贛北大湖塘鎢多金屬礦田就礦找礦實踐與認識

占崗樂, 占 卉

(江西省地質礦產勘查開發局 贛西北大隊,江西 九江 332000)

就礦找礦是指依據在已知找礦線索的地區開展的一種找礦方法,具有創新性、探索性、漸進性、長周期性及多樣性等特點,古今中外作為一種重要的找礦方法被廣泛采用[1]。近期,筆者拜讀了原地質礦產部部長朱訓同志編著的《就礦找礦論》,深受啟發,根據大湖塘鎢多金屬礦田的找礦實踐,總結出礦田就礦找礦的主要方式與認識。

1 地質背景

大湖塘鎢多金屬礦田位于江西省武寧縣、靖安縣及修水縣三縣交界處。大地構造位置處于江南地塊之九嶺—鄣公隆起西段[2]。屬九嶺山鎢鉬銅成礦帶中部,大湖塘—同安鎢(錫)鉭鈮多金屬礦帶的北段,具優越的成礦地質條件(圖1)[3]。

地層主要為新元古界雙橋山群淺變質巖系,分布于礦田南部,巖性以變余云母細砂巖為主,其中夾有中—基性古火山巖層,含鎢豐度為9.13×10-6,是鎢等成礦物質來源之一[4];巖漿巖由晉寧期和燕山期組成(圖1)。晉寧期巖體大面積裸露,呈東西向展布,為一巨型巖基;燕山期巖體為復式巖體,呈北東—北北東向帶狀分布,地表呈巖脈、巖墻或巖瘤產出,深部呈巖株狀;巖石類型從早到晚依次為斑狀白云母花崗巖→斑狀黑云母花崗巖→細粒黑云母花崗巖→中粗粒白云母花崗巖→中細粒白云母花崗巖→脈狀花崗斑巖[5]。區域斷裂構造十分發育,常成帶出現,主要有北東向、東西向、北西向三組斷裂帶,其中北東向斷裂帶最為醒目,北西向斷裂帶形成最晚。東西向與北東向斷裂復合控制了區內燕山期巖漿巖帶及礦帶的分布。

礦田范圍內已發現15個大中小型鎢(錫、鉬)礦床(點),主要礦床有石門寺鎢礦、獅尾洞鎢礦、大湖塘鎢礦、昆山鎢鉬礦、梅子坑鉬礦、茅公洞鎢礦、新安里鎢錫礦(圖1)。礦點、礦床成群呈北北東向展布,并從北往南間隔2.5～3.5 km沿近東西向展布。

大湖塘礦田按礦床成因分類劃分主要為細脈浸染型、石英大脈型、蝕變花崗巖型、細脈帶型、隱爆角礫巖型五種礦床類型。本區的礦床,尤其是大型礦床是由上述2種或2種以上礦床類型組成復合礦床[6]。常見組合形式有:細脈浸染型+隱爆角礫巖型+石英大脈型(石門寺)、細脈浸染型+石英大脈型(獅尾洞)、細脈浸染型+蝕變花崗巖型+石英大脈型(大霧塘)、石英細脈帶型+石英大脈型(昆山)。

2 就礦找礦實踐與認識

大湖塘礦區始發現于上世紀50年代,至今歷經多次礦產勘查,就礦找礦按勘查程度及進展可劃分為就異常找礦、就淺部礦找深部礦、就鎢礦找鉬礦、就單一礦找多類型復合礦、就模型找礦五種方式。現將各階段找礦實踐與認識分述如下:

圖1 大湖塘礦田地質略圖[3]Fig.1 Geological sketch of Dahutang ore field1.新元古界雙橋山群;2.晉寧期花崗閃長巖;3.燕山期斑狀白云母花崗巖;4.燕山期黑云母花崗巖;5.燕山期白云母花崗巖;6.燕山期花崗斑巖;7.正斷層;8.逆斷層;9.性質不明斷層;10.韌性剪切帶;11.鎢水系沉積物異常曲線;12.鎢礦床(點);13.鉬礦床(點)。

2.1 就異常找礦

就異常找礦是依據地球物理異常、地球化學異常及水系沉積物異常開展的就礦找礦。大湖塘鎢多金屬礦田的發現首先是從水系沉積物異常找礦評價開始。

1957年開展的九嶺山1∶100 000水系沉積物測量,圈定出W、Sn、Mo、Cu等組合異常,分布于大河里—楊師殿、蓑衣洞—新安里一帶,異常總面積達110 km2,其中甲類W異常4處、乙類Sn異常5處、乙類Mo異常4處、乙類Cu異常4處。各異常濃度分別為:W16×10-6～240×10-6,最高值1 440×10-6;Sn8×10-6～100×10-6,最高值>5 000×10-6;Mo30×10-6～35×10-6,最高值50×10-6;Cu10×10-6～200×10-6,最高值1 500×10-6;各元素異常豐值高,具二—三級濃度分帶,其中W異常規模最大,濃集中心明顯,套合良好(圖1)。

根據區內水系沉積物異常特征及分布范圍,1958年開展了對異常的查證工作,通過地表地質測量及槽探工程揭露等工作,發現水系沉積物異常與含鎢石英脈相關,并相繼在新安里、石門寺、獅尾洞、大湖塘、昆山等地發現鎢礦(化)點,由此開始了以石英大脈型黑鎢礦礦床為目標的找礦評價工作,揭開了大湖塘地區找鎢的序幕。

礦田內W水系沉積物異常與已知礦床(點)高度融合,異常的展布方向與區內的燕山期巖漿巖及北東向斷裂構造關系密切(圖1)。就異常找礦的實踐證明,大湖塘地區依據區域水系沉積物異常找礦,是“面中求點”,縮小找礦靶區的有效方法,是在未知有礦地區發現新礦產地的有效途徑。

地表或淺部出露的含鎢石英脈礦(化)體,無法確定其空間分布特征,品位、厚度變化特征不具代表性,需通過鉆探或坑探等探礦工程來查明深部礦體形態、產狀、規模、空間分布、厚度、品位及變化情況。這就是依據淺部礦找深部礦的就礦找礦方法。

2.2 就淺部礦找深部礦

多數埋藏深部的礦床,在地表或多或少賦存一些礦體或一些礦化現象,就淺部礦找深部礦是依據埋藏較淺易于發現的礦開展就礦找礦。

1958年開展了九嶺山鎢鉬錫銅礦概查,通過開展1∶10 000地質測量,在地表相繼發現了羅絲塘、大湖塘、新安里、獅尾洞、昆山等石英大脈型鎢礦點;1959年開展了獅尾洞礦區地質勘探工作,圈定主要礦脈27條,礦脈長度100～300 m,平均175 m,脈寬0.2～0.75 m,平均0.35 m,礦化延深40～180 m,平均76 m,提交C1+C2級 WO3量1 785 t,平均品位0.798%。1978年在昆山礦區開展了鎢礦地質普查工作,圈定具工業意義的含鎢石英大脈50條,礦脈以北東及北東東向為主,傾向南南東或南東,傾角60°～80°,脈寬0.1～0.35 m,走向延長160～860 m,傾向延深160～300 m,提交C+D級WO3量301 t,平均品位0.685%。;1979年在石門寺礦區開展以地表地質測量及槽探工程揭露為主的普查工作,初步查明石門寺礦區礦脈分布范圍、礦脈數量、產狀形態和品位變化情況,圈定了64條含鎢石英脈,估算表內WO3量925.87 t。

2010年在獅尾洞礦區開展詳查,通過以鉆探工程為主的深部勘查,圈定具工業意義含鎢石英大脈97條,根據礦脈總體走向劃分為近東西向、北西向、北東向三組,最大延長650 m,最大延深573 m,脈寬0.3～1.15 m,提交122b+333類WO3量52 896 t,平均品位2.222%,達大型規模。

圖2 大湖塘礦田礦體特征簡圖Fig.2 Feature sketch of ore body in Dahutang ore fieldA.石門寺細脈浸染型礦體;B.獅尾洞石英大脈型礦體;C.獅尾洞細脈浸染型+石英大脈型復合礦體;D.大湖塘隱爆角礫巖型礦體;1.新元古界雙橋山群;2.晉寧期花崗閃長巖;3.燕山早期第一階段斑狀白云母花崗巖;4.燕山早期第二階段第一次斑狀黑云母花崗巖;5.燕山早期第二階段第二次細粒黑云母花崗巖;6.燕山晚期花崗斑巖(脈);7.隱爆角礫巖;8.斷裂及編號;9.實測及推測地質界線;10.礦體及編號;11.含鎢石英脈;12.施工鉆孔;13.施工坑道。

通過異常查證發現,W水系沉積物異常是由出露地表的含鎢石英脈導致,因此,出露地表或埋藏較淺易于發現的含鎢石英脈可作為尋找深部礦體的找礦標志。根據地表出露礦體地質特征,采用鉆探或坑道工程查明礦體深部品位及厚度變化情況。通過深部工程控制表明,一是淺部含鎢石英脈向深部具有較大的延深,普查階段控制礦體延深100～300 m,詳查階段控制礦體延深最大達573 m;二是脈幅向深部明顯變大或淺部的薄脈礦體向深部出現復合,如淺部脈寬0.1～0.3 m,向下最大脈寬可達1.15 m;三是WO3品位向下有變富的趨勢,WO3平均品位淺部在0.685%～0.798%,通過深部勘查,獅尾洞礦區WO3平均品位達2.222%;四是礦床由小型規模擴大為大型規模,大幅提升了礦區的資源儲量。

在坑道地質編錄的過程中,通過細致的觀察發現,含鎢石英大脈兩側的圍巖中發育網狀的石英細脈,且具有較強的白鎢礦化;在隱爆角礫巖筒中,后期沿裂隙充填的石英脈中也具較強的黑(白)鎢礦化,通過系統的采樣化驗,礦(化)體的連續性好、厚度大、工業品位均勻。根據這些礦化信息,開展了大湖塘鎢礦田找多類型復合礦的就礦找礦工作。

2.3 就單一礦找多類型復合礦

由于成礦地質作用的多期性和疊加成礦作用等因素的影響,在一個礦區范圍內,同一種礦產可能以多種礦床類型出現。就單一礦找多類型復合礦就是依據成礦系列理論開展的就礦找礦。

1979年,開展的大湖塘礦區一礦帶詳細普查工作,發現細脈帶型鎢礦床,實現了大湖塘礦田礦床類型及資源儲量上的首次突破,共圈出主要礦體18個,礦體走向控制長度105～628 m,傾向延伸55～601 m。提交WO3量41 357 t,達中型礦床規模,成為當時大湖塘礦田最大規模的鎢礦床。

2010年—2011年,開展石門寺礦區及獅尾洞礦區詳查工作,通過勘查發現,獅尾洞礦區由細脈浸染型與石英大脈型構成復合礦床類型,以細脈浸染型為主,圈定細脈浸染型工業鎢礦體36個,礦體走向控制長度100～600 m,傾向延伸122～770 m,平均厚度32.08 m[7]。石門寺礦區由細脈浸染型、石英大脈型及隱爆角礫巖型構成復合礦床類型(圖2),以細脈浸染型為主,其他類型規模較小;圈定細脈浸染型鎢礦體261個,最大走向延伸1 800 m,最大傾向延伸1 200 m,平均厚度143.67 m[8]。大湖塘南區獅尾洞礦區WO3資源儲量31.09萬t;大湖塘北區石門寺礦區WO3資源儲量74.26萬t,礦床規模均達超大型。

綜合分析認為,礦床的形成主要與燕山早期巖漿侵入活動有密切的關系,具多次侵入、多次成礦的特點,在區域上構成與燕山期S型花崗巖有關的鎢錫(鉬銅)礦床成礦序列;礦體主要分布于燕山早期巖體的外接觸帶,即晉寧期黑云母花崗閃長巖中,并形成由石英大脈型、細脈浸染型、隱爆角礫巖型構成的復合類型鎢礦床。

大湖塘鎢多金屬礦田由單一石英大脈型找礦向多類型復合礦床找礦轉變是源于1979年在一礦帶發現的細脈帶型鎢礦床的啟示,在總結前人勘查成果的基礎上,在成礦系列、成礦系統理論指導下,繼承—創新—發展中開展地質工作,相繼在石門寺、獅尾洞礦區發現細脈浸染型、石英大脈型及隱爆角礫巖型礦床類型。

勘查實踐表明,一是大—超大型規模礦床由二個或二個以上的礦床類型組合組成,如石門寺礦區由細脈浸染型、石英大脈型及隱爆角礫巖型組成,而獅尾洞礦區由細脈浸染型、石英大脈型組成;二是黑鎢礦與白鎢礦共生,其中石英大脈型、隱爆角礫巖型礦體以黑鎢礦為主,而細脈浸染型礦體以白鎢礦為主;三是資源儲量大幅提升,石門寺、獅尾洞礦區均達超大型礦床規模。

筆者根據異常查證已發現的鎢多金屬礦化點,依據成礦分帶理論,結合“由點到面、點面結合”的綜合分析認為,大湖塘礦田內礦床、礦(化)點呈北東向線型展布,由北東至南西顯示由高溫礦物組合為主逐漸過渡到中溫礦物組合為主,分帶規律表現為北東向以鎢礦化為主,共伴生錫、鉬、銅礦化；南西向以鉬礦化為主,共伴生鎢、銅礦化。根據成礦分帶規律,開展了就鎢礦找鉬礦的就礦找礦工作。

2.4 就鎢礦找鉬礦

巖漿巖礦床成礦元素具有由高溫到低溫水平分帶的特征,就鎢找鉬是依據成礦元素分帶理論開展的就礦找礦。

2012年,在礦田南部昆山礦區開展了鉬鎢礦詳查(圖1),在新元古界雙橋山群淺變質巖中,圈定出主要鎢鉬礦體、鉬礦體及鎢礦體共74個,礦區主要由細脈帶型及石英大脈型構成復合礦床類型[9],其中以細脈帶型為主,石英大脈型礦體規模較小。礦體總體呈北東東走向,傾向南南西,傾角65°～85°,走向長550～780 m,傾向延伸400～600 m。探明鉬礦資源儲量達大型,鎢礦資源儲量達中型。

位于昆山礦區南部的梅子坑鉬礦區,2010年開展了詳查工作,在新元古界雙橋山群淺變質巖中圈定含鉬石英脈5條,脈體呈北西走向,傾向北東,傾角45°～85°,平均厚1.45 m,Mo平均品位0.189%,探明鉬礦資源儲量達中型[10]。

就鎢礦找鉬礦的就礦找礦方法是建立在成礦元素分帶理論基礎之上,通過“由點到面”綜合分析的成果。大湖塘礦田內礦床、礦點、礦化點沿斷裂呈北東向展布,與巖體一起組成明顯的巖漿巖礦化帶。帶內聚集了以鎢為主的大、中、小型鎢多金屬礦床,顯示了主要礦床呈線型分布的特征。沿北東方向由北到南出現以鎢(錫)為主,共伴生銅、鉬、錫礦床逐漸過渡到鉬、鎢、銅礦床再到銅鉬礦床的分帶規律。

2.5 就模型找礦

根據以往地質勘查成果,在總結典型礦床地質特征的基礎上筆者認為,大湖塘礦田受區域北北東向大湖塘—同安走滑沖斷帶伸展構造控制,礦床及成礦巖體受北北東向走滑沖斷帶伸展構造和近東西斷裂復合控制。礦體受巖體接觸帶、北東—北東東向斷裂、北西向斷裂以及斷裂派生的密集節理裂隙帶控制。

礦床的形成受多期次成礦巖體控制,成礦巖體顯示地殼重熔特征,屬酸度偏高、堿質含量高的鈣堿性花崗巖。成礦巖體主要為燕山期多次侵入的斑狀黑云母花崗巖、斑狀白云母花崗巖、花崗斑巖,形成主要由外接觸帶控制的細脈浸染型、石英大脈型、石英脈帶型、隱爆角礫巖型構成“多位一體”的(黑、白)鎢多金屬礦床。根據控巖控礦因素、成礦特征、成礦物質來源、成礦作用,初步建立大湖塘礦田鎢多金屬礦床“多位一體”成礦模式(圖3),并根據綜合信息成礦預測理論,對大湖塘鎢多金屬礦田進行找礦預測,圈定2個找礦有利地段。

2015年開展大霧塘礦區鎢礦詳查,共圈定主要礦體98個,礦區主要由細脈浸染型、蝕變花崗巖型及石英大脈型構成復合礦床類型,其中以細脈浸染型礦體為主,主要分布于燕山早期巖體的內外接觸帶,即晉寧期黑云母花崗閃長巖中,礦體形態產狀受接觸帶控制,主要礦體走向長160～640 m,傾向延伸488～574 m,平均厚度13.10 m,WO3平均品位0.178%;蝕變花崗巖型礦體主要分布于內接觸帶,即燕山早期白云花崗巖中,主要礦體走向長240～480 m,傾向延伸117～410 m,平均厚度14.64 m,WO3平均品位0.18%[11](圖4)。WO3資源儲量達超大型礦床規模。

2016年開展石子墩礦區鎢礦普查,共圈定工業礦體114個,礦床類型為細脈浸染型,礦體主要分布于外接觸帶,即晉寧期黑云母花崗閃長巖中,礦體走向延長200～1 300 m,傾向延伸100～1 326 m,平均厚度2.42～22.50 m,WO3平均品位0.193%[12]。WO3資源儲量達大型礦床規模。

通過模型找礦,在大霧塘、石子墩礦區發現大—超大型鎢礦床,實現了地質找礦再突破,尤其是在大霧塘礦區新發現蝕變花崗巖型鎢礦床,進一步完善了大湖塘礦田成礦模式及找礦模型,對今后大湖塘鎢多金屬礦田找礦具有較好的指導意義。

圖3 大湖塘礦田成礦模式圖Fig.3 Metallogenic pattern diagram of Dahutang ore field①昆山式—石英大脈+細脈帶型鉬鎢銅(金)礦床;②獅尾洞式—大脈+細脈浸染型白鎢礦床;③大湖塘式—細脈浸染型鎢(鉬銅)礦床;④大湖塘式—大脈型鎢礦床;⑤大湖塘式—隱爆角礫巖型鎢(錫)礦床;⑥東陡崖式—蝕變巖脈型鎢礦床;⑦東陡崖式—云英巖型鎢錫礦床;⑧東陡崖式—蝕變帶型鎢錫礦床。⑨蓮花山式—構造蝕變巖型銅(鉬)礦床;1.雙橋山群淺變質巖;2.晉寧期黑云母花崗閃長巖;3.燕山早期花崗巖;4.燕山晚期花崗斑巖(脈)。

圖4 大霧塘礦區5線地質剖面圖Fig.4 Geological profile of the 5th line in Dawutang mining area1.晉寧期黑云母花崗閃長巖;2.燕山早期第一階段斑狀二云母花崗巖;3.燕山早期第一階段中細粒黑云母花崗巖;4.燕山早期第二階段中細粒白云母花崗巖;5.細脈浸染型鎢礦體及編號;6.蝕變花崗巖型鎢礦體及編號;7.鉆孔位置及編號。

綜上所述,大湖塘鎢多金屬礦田的勘查工作歷經半個多世紀,主要開展了就異常找礦、就淺部礦找深部礦、就鎢礦找鉬礦、就單一礦找復合類型礦及就模型找礦五種就礦找礦方法,也是傳統的“面上求點,由點到面,點面結合”的找礦方法。首先根據水系沉積物異常,開展異常查證,發現導致異常主要地質體為含鎢石英脈,并確定羅絲塘、新安里、石門寺、獅尾洞、大湖塘、昆山等鎢礦點,通過已知礦點由表及里、由淺入深的勘查工作,相繼探明石門寺、獅尾洞、大湖塘、昆山等小型規模石英大脈型鎢礦床。隨著地學新理論的發展與運用,大湖塘礦田地質找礦實現了重大突破。根據成礦系列、成礦系統、成礦分帶理論,從單一的石英大脈型鎢礦找礦,向由細脈浸染型、蝕變花崗巖型、細脈帶型及隱爆角礫巖型構成鎢多金屬礦“多位一體”礦床系列組合找礦;從單鎢礦種找礦向鎢鉬共生礦種找礦,在石門寺、獅尾洞礦區探明二個超大型規模鎢礦床,在昆山礦區探明一個中型規模鎢鉬礦床。隨著勘查的不斷深入,在充分總結前期勘查成果的基礎上,在成礦系列、成礦系統理論的指導下,用繼承、創新和發展的思路開展找礦工作。通過“點面結合”綜合分析認為,礦田北東向斷裂構造控制了燕山期巖體及礦床(點)的展布,共同構成巖漿巖礦化帶,顯示了主要礦床呈線型分布的特征;燕山早期巖漿巖為成礦母巖,是成礦的主要物質來源;斷裂裂隙是礦田主要的導礦容礦構造;沿北東方向具有由北到南出現以鎢(錫)為主礦床逐漸過渡到鉬、鎢、銅礦床再到銅鉬礦床的分布規律。根據控巖控礦因素、成礦特征、成礦物質來源、成礦作用,建立大湖塘礦田鎢多金屬礦床“多位一體”的成礦模式。在綜合信息礦產預測理論的指導下,開展礦田成礦預測,探明大霧塘、石子墩礦區為大—超大型鎢礦床。

3 啟示

(1) 大湖塘礦田由單一類型礦床轉變為多類型復合礦床、由單礦種轉變為多礦種、由小型規模轉變為超大型規模找礦的突破,是幾代地質人通過“實踐—認識—再實踐—再認識”循環往復實現的就礦找礦成果,“就礦找礦”符合馬克思主義認識論的規律。“實踐—認識—再實踐—再認識”不是簡單的循環往復,而是從量變到質變的階梯式發展,只有不斷深化對成礦的認識,才能有效指導老區勘查,示范新區找礦,使就礦找礦發揮更大的作用[13]。

(2) 創新是就礦找礦最重要的特點,在充分總結、分析前人勘查成果的基礎上,運用成礦系列、成礦系統、成礦元素分帶及綜合信息預測等新理論,采用地質測量、地球化學勘查及鉆探工程技術相結合方法,創新思維、開拓思路，按照馬克思主義辯證法原理,從已知到未知、由表及里開展探索性實踐,才能使就礦找礦工作發揮更佳的效果。

(3) 大湖塘礦田勘查找礦從已有異常、已知礦化入手,向由細脈浸染型、蝕變花崗巖型、細脈帶型、石英大脈型及隱爆角礫巖型構成鎢多金屬礦“多位一體”礦床系列組合找礦,最終發現了石門寺、獅尾洞、大霧塘、昆山等礦區大—超大型鎢鉬礦床,是就礦找礦的重大成果。大湖塘礦田的勘查實踐證明,就礦找礦是提高找礦效率、增加資源儲量的行之有效的方法。