朱柳琴, 魏克濤, 宋玉龍, 閆 芳, 蔡恒安

(湖北省地質(zhì)局 第一地質(zhì)大隊(duì),湖北 大冶 435100)

湖北陽新阮宜灣銅鎢鉬礦床找礦預(yù)測地質(zhì)模型及找礦前景研究

朱柳琴, 魏克濤, 宋玉龍, 閆 芳, 蔡恒安

(湖北省地質(zhì)局 第一地質(zhì)大隊(duì),湖北 大冶 435100)

筆者以葉天竺的“勘查區(qū)成礦地質(zhì)體找礦預(yù)測理論方法”為指導(dǎo),對阮宜灣銅鎢鉬礦床進(jìn)行深入研究,確定阮宜灣礦床的成礦地質(zhì)體為阮宜灣石英閃長巖巖株體,成礦構(gòu)造為黃姑山—犀牛山倒轉(zhuǎn)背斜和阮宜灣斷裂帶,成礦結(jié)構(gòu)面為石英閃長巖巖體與奧陶系碳酸鹽巖的接觸帶及接觸帶附近的志留/奧陶系硅鈣面,以及成礦作用特征標(biāo)志,構(gòu)建找礦預(yù)測地質(zhì)模型,結(jié)合物化探資料對阮宜灣礦床深邊部開展找礦預(yù)測。

成礦地質(zhì)體;成礦構(gòu)造與成礦結(jié)構(gòu)面;成礦作用特征標(biāo)志;找礦預(yù)測地質(zhì)模型;阮宜灣銅鎢鉬礦床

近些年,葉天竺、呂志成等人對全國230個(gè)危機(jī)礦山接替資源勘查項(xiàng)目中的129個(gè)典型礦床開展綜合研究,結(jié)合21世紀(jì)以來國內(nèi)外找礦重大發(fā)現(xiàn),總結(jié)出“勘查區(qū)成礦地質(zhì)體找礦預(yù)測理論方法”。該理論方法以地球化學(xué)、礦物學(xué)和礦床學(xué)理論為指導(dǎo),在全面收集勘查區(qū)地質(zhì)構(gòu)造、礦化蝕變、物化探和遙感等資料的基礎(chǔ)上,通過勘查區(qū)大比例尺專項(xiàng)填圖及典型礦床的綜合解剖,確定成礦地質(zhì)體、成礦構(gòu)造和成礦結(jié)構(gòu)面、成礦作用特征標(biāo)志,進(jìn)而總結(jié)成礦要素及預(yù)測標(biāo)志,建立找礦預(yù)測地質(zhì)模型,最后結(jié)合大比例尺物化探工作,通過綜合分析,推斷礦體位置,通過工程驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)并查明礦體[1]。以該理論為指導(dǎo),本文通過對阮宜灣銅鎢鉬礦床的成礦地質(zhì)體、成礦構(gòu)造和成礦結(jié)構(gòu)面、成礦作用特征標(biāo)志進(jìn)行研究,構(gòu)建了找礦預(yù)測地質(zhì)模型,結(jié)合物化探資料對阮宜灣礦床深邊部開展了找礦預(yù)測工作,優(yōu)選了下步工作靶區(qū)。

1 礦床概況

阮宜灣銅鎢鉬礦床位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺下?lián)P子臺褶帶西端大冶凹褶斷束內(nèi),殷祖復(fù)式背斜東段黃姑山—犀牛山倒轉(zhuǎn)背斜北翼,毛鋪—兩劍橋東西斷裂帶北部阮宜灣斷裂的東段[2]。

礦區(qū)出露地層有古生界寒武系中—上統(tǒng)婁山關(guān)組(∈2O1l)、奧陶系下統(tǒng)(O1)、中上統(tǒng)寶塔組(O2-3b)、上統(tǒng)龍馬溪組(O3S1l)、志留系下統(tǒng)新灘組(S1x)以及新生界第四系(圖1),寒武系和奧陶系碳酸鹽巖地層分布于礦區(qū)南部,志留系碎屑巖地層分布于礦區(qū)北部,其中志留系地層和奧陶系地層硅鈣界面為有利賦礦空間。礦區(qū)巖漿巖主要為阮宜灣石英閃長巖巖株體,與成礦關(guān)系密切。礦區(qū)南受毛鋪—兩劍橋斷裂,北受陽新侵入體影響,因而斷層較為發(fā)育,依據(jù)相互穿切關(guān)系大致分為兩期:第一期斷層為近東西向走向的逆斷層即阮宜灣斷裂,控巖控礦明顯,阮宜灣巖株體沿該斷層侵入;第二期斷層為北北東向、北北西、南北向橫向斷層或橫向平推斷層;礦區(qū)褶皺構(gòu)造有黃姑山—犀牛山倒轉(zhuǎn)背斜。

2 找礦預(yù)測地質(zhì)模型構(gòu)建

2.1 成礦地質(zhì)體

2.1.1 巖漿巖與成礦時(shí)間關(guān)系

前人對阮宜灣巖體石英閃長巖開展了鋯石U-Pb定年,年齡為(143±1)Ma[3],同時(shí)對阮宜灣礦床輝鉬礦開展了Re-Os定年,年齡為(143.6±1.7)Ma[4],成巖與成礦相近,且成礦略晚于成巖,符合巖漿期后熱液成礦時(shí)間特征。

圖1 阮宜灣礦區(qū)地質(zhì)圖及物化探異常圖Fig.1 Geological and geophysical-geochemical anomaly diagram of Ruanyiwan mining area1.第四系殘坡積;2.新灘組第二段泥質(zhì)頁巖夾粉砂巖頁巖;3.新灘組一段—龍馬溪組碎屑巖;4.奧陶系中上統(tǒng)碳酸鹽巖;5.婁山關(guān)組第三段厚層狀結(jié)晶白云巖、灰質(zhì)白云巖;6.婁山關(guān)組第二段細(xì)粒白云巖、含灰質(zhì)白云巖;7.婁山關(guān)組第一段硅化灰質(zhì)白云巖或角礫狀白云巖;8.石英閃長巖;9.石英閃長斑巖;10.花崗閃長斑巖;11.正長石英閃長斑巖;12.角礫巖;13.矽卡巖;14.銅礦體;15.鎢礦體;16.鉬礦體;17.金礦體;18.礦體編號;19.地層產(chǎn)狀;20.逆斷層;21.正斷層;22.平推斷層;23.化探異常;24.勘探線和鉆孔;25.重力異常;26.磁異常。

2.1.2 巖漿巖與成礦的空間關(guān)系

阮宜灣銅鎢鉬礦床Ⅰ號鎢銅礦體賦存于阮宜灣巖體與圍巖接觸帶附近的新灘組砂頁巖與奧陶系碳酸鹽巖硅鈣界面中;Ⅱ號銅鎢礦體賦存于阮宜灣巖體與奧陶系中上統(tǒng)(O2-3)灰?guī)r接觸帶中,顯示出明顯受巖體控制的特征。

2.1.3 巖漿巖與成礦的專屬性關(guān)系

從成礦物質(zhì)來源角度來看,阮宜灣石英閃長巖W、Mo、Cu等元素豐度值極高,W達(dá)156×10-6、Mo為18.9×10-6、Cu達(dá)189×10-6,與同類巖石相比,濃集系數(shù)達(dá)6～150倍,反映深源巖漿房產(chǎn)生的巖漿熱液與巖漿期后熱液富含W、Mo、Cu等礦質(zhì);同時(shí)礦石硫同位素δ34S在-0.98‰～2.48‰之間,為巖漿硫來源。說明巖漿巖為成礦提供了成礦物質(zhì)來源。

從成礦流體角度來看,礦床中石榴石和石英的氧同位素δ18O為3.5‰～12.1‰,表明成礦流體主要源于巖漿水;同時(shí)阮宜灣礦床各成礦階段包裹體氫氧同位素組成(包裹體水δDsmow為-71.3‰～-44.2‰,δ18Osmow為-6.01‰～8.73‰)表明,成礦流體以巖漿水為主,有部分大氣降水參與。說明巖漿巖早期提供主要成礦流體,晚期作為流體循環(huán)的驅(qū)動(dòng)力。

綜上所述筆者界定阮宜灣巖體為阮宜灣銅鎢鉬礦床的成礦地質(zhì)體。

2.2 成礦構(gòu)造和成礦結(jié)構(gòu)面

2.2.1 成礦構(gòu)造

黃姑山—犀牛山倒轉(zhuǎn)背斜北翼嚴(yán)格控制阮宜灣巖體形態(tài)及空間分布特征,為重要的控巖構(gòu)造;阮宜灣斷裂帶位于黃姑山—犀牛山倒轉(zhuǎn)背斜北翼,斷裂主要發(fā)育于志留系底部與奧陶系頂部的軟弱層中,礦體賦存于受阮宜灣斷裂控制的奧陶系層間破碎帶中,為重要的控巖控礦構(gòu)造;阮宜灣巖株體石英閃長巖與圍巖的侵入接觸構(gòu)造控制了阮宜灣礦床矽卡巖型礦體。

因此,黃姑山—犀牛山倒轉(zhuǎn)背斜、阮宜灣斷裂帶和侵入接觸構(gòu)造為阮宜灣礦床的成礦構(gòu)造。

2.2.2 成礦結(jié)構(gòu)面

礦區(qū)石英閃長巖與奧陶系碳酸鹽巖地層形成的侵入接觸結(jié)構(gòu)面,剖面上較平直,平面上形態(tài)復(fù)雜,阮宜灣Ⅱ號銅鎢礦體產(chǎn)在接觸帶產(chǎn)狀復(fù)雜部位;志留系新灘組碎屑巖與奧陶系碳酸鹽巖形成的巖性界面及派生的層間滑脫結(jié)構(gòu)面為礦體重要賦存部位,礦區(qū)Ⅰ號鎢銅礦體多產(chǎn)于巖體與圍巖接觸帶附近的層間滑脫結(jié)構(gòu)面,表現(xiàn)為層狀分布特征;巖體水壓裂隙結(jié)構(gòu)面也為重要的賦礦部位,礦區(qū)Ⅲ號鉬礦體多產(chǎn)于石英閃長斑巖水壓裂隙結(jié)構(gòu)面中,Ⅳ號金礦體產(chǎn)于石英閃長巖斷裂破碎帶中。

因此,侵入接觸結(jié)構(gòu)面、志留/奧陶系硅鈣界面、巖體水壓裂隙結(jié)構(gòu)面為礦區(qū)成礦結(jié)構(gòu)面。

2.3 成礦作用特征標(biāo)志

2.3.1 礦體特征

礦區(qū)分布有四個(gè)礦體。Ⅰ號鎢銅礦體分布于阮宜灣巖株體西段南接觸帶,礦體賦存于奧陶系新灘組(S1x)碎屑巖和奧陶系中上統(tǒng)(O2-3)碳酸鹽巖硅鈣界面的層間破碎帶上,礦體呈似層狀或楔形狀向深部尖滅,礦體產(chǎn)狀與層間破碎帶產(chǎn)狀一致,走向近東西,傾向南,傾角35°～58°;Ⅱ號銅鎢礦體分布于巖體南東緣接觸帶附近,礦體賦存于巖體南東緣與奧陶系中上統(tǒng)(O2-3)灰?guī)r(大理巖)接觸帶及接觸帶附近的奧陶系中上統(tǒng)(O2-3)與上統(tǒng)(O3S1l)硅鈣界面的層間矽卡巖中,走向北東—南西,傾向南東,傾角31°～65°;Ⅲ號鉬銅礦體賦存于石英閃長斑巖水壓裂隙結(jié)構(gòu)面中;Ⅳ號金礦體賦存于石英閃長巖斷裂破碎帶。

2.3.2 礦石特征

礦區(qū)主要礦石礦物有白鎢礦、黃銅礦、黃鐵礦、自然金,次為輝鉬礦、磁黃鐵礦、磁鐵礦等;主要脈石礦物有石榴石、透輝石、方解石,次為石英、綠泥石等。礦石結(jié)構(gòu)主要有交代熔蝕結(jié)構(gòu)、粒狀結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu),其次為膠狀結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)等;礦石構(gòu)造主要為塊狀和浸染狀構(gòu)造。

2.3.3 礦床元素分帶

礦床指示元素從巖體至大理巖具明顯水平分帶,即W-Mo-Cu-Pb-Zn-As-Sb。根據(jù)鉆孔原生暈資料,Cu、W、Mo暈內(nèi)帶與礦體吻合,W外帶暈于礦尾礦下,Cu、Mo外帶暈于礦體周圍,As、Sb暈于礦前,礦床指示元素從礦前至礦下垂直分帶表現(xiàn)為:As-Sb-Cu-Zn-Ag-Pb-W-Mo(自上而下)。

2.3.4 成礦期和成礦階段

阮宜灣銅鎢鉬礦床成巖成礦作用具有多期多階段的特點(diǎn),根據(jù)礦體的相互穿插關(guān)系,礦石中的礦物共生組合,礦物的相互穿插、包裹、充填、交代等現(xiàn)象,及生成順序可將成礦作用分為三期五個(gè)階段:矽卡巖期(矽卡巖階段、氧化物階段)、石英—硫化物期(石英硫化物階段和碳酸鹽階段)與表生氧化期(表1)。矽卡巖階段是阮宜灣礦床成礦早階段,形成石榴子石、透輝石、陽起石等矽卡巖類蝕變礦物;硫化物階段是成礦主階段,以綠泥石、硅化、絹云母、石英等交代礦物組合與礦體共生;碳酸鹽階段是成礦晚階段,形成方解石、白云石。

2.4 找礦預(yù)測地質(zhì)模型

通過對阮宜灣銅鎢鉬礦床成礦地質(zhì)體、成礦構(gòu)造和成礦結(jié)構(gòu)面、成礦作用特征標(biāo)志的綜合研究,構(gòu)建阮宜灣銅鎢鉬礦床“三位一體”找礦預(yù)測模型(圖2)。

表1 阮宜灣銅鎢鉬礦床礦物生成順序表

Table 1 The mineral generate sequence of Ruanyiwan Cu-W-Mo deposit

3 找礦預(yù)測

根據(jù)找礦預(yù)測地質(zhì)模型,結(jié)合地球物理和地球化學(xué)等探測信息,總結(jié)預(yù)測要素,通過類比預(yù)測以阮宜灣礦床體為中心進(jìn)行三維空間延伸預(yù)測。

3.1 Ⅱ號銅鎢礦體沿傾向南東方向延伸

Ⅱ號銅鎢礦體賦存于阮宜灣巖株體南東緣石英閃長巖與奧陶系寶塔組灰?guī)r接觸帶及接觸帶附近硅鈣界面的層間矽卡巖中,走向北東—南西,傾向南東。以往勘探線剖面資料發(fā)現(xiàn)(圖3),深部礦體沿傾向延伸均沒有工程控制,成礦地質(zhì)體石英閃長巖與奧陶系寶塔組碳酸鹽巖接觸帶沿著礦體傾向尚有延伸;物探資料顯示,沿著Ⅱ號礦體往南東方向,重磁異常往南東方向均有延伸(圖1)。因此Ⅱ號礦體沿傾向南東方向追索有很大找礦空間。

3.2 Ⅰ號鎢銅礦體走傾向延伸

Ⅰ號鎢銅礦體賦存于奧陶系下統(tǒng)與上統(tǒng)之間的矽卡巖中,走向近東西,往西延伸較穩(wěn)定并有一定規(guī)模,傾向南。Ⅰ號礦體西部仍位于黃姑山—犀牛山倒轉(zhuǎn)背斜上,阮宜灣巖體向西延伸,地表出露有奧陶系碳酸鹽巖和志留系新灘組碎屑巖地層,阮宜灣巖體西部與奧陶系碳酸鹽巖地層接觸位置地表見矽卡巖,成礦地質(zhì)條件與Ⅰ號礦體相似(圖1);1∶1萬土壤化探測量工作于巖體西段與圍巖地層接觸部位發(fā)現(xiàn)近東西向Cu-Mo(Ht1)組合異常(圖1)。為追索Ⅰ號礦體傾向延深,在48線設(shè)計(jì)ZK4801孔(圖1),在424～426 m處見奧陶系和志留系不整合面(硅鈣界面),含白鎢礦,于532 m處見花崗閃長斑巖,為阮宜灣巖體向深部的延伸;1∶1萬重力測量顯示(圖1),阮宜灣巖體分布區(qū)為低重異常,異常范圍大于巖體出露范圍,等值線向南突出,顯示巖體向南傾斜;磁法掃面成果顯示阮宜灣巖體分布區(qū)為高磁異常(M1),異常形態(tài)與巖體的出露形態(tài)較為吻合,但其分布范圍要大于巖體的出露范圍,且異常等值線北密南疏,說明巖體深部向南傾斜。因此,Ⅰ號礦體走傾向有很大的找礦潛力。

成礦地質(zhì)體阮宜灣小巖株體石英閃長巖成礦構(gòu)造及成礦結(jié)構(gòu)面成礦構(gòu)造:近東西向黃姑山—犀牛山倒轉(zhuǎn)背斜北翼,阮宜灣斷裂帶,侵入接觸構(gòu)造成礦結(jié)構(gòu)面:奧陶系碳酸鹽巖地層與石英閃長巖形成的接觸帶,新灘組碎屑巖與奧陶系碳酸鹽巖形成的硅鈣界面,巖體水壓裂隙結(jié)構(gòu)面結(jié)構(gòu)類型二元結(jié)構(gòu)模式:Ⅰ號礦體產(chǎn)于新灘組砂頁巖與奧陶系碳酸鹽巖硅鈣界面,Ⅱ號礦體產(chǎn)于奧陶系碳酸鹽巖地層與石英閃長巖接觸帶產(chǎn)狀復(fù)雜部位成礦作用特征標(biāo)志成礦早階段:矽卡巖階段,特征蝕變礦物為透輝石、石榴子石、綠簾石、陽起石,少量磁鐵礦金屬礦物成礦主階段:石英—硫化物階段,特征蝕變礦物為綠泥石、絹云母、石英,金屬礦物為輝鉬礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦和白鎢礦成礦晚階段:碳酸鹽階段,蝕變礦物為晚期脈狀方解石、白云石等,形成于低溫條件,環(huán)境向氧化轉(zhuǎn)變

圖2 阮宜灣銅鎢鉬礦床找礦預(yù)測地質(zhì)模型

Fig.2 Geological model of prospecting prediction of Ruanyiwan Cu-W-Mo deposit

圖3 阮宜灣銅鉬鎢礦床5號勘探線剖面Fig.3 The No.5 prospecting line profile map of Ruanyiwan Cu-W-Mo deposit1.龍馬溪組;2.寶塔組;3.下奧陶統(tǒng);4.婁山關(guān)組三段;5.婁山關(guān)組二段;6.石英閃長巖;7.矽卡巖;8.銅鎢礦體;9.鎢礦體;10.鉆孔及編號;11.地質(zhì)界線。

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(責(zé)任編輯：于繼紅)

The Geological Model of Prospecting Prediction and Prospecting Potential ofRuanyiwan Cu-W-Mo Deposit in Yangxin,Hubei

ZHU Liuqin, WEI Ketao, SONG Yulong, YAN Fang, CAI Heng’an

(TheFirstGeologicalBrigadeofHubeiGeologicalBureau,Huangshi,Hubei435100)

Guided by YE Tianzhu’s metallogenic geological body prospecting prediction theory in prospecting area,we have researched on Ruanyiwan Cu-W-Mo deposit deeply,and determined that the metallogenic geological body is Ruanyiwan quartz diorite stock intrusion;the metallogenic structure is Huanggu Mountain-Xiniu Mountain reversal anticline and Ruanyiwan fault belt;and the metallogenic structural planes are as follow:one is the contact zone between the Ordovician carbonate stratum and the quartz diorite intrusion,and the other is the calcium-silicon interface of Silurian/Ordovician close to the contact zone. As well,we have identified the metallogenic signs,established the geological model of prospecting prediction,proposed a lot prospecting potential areas in the deep and side of Ruanyiwan deposit combined with the geophysical-geochemical data.

metallogenic geological body; metallogenic structure and metallogenic structural plane; metallogenic sign; geological model of prospecting prediction; Ruanyiwan Cu-W-Mo deposit

2016-11-01;改回日期:2016-12-27

朱柳琴(1988-),女,助理工程師,碩士研究生,地球化學(xué)專業(yè),從事地質(zhì)勘查工作。E-mail:787980179@qq.com

P618.41; P618.67

A

1671-1211(2017)03-0250-04

10.16536/j.cnki.issn.1671-1211.2017.03.003

數(shù)字出版網(wǎng)址:http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1736.X.20170517.1611.006.html 數(shù)字出版日期:2017-05-17 16:11