湘南地區(qū)多金屬成礦作用及找礦方向

湘南地區(qū)多金屬成礦作用及找礦方向

湘南位于中國嶺南成礦帶中段的北端。它指的是衡陽盆地的南端。西到雙牌都鋪嶺，東到彭公祠、諸光山、湖南以及其他“有色金屬之鄉(xiāng)”的名字。其優(yōu)勢礦產(chǎn)鎢、錫、鉍、鉬、鉛鋅銀、金等在全國乃至全球占有舉足輕重的地位，是國家重要的有色金屬資源基地之一，多個地質(zhì)單位在該區(qū)投入了大量地質(zhì)找礦和科研工作，工作程度很高，找礦屢有重大突破，積累了豐富的資料和找礦經(jīng)驗，在當(dāng)前和今后相當(dāng)長的一段時期內(nèi)仍將是國家找礦的主戰(zhàn)場，回顧其找礦歷史、總結(jié)成礦規(guī)律對在新時期指導(dǎo)部署未來地質(zhì)找礦具有重要的指導(dǎo)意義。1湘南色澤特征、貴化特征1.1基底層序地層湘南地區(qū)地處南華活動帶湘桂褶皺系東段北緣。南華活動帶是揚子陸緣和華夏古陸殼之上的晚元古—早古生代裂谷帶，志留紀末，與揚子陸塊貼合組成古華南大陸（程裕淇，1994），其組成包括元古宙—早古生代基底、晚古生代—中三疊世以淺海相為主的沉積蓋層和中新生代陸盆沉積等三個大的構(gòu)造層。區(qū)內(nèi)震旦系—寒武系的淺海相碎屑巖夾碳酸鹽巖建造組成了基底構(gòu)造層，地表主要在炎陵—宜章隆起區(qū)、九嶷山巖體周邊、塔山—陽明山隆起區(qū)上分布。志留紀末，伴隨加里東期廣西運動形成的規(guī)模較大的酸性巖漿巖，是前寒武紀大陸地殼深熔作用的產(chǎn)物，幾乎沒有大洋板塊消減作用的影響(陳培榮,2002）；中泥盆統(tǒng)—下三疊統(tǒng)地層主要分布在常寧—桂陽—新田凹陷區(qū)及其他幾個隆起區(qū)上的次級凹陷帶上，為一套淺海相復(fù)理石巖石建造。中三疊世末的安源運動，區(qū)內(nèi)發(fā)生強烈的擠壓變形，形成北東—北北東向大型復(fù)式褶皺帶、逆沖推覆帶，并在基底構(gòu)造層上發(fā)生多層次滑脫，形成一系列“薄皮”構(gòu)造帶。如耒陽—臨武南北向構(gòu)造帶。燕山早期的寧鎮(zhèn)運動為強烈的造山運動，表現(xiàn)為大規(guī)模的隆升、斷陷等，并伴隨有大規(guī)模的巖漿侵位，陳培榮（2002）認為南嶺地區(qū)燕山早期是繼印支造山運動以后的一種后造山的大陸裂解的地球動力學(xué)背景,早期以形成陸殼重熔型花崗巖類為主，晚期則形成殼?；煸赐坌突◢弾r類為主。喜馬拉雅運動總體表現(xiàn)為隆升，局部斷陷盆地繼續(xù)接受沉積。1.2成礦作用及成礦時代(1）湘南地區(qū)有色、貴金屬礦產(chǎn)主要呈三大成礦系列產(chǎn)出：(1)與燕山中期“S”型花崗巖類有關(guān)的（Nb-Ta）-W-Sn-Bi-Mo-（Pb-Zn）成礦系列，主要分布在郴州—藍山斷裂以南的華夏塊體中，以柿竹園、瑤崗仙、香花嶺等大—超大型礦床為代表，主要分布在隆起區(qū)。(2)與燕山晚期“I”型花崗巖類有關(guān)的Cu(Mo)或Cu(Sn)或Cu(Zn)-Pb-Zn-Ag-Au成礦系列，以水口山、坪寶礦田、銅山嶺礦田等為代表，主要分布在凹陷區(qū)。(3)以沉積—改造成礦作用為主的Sb-Pb-Zn(Mn）-Ag層控礦床成礦系列，以后江橋鐵錳鉛鋅礦、長城嶺鉛鋅銀—銻礦等為代表，主要分布在隆起帶上的次級凹陷區(qū)，賦礦層主要是泥盆系棋子橋組。(2）成礦作用的發(fā)生往往與一些燕山期小巖體關(guān)系密切。(3）不同的成礦系列有不同的蝕變礦化分帶；對于與巖漿活動有關(guān)的熱液型礦床，其礦種以多元素組合為特征，由巖體向外呈現(xiàn)明顯的蝕變礦化分帶。如香花嶺礦田的礦床垂直分帶或水平分帶為：圍繞巖體向外分別是：Nb-Ta(W-Sn）→Be-Li(Sn）→Sn-W→Sn-Pb-Zn-Ag→Pb-Zn-Ag，對應(yīng)的蝕變?yōu)椋簭娫朴r化+強鈉化→螢石交代巖化（條紋巖）+矽卡巖化→螢石化+硅化→矽卡巖化+硅化→綠泥石化→碳酸鹽化；水口山礦田的分帶為：以花崗閃長巖體為中心，上部為鐵帽型或黑土加角礫型金礦，下部過渡到銅鋅金多金屬礦，外圍則為鉛鋅銀礦。它們的賦礦層位主要是晚古生代地層的碳酸鹽巖和部分碎屑巖，賦礦空間主要是：巖體與圍巖接觸帶、斷裂破碎帶、層間破碎帶及不整合接觸面。對于沉積—改造型礦床成礦系列，成礦元素組合簡單，圍巖蝕變微弱，含礦巖石建造主要為碳酸鹽巖，賦礦空間主要是巖相變異帶。(4）成礦時代：以燕山期（侏羅紀—白堊紀）為主。晚古生代同生沉積型鉛鋅銀礦具明顯的后期改造特征，富集成礦作用往往也延續(xù)到侏羅紀—白堊紀。一些巖脈可看作是成礦作用終止的標志。2地質(zhì)勘查策略發(fā)現(xiàn)礦床的制約因素主要是成礦理論的指導(dǎo)；勘查技術(shù)的發(fā)展與合理利用；勘查策略的制定。礦產(chǎn)地質(zhì)勘查必須始終服務(wù)于國家經(jīng)濟建設(shè)的需要。湘南地區(qū)找礦歷史可概括為以下三個階段：2.1地質(zhì)、重砂地層建國后，從“一·五”計劃開始，湘南進入正規(guī)勘探階段，重點是對已知的露頭有色金屬礦點進行就礦找礦，主要學(xué)習(xí)原蘇聯(lián)經(jīng)驗，礦區(qū)一般開展1∶2000地質(zhì)測量，礦田開展1∶1萬地質(zhì)測量和重砂測量，外圍則組織專門隊伍（普測隊）開展1∶5萬地質(zhì)、重砂找礦。至60年代末期，相繼發(fā)現(xiàn)并進一步勘查了瑤崗仙鎢礦、柿竹園矽卡巖型白鎢礦和上部大理巖中的錫礦，香花嶺錫礦、尖峰嶺“430巖體”鈮鉭礦、常寧縣大義山砂錫礦、新田嶺鎢礦；水口山礦田老鴉巢、鴨公塘深部鉛鋅銀金礦、黃沙坪鉛鋅礦，寶山中區(qū)銅礦、銅山嶺有色多金屬礦、道縣后江橋沉積改造型鐵錳鉛鋅礦。為籌建一大批有色金屬礦山奠定了堅實的資源基礎(chǔ)，滿足了國民經(jīng)濟建設(shè)的需要。2.2地質(zhì)勘查工作現(xiàn)狀以1970年代富銅、富鐵會戰(zhàn)開始，至1994年桂陽縣寶山西部鉛鋅銀礦勘探結(jié)束為標志，湘南地區(qū)經(jīng)歷了礦產(chǎn)地質(zhì)勘查的高潮期，地質(zhì)勘查貫徹了“區(qū)域展開，重點突破，面中求點，以點帶面，點面結(jié)合”的方針，強調(diào)了“綜合普查，綜合勘探，綜合評價”，部署開展了成礦遠景規(guī)劃和典型礦床研究，年年有新發(fā)現(xiàn)、年年有新進展，開創(chuàng)了湘南找礦的新局面，提交了大量的普查—詳查—勘探報告，又新建了一大批大中型有色金屬礦山。在工作方法上，加強了地質(zhì)、物化探綜合找礦、綜合評價，理論指導(dǎo)找礦，找隱伏礦的工作，引進礦床新理論和新觀點，如碳酸鹽巖層控礦床理論、卡林型金礦理論、斑巖型銅礦類型的識別。引進、推廣一些先進的科學(xué)技術(shù)方法，如同位素地質(zhì)，數(shù)學(xué)地質(zhì)，航空遙感、電子顯微鏡與探針、電子計算機、金剛石小口徑鉆進等新技術(shù)新方法，極大地推動了地質(zhì)工作，取得了一批重要成果?！懊妗鄙希合婺系貐^(qū)富銅、富鐵會戰(zhàn)，重點對騎田嶺、大義山、藍山—嘉禾三大片開展地質(zhì)勘查。其中以騎田嶺巖體為中心，完成了1∶2.5萬比例尺的土壤地球化學(xué)測量和磁法普查4000km2，從此揭開了區(qū)帶物化探普查的帷幕，發(fā)現(xiàn)了界牌嶺、良田、柳塘嶺等一批有望礦點和異常。最為引人注目的是1980年代初開始的地球化學(xué)普查，依靠技術(shù)進步，推出了痕量定量測試和質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)，以水系底沉積物為介質(zhì)，采用計算機數(shù)據(jù)處理等技術(shù)，開展了以成礦區(qū)帶為對象、以優(yōu)選大中型勘查靶區(qū)為目的、以地質(zhì)—物化探—遙感相結(jié)合為主要手段的綜合普查找礦，湖南有色地質(zhì)勘查局完成了對北緯26°以南廣大地區(qū)的1∶5萬分散流測量，基本覆蓋了湘南地區(qū)的主要成礦帶，發(fā)現(xiàn)了近千個化探綜合異常，該成果不但為縮小工作靶區(qū)發(fā)揮了巨大的作用，而且對今后建立成礦元素和指相元素的信息庫，再次開發(fā)利用，必將長期發(fā)揮作用。地球物理方法作為基礎(chǔ)地質(zhì)勘查手段，研究成礦地質(zhì)背景，了解深部構(gòu)造和巖體特征發(fā)揮了重要作用。相繼投入的區(qū)域物探工作有：常寧水口山—桂陽坪寶—臨武香花嶺南北向構(gòu)造帶開展了1∶2.5萬航空磁測；香花嶺—瑤崗仙地區(qū)1∶5萬重力測量和1∶10萬航空磁測，開展了以騎田嶺為中心，模擬人工腦細胞系統(tǒng)的重磁立體填圖，初步查定了湘南地區(qū)基底構(gòu)造、隱伏巖體、區(qū)域性大斷裂等區(qū)域成礦背景。礦田方面：湖南省有色地勘局針對重點礦田開展了二輪找礦，如水口山礦田開展了地質(zhì)物化探綜合立體填圖和成礦預(yù)測，發(fā)現(xiàn)了仙人巖、新盟山、陳家?guī)X—大魚灣、石坳嶺等一批礦床、礦點；黃沙坪—寶山礦田也開展了類似工作，其成果對開展深部隱伏找礦將會發(fā)揮重要的作用?！包c”上：針對已發(fā)現(xiàn)的礦床、礦點繼續(xù)擴大資源儲量規(guī)模。找礦思路上更加強調(diào)成礦模式指導(dǎo)找礦。如坪寶礦田的“背斜加一刀”模式、水口山礦田的“巖體超覆”控礦、“三角帶”控礦模式、斑巖型銅礦模式，淺成低溫?zé)嵋盒徒鸬V模式、界牌嶺礦區(qū)的“三環(huán)一帽”模式、瑤崗仙黑鎢礦“五層樓”模式等在找礦中均發(fā)揮了重要作用。有色地勘局發(fā)現(xiàn)并勘查了大型以上規(guī)模的寶山西部和財神廟（北部）鉛鋅銀礦、界牌嶺大型隱伏錫銅和淺表超大型螢石礦、塘官鋪錫鉛鋅多金屬礦、常寧康家灣大型隱伏鉛鋅銀金多種金屬礦、龍王山金礦、田尾—李家塘鉛鋅銀礦等。地礦局系統(tǒng)勘查了東坡鉛鋅礦、橋口鉛鋅礦、紅旗嶺錫礦、汝城縣磚頭坳鎢礦等。科研方面：貫徹了“科研面向生產(chǎn)，生產(chǎn)依靠科研”的方針，將科研滲透到日常地質(zhì)工作之中，“六五”期間，重點部署開展了鉛鋅礦的專項科研；“七五”期間，重點對錫多金屬礦開展了科技攻關(guān)項目，大大深化了湘南地區(qū)的找礦認識，顯著提高了找礦命中率。2.3地質(zhì)工作部署在地質(zhì)建設(shè)中的作用日益明顯從1995年開始，直到目前為止，由于地質(zhì)勘查投入嚴重不足，地勘體制發(fā)生重大改革，1998年地勘隊伍實行屬地化管理，湘南地區(qū)找礦步入了徘徊期，除開展一些預(yù)普查工作外，10多年未提交過詳查以上勘查程度的地質(zhì)報告。在工作部署上以開發(fā)利用老資料為主，貫徹“勘查—開發(fā)一體化”方針，在傳統(tǒng)的技術(shù)方法基礎(chǔ)上，將信息化技術(shù)滲透到地質(zhì)勘查的各領(lǐng)域。資金投放渠道多元化。內(nèi)引外聯(lián)開展了湘南“紅土型”金礦找礦，如桂陽縣大坊、東城—團結(jié)金礦、郴州龍形寨、歐沖金礦、江永縣銅山嶺外圍，常寧水口山地區(qū)等。國調(diào)項目重點開展了以錫為主的預(yù)、普查，新發(fā)現(xiàn)了芙蓉錫礦、荷花坪錫礦（中泥盆統(tǒng)跳馬澗組與棋子橋組接觸帶）、香花嶺礦田南吉嶺錫礦（中泥盆統(tǒng)跳馬澗組與寒武系不整合面過渡帶型），在錫礦找礦上取得了突破性進展。國家資補、財政補貼等專項經(jīng)費對以往工作中發(fā)現(xiàn)的錫鉛鋅銀—金—銅等礦點開展了進一步勘查，對提高礦區(qū)勘查程度，引導(dǎo)市場投資發(fā)揮了一定的作用，但沒有取得突破性進展。由于我國礦業(yè)體制的改革，大量的民營經(jīng)濟介入礦業(yè)開發(fā)領(lǐng)域，一批批小礦山拔地而起，形成了國有礦山、民營礦山等礦業(yè)開發(fā)形式并存的、“繁榮”的礦業(yè)經(jīng)濟新格局。回顧歷史，不難發(fā)現(xiàn)，湘南找礦輝煌時期的工作部署貫徹了“面上展開、點上解剖”的方針，生產(chǎn)與科研密切配合，特別是來源于生產(chǎn)需要的總結(jié)性的科研工作對指導(dǎo)地質(zhì)工作部署發(fā)揮了重要作用。新時期，受礦業(yè)權(quán)的限制，地勘單位不能像過去自由地按照成礦條件、成礦規(guī)律部署勘查工作，而必須考慮勘查對象的權(quán)屬，在某種程度上限制了地質(zhì)人的思維。3層控鉛鋅礦床成礦規(guī)律意義2006年1月20日，在我國地質(zhì)工作史上具有里程碑意義的《國務(wù)院關(guān)于加強地質(zhì)工作的決定》出臺，標志著我國當(dāng)前的地質(zhì)工作迎來了繼新中國成立之后的“第二個春天”。湘南地區(qū)工作程度如此之高，在新時期，是否還有找礦潛力？如何找礦？筆者認為可從以下幾個方面入手。(1）礦種上應(yīng)重點突出湘南的優(yōu)勢礦產(chǎn)，即鎢錫鉬鉍—銅鉛鋅銀—金等多金屬。按照湘南地區(qū)三大成礦系列及其礦床類型特點，詳細研究不同成礦帶所處的成礦地質(zhì)背景及成礦條件，確定主攻礦種和主攻礦床類型。如：(1)水口山—大義山—坪寶南北向成礦帶：該帶包括了水口山、大義山、寶山—黃沙坪、等幾個礦化集中區(qū)，主攻與燕山中晚期“I”型花崗巖有關(guān)的鉛鋅銀銅金等多金屬成礦系列，主攻礦床類型為：矽卡巖型鉛鋅銀銅礦床及鐵帽型金礦。近年來，在水口山礦田仙人巖區(qū)又新找到接觸蝕變破碎帶型及鐵帽型金礦，按照礦床垂向分帶規(guī)律，該區(qū)深部銅鉛鋅找礦仍有很大潛力。(2)寶峰仙—荷花坪—香花嶺北東東向成礦帶：該帶包括了寶峰仙、荷花坪、芙蓉、香花嶺等幾個礦化集中區(qū)，近年來的國土資源大調(diào)查工作顯示，在荷花坪、芙蓉、香花嶺等區(qū)的錫礦找礦取得了重大進展，累計新探獲錫資源量100萬噸，主要突破口是發(fā)現(xiàn)了一些新的礦床產(chǎn)出空間，如：荷花坪區(qū)的中泥盆統(tǒng)跳馬澗組與棋子橋組接觸帶及香花嶺區(qū)的寒武系與中泥盆統(tǒng)跳馬澗組不整合面的錫石硫化物礦床，芙蓉礦區(qū)花崗巖接觸帶上矽卡巖型錫礦，該帶仍有很大的找礦潛力。(3)汝城—桂東晚古生代凹陷帶邊緣銅鉛鋅找礦。(4)層控鉛鋅礦床成礦系列：長城嶺礦田鉛鋅銀—銻礦；道縣后江橋—藍山泥盆系中統(tǒng)棋子橋組、上統(tǒng)佘田橋組碳酸鹽巖中尋找鉛鋅富礦。(2）工作部署上：應(yīng)加強綜合研究，整體規(guī)劃，分步實施。(3）找礦思路上要有創(chuàng)新意識。以現(xiàn)代成礦理論為指導(dǎo)，用成礦系統(tǒng)（翟裕生，1999）網(wǎng)絡(luò)概念，用礦種、礦床類型共生轉(zhuǎn)換的思想重新認識礦田成礦規(guī)律，開展新一輪有色、貴金屬礦產(chǎn)的地質(zhì)勘查工作。從“新區(qū)老方法，老區(qū)新認識”的思維方式看，湘南地區(qū)仍有很大的找礦潛力。許多地區(qū)的事實已經(jīng)證明，相關(guān)元素可在同一個礦體、礦床、礦田、礦帶中共生，分帶產(chǎn)出，相似成因或組份的不同礦床類型也可在同一個礦田、礦帶中共生、分帶產(chǎn)出。椐現(xiàn)有資料，已知有斑巖型—淺成低溫?zé)嵋盒偷霓D(zhuǎn)換（如贛東北地區(qū)）；斑巖型—矽卡巖型—爆破角礫巖筒—熱液脈型的轉(zhuǎn)換（湖南水口山）；塊狀硫化物型銅鋅礦床—塊狀硫化物型黃鐵礦礦床轉(zhuǎn)換（遼寧清原地區(qū)）。西成—鳳太地區(qū)，在1980年代末以前，認為只是一個巨型的鉛鋅礦帶，從1990年代初開始，發(fā)現(xiàn)有金礦床，而且在類型上有蝕變巖型，爆破角礫巖筒型，成為鉛鋅（銀）—金礦帶。過去我們也強調(diào)在一個礦區(qū)（田）、礦帶要進行綜合評價，綜合找礦，但較少自覺的運用礦產(chǎn)/類型轉(zhuǎn)換的觀點發(fā)掘新的礦種，新的礦床類型，如果我們在總結(jié)礦種/礦床類型在礦田、礦帶中的轉(zhuǎn)換模型之后，運用這種模型去指導(dǎo)礦田（礦帶）的勘查工作，使勘查工作有科學(xué)的預(yù)見性，將大大提高地質(zhì)勘查效果。翟裕生（2004）指出：“研究礦床的垂直分帶，即礦化網(wǎng)絡(luò)由淺向深部的變化趨勢，主要包括以下內(nèi)容：礦種的變化（如淺部鉛鋅銀，深部銅鉬等）；礦化類型的變化（如上為脈型、細脈型，下為矽卡巖型及斑巖型等）；含礦巖石變化（碎屑巖、碳酸鹽巖、泥質(zhì)巖等及其組合）；成礦強度的變化（礦石品位和礦體規(guī)模）以及由大氣、地下水作用制約的氧化帶深度等；變化形式則有連續(xù)型、斷續(xù)型、多層型、構(gòu)造斷開型等?！庇捎诘V種、礦床類型轉(zhuǎn)換的因素比較復(fù)雜，以及它們的交叉，因此在運用這一思想時，首先要建立有關(guān)轉(zhuǎn)換模型，深入研究勘查區(qū)的成礦條件、特征，以及各種信息，通過對比研究，提出找礦思路，定會取得較好的地質(zhì)效果。(4）加強老礦山深邊部接替資源找礦工作。充分發(fā)揮地勘單位的技術(shù)優(yōu)勢和信息優(yōu)勢，重點部署一批老礦山深邊部找礦項目，開辟埋深大于500米的“第二找礦空間”。按照成礦理論分析（Barnes,2002），成礦有利空間在地下5～10km的深度范圍，這個空間正好是地殼內(nèi)外動力的復(fù)合場，也是多種成礦要素發(fā)生突變與耦合的轉(zhuǎn)折帶，適于大量巖漿礦床、熱液礦床的產(chǎn)出。據(jù)研究（裴榮富，1999），“一個大型熱