矿田概述
下庄矿田产于贵东复式岩体东部,面积407km2,是桃山-诸广成矿带的重要组成部分。印支-燕山期贵东复式花岗岩体东部由下庄岩体、高栋岩体、鲁溪岩体、帽峰岩体、竹山下岩体以及中基性脉岩等组成。下庄岩体面积185km2,岩性为中粒、局部为中粗粒二云母花岗岩高栋岩体(又名笋洞岩体)面积70km2,岩性为中粒、次为中粗粒二云母花岗岩,局部见似斑状二云母花岗岩鲁溪岩体面积45km2,岩性为中粗粒巨斑状含角闪石的黑云母花岗岩帽峰岩体面积18km2,岩性为灰、灰白色细不等粒—细等粒二云母花岗岩竹山下岩体面积0.1km2,岩性为细粒白云母花岗岩。除鲁溪岩体外,其他岩体均是铀矿床的有利成矿岩体。
下庄矿田已探明近20个铀矿床,十几个铀矿点,是我国典型的花岗岩型铀矿田,受构造、岩性联合控制,矿化类型有硅化带型(群脉型)、交点型、蚀变碎裂岩型和花岗岩外接触带变质砂岩型(图9-1)。
图9-1 下庄矿田地质构造略图
(1)岩体内硅化带型铀矿床包括大脉和群脉两种类型:大脉型矿床如希望(330)、大帽峰(331)、新桥西(332W)和竹山下(333)矿床的大部分群脉型矿床有石土岭(337)、张光营、竹筒尖、杨贡坑等。矿化产于北东向、北东东向硅化断裂带或硅化花岗岩中,若有辉绿岩脉与硅化断裂带重接、斜接时,矿体规模变大,品位变高。
(2)“交点”型矿床定位于东西向硅化断裂带与近东西向或北西西向辉绿岩脉交接复合部位,严格受“交点”复合轨迹控制,主要产于中粒斑状黑云母花岗岩中,如寨下(335)、下庄(336)、仙人嶂(338)、石角围(339)矿床。矿体的规模取决于含矿硅化带的规模以及硅化带与辉绿岩脉的交接方式(李建红等,2008),重接时成矿最佳,可以形成规模较大的板状、脉状矿体斜接时在相交部位可形成品位相当高的矿柱截接时矿体的长度往往与辉绿岩脉的厚度相等。矿体走向短倾向长,形态呈板柱状,规模较小但品位较高,仙人嶂(338)、石角围(339)矿床平均品位>0.3%,为富铀矿床。
(3)蚀变碎裂岩型矿床,位于下庄矿田的北西边缘,受蚀变碎裂岩带控制,含矿岩石为强绿泥石化、白云母化碎裂花岗岩和碱交代花岗岩,如竹筒尖矿床,龟尾山、6620矿点等,富矿体主要产于碱交代花岗岩(蚀变碎裂石英正长岩)中。
(4)岩体外带为变质砂岩型铀矿床,如新桥东(332E)矿床、竹山下(333)矿床东部,403矿点、坪田矿床。矿化产于雷打山、鲁溪-仙人嶂东西向复杂构造带与北北东向新桥-下庄断裂、坪田硅化断裂带复合部位的浅变质含炭石英砂岩中,受层间破碎带控制,矿体规模较小,品位较低。
按矿化蚀变和矿石组成的不同,大致可分为早期碱性或弱碱性热液作用形成的铀矿化和晚期酸性热液作用形成的铀矿化,前者常形成沥青铀矿-黑色微晶石英-绢云母组合、沥青铀矿-黑色硅质脉-方解石组合、沥青铀矿-赤铁矿型组合、沥青铀矿-次生钠长石-赤铁矿组合,成矿温度较高,成矿时代主要集中在早白垩世(吴烈勤等,2003),矿化与云英岩化、伟晶岩化、电气石化、绿泥石化、赤铁矿化、钠长石化关系密切后者主要形成沥青铀矿-杂色微晶石英(硅化带)组合,如希望矿床、大帽峰矿床,成矿温度较低,成矿时代为晚白垩世—古近纪,矿化与硅化、绢(水)云母化、黄铁矿化、萤石化、黏土化关系密切。当然,早、晚两期铀矿化并无截然的界线。
目前,丽水市境内发现各类矿产57种,其中金属矿有:金、银、铜、铅、锌、钨、锡、钼、铁、锰、钴、铀、铍、钇、锆、镉、铟、铼、锗、镓、铋、铈、镧等25种;非金属矿有:萤石、叶蜡石、沸石、花岗岩、高岭土、凝灰岩、伊利石、珍珠岩、白云母、冰洲石、水晶、明矾石、钾长石、重晶石、石墨、玛瑙、石英岩、大理石、方解石、透辉石、石灰岩、紫砂土、黄铁矿、硼矿、瓷土、膨润土、油页岩、煤、泥炭、矿泉水、地热及砂石料等32种。发现矿产地(包括矿床、矿点、矿化点)近千处,其中可供开发利用的矿床(点)460余处,经地勘部门地质勘查,金、银、钼、萤石、沸石、叶蜡石、高岭土、凝灰岩、珍珠岩等矿产蕴藏量较大,尤其非金属萤石、叶蜡石、沸石矿产资源最为丰富,萤石有龙泉八都、遂昌湖山等5处大、中型矿床,叶蜡石有青田山口、丰门、岭头及景宁缪坑等5处大、中型矿床,沸石有缙云老虎头、天井山等大中型矿床两处,高岭土有松阳峰洞岩等中型矿床两处,其探明储量均居全省前列,闻名全国,特别是叶蜡石矿产更是驰名中外。详见下列各类矿床统计表(表1)和矿产储量一览表(表2)。
一、金属矿产
丽水市境内发现的25种金属矿产中,目前有开采价值和已开采利用的有:金、银、钼、铁、铜、铅锌及稀土元素等。金银、铅锌矿床点多,分布较广,主要分布在遂昌、龙泉及青田、庆元、景宁、松阳等县(市)。
1.金和银
丽水市是华东地区贵金属较为富集区之一,发现并探明金银矿床(点)21处,其中探明有中型矿床1处,小型矿床8处,探明黄金金属量21.9吨、银(包括伴生银)1081吨,主要分布在龙泉八宝山遂昌治岭头一带。
表1 各类矿床统计表
表2 矿产储量一览表
(1)遂昌银坑山金银矿:矿区位于遂昌县城北东16公里处,面积3.5平方公里,行政区划上隶属廉竹乡,矿区有公路直通县城,交通便利。
银坑山金银矿区,出露新老两套地层,盖层为大面积出露的上侏罗统磨石山群火山碎屑岩、熔岩,厚300米以上,最厚达700米;基底为前寒武系八都群变质岩,主要有黑云斜长片麻岩等,为赋矿围岩。片理倾向南西,断裂发育,北西向断裂多为花岗岩、花岗斑岩、霏细斑岩等酸性岩脉充填,切穿矿化带。银坑山金银矿属变质热液叠加型矿床。金银矿体为半隐状—隐伏矿体,呈带状产出于变质岩中,受近东西转为北东向的断裂控制,呈向南突出的弧形,由Ⅲ、Ⅳ号两矿带组成。Ⅳ号为主矿带,长1850米,宽1~25米,延深大于400米,被F1、F42两条近南北向断裂错开,分成西、中、东三个块段。金银矿体集中分布在中块段,共有5个工业矿体,总长达1058米,平均品位金12.1克/吨、银305.85克/吨。矿床中金银为共生矿,还伴生铜、铅、锌、硫等,均达到综合利用指标。
金银矿石以银金矿、金银矿为主,矿石矿物有辉银矿、自然银,伴有黄铁矿、闪锌矿、方铅矿、黄铜矿等。脉石矿物有石英、绢云母等。矿石以他形粒状结构和块状构造为主,矿石类型有石英脉型、交代石英岩型及石英网脉带型3类。矿区水文地质条件简单,矿体顶底板岩石稳固性好,属易采、易选,经济价值高的矿床。
西块段现为重点找矿地段,经多年勘查证实,该块段发现有工业矿体,远景金金属量达8吨,目前正在勘测规划开采中。
(2)遂昌县金田寺银钴矿:矿区位于遂昌县城西北20公里处,面积4平方公里,行政区划上隶属应村乡,交通尚方便。
矿区主要出露大面积燕山期石英二长岩体,侵入于前寒武系八都群变质岩和上侏罗统磨石山群火山岩中,矿带赋存于石英二长岩体南部边缘的北北西、北西向断裂构造中,属中—低温热液充填交代型银、钴多金属硫化矿床。矿区有矿带4条,间距100~200米,矿带长270~800米,宽1~30米,其中圈定银矿体4个,钴矿体6个,金矿体1个。
银矿体呈脉状、复脉状,主要富集在I号矿带中,长约270米,平均厚5米,最大延深265米,平均银品位179.8克/吨。矿石主要由黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿及少量辉银矿、自然银等和脉石矿物石英、绢云母、绿泥石等组成。
钴矿体主要富集在Ⅱ号矿带中,由多条密集平行展布的钴矿体构成,长100~210米,厚2~13.37米,最大延深295米,钴平均品位0.038%。矿石矿物主要由黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、硫砷钴矿等和脉石矿物石英、绢云母、绿帘石等组成。
金矿体为隐伏矿体,赋存在Ⅱ号矿带中。探明储量为:银×××吨、钴536吨。伴生矿产储量为:金125.6千克、铜2085吨、铅3222吨、锌2429吨。该矿属易选型硫化矿石,可选性良好。
2.铜
全市铜矿资源比较少,以铜为主的矿床仅1处,即松阳板桥铜银多金属矿,铜储量9800吨;以伴生状态赋存的铜矿床主要有龙泉乌岙铅锌矿、遂昌银坑山金银矿等多金属矿床。全市累计铜储量1.6万吨。
3.铅和锌
铅和锌在自然界中常共生在一起,往往形成铅锌矿床。铅锌矿是丽水市有色金属矿产中比较有前景的矿种,铅锌矿点多,分布广,发现并探明铅锌矿产地137处,其中中型矿床2处,小型矿床(点)125处,主要有龙泉铅锌矿、遂昌银坑山金银矿、庆元老鹰岩铅锌矿、景宁小粗铅锌矿、遂昌葛坪铅锌矿、青田孙坑铅锌矿。此外,庆元桉树坳、松阳大岭头、丽水丽阳坑、银场等矿点经普查证实亦有一定地质储量。全市累计探明储量金属量铅18.1万吨、锌27.7万吨,据地勘资料,全市远景储量预测在150万吨以上。
(1)龙泉市乌岙多金属矿:矿区位于龙泉市城区正西10公里处,面积2.6平方公里,交通方便。
在构造上,矿区位于锦溪-竹洋背斜构造北东倾伏端。出露地层主要为前寒武系八都群片麻岩类,矿化蚀变为硅化、绿泥石化等,断裂和脉岩发育,对矿体的连续性具明显的破坏作用。矿体呈似层状赋存于黑云斜长片麻岩内的矿化蚀变岩中,矿体长700米,平均厚10米,延深650米;倾角平缓呈弓形;平均品位:铅2.68%、锌2.06%;伴生组分平均:铜0.18%、银45.22克/吨、硫5.34%、镉0.023%、铟0.0016%,累计探明铅、锌金属储量29.6万吨,铜4736吨,银远景储量278吨。该矿床是一个以锌为主,伴生银、铜、硫及镉、铟等稀散元素的中型多金属矿床,成因属区域变质-混合岩化热液型层控多金属矿床。
近矿围岩蚀变有绿泥石化、绿帘石化及硅化、碳酸盐化等。矿石自然类型有条带状、浸染状铅锌矿石、块状铅锌多金属矿石、脉状铜铅矿石,矿石可选性能良好,属易选一较易选矿石,矿体顶底板围岩稳固,破碎带不发育,开采技术条件和水文地质条件均属简单型。
(2)松阳县大岭头铅锌矿:矿区位于城东南约12公里处,面积1平方公里,行政区划上隶属大东坝镇。
矿体赋存在变质岩系和酸性斑岩内,铅锌矿体呈似层状或透镜状,共有6个矿体,其中5、6号矿体规模最大。5号矿体长235米,厚0.83~5.52米(平均厚2.06米);6号矿体长187米,平均厚2.85米,探明储量:铅29.91万吨、锌23.13万吨、银10.16吨。
4.钼
钼矿是丽水市最有特色的金属矿产之一,发现并探明中型钼矿床1处,小型矿点12处,主要分布在青田石平川(中型)、松阳象溪、景宁三枝树、东坑,莲都仙渡等地。青田石平川和景宁三枝树两处探明储量钼2.8万吨,其他矿点均未投入地勘工作。
青田县石平川钼矿:矿区位于青田县城东北18公里处,面积8平方公里,行政区划上隶属黄垟乡。
矿区出露地层主要为上侏罗统磨石山群流纹质晶屑凝灰岩,矿区中部为一早期花岗斑岩穹窿构造,在花岗岩体的内、外接触带发育一系列环形构造,是矿区的主要容矿和控矿构造。矿床属脉状中-高温热液充填型交代矿床。
矿区共有大小矿体50余条,大都产于花岗岩体的内外接触带,以1、2、5、9、13、14、19、25、48、69号等10条矿脉为主,尤以5、25号两条工业意义最大,其储量占总储量的91.6%。各矿脉出露长90~1020米,平均厚1.37~3.90米,延深93~700米。主矿脉平均品位0.244%,伴生有益组分主要为铼,平均含量0.0003%,可以综合利用。累计探明储量钼金属量1.8万吨,属易采易选矿石,矿区水文地质和工程地质简单。
5.铁
铁矿仅在景宁包山、赤木山和庆元山丘等地发现,并探明储量约200万吨,建有景宁包山铁矿。
景宁畲族自治县包山铁矿:矿区位于景宁县城西南2公里处,行政区划上隶属鹤溪镇,交通便利。矿区有五个矿体,呈似层状、透镜状及薄层状,长100~574米,厚0.3~13.01米,延深100~356米。矿石矿物以磁铁矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿为主,矿石类型有磁铁矿石、铅锌矿石、铁铅锌矿石,矿石平均品位:全铁36.07%、铅1.69%、锌4.82%、铜0.62%。探明储量:铁矿石量171.3万吨、铅锌金属量2.13万吨,铜金属量89吨。
此外,赤木山铁矿的矿石性质与包山铁矿相似,全铁平均品位31.67%,探明铁矿石储量14.35万吨。
6.稀土
本市稀土矿的找矿工作主要在20世纪90年代才开始,工作程度较低。从已掌握的资料,遂昌湖山盆地、庆元荷地、松阳板桥等地,稀土矿远景均可观,可达到中型以上矿山的储量要求。随着科技水平的发展,稀土矿的开发利用为期不远。
庆元县荷地稀土矿:矿区位于庆元县城,面积约1.5平方公里,行政区划上隶属荷地镇,交通尚便利。
经地勘部门初步勘查证实,荷地稀土矿矿体厚度大、品位高、质量好、埋藏浅,矿体厚度5~6米,综合平均品位1%。,选矿试验回收率可达90%以上。据有关人士称,稀土含矿面积达68平方公里,地质构造简单,成矿条件好,可望达到大型规模。
二、非金属矿产
全市非金属矿产有萤石、叶蜡石、沸石、花岗岩、高岭土、凝灰岩、珍珠岩、紫砂土(红泥)、大理石、石英石、膨润土、瓷土、石灰岩、钾长石、透辉石、方解石、重晶石等三十余种,其中萤石、叶蜡石、沸石、高岭土、花岗岩、凝灰岩等矿产储量(简称“五块石头一把土”)居浙江省前列,是丽水市最主要最有特色的优势非金属矿产,主要分布在青田、龙泉、遂昌、缙云、松阳、景宁等县市。
1.萤石
丽水市萤石资源极为丰富,是最有发展潜力的优势非金属矿产之一,目前发现并探明的萤石矿床有:大中型矿床5处,小型矿床15处,矿(化)点110余处,累计探明储量1519万吨。截止目前为止,保有储量1358万吨。据地勘部门预测:全市远景储量达5000万吨,主要分布在龙泉八都、小梅,遂昌湖山、金竹、黄沙腰及莲都、缙云、云和等县(市)境内。
(1)遂昌县湖山萤石矿田:位于遂昌城西23公里处,面积约140平方公里,行政区划上隶属金竹、湖山等乡镇,交通较方便,各矿区间均有公路相通,并与遂(昌)龙(游)、遂(昌)丽(水)等主干公路相接。
湖山萤石矿田位于中生代早白垩世形成的火山断陷盆地中,属于与火山作用有关的热液矿床。矿田主要由Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ、Ⅳ矿区和凹背、翁村、毛竹坑、玉皇尖等矿点组成。矿区断裂构造发育,显然地是萤石矿的主要控矿因素,围岩蚀变主要是硅化,各矿区(块段)由2~3个矿体组成,矿体形态简单,大多为脉状、透镜状,少数复脉状。主矿体长400~800米,厚2~8米,延深200~550米。产状稳定,大多呈北西向展布,倾向北东,倾角陡,局部反倾。Ⅲ号矿带(矿区)是矿田中最大矿区,由两个矿体组成,其储量占整个矿田已探明储量的45%,矿石矿物组分简单,以萤石为主,次为石英。矿石结构、构造有块状、条带状、角砾状、梳状、碎粒状。平均品位氟化钙(CaF2)51.53%,有害杂质硫、磷含量甚微,矿石质量较佳。矿石类型属石英-萤石型,个别属方解石-萤石型。矿石选矿加工性能良好,属易选矿石。全矿田探明矿石量852万吨。矿体及其顶底板围岩岩性属坚固-半坚固型,抗压强度大,水文、工程地质条件属简单型,开采条件良好。
(2)龙泉市八都萤石矿:矿区位于龙泉市城西南21公里处,行政区划上隶属八都镇,面积2平方公里,丽(水)浦(城)公路通过矿区,交通尚方便。
矿区出露地层为下前寒武系八都群变质岩类。矿体呈脉状产于片麻岩、混合岩、变粒岩、花岗闪长岩中,受断裂构造控制,矿床成因类型属与岩浆作用有关的低温热液裂隙充填型。共有四条矿体,Ⅰ号矿体为主矿体,储量占全矿区总储量的78.1%,矿体倾向南西,倾角较陡,长1275米,最大斜深375米,平均厚5.17米,属较稳定型,平均品位氟化钙(CaF2)50.80%,属均匀型,矿石矿物组分简单,主要为萤石、石英。探明总储量矿石量515万吨。矿区水文、工程地质条件属简单型,矿石易采易选。
2.叶蜡石
丽水市叶蜡石资源极为丰富,是最有发展潜力的优势非金属矿产,也是浙江省优势非金属矿产之一,已探明和发现叶蜡石大中型矿床5处,小型矿床10处,累计探明储量3280万吨,占全省总量的56%,占第一位。主要分布青田县山口至北山、景宁县缪坑及龙泉市小岩、云和县寨下一带,据地勘部门最近预测,远景储量在1亿吨以上。丽水市叶蜡石储量大,质量优,闻名全国,特别是青田石(叶蜡石)是我国四大著名的印章石之一,更是驰名中外。
(1)青田县山口叶蜡石矿:该矿为我国目前最大的叶蜡石矿床,矿区位于青田县城东南约9公里处,行政区划上隶属山口、方山等乡镇,面积3.3平方公里,矿区离新建铁路青田站仅12公里,交通便利。
山口叶蜡石矿位于晚侏罗世方岩背破火山口的东南侧,由北而南分为尧士、丰门(旦洪)—白洋、老鼠坪等三个矿段,共有四条矿化带,6个矿体,顺层赋存于上侏罗统西山头组第二段中上部的酸性熔岩及火山碎屑岩中。矿体属火山喷发晚期气成-热液交代(充填)蚀变矿床,围岩蚀变主要有硅化、叶蜡石化、绢云母化、刚玉化,矿体呈似层状、透镜状,产状与围岩基本一致,倾向北西西、倾角较缓。矿带长150~2100米,延深150~700米,厚0.5~48.11米,其中V号矿体规模最大,分布在丰门(旦洪)—白洋矿段,已控制工业矿体长1160米,延深250~700米,厚度变化较大,平均厚8.88米,该矿体探明的储量占矿区已探明储量的72.1%,矿石主要化学成分:w(Al2O3)17.18%~20.84%,w(Fe2O3)0.36%~0.99%,w(K2O)+w(Na2O)0.23%~1.68%。矿石耐火度1625~1730℃,白度一般为75%~90%,可塑性指数7.2~7.6。矿区探明储量1415万吨,矿区水文地质条件简单,工程地质条件中等,矿体及围岩稳定。
(2)景宁县缪坑叶蜡石矿:矿区位于景宁畲族自治县城西南24公里处,行政区划上隶属景南乡,面积1平方公里,矿山公路直通景宁县城,交通尚便利。
矿区地层主要出露上侏罗统磨石山组陆相火山碎屑岩,矿体赋存于流纹质凝灰岩中,局部赋存于流纹岩与含砾玻屑凝灰岩之接触部位。矿体呈似层状,倾向西,倾角缓,产状与流纹岩的流面产状近于一致。次生石英岩化与成矿关系密切,矿床成因类型属于潜火山热液交代型。矿区共有两个矿体,I号矿体为主矿体,长670米,平均厚4.64米,最厚10.44米,平均品位w(Al2O3)18%,w(SiO2)72.36%。叶蜡石矿品级为低-中铝型,局部为高铝型,其储量占总储量的93.6%;Ⅱ号矿体长220米,平均厚1.93米,平均品位w(Al2O3)25.09%,w(SiO2)64.92%,叶蜡石品级为中-高铝型。叶蜡石矿石主要由叶蜡石和硬水铝石组成。有叶蜡石型、叶蜡石-石英型、石英-叶蜡石型三种矿石类型。
矿体出露于当地侵蚀基准面以上,水文地质条件简单。I号矿体顶板为坚硬且致密的次生石英岩。Ⅱ号矿体已裸露于地表,工程地质条件及开采条件良好,适于露采和硐采。
(3)青田县北山叶蜡石矿:矿区位于青田县城南西30公里处,行政区划上隶属山口镇,交通便利。
矿体赋存于矿化带的中、上部,呈扁平透镜体一似层状,厚2~11.30米,平均厚5.67米,矿石平均组分含量:w(SiO2)68.66%、w(Al2O3)22.42%、w(Fe2O3)0.32%、w(K20)0.04%、w(Na20)0.15%、w(TiO2)0.74%、w(TsO3)0.29%。矿石呈灰白—浅绿色,以显微鳞片变晶结构和块状构造为主,主要矿物成分为高岭土、叶蜡石,其次为石英、少量黄铁矿。矿区水文地质简单,开采条件好。
(4)龙泉市小岩叶蜡石矿:矿区位于龙泉市城北东约22公里处,行政区划上隶属城北乡,交通尚便利。
矿山位于东畲火山穹窿南侧,矿体是呈脉状,似层状,有3条,I号矿体长250米,厚8.0米;Ⅱ号矿体长150米,厚1.5米;Ⅲ号矿体长200米,厚4米,矿石矿物以叶蜡石为主,矿石矿物主要为石英,矿石组分:w(Al2O3)18.6%~22.34%、w(SiO2)71.22%~75.57%、w(Fe203)0.27%~0.36%、w(TiO2)0.06%~0.07%、w(CaO)0.18%~0.21%、w(MgO)0.11%~0.19%、w(K2O)0.10%~0.36%、w(Na20)0.12%~0.16%,估算储量在60万吨以上。水文地质工程地质条件属简单型。
3.沸石
我国于1972年首次在浙江省缙云县老虎头发现沸石矿。缙云县沸石矿已成为全国三大沸石矿之一,尤其是大口径丝光沸石,资源得天独厚,全国仅产此处,为浙江省重点开发矿种。
沸石矿资源极为丰富,是丽水市最有发展潜力的优势非金属矿产,也是浙江省优势非金属矿产之一。发现和探明储量的沸石矿:大中型矿床3处,矿点16处,累计探明储量1.07亿吨;据地勘部门资料,远景储量在3亿吨以上。目前保有储量在1.05亿吨左右,主要分布在缙云县东方镇至壶镇镇一带。
缙云县老虎头沸石矿:该矿属我国首次发现的大型沸石矿床。矿区位于缙云县城东北约6公里处,行政区划上隶属缙云县东方镇,面积5.66平方公里。缙(云)至台(州)公路通过矿区,离新建铁路缙云站仅8公里,交通极为便利。
矿床受马鞍山火山构造控制,矿体赋存于上白垩统塘上组火山岩中,由富含火山玻璃质的角砾、集块岩经蚀变脱玻而成。成因属近火山机构的喷发—蚀变矿床。矿区包括老虎头、岱石、保华山3个块段,以老虎头块段为主,每个块段含沸石矿3~4层,呈似层状,透镜状产出,单层长200~1500米,厚6~35米,钾离子交换量10~16毫克/克;氨离子总交换容量144~177毫升/100克。矿石矿物组分以斜发沸石和丝光沸石为主,两者占矿物总量的60%~80%,其他为石英、蒙脱石等。矿石类型按不同沸石矿物含量可分为斜发沸石型、丝光沸石型和混合型3类;按原岩性质和结构特征可分为集块矿石、角砾型矿石、凝灰型矿石、珍珠—球泡型矿石等。矿区水文地质、工程地质条件属简单型。
4.高岭土、瓷土
本市高岭土(瓷土)资源较为丰富,是丽水市主要的优势非金属矿产之一。发现并探明高岭土(瓷土)中型矿床两处,小型及矿点16处,累计探明储量2000多万吨,主要分布在松阳县峰洞岩、后岱山及龙泉市上洋、青田县王母地、乌坦后等地。
松阳县峰洞高岭土矿:矿区位于松阳县城西南约15公里处,矿区面积2.5平方公里,行政区划上隶属松阳县大东坝镇,矿山有盘山公路直接相通,交通较方便。
矿体受层位控制,赋存于上侏罗统磨石山群酸性晶屑凝灰岩中,由酸性火山岩经火山气液交代、改造而成,属火山热液改造矿床。围岩普遍硅化、叶蜡石化、绿泥石化。矿体呈似层状,透镜状,与围岩呈渐变过渡。矿体有两个,呈北西-南东方向展布,倾向北东,倾角较缓,工号矿体长161米、宽130米、厚12米;Ⅱ矿体为半隐状矿体,形态比较复杂,由四条平行小矿体分叉复合而成,总体长278米,厚3.7~36.9米,矿石主要由地开石、高岭石、石英组成,平均品位:w(Al2O3)15.73%~34.16%,w(Fe203)0.15%~0.30%,w(TiO2)0.07%~0.09%。探明储量383万吨。一般优质矿石(Ⅰ级品)分布Ⅰ号矿体,并夹于Ⅱ、Ⅲ级品之中,三者无明显的界线。本矿区水文地质、工程地质条件简单,顶、底板围岩稳定性好。
5.花岗岩
花岗岩又称花岗石,是火成岩类岩石。狭义的花岗岩类w(SiO2)含量70%以上,石英含量一般超过20%,主要矿物由长石、石英和少量黑色矿物等组成,颜色灰的、肉红色较常见。广义的花岗岩类包括花岗岩、花岗闪长岩、石英闪长岩、石英二长岩的总称。
丽水市花岗岩资源较丰富,出露面积达1700平方公里,主要分布青田、缙云、龙泉、景宁、丽水、遂昌等县(市),且品种繁多。据不完全统计,不同花色品种的花岗岩有40余种,可作石材矿山考虑的品种有12种,如龙泉红、青田灰、遂昌红等。
(1)龙泉市碧龙“龙泉红”花岗岩:矿区位于龙泉市西北约25公里处,行政区划上隶属龙泉市住龙镇,公路直通矿区,交通便利。
碧龙花岗岩株大面积出露地表,面积约25平方公里,经国家建材局浙江总队对该矿进行详查,控制矿体长为500米,提交矿石量797万立方米,荒料量296.48万立方米。矿石结构比较简单,仅为肉红色中粗粒结构的花岗岩一种。肉红色条纹长石构成矿石的基本色调,颜色均一,色泽度变化小,矿石结晶程度好,中粗粒结构,分布排列均匀,花纹和谐。矿石中基本不含杂质,也无色斑和色线,具有良好的并接和装饰效果。
该矿“龙泉红”花岗岩在首届中国名特石材品种评审会上被评为首批全国石材名特品种,有关石材专家认为,“龙泉红”花岗岩是目前浙江省范围内红色系列花岗岩饰面石材的佼佼者,可望成为全省最大的花岗岩荒料生产基地。
(2)青田县青田花岗岩:该岩体出露于青田县城周围,呈等轴圆形岩株状产出,地貌上呈负地形,出露面积约23平方公里。岩性主要为浅肉红—灰白色中粒花岗岩,中粒花岗结构,块状构造,局部可见晶洞构造。矿物成分:钾长石40%~63%、斜长石12%~30%、石英20%~28%、黑云母2%~5%,微量铁矿物,粒径2~5毫米,局部可见文象花岗结构。经地勘部门估算储量约800万立方米。
该岩体岩石物理化学性能适合耐酸、耐碱、饰面板材及工艺雕刻用途,放射性符合卫生标准。岩体成荒率普遍较高,岩石块度大,利于荒料开采,加上浮土覆盖较浅,山体坡度角较小,开采条件较好。
6.凝灰岩
广义的凝灰岩包括了晶玻屑凝灰岩、流纹质凝灰岩、熔结凝灰岩等等,常为灰白色、浅红色,质地坚硬、抗压性强,易采,是一种理想的建筑材料。丽水市凝灰岩资源极为丰富,据地勘部门资料,发现并查明大中型矿床4处,小型的矿点22处,储量达4.16万立方米,远景储量在10亿立方米以上,主要集中在缙云县外堰—壶镇一带。
缙云县凝灰岩(又称条石):凝灰岩矿区位于缙云县城东北一带,离县城8~20公里处,行政区划上隶属五云、东方、壶镇、东渡、舒洪等乡镇,面积达106平方公里。各矿点均分布公路沿线,交通便利。
建材用凝灰岩矿当地称之为条石(以下简称条石),产于晚白垩世形成的断陷盆地内,主要分布在仙都、外堰、岩腰三个块段内,条石岩性主要为上白垩统塘上组中部的流纹质含砾玻屑凝灰岩,凝灰结构,厚层-块状构造。条石层在岩腰一带走向呈近东西向展布,仙都、外堰一带走向皆呈北北东向长条带状展布,呈厚-巨厚层状,缓倾斜产出,单层厚10~44.7米,出露较全地段总厚达250米左右。已探明条石储量41575万立方米。条石分布区构造简单。矿床成因类型为陆相细火山碎屑沉积型。条石化学特征为富硅、富钾、贫铁,具有抗冻性好,抗风化能力强,抗压强度大,耐酸碱性能良好,低硬度,易于切割取材等特点,是优良的建筑石材。此外,还具有天然的果绿、玫瑰、淡黄等多色彩、可雕刻强等特点,是工艺石雕的优良材料。
矿床出露于当地侵蚀基准面以上,直接裸露地表易凿切成条石用材。水文地质、工程地质和开采技术条件简单。
7.珍珠岩
珍珠岩是指火山喷发的酸性火山玻璃质熔岩。在破碎成一定粒度后,在快速加热条件下,珍珠岩体积可膨胀数倍至几十倍,具多孔、质轻的特点,是良好的隔热、吸音、轻质的建筑材料。
丽水市珍珠岩资源主要产地在缙云县老虎山、天景山一带,珍珠岩与沸石分布区大体一致,但地质层位不同,矿床(点)20余处,探明储量2915吨。
8.钾长石
丽水市钾长石矿产主要分布在庆元县黄真、遂昌县按口、景宁县渤海一带。遂昌按口钾长石矿经地勘部门初步调查,发现矿体12条,呈脉状,透镜状,长10~15条,厚1~15米,一般为2~3米,钾长石含量达60%,估算地质储量在50万吨以上,是目前浙江省发现质量最好、储量最大的矿床之一。
9.透辉石
透辉石是含钙镁链状结构硅酸盐矿物。是当今一种新型节能陶瓷原料。丽水市透辉石矿目前仅在遂昌按口发现,并做了初步地质工作,初步估算地质储量在900万吨以上。该矿赋存于侏罗系火山岩中,以脉状产出,查明具有开采价值的矿体21条,长一般大于300米,厚3~5米。据地勘部门资料,是浙江省迄今发现开采条件较好、品位最高、储量最大的矿床之一。
10.大理石
丽水市大理石仅分布于庆元、龙泉等地,矿点3处,主要用于水泥配料。质量最好为庆元黄坑大理石矿,探明储量264万吨,含w(CaCO3)85%以上,局部可达96%以上。
11.石英
丽水市石英矿主要分布在丽水、云和、松阳、龙泉等县(市),主要产地有丽水蔡坑、太平,云和仙眠床、岗庵、梅源,松阳靖居等地,估算储量在240万吨以上,主要供冶金铸造和磨具磨料等行业使用。
三、地下水资源
丽水市矿泉水较为丰富,主要分布在青田、丽水、缙云及龙泉等地。青田矿泉水于1987年经国家级鉴定,矿泉水含游离二氧化碳、偏硅酸、锶三种成分,其含量均达到国家GB37标准,锌含量接近国家标准,被命名为珍贵优质型天然矿泉水,成为全国五大名矿泉水之一。
青田县水南碳酸矿泉水:矿泉位于青田县城南1公里处,面积约8平方公里,交通便利。
矿泉水赋存于全新世松散层及花岗二长岩裂隙带中,相互间有水力联系,是单一含水层的两个富水段。河谷松散沉积层和花岗二长岩是该矿泉水的主要储存层。含水段总厚50~80米,矿泉水中含有益组分20余种,CO2、偏硅酸、锶的含量达到饮用天然矿泉水标准,尚有锂、锌、碘、硒等多种有益于人体的微量元素,限量组分含量均低于规定界线。
多宝山铜矿田(包括多宝山铜矿床、铜山铜矿床和其周围的一些铜金矿床和矿点)位于黑龙江省嫩江县北部(图3-1)。矿区南距嫩江镇150km,有公路相通,距有铁路的黑宝山煤矿16km;西距嫩江25km,工业电网通过该区。
该矿田发现于1958年。从1958年到1962年属于工作的第一阶段。在此阶段内,对矿区及其周围进行了地质勘查工作,并提交了“多宝山铜矿床最终勘探报告”。其中,B+C+D级铜金属量19.6万t,钼金属量1.3万t。对于多宝山铜矿东南4km处的铜山矿床做了否定评价。1972年到1983年是工作的第二阶段。在此阶段内,使多宝山铜矿床铜金属量增至237万t,钼增至8万t,金73t,银1000t。与此同时,对铜山矿床重新作了评价,求得铜金属量80万t,钼6万t,认为铜山矿床铜等资源量应不亚于多宝山矿床。1992年到1993年是工作的第三阶段,通过工作使铜山铜矿床铜金属量由80万t增至90万t。2004年至2006年是工作的第四阶段,此次工作重点是查清铜山矿床内的东西向压扭性断层和推断其下盘铜的资源量。
由多宝山矿田向东南100km为新开岭隆起,隆起呈NEE走向,主要由前寒武系和下古生界组成,(图3-2)新开岭隆起以北,包括新开岭隆起属于大兴安岭褶皱系。在此褶皱系内,从下奥陶统到下石炭统基本上属于连续的海相沉积层。从早石炭世之后,新开岭隆起及其北部开始隆起,之后从未发生过海侵。新开岭隆起以南的广大地区属于吉黑褶皱系,从早石炭世到晚二叠世仍为浅海,沉积了巨厚的海相碎屑岩、火山岩和灰岩等,并伴有多宝山矿区与铜矿成矿有关的花岗闪长岩浆的侵入。在新开岭北部多宝山矿区周围,分布有石炭世中性和中酸性陆相火山岩及其凝灰岩。
在大兴安岭褶皱系内,古生界走向多呈北东向,少数呈北西向。而多宝山矿区却位于一条北西向构造带内。这条构造带不仅褶皱和压性断裂呈北西走向,而且奥陶纪的次火山岩体群,晚古生代的超基性岩体群,许多矿床和矿点以及新生代玄武岩都沿此构造带分布或分布于其旁侧断裂内。
地层:在多宝山矿区及其周围出露有早奥陶世到早泥盆世的海相地层,厚7500m;中泥盆世到早石炭世的海陆交互相地层,厚2300m,还有石炭纪和侏罗纪的陆相火山岩以及晚侏罗世的煤系地层。古生代的海相地层都有丰富的化石资料,年代依据充分。
在多宝山矿田,出露的下部地层为中奥陶统铜山组(O2t)中部。组成岩石为青灰色中酸性凝灰熔岩和含角砾灰岩,灰绿色凝灰质粉砂岩,灰绿色凝灰质砂岩、凝灰质砂砾岩夹灰岩透镜体,厚400m。铜山组上部由紫红色和灰色凝灰质砂砾岩、砾岩、含磁铁矿的长石砂岩、灰绿色千枚岩和钙质砂岩所组成,厚800~1200m。铜山组上部的砂砾岩疏松多孔,分布于矿区内者,多位于主矿体的下盘,蚀变异常强烈。该层向东南沿走向延伸十余千米,超出矿田范围。在该组未蚀变的岩石内,见有铜矿化。
图3-1 交通位置图
中奥陶统多宝山组(O2d)整合地覆盖在铜山组之上,下部主要由暗绿色安山岩组成,中间夹有一些紫色、灰色凝灰质砾岩、砂砾岩、粉砂岩和钙质砂岩等组成的透镜体,偶夹薄层灰岩。多宝山组中部主要由灰绿色安山岩,中性含角砾的凝灰岩和中性凝灰岩组成,夹有灰色凝灰质砂砾岩、凝灰质砂岩和灰岩。多宝山组上部由灰色含角砾的凝灰熔岩、角砾凝灰岩、灰紫色—浅灰色英安岩、安山岩及中酸性凝灰岩组成。
图3-2 区域地质构造区划示意图
多宝山组是矿田出露最广的地层。多宝山主矿体的顶部均赋存于多宝山组下部安山岩内。主矿体下盘常与铜山组上部砂砾层相接触。铜山组和多宝山组平均含铜量分别为80×10-6和130×10-6,向上为零星分布的上奥陶统裸河组 凝灰质砂岩、生物灰岩,上奥陶统爱辉组 含碳质薄层粉砂岩和下志留统黄花沟组(S1h)粉砂岩等。
构造:多宝山矿田位于一个大型背斜向北西的倾没部位,断裂构造异常发育,在多宝山矿田西侧有一条南北向扭性大断裂,北西向构造带受其拖动影响,在近大断裂20km的范围内被改造成一条北西向弧形构造带。此弧形构造带奠定了矿区的基本构造格局。在弧形构造带的基础上,不仅叠加了北西西向、北北西向压扭性断裂和片理化带,还叠加了次一级的北东向、北北东向构造,以及南北向和东西向构造。因此多宝山矿区正好位于多组构造的交会部位(图3-3)。
侵入岩:与成矿有关的侵入岩为花岗闪长岩和花岗闪长斑岩。它们的出露面积分别是9km2和0.17km2。K-Ar法同位素年龄分别是292Ma和283Ma。
花岗闪长岩略呈弓石燕形沿北西向弧形构造带分布,长达6km,向南西倾斜,倾角60°,与花岗闪长岩呈侵入接触的花岗闪长斑岩,沿北西向构造带呈似岩墙状分布。
花岗闪长岩和斑岩岩浆与被它们侵入的围岩之间,接触界面犬牙交错,侵入体有许多岩枝穿入围岩内,围岩有不少悬垂体伸到岩体内,岩体内还含有晚期侵入的脉岩和许多捕虏体。在主矿体两侧发育有岩浆角砾岩,但与岩浆接触的全部围岩和围岩角砾热变质作用都较微弱,且变质程度不一。
图3-3 黑龙江省嫩江县多宝山铜矿区构造体系示意图
1—第四系现代河谷冲积层;2—八十里小河组;3—黄花沟组;4—爱辉组;5—裸河组;6—多宝山组三段;7—多宝山组二段;8—多宝山组一段;9—铜山组三段;10—铜山组二段;11—黑云母斜长花岗岩;12—斜长花岗岩;13—更长花岗岩;14—石英闪长岩;15—花岗闪长斑岩;16—花岗闪长岩;17—闪长玢岩;18—霏细斑岩;19—辉长岩;20—闪长岩;21—次安山岩;22—闪长玢岩;23—倒转背斜及其编号;24—背斜轴及其编号;25—向斜轴;26—压扭性弧形断裂片理化带及编号;27—压扭性断裂及编号;28—压扭性断裂;29—实测及推测断层;30—实测地质界线;31—推测地质界线;32—矿体
在花岗闪长岩体内部,矿物成分很不均匀,岩体的边缘处为斜长花岗岩相带,一般宽百米到千余米,岩体内部为花岗闪长岩相带,两者之间存在着一条宽约500~1000m的过渡相带,称贫钾花岗闪长岩相带。
岩体内不同成分的相带大致与接触带的轮廓相对应。这种吸收围岩成分形成的相带不仅表现在岩体的边缘,而且也出现在岩体内部含悬垂体的部位。岩体内斜长石的牌号多数在10以下,但有时也出现大于30者。其他矿物成分分布也不均匀。因而局部形成了多种类型岩石;如二长花岗岩、英云闪长岩、石英二长岩、石英闪长岩和石英二长闪长岩等,这些岩石类型之间均呈过渡关系。
在岩体的边缘部分岩石多呈等粒结构,越近岩体中部(即岩浆活动中心处)岩石结构变化越大,呈似斑状结构。斑岩岩浆就是沿似斑状结构相带中心部位侵入上来,经过统计作图,结构相带的界线与成分相带的界线并不吻合,前者明显地切穿了后者。
在花岗闪长斑岩体内部,按其各个部位含斑晶种类和数量的差异,划分了三个相带:边缘相斑晶含量小于50%,多数为酸性斜长石,其次是石英;中心相带斑晶含量大于75%,以钾长石为主;中间者为过渡相带。由边缘相带向岩体中心,随着斑晶和钾长石数量急剧增加,逐渐过渡到中心相带。
在花岗闪长岩内矿物的平均含量:斜长石56.8%,石英20.4%,角闪石9.1%,黑云母1.7%,条纹长石11.5%,硫化物0.5%,副矿物有磷灰石、榍石和磁铁矿等。其平均化学成分为:SiO262.14%,TiO20.42%,Al2O315.41,FeO32.46%,FeO33.12%,MnO 0.07%,MgO 2.18%,CaO 3.50%,Na2O 2.81%,K2O 4.04%,P2O50.23%,H2O 2.51%。微量元素含量(×10-6)Cu 5.00,Mo 1.10,V 91.80,Ni 13.20,Co 11.90,Pb 10.60,Zn 38.30,Ag 0.16,Hg 0.01,As 2.80,F 461.00。与维氏值相比,Cu,V,Ni,Co,As,Hg,Mo均较高。其87Sr/86Sr比值变化于0.704~0.703之间,平均0.706,87Sr/86Sr初始比值为0.705。
花岗闪长斑岩内浅部矿物的平均含量斜长石52%,石英2.5%,钾长石13.7%,角闪石和黑云母8%,磁铁矿1.1%,磷灰石0.1%。此外,副矿物尚有锆石、金红石和少量硫化物,其平均化学成分:SiO271%,TiO20.19%,Al2O313.36%,Fe2O30.76%,FeO 2.48%,MnO 0.03%,MgO 0.62%,CaO 2.14%,Na2O 2.71%,K2O33.38%,P2O50.11%。岩石内SiO2含量偏高,可能是样品中含有石英细脉造成的。其微量元素含量(×10-6)Cu 80,Mo 4.3,Ni 10,Co 8.7,Mn 431,Pb 7.4,Zn 20.5,V 30.4,F 376,C 1317,Ag 0.18,S 379,As 5,与维氏值相比,Cu,Mo,Ni,Co,Ag,As 等明显偏高。其87Sr/86Sr比值变化于0.705~0.709 之间,平均为0.706,87Sr/86Sr 的初始比值平均为0.705。
根据花岗闪长岩和斑岩的岩石化学特点、副矿物成分、微量元素含量和87Sr/86Sr比值,应当属于Chappell和Whipe(1974)划分的Ⅰ型花岗岩。推测两者可能起源于岛弧环境,在优地槽回返形成造山带的过程中,沿增长的大陆边缘的构造活动带发生侵位的。
关于花岗闪长岩和斑岩体的形成深度,主要是根据岩浆侵位时上覆的地层厚度确定的。因从中奥陶统多宝山组向上分布有上奥陶世、志留纪、泥盆纪的沉积层,总厚度大于等于6000m,故岩浆的侵位深度应不少于6000m。
热液活动:多宝山矿田位于一条构造-岩浆活动带内,频繁的构造活动常常引起岩浆活动,在张性负压构造条件下演化而成的富H2O岩浆在其结晶晚期伴随着构造脉动就会引起热流体的活动,形成蚀变和矿化。多宝山矿区每次岩浆活动,或多或少都会引起热流体的活动,即便是成矿以后的少量煌斑岩的岩浆活动,在矿带附近也常常引起微弱的蚀变和矿化。但能够引起大规模流体活动的岩浆活动,在多宝山矿区主要有三次,它们可能来自同一岩浆房。它们是:①花岗闪长岩浆侵入之前的岩浆喷发活动;②花岗闪长岩岩浆活动;③花岗闪长斑岩岩浆活动。三次岩浆活动的特点虽然不同,但对岩浆-热流体成矿都起到了重要作用。
花岗闪长岩浆侵位之前的喷发活动伴随的热液活动,基本上发生于中奥陶统多宝山组内。矿区内青磐岩化安山岩全岩K-Ar法同位素年龄为315Ma,推测可能与中、晚石炭世火山活动伴生的热液活动有关。此期热液在广大范围内沿岩石的微裂隙缓慢向下渗流,使围岩的活动组分(包括石膏、岩盐、金属元素)发生大量迁移。根据地球化学场的资料,该期形成的第一次青磐岩化带是多宝山矿区含铜围岩的降低场。本期主要蚀变矿物有绿帘石、绿泥石、绢云母和少量碳酸盐矿物。上述四种矿物构成了本区第一期蚀变矿物组合。
花岗闪长岩岩浆活动伴生的蚀变矿物,虽然有黑云母、钾长石、钠长石、阳起石和石英等,但分布十分局限。分布广泛的蚀变矿物主要是绿泥石、绿帘石、绢云母和碳酸盐矿物。由它们组成的第二次青磐岩化带遍及花岗闪长岩体全部和其外接触带。此期青磐岩化是在矿区热液活动系统基本格局无明显改变的情况下,在相似的微裂隙系统条件下发生的。在花岗闪长岩体侵入接触带附近由于两次青磐岩化的叠加,青磐岩化明显增强,但其中的含铜量却进一步降低。花岗闪长岩经青磐岩化之后,含铜量也有所降低。
花岗闪长斑岩岩浆活动伴生的蚀变矿物,基本上产于斑岩及其周围的各种裂隙和微裂隙内。可分为岩浆晚期热流体活动生成的黑云母、钾长石、钠长石和石英,岩浆期后生成的绿泥石、绿帘石、绢云母、石英、碳酸盐矿物和粘土矿物等。在这些蚀变矿物中,除了在地层内局部形成绢云母化,在斑岩内形成的硅化核和发生石英钾长石化外,其他蚀变均分布在花岗闪长岩体内,形成了由各种蚀变矿物组成的蚀变花岗闪长岩。
斑岩岩浆活动与黑云母化同时发生,根据大量薄片鉴定资料对黑云母化范围恢复后,黑云母化原来的范围与现在的绢云母化带的范围基本相当。伴随着黑云母化,铜在黑云母化亚带内有明显的富集,富集处局部可以构成铜矿体。黑云母化亚带形成稍后出现了以硅化为主的钾硅化,在它对黑云母化亚带的叠加部位,铜遭到迁移贫化,但在强硅化处钼却得到了富集,有时可以构成钼矿体。
从黑云母化到硅化是斑岩岩浆房热流体的退缩过程,随着热流体的退缩,天水的进入,大致在原来的黑云母化亚带的边缘发生了第三次青磐岩化。
斑岩岩浆期后的绢云母化基本上是沿着北西向弧形构造带和北西向片理化带发生。它大致叠加在原来的黑云母化亚带上面,并对它进行了强烈的改造。
绢云母化阶段延续的时间较长,在绢云母化带内热液曾发生过多次活动。主期绢云母化是在压性构造条件下产生的。黄铁绢英岩则是在张性条件下产生的。铜富集成铜矿体则是在黄铁绢英岩化的基础上,经过多次构造脉动和热液活动,对铜等元素经过多次活化迁移富集而成的。
在绢云母化带内按绢云母化强度不同,可以分成石英绢云母化,绿泥石绢云母化和绿泥石、绿帘石绢云母化亚带。石英绢云母化岩石片理化较发育,常常位于绢云母化带的中偏下盘。而铜的矿化则主要赋存于石英绢云母化亚带和绿泥石绢云母化亚带内。
在含铜的绢云母化带的基础上,沿南北向构造带叠加上碳酸盐化后,原来的含铜矿带可以得到进一步富集,但当碳酸盐化叠加在不含矿岩石时,除了碳酸盐化外,见不到任何矿化。
在碳酸盐化之后,矿田经常出现的张性构造环境已转变为稳定的压性构造环境。后来的(245Ma前)更长花岗岩岩浆的主动侵位是在相对封闭的条件下发生的。它除了对外接触带围岩发生同化混染和角岩化之外,未曾引起大规模流体活动。近接触带处的铜矿带遭受热变质后,铜明显地发生了贫化。
矿床的蚀变分带就是在上述的多次岩浆活动伴随的多次热液活动的相互叠加改造的情况下形成的。大致说来,花岗闪长岩岩浆之前和其期后生成的青磐岩化带形成了蚀变带的外带,与花岗闪长斑岩岩浆活动的同时和稍后的钾化带(包括硅化核、钾长石、石英化亚带和钾长石黑云母化亚带)产于斑岩体内和环绕斑岩体分布,绢云母化带呈扁环状大部分叠加在钾长石黑云母化亚带上面,小部分叠加在青磐岩化带上面,构成了蚀变带的中间环带。碳酸盐化带则呈条带状切穿了各个蚀变带。
矿带和矿体:铜矿带内铜的迁移富集是热流体多次活动的结果。黑云母化阶段形成了铜的初次富集,在黑云母化的基础上,后来的绢云母化和碳酸盐化都使铜得到进一步富集,从而形成了目前矿床内的矿体和矿带。
多宝山矿床内的矿带和矿体大体上环绕着斑岩体和钾化带分布于叠加在黑云母化带上的绢云母化带内。铜矿带和矿体产状与斑岩体的产状吻合。由于斑岩体呈似岩墙状向西南倾斜向北西侧伏,倾角70°~80°,矿带内诸矿体基本上也呈此产状。相对于斑岩体而言,斑岩体上盘(南西盘)比下盘(北东盘)蚀变和矿化强烈,矿区内雁行状排列的1,2,3,4号四个矿带,其中3,2,4号矿带均分布于上盘,只有1 号矿带位于下盘。斑岩体侧伏的西北部与翘起的东南部相比,西北部比东南部蚀变和矿化强烈,1,2,3号矿带均分布于西北部,只有4号带分布于东南部。
矿带是由矿体群组成的。当矿体群中间部位铜矿化强烈,相邻矿体之间分布着浸染状铜矿化时,就可以构成厚大矿体,大矿体的厚度一般200~400m,延深和延长均大于1000m。在厚大矿体两侧仍分布着条带状、透镜状从属矿体,矿区的主矿带3号矿带即属此种情况。如果矿带内条带状矿体之间基本上无浸染状铜矿化时,就形成一些彼此隔离的条带状矿体。这些矿体的规模一般厚几米到二三十米,延深和延长约三五百米。如斑岩体下盘的1号矿带即属此种情况。2号和4号矿带矿化特点基本同1号带,局部地段也有类似3号矿带者。
在多宝山矿床四个矿带中,1,2,4号带内诸矿体均分布于花岗闪长岩内。多宝山矿床的主矿带(3号带)和铜山矿床的Ⅰ和Ⅱ号大矿体的下部也分布于花岗闪长岩内,但其顶部和中部却赋存于安山岩内。根据统计资料,安山岩内矿化强度和规模与下面花岗闪长岩内矿化的强度和规模,大致呈正相关关系,顶部安山岩内铜矿化较好时,下面的花岗闪长岩就会赋存着规模较大的铜矿体,这些主矿带和大矿体,除了顶部赋存于多宝山组(O2d)底部的安山岩外,下盘都分布有铜山组(O2t3)顶部的厚层砂砾岩。矿带下盘的砂砾岩层蚀变强烈。
在主矿带内,硫化物的分带特点是,在厚大矿体的中心部位,以斑铜矿为主,向外斑铜矿数量减少,黄铜矿数量居多并过渡到以黄铜矿为主,至大矿体的边缘(包括上盘、下盘)常分布一些分支矿体,在分支矿体附近和外侧分布有黄铁矿化带,有时在黄铁矿化带的内侧和外侧,分布有锌矿化带。
铜山铜矿床:矿床内有一条东西向压扭性断层,把矿床内Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ号矿体由南东向北西推覆上来。断层上盘的Ⅲ号矿体全被剥掉,Ⅰ号矿体剥掉一半,Ⅱ号矿体的西北部刚被剥露出来。断层上盘的Ⅰ,Ⅱ号矿体仅为矿体的顶部,其上、中、下部均位于断层下盘。因上盘的Ⅱ号矿体水平投影面积较大(长1500m,平均宽230m),延深稳定,且宽度向下迅速增大,故其断层下盘的资源量可能相当可观。
矿区因地处寒温带,物理风化作用强烈。矿石致密坚硬,硫化物含量有限,不利于含铜水溶液的生成和渗滤。氧化带不发育,淋滤带与次生富集带基本缺失。从地表向下,氧化带只有10~20m,再向下常常与原生带相接。
矿石矿物:矿区的矿石类型以浸染状为主,细脉浸染状次之,在构造交叉部位和矿体的顶部有时也可见到细脉状矿石。矿石的矿物成分特点是,主要金属矿物成分简单,微量金属矿物种类繁多,石英、绢云母、绿泥石等典型脉石矿物种类较少,其他非金属矿物种类繁多。矿区已知的矿物达74种,其中金属矿物36种,非金属矿物38种,主要矿石矿物为黄铁矿、黄铜矿、斑铜矿和辉钼矿,其次为辉铜矿和黝铜矿。次生铜矿物有孔雀石、蓝铜矿、赤铜矿、铜蓝和辉铜矿等,能够综合回收利用的矿物有自然金、银金矿、自然银、辉银矿和碲银矿等。钼精矿中主要有Re,187Os,Se和一些铂族元素。氧化铜矿石在矿床中仅占矿石总量的1%~2%,脉石矿物以石英、绢云母、叶绿泥石、绿帘石、方解石、黑云母、钾长石、钠长石为主,其次是水黑云母、透辉石、铁白云石、透闪石、阳起石、高岭石、硬石膏、蒙脱石、沸石、绿泥石、白云母、红柱石、伊利石、矽线石、石膏和石榴子石等。
矿石中有用组分以铜为主,伴生有益组分有钼、金、银、铼、硒、锇、铂、钯、铱等。金和银多呈独立矿物存在,与硫化物紧密共生。通过硫化物单矿物分析,斑铜矿内含金、银较多,其他硫化物如黄铜矿、辉钼矿内也含有一定数量。通过矿石加工技术试验,铼与锇多富集在钼精矿内,99%以上的锇均为锇187Os。其他伴生有益组分可以在铜精矿和钼精矿中顺便回收。
大厂锡多金属矿田位于锡铜铅锌银锑汞成矿带中段。整个成矿带沿丹池褶断带呈NW-SE向展布。
丹池褶断带地处桂西北的南丹、河池和黔南的独山境内,长约130km,宽约10km,构造带总体走向为NW向。它是由NW向复式褶皱系和一系列NW向、NE向和近S-N向断裂组成的复合构造带。
位于构造带上的麻阳、芒场、大厂、五圩和拉利等地,是其北东侧的独山、周覃、捞村、都川和怀群等NE向背斜与之交接部位,形成大致等距(35~40km)分布的五个相对隆起区。在隆起区内发育有次级NW向倒转背斜和NW向、NE向和近S-N向断裂。在大厂、芒场两个隆起区中,有燕山晚期中酸性岩浆岩出露(图4.3)。
沿丹池褶断带从北到南依次分布有麻阳、芒场、大厂、五圩及西部的益兰等五个矿床(田),其中大厂锡多金属矿田矿化规模最大,已探明的锡金属量超过100万吨,并伴生有丰富的铅、锌、锑、银等;次为五圩矿田,其铅、锌、锑、银多金属矿床达大型规模,伴生有中小型的锡、钼、汞、铜多金属矿床;芒场矿床以锡多金属矿化为主,规模相对较小;麻阳和益兰分布汞矿床。
图4.3 丹池褶断带构造纲要图
1.三叠系;2.二叠系;3.石炭系;4.上泥盆统;5.中泥盆统;6.闪长玢岩;7.花岗斑岩;8.黑云母花岗岩;9.正断层;10.逆断层;11.性质不明断层;12.向斜轴;13.背斜轴;14.倒转背斜轴
大厂矿田内主要出露地层为泥盆系、石炭系和二叠系。泥盆系是主要赋矿层位,为一套碳质页岩、泥岩,礁灰岩,扁豆状、条带状灰岩及硅质岩的复杂岩性组合。
矿田内产出的岩浆岩属燕山晚期中酸性侵入体,为黑云母花岗岩、白岗岩、二长花岗岩、伟晶岩、花岗斑岩和闪长斑岩等。主岩体为黑云母花岗岩,在矿田中部龙箱盖地区地表呈岩枝、岩床出露,下部为隐伏岩株。次为花岗斑岩和闪长斑岩岩墙,分布于矿田西侧罗马村至龙头山一带。矿田内规模最大的褶皱、断裂构造为NW向丹池大背斜和丹池大断裂,在大背斜西侧从东向西依次有NW向大厂背斜、拉索背斜及相应出现的大厂断裂等。矿田内NW向断裂也普遍发育,并与NE向构造共同控制了矿床的产出。
大厂矿田按矿化类型和空间分布可分为三个矿带(图4.4):①西矿带主要有长坡和龙头山两个矿区,产出矿石以锡石-硫化物-硫盐类矿物组合为特征;②中矿带位于矿田中部拉么、茶山及其外围一些地区,产出矽卡岩型锌铜硫化物矿床及锑钨石英脉型矿床;③东矿带主要有大福楼和亢马两个矿床,矿石类型以锡石-磁黄铁矿组合为主。
图4.4 大厂矿田地质略图
1.三叠系;2.二叠系;3.石炭系;4.上泥盆统;5.中泥盆统;6.向斜轴;7.背斜轴;8.倒转背斜轴;9.正断层;10.逆断层;11.闪长玢岩;12.花岗斑岩;13.黑云母花岗岩;14.矿体水平投影;15.裂隙矿脉
该矿田产于北武夷与浙赣拗陷结合部位。为与晚侏罗世陆相酸性火山-潜火山岩有关的银铅锌矿床,以贵溪县冷水坑银铅锌矿田为代表。
矿田处于北武夷隆起北缘古罗岭火山构造洼地的北西边缘。出露地层主要有晚震旦世老虎塘组变质岩和晚侏罗世鹅湖岭组陆相火山岩。矿床下部还有石炭纪梓山组碎屑岩、黄龙组碳酸盐岩和晚侏罗世打鼓顶组陆相火山岩。矿区为一个遭受构造破坏的古火山口构造,鹅湖岭组凝灰岩、凝灰质砂岩、熔结角砾凝灰岩、集块角砾岩及流纹岩大面积分布,断裂构造非常发育,以北东向为主,北西向和东西向次之,北东向F1高角度冲断层和F2逆掩断层贯穿整个矿田,对控岩控矿起着重要作用。
在鹅湖岭火山喷发旋回的末期,有潜火山花岗斑岩(137 Ma)、流纹斑岩(110~107 Ma)、石英正长斑岩(122~117 Ma)和正长花岗斑岩(116.4~109 Ma)侵入。其中以花岗斑岩与银铅锌成矿关系密切。花岗斑岩体沿F2断裂带作多峰波状上侵,呈舌状岩体出露于矿田中部,面积0.36km2,岩体周边还发育有隐爆相岩石。
花岗斑岩呈浅肉红色、浅灰色,中心具清晰的斑状结构,四周为碎斑结构,块状构造,基质为显微花岗结构。岩石由石英32%、钾长石37%、斜长石27%及少量黑云母组成,其中斑晶矿物含量为28%~40%,副矿物少,主要为锆石及微量磁铁矿、磷灰石。岩石化学成分:平均SiO2 74.58%,K2O+Na2O 7.15%,Na2O/K2O 0.05,具有超酸性高钾低钠之特点。岩体87St/86Sr初始值为0.7110,全岩δ18O为+6.6‰~+10.93‰,稀土元素配分呈右倾斜“V”型曲线,δEu0.04~0.18,显示陆壳重熔的岩源特征。
据912队勘查,银铅锌矿化主要有斑岩型和层控铁锰碳酸盐岩型两类,前者产于花岗斑岩及其内外接触带中,有细脉-细脉浸染型和脉带型两种矿体;后者赋存于打鼓顶组顶部和鹅湖岭组下段铁锰质碳酸盐岩夹层之中(图4-49)。
图4-49 冷水坑银铅锌矿区地质图及剖面图(据江西912队)
矿田包括5个矿床。鲍家、银路岭、银珠山3处为斑岩型矿床,下鲍、营林2处为层控铁锰碳酸盐型矿床。具超大型规模。
斑岩型矿化以鲍家矿床为中心,总体呈北东向展布,倾向北西,沿花岗斑岩体内接触带分布。银路岭矿床位于花岗斑岩前缘(上部),银珠山矿床位于花岗斑岩体东北部。鲍家矿床以浸染状矿化为主,次为细脉浸染型矿化,矿体规模大。银珠山和银路岭矿床以细脉浸染型矿化为主,并有不规则的宽达1~2 m的大脉穿插其中,构成富矿体。细脉浸染型矿体呈似层状、透镜状,最长者达900余米,厚7.03~37.58 m,倾角20°~30°往深部变陡。
矿石含银多在150~170g/t之间,Pb+Zn>2%,受构造裂隙控制的脉状银矿体含银>200g/t。矿石类型有硫化物银铅锌矿石、铅锌银矿石两种;矿石矿物主要有辉银矿、闪锌矿、方铅矿、黄铜矿,次为深红银矿、淡红银矿、自然银等。脉石矿物有绢云母、石英、绿泥石、方解石、绿帘石等。矿石结构以自形-半自形晶粒状为主,次有熔蚀交代结构、压碎结构、固熔体分离结构等;矿石构造有细脉浸染状、细脉网脉状、条带状、块状和角砾状构造,围岩蚀变具有以花岗斑岩体为中心的多阶段蚀变叠加特征,由岩体中心向外,依次出现绿泥石绢云母化带→绢云母碳酸盐硅化带→碳酸盐绢云母化带,局部有萤石化、绿帘石化、叶腊石化及水白云母化。据912队资料,与矿化有关的绢云母K-Ar法同位素年龄为138~121 Ma,绿泥石年龄为111~84 Ma。事实上形成于122~117 Ma的石英正长斑岩脉已无矿化,考虑到测年值误差,估计从花岗斑岩成岩至最晚的蚀变矿化时间,约20 Ma左右。
下鲍和营林层控铁锰碳酸盐型银铅锌矿床,产于花岗斑岩外接触带,下鲍矿床位于中晚侏罗世打鼓顶组上部火山喷气形成的含铁锰碳酸盐岩夹层中。碳酸盐岩层比较稳定,而银铅锌矿层则主要产于邻近花岗斑岩地段。下鲍矿床位于打鼓顶组顶部,顶底以石英正长凝灰角砾岩为标志,矿体呈层状,计3~4层,厚3~15 m,埋深350~600 m,沿走向和倾向均较稳定,矿物成分以菱铁锰矿、菱锰铁矿、磁铁矿、辉银矿、方铅矿、闪锌矿为主,矿石平均含Ag 270g/t,Pb 1.40%,Zn 2.00%,具大型规模。营林矿床产于鹅湖岭组下部,埋深200 m左右,含矿稍贫,具中型以上规模(图4-50)。
图4-50 冷水坑矿区铁锰碳酸盐底板等高线及叠加银铅锌矿分布图(据江西912队)
对斑岩型银铅锌矿体矿石同位素测试结果,δ34S‰介于-2.4~+4.88之间,呈塔式分布,主要来自岩浆;δ18OH为-6.7‰~+2.06‰SMOW,δDH为-80.3‰~37.1‰SMOW,反映出除岩浆水外,尚有部分大气降水参与。矿石矿物包裹体测温结果为170~367℃,主要在高-中温阶段形成。矿物流体包裹体的特征表现为富含Ca2+、K+、Cl-和含较高的CO2 、CO等气体,含盐度为5.7%~35% NaCl,存在低盐度和高盐度两种流体。据计算,成矿压力为200×105Pa,推断成矿深度为距地表0.5~2km的浅-超浅成环境。
矿田内还见有铜、钼、金矿化。金矿化见于银珠山黑色(绿泥石化)花岗斑岩内带及其与含银花岗斑岩的内外接触带,矿田中部还发现了数条近东西向的含金硅化破碎带,但未详细探索。近期在下鲍层控铅锌银矿床中发现有共生的金矿层,远景较好。
1.矿田地质概况
金山金矿田位于德兴市东20km,地处扬子板块南缘,赣东北深大断裂带(构造混杂岩带)的北侧,铜厂铜矿田之南西。金山因古人在此采金而得名,其最早的采金历史记载可追溯到北宋时期。矿田北部即德兴铜矿田,其西有银山矿田,矿田内已发现金山大型金矿床和西蒋、石碑、八十源、朱林、蛤蟆石等中小型金矿以及一些金矿点。金山矿田内所出露的地层较单一,主要为中元古代张村岩群韩源岩组,也是矿区的赋矿地层,其原岩为一套含火山质泥砂质复理石建造,下部夹火山碎屑岩、细碧-角斑岩。经变质作用后,其岩性为绢云母千枚岩、凝灰质千枚岩以及含炭千枚岩、变沉凝灰岩,变中基性火山岩等。在矿田南侧,还有登山群以及震旦系、寒武系、侏罗系、白垩系、第四系等地层少量分布。
图4-37 火山型-斑岩体系成矿模式
矿田内岩浆岩出露较少,仅见有变余玄武岩及变余辉石闪长岩,呈层状、透镜状顺层产出。矿田北东与铜厂花岗闪长斑岩毗邻。矿田内褶皱与断裂构造发育,早期褶皱为一系列紧闭同斜褶皱,由于轴面劈理置换强烈,缺乏标志层,仅见较多小褶皱转折端,难以恢复早期褶皱的形态。晚期褶皱则为在早期褶皱形成的片理基础上发育的一系列较宽缓的背向形构造。
据研究(韦星林,1998),矿田内断裂构造是以一系列韧性剪切带为特征,主要分为两组:(1)走向北东的陡倾斜走滑剪切带;(2)走向近东西的缓倾斜推覆剪切带(图4-39)。
图4-38 银山矿区综合剖面示意图(据江西有色地勘局资料修改)
矿田东南部的江光-富家坞走滑剪切带,走向北东50°~60°,倾向北西,倾角70°~80°,宽500~600 m,由强片理化带、强褶皱带、千糜岩-片岩带组成,叠加有密集的压扭性断裂。
矿田北西部的八十源-铜厂走滑剪切带,走向北东,倾向北西或南东,倾角70°~80°,宽约500 m,中心为构造片岩或超糜棱岩,向外渐变为千糜岩、片理化(糜棱岩化)板岩。金山矿田处于上述两条北东向走滑剪切带之间,发育多条走向近东西的低角度推覆型韧性剪切带,是矿田内金矿重要的控矿、容矿构造。另外,在八十源-铜厂走滑剪切带以西,还分布着蛤蟆石-奈坑受北北东向走滑剪切带控制的、陡倾斜石英脉型为主的一系列小型金矿床和矿点。
北东-北北东向剪切带明显控制与改造了近东西向的韧性剪切带,使之发生揉皱扭曲,呈雁行状排列,其形成时代当晚于近东西向剪切带,很可能是燕山期产物。
矿田内已发现的走向近东西的低角度推覆型韧性剪切带主要有:(1)大山推覆剪切带;(2)朱林-金山-西矿韧性剪切带;(3)八十源-西蒋韧性剪切带;(4)金山口推覆剪切带。其中,目前已知的主要控矿韧性推覆变形带为:朱林-金山-西矿韧性剪切带和八十源-西蒋韧性剪切带(图4-40)。
图4-39 金山金矿田地质略图(据邓国萍资料修改)(转引自杨明桂等,2004)
图4-40 金山口-西源岭剖面示意图Pt2ZH—张村岩群;NHn—南华系河上镇群
朱林-金山-西矿韧性剪切带呈北东东向横贯金山矿田中部,其变形带的厚度为120~620 m,出露宽度200~1000 m,并呈蛇曲状出露地表,长度十余千米,剪切带的总体倾向北,倾角10°~35°,局部为45°~60°,为一缓倾斜构造,沿走向出现一系列背向形构造。据已有的研究成果显示,该韧性剪切带不仅是一条构造动力变质岩带,同时也是含金矿化蚀变带,控制的矿床有朱林、石碑、金山、西矿等矿床(其中朱林矿区东段金矿体往北倾斜已插入铜厂斑岩铜矿区范围)。在空间上,动力变质岩与矿化蚀变带的分布具有一致性,即从剪切带边部向剪切带中部,随着应变增强,出现不对称的构造岩分带,并且分别对应于不同的围岩蚀变分带和金矿化强度的分带,以金山金矿区为例,根据其特征可分为4个带(表4-22)。
表4-22 矿床构造-蚀变-矿化分带
超糜棱岩、糜棱岩带位于剪切带应变中心部位,与石英、黄铁矿、铁白云石化蚀变带对应,而且与金矿化带(Au>0.1g/t)的分布基本一致。金山金矿金矿化带分布于主剪切面的上盘,而西蒋矿区,金矿化带则分布于主剪切面的下盘。各矿区中金矿带在走向、倾向上连续、稳定。金矿体在矿化带中仅占其中的很小部分。矿体与矿化围岩之间为渐变关系,靠样品分析结果圈定(图4-41)。
图4-41 金山金矿305线剖面1—糜棱岩化板岩;2—糜棱岩化凝灰质板岩;3—糜棱岩;4—超糜棱岩;5—含炭千糜岩;6—杂砂岩透镜体;7—砂质板岩;8—钻孔及编号;9—蚀变构造岩金矿体;10—含金石英脉
韧性剪切带在宏观上标志较明显,以金山矿区为例,其主剪切面位于含炭千糜岩之上,即“黑白界面”,岩石剪切片理、S-C组构、拉伸线理等发育,镜下显微构造有:石英颗粒的波状消光、变形纹、变形带,拔丝构造及动态重结晶等,以及矿物压力影,旋转碎斑,云母鱼,S-C组构,新生矿物的定向排列等。根据宏观和显微构造显示的剪切指向分析,剪切带主剪切面上盘总体向南推覆,南京大学刘英俊等对金山矿区近东西向含炭千糜岩及初糜棱岩样品的全岩Rb-Sr等时线年龄测定,获得全岩Rb-Sr同位素等时线年龄为732.1 Ma±60.6 Ma,表明该剪切带为晋宁运动Ⅱ幕的产物,与其所在的赣东北韧性剪切蛇绿岩构造混杂岩带的形成时代一致。
矿田内后期的断裂不很发育,规模也较小,以北东向断裂为主,产状较陡,一般为50°~70°。
2.矿化类型
金山金矿田内所见的矿化类型主要有两种:即蚀变岩型和石英脉型,其中蚀变岩型矿化还可以分为:硅化岩型和蚀变千枚岩型。
硅化岩型矿化是由各种构造岩,尤其是超糜棱岩、糜棱岩经过强烈蚀变而形成,以灰白-深灰色硅化岩形式产出,与围岩界限清楚,由此类矿化形成的矿体规模一般较大,以顺面理产出为主,局部斜切面理,在空间上较为连续,矿石品位较低,平均品位一般为7~9g/t,蚀变以硅化为主,另外还有绢云母化、碳酸盐化及黄铁矿化,黄铁矿呈细粒浸染状产出,碳酸盐则呈细脉状,沿岩石裂隙发育。镜下观察,其主要矿物以石英为主,除此之外,可见少量鳞片状绢云母及细脉状方解石等碳酸盐矿物,石英大多为微小晶粒,少量原岩的石英残斑具有波纹消光等变形特点。受蚀变岩原岩岩性、破碎程度、蚀变强度的影响,矿化不均匀,破碎程度强的局部地段肉眼可见到明金。
蚀变千枚岩型:主要由粉砂质千枚岩、含炭千枚岩等经矿化蚀变而成。一般呈灰色-灰黑色,一般在硅化型矿体及含金石英脉两侧碎裂千枚岩中,矿化蚀变相对较强,此类矿化形成的矿体中矿石品位低,约为3g/t左右,与围岩界限不清。主要的蚀变类型为硅化、绢云母化、黄铁矿化、碳酸岩化及弱的绿泥石化,大多数矿石仍保留着千枚状构造。
石英脉型:为沿层间裂隙或断裂充填形成的含金石英脉,石英脉呈乳白色-灰白色,浸染状、细脉状黄铁矿发育,其规模较小,明金含量较多,品位变化大,一般数十至100g/t左右,最高可达5000g/t,石英脉比较破碎且有金属硫化物叠加发育地段,矿石品位高。
金山矿区,石英脉型矿体总体受片理、局部斜切片理的缓倾斜次级剪切裂隙控制,含金石英脉幅短小,一般长为20~30 m,最长达70 m,厚几厘米至40 cm,呈似层状、不连续的透镜状产出,局部可形成厚达3~4 m的膨大透镜体,剖面上含金石英脉之间具有尖灭侧现特点。石英脉厚度的变化同控矿断裂的产状变化有关,一般在产状变缓处,石英脉厚度变大,反映了石英脉的形成是矿液沿地层右行逆冲滑动形成的一组平行于剪切运动方向的剪裂隙充填而成。据伍勤生资料,含金石英脉中伊利石Rb-Sr同位素年龄为167.9 Ma±5 Ma,与铜厂矿田花岗闪长斑岩时代相近。说明至少有一部分含金石英脉形成于燕山期。且与铜厂岩体热作用有关。
蚀变千枚岩型矿体一般产于硅化岩型或含金石英脉的上下两侧,与之一起构成矿体,或沿剪切带、剪切带与次级断裂构造交汇部位发育。而含金石英脉则多产于硅化岩型矿化之上部。
3.矿体特征
矿区内矿体受韧性剪切带以及叠加在其上的背向形构造的控制,金矿体一般产于剪切带中心应变强烈部位的超糜棱岩-糜棱岩中。剪切带中往往发育有多个次一级的剪切带或称应变强烈部位,因此,往往出现多“层”矿体叠置现象。
剪切带与矿化带实际上是同一地质体,矿体仅为矿化带之中的一部分,矿体围岩之间无明显界限,通过采样分析按工业指标圈定。
矿区内矿体的产状与剪切带的主剪切面平行,在走向上、倾向上均呈舒缓波状延伸。其形态以似层状为主,透镜状次之,膨大缩小比较明显,一般在短轴背形的轴部矿体厚度增大,品位变富,在倾向上,矿体在剪切带产状呈陡坡处变薄,或尖灭,在陡坡两端产状变缓处膨大,形成厚的矿段,矿体一般少有分枝复合的现象(图4-42)。
图4-42 金山金矿321线剖面
矿体的规模大小差异较大,金山金矿勘探区共探明矿体10个,主要矿体V1,走向控制长1910 m,倾斜延深控制1480 m,最大厚度16.28 m,一般为1~6 m,平均3.45 m,厚度变化系数为85%,矿体中品位变化大,单工程最高品位为72.34g/t,一般为1~5g/t,矿体品位变化系数为231%。V1矿体是矿区最大矿体,总体产状与剪切带一致,总体走向为北西-南东,倾向北东,倾角10°~35°,平均为23°,为缓倾斜矿体。
石英脉型金矿体则规模要小,V4、V5矿体是金山矿区探明的石英脉型金矿体,其中V4矿体长400 m,形态为似层状,膨大缩小明显,最大厚度8.99 m,平均厚2.52 m,矿体最高品位达181.44g/t,平均15.59g/t;V5则是一透镜状矿体。
4.矿石矿物组成及结构、构造
在金山金矿各矿体中矿石矿物组成比较简单,金属矿物除自然金外,主要是黄铁矿,其次有磁铁矿、赤铁矿、金红石、毒砂、闪锌矿、黄铜矿、黝铜矿和方铅矿等。
脉石矿物主要是石英,次为绢云母、钠长石、绿泥石、铁白云石等。
矿石中硫化物的含量为1.36%~2.51%,属少硫化物型矿石,其中,黄铁矿是最重要的载金矿物,其含量约占1.17%~2.25%。
据研究(卢作祥,1992),一般矿石中黄铁矿的颜色较深,晶粒较细,晶形复杂(如五角十二面体及其聚形)或呈碎裂状,则其含金性越好。
自然金多以晶隙金、裂隙金等形式,呈不规则粒状、微细脉状、枝状赋存于黄铁矿、石英等矿物的裂隙间或矿物颗粒之中,其中单体金占85%,包体金约占15%,金的成色为950~970,其中含少量Ag、Cu、Zn等杂质。
矿石的化学成分也相应较简单,除金以外,其他有益组分Ag、Cu、Pb、Zn等含量甚微。矿石中有害元素含量甚微,As含量0.0~0.6%,平均0.14%,有机碳平均含量0.067%,石墨碳平均含量0.165%。
矿石的可选性良好,单一浮选回收率93.46%,金精矿品位58.1g/t,尾矿品位0.26g/t。
矿石以半自形-他形粒状结构、花岗变晶结构、碎裂结构、糜棱结构为主,其次有包含结构、乳滴状结构等。矿石构造以星散浸染状、细脉浸染状、角砾状构造为主,其次为脉状、网脉状、晶洞晶簇构造,条带状构造。
5.矿床成因
对于金山式金矿的成因,曾经有许多学者、专家进行专门研究,有不同的成因观点,现根据已有资料综合:
根据对区内地层变质岩(即张村岩群韩源组)的含金性研究(刘英俊等,1989),平均含金高达22.5×10-9,其中,绢云母千枚岩中金的平均含量为8.30×10-9,含炭千枚岩为12.9×10-9,角斑质凝灰岩为255.0×10-9,高出地壳平均值的2~70倍。金的赋存状态,以分散的独立矿物为主(>75%),其次为包裹于硫化物的微粒金(12%~15%),再次为分散状态的微细金(7%~8%),表明变质岩中金绝大部分为活化金,在热液成矿作用过程中可成为提供较多金的来源。
变质岩原岩为一套复理石-类复理石火山-沉积建造,原岩中金的初始来源与海底火山喷发或火山喷气-热泉沉积密切相关。金可能随岩浆喷发时的凝灰质或玄武岩携带并沉积下来,或溶入海水中并在还原条件下被碳质或黄铁矿等吸附,使金在地层的部分层位中达到初始富集。
从矿石的硫、铅同位素的研究(卢作祥,1992),黄铁矿中硫同位素δ34S与地层中δ34S数值相近,均在3‰~5‰范围内,偏离陨石硫范围不大,表明其硫的来源主要为深源,与围岩中的变基性火山岩为同源关系,与邻区铜厂斑岩型铜(金)矿床中黄铁矿硫同位素(δ34S 3.1‰~4.0‰,平均0.22‰)不同,因此认为成矿中硫来源于围岩。
矿石中铅同位素比值207Pb/204Pb和208Pb/204Pb对206Pb/204Pb图解上的投影点位于造山带演化曲线附近,表明矿石中Pb为幔源铅和壳源铅充分混合的结果,表明成矿物质主要还是来自地层(图4-43)。
从稀土元素地球化学特征来看,金山矿区矿石的稀土元素配分模式、稀土元素组成特征同该区变质岩石的稀土元素配分模式及组成特征有较好的相似性,而与邻区燕山期成矿岩体稀土元素组成特征具有明显的差异,从另一个侧面反映成矿物质与地层间的密切关系(图4-44)。
根据矿区内矿物流体包裹体测温资料统计(卢作祥等),金山矿床成矿温度变化范围均一化温度在180~320℃之间,平均值为225.2~295℃,爆裂温度在217~420℃之间,平均300℃左右,显示金山矿床的中温热液成矿特征。
图4-43 金山金矿床207Pb/204Pb和208Pb/204Pb对206Pb/204Pb图解
图4-44 金山矿区岩(矿)石稀土元素配分曲线
矿物包裹体流体成分测定,金山金矿成矿流体为富CO2、S的中-弱酸性溶液,其阴离子以F-、Cl-、 为主,阳离子主要为K+、Na+、Ca2+、Mg2+等并含有微量的Cu2+、Zn2+和Au+等成矿元素离子,pH值一般低于7,多在5.3~6.9之间,说明成矿时其成矿介质为弱酸-中性条件,氧化还原电位456~476(+mv),反映成矿时流体处于弱酸性-还原环境。
从流体包裹体成分推测成矿时金可能以络合物 [AuS]、[AuS2]、[Au(SO4)2]、[AuHS2]-等形式,早期还可能有 络合物等形式存在。温压、pH值变化以及还原剂的作用,促使金沉淀富集。
综合所述,金山金矿的多元成矿特征明显,成矿作用至少经历了四堡期火山-浊流沉积及其金的原始聚集→晋宁期动热变质金矿活化迁移和初始富集→燕山期构造-岩浆活动叠加改造3大阶段。据同位素测年资料,金山矿田韧性剪切带Rb-Sr等时线年龄为732.1 Ma±60.6 Ma,含金石英脉中伊利石Rb-Sr同位素年龄为167.9 Ma±5 Ma(伍勤生,1988),前者与晋宁期动热变质时代相当,后者显然与燕山期热事件有关。
德兴斑岩铜矿田位于乐平-万年逆冲推覆构造带的前缘,德兴-弋阳构造混杂岩带之内,由一系列被韧性剪切系切割呈北东东向展布的构造堆叠变质岩和蛇绿岩块组成,属中元古代张村岩群,其岩性为绢云母千枚岩、粉砂质千枚岩、凝灰质千枚岩、变沉凝灰岩、间夹变质安山玢岩和英安岩。矿田内,呈北西向排布的富家坞、铜厂、朱砂红3个含铜花岗闪长斑岩株均产于构造混杂岩带北西缘的内侧,在剖面上呈叠瓦式由南东往北西迭次倾伏下插,深部联成一体,呈现受北东向叠瓦式断裂与北西向横张断裂带复合控制的特点(图4-29)。
在TM图像上,矿田为一影像和色调异常区,它被夹持在两条北东向的断裂间,且被囿于一大型椭圆形环形构造中,其内小型环形构造和北东、东西、北西、北北东及南北向的线性断裂十分发育,它们与已知的或推测的隐伏-半隐伏成矿斑岩体大致吻合。
图4-29 德兴斑岩铜矿田地质图(转引自杨明桂等,2004)
含矿斑岩——花岗闪长斑岩为燕山早期第二阶段产物,与其伴随的还有石英闪长玢岩、闪长玢岩等,组成一侵入杂岩体。据观察研究,从早到晚岩浆侵位的顺序为:成矿前闪长玢岩、石英闪长玢岩(192 Ma)→成矿期花岗闪长斑岩(172~157 Ma)→石英闪长玢岩→成矿后闪长玢岩(96 Ma)。晚期脉岩还有钾长花岗细晶岩、辉绿岩、煌斑岩等。往深部花岗闪长斑岩向似斑状花岗闪长岩、石英-二长闪长玢岩过渡。据物探资料推测,可能与下部大岩基(上岩浆房)相连。
3个含矿斑岩呈小岩株状产出,铜厂岩体出露面积为0.7km2,富家坞岩体0.2km2,朱砂红岩体0.07km2(地表为环形脉群,-200 m标高以下汇合成岩株),沿295°方向呈串珠状分布,单个岩体呈岩筒状往北西倾伏,侧伏角40°~60°,且由南东往北西依次变陡。岩体与张村岩群变质岩呈侵入接触关系,其顶部出现不规则筒状或漏斗状的隐爆角砾岩,角砾成分为浅变质围岩和花岗闪长斑岩,胶结物亦为花岗闪长斑岩,角砾呈棱角状或次棱角状,砾径一般5~10cm,最大1.5 m。围岩遭受不同程度的接触热变质,近岩体者为角岩,远者渐变为斑点千枚岩,热变质带宽度一般200~500 m。
含矿花岗闪长斑岩具斑状-似斑状结构,块状构造。斑晶含量35%~60%,以中长石、角闪石和黑云母为主,少量钾长石被熔蚀呈浑圆状的石英,粒径0.5~5 mm;基质呈微-细粒他形粒状,以长英质为主。岩石主要矿物含量:石英18%~22%,斜长石48%~52%,钾长石14%~16%,投影于国际分类图中,主要落在花岗闪长岩区,个别落在石英二长闪长岩区。岩石中的副矿物为磁铁矿-磷灰石-榍石-锆石组合。
斑岩体岩石化学成分见表4-14,显示出弱酸性富碱的特点,为分异程度较好的钙碱性岩石。
表4-14 德兴铜矿田含矿斑岩与中国、世界同类岩石化学成分(%)对比
(1)括弧内的数字为样品数,江西地质科研所资料;(2)据黎彤等,1962;(3)据戴里,1933。
成矿元素浓度系数较高,据测试及对比计算(裴荣富等,1998),花岗闪长斑岩Cu、Pb、Zn、Mo、Ag的浓度系数分别为6.27、1.73、0.61、4.11和5.80;石英闪长玢岩分别为2.19、3.33、1.53、2.22和14.29。Au虽未作系统的对比研究,但其储量已具超大型规模。
岩石锶同位素初始值为0.7043~0.7047;岩石中石英斑晶δ18O(SMOW)为+8.17‰~+9.99‰,具正常花岗岩氧同位素组成特征;长石铅同位素测试结果为206Pb/204Pb17.065~18.080,207Pb/204Pb 15.506~15.640,208Pb/204Pb 38.166~38.313,变化不大,放射铅含量少,μ值低,同样显示壳-幔混熔的岩源特征。
岩石稀土元素总量∑REE为60.99×10-6~122.36×10-6,低于同类岩石1.5~4.8倍,∑Ce/∑Y为6.08~6.96,δEu0.99~1.07,轻稀土含量相对较高,无Eu亏损,稀土配分模式为向右倾的斜线(图4-30)。
图4-30 铜厂花岗闪长斑岩稀土配分模式(据江西地质科研所)
蚀变和矿化具多期次叠加的特点,并呈现中心式+接触带式的分带模式。根据蚀变矿物共生组合及相互交代穿插关系,可把整个蚀变过程分早、中、晚3期:早期属岩浆晚期残余气液蚀变,即自变质期,在斑岩体内形成面型钾长石化(钾长石K-Ar同位素年龄为157~152 Ma),有少量浸染状铜、钼矿化;中期属岩浆期后热液蚀变,主蚀变期是石英-绢云母-绿泥石化(绢云母K-Ar同位素年龄为112 Ma),蚀变中心位于斑岩接触带,呈面型往内、外扩展,并叠加改造岩浆晚期的蚀变带,伴随较强的铜硫金矿化;晚期蚀变主要在岩体浅部和围岩中呈线型分布,叠加于早期蚀变带之上,形成次要的铜、钼、铅、锌矿化。根据蚀变矿物共生组合的变化和不同蚀变类型发育的强度以及蚀变的原岩岩性,将矿田面型蚀变分带作如下划分(表4-15)。
表4-15 德兴铜矿田面型蚀变分带
工业矿体主要产于中期蚀变的石英-绢云母化带内,受岩体顶部或附近围岩的网状破裂系统控制。成矿作用前后包括残余岩浆气液、岩浆期后热液和表生成矿3期,而以岩浆期后热液成矿为主。残余岩浆气液期仅具轻度钾化和初期浸染状铜钼矿化。岩浆期后热液成矿期是铜金的主要成矿期,可分4个阶段:(1)硅酸盐-氧化物-硫化物阶段,主要矿物共生组合为钾长石、石英、水白云母-黄铁矿、黄铜矿、辉钼矿、磁铁矿,主要发育在岩体内接触带或其深部;(2)石英-硫化物阶段,主要矿物共生组合为石英、绢云母-黄铁矿、黄铜矿、辉钼矿,发育在岩体内外接触带的中-强蚀变带中;(3)硫化物阶段,主要矿物共生组合有绿泥石、水白云母-黄铁矿、黄铜矿、辉钼矿,广布于矿田各蚀变带内;(4)碳酸盐-硫酸盐-硫化物阶段,主要矿物共生组合为方解石、硬石膏-黄铁矿、黄铜矿、辉钼矿,多见于矿床浅部。表生作用的意义不大,在次生富集带铜稍有富集。
铜矿体赋存于斑岩体内外接触带,且以外带为主,岩体中心为无矿或贫矿核心,总体呈筒状体,铜品位较均匀,矿体与围岩无明显界线,全凭化验结果和工业指标圈定。主矿体倾角常小于岩体接触带倾角,上盘厚大,铜品位较高,下盘矿体较小,钼品位稍高。赋矿标高由+400 m至-800 m以下,垂深>1200 m。已勘查的3个矿床,矿体形态如表4-16。
表4-16 德兴斑岩铜矿田矿体产状形态
在垂直剖面上,表现为侧向和垂向分带,上述各蚀变带常呈上宽下窄的楔状体(图4-31)。
勘查资料表明,德兴斑岩铜矿的矿化非常集中,主要矿体规模巨大,形态规整,品位稳定,含矿率达0.83%~0.92%。铜厂矿区产于花岗闪长斑岩体接触带的南山-北山矿体,呈斜楔空心筒状,长1200 m,宽300~500 m,厚200~600 m,倾角30°~50°,埋深40~400 m,平均含铜0.454%,储量近500万吨,占矿床总储量的95%。富家坞矿床为一完整的空心筒状矿体,长1100 m,宽625~950 m,矿体外环弧长2800 m,环宽200~500 m,倾角25°~46 °,埋深0~410 m,平均含铜0.501%,储量达257万吨。朱砂红矿区矿体呈脉状、透镜状,储量计算的主要矿体6个,以Ⅱ号矿体规模最大,该矿体长1200 m,厚20~147 m,斜深800 m,倾角45°~55°,埋深30~910 m,平均含铜0.42%,占矿床储量的42%。
矿石中的矿物有90种以上,以硫化物类为主,硅酸盐类次之,少量氧化物、碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐、氟化物、碲化物以及自然元素类。矿石中金属硫化物含量不高,在原生矿石中只占重量的4%~5%,以黄铁矿、黄铜矿居多,辉钼矿次之。黄铜矿在原生矿石中占铜矿物的90%以上,其他为黝铜矿、砷黝铜矿和辉铜矿;次生铜矿物有斑铜矿、辉铜矿、蓝辉铜矿、铜蓝、孔雀石和蓝铜矿等。金主要呈独立矿物存在,自然金为主,占金矿物的90%,其余的金矿物有银金矿、碲金矿、碲金银矿等。脉石矿物一般占重量的95%左右,主要为石英、绢云母、水白云母、伊利石、绿泥石等。
图4-31 德兴铜矿田蚀变分带剖面(据朱训等,1983)
矿石结构以他形粒状结构,半自形粒状结构,包含结构,粒间充填交代结构,裂隙充填交代结构以及交代残余结构最发育。矿石构造以细脉浸染状为主,次为脉状构造和浸染状构造。矿石类型有细脉浸染型,细脉型和浸染型3种,其中以细脉浸染型矿石为主。
矿田及矿床成矿元素及指示元素地球化学晕组分复杂,元素分带及浓度分带特征显著,总体形态与矿化蚀变带一致。以3个斑岩体的连线为中心,整个矿田形成一个北西向展布由多元素组合的同心环状异常,水平方向上具水平分带,垂直剖面上表现为侧向分带和垂直分带,三度空间上呈倾斜的钟状正向分带。水平方向上,Cu、Mo、Au、Ag等成矿元素浓集在斑岩体及接触带附近,矿体边缘及外侧出现Pb、Zn、Co、Ni、Mn、W、Bi等元素的异常带;垂向上,矿体上方有Hg、Mn、Pb、Zn、Ag等前缘元素异常,近矿体有Rb、W、Co、Ni、Ti等近矿指示元素异常,矿体部位有Cu、Mo、Au、Ag等元素浓集。值得指出的是,在区域铜钼高背景区中,环绕矿田Cu、Mo高异常的外围,有一环状含铜低值区存在。矿田异常铜含量100×10-6~1000×10-6,其外侧为含铜量46×10-6的负异常带,宽2~5km不等,再向外侧为平均含铜量65×10-6的区域高背景场。矿田周围环状负异常的出现,可能是因岩浆侵位而受热的地下水在循环过程中,将围岩中的铜萃取带出,部分可能已带入矿田的结果(图4-31)。
历年来,一些单位或学者对矿田进行了大量的硫同位素、氧同位素及矿物包裹体研究,为成矿环境、成矿流体来源、特点及其演化的分析,提供了宝贵资料,现简述如下:
江西地质科研所等单位在铜厂、富家坞、朱砂红铜矿和大茅山硫铁矿采集的136个硫化物金属矿物δ34S测试结果(表4-17),可以看出,各矿区硫化物δ34S组成相似,介于-4.0‰~+3.1‰之间,绝对值小,变化范围窄,具有深源硫的特点。
表4-17 德兴铜矿田硫同位素组成
朱训等在矿田内不同蚀变-矿化带分别采集了一批氧同位素样品,其测试结果反映出了成矿流体的来源及演化规律:岩浆晚期残余气液蚀变矿化期矿化流体δ18O值为+6.77‰~+7.44‰SMOW,属岩浆水范畴。岩浆期后中温热液成矿期的石英-硫化物阶段,含矿流体δ18O值为+4.68‰~-2.5‰SMOW,平均+1.4‰SMOW,明显低于正常岩浆水δ18O(+6‰~+9‰SMOW)。其中,早期含辉铜矿、黄铁矿、黄铜矿石英脉δ18OH(+4.68‰SMOW)高于黄铁矿、黄铜矿石英脉(δ18OH为+2.03‰~-2.5‰SMOW)。石英-绢云母化带中,产生绢云母化蚀变的热液δ18OH2O为+2.74‰~+4.67‰SMOW,平均+3.74‰SMOW。绿泥石-水云母-碳酸盐化带中,产生绿泥石化的水流体δ18OH为+2.5‰~-2.94‰SMOW,平均-0.19‰SMOW,具加热雨水性质(表4-18)。
表4-18 德兴铜矿田氧同位素组成
注:SMOW标准平均海水,样品由宜昌矿产所测试,数值引自朱训等,1983。
矿田中矿物包裹体有4种类型,即气液两相、气相、含液相CO2和含子矿物多相包裹体。其中,多相包裹体分布于接触带两侧;含液相CO2包裹体多分布于围岩矿体中;气液包裹体多在矿床边缘及外围。成矿流体的含盐度具有分带性,其中以接触带浓度最大,向内外两侧依次递减。据李荫清等研究,铜厂矿床多相包裹体含KC1 116%~20%,NaCl 26%~39%,总盐度42%~59%;气液包裹体含盐度为9%~23%,气体包裹体含盐度为1%~21%。石英包裹体成分分析结果表明,阳离子以K+、Na+为主,其次有Ca2+、Mg2+等。K+/Na+0.37~5.53,其中富家坞平均1.17,铜厂平均2.44;Ca2+、Mg2+浓度比K+、Na+低一个数量级,Ca2+/Mg2+0.39~6.42,平均0.73。石英包裹体中阴离子主要是Cl-和F-,其次有
大别-台湾走廊域成矿区带形成的四维结构
、HS-等;Cl-/F-13.04~246.08,其中铜厂平均29.45,富家坞平均70.06,Cl-明显高于F-。CO2含量普遍较高,并含有Cu、Fe、Pb、Zn、Al、Ni、Mo、Mn、Ag等金属元素,其中Cu含量29×10-6~2730×10-6。故矿田含矿流体应属NaCI-KCl-CaSO4-MgSO4-H2O体系,富卤素、富碱并含一定量金属元素的溶液。根据矿田278个样品(爆裂法和均一法)测温结果,可分出4个温度区间:(1)岩浆晚期残余气液蚀变矿化期为580~570℃;(2)高中温热液硅酸盐-氧化物-硫化物阶段为390~280℃;(3)中温热液石英-硫化物和硫化物阶段为280~210℃;(4)中低温热液碳酸盐-硫酸盐-硫化物和碳酸盐-硫酸盐阶段为210~160℃。主要成矿阶段矿物的生成温度,通常由接触带向内外两侧递减。
芮宗瑶等利用矿田测得的多相包裹体的均一温度和含盐度数据,估算成矿时的均一瞬间压力变化为850~1850大气压(861×105~1875×105Pa);根据气体包裹体的测试资料估算沸腾蒸气压为90×105~220×105Pa。桂林冶金地质研究所对富家坞矿区脉石英包裹体的研究发现,一些六边形包裹体气相体积占50%~76%,并在555~540℃均化为气相,说明包裹体是在成矿早期沸腾蒸气中捕获的,当时压力应当很低,从同一晶体的其他包裹体测得液相CO2体积百分率为10%~15%,按普尔托夫关于H2O-CO2系统中CO2含量-均化温度-压力关系图解,求得成矿压力为150~200大气压(152×105~203×105Pa)。故矿田成矿压力估算值为100×105~1800×105Pa,结合宏观地质资料分析,以300×105~1000×105Pa可能性最大。由此计算出成矿深度为1~3.5km,为浅-超浅成环境。
矿田内,离花岗闪长斑岩稍远的变质岩围岩裂隙中,还赋存有大茅山式黄铁矿大脉和官帽山式含铜黄铁矿大脉,它们与斑岩型铜(钼金)矿体处于同一成矿系统,具有密切的成生联系,可构成一个完整的成矿模式(图4-31)。
矿田位于怀玉坳陷内,北距赣东北构造蛇绿混杂岩带10余千米,出露地层主要有南华—震旦系浅变质的砂岩、千枚岩、炭质板岩与不纯灰岩,寒武系页岩、钙质页岩夹泥灰岩和瘤状灰岩,三叠系陆相砾岩、砂砾岩、砂岩以及侏罗系火山熔岩。区域构造线方向为北北东向和北东向,次级断裂主要有北东、北东东、北北东和北西向4组。燕山期灵山复式花岗岩体出露在矿田中部,平面上呈卵形,长轴近东西向,面积200km2,椐物探资料分析计算,岩体下部向东、西方向平缓延展,呈巨大的透镜状,底板在地表7km以下消失。主岩体同位素年龄为140~107 Ma,系燕山晚期产物。自早而晚依次为灰色中粒环斑角闪黑云二长花岗闪长岩→灰色细粒环斑角闪黑云二长花岗岩→晶洞碱长花岗岩大岩墙→灰白色细粒角闪黑云正长花岗岩→肉红色中粗粒黑云碱长花岗岩,发育巨大晶洞,其分布由早而晚由边缘→中部。岩体含较多的微粒闪长岩深源包体及围岩俘虏体。据李昌年等研究,认为具玄武质岩浆喷射浆混特征。岩体内外接触带,发育有脉状及不规则状铁锂云母钠长石化花岗岩(γAⅠ),铌含量高,同位素年龄127~109 Ma。主岩体中部沿北东向断裂带尚有燕山晚期细粒似斑状花岗岩瘤、岩墙呈串珠状分布,同位素年龄为105~95 Ma
灵山岩体西侧2km松树岗地区的地下深200 m处发现一隐伏花岗岩株,岩性以中细粒铁锂云母钠长花岗岩(γAⅡ)为主,同位素年龄116~109 Ma,蚀变较强,局部见晶洞构造,具铌钽钨锡钼矿化。此外,矿田内还发育有闪长岩脉、花岗岩脉、花岗斑岩脉、细晶岩脉和伟晶岩脉等,其中花岗伟晶岩脉分布于灵山岩体内外接触带,以黄山地段发育最好(图4-45)。
从灵山、黄山、松树岗等不同侵入体的岩石化学成分看(表4-23),自早期侵位的黑云母花岗岩到成矿期的钠长花岗岩,有自酸性花岗岩浆向碱性花岗岩浆的演化趋势。将岩体的化学成分用CIPW法换算成标准矿物分子,然后投影到Or-Ab-Q分类图上(图4-46),可以看出,松树岗隐伏花岗岩体和黄山含铌花岗岩,与灵山岩体各期相岩石在成岩时间上虽有明显的阶段性,但在岩石化学成分上却显示了继承性,灵山岩体由钾钠花岗岩和钠长花岗岩组成,而松树岗和黄山岩体则为钠长花岗岩及石英钠长岩,说明岩浆从早期的富钾向晚期富钠方向演化。
图4-45 灵山复式岩体地质示意图
表4-23 矿田及国内花岗岩石化学成分(%)对比
图4-46 矿田花岗岩岩石种类(章锦统等,1985)
灵山复式花岗岩体同位素测试结果:δ34S‰为+0.6~6.3,全岩δ18O‰为+7.2~9.9,δD‰为-83.64~ -120.33,87Sr/86Sr初始值0.7024,稀土元素含量∑REE为60.61×10-6~513.6×10-6,∑Ce/∑Y平均为4.21,以轻稀土为主,自早期的黑云母花岗岩至晚期的碱长花岗岩稀土总量大幅度降低,重稀土所占比例略有上升,δEu0.10~0.48,Eu亏损明显,稀土配分模式为向右倾斜的“V”型曲线(图4-47)。
从上述岩石化学、岩石地球化学特征以及岩石学的一些宏观特征(如具环斑结构、晶洞构造,含深源包体等)分析,灵山(包括黄山、松树岗)复式花岗岩体既不同于陆壳重熔的S型花岗岩,又与壳幔混熔的Ⅰ型花岗岩有明显区别,而具有A型花岗岩的主要特征(戚建中,2000)。
矿田内,围绕灵山复式岩体有大小内生矿床及矿点十多处,成矿元素以Ta、Nb为主,其次为W、Sn、Mo、Li、Ru、Zr、Hf、Th、Cu、Pb、Zn、Fe等,其中黄山铌钽矿和松树岗钽铌矿具有大-超大型的潜在规模。
黄山铌钽矿产于灵山岩体西南缘,该岩体的内外接触带发育有不规则状铁锂云母钠长石化花岗岩、花岗伟晶岩岩瘤和岩脉,矿体即产于其中,稀有金属矿物以铌铁矿为主,次为锆石、钍石和钛钽铌矿。可分为花岗岩类和伟晶岩类两大类型矿体,前者分布在主岩体缘侧,多呈隐伏状,限于勘探深度(钻孔多在矿体内终孔),矿体形态及规模未完全查明;伟晶岩型矿体则分布于主岩体外接触带,产于寒武纪中世杨柳岗组灰岩中,产状大至平行于岩体接触带,向岩体方向倾斜,倾角25°~40°,已发现含矿伟晶岩脉70余条,单脉长175~600 m,厚2~19 m,延深20~350 m,伟晶岩结构简单,分带不明,具中粒结构及伟晶结构,以石英-钠长石集合体为主,偶见微斜长石及锂辉石块体。两类矿体均遭受钠长石化和铁锂云母化,蚀变越强,矿化越好。参与储量计算的矿体16个,多呈透镜状、脉状产出,主矿体长590 m,沿倾斜宽232 m,平均厚41.3 m,倾角30°~45°,埋深62~308 m,主要有益组分为Nb、Ta、Zr、Hf和Th。矿床Nb2O5储量达中型规模,品位较高(Nb2O5 0.0437%);钽储量达大型规模,但品位偏低(Ta2O50.0044%)。
图4-47 灵山地区各类岩石的稀土元素分布模式(据白鸽,1989)
松树岗钽铌矿床位于灵山岩体西侧2km处的隐伏花岗岩体顶部和边部。矿区出露地层为南华纪早世志棠组砂质千枚岩、凝灰质板岩、沉凝灰岩及细粒长石石英砂岩;总体上为一轴向北东东,北西翼向南东倒转的背斜构造,北东、北西和东西向断裂构造发育;隐伏岩体呈岩钟状侵位于变质岩中,处于细脉-网脉型钨锡矿体的深部。岩体顶面最高处标高412 m,距地表180 m,岩体上部周边产状较陡,下部往南东东方向逐渐变缓,已有钻孔控制的隐伏岩体水平投影面积0.85km2。岩体蚀变强烈,垂向上分带明显,自上而下可分5个带(图4-48)。
1)似伟晶岩带(γρ):产于岩体最顶部,由粗晶肉红色微斜长石(>80%)、石英和绿褐色铁锂云母组成,微斜长石长约5 cm,石英长3~4 cm,铁锂云母片径达2 cm。副矿物和稀有金属矿物少见。厚0~18 m。
2)微斜长石岩带(γκ):岩石几乎全由自形-半自形微斜长石组成。往深部,微斜长石中逐渐出现钠长石条晶,其粒间也出现钠长石。由于遭受云英岩化,此带残存厚度为0~40 cm。
图4-48 松树岗岩体内外的矿化分带示意图(据白鸽,1989)
3)云英岩化花岗岩带(γg):主要由铁锂云母、石英和黄玉组成。稀有金属矿物有铌铁矿、铌钽铁矿、细晶石和四方钽锡矿;有色金属矿物有锡石、方铅矿、黑钨矿、闪锌矿和少量辉钼矿。带中可见微斜长石的交代残余。最大厚度达120 m。
4)微斜长石钠长石化花岗岩带(γAκ):岩石主要由微斜长石、石英及钠长石组成,次有黄玉、铁锂云母等。岩石具细粒似斑状结构,局部见晶洞构造。细晶石、铌钽铁矿、锡石、闪锌矿和黄铁矿含量较多。此带最大厚度140 m。
5)强钠长石化花岗岩带(γAs):此带以白色和出现冰晶石为特征,具似斑状结构,块状构造。岩石主要由微斜长石(15%~25%)、钠长石(35%~60%)、石英(15%~30%),铁锂云母(2%~6%)和黄玉(2%~4%)组成,斑晶为微斜长石与石英,副矿物以铌钽铁矿和黄铁矿居多。
铌钽矿体主要产于隐伏花岗岩体顶-边部的云英岩化花岗岩、微斜长石钠长石化花岗岩和强钠长石化花岗岩等蚀变带内,矿体赋存标高在412 m至-202 m之间,埋深在距地表180 m以下。经详查,已控制矿体长1320 m,宽640 m,最大厚度(假厚)450 m(尚未揭穿矿体)。稀有金属矿物铌钽铁矿、铌铁矿、钽铌铁矿、细晶石、四方钽锡矿等多嵌布于铁锂云母、钠长石等矿物粒间,也有包裹于造岩矿物之中的,粒径0.02~0.31 mm。铌钽独立矿物中的铌钽含量占矿石中铌钽总量的60%~70%,其余分散在锡石、黄玉、黑钨矿等矿物之中;此外,矿石中还含有方铅矿、闪锌矿、辉钼矿、黄铜矿、黄铁矿、独居石、钍石、毒砂等金属矿物。经详查,矿区储量/资源量钽具超大型规模;铌具中型规模;铷也具超大型规模。
松树岗隐伏岩株顶部围岩云英岩化强烈,内含云英岩型和细脉浸染型钨锡钼矿体。云英岩在地表呈囊状,深部多呈透镜状或条带状,多平行于隐伏岩株接触带延展,最大厚度20余米,岩石主要由石英、铁锂云母及黄玉组成,锡石和黑钨矿呈浸染状分布其中,局部见多量的黄铁矿、方铅矿和闪锌矿,矿石品位:Sn 0.214%,WO3 0.129%,伴生铌钽。在近地表部位,石英细(网)脉带型钨锡钼矿叠加在云英岩型钨锡矿之上,含矿石英细(网)脉密集成带,单脉长数十厘米至数十米,脉幅1 m m至数厘米,围岩蚀变有云英岩化、黄玉化、铁锂云母化和硅化,已圈定矿体长345 m,一般厚1~3 m,最大倾斜延深390 m,工业矿物主要为黑钨矿、锡石和辉钼矿,平均品位:WO3 0.245%,Sn0.649%,Mo0.50%。
远离隐伏岩体的蕉岭、杨枚岗、庙脚等地,尚有石英脉型钨锡多金属矿和铅锌矿。矿化带走向长2700 m,宽320 m,矿化极不均匀。矿体呈脉状产出,脉幅0.1~0.55 m,单脉长数米至300 m,金属矿物有方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、黄铜矿、黑钨矿、锡石、磁黄铁矿、毒砂等,钨、锡、锌、铅均为小型规模。
由此可见,横峰葛源矿田是与燕山期碱性花岗岩浆活动有关的超大型稀有金属矿田,伴生或共生丰富的有色金属矿产,矿化具有明显的分带性,尤以松树岗地区最为典型:垂直方向上,从深部的岩体型钽铌铷矿化至接触带(外接触带为主)的云英岩型钨锡矿化、远离接触带的石英细脉带型钨锡矿化;水平方向从岩体顶部围岩中的锡钨钼矿化→两侧的锡矿化→外围的铅锌矿化,形成岩浆晚期—岩浆期后交代→气成高温热液→中低温热液的矿化系列。
矿田内,所发现的黄山和松树岗两处大-超大型钽铌矿床,地质勘查的广度和深度均不够,崇山峻岭钻探深度多在500 m以内,多未揭穿矿体。再者,围绕灵山复式花岗岩体,还有大岭、松树井、塘里、南山、石人殿等原生铌钽矿床(点)和一批冲积型铌钽砂矿,均是重要的找矿线索,资源潜力极大。