湖北麻城兩路口鎢礦區斷裂控礦性研究及找礦方向探討

陳松林, 曾小華

(1.湖北省地質勘查基金管理中心,湖北 武漢 430071; 2.湖北省地質調查院,湖北 武漢 430034)

兩路口鎢礦床位于湖北省麻城市福田河鎮兩路口村,距麻城市區約45 km,是“大別造山帶”在該區域發現的成規模的中高溫熱液型白鎢礦床[1]。該礦床于2012年底發現,礦體均賦存于構造破碎帶內;目前已圈定了4條鎢礦體、1條鎢礦化體、3處鉬礦化體。鎢礦體主要產于新元古代二長花崗質片麻巖中,發育于近東西向斷裂構造控制的礦化蝕變帶內,礦石結構、構造及礦物成分較簡單[2],具有很好的找礦前景。

本文在野外地質找礦成果的基礎上,通過系統統計、綜合分析各方向線性構造特征,結合應力分析及其破碎帶含礦性,探討研究區主控礦構造特征[3],為后續找礦工作提供參考。

1 區域地質背景

兩路口鎢礦大地構造位置屬大別造山帶。區域主要出露的基巖有變質深成巖系、表殼巖系和不同時代的巖漿巖侵入巖,侵入巖包含英云閃長質片麻巖、花崗閃長質片麻巖、奧長花崗質片麻巖組合[4];侵入巖主要為晉寧期—燕山期的花崗巖。

該帶巖漿活動頻繁,多期次的巖漿巖發育,以燕山期后碰撞形成的中酸性花崗巖最為發育;出露的巖體受區域網格狀發育的線性構造體系影響,可見出露的各類小巖體具有成群、成帶、等間距分布等特點[5]。

研究區內北部似斑狀黑云二長花崗巖全覆蓋,出露面積約6 km2。脈巖較發育,主要呈EW向和NE向產出,其中NE向產出的脈巖受構造控制顯著,該組脈巖多沿NE向斷裂破碎帶產出;近EW向脈巖較發育,巖性較復雜,主要有閃長巖脈、閃長玢巖脈、花崗斑巖脈、煌斑巖脈及少量石英脈等,其中閃長巖脈與鎢成礦關系較密切,該組脈巖與區內出露的侵入巖年齡均為130 Ma(圖1)。

變質作用主要表現為區域變質作用,且存在多期變形、變質疊加。所出露變質巖為一套麻粒巖相的變質巖石組合,分布于研究區中、南部大部分地區[6]。

斷層構造以EW向、NWW向、NE向最為發育,這三組斷裂與區域上團麻斷裂、軍師嶺強應力剪切帶以及北部的磨子潭斷裂相配套;區內代表性斷層有兩路口斷層F13、齊—單(齊頭山—單尖溝)斷層F3、獅子垴斷層F8,其中兩路口斷層位于研究區東側,貫穿工作區,是區內規模最大的斷層構造。結合前人資料分析,該斷層是商城—麻城斷裂的次級斷裂[7-8](圖1,F18)。兩路口鎢礦床主礦體ⅠW1礦體賦存于齊頭山—單尖溝斷層破碎帶內(圖1,F3),該斷層延伸約2.1 km,破碎帶寬5～15 m,傾向345°～15°,傾角45°～60°,構造角礫巖發育(硅質膠結);見硅化、黃鐵礦化、鉀化、碳酸鹽化蝕變發育;該斷層為逆斷層,礦體產狀與斷層產狀基本一致(圖1)。

圖1 兩路口地區構造略圖Fig.1 Structural sketch of Lianglukou area1.第四系;2.中元古代基性火山巖組;3.中元古代變輝長(綠)巖;4.中元古代二長花崗質片麻巖;5.晚侏羅世斑狀角閃二長花崗巖;6.早白堊世斑狀中粒二長花崗巖;7.花崗斑巖脈;8.煌斑巖脈;9.花崗閃長玢巖脈;10.花崗巖脈;11.石英脈;12.閃長巖脈;13.實測正斷層;14.實測逆斷層;15.構造礦化蝕變帶;16.性質不明斷層;17.本次工作礦權范圍;18.W1礦體;19.已經施工探槽編號斷層走向玫瑰花圖。

2 斷裂構造基本特征

區內斷層構造較復雜,不同時期、不同性質、不同方向的斷裂構造相互疊置—改造,從而在區內表現為復雜的線性構造網絡;以NE向、EW向斷層構造最為發育,為區內主體線性構造,同時發育有晚于以上斷層的NW向、NE向、SN向次級構造,較發育,形成較晚,切割了早期NE向、EW向構造,甚至使EW向構造出露不連續。

2.1 NE向斷裂

該方向斷層主要發育于研究區內北西角及東部區域(F1、F18)(圖1),為本區一級構造。其中兩路口斷層貫穿研究區,斷層傾向310°～340°,傾角45°～78°,斷層破碎帶寬25～60 m,強硅化巖蝕變發育;同時構造角礫巖、碎裂巖、碎粒巖呈弱分帶發育;露頭觀察斷層面與圍巖片麻理明顯斜交,局部可見由斷層應力引起的拖曳褶曲等現象,局部見早期糜棱巖殘留,斷裂帶附近節理較發育。沿斷層常見石英細脈沿裂隙面充填以及發育有黃鐵礦化蝕變現象。

2.2 EW向斷裂

本組斷層主要發育于研究區中部廣大區域,似等距平行展布;傾向345°～15°,傾角45°～60°,斷層破碎帶寬5～25 m,硅化、黃鐵礦化(褐鐵礦化)、高嶺土化、綠泥石化蝕變發育;見構造角礫巖發育;破碎帶內見顯著構造透鏡體發育,左行特征明顯,為上盤上升的逆斷層。從該區域裂隙走向玫瑰花圖分析,齊頭山—單尖溝一帶 EW向構造最為發育(圖1)。

2.3 NW向斷裂

該斷層發育于研究區單間溝一帶,主要切穿EW向斷層,呈現右行走滑斷層特征,滑距5～38 m,走向355°～10°,斷層產狀95°～104°∠73°～85°;擦痕鏡面顯著。構造破碎帶內硅化、褐鐵礦化蝕變強烈。

2.4 其他斷裂構造

區內次一級的斷裂構造局部以裂隙形式表現,SN向、NE向、NW向、近EW向等均較發育,較分散,以侏羅紀—白堊紀時期活動為主。主要活動期可概括為三個階段:第一階段,形成于巖漿侵位之前,主體構造拉伸,形成NE向、SN向次級斷裂;第二階段,巖漿侵入,垂直隆起應力作用下,形成EW向、NW向等斷裂,是環狀、放射狀斷裂體系的一部分;第三階段,形成于花崗巖之后,與巖漿期后熱液活動密切相關,是構造與熱液相互作用的產物。斷裂持續活動,碎裂作用越來越強,熱液交代作用也不斷加強,發生強烈蝕變,控礦性好(1)毛新武、鄧乾忠、張漢金等，湖北省區域地質志，湖北省地質調查院，2016。。

2.5 主要斷裂特征分述

2.5.1齊頭山—純陽山斷裂構造(F3)

該區域南北向、東西向斷層極為發育(圖2),次為北西向;主要傾向北,斷層傾角較為集中。地表可見三組斷裂活動,以EW向居多,見兩組性質不同EW向構造發育:一組傾向北,產狀45°～15°∠45°～60°,為逆斷層;一組傾向南,產狀220°～165°∠55°～75°,張性應力之正斷層。

圖2 齊頭山—純陽山斷裂構造平面特征圖Fig.2 Plane characteristic map of fault structures in Qitoushan-Chunyangshan area1.方位極點圖;2.極點等密度圖;3.傾角玫瑰花圖;4.傾向玫瑰花圖。

2.5.2鐵門口斷裂構造(F8)

如圖3所示,本區域斷層發育較為分散,各向斷層均有發育,傾向上,NW向占主體。NE向斷層極為發育,由于覆蓋等因素,多以斷裂(裂隙面)數據為主體。

圖3 鐵門口斷裂構造平面特征圖Fig.3 Plane characteristic map of fault structures in Tiemenkou area1.方位極點圖;2.極點等密度圖;3.傾角玫瑰花圖;4.傾向玫瑰花圖。

2.5.3周家灣斷裂構造(F14,F15)

周家灣地區可見NS向、EW向、NE向三組斷層發育,其中NE向較發育,傾向NW(圖4),產狀300°～310°∠60°～75°;其次為EW向斷裂構造,構造破碎帶內均見硅化、褐鐵礦化(黃鐵礦化)、云母化蝕變。

總體上看,區內斷層以NE向、EW向、近SN(NNW、NNE向)向三組斷層最為發育。應力橢球分析顯示,首先是NE向構造的擠壓變形,其次為EW向構造的擠壓應力場疊加,隨后發生SN向構造的拉張應力以及NW向構造的張性應力作用,最終顯示為NE向擠壓應力特征。NE向構造應力占主導地位。總體表現為NE-SW向擠壓特征(圖5)。

3 斷裂的控礦作用

研究區內斷裂構造是鎢礦形成的主要因素之一,產狀較陡的立傾斷裂為成礦提供流體通道以及容礦空間,是富礦流體運移、鎢礦富集成礦的有利場所。

圖4 周家灣斷裂構造平面特征圖Fig.4 Plane characteristic map of fault structures in Zhoujiawan area1.方位極點圖;2.極點等密度圖;3.傾角玫瑰花圖;4.傾向玫瑰花圖。

圖5 兩路口斷裂構造應力橢球特征Fig.5 Ellipsoid characteristics of fault tectonic stress in Lianglukou area

兩路口鎢礦體主要均賦存于EW向構造破碎帶內,僅7號鎢礦體受EW向、NE向構造雙層控制,礦體賦存于兩組斷裂交匯部位;控制成礦的構造主要因素是具有完備的導礦構造—配礦構造—容礦構造體系。導礦構造規模大,切割深,貫通性好,對成礦有利。配礦構造要求連通性好。容礦構造既有容礦功能,又有對已生成礦體的良好的圈閉保存功能[9-10]。

4 兩路口地區斷裂的含礦性分析

4.1 EW向斷裂蝕變帶含礦性

EW向斷裂構造為壓扭性構造,前期發現并通過工程控制的W1-W6礦(化)體均賦存于近EW向構造破碎帶內,其中規模最大的W1礦體長度較大,鎢礦厚度變化較大,品位WO30.122%～0.552%,厚度及品位變化均不穩定;W2礦體長度略小于W1,礦體厚度1.08～2.19 m,品位WO30.11%～0.454%,平均品位WO30.132%;區內 EW向斷裂蝕變帶呈雁列狀發育,斷層延伸約0.5～2.5 km;破碎帶寬5～25 m,由綠泥石化、硅化等熱液交代蝕變巖組成。產狀陡傾,傾角在45°以上,相當部分斷裂蝕變傾角>50°,經深部鉆探工程驗證,該斷層破碎帶深部延伸穩定,深部產狀大體與地表出露產狀一致,是區內較好的賦礦構造。

4.2 NE向斷裂蝕變帶含礦性

NE向斷裂為壓性構造。在鎢礦成礦過程中,放射狀斷裂一般表現為張性;富鎢流體在深大斷裂中循環流動,當遇到次級張性斷裂(放射狀,為儲礦空間)構造時,部分成礦流體會在斷裂內發生沉淀,從而形成鎢礦體。現僅于單尖溝NE向構造蝕變帶內發現較好白鎢礦化體,研究區內其他區域NE向構造含礦性有待進一步工作驗證,若普遍含礦,則有望擴大礦床規模。

5 兩路口地區找礦方向探討

兩路口鎢礦為中—高溫熱液型白鎢礦床[2,11-12],鎢礦體主要受EW向斷裂構造控制, 且EW向、NE向斷層交匯處礦化較好。EW向、NE向斷層交匯處為較好的找礦突破口,因此,NE向構造為研究區主體線性構造,該斷層應為下步找礦主要構造標志和主攻方向。

單尖溝一帶以及周家灣地區的北東向構造則為下一步找礦重點勘查對象。同時,南部以及深部隱伏巖體找礦亦不容忽視。