江西宜豐高嶺測區(qū)土壤地球化學異常特征及找礦潛力

曾慶友,潘世語,魯詩陽,張連湘,彭蜀濤,劉建偉

(1.江西有色地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)院,江西 南昌 330001)(2.宜春市礦業(yè)有限責任公司,江西 宜春 336000)

0 引 言

高嶺測區(qū)位于江西省宜豐縣城28°方位27 km處,地處宜豐縣北部的九嶺山麓南側(cè),中部地勢高,南北地勢低,屬中低山地貌。區(qū)內(nèi)以往地質(zhì)工作以區(qū)域基礎地質(zhì)調(diào)查為主,地質(zhì)科研和綜合地質(zhì)找礦工作程度相對較淺。近年來,江西有色地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)院在該區(qū)開展了地質(zhì)調(diào)查評價工作。本文以高嶺測區(qū)地質(zhì)特征及1∶10 000土壤地球化學測量為基礎,結(jié)合成礦地質(zhì)條件對元素異常特征進行系統(tǒng)分析[1],通過異常查證及工程驗證,揭露了陶瓷土(含鋰)礦體,為進一步開展地質(zhì)找礦工作提供了土壤地球化學異常依據(jù)。

1 地質(zhì)概況

1.1 區(qū)域地質(zhì)背景

高嶺測區(qū)地處于江南隆起帶九嶺逆沖隆起之南緣,欽杭結(jié)合帶宜豐—德興混雜疊覆帶之萍鄉(xiāng)—樂平坳陷的北緣[2-4]。區(qū)域地層出露簡單,主要有新元古界青白口系上統(tǒng)雙橋山群安樂林組(Pt31aa1)及新生界第四系聯(lián)圩組(Qh1-2l)地層;區(qū)內(nèi)構(gòu)造以斷裂為主,區(qū)內(nèi)NE、NNE、EW向3組斷裂構(gòu)造是巖漿熱液活動的通道與聚集的場所,既控巖又控礦;區(qū)內(nèi)巖漿巖發(fā)育,侵入巖主要為中酸性花崗巖類,具有多期次多階段之特點,按其地質(zhì)時代劃分為新元古代、晚侏羅世、早白堊世3個時期(見圖1),其中早白堊世白水洞巖體為陶瓷土(含鋰)礦成礦母巖[5],該巖體侵入于新元古代花崗巖、晚侏羅世甘坊侵入體和早白堊世古陽寨侵入體中,與甘坊侵入體侵入接觸面呈齒狀,接觸面外傾,傾角較緩,外接觸帶見有白云母化,巖體普遍具鈉長石化、鋰云母化等自變質(zhì)作用。

圖1 高嶺測區(qū)區(qū)域地質(zhì)略圖

1.2 研究區(qū)地質(zhì)概況

測區(qū)出露地層簡單,僅發(fā)育第四系(Q),其主要分布于溝谷及低洼處,由殘坡積層、沖洪積層組成。

區(qū)內(nèi)發(fā)育兩條NE向斷裂構(gòu)造(見圖2),編號為F1、F2,具體特征分述如下:

圖2 高嶺測區(qū)地質(zhì)簡圖

F1斷裂為區(qū)域性蘭溪—上富斷裂的一部分,在測區(qū)內(nèi)延長約1.5 km,總體呈北東—南西走向兩端延伸出工作區(qū),傾向南東125°～145°,傾角72°～87°,裂面較平直,延伸長,節(jié)理、裂隙極為發(fā)育,巖石被切割碎塊狀,伴隨間隔0.2～1 m密集節(jié)理,碎裂巖中有石英脈貫入;在裂隙發(fā)育地段,巖石具紅色鉀長石化、鈉長石化、高嶺土化、云英巖化、綠泥石化等蝕變。

F2斷裂為NE向壓扭性斷裂,傾向300°～350°,傾角60°～70°,其地表影響寬度約10 m,波狀延伸約700 m,向北東方向延出工作區(qū),主要切割了白水洞巖體白云母二長花崗巖,巖石主要由碎裂化花崗巖組成,原巖被剪節(jié)理切割呈長透鏡狀,大致平行NNE向斷裂延伸,斷裂面較平直,間隔約5～10 cm,在裂隙發(fā)育地段,局部見有石英脈侵入,斷裂面附近巖石具紅色鉀長石化、白云母化,礦物顆粒明顯增粗。

區(qū)內(nèi)巖漿活動強烈,按巖漿侵入階段,從早到晚分別為晚侏羅世甘坊侵入體(ηγJ31-2c)、早白堊世古陽寨侵入體(ηγK11-zx)和白水洞侵入體(ηγmK13-zx),甘坊侵入體可分為細中粒似斑狀二云母二長花崗巖和中粗粒似斑狀二云母二長花崗巖兩種巖相,兩者為涌動接觸關系,古陽寨侵入體為中細粒含斑二云母二長花崗巖,白水洞侵入體為鈉長石化白云母(二長)花崗巖、中細粒(含斑)白云母二長花崗巖(見圖3),其中白水洞巖體與陶瓷土(含鋰)礦關系密切,為其成礦母巖。

圖3 高嶺測區(qū)弱鈉長石化白云母(二長)花崗巖及顯微鏡下照片Pl—斜長石;Ab—鈉長石;Kfs—鉀長石;Ms—白云母

2 土壤地球化學樣品采集與分析方法

2.1 樣品采集

根據(jù)測區(qū)地質(zhì)情況,在測區(qū)布設1∶10 000土壤地球化學測量,面積為3.67 km2,采用1∶10 000規(guī)則測網(wǎng)(100 m×40 m)進行部署,測線方向為0°,測線距離100 m、點距40 m,平均采樣密度250件/km2,共采集土壤地球化學樣品975件,其中基本樣910件、重分析樣30件、重采樣30件。

2.2 分析方法

本次1∶10 000土壤地球化學測量工作共檢測樣品975件,樣品分析測試由江西金源有色地質(zhì)測試有限公司完成,分析了Ta、Nb、Li、Rb、Cs、Be、P、F、Sn 9種元素。其中Li、Rb、Cs、Nb、Ta、Be采用硅酸鹽巖石化學分析方法,檢測儀器為ICP-Q電感耦合等離子質(zhì)譜儀,Sn采用垂直電極-發(fā)射光譜法測定,檢測儀器為E5000型直讀光譜儀,P采用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法, 檢測儀器為ICP-725電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀,F離子選擇電極法測定, 檢測儀器為STARA214型pH計。

3 土壤地球化學特征

3.1 單元素異常特征

測區(qū)單元素異常下限確定采用算術平均法計算全部樣品中元素含量的平均值和標準偏差,并將>X+3δ(X—樣品中元素含量的平均值,δ—樣品中元素含量的標準偏差)的含量數(shù)據(jù)剔除后,用剩余數(shù)據(jù)計算樣品中元素含量的平均值和標準離差,異常下限用平均值加2～3倍的標準離差值來確定[6-7],各元素異常下限及作圖值見表1。

表1 高嶺測區(qū)各元素異常下限及作圖值一覽表 ×10-6

測區(qū)內(nèi)共圈定Li、Be、Nb、Cs、Ta、P、F、Sn、Rb單元素異常56個,其中Li元素異常10個、Be元素異常2個、Nb元素異常8個、Cs元素異常4個、Ta元素異常3個、P元素異常12個、F元素異常1個、Sn元素異常6個、Rb元素異常10個(見圖4)。

圖4 高嶺測區(qū)單元素異常分布圖

Li是測區(qū)的主成礦元素,分布在高嶺、獅子嶺的兩處異常具有2級濃度分帶,具有較好的濃集中心,規(guī)模較大,連續(xù)性較好,其最高值3 559×10-6,找鋰礦前景好。Be元素異常測區(qū)南部異常稍大,具有較好的濃集中心,最高含量251×10-6,有較好的找Be前景。Nb元素異常在測區(qū)西側(cè)高嶺處規(guī)模稍大,無濃度中心。Cs元素異常分布在高嶺—獅子嶺處,規(guī)模雖較大,高含量點少。P元素異常以高嶺處規(guī)模最大,有一定的濃集中心,其最高含量4 375×10-6。F元素異常強度弱,規(guī)模小。Sn元素異常在高嶺—獅子嶺處規(guī)模大,全區(qū)Sn的平均值為252.8×10-6,其含量高,說明早白堊世和晚侏羅世侵入體Sn元素背景值高。Rb元素異常在測區(qū)西側(cè)高嶺處規(guī)模大,有較弱的濃集中心。

3.2 多元素組合異常特征

在圈定各單元素異常的基礎上,將各單元素異常的空間位置及異常范圍進行套合,組成多元素組合的綜合異常[8],測區(qū)共圈定組合異常5處,編號分別為1#、2#、3#、4#、5#(見圖5)。

圖5 高嶺測區(qū)綜合異常分布圖

1#組合異常:分布在測區(qū)西側(cè),由Li、P、Rb元素組成,3個元素均無濃集中心,且規(guī)模小,Rb由2個相互獨立的小異常組成,P元素異常規(guī)模稍大,連續(xù)稍好,共有13個連續(xù)異常點組成,其最高含量3 786×10-6,3個元素異常由異常下限所圈,雖Li、P、Rb 3個元素吻合較好,但無濃集梯度,3個元素含量特征見表2。

表2 高嶺測區(qū)1#組合異常含量特征

2#組合異常:分布在測區(qū)中部,元素組合較多,為Nb、Cs、P、Sn、Rb 5個元素組合,Nb元素由2個獨立的異常組成,每個獨立Nb異常只有2個異常點,無高含量點;Cs異常也只有4個異常點,Sn元素異常由2個獨立的異常組成,每個獨立的異常也只有2個點,無高含量點,P元素是組合異常中稍大一點的異常,共有9個連續(xù)的異常點,無高值含量點,Rb異常規(guī)模小,且不連續(xù),由2個獨立的Rb異常組成,各元素異常含量特征見表3。

表3 高嶺測區(qū)2#組合異常含量特征

3#組合異常:分布于大港陶瓷土(含鋰)礦西側(cè),異常以Li、Sn、P、Rb為主,伴有Be、Nb、Ta、Cs、F多元素組合,元素重疊性好,各元素異常含量高,Li的最高含量3 559×10-6,由5個相互獨立的異常組成,其中,一個Li異常面積大,連續(xù)性好,且有3個獨立的濃集中心;Sn元素異常由2個近乎連續(xù)的獨立異常組成,其中,一個異常大,另一個異常小,有較小的濃集中心,Sn元素的最高含量487×10-6,與Li元素異常幾乎完全套合。P元素由南北2個相互獨立的異常組成,南部異常規(guī)模大,含量較高,北部異常規(guī)模小。Rb異常由3個獨立的異常組成,2個異常小,1個異常大,其最高含量2 410×10-6,具有較小的濃集中心,Be、Nb、Ta、Cs、F元素異常規(guī)模也較大,具有較好濃集中心,與其它元素吻合好,具較好的找礦前景,異常含量特征見表4。

表4 高嶺測區(qū)3#組合異常含量特征

4#組合異常:分布在測區(qū)西南側(cè),為Li、Nb、P、Rb元素的組合異常,Nb、Rb、P規(guī)模小,Li異常規(guī)模稍大,由2個相互獨立的異常組成,異常點不連續(xù),元素異常特征見表5。

表5 高嶺測區(qū)4#組合異常特征

5#組合異常:分布在測區(qū)中部,以Li、Rb元素為主,伴有微弱Nb、P、Sn元素組合,Li元素異常由2個相互獨立的異常組成,異常點不連續(xù),最高含量1 466×10-6;Rb、Li元素異常完全吻合,也由2個相互獨立的異常組成,由異常下限所圈,無高含量點;Nb、P元素異常點均不連續(xù),是2個獨立異常組成,無高含量點;Sn元素異常規(guī)模小,含量低,無濃集中心,各元素異常特征見表6。

表6 高嶺測區(qū)5#組合異常特征

4 找礦效果及潛力

4.1 找礦效果

根據(jù)測區(qū)土壤地球化學測量綜合異常及礦化出露情況,通過異常解剖,并結(jié)合相鄰礦山地質(zhì)找礦成果及生產(chǎn)實踐,選擇對測區(qū)內(nèi)的綜合異常3#進行了鉆探工程驗證,通過鉆探工程揭露顯示(見圖6),測區(qū)內(nèi)早白堊世白水洞巖體的中—弱鈉長石化白云母(二長)花崗巖即為陶瓷土(含鋰)礦體,其呈面型分布,走向長約1 500 m,寬500～1 000 m,出露面積1.5 km2。經(jīng)采樣分析,Al2O3品位13.02%～21.74%,平均品位16.20%;Fe2O3+TiO2<2.5%;TiO2品位0.015%～0.235%,平均品位0.04%;Li2O品位0.15%～0.35%,平均0.23%,厚度45.63～226.93 m。蝕變主要有鈉長石化、鋰云母化、白云母化、鉀長石化等[9-10],其中鈉長石化、鋰云母化與陶瓷土(含鋰)礦關系密切,鈉長石化、鋰云母化蝕變越強,Li2O品位越高[11-13],反之減弱。

圖6 高嶺測區(qū)3號勘探線剖面示意圖

4.2 找礦潛力

測區(qū)位于江南東段成礦帶之九嶺鎢鉬錫銅金多金屬螢石高嶺土成礦亞帶的宜豐—奉新鈮鉭鋰稀有金屬礦田內(nèi),區(qū)內(nèi)大面積分布早白堊世白水洞巖體中—弱鈉長石化白云母(二長)花崗巖,出露面積1.5 km2。測區(qū)圈定的5處組合異常均分布于早白堊世白水洞巖體出露范圍內(nèi),具有較好的濃集中心,規(guī)模較大,連續(xù)性較好,鉆探工程揭露顯示,Li2O品位0.15%～0.35%,平均0.23%,巖性為中—弱鈉長石化白云母(二長)花崗巖,鉆探工程控制最低見礦標高為350 m,Li2O品位0.21%,故在測區(qū)350 m標高以上尋找陶瓷土(含鋰)礦(Li2O品位≥0.2%)具良好的找礦前景,具備大中型陶瓷土(含鋰)礦成礦潛力。

5 結(jié) 論

(1)1∶10 000土壤地球化學測量結(jié)果顯示,Li是研究區(qū)的主成礦元素,其具有較好的濃集中心,其異常規(guī)模較大,連續(xù)性較好,表明具備一定的找礦潛力。

(2)早白堊世白水洞巖體中—弱鈉長石化白云母(二長)花崗巖即為陶瓷土(含鋰)礦體,礦床成因類型屬巖漿晚期分異交代蝕變花崗巖型,礦石工業(yè)類型為陶瓷土(含鋰)型。

(3)研究區(qū)圈定組合異常5處。通過異常查證及鉆探工程驗證,探獲陶瓷土(含鋰)礦體1個,具有尋找大中型陶瓷土(含鋰)礦之潛力。