栗木錫鈮花崗巖型礦床地球化學(xué)分帶模型及地球化學(xué)評價標(biāo)志

栗木錫鈮花崗巖型礦床地球化學(xué)分帶模型及地球化學(xué)評價標(biāo)志

李木-錫鋁礦場包括三個大型礦床：老虎頭、水溪寺、金竹源、牛嶺嶺和獅子嶺。除了熱液石英、長石石英、花崗偉景巖脈石英和準(zhǔn)錫礦床外，還發(fā)現(xiàn)了具有工業(yè)價值的含錫、鋯、鋯花崗巖礦床。由于有色、稀土金屬價格太低,開采成本較高,收不抵支,2002年關(guān)閉破產(chǎn)。為配合全國危機(jī)礦山接替資源勘查項目,在外圍進(jìn)行二輪找礦。本次從找礦地球化學(xué)角度,對栗木錫鈮鉭礦床的分帶和地球化學(xué)特征進(jìn)行了較系統(tǒng)的研究,建立了礦床地球化學(xué)異常分帶模型,總結(jié)了地球化學(xué)找礦評價標(biāo)志,這對該區(qū)外圍及華南地區(qū)尋找類似礦床應(yīng)有重要的作用。1巖石學(xué)和稀土元素地球化學(xué)特征礦區(qū)位于南嶺東西緯向構(gòu)造帶中段,恭城復(fù)式向斜北部揚(yáng)起端西側(cè)。區(qū)內(nèi)出露的地層:寒武系為一套淺海相復(fù)理石建造的淺變質(zhì)砂巖、板巖;下泥盆統(tǒng)為一套碎屑巖建造,中、上泥盆統(tǒng)及下石炭統(tǒng)主要為碳酸鹽巖建造。中泥盆統(tǒng)和下石炭統(tǒng)是鎢錫礦化和含錫鈮鉭花崗巖的主要圍巖。礦區(qū)內(nèi)斷裂發(fā)育,以東西向和南北向斷裂組成了基本的構(gòu)造格架(圖1)。區(qū)內(nèi)花崗巖均為含錫淺色花崗巖,巖體沿上述兩組斷裂交匯部位侵入,呈巖株狀產(chǎn)出,地表僅出露1.5km2,大部分呈隱伏巖體,據(jù)鉆孔揭露的面積約8km2。依據(jù)巖體切割,鋯石鈾—鉛同位素法測定的年齡為196~164Ma(宜昌地質(zhì)礦產(chǎn)研究所,1978年),屬燕山早期同源同期不同階段的復(fù)式巖體。該巖體可分三個幕:第一幕為細(xì)粒似斑狀含鋰白云母花崗巖;第二幕為中粗粒含鋰白云母花崗巖,以鎢礦化為主,伴有錫;第三幕為中細(xì)粒含鋰云母鈉長石花崗巖,呈巖鐘狀突起,以錫、鈮、鉭礦化為主,伴有鎢。第三幕花崗巖具有高硅富堿的特點(diǎn),w(SiO2)=74.9%,w(K2O+Na2O)=8.4%,分異指數(shù)DI=93.25,固結(jié)指數(shù)SI=3.29。巖體以高Sn、Nb、Ta、W、F,富Li、Rb、Ti、As、Ge為特征,w(Sn)=148×10-6、w(Nb)=71×10-6、w(Ta)=52×10-6、w(W)=8×10-6、w(F)=2600×10-6。稀土元素地球化學(xué)研究表明:巖體中REE濃度顯著偏低,w(REE)平均值為17.5×10-6,相對富集重稀土,Eu強(qiáng)烈虧損(δEu值為0.11~0.17)的特點(diǎn),顯示成巖物質(zhì)來源于陸殼,反映巖漿分異演化比較充分。區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)以鎢錫鈮鉭為主,并可劃分為鎢錫石英脈型、鎢錫長石石英脈型、錫鈮鉭花崗偉晶巖脈型、含錫鈮鉭花崗巖型和砂錫型5種礦床類型。2礦床地質(zhì)特征本區(qū)各種礦化、礦脈、巖脈(細(xì)脈)與其它地區(qū)花崗巖型鈮鉭礦床分帶相近,隨著離巖體的遠(yuǎn)近呈垂直帶狀分布,這一特征在水溪廟礦床最為典型,自上而下分為5個帶(圖2)。(1)組成細(xì)脈帶的地層位于地表附近的地層中,由脈幅0.1~1cm的螢石-云母單脈組成細(xì)脈帶,細(xì)脈帶向深部脈數(shù)減少,單脈厚度增大,偶見鋰云母細(xì)脈、螢石-方解石細(xì)脈等,其間可有少量含鎢錫長石、石英細(xì)脈,該帶是尋找隱伏花崗巖型錫鈮鉭礦床的地表標(biāo)志帶。(2)英脈中礦石礦物位于含礦巖體上覆圍巖中,由0.1~1m寬的長石石英脈組成,單脈向深部厚度增大,脈壁常見約1cm厚的鐵鋰云母邊,脈中礦石礦物主要為錫石、黑鎢礦其次,可少見白鎢礦、黝錫礦等,該帶是脈狀錫鎢礦床的賦存部位。(3)巖脈、巖枝帶位于含礦巖體頂部外圍構(gòu)造裂隙中,其根部與巖體相連,上部為花崗偉晶巖脈、花崗巖枝帶,下部為花崗巖體。花崗偉晶巖脈、花崗巖枝是鈮鉭(錫)工業(yè)礦體的賦存部位。(4)帶錫爾鈉長石花崗巖帶i位于巖體頂突部位,為鈮鉭錫工業(yè)礦體的賦存部位,鈮鉭礦體與錫礦體緊密相連,呈漸變過渡關(guān)系。(5)鈉長石花崗巖帶錫鈮鉭鈉長石花崗巖帶(Ⅳ)以下錫鈮鉭含量明顯降低,為非礦化花崗巖。該礦床分帶及其成因與江西橫峰松樹崗鎢錫鈮鉭多金屬礦床相似。3巖心10對水溪廟1線、2線、5線、老虎頭4線和金竹源6線5條剖面16個鉆孔的巖心,按10~20m間距進(jìn)行了揀塊采樣。用離子選擇電極、光譜和化學(xué)定量分析法分別對F,Li、Be、Cu、Pb、Zn、Ag、Ge、W、Sn、Mo、As、Bi、Ti、Mn和K、Na、S、Nb、Ta進(jìn)行了定量分析。3.1錫鈮水體-帶異常分布特征本區(qū)富含F(xiàn)、Li、Nb、Ta、W、Sn等元素的燕山早期第三幕花崗巖漿,在其晚期結(jié)晶分異交代—高溫氣液的演化過程中,Nb、Ta、Sn除在巖體頂部富集成礦外,還與其它活潑或揮發(fā)性元素在礦體前緣幾百米范圍內(nèi)形成了寬闊的巖石地球化學(xué)異常,如水溪廟2號剖面(圖3)。從圖3中可看出:F、Li、Be、W、Sn、Mo、Nb、Ta、Cu、Bi、Ti等元素在錫鈮鉭礦體及其上方(Ⅳ-Ⅰ帶)都有不同程度的異常反應(yīng)。其中F、Li、Be、W、Sn、Cu從地表(Ⅰ帶)到錫鈮鉭礦體(Ⅳ帶)異常連續(xù)性好,Li、Be、Sn中、內(nèi)帶異常發(fā)育,F、Cu中、外帶異常發(fā)育,且F、W、Sn、Cu從Ⅰ-Ⅳ帶其異常規(guī)模和異常強(qiáng)度呈增大的趨勢,而Be則相反;Nb、Ta、Mo、Bi異常主要集中在Ⅲ-Ⅳ帶;Ti僅在Ⅲ帶上有異常反應(yīng)。總體看來,揮發(fā)性組分F運(yùn)移距離最遠(yuǎn),在Ⅰ-Ⅳ帶都有異常分布,且從Ⅰ-Ⅳ帶異常呈增高的趨勢;活潑性元素Li、Be運(yùn)移距離稍大,在離錫鈮鉭礦體200~300m的近地表(Ⅰ-Ⅱ帶)異常更為清晰明顯;W、Sn、Cu在Ⅱ-Ⅳ帶異常比較集中;Mo、Bi、Ti僅在錫鈮鉭礦體前緣100~200m范圍內(nèi)(Ⅲ-Ⅳ帶)有異常反應(yīng);錫鈮鉭礦體上多數(shù)元素都有強(qiáng)異常反應(yīng),只有Be異常微弱,Ti沒有異常顯示。從上到下大致具有F-Li、Be-Cu、W、Sn-Nb、Ta-Mo、Bi、Ti的異常分帶特征。3.2-帶和圍巖巖石中主要礦物元素變化為了解各元素的垂向變化,對不同礦化帶的礦石品位及圍巖中的元素含量、比值進(jìn)行了統(tǒng)計,結(jié)果見表1。(1)從Ⅰ-Ⅴ帶,圍巖巖石中Mo及F/Be依次升高,Be依次降低。(2)多數(shù)元素以錫鈮鉭礦床(Ⅳ帶)為中心,向上(Ⅰ-Ⅲ帶)、向下(Ⅴ帶)各元素變化具有明顯的規(guī)律,向上各元素的變化參數(shù)對于尋找隱伏含礦花崗巖體及花崗巖型錫鈮鉭礦床具有指示意義,向下各元素的變化參數(shù)對于評價礦體剝蝕深度具有重要意義。(3)從Ⅰ-Ⅲ帶,礦石中Ta2O5、Nb2O5的品位和Ta2O5/Nb2O5逐漸增高,Sn/(Ta2O5/Nb2O5)逐漸降低;圍巖巖石中Cu、Ti含量逐漸升高,Li/Sn、W/Sn、(Li+Be)/(W+Sn)逐漸降低。(4)從Ⅳ-Ⅴ帶,礦石中Nb2O5、Ta2O5和Sn品位和圍巖中Li、Be、W、Sn、Cu、Bi含量都迅速下降,只有F、F/Be、F/Sn、Li/Sn、W/Sn、(Li+Be)/(W+Sn)大幅升高。4利用地球化學(xué)理想分帶模型根據(jù)礦床分帶特征、地球化學(xué)異常特征、元素含量及比值的變化規(guī)律,綜合歸納出了栗木鎢錫鈮鉭礦床的地球化學(xué)理想分帶模型,從上至下可分為5個帶(圖4)。4.1異常組合帶相當(dāng)于地表螢石—鋰云母細(xì)脈帶,離錫鈮鉭礦體250~300m,它既是錫鈮鉭礦體的遠(yuǎn)程異常帶,又是其上部鎢錫石英脈礦體的近程異常帶。該帶礦石中Nb2O5、Ta2O5、Sn品位低,Ta2O5<Nb2O5,Sn/(Ta2O5+Nb2O5)>100。圍巖中異常組合主要有F、Li、Be、W、Sn、Cu、Ti,其中Li、Be多呈中內(nèi)帶,F、W、Sn多呈中外帶,Cu、Ti多呈外帶。異常中的比值F/Be特低<70,Li/Sn、(Li+Be)/(W+Sn)較高分別在5.5和4.5左右,無Mo、Bi異常。4.2sn、ta2o5及sn/ta2o5綜合詞語“n”相當(dāng)于含鎢錫長石石英脈帶,離錫鈮鉭礦體150~250m,是鎢錫石英脈礦體的賦存部位。該帶礦石中以Sn品位最富,Nb2O5、Ta2O5品位較富,Ta2O5<Nb2O5,Sn/(Ta2O5+Nb2O5)較高(=77)。圍巖中異常組合與Ⅰ帶相同,只是各元素異常有所增強(qiáng),異常中的比值F/Be較低在100附近、F/Sn、Li/Sn、(Li+Be)/(W+Sn)較高,分別在30、4.5和4左右。4.3異常組合ta2o5相當(dāng)于花崗偉晶巖脈帶,離錫鈮鉭礦體0~150m。該帶礦石中Ta2O5品位最富,Ta2O5>Nb2O5,Sn/(Ta2O5+Nb2O5)較低(=5.2)。圍巖中異常組合最齊全,Be、Li、Sn、Nb、Ta多呈中內(nèi)帶,F、W、Cu多呈中外帶,Ti、Mo、Bi多呈外帶。異常中的比值F/Be中等在200左右,F/Sn、Li/Sn、(Li+Be)/(W+Sn)較低,分別在25、3和3左右。4.4圍巖元素異常該帶礦石中Nb2O5品位最富,Ta2O5品位較富,Sn品位貧,Ta2O5<Nb2O5,Sn/Ta2O5+Nb2O5也較低(=5.2)。圍巖中除Ti無異常反應(yīng)外其余元素異常較強(qiáng),其中F、W、Sn、Nb、Ta、Bi多呈中內(nèi)帶,Li、Be、Cu、Mo多呈中外帶。異常中的比值除F/Be較高達(dá)1400左右外,F/Sn、Li/Sn、(Li+Be)/(W+Sn)都最低,分別只有16.1、2.5和2.1。4.5圍巖元素異常相當(dāng)于貧鈉長石花崗巖帶。該帶礦石中Ta2O5、Nb2O5和Sn品位都很低,Ta2O5<Nb2O5,Sn/Ta2O5+Nb2O5<1。圍巖中異常組合不齊全,各元素異常明顯減弱,F、Li僅出現(xiàn)中外帶,W、Sn、Nb、Ta、Cu、Mo、Bi僅出現(xiàn)外帶,Be、Bi、Ti則無異常反應(yīng)。異常中的比值F/Be、F/Sn、Li/Sn、W/Sn、(Li+Be)/(W+Sn)都特高,分別在2500、200、15、0.9和8.5左右。5評價化學(xué)勘探的標(biāo)志根據(jù)栗木錫鈮鉭礦床分帶、遠(yuǎn)近程元素異常組合、平均含量和比值的垂向變化規(guī)律,得出了如下找礦評價標(biāo)志。5.1遠(yuǎn)程指示元素錫鈮鉭礦床的有效找礦指標(biāo)主要有F、Li、Be、W、Sn、Nb、Ta、Cu、Mo、Bi、Ti,其中揮發(fā)性組份F和活潑性元素Li、Be是該礦床的遠(yuǎn)程指示元素;成礦元素W、Sn、Nb、Ta和伴生元素Cu、Mo、Bi主要指示礦體的賦存部位;Be、Ti僅在錫鉭鈮礦體及其前緣形成明顯異常,礦體尾部沒有異常反應(yīng),它們是礦尾的有效指示元素。5.2錫鈮礦體pb(1)本區(qū)錫鈮鉭礦床與高硅富堿,且富集F、Li、W、Sn、Nb、Cu、Ag,REE濃度顯著偏低,Eu強(qiáng)烈虧損的燕山早期花崗巖體關(guān)系密切,巖體前緣和局部隆起的巖枝、巖株是尋找該類礦床的有利部位。(2)當(dāng)?shù)乇碛形炇?鋰云母細(xì)脈帶,圍巖中出現(xiàn)F、Li、Be、W、Sn、Cu異常,且F/Be>60、Li/Sn<5.5和(Li+Be)/(W+Sn)<4.5時,則指示在200-300m的深部有錫鈮鉭礦體存在。(3)當(dāng)有長石石英脈或花崗偉晶巖脈,圍巖中F、Li、Be、W、Sn、Nb、Ta、Cu、Mo、Bi異常組合齊全,強(qiáng)度較高,且F/Be>100、Li