(一)成矿地质特征
上金山钨钼银矿床地处下扬子地台南缘,区域主体构造为绩溪复背斜之次级褶皱百川向斜,此向斜被晚期岩体侵入破坏、断层切割错移而变得支离破碎,其内有许村、旌德等多个穹隆构造,控制了若干大型花岗岩体的出露,而本矿区及外围均被旌德花岗闪长岩基所包裹(图8-8)。
1.地层
矿区出露地层从老到新依次为新元古代南华纪休宁组、南沱组,震旦纪蓝田组,晚震旦世-早寒武世皮园村组。休宁组分为上、中、下3个岩性段。其中,休宁组三段厚约50m,岩性为灰绿色中厚层硅化含钙质粉砂岩夹土黄色薄层泥岩、紫灰—灰白色泥质粉砂岩、灰黑色中厚层含铁锰质石英砂岩、钙质砂岩;其最顶部为一套紫黑色中薄层含锰粉砂质泥岩、含锰质灰岩。休宁组三段是上金山钨钼银多金属矿的赋矿层位(图8-9)。
2.构造
区内褶皱构造和断裂构造发育,总体的构造线方向与区域构造一致,轴向北东。矿区处于百川向斜南西段,因受到上金山花岗闪长岩体的侵位及断裂构造的影响,该向斜被分为三部分(段):上金山岩体西侧为南云尖向斜,其向斜轴向南偏移,并微向西倾伏;上金山岩体东侧为磨盘尖向斜,其核部地层为南华纪南沱组,两翼为休宁组,此向斜微向北东倾伏;最东端为鸡冠尖向斜,该向斜轴迹自西而东,总体由北东向渐转成近南北向,微向北倾伏。上金山钨钼银矿床主要矿体均赋存于磨盘尖向斜两翼的休宁组三段上部岩层的层间构造中。矿区内断裂比较发育,主要形成于燕山中晚期(它们对早燕山期的旌德岩体、上金山岩体有切割现象);主要有北东向、北西向和近南北向3组,其中北东向断裂为成矿后断裂,对矿床起破坏作用。
图8-8 上金山地区区域地质简图
3.岩浆岩
区内岩浆岩发育,成岩时代为燕山早期,分布有旌德岩体、上金山岩体、过溪岩株等。矿区内的上金山岩体出露面积大约2.72km2,地表出露近等轴状;岩性主要以花岗闪长岩为主,岩石呈中细粒半自形粒状结构,块状构造;矿物组成以斜长石(40%~55%)、钾长石(10%~20%)、石英(20%~30%)为主,少量黑云母和角闪石。在岩体的内接触带,具有较强的硅化,局部云英岩化等蚀变,而且普遍含稀疏浸染状辉钼矿、石英脉型白钨矿;在岩体的外接触带,广泛发育矽卡岩化、角岩化等蚀变,与钨钼成矿关系密切。外接触带中出现中薄层状钙质粉砂岩、含锰粉砂质泥岩、含锰质灰岩的部位多为钨钼矿化富集地段。在矿区北部,发育有近南北向、近东西向、北东向、北西向多组不同方向的石英脉,略显示出环状展布的特点,反映深部有隐伏岩体的存在。
(二)矿体特征
本矿床矿体主要赋存于南华纪休宁组三段上部岩层中(图8-10),含矿岩体主要为浅肉红色或杂色矽卡岩,次为浅灰色硅化粉砂岩、含锰灰岩及紫灰色含锰砂岩等。矿体的顶界距休宁组与南沱组界线一般为3~12m;底板为硅化泥质粉砂岩,顶板为含锰质灰岩和南沱组中的凝灰岩及凝灰质岩层。
矿床共圈出矿体51个。其中,产于花岗闪长岩体中的矿体有5个,规模小;产于南沱组中的矿体有28个,规模也较小;产于休宁组三段中的矿体有18个,规模相对较大。
X2号矿体为上金山钨钼银矿床的主矿体,钨钼银共生。矿体赋存标高+87~+917m。矿体走向北东,分布较稳定,总体呈层状或似层状;沿走向长达2 015m,矿体厚,0.58~16.69m。
矿体矿化类型为矽卡岩型钨矿、矽卡岩型钼矿,少量为矽卡岩型钨钼矿;白钨矿、辉钼矿主要呈稀疏—稠密浸染状产出。银为共(伴)生矿产,但在3--3′线的南段出现有独立银矿体。
图8-9 上金山钨钼银矿床矿区地质简图
图8-10 上金山钨钼银矿床4 --4′地质剖面简图
(三)矿体顶、底板特征
矿体顶、底板围岩多为泥质粉砂岩或粉砂质泥岩,个别产于南沱组地层的零星矿体,其顶、底板围岩为含砾凝灰岩或凝灰质泥岩,围岩均具较强硅化、绿泥石化和斑点角岩化。有少量矿体产于岩体中,其顶、底板围岩均为花岗闪长岩。
X2号主矿体直接顶板原岩为泥岩、粉砂质泥岩、凝灰岩,岩石含泥质成分较高,其中绢云母、白云母含量达60%。主矿层直接底板为粉砂岩,长石含量普遍较高,含量为25%~30%,可能为含长石碎屑粉砂岩。含矿岩系顶部则以粉砂岩为主,底部为条带状粉砂岩(休宁组下段顶部),其中石英含量较高,约为60%~70%,原岩可能为粉砂-细砂岩(图8-11)。在上述粉砂岩、粉砂质泥岩中多夹有厚薄不等、层数不同的薄层钙质岩石。上述原岩组合反映休宁组上段其原岩形成的环境是水深由浅至深的过程,特别是主矿层底部出现较多长石碎屑,而顶部以泥质凝灰岩为主,在其下部围岩因接近岩体,常形成由热蚀变作用形成的斑点状角岩、硅化粉砂岩。
图8-11 含矿岩系及主矿体顶、底板对比图(单位:m)
(据《安徽省绩溪县上金山地区钨钼银多金属矿详查地质报告》修改,2014)
(四)矿石类型和结构构造特征
1.矿石类型
矿石以原生矿石为主,氧化矿分布极为有限。原生矿石按成因及矿物组合特征划分为7种自然类型,分别为矽卡岩型钨矿石、矽卡岩型钼矿石、矽卡岩型钨银矿石、矽卡岩型钨钼矿石、石英脉型钨矿石、石英脉型钼矿石、浸染状钨钼矿石。其中前两种为占绝对优势的主要矿石类型。工业类型可分为钨矿石(含银)、钼矿石、钨钼矿石,以钨矿石(含银)为主。
2.矿石结构构造
矿石结构主要有粒状结构、交代结构、包含结构和固溶体分离结构,以前两类为最常见。矿石构造主要为稀疏浸染状、稠密浸染状、细脉浸染状和网脉状构造4种类型。
(五)围岩蚀变特征
上金山岩体与围岩接触(带)处的接触热变质及热液蚀变强烈,其中尤以硅化、矽卡岩化和角岩化最为普遍,绿泥石化、绢云母化、绿帘石化、黄铁矿化、云英岩化等蚀变其次。硅化在矿区普遍,尤其在矿体中、岩体边部、破碎带两侧更为强烈。矽卡岩化发育于休宁组三段含钙质粉砂岩中,与钨钼银矿化密切相关;钨钼矿化矽卡岩主要为含透辉石石榴石矽卡岩,呈层状、似层状、条带状分布,其内石英脉较为发育,白钨矿和辉钼矿呈浸染状分布于透辉石、石榴石颗粒之间或石英脉中,形成矽卡岩型钨钼矿石。辉银矿和自然银分布也较为普遍,但含量较低,仅局部矿化密集。角岩化广泛发育,形成大范围的斑点角岩。绿泥石化、绿帘石化多与硅化伴生,出现于矿体边部。云英岩化不均匀发育于岩体上部和岩脉中,多呈不均匀斑团状或细脉状,多伴有浸染状白钨矿化和辉钼矿化。
(六)成矿期次及阶段划分
按照矿石中矿物共生组合、组构特征以及各种矿物之间相互穿插和交代关系,可将本矿床成矿作用划分为2个成矿期、4个成矿阶段(表8-3),即矽卡岩期和热液期,矽卡岩期分为早期无水简单矽卡岩阶段和晚期含水复杂矽卡岩阶段,热液期分为早期石英硫化物阶段和晚期无矿石英脉阶段。(www.xing528.com)
表8-3 不同矿化阶段形成的矿物一览表
(七)矿床成因特征
1.矿床赋存于一定层位
矿床赋存于上金山花岗闪长岩体的外接触带南华纪休宁组中,其空间上的分布,不仅与特定的地层层位联系在一起,而且产于同一层位的层状相邻矿体,其赋矿层位在地层、岩性剖面上可以对比(图8-11),有些类似于沉积矿床的层状矿体地质特征,这是区内层控型白钨矿床重要的成矿标志。所有矿体产状均与围岩产状一致,在地层-岩性柱状剖面上的位置基本相当。
2.成矿具多层性
该矿床的另一重要地质特点是成矿具多层性,矿体产状形态以层状为主,与地层基本保持一致,并与地层一起经受区域变质和构造变形。成矿多层性的产生与形成,与含矿岩系的钙质岩石的多层性及层间构造脆弱面有关。前者为白钨矿液的选择性交代创造了有利的岩石化学条件,后者提供了良好的容矿空间,两者的结合便产生了成矿的多层性。
3.矿化强度受岩石物理性质和化学成分制约
矿化强度受岩石物理性质和化学成分制约主要表现为矿体在成矿岩性剖面中,往往被限制在岩石微细层理(韵律层)及层间裂隙均较发育的含钙质、粉砂质、铁锰质砂岩内。其上覆为具塑性和不透水性的粉砂质泥岩、硅质粉砂岩或凝灰岩岩层,在成矿作用过程中对矿化剂起着屏蔽作用,促使成矿作用在物理性质有着明显差异的两种岩石接触面附近发生。相反,单一的岩石,如砂岩、凝灰质砂岩等成矿条件差。这是因为,不同岩性变化部位,或沉积岩层韵律交替部位,在构造作用下易于产生剥离和层间破碎,上覆塑性岩层为成矿作用创造了封闭、半封闭环境,矿质便在不同的压力梯度下发生沉淀。
4.围岩蚀变及矿物组分的复杂程度
近矿围岩蚀变以矽卡岩化和硅化为主,矿物组分较复杂,近矿围岩蚀变以硅化褪色最普遍,矽卡岩化最重要。在其蚀变过程中,岩石内SiO2、Al2O3、FeO组分增高,CaO、Fe2O3减少,泥质物重结晶,绢云母呈鳞片状定向排列。白钨矿化强度基本与矽卡岩化呈同步消长趋势。成矿元素主要为W,其次为Mo、Ag并含有多种有益伴生组合。
5.褶皱构造对矿化带方向的控制
矿体分布明显受到磨盘尖向斜轴部及两翼控制。由于受到挤压收缩,岩性差别较大,地层之间易形成层间滑脱面,为含矿热液提供了运移空间,有利于形成大规模层控矽卡岩型矿体。而且本矿床正好赋存于金坑-会川向斜向青罗山背斜转折端处,即由北东东向北北东偏转,由于受到东南侧的构造挤压致使该向斜中的层间破碎带等较为发育,这些交会复合部位为矿体赋存提供了有利场所,易形成层控型网脉型或蚀变岩型的富矿体。
6.矿体的富集程度与隐伏岩体的关系密切
矿区内4、6、8、10线钻孔中均发育有隐伏的花岗闪长岩,该岩体可见浸染状白钨矿化、辉钼矿化,局部达到工业品位,根据对花岗岩体进行的化学分析测试,表明该含矿花岗岩体为本矿段的矿床形成提供了热源以及矿质来源。该花岗岩浆侵入是形成本矽卡岩白钨矿床的必要条件,当其沿着有利构造部位侵入到赋矿层位及其附近时,便在外接触带的热变质晕圈内形成层状矿床。矿床的成矿作用既受层位控制,亦受岩体上部的接触带制约。
综上所述,该矿床赋存于上金山花岗闪长岩体的外接触带南华纪休宁组含钙、含锰砂岩-粉砂质泥岩层位中,矿体与围岩地层产状基本一致,呈层状、透镜状产出,其成矿作用发生在具有初始W丰度异常的特定沉积层位中。成矿热液主要来源于结晶分异的钙碱性花岗岩,沿构造通道向外接触带运移,在有利的地层及有利的空间条件下发生成矿作用,形成的矿床赋存于特定层位,受层间破碎带、褶皱转折端部位控制。岩浆侵入提供主要矿质来源,同时,提供了大量的热能,促使矽卡岩的形成和矿质的沉淀,具有明显的层控矽卡岩矿床的特点。
(八)找矿标志
根据层控矽卡岩型矿床的成矿地质特征,总结出以下找矿标志。
1.地层岩性标志
南华纪休宁组上段上部含钙、含锰砂岩-泥质粉砂岩地层是本矿床及周边矿区的主要控矿层位,其化学性质活泼,孔隙度发育,有利于成矿气液活动、矿液渗透和选择性交代成矿作用的发生。其上覆南沱组底部凝灰质泥岩岩性致密,是很好的矿液屏蔽层。因而休宁组上段与南沱组地层接触处是找矿工作的重要目标之一。
2.构造标志
区域复背斜的鞍部和两翼及向斜的轴部和两翼,次级褶皱所形成的层间剥离、层间拆离破碎带是矿液的运移通道和成矿物质的赋存场所,是层控矽卡岩型矿床形成的重要构造标志。
3.岩浆岩标志
区域旌德岩体及其周边分布着多个燕山早期中酸性小岩株。近年来,围绕这些岩体发现了多个层控矽卡岩型钨钼矿床,该类钙碱性高度分异的花岗岩或花岗闪长岩体是寻找这类钨钼矿床的重要标志,岩体为矿床的成矿母岩,为成矿提供主要矿质来源,同时又提供了大量的热能。
4.围岩蚀变标志
围岩蚀变也是寻找本类钨钼矿床的主要标志之一,常见的蚀变有矽卡岩化、硅化、云英岩化、角岩化、大理岩化等。矽卡岩中尤以石榴石透辉石矽卡岩最为重要,矿体直接赋存于这类矽卡岩中,往往这类矽卡岩的边界即为白钨矿体的边界。
5.铁帽标志
铁帽的存在也是指示钨钼矿体存在的重要直接标志,它是深部热液活动的地表指示,是重要的矿化标志。其颜色一般呈黑褐色,铁锰含量高。铁帽中矿物组合为褐铁矿、软锰矿、石英、黏土、透辉石、石榴石等。
6.其他标志
矿区在区域上存在地球化学异常,在1∶5万水系沉积物测量、1∶2.5万土壤化探测量、岩石地球化学测量以及重砂测量中,往往有Cu、Pb、Zn、W、Mo、Bi、Au、Ag等元素的不同类型的组合异常出现,同时伴有白钨矿的重砂异常,这类异常区是寻找钨钼矿床的重要靶区。
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