湖南湘東鎢礦床地質特征及找礦方向

朱浩鋒，李兆宏，蔡維，劉文軍

湖南湘東鎢礦床地質特征及找礦方向

朱浩鋒，李兆宏，蔡維，劉文軍

（湖南省地質礦產勘查開發局四一六隊，湖南 株洲 412007）

湘東鎢礦為典型的石英脈型黑鎢礦床，其資源量已經面臨枯竭。通過對湘東鎢礦地層、構造、巖漿巖的詳細闡述，分析對比礦區南組脈與北組脈地質特征，討論了巖漿巖成礦之間的關系，認為礦體與燕山早期花崗巖侵入有關；而通過對構造的觀察與大地構造背景分析，認為礦區老山坳斷層表現為先逆后正的性質，礦脈富集于該斷層所派生的R與R’裂隙之中。最終，通過所建立的構造演化圖，認為老山坳斷層下盤深部與控盆斷層深部具有一定的找礦前景。

鎢礦；地質特征；找礦潛力；湘東

湘東鎢礦位于湖南省茶陵縣北東部（圖1），屬于典型的石英脈型黑鎢礦床[1]，目前礦山面臨可采儲量日益減少的困境。根據礦脈產出位置，礦區共分為南組脈與北組脈（圖1c）。兩組礦脈受斷層的影響而表現出不同的地質特征，前人[2-6]工作對老山坳斷層的控礦特征進行了相關討論，一種觀點認為老山坳斷層為逆沖性質，另一觀點則認為老山坳斷層為伸展性質。

老山坳斷層性質及其與成礦的關系直接影響了湘東鎢礦找礦方向確定。本文通過對湘東鎢礦各中段進行系統構造觀察，在分析地質構造演化的基礎上提出湘東鎢礦找礦方向。

1 地質背景

湘東鎢礦位于楊子地塊與華夏地塊交界處(圖1a)，屬于南嶺多金屬成礦帶中段。研究區內沉積地層除缺失志留系地層外，顯生宙地層寒武系至第四系均有發育，包括寒武系變質石英砂巖和絹云母板巖、奧陶系硅質板巖、泥盆系中-厚層石英砂巖夾砂質頁巖、石炭系白云質灰巖、三疊系泥質灰巖及砂質灰巖、侏羅系變質石英砂巖、白堊系及古近系紅色砂礫巖以及未固結的第四系松散沉積物[7]。

圖1 湘東鎢礦礦區構造位置（a,b），礦區地質圖（c）和典型勘探線剖面圖

研究區基底構造層由炎陵縣－桂東南北向隆起帶和炎陵縣－湯市北西向褶斷帶組成，主要形成于加里東期最后定型于印支期。蓋層構造層分布于區內中部，由一系列北北東向－北東向復式背向斜和斷裂組成。褶皺構造由嚴塘背斜、嚴塘向斜、大塘里背斜組成。斷裂主要有茶漢（老山坳）斷裂帶、嚴塘斷裂帶、炎陵－睦村斷裂帶等，且茶漢斷裂帶一方面制約了湘東鎢礦礦床地質特征差異，另一方面則表現為茶陵盆地的北部邊界（圖1b）。

研究區出露巖體為鄧阜仙復式巖體，其出露面積約為171km2。通過工作將巖體共劃分為三個侵入時期。第一期為中粗粒似斑狀黑云母花崗巖，面積約為130km2。花崗巖似斑狀結構，塊狀構造。黃卉[8]測定區內兩個巖樣的鋯石U-Pb同位素年齡分別為225.7±1.6 Ma和225.3±1.2 Ma。第二期為燕山早期中粒二云母花崗巖，其主要呈巖株狀，出露于復式巖體的中部、東南部及西南部邊緣，巖體呈中粒花崗結構，塊狀構造。黃卉[8]測定巖樣的鋯石U-Pb年齡為154.4±2.2 Ma。第三期為細粒白云母花崗巖，其地表出露零星、規模較小，巖石呈粒細粒花崗結構，塊狀構造。宋新華等[9]測得其白云母K-Ar年齡為136 Ma。

表1 湘東鎢礦典型礦脈特征一覽表

2 礦床地質特征

研究區含礦石英脈達百余條（圖1），均賦存于花崗巖體中。含鎢石英脈礦床由多個脈群構成，其單脈、脈列，脈群在空間上嚴格按一定的幾何關系產出。區內具開采價值的含礦石英脈有25條，主要分布在中南部及北西端。按礦脈與老山坳斷層相對位置關系，斷層以南（斷層上盤）的為南組脈，斷層以北（斷層下盤）的為北組脈（表1）。

南組脈分布在礦區的中南部，走向為北東60°~70°，傾向北西，傾角65°~80°；礦脈延長300~ 1 200m，延深100~600m，規模小至大型不等；脈厚0.10~0.60m，一般厚為0.4m左右。礦石礦物主要為黑鎢礦、黃銅礦，含少量白鎢礦、錫石、輝鉍礦、方鉛礦、閃鋅礦等。

北組脈分布在礦區中部，走向北東60°~70°，傾向南東，傾角52°~81°；北組脈具有數量多、延伸不穩定、礦化不均勻、含硫化物多，條帶狀構造發育等特點，且有明顯的垂直分帶特征。礦石礦物主要有黑鎢礦、黃銅礦、黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦、白鎢礦、錫石等。

3 討論

3.1 巖體與成礦關系的討論

湘東鎢礦是南嶺多金屬成礦帶的一個重要組成部分。學者對其成礦年齡研究較多，2012年蔡楊[10]在湘東鎢礦坑道內采集了輝鉬礦樣品獲得的Re-Os成礦年齡年齡為150±5.2Ma，MSWD=2.7。南嶺地區鎢錫鉬多金屬礦床被認為與該區中生代花崗巖具有密切的成因聯系。在區域上，一些學者對南嶺地區多個典型鎢錫礦床的研究（表2），也表明它們具有一致的成巖成礦年齡。對比分析表可以看出，湘東鎢礦的成礦年齡與南嶺的主成礦時代相符。通過年齡的對比說明湘東鎢礦成礦年齡中粒二云母花崗巖的侵位是同一期地質事件形成的，其為巖漿成礦作用的產物。

表2 華南典型礦床成礦年齡表

3.2 構造與成礦關系的討論

根據前人研究，學者都認為與本礦區成礦關系最密切的構造為老山坳斷層。早期勘查分析認為該斷層曾多次活動，具有逆斷層性質，起著導礦的作用。該斷層可能最早出現在印支期，造成燕山期花崗巖沿其斷面侵入，而后發生一定規模的逆沖，成礦熱液沿先存在的破裂中沉淀成礦。王淑軍[2]認為礦脈是充填在由老山坳斷層逆沖而形成的兩組共軛裂隙中，陳國達[4]認為斷層與礦脈未有成因上聯系，倪永進[5]認為斷層為成礦后斷層，性質為正斷層，宋超[6]分析認為老山坳斷層為先正后逆的性質，且礦脈與前期正斷層關系密切。

根據對湘東鎢礦老山坳斷層野外詳細觀察，筆者認為老山坳斷層表現多期活動的特征。如在湘東鎢礦15中斷可以看到與主斷層產狀相一致的微破裂面，測量出微破裂面產狀（169°∠26°）相對于斷層面產狀（150°∠30°）較緩（圖2a），從而根據微破裂與斷層面的關系可判斷為正斷層；湘東鎢礦16中段發育數條長15~20cm，寬2~5cm的暗灰色硅質條帶，根據硅質條帶疊置方向可以判定老山坳構造力學性質為正斷層；但湘東鎢礦10中段老山坳斷層僅見一條平直的斷層泥（圖2c），斷層面產狀為152°∠31°，根據斷層面P節理面產狀（150°∠65°）與安德森應力分析情況可以判定老山坳斷層為逆斷層。

圖2 老山坳斷層典型照片

結合大地構造環境分析[17]，筆者推斷層老山坳斷層性質為先逆后正。三疊紀時期應該研究區處于碰撞造山的環境，受擠壓的影響在此地區可形成一系列的平緩的逆沖斷層（圖3a）。在晚侏羅紀，受太平洋板塊俯沖的影響，原先平緩的逆斷層性質轉變為正斷層（圖3b）；同時燕山期花崗巖沿斷層面侵入，造成斷層上下盤出現規模較大的硅化現象。由于正斷層形成的過程之中，會派生出一系列的R與R’張性破裂，所以花崗巖所揮發的成礦熱液則在斷裂所派生的R及R’破裂中沉淀富集成礦。根據鎢錫元素地球化學特征顯示，斷層（老山坳）上盤處于淺表位置，富含游離的氧原子，所以南組脈的礦脈總體平直穩定，分枝復合情況較少，僅在主脈側旁有羽毛狀小脈出現，并且所含硫化物較少；斷層（老山坳）下盤較深，處于還原環境，則礦脈可見大量的硫化物。

4 成礦潛力分析與結論

1）湘東鎢礦根據位置關系可以分為南組脈和北組脈，對比分析北組脈具有數量多、延伸不穩定、礦化不均勻、含硫化物多，條帶狀構造發育等特點，并有明顯上細脈下大脈的垂直分帶特征。

2）通過對比分析地質勘查報告和相關文獻，湘東鎢礦成礦年齡與華南主成礦時代相一致，表明燕山早期中粒二云母花崗巖為本區提供了成礦物質來源。

圖3 湘東鎢礦晚三疊世構造演化圖（a）與晚侏羅世構造演化圖（b）

3）結合湘東大地構造成礦地質背景與斷層野外測量數據，建立出湘東鎢礦構造演化模型。筆者認為在三疊紀碰撞造山的大地構造環境下，茶漢（老山坳）斷層首先表現為逆斷層性質；在晚侏羅紀華南整體為伸展環境，燕山期花崗巖沿斷層向上侵入，老山坳斷層性質轉為正斷層性質。巖漿上侵一方面使斷層兩盤圍巖發生大規模的硅化，另一方面巖漿分異的熱液充填于正斷層時所派生的R和R’裂隙中聚集成礦；由于斷層上盤為氧化環境，形成的礦體硫化物較少，而斷層下盤深部為還原環境，故礦脈中硫化物較多。并且，燕山晚期巖漿在上侵的過程中，提供了成礦的熱源，加聚了早期礦脈的富集。

4）根據分析湘東鎢礦構造演化模式圖（圖3），結合“五層樓”模式與類比該礦區石英脈礦脈地質特征，本文指出湘東鎢礦老山坳斷層下盤與控盆斷裂深部（圖3b）為下一部找礦。

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Geological Features and Range of Reconnaissance of the Xiangdong W Deposit in Hunan

ZHU Hao-feng LI Zhao-hong CAI Wei LIU Wen-jun

(No.416 Geological Party, Hunan Bureau of Geology and Exploration and Exploitation of Mineral Resources, Zhuzhou, Hunan 412007)

The Xiangdong W deposit in Hunan belongs to typical quartz vein type one, its resources are exhausted. This article deals with stratigraphy, structure and magmatic rock, geological features of southern and northern veins, relationship between magmatic rock and mineralization of the Xiangdong W deposit. From those it is concluded that W mineralization enrichment is related to the early Yanshanian granite intrusion and the R and R’ fissures induced from the Laoshan’ao fault. There are prospecting potentials in the deep of the footfall of the Laoshan’ao fault and basin-control fault.

geological feature; prospecting potential; Xiangdong W deposit; Hunan

2018-05-28

國土資源部公益性行業科研專項（201211024）與中國地質調查局老礦山深部和外圍找礦(1212011220703)項目資助

朱浩鋒（1985-），男，湖南常德人，工程師，碩士研究生，從事礦產資源勘查工作

P618.67

A

1006-0995（2019）01-0068-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2019.01.016