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藏北羌塘盆地上三叠统典型剖面烃源岩地球化学特征研究

陈文彬, 付修根, 谭富文, 冯兴雷, 曾胜强

陈文彬, 付修根, 谭富文, 冯兴雷, 曾胜强. 藏北羌塘盆地上三叠统典型剖面烃源岩地球化学特征研究[J]. 中国地质, 2015, 42(4): 1151-1160.
引用本文: 陈文彬, 付修根, 谭富文, 冯兴雷, 曾胜强. 藏北羌塘盆地上三叠统典型剖面烃源岩地球化学特征研究[J]. 中国地质, 2015, 42(4): 1151-1160.
CHEN Wen-bin, FU Xiu-gen, TAN Fu-wen, FENG Xin-lei, ZENG Sheng-qiang. Geochemical characteristics of Upper Triassic source rocks from typical sections in Qiangtang Basin, northern Tibet[J]. GEOLOGY IN CHINA, 2015, 42(4): 1151-1160.
Citation: CHEN Wen-bin, FU Xiu-gen, TAN Fu-wen, FENG Xin-lei, ZENG Sheng-qiang. Geochemical characteristics of Upper Triassic source rocks from typical sections in Qiangtang Basin, northern Tibet[J]. GEOLOGY IN CHINA, 2015, 42(4): 1151-1160.

藏北羌塘盆地上三叠统典型剖面烃源岩地球化学特征研究

基金项目: 国家油气专项“青藏高原重点盆地油气资源战略选区”项目(XQ-2009-1)、天然气水合物试采专项“羌塘盆地天然气水合物资源勘查(形成条件及控矿因素研究)”(GZHL20110309)及国家自然科学基金(41172098)联合资助。

Geochemical characteristics of Upper Triassic source rocks from typical sections in Qiangtang Basin, northern Tibet

  • 摘要: 提要:依据露头样品和测试数据,从有机质丰度、有机质类型及成熟度方面对羌塘盆地上三叠统烃源岩特征进行了评价。结果表明:沃若山和扎那陇巴剖面有机质丰度较高,为中等—好烃源岩,有机质类型以Ⅱ2型为主,处在高成熟阶段,以生成凝析油和湿气为主;而藏夏河剖面和肖茶卡剖面有机质丰度低,生烃能力较差,有机质类型为Ⅱ2型,处在过成熟阶段,主要生成干气。总体来看,羌塘盆地上三叠统存在中等-好烃源岩,尤其是盆地凹陷区,可能存在好的烃(气)源岩,这对于羌塘盆地以后的油气勘查具有重要意义。
    Abstract: Abstract: According to the outcrop samples and analytical data of Upper Triassic source rocks from Qiangtang Basin, the authors evaluated the hydrocarbon generation capacity based on the abundance of organic matter, the type of organic matter and maturity of organic matter. The result reveals that the abundance of organic matter is high in Woruoshan section and Zanalongba section, and the rocks are medium-good source rocks, the type of the organic matter is Ⅱ2, the maturity is high and it mainly generates condensate and moisture. The abundance of organic matter is low in Duoseliangzi section and Xiaochaka section, and it has poor generation capacity, the type of organic matter is Ⅱ2, the maturity is over-maturity and it mainly generates dry gas. Overall, the Upper Triassic source rocks in Qiangtang Basin have good hydrocarbon generation capacity, especially in the depression area. The results achieved by the authors have important?significance?for?the future?exploration?in Qiangtang Basin.
  • 大义山花岗岩体处于北西向郴州—邵阳构造成矿带、南北向耒阳—临武构造成矿带与东西向阳明山—塔山—大义山基底断隆带的三角交汇部位[1],是南岭地区重要的锡多金属矿成矿区域。经过多年的地质工作,发现了狮形岭、师茅冲、白沙子岭等一大批大、中、小型矿床。

    中国五矿湖南桂阳锡业有限公司委托湖南省地质矿产勘查开发局409 地质队,于2013—2015 年,在区内开展了白沙子岭矿区锡矿补充勘查和白沙子岭矿段的深部找矿探索工作,取得了较大成果,新增了一个中型锡矿床的资源储量。在白沙子岭矿段的深部发现了富锡矿体及与晚期岩浆有关的蚀变岩体型钨矿,对大义山地区深部找矿具有重要的指导意义。白沙子岭矿区锡矿补充勘查是“湖南省大义山地区锡多金属矿整装勘查”项目的子项目。

    区域内地层较发育,除缺失志留纪、古近-新近纪地层外,其他地层均有出露,围绕大义山岩体周边分布。以碳酸盐岩为主的泥盆系及石炭系为主要赋矿层位,碳酸盐岩地层与岩体接触时往往形成矽卡岩型锡多金属矿,岩体周边河谷多赋存有砂锡矿。区内构造十分发育,由基底构造、盖层构造和深断裂构造共同构成该区总体构造格局。阳明山岩体—塔山岩体东西向构造带与大义山岩体北西向构造带形成该区域的主干构造,其中“大义山式”北西向张扭性断裂构造具有继承性发展的特征,控制了大义山花岗岩体的侵入活动。与断裂构造活动有关的花岗质岩浆有沿北西向构造带从南东向北西钭上方先后多期次顺序侵位的规律[2]。大义山花岗岩体为燕山期花岗岩,经历了从早侏罗世到早白垩世4 次岩浆侵入活动,划分了4 个超单元,14 个单元。岩体为“被动”侵位,定位方式为剪切扩张型[1]。与岩体有关的矿产主要有锡、钨、铜、铅锌、金、砷、锑、硼、萤石、高岭土等,以锡多金属矿为主(图 1)。

    图  1  大义山地区区域矿产简图
    Figure  1.  Simplified map of Dayishan area showing distribution of mineral resources

    ❶湖南省地质调查院. 湖南阳明山—大义山锡锑铅锌矿评价报告[R].2002.

    燕山晚期花岗岩有利于钨锡矿的成矿,成矿单元往往是J2-K1的晚期单元(表 1)。白沙子岭矿区地表出露的成矿单元是J2J,其后的5 个成矿单元还在其下部,越晚的成矿单元岩石蚀变赿强,成矿作用也越强。岩体内及附近,有少量正长岩脉、细晶岩脉、伟晶岩脉、云英岩脉出露,其中云英岩脉及伟晶岩脉与钨锡多金属矿化关系密切。

    表  1  大义山岩体岩石谱系单位划分
    Table  1.  Subdivision of hierarchical units of the Dayishangranitic intrusion
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    区域重、磁异常成果显示(图 2),阳明山岩体—塔山岩体—大义山岩体形成了两头宽、中部窄的规模大、封闭良好的东西向重力负异常带。各个岩体的上部及周边均出现了航磁正异常,航磁异常总体形态与地表形态相似。其中在大义山岩体的出露部位及整个北东部较大范围内出现重力低异常,而大义山岩体的航磁正异常与大义山岩体的重力低异常的形态、范围基本叠合,形成了北西向展布的重力低异常和正磁异常大透镜体状异常带。异常带的西边界与岩体吻合,而异常带的东界却离岩体出露边界较远。根据重磁异常情况推断大义山岩体在东北部存在大面积的隐伏岩体。大义山岩体的总体走向NW,倾向NE,因此在大义山岩体东部接触带及隐伏岩体下部形成具有一定深度的隐伏矿床。经过长期的找矿勘查,大义山岩体东部已发现一批铅、锌、铜、锡多金属矿床。白沙子岭矿区东南部的新生铜矿,在石炭纪地层下部525 m深处见到了厚度达13.52 m的蚀变岩体型Cu、Sn 矿体,Sn品位0.67%,Cu品位0.25%。

    图  2  重磁推断的大义山—阳明山岩体深部形态图
    Figure  2.  Map showing the form of deep rock body in Dayishan-Yangmingshan area inferred by gravity and aeromagnetic survey

    区域内1∶20 万水系沉积物测量成果显示,沿阳明山岩体—塔山岩体—大义山岩体分布了Sn、W、Bi、B、F、Li、Pb、Zn、Cu、As、Hg、Sb、Ag、Au等元素一系列地球化学异常。以Sn、W、Bi、B、F、Li 元素异常最为显著(图 3),其中又以大义山岩体的异常面积最大,强度最高,且浓集中心突出,浓度分带现象明显,这些异常构成了大义山北西向异常带。规模最大的W、Sn 两元素异常,面积和平面展布形态及其浓集中心基本一致。因此在大义山地区往往形成以W、Sn 为主的多金属矿床,说明从深部带上来了大量的成矿物质,这也是进行钨锡深部找矿探索的前提条件。

    图  3  大义山—阳明山W、Sn、Bi、B、Li、F元素地化异常图
    Figure  3.  Map showing theW,Sn,Bi,B,Li,F elements geochemical anomalies in Dayishan-Yangmingshan area

    综上所述,白沙子岭矿区区域成矿背景有利于钨锡多金属矿的成矿,具有深部找矿探索的地质前提。

    白沙子岭矿区位于大义山岩体东部接触带内。矿区内主要出露花岗岩,地层不甚发育。区内出露地层主要为泥盆系锡矿山组,局部出露石炭纪马栏边组,出露面积约占矿区面积的15%。区内断裂构造发育,褶皱次之。受区域大断裂“大义山式断裂带”的影响,矿区断裂构造极为发育,多为张扭性次级断裂构造。规模较大的有40 余条,具有成带、成组、集中分布的特点,均具不同程度的锡矿化,为脉状锡多金属矿体的主要容矿构造。按展布方向分为近东西、近南北、北东、北北东向、北西向等5 组。岩浆岩分布于矿区除北东部外的大部分地段,出露面积占矿区总面积的85%以上,主要为中侏罗世汤市铺超单元(J2),属铝过饱和酸性岩类,其中介头单元(J2J)是蚀变岩体型锡矿体的载体和成矿母岩。云英岩型脉状矿体在地表和地下切穿了J2J的细粒蚀变花岗岩脉体,说明云英岩型脉状矿体的成矿母岩是晚于J2J 的更富矿质和挥发组分的J3-K1岩浆岩。矿区岩浆岩分异演化程度高,其中W、Sn、Bi、Cu、As 和挥发组份F、Li、B含量较高,有利于钨锡多金属矿的成矿。

    ❶湖南省地质矿产勘查开发局409 队. 湖南省桂阳县白沙子岭矿区锡矿资源储量核实报告[R].2015.

    矿区内有云英岩脉型、蚀变岩体型、矽卡岩型等3 类锡多金属矿,以前两者为主。白沙子岭主要矿石类型特征见表 2。云英岩脉型锡多金属矿严格受岩体内的断裂控制,具有成带、成组、集中分布的特点,主要呈近东西向、近南北向、北东向及北西向有序展布;岩体型锡多金属矿主要呈隐伏的似层状、透镜状产出,地表仅见矿化蚀变体或以伟晶岩壳为标志,零星出露于白沙子岭北东部杨柳塘矿段和铜丝岭矿段;矽卡岩型锡矿主要分布于矿区北东部的岩体上部及北部内接触带的捕虏体处。

    表  2  白沙子岭矿区主要矿石类型及特征
    Table  2.  The main type of minerals and characteristics of the Baishaziling tin ore district
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    图  4  白沙子岭矿区地质简图
    1—第四系;2—马栏边组;3—锡矿山组;4—矽卡岩;5—岩前单元;6—小恒单元;7—介头单元;8—地质界线;9—云英岩脉型锡矿脉;10—蚀变花岗岩;11—蚀变岩体型锡矿
    Figure  4.  Geological sketch map of the Baishaziling ore district
    1-Quaternary;2-Malanbian Formation;3-Xikuangshan Formation;4-Skarn; 5-Yanqian unit;6-Xiaoheng unit; 7-Jietou unit;8-Geological boundary;9-Greisen vein-type tin vein;10-Alteredgranite;11-Altered granite tin deposit

    白沙子岭矿段矿脉带呈近东西向展布,脉带南北分布1200 m,东西走向宽400~900 m,工程控制矿体标高为712~470 m。各矿体产状与控矿断裂产状一致,走向近东西,倾向北—北北西,倾角59º~88º。矿体具分段富集特点。矿脉由碎裂化蚀变花岗岩及多条厚0.1~0.3 m的云英岩脉、电英岩脉组成,电英岩多数发育于云英岩脉间(图 5),往中部含矿云英细脉合并为1~3条,厚度则增至0.50~1.50 m的大脉,沿云英岩脉脉壁多分布毒砂及锡石等金属矿物。矿脉具尖灭再现、分枝复合的现象,脉壁平直。

    图  5  白沙子岭矿段11号矿脉结构图
    Figure  5.  The structure of No. 11 lode in Baishaziling ore block

    铜丝岭矿段矿脉带呈近南北—北北西向展布,工程控矿标高为720~400 m,最低达40 m。各矿脉(体)受相应的容矿断裂控制,产状与容矿断裂一致,走向南北—北北西,倾向西—南西西,倾角51°~87º,矿体具分段富集、浅中部富、深部有贫富不均的现象。铜丝岭矿段出露的蚀变岩体型锡矿体赋存于介头单元上凸部位,多数被云英岩脉切割(图 6)。

    图  6  白沙子岭锡矿区0 线剖面图
    Figure  6.  Geological section along No. 0 exploration line of the Baishaziling tin ore district

    杨柳塘矿段主要发育岩体型和矽卡岩型锡矿,共圈出隐伏岩体型锡矿体3 个,总体呈北西向展布,控制走向长400 m,倾向宽140~800 m,控制标高360~463 m。矽卡岩型锡矿体仅控制1 个,呈面状分布,走向长约360 m,倾向展布宽75~150 m,展布面积约2.88×104m2。

    (1)岩浆岩条件。富含W、Sn、Cu等成矿元素的燕山期花岗岩体是钨锡多金属成矿的基本条件。多期次岩浆上侵和演化分异,早期次岩浆岩是云英岩脉型和岩体型锡矿脉(体)的赋存围岩,晚期次岩浆岩为钨锡多金属成矿提供丰富的成矿热液。侏罗世中晚期和白垩世早期花岗岩为区内主要成矿单元,为成矿提供了丰富的成矿元素、气水热液和热动力。

    (2)构造条件。区内云英岩脉型锡矿脉赋存于近东西向、北东向、近南北向、北北东向等不同方向组的断裂中,断裂构造控制了矿脉的形态和展布。岩体型锡矿化主要赋存于成矿单元上部及顶部,受岩体上凸构造和断裂构造控制,主要以花岗岩技、岩脉、岩株出现。矽卡岩型锡矿与岩体接触带构造密切相关,在与断裂构造叠加部位矿化较好,有的矽卡岩型锡矿体就是受断裂构造控制的。

    (3)蚀变条件。与云英岩脉型关系较密切的蚀变主要为云英岩化、硫化物化、萤石化、电气石化、绢云母化、黄玉化等,部分矿脉自内而外有明显分期分带性;与岩体型锡矿较密切的蚀变主要有云英岩化、硫化物化、萤石化、黄玉化、钠长石化等,且自上而下具有明显分带性。矽卡岩型锡矿主要有矽卡岩化、硫化物化、蛇蚊石化、电气石化等蚀变。

    (4)地层条件。含碳酸盐岩的地层是形成矽卡岩型锡矿的重要条件。

    (1)多期次的构造叠加部位、构造分支复合部位以及晚期次岩浆活动的前峰部位是成矿的有利部位。

    (2)构造蚀变带是成矿有利地段。地表及浅部为成群成组的网脉、复脉,中下部矿脉复合归并变厚;矿脉复合、交汇部位矿化富集更加明显。

    (3)黄铁矿、毒砂、黄铜矿等硫化物化,黄玉、萤石、绢云母化和云英岩化等蚀变强烈地段,常形成富矿体或富矿包。

    (4)岩体的自变质作用愈强、愈复杂,蚀变种类愈多,则越有利锡多金属矿的成矿和富集。

    发生在侏罗纪末的燕山主幕宁镇运动,造成强烈的构造-岩浆活动,使北西向的郴(州)—邵(阳)走滑深断裂和北东向及东西向基底断裂活动进一步加强,并使上地壳及先成岩体重熔,并有幔源物质注入,诱发岩浆上侵,形成了大面积的侏罗纪花岗岩岩基,并控制形成了大义山式北西向张扭性断裂带和大义山复式花岗岩体。“大义山式断裂”具有继承性发展的特征,所派生的多方向低序次扭张断裂常成群、成带分布,是区内矿床(体)形成的空间;多期次的岩浆活动提供了丰富的成矿物质来源,形成富含Sn 等元素和矿化剂F、B、S 等的中高温岩浆气水热液,含矿气水热液沿导矿构造运移至有利部位,交代(充填)沉淀析出成矿元素而形成了锡多金属矿床。白沙子岭矿区的铅同位素说明矿石中的铅源属于造山带类型,即幔源与壳源的混合型,硫及氢氧同位素指示成矿流体主要为沸腾岩浆水[1]。白沙子岭锡多金属矿床为高中温岩浆热液矿床。

    白沙子岭矿区白沙子岭矿段地质图(图 4)显示,云英岩型脉状矿体群平面上呈一个NNW向展布的椭圆形,中间的11 号矿脉伸展最长,厚度最大,品位较高;11 号脉两侧矿脉的长度和厚度分别向NNW 和SSE 逐渐缩小。所有的脉状矿体平行排列,矿脉均向NNW倾,倾角59º~88º(表 3)。沿脉坑道编录资料显示单个矿脉也是中间部位厚度大、品位相对较高,向两端品位具变低趋势,厚度逐渐变小,直至尖灭(表 4)。

    表  3  白沙子岭矿段云英岩脉型锡矿体特征
    Table  3.  Characteristics of greisen vein-type tin veins in the Baishaziling ore block
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    表  4  白沙子岭矿段11号脉厚度品位变化
    Table  4.  The thickness and grade variation of No. 11 lode in Baishaziling ore block
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    沿脉坑道揭露的脉状矿体东西两侧围岩擦痕倾向、倾角相反(图 7,图 8)。因此,认为白沙子岭矿段脉状矿体群的分布特征是典型的深部晚期隐伏岩体的上拱作用力和区域构造应力共同作用的地质现象,推断下部存在着一个隐伏的成矿母岩体,这个成矿母岩体的水平截面形态是一个与脉状矿体群地表形态相似的椭圆形,立体是一个上小下大的似椭圆柱体。根据岩浆热液矿床成矿的一般规律和成矿模式,以及众多的矿床实例,在大致具备“五层楼”格局脉状矿体的下部,往往存在蚀变岩体型矿体,即“地下室”[2],故认为白沙子岭矿段脉状矿体群下部成矿母岩的顶部会形成大透镜体状的蚀变岩体型矿体,预测的成矿模式图如(图 9)所示。

    图  7  白沙子岭矿段PD505 擦痕分布图
    Figure  7.  The distribution of slickenside in underground tunnel PD505 of Baishaziling ore block
    图  8  白沙子岭矿段坑道擦痕图
    Figure  8.  The slickenside in underground tunnel of Baishaziling ore block
    图  9  白沙子岭矿段成矿模式图
    Figure  9.  The metallogenic model of Baishaziling ore block

    钨锡矿床具有多期多阶段成矿的特征,其深部找矿潜力巨大[3]。在南岭成矿带上,钨锡矿床多期多阶段成矿的特征,不仅表现在赣南地区,而且在湘南地区的体现更为完整[3]。大义山花岗岩体为燕山期花岗岩,规模大,活动频繁、强烈,经历了从早侏罗世(燕山早期)到早白垩世(燕山晚期)4 次大的岩浆侵入活动,划分了4 个超单元,14 个单元(表 1)。与岩体有关的矿产有锡、钨、铜、铅锌、金、砷、锑、硼、萤石、高岭土等,以锡多金属矿为主。白沙子岭矿区钨锡多金属矿,已发现云英岩脉型、蚀变岩体型、矽卡岩型等3 种成矿类型。划分为3 个成矿阶段,从早到晚可分为:岩浆接触交代矽卡岩成矿阶段,中期岩浆热液沿断裂渗滤交代(充填)成矿阶段,形成云英岩脉型矿体,晚期为岩浆自变质作用成矿阶段,在岩体上部形成蚀变岩体型矿体。矽卡岩分布在地表或浅部,云英岩脉型矿体从地表到深部均有分布;蚀变花岗岩(脉)体型矿体,因成矿母岩的期次和侵位不同,从上到下都有分布。许多花岗岩成矿母岩的上部常见矿化的花岗岩技、岩脉,有的就是矿体,甚至是富矿体。《中南地区重要矿产成矿规律》一书在总结中南地区蚀变岩体型锡矿特征时指出,蚀变岩体型锡矿产于花岗岩体顶部或细粒花岗岩脉中,矿体形态简单,多呈脉状、覆盆状产出[4]。湖南道县魏家钨矿床受断裂构造和隐伏岩体控制,祥林铺斑岩体周围小岩体及顺层贯入的斑岩脉有的整个为矿体[5]。大义山地区、湘南及中南地区,把有一定厚度的蚀变矿化花岗岩技、岩脉、岩株矿体统称为蚀变岩体型矿体。在南岭隐伏花岗岩体的上方常有一些矿化的岩技、岩脉存在,这些矿化的岩技、岩脉,因其相对埋深较成矿母岩浅,往往先于隐伏成矿花岗岩母岩体而剥露于地表或隐伏于成矿岩体之上,从而成为预测隐伏成矿花岗岩体的重要标志[6]。厚大的蚀变花岗岩体型矿体埋藏在深部,呈壳状产于成矿岩体的顶部,成矿岩体岩突部位,对成矿更为有利[7]。白沙子岭矿区及邻区所见蚀变岩体型矿体,多为蚀变花岗岩脉型矿体,厚大的蚀变岩体型锡矿的蚀变岩体有较大的分布面积和厚度,上部分布有似伟晶岩壳。南岭成矿带和湘南地区钨锡多金属矿的成矿岩体具有多期多阶段成岩成矿的特点,成矿类型多[8]。湘南骑田岭超大型锡矿床,成矿类型划分了2 大类,4 个亚类,11个类型,甚至同一条脉会出现矽卡岩型和构造蚀变带型复合型锡矿体[8]。多期多阶段成岩成矿作用,造成了成矿类型的多样性,也显示了成矿作用的复杂性和成矿条件的优赿性,因而具有较大的找矿潜力[9]

    白沙子岭脉状矿体切穿了早阶段蚀变岩(脉)体(图 6),说明脉状矿体母岩体的时代晚于早阶段蚀变岩(脉)体,晚阶段的成矿岩体在岩浆演化分异后期,含矿热液更丰富,所以蚀变和矿化也就越強,就越易形成规模大的矿(体)床。大义山岩体的晚期次的岩浆活动有利成矿,成矿专属性明显,成矿元素W、Sn、Mo、Bi、和B、F、As 等元素含量自早至晚依次增高,与之相关的矿化也随之增强,同一超单元内晚次单元的含矿性优于早次单元[10]

    白沙子岭矿区以38 号脉为代表的脉状矿体只控制了地表及浅中部,未控制矿体的深部及根部,更没有见到成矿母岩体。大义山岩体和白沙子岭矿区是多期多阶段成岩成矿,成矿热液的富集及运移也是多阶段的,成矿热液在沿断裂由下向上运移的行程中,在成矿热液沉淀的物化条件下,在控矿断裂任何一个部位都可成矿,在深部由于离母岩体近,成矿温度、压力和成矿热液的容量和浓度等条件就更易满足成矿的要求,就应该更加容易成矿,有时还可以形成富矿。本次补勘针对38 号脉设计的两个中深孔中,由于矿脉下部产状变陡,钻孔深度加大,分别在116 m标高(控制矿体高差538 m)和40 m标高(控制矿体高差614 m)见到了一层较富的簿脉矿体(锡品位1.054×10-2,厚0.38 m)和一层簿岩体型矿体(锡品位0.243×10-2,厚0.32 m),说明38 号脉深部确实有矿,向下矿体厚度、品位还可能变大和变高。山东焦家金矿深部就出现了第二个成矿平台,深部的金资源储量远远超过了浅部的资源储量,胶西北金矿集中区深部探获大型—超大型金矿资源储量已超过600 t[11]。况且白沙子岭脉状矿体是以渗滤交代为主的充填交代矿脉,故认为控矿断裂的中深部同样可以成矿,脉状矿体根部的成矿母岩体上部亦可形成蚀变岩体型矿体,而会具有一定的资源潜力。赣南的西华山钨矿和湘南的芙蓉锡矿田、瑶岗仙钨矿等矿床都具多层空间赋矿的特点,深部找矿都有重大的突破。科研和矿床勘查实践证明,在已知矿床的深部存在晚期成矿作用形成的隐伏工业矿体[3]

    许多矿区脉状矿体下部形成了厚大的蚀变岩体型矿体,如广西栗木W-Sn-Nb-Ta 矿床,脉状矿体下部见到了巨厚的蚀变岩体型矿体;广西珊瑚WSn矿床,在距地表 970 m的脉状矿体下部见到了厚10.53 m的含WO3 0.155×10-2,Sn 0.01×10-2的缓倾斜的蚀变岩型钨(锡)矿体[12];江西浮梁县朱溪世界级超大型钨铜多金属矿床,具有“三位一体”成矿模式,上部为热液脉型矿体,中深部为矽卡岩矿体,更深部为斑岩(蚀变花岗岩)矿体,蚀变花岗岩成矿元素含量更高[13]。矿山的深部开采和老矿山的深部探矿,使经典的“五层楼”成矿模式变成了“五层楼+地下室”成矿模式,在“五层楼”脉状体之下,又发现了蚀变岩体型的缓倾斜矿体,即第六层“地下室”[2]。白沙子岭矿区及外围矿区浅部多处见早期J2J(早于脉状矿体)蚀变岩体型矿体,并且有较大的资源量,白沙子岭矿区岩体型矿体的单层最大厚度为10.04m,单孔蚀变岩体型矿体累计厚13.18 m,蚀变岩体最大厚度达136.11 m。邻区师茅冲矿区蚀变岩体型矿体最厚达17.22 m,邻区新生锡铜矿蚀变岩体型矿体厚度达13.52 m,那么J2J 之后的晚期岩体,特别是矿区内的主要矿体类型——云英岩脉型矿体的成矿母岩体规模更大,成矿热液更丰富,深部形成厚大蚀变岩体型矿体的可能性就更大。

    ❶湖南省地质矿产勘查开发局409 队. 湖南省桂阳县白沙子岭矿区锡矿资源储量核实报告[R].2015.

    ❷湖南省地质矿产勘查开发局418 队.湖南省桂阳县师茅冲矿区锡矿普查报告[R].2009.

    本次补勘工作,在白沙子岭矿段470 m中段施工了坑内立钻DZ5002(80°倾角)孔,具体位置见图 4,目的是揭露11 号脉下部的成矿母岩上部的蚀变岩体型的矿体。在470 m 标高以下孔深4.17 m、13.60 m发现两层富锡矿体,视厚度分别为1.03 m和1.52 m,Sn 品位分别为1.94 × 10-2、3.83 × 10-2图 10)。富矿石呈深灰色,具细粒鳞片变晶结构,浸染状、块状构造,蚀变强,以云英岩化为主,伴有黄玉化、电气石化、金属硫化物化,矿体顶底板裂隙极发育,轴夹角5°~10°,其内多充填有金属硫化物。以上特征说明这两层矿是云英岩脉型富Sn 矿体。其一,产状陡,倾角70°~75°;其二,品位高。在其他脉状矿体中,常见富矿段和富矿包,而本区蚀变岩体型矿体产状一般都比较平缓,品位总体不高。钻探在657.63~662.30 m(标高-169 m)和671.34~673.02m(标高-179 m)见视厚为4.67 m和1.68 m的云英岩化细粒花岗岩。经对岩心单点釆样,光谱分析W局部含量达877.12×10-6(折合WO3 0.1106×10-2)和923.19×10-6(折合WO3 0.1164×10-2.)。该钻孔全孔为不同岩性花岗岩,在573 m以上岩性变化较频繁,共编录了42 个地质体,见多层蚀变细粒花岗岩,断裂、裂隙发育;573 m以下为比较完整的中粗粒和粗中粒黑云母花岗岩,长石和黑云母自形程度较高,裂隙不发育,向下钾长石和石英含量增高,仅在下部见两层厚度不大的含钨云英岩化细粒花岗岩。经对全孔岩心每10 m(下部150 m每5 m)釆5 cm左右岩心做光谱分析样,不同岩性不论厚薄均釆样。光谱分析显示:裂隙带和晚期岩脉Sn、W、Cu、Zn 等成矿元素及指示元素Li、F、As、B含量较高,挥发分F 元素含量最高,说明成矿物质主要来源于下部的晚期岩浆热液。正常花岗岩除Li、F高于维氏(1962)值数倍外,成矿元素Sn、W、Cu、Zn 和其他指示元素含量均低于维氏(1962)值,也末显示出明显的变化规律。坑内钻上部见到的富锡矿体和下部的钨矿都与云英岩化为主的蚀变密切相关,白沙子岭矿区的云英岩脉型W、Sn、Cu 多金属矿是多次岩浆热液以渗滤交代为主形成,与充填为主的石英脉型W、Sn 矿相比,成矿物质的运移速度和富集程度都会差一些,云英岩脉型矿体品位比石英脉型矿体品位一般要低,由于深部的成矿母岩体在岩浆的多次侵入活动中,还会不断得到含矿热液的补充,因此深部的成矿母岩体W、Sn 等成矿元素含量就不会有太大的下降。

    图  10  钻孔DZ5002综合柱状简图(1∶500)
    Figure  10.  The comprehensive columnar section of drill hole DZ5002 (1∶500)

    在成矿热液缓慢渗滤交代形成云英岩脉型矿体过程中,在母岩体上部同样存在成矿热液与岩浆岩的自变质交代成矿作用。大义山花岗岩的多次岩浆侵入活动和多次成矿作用,使成矿母岩体积聚了丰富的成矿物质和热液,因而在多次成矿作用过程中,就可能在成矿母岩体上部形成规模较大的工业矿体,但可能有一定的埋藏深度。矿化蚀变细粒花岗岩应该是成矿母岩的不同阶段上侵的岩脉(枝)体,如果钻孔下部所见2 层含钨云英岩化细粒花岗岩是云英岩脉型矿体成矿母岩体的岩枝,那么离白沙子岭矿段矿脉群的成矿母岩体的深度就不会太大了。江西浮梁县朱溪世界级超大型钨铜多金属矿床,ZK4210 孔722.40~1077.70 m处见花岗岩枝频繁穿插于围岩中,普遍发育白钨矿化、黄铜矿化、辉钼矿化、闪锌矿化,且向深部矿化有增强趋势,说明成矿母岩还在下部,经深部钻探,在深部控制了比上部矿体品位更高的蚀变花岗岩体型W、Zn、Cu 矿体[13]。广西珊瑚钨(锡)矿床,在距地表 970 m 的脉状矿体下部见到蚀变岩型钨(锡)矿体[13],相关的剖面图和文字说明这里的蚀变岩是蚀变沉积岩,而不是蚀变花岗岩体,蚀变岩体型矿体和成矿母岩体还在下部;湖南瑶岗仙钨矿从线脉带标高1700 m到根脉带进入母岩体的标高100 m,高差1600 m[14]。因此,白沙子岭矿段脉状矿体群下部隐伏的晚阶段成矿母岩体上部的蚀变岩体型矿体埋深也会比较大。有研究表明;与花岗岩类有关的成矿系统多发育在上地壳或距地表较大深度的范围内[15],说明了花岗岩类有关的成矿系统发育是比较深的。《勘查区找矿预测理论与方法》提出:位于岩体顶部上方大型网脉状矿脉垂直延深空间范围(幅度)1200~1500 m,且矿床下部还可伸入花岗岩中200~250 m。矿源深度愈大,分离出的含矿热液愈均一,可在很大的垂直距离内保持最优的聚矿条件[16]。白沙子岭矿段矿脉群和以38号脉为首的矿脉带的矿源体埋深大,就更有利于脉状矿体深部的成矿和成矿母岩体上部的蚀变岩体型矿体的成矿。

    白沙子岭矿段坑内钻孔施工至-191 m标高处(孔深688.10 m),因600 型钻机发生孔内机械事故,不能继续钻进而终孔。

    地质、物探、化探特征显示白沙子岭矿区深部具有钨锡矿成矿的优越条件。大义山花岗岩体具多期次岩浆侵入活动和多次成矿作用。白沙子岭矿区下部还有5 个成矿单元可以成矿,越晚的成矿单元蚀变和成矿作用就越强。白沙子岭矿段云英岩型矿脉群地表呈椭圆形展布,且脉群矿脉皆倾向NNW,是典型的隐伏岩体的上拱作用力和区域构造应力共同作用的地质现象,推断下部存在一个上小下大的椭圆柱状母岩体。白沙子岭矿区的云英岩脉型W、Sn 矿是多次岩浆热液以渗滤交代为主而形成,在成矿热液缓慢渗滤交代过程中,在母岩体上部亦存在着成矿热液与上部岩浆岩的自变质交代成矿作用,而形成工业矿体。钨矿的“五层楼”成矿模式改写成“五层楼+地下室”的“六层楼”成矿模式,以及许多矿床实例和成矿模式都証实这个推断依据是充分的。470 m标高坑内立钻在650 m深度以下见到了两层含钨云英岩化细粒花岗岩脉,说明含矿母岩体还在深处。38 号脉两个中深孔深部各见到了一层薄矿体,说明白沙子岭矿区中深部确实还有矿,下部应具有较大的找矿前景,值得进一步研究和探索。如果白沙子岭矿区深部找矿能够突破,它将推动整个大义山地区乃至南岭地区的深部找矿突破。

  • 期刊类型引用(6)

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    2. 柏道远,李彬,曾广乾,杨俊. 湖南省印支运动应力场特征及其动力机制. 华南地质. 2024(02): 252-269 . 百度学术
    3. 李剑锋,卢友月,张遵遵,付建明,秦拯纬. 南岭大义山岩体研究与找矿进展. 地球科学. 2023(10): 3707-3724 . 百度学术
    4. 朱鑫祥,刘琰. 四川雪宝顶W-Sn-Be矿床中矿物化学组成及矿床成因. 岩矿测试. 2021(02): 296-305 . 百度学术
    5. 孙海瑞,吕志成,韩志锐,杜泽忠,张晓梅,王虎. 湖南大义山晚侏罗世富硼型成锡矿A型花岗岩成因及地质意义. 岩石学报. 2021(06): 1749-1764 . 百度学术
    6. 唐志祥,朱贤,宁勇云,黄小军,赵杰,姜魁,肖亮. 大义山羊角脑地区土壤地球化学特征及找矿预测研究. 现代矿业. 2020(03): 12-16 . 百度学术

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  • 刊出日期:  2015-08-24

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