陕西镇安地区钨成矿地质条件及找矿潜力
doi: 10.20008/j.kckc.202504007
段湘益1,2 , 李维成2,3 , 董王仓2,3 , 吕渡1,2 , 王海元4 , 杨帅1,2 , 杨涛1,2 , 高海峰1,2 , 朱伟1,2
1. 自然资源陕西省卫星应用技术中心,陕西 西安 710000
2. 陕西省地质调查院,陕西 西安 710000
3. 陕西省矿产地质调查中心,陕西 西安 710068
4. 西安华地矿业管理有限公司,陕西 西安 710000
基金项目: 本文受陕西省公益性地质调查项目(20170302、20170309、20180301、202508)、中国地质调查局项目(DD20160346、DD20190379、 12120114058301)及陕西省地质灾害隐患识别中心建设(二期)(陕自然资勘发〔2021〕42号)、陕西省矿区(山)矿体三维结构模型建设(陕自然资矿保函〔2024〕91号)联合资助
The geological conditions and prospecting potential of tungsten mineralization in Zhen'an area, Shaanxi Province
DUAN Xiangyi1,2 , LI Weicheng2,3 , DONG Wangcang2,3 , LYU Du1,2 , WANG Haiyuan4 , YANG Shuai1,2 , YANG Tao1,2 , GAO Haifeng1,2 , ZHU Wei1,2
1. Shaanxi Satellite Application Technology Center for Natural Resources, Xi’an 710000 , Shaanxi, China
2. Shaanxi Institute of Geological Survey, Xi'an 710000 , Shaanxi, China
3. Shaanxi Center of Mineral Resources and Geological Survey, Xi’an 710068 ,Shaanxi, China
4. Xi'an Huadi Mining Management Co., Ltd., Xi’an 710000 , Shaanxi, China
摘要
秦岭造山带是中央造山带的重要组成部分,在中国大陆地壳的形成、演化中占据着突出地位,近年来在南秦岭镇安地区取得了钨找矿重大突破。为进一步挖掘找矿潜力,扩大找矿成果,本文在地质工作项目和前人成果的基础上,通过对镇安地区区域地质背景、成矿地质条件、成矿规律、典型矿床特征等方面进行综合研究。结果表明,矽卡岩型钨矿床(点)主要产于燕山期中酸性花岗岩与寒武系—奥陶系石瓮子组碳酸盐岩的外接触带,矿体受岩体、构造、地层“三位一体”控制,成矿时代为燕山早期;岩浆热液脉型钨矿床 (点)产于印支—燕山期中酸性花岗岩体与寒武系—奥陶系碳酸盐岩—碎屑岩或二者接触带的节理裂隙中,具“上脉下体”、“上钨下铍”的垂向分带特征,成矿时代主要为印支晚期;风化残坡积型钨矿床赋存于第四系坡积物中,成矿时代为喜马拉雅期。东阳—核桃坪钨矿集区深部具有找寻盲矿或第2个钨矿体富集带的潜力,东阳—核桃坪、大菜子沟和小磨岭西部等找矿远景区的工作程度较低,具有寻找钨多金属矿床(点)的潜力。
Abstract
The Qinling Orogen is a significant component of the Central Orogenic Belt in China, playing a crucial role in the formation and evolution of the mainland crust. In recent years, there have been significant advancements in tungsten exploration in the Zhen'an area of southern Qinling. This study aims to conduct a comprehensive investigation of the geological background, ore-forming geological conditions, ore-forming regularities, and typical ore deposit characteristics in the Zhen'an area to further explore the mining potential and expand the mining results based on the geological work project and previous research. The research findings indicate that the skarn-type tungsten deposits are primarily found in the outer contact zone between the Yanshanian acidic granite and the Cambrian-Ordovician dolomite of the Shiwengzi Formation. The ore body was controlled by the rock mass, structure, and stratigraphy, and the mineralization occurred in the Early Yanshanian period. The magmatic-hydrothermal vein-type tungsten deposits are located in the joints and fissures of the Indosinian-Yanshanian acidic granite and the Cambrian-Ordovician carbonate and clastic rocks, with a vertical zoning characteristic of upper vein and lower body, upper tungsten and lower beryllium, and the main mineralization period was in the Late Indosinian period. The weathered residual slope-type tungsten deposits are hosted in Quaternary slope deposits and formed in the Himalayan period. There is potential to search for blind ore bodies or the second tungsten deposit enrichment zone in the deep part of the Dongyang-Hetaoping tungsten deposit cluster. Based on the low level of exploration work, the prospecting areas of Dongyang-Hetaoping, Dacaizigou, and Western Xiaomoling have the potential to explore tungsten-polymetallic deposits.
0 引言
钨是中国的优势矿种,也是西北地区的重要矿产之一(杨合群等,2017)。20 世纪 50—90 年代,陕西的钨矿勘查研究程度较低,找矿效果不明显。自 2000年国家实施地质大调查以来,在南秦岭镇安西部地区取得了钨矿勘查重大突破(段湘益等, 2021),发现了陕西第一个大型钨矿床,以及多个钨矿(化)点,该地区也因此成为陕西钨矿勘查重点区域。多家地质勘查单位相继开展了钨矿床的调查评价与研究工作,取得了比较丰富的找矿成果(刘茜,2013金平等,2017王洁明等,2017代鸿章等, 2018蔡惠慧等,2019段湘益和董王仓,2021邵朵朵等,2022),但是,从区域上对钨成矿进行总体评价还比较欠缺。笔者在本单位多个工作项目成果基础上,综合前辈们的板块构造与大陆动力学、成矿系列理论及矿产资源综合信息预测评价理论,从区域地质背景、成矿类型特征、钨成矿规律、典型矿床特征等方面,对镇安地区进行钨找矿潜力分析和找矿预测,旨在为该地区实现更大找矿突破提供一定的技术支撑。
1 区域地质背景
陕西镇安地区大地构造位置位于扬子板块秦岭—大别造山带(III1)(图1a)南秦岭边缘海盆(III1 1)(图1b),处于羌笛—扬子华南地层大区南秦岭— 大别山地层区迭部—旬阳地层分区(陕西省地质调查院,2017),出露新太古界—古元古界(Ar3-Pt1)变质岩、新元古界(Pt3)火山碎屑岩—碳酸盐岩、古生界—中生界(Pz-Mz)碳酸盐岩—碎屑岩(图1c)。构造线总体呈近EW向展布,凤县—镇安复式褶皱、凤镇—山阳—西峡断裂、临潭—旬阳坝—板岩镇断裂及其次级构造发育。岩浆活动以印支—燕山期侵入岩为主,东江口(219±2~209±2 Ma)(杨恺等, 2009王登红等,2014)、胭脂坝(222±1~200±4 Ma) (张望等,2020)、懒板凳(206~197 Ma)(刘茜, 2013)等复式岩体及四海坪岩株(168.2±1.1 Ma)(陈清敏等,2017)发育(图1),岩体具中酸性、高硅铝、高钾钙碱性、准铝质—过铝质等特点,岩性主要为黑云二长花岗岩、碱长花岗岩、黑云角闪二长花岗岩,与南岭地区的钨成矿岩体特征相似(吴礼彬等, 2016何维基,2018吴显愿等,2019)。综合研究表明,印支期—燕山期秦岭地区发生的大规模、多期次构造-岩浆侵入活动,为镇安地区钨成矿提供了有利的构造、岩浆与围岩条件,形成了金盆、东阳、大菜子沟、核桃坪、棋盘沟、地耳沟等多处钨矿床 (点)。
1区域大地构造简图(a)、陕西中部构造单元划分图(b)及陕西镇安地区矿产地质图(c,据陕西省地质调查院,2017刘文建等,2020修改)
1—古生界—中生界(Pz-Mz)碳酸盐岩—碎屑岩;2—新元古界(Pt3)火山碎屑岩—碳酸盐岩;3—新太古界—古元古界(Ar3-Pt1)变质岩;4—侏罗纪二长花岗岩;5—三叠纪二长花岗岩;6—三叠纪碱长花岗岩;7—二叠纪石英闪长岩;8—元古宙闪长岩;9—元古宙辉长岩;10—隐伏花岗岩体;11—岩层界线;12—断层及产状;13—矽卡岩型钨矿床(点);14—风化残坡积型钨矿床;15—岩浆热液脉型钨矿点;16—1∶50万W地球化学场;17—省界;18—研究区范围
2 区域成矿地质条件
2.1 矿床类型
一、 二、三级矿床类型分类与《中国矿产地质志》的划分方案一致,四级分类为《中国矿产地质志·陕西卷》结合陕西矿产地质的实际情况而提出的具体划分方案。镇安地区钨矿床(点)类型可分为矽卡岩型、岩浆热液脉型和风化残坡积型3种(表1),其中,风化残坡积型钨矿床于 2016 年在陕西首次被发现(段湘益和董王仓,2021)。
1镇安地区钨矿床类型划分
2.2 区域成矿地质特征与条件
矽卡岩型钨矿体产于燕山早期碰撞造山环境向造山后陆内构造转换期所形成的构造-岩浆活动带,与该时期形成的构造及中酸性侵入体关系密切,在该类矿床中往往还有小规模的石英脉型矿体产出。矽卡岩型矿化主要发育在中酸性侵入体与寒武系—奥陶系石瓮子组(ЄO2s)碳酸盐岩类围岩的外接触带附近,钨矿带产于近 EW 向断裂中。钨矿体主要受 NW、NE 向断裂、裂隙控制,呈层状、似层状赋存于近 EW 向矽卡岩带中。矿体产状 130°~321°∠12°~86°,长度 100~1350 m,斜深 50~280 m,厚度 0.8~23.50 m,矿体品位 WO3 0.12%~4.09%。矿石矿物主要为白钨矿,脉石矿物为金云母、斜长石、钠长石、方解石、透闪石、铬云母、榍石、绿帘石、磷灰石、石榴子石、萤石等。矿石具半自形粒状—他形粒状、细晶、交代残余、包含结构,浸染状、透镜状、土状、条带状构造。因此,中酸性岩浆岩、断裂构造、碳酸盐岩类围岩等为矽卡岩型钨成矿的主要条件。
岩浆热液脉型钨矿体产于印支—燕山期岩浆岩体内部或岩体与寒武系 — 奥陶系石瓮子组 (ЄO2s)、奥陶系两岔口组(O2-3l)、泥盆系大枫沟组 (D2d)碳酸盐岩、碎屑岩内、外接触带,以外接触带及岩体外缘围岩中成矿为主。矿体主要受断裂构造控制,呈脉状产于 NE 向、NW 向及近 SN 向断裂、节理、裂隙中,矿体的产态、规模一般与断裂构造的发育程度(如密度、规模)成正相关关系。成矿母岩为花岗岩类岩石,含矿脉体以石英脉为主。矿体产状 25°~334°∠17°~88°,长度 60~660 m,斜深 114~123 m,厚度 0.10~17.01 m,矿体品位 WO3 0.12%~12.55%。矿石矿物主要为白钨矿、黑钨矿、辉钼矿、绿柱石,脉石矿物为石英、绢云母、方解石、绿泥石、钾长石、高岭土等。在镇安地区石英脉中发现的黑钨矿,可能是秦巴地区的首次发现(代鸿章等, 2017刘文建等,2020)。矿石具中—细粒、粗晶— 伟晶、假象残余结构,星点状、浸染状、条带状、团块状构造。矿石自然类型主要为石英脉型,深部可见矽卡岩型矿石。因此,岩浆热流体、断裂构造为岩浆热液脉型钨成矿的主要条件,与围岩关系不大。
风化残坡积型钨矿体产于东阳矽卡岩型钨矿床中,为矽卡岩型Ⅰ号钨矿体受地表风化、破碎、沿山坡近距离搬运至缓坡地带堆积而成。矿体赋存于第四系(Qp)坡积物的砂砾层和砾石层中,基底为寒武系—奥陶系石瓮子组(ЄO2s)白云石大理岩。矿体呈似层状、透镜状产出,产状 135°~162°∠18°~30°,长度 450 m,宽度 340 m,厚度 1.00~13.51 m,平均品位WO3 1.274%。矿石成分、结构构造与矽卡岩型原矿体基本相同。风化残坡积型矿石还普遍具有砾状胶结构造。因此,原生钨矿床(体)、地表机械风化作用及有利的地形地貌等是该类矿床形成的主要条件。
3 区域成矿规律
从地球物理场来看,镇安地区处于大兴安岭— 太行山—武陵山近SN向强重力梯级带上,其水平梯度达 0.8×10-5 m/s2,反映了莫霍面在此下伏,为地壳厚度陡变带;1∶50 万布格重力异常场值为-120×10-5~-140×10-5 m/s2,总体呈 EW 带状分布,反映了上地壳呈近 EW 向的造山运动特征,剩余布格重力异常圈闭,中酸性花岗岩类岩体位于负值异常圈闭区,反映了岩体延深空间。与钨成矿有关的胭脂坝岩体,其 1∶20 万区域重力异常表现为 NE 向负值异常带延伸,形成了剩余重力负值圈闭,在岩体中部为极低值异常区。综合地球物理特征显示,1∶50 万~1∶20万布格重力异常场总体呈东西带状分布,自南向北下降,其剩余重力异常圈闭,反映了该地区复杂的“立交桥”式构造格局及岩体空间展布特征。
从地球化学特征分析,据 1∶50万~1∶25万钨地球化学场显示(图1图2),寒武系—奥陶系石瓮子组(ЄO2s)、奥陶系两岔口组(O2-3l)等地层中的钨元素背景值比区内其他地层高,三叠纪二长花岗岩 (ηγT)、三叠纪碱长花岗岩(ξγT)和二叠纪石英闪长岩(δοP)等也表现为高背景值,说明钨元素的富集和中酸性岩浆关系密切,石瓮子组(ЄO2s)、两岔口组 (O2-3l)赋矿性好。钨元素异常主要分布在岩体与围岩的内、外接触带上,当节理裂隙发育时,多金属异常发育。在深大断裂带附近,钨元素异常表现为串珠状成带分布,高背景值点较多,说明深大断裂带为钨元素的活动、聚集提供了主要场所,钨元素在空间分布上受区域断裂构造控制明显。总体来说,钨元素在寒武系—奥陶系地层及中生代中酸性岩体中的异常强度高,具三级分带,浓集中心明显(图2),与岩体套合性较好,矿床(点)在异常内带产出。
2陕西镇安地区1∶25万钨地球化学场
综合地质背景分析,镇安地区钨成矿与燕山期胭脂坝、懒板凳、四海坪等多期次中酸性岩体(株) 有关,金属矿物以白钨矿为主,少量黑钨矿,成矿时代为印支晚期、燕山早期和喜马拉雅期。目前发现的钨矿床(点)位于南秦岭成矿带(Ⅲ—66B)镇安— 山阳—旬阳成矿亚带(Ⅳ—66B—3)的镇安西部地区(图1),镇安其他地区暂未发现,在岩体与围岩的内、外接触带附近形成了钨矿集中分布区,与岩浆活动有关的钨成矿机制可概括为“岩体+特定层位+ 多组断裂控矿”。其中,矽卡岩型钨矿床(点)主要沿印支—燕山期构造-岩浆带分布,钨矿体产于燕山期中酸性岩浆岩与碳酸盐岩类围岩的外接触带,受层间构造带控制明显,矿化与矽卡岩化关系密切,矿体呈似层状、层状赋存于矽卡岩中,矿体规模大;该类型的矿产地数量少,但资源储量占比大,成矿时代为燕山早期(198±2.7~196.3±3.3 Ma)(刘茜, 2013代鸿章等,2019段湘益和董王仓,2021),而安徽地区的钨成矿年龄集中在燕山中—晚期(148~136 Ma)(吴礼彬等,2016),南岭地区钨成矿年龄主要集中在燕山中期(175~145 Ma)(王莉娟等, 2013),相对来说,镇安地区的钨成矿时间略早于华南地区,可能与区域成岩年龄有关。岩浆热液脉型钨矿呈脉状赋存于岩体或围岩中,矿体规模小;该类型的矿产地数量多,但资源储量占比小,成矿时代为印支晚期(213±2.4 Ma)(张望等,2020)、 (215.7±4.1 Ma)(邵朵朵等,2022)。风化残坡积型钨矿床的原生矿体为矽卡岩型Ⅰ号矿体,该类型的矿产地数量少,但资源储量占比较大,成矿时代为喜马拉雅期(段湘益等,2021)。
4 典型矿床特征
4.1 矿床特征
陕西镇安县东阳矿床位于镇安县西部,为2016 年在陕西省发现的首个大型钨矿床(段湘益和董王仓,2021)。矿床具矽卡岩型、岩浆热液脉型和风化残坡积型“一矿三型”的成矿特点,推测矽卡岩型钨矿的成矿时代为燕山早期(198±2.7 Ma)(刘茜, 2013段湘益和董王仓,2021),成矿时间略早于华南地区的钨多金属矿床(刘善宝等,2017);岩浆热液脉型钨矿的成矿时代为印支晚期(215.7±4.1 Ma) (邵朵朵等,2022),风化残坡积型砂钨矿成矿时代为喜马拉雅期(段湘益和董王仓,2021)。
矿区出露震旦系灯影组(Pt3 3b Є1dn)白云岩夹炭质云母石英片岩、寒武系水沟口组(Є1sg)炭质页岩、寒武系—奥陶系石瓮子组(ЄO2s)白云岩,奥陶系白龙洞组(O1-2b)大理岩及大理岩化生物灰岩,奥陶系两岔口组(O2-3l)二云方解石石英片岩、泥盆系大枫沟组(D2d)长石石英砂岩及白云质灰岩、古道岭组 (D2-3g)生物细晶灰岩和第四系(Qp)坡积物(图3)。发育红崖头—东阳背斜、近 EW 向凤镇—山阳深大断裂、NWW 向临潭—旬阳坝—板岩镇断裂,并伴随有NW向、NE向、NNE向剪切走滑断裂和剥离断层,多期活动性明显。出露懒板凳和直沟黑云母、白云母二长花岗岩,以细—中粒为主,据推测,直沟岩体可能在深部与懒板凳复式岩体相连。懒板凳岩体中 SiO2、Al2O3、K2O 及全碱含量均较高,里特曼指数较低,岩体中富 Rb、Th、K、Nd 等,贫 Ba、Nb、Ta、La、 P、Eu 等,斜长石分离结晶程度高,岩体属高钾钙碱性系列,岩石具有过铝质的特点。另外,近 SN 向及 NEE向石英脉发育,有钨矿化现象。围岩蚀变主要有黄铁矿化、硅化、矽卡岩化、绿泥石化、绢云母化、金云母化、萤石化、碳酸盐化等,其中,钨矿化与矽卡岩化、硅化密切相关。共圈定 7条钨矿体和 10条钨矿化体,查明钨资源储量 5.26万 t(陕西省自然资源厅,2019),平均品位WO3 1.185%;伴生Ag7.2 t,平均品位 Ag1.618×10-6;伴生 Ga77.9 t,平均品位 Ga 0.0018%。
矽卡岩型钨矿体产于懒板凳岩体与石瓮子组 (ЄO2s)外接触带上,受红崖头—东阳背斜及 EW 向层间断裂和SN向断裂控制,呈似层状、透镜状产出,矿体长度大于 1000 m,斜深约 300 m,平均厚度约 5 m(图4),平均品位WO3 1.161%,查明钨资源储量大于 4 万 t,为中型;矿石矿物主要为白钨矿、黑钨矿,脉石矿物为金云母、铬云母、长石、绿帘石、透闪石、石榴子石、磷灰石、萤石等,矿石结构具自形粒状— 他形粒状、细晶、交代残余、放射状和包含结构,块状、浸染状、星点状和条带状构造;矿石工业类型为简单易选原生白钨矿矿石(咸阳西北有色七一二总队有限公司,2016)。
岩浆热液脉型钨矿体产于直沟岩体外接触带或寒武系—奥陶系石瓮子组(ЄO2s)、奥陶系两岔口组(O2-3l)、泥盆系大枫沟组(D2d)等围岩的石英脉中,多沿节理裂隙充填,以近SN向及NNE向细脉为主,矿体在地表最大出露长度 130 m,最大斜深 40 m,厚度约 1.0 m,平均品位 WO3 0.64%,矿体规模较小,矿石矿物主要为白钨矿、黑钨矿、绿柱石,脉石矿物为石英、绢云母、方解石、绿泥石等,矿石具自形—他形粒状、包含结构,块状、细脉状、条带状构造。
风化残坡积型钨矿体产于矽卡岩型矿体南部下游数百米处的第四系(Qp)坡积物的砂砾层、砾石层中,主要由矽卡岩型Ⅰ号矿体经风化侵蚀、破碎崩塌后,在机械重力作用下搬运堆积成矿,产状基本与 SN 向基岩产状基本一致,矿体长度约 500 m,宽度 300 m,平均厚度 5 m,平均品位 WO3 1.274%,已查明钨资源储量大于 1 万 t,达中型规模;矿物成分与原矿体大致相同,矿石具自形—半自形粒状、他形粒状、交代残余、变晶和包含结构,浸染状、条带状、砾状和胶结状构造。
4.2 找矿标志
(1)中酸性二长花岗岩体、寒武系—奥陶系石瓮子组(ЄO2s)碳酸盐岩等为有利的钨成矿地质体,水沟口组(ЄO2sg)地层中有绿柱石产出。在岩体与碳酸盐岩的外接触带部位钨成矿有利,岩体内部有少量脉型钨矿体产出。
(2)钨矿带受近EW向断裂控制,NW向、NE向、 NNE 向节理、裂隙控制钨矿体的走向,因此,近 EW 向断裂及其次级断裂对钨成矿有利。
(3)区内围岩蚀变强烈,钨矿化与矽卡岩化、硅化密切相关,萤石化对成矿热液来源有一定的指示作用。有研究表明,绿泥石的形成过程与成矿热液运移、成矿元素沉淀密切相关(周炜坚等,2022),绿泥石化也可以作为一种重要的蚀变找矿标志。
(4)东阳钨矿床属于“多位一体”型,矽卡岩化带、石英脉为有利的成矿载体,矽卡岩化带中形成白钨矿,石英脉中形成白钨矿或黑钨矿。
5 找矿潜力分析
本文以板块构造与大陆动力学、成矿系列理论及矿产资源综合信息预测评价理论为指导,基于区域地质背景、成矿类型特征、典型矿床特征、找矿预测模型等,对镇安地区进行钨找矿潜力分析和找矿预测。
5.1 找矿预测模型
通过对镇安地区区域地质背景、区域地球物理与地球化学信息、成矿类型特征、成矿规律、典型矿床特征等进行研究,建立镇安地区钨找矿模型(表2)。
3陕西镇安东阳钨矿床地质图(据咸阳西北有色七一二总队有限公司,2016陕西省地质调查院,2017修改)
1—泥盆系古道岭组灰岩、钙质绢云母板岩,大理岩;2—泥盆系大枫沟组长石石英杂砂岩,石英岩,二云方解石英片岩;3—奥陶系两岔口组二云方解石英片岩;4—奥陶系白龙洞组大理岩;5—寒武系—奥陶系石瓮子组白云岩、白云石大理岩;6—寒武系水沟口组硅质岩、炭质页岩;7— 震旦系灯影组白云岩、白云石大理岩;8—燕山期黑云二长花岗岩;9—石英脉;10—二长花岗岩脉;11—含钨矽卡岩化带;12—地质界线;13— 断层;14—地层产状;15—勘探线剖面及编号
439号勘探线剖面图(据咸阳西北有色七一二总队有限公司,2016;段湘益等,2021修改)
1—第四系;2—奥陶系两岔口组;3—奥陶系白龙洞组;4—寒武系—奥陶系石瓮子组;5—坡积物;6—白云岩;7—大理岩;8—白云石大理岩; 9—二云方解石英片岩;10—钨矿体;11—地层分界线;12—实测、推测断层;13—钻孔位置及编号;14—产状
2陕西镇安地区钨找矿预测模型
5.2 找矿潜力分析
镇安地区钨成矿区位于宁陕旬阳坝—镇安西部钨钼矿集区东部,共圈定了 1 个钨矿集区和 3 个钨找矿远景区(图5),分别对其进行找矿潜力分析与找矿预测认为,东阳—核桃坪钨矿集区深部具有找寻盲矿或第 2 个钨矿体富集带的潜力,东阳—核桃坪、大菜子沟和小磨岭西部等找矿远景区的工作程度较低,具有寻找钨多金属矿床(点)的潜力。
5陕西镇安地区钨找矿远景区划分图
1—石炭系灰岩、炭硅质板岩、板岩、千枚岩;2—泥盆系千枚岩、板岩、灰岩、(粉)砂岩、白云岩;3—志留系千枚岩、板岩;4—奥陶系—志留系炭硅质板岩;5—奥陶系(钙质)千枚岩;6—寒武系—奥陶系白云岩、灰岩、白云质灰岩、炭质板岩;7—寒武系火山碎屑岩、板岩、千枚岩;8—新元古界白云岩、砂岩、板岩、片岩、千枚岩;9—新太古界—古元古界片麻岩、斜长角闪片岩;10—侏罗纪二长花岗岩;11—三叠纪二长花岗岩;12—三叠纪碱长花岗岩;13—二叠纪石英闪长岩;14—新元古代闪长岩;15—新元古代辉长岩;16—隐伏花岗岩体;17—岩层界线;18—断层及产状; 19—矽卡岩型钨矿床(点);20—风化残坡积型钨矿床;21—岩浆热液脉型钨矿点;22—50万化探异常;23—矿集区范围;24—找矿远景区范围
5.2.1 东阳—核桃坪矿集区
东阳—核桃坪钨矿集区为宁陕旬阳坝—镇安西部钨钼矿集区的一部分,区内发现的 6 个钨矿床 (点)均位于 1∶50万~1∶20万化探异常的中、内带,化探异常指示成矿良好,矿床(点)类型有矽卡岩型、岩浆热液脉型和风化残坡积型 3 种,已查明钨 (WO3)资源储量 5.26 万 t(陕西省自然资源厅, 2019),估算钨(WO3)资源量约 10万 t。赋矿围岩为新太古界—中生界(Ar3-Mz)变质岩、碳酸盐岩—碎屑岩建造,钨矿床(点)受 NW 向凤镇—山阳—西峡断裂带(F1)与NW向临潭—旬阳坝—板岩镇断裂带 (F2)联合控制,成矿与胭脂坝复式岩体及其懒板凳岩枝、四海坪和核桃坪岩株及近年发现的王家坪隐伏岩体有关。含钨矽卡岩带赋存于石瓮子组(ЄO2s)地层中,受 EW 向断裂构造控制,NE 向平移断层控制钨矿化体的分布,镁矽卡岩矿物组合分带明显; 脉型钨矿体产于 NE 向、NNE 向断裂两侧岩体内或附近围岩的长石石英脉中,风化残坡积型钨矿体产于第四系坡积物中。此外,石瓮子组(ЄO2s)、水沟口组(ЄO2sg)地层中有绿柱石、钒矿产出,少数绿柱石已达到祖母绿宝石级别,与云南麻栗坡祖母绿矿床相比,相似性极强,也是南秦岭地区首次发现的W-Be 组合矿床(代鸿章等,20182019)。钒来源于炭质板岩、金云母片岩及白云质大理岩等地层,为祖母绿的主要致色元素(代鸿章等,2018)。绿柱石有石英脉型和层控型2种,在目前地质工作程度下,预测铍(BeO)金属量超过2000 t,为中型规模。有研究表明,土壤地电提取、电导率测量、土壤热释汞、土壤热释卤素法联测等方法可以寻找隐伏矿或盲矿,而构造叠加晕方法寻找深部盲矿或第2个矿体富集带效果比较好(苏艺怀等,2021;李惠等,2022)。建议在今后的勘查过程中,为减少对生态环境的扰动和地质灾害隐患的产生,优先采用遥感、航空物探、便携式全液压钻机、浅井、浅钻、坑内钻探等绿色地质勘查新手段(杨金中和赵玉灵,2015王瑞廷等, 2020),配合传统地质勘查方法,有望新增矿产资源储量。
5.2.2 东阳—核桃坪找矿远景区(Ⅰ)
东阳—核桃坪找矿远景区位于宁陕旬阳坝— 镇安西部钨钼矿集区的东部,地质、物探、化探等条件优越,矿集区深部及矿集区外围远景区的找矿潜力巨大。
经过地质工作人员的多年努力,尽管在镇安西部取得了重大突破,发现了大型钨矿床与矿点,初步形成了陕西第1个钨矿集区,但是,工作程度都比较低,仅限于地表或浅部地质工作实施与研究,对深部控制与规律研究较少。因此,亟需对该矿集区进行深部研究,了解已知岩体深部空间及隐伏岩体分布情况,探索深部岩体、构造、围岩与钨成矿的关系,分析成矿物理化学条件,追究成矿物质来源,进而有效控制钨矿体规模。已经形成的矿集区位于胭脂坝岩体东部,成矿与其懒板凳岩枝、四海坪岩株及新发现的王家坪岩体有关,岩体及其岩枝(株) 的钨地球物理、地球化学场指示性强,与已发现的钨矿床(点)套合良好,显示了异常找矿的有效性,另外,随着工作的不断深入,在浅、深部可能会发现新的隐伏岩体或盲矿体。为了有效了解钨元素在岩体内、外接触带的分布情况,合理进行找矿预测,本文认为,首先应该充分了解岩体的剥蚀程度,其次再选择恰当的工作方法与实施手段。有研究表明,在岩体全部或绝大部分出露地表的强烈剥蚀区,在与碳酸盐岩接触部位的300 m以内,往往有矽卡岩型钨钼矿体分布(金平等,2017),这与已知的东阳矽卡岩带比较吻合;在岩体部分或断续小范围出露的中等剥蚀区,一般距离岩体平面距离 500~1000 m,深度距离岩体 300~500 m 的分布地段,往往有半隐伏的钨矿及多金属矿产分布(金平等, 2017),这与近年发现的东阳矿床、棋盘沟与核桃坪矿点的出露情况比较吻合;而在地表没有岩体出露的弱剥蚀区,地表据岩体出露距离大于3~10 km或岩体距地表埋深超过 500~1000 m(金平等,2017),异常显示效果不太明显,成矿往往会被忽视。根据区内王家坪隐伏岩体出露情况,综合镇安地区黑沟—核桃坪成矿模式(王洁明等,2017代鸿章等, 2019),岩体自西向东埋深加大,并且已经发现的钨矿床(点)连片成带,已知矿体分布垂幅达 1500 m (金平等,2017),预示着深部有矽卡岩型矿床以及 “五层楼”或“五层楼+地下室”(许建祥等,2008)的岩浆热液脉型矿床的找矿潜力。
纵观矿集区外围,NW 向临潭—旬阳坝—板岩镇断裂带(F2)及次级断裂发育,节理裂隙为岩浆热液提供了储矿空间,在岩体与碳酸盐岩接触部位存在矽卡岩化带,在寒武系—奥陶系炭硅质岩中局部形成了铬云母富集带。据1∶20万重力异常显示,在懒板凳岩枝与四海坪岩株之间为重力低值异常区,推测二者可能在深部相连。另外,1∶20万、1∶5万化探成果均显示,寒武系—奥陶系石瓮子组(ЄO2s)、奥陶系两岔口组(O2-3l)等地层中的钨元素背景值较高,钨元素异常分布范围广,面积大,异常内带发育,浓集中心明显,化探找矿信息良好。按照不同类型矿床空间分布规律,参考中国地质调查局矿产资源综合信息预测评价理论,根据典型矿床矿体控制深度及已知矿体垂幅,预测矿床“多位一体”成矿垂深可达 2000 m,钨(WO3)资源量可达 20 万 t,铍 (BeO)资源量达 6000 t。因此,本文认为,矿集区外围远景区内的综合找矿潜力很大。
总体来说,在东阳—核桃坪远景区内新发现 “多位一体”型钨矿床的可能性极大,同时还具备寻找中—大型铍矿、钒矿的有利地质条件,脉型绿柱石中有祖母绿宝石产出。建议找矿方向主攻矽卡岩型钨矿、岩浆热液脉型钨、铍矿,并对钼、银、镓、钒等共、伴生矿产进行综合评价。
5.2.3 大菜子沟找矿远景区(Ⅱ)
大菜子沟找矿远景区与东阳—核桃坪找矿远景区的成矿条件有一定的相似性,赋矿围岩为古生界碎屑岩-碳酸盐岩,受NW向临潭—旬阳坝—板岩镇断裂带(F2)及近 SN 向、NE 向、近 EW 向次级断裂裂隙控制,成矿与胭脂坝复式岩体及其四海坪岩株有关。在胭脂坝岩体东南部深部发现隐伏岩体的可能性极大,其可能为钨成矿提供物源与热源。目前已在奥陶系—志留系中发现钨矿点 1 处,花岗伟晶岩脉中有铷矿化线索,显示了良好的综合矿化信息。经初步判断,该远景区具备形成与花岗岩有关的钨矿床(点)的基本地质条件。另外,根据1∶20万区域化探资料显示,钨元素异常在胭脂坝岩体、四海坪岩株与围岩接触带或断裂构造发育区呈高值区或极高值区分布,总体呈近EW向和NE向带状或串珠状展布,与区域构造保持一致,显示钨成矿受印支—燕山期构造-岩浆活动联合控制明显(蔡惠慧等,2019);1∶20 万水系沉积物测量结果显示,钨有较强的分异性,局部有富集成矿的可能(樊会民等,2018),通过进一步勘查,新发现钨矿床(点)的可能性极大。建议充分吸收东阳—核桃坪矿集区矿床(点)的找矿模式,进行类比研究,主攻矽卡岩型、岩浆热液脉型钨矿,兼顾寻找伟晶岩脉型铷矿、石英脉型与层控型铍矿,并对钼、银、镓等共、伴生矿产进行综合评价。根据秦岭造山带“小岩体成 (大)矿”的特点(汤中立等,2015段湘益等,2021),建议加强对出露面积不足 1.0 km 的小岩体进行充分研究。
5.2.4 小磨岭西部找矿远景区(Ⅲ)
小磨岭西部找矿远景区内的工作程度较低,目前没有发现钨矿床(点),但是,该远景区位于高桥—东江口钨钼矿点集中分布区东部,出露太古宇—中生界碎屑岩-碳酸盐岩建造,受NW向凤镇— 山阳—西峡断裂带(F1)控制,在东江口和小磨岭岩体之间发现了太平沟隐伏花岗岩体,通过与东阳— 核桃坪矿集区进行类比分析,在寒武系—奥陶系与花岗岩体接触部位可能有矽卡岩带。西部已发现的钨矿点产于泥盆系牛耳川组(D2n)、寒武系—奥陶系石瓮子组(ЄO2s)及泥盆系桐峪寺组(D3ty)中,为岩浆热液石英脉型矿点,成矿主要与NW向、NE向、 NNW 向断裂裂隙及东江口黑云二长花岗岩岩体有关。而该远景区与西部钨钼矿点集中分布区处于同一成矿带上,地层与岩浆条件基本相同,受同一条断裂带控制,次级断裂、裂隙为主要的导矿或容矿构造,花岗岩体为成矿提供主要热源与物源,有少部分物源可能来自围岩,成矿地质条件比较优越。另外,远景区内 1∶50 万化探异常显示较好,形成了外带和中带。总体来说,该远景区具备寻找岩浆热液脉型和矽卡岩型钨矿床(点)的潜力。
6 结论
(1)陕西镇安地区钨矿床(点)类型有矽卡岩型、岩浆热液脉型和风化残坡积型3种,目前发现的钨矿床(点)集中分布在镇安西部地区。钨成矿与印支—燕山期多期次构造、岩浆活动关系密切,钨矿床(点)主要沿燕山期构造-岩浆岩带分布。其中,矽卡岩型钨矿体产于中酸性花岗岩体与围岩外接触带,钨矿化受岩体、构造、地层“三位一体”控制,成矿时代为燕山早期;岩浆热液脉型钨矿体产于印支—燕山期岩浆岩、围岩内部或岩体与围岩内、外接触带的节理裂隙中,具“上脉下体”、“上钨下铍”的垂向分带特征,钨成矿时代为印支晚期;风化残坡积型钨矿体赋存于第四系坡积物中,成矿时代为喜马拉雅期。
(2)研究区内钨矿床(点)具“多位一体”、“连片成带”分布特点,矿体、岩体埋深自西向东有加大趋势,钨及其共、伴生矿产(钼、银、镓、铍、钒、铷等)矿化信息良好,镇安地区钨多金属找矿前景乐观。东阳—核桃坪钨矿集区深部有找寻盲矿或第2个钨矿体富集带的潜力,东阳—核桃坪、大菜子沟和小磨岭西部等找矿远景区具有寻找钨多金属矿床(点) 的潜力。
(3)建议在下一步钨矿勘查工作中,加强锂、铍、铌、钽等多金属综合找矿工作,结合中国南岭地区钨锡铌钽花岗岩特征和秦岭造山带“小岩体成 (大)矿”特点,加强地质找矿综合研究,试图建立黑色金属、有色金属、稀有金属、分散元素等多金属成矿分带。
致谢  衷心感谢编辑老师、评审专家提出的宝贵意见。
注释
① 咸阳西北有色七一二总队有限公司 .2016. 陕西省镇安县东阳钨矿勘探报告[R]. 商洛:陕西城安矿业发展有限公司.
1区域大地构造简图(a)、陕西中部构造单元划分图(b)及陕西镇安地区矿产地质图(c,据陕西省地质调查院,2017刘文建等,2020修改)
2陕西镇安地区1∶25万钨地球化学场
3陕西镇安东阳钨矿床地质图(据咸阳西北有色七一二总队有限公司,2016陕西省地质调查院,2017修改)
439号勘探线剖面图(据咸阳西北有色七一二总队有限公司,2016;段湘益等,2021修改)
5陕西镇安地区钨找矿远景区划分图
1镇安地区钨矿床类型划分
2陕西镇安地区钨找矿预测模型
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