢泥溝、銀子墩至朱家塆一帶,處于北東—北東東向斷裂構造與北西向斷裂構造延伸交匯地段,出露地層為武當巖群二段,有金銀化探異常分布,推測在此地段尋找金銀多金屬礦具有重大潛力。