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宝山多金属矿田隐伏成矿岩体与成矿中心何在?兼论湖南3000米深首钻选址与成果以及找矿突破方向

已有 2486 次阅读 2024-1-16 13:03 |个人分类:话说找矿|系统分类:观点评述

宝山多金属矿田隐伏成矿岩体与成矿中心何在?兼论湖南3000米深首钻选址与成果以及找矿突破方向

Where is the hidden ore-forming rockbody and metallogenic center in the Baoshan polymetallic orefield? ----On the site selection and results of Hunan’first 3000 m deep drilling and the breakthrough direction of prospecting

刘继顺

2024-01-16

提要:本文基于桂阳宝山多金属矿田地质与勘查资料的桌面研究,评述了3000米深钻的选址与钻探成果;提出制约找矿突破的隐伏成矿岩体与成矿中心,可能位于宝岭露采场附近的深处;建议开展三维地质-矿化建模,确定钼-钨-铜矽卡岩的产状及深部找矿空白区→矿床隆升-剥蚀过程研究,确定矿体顶部露头的原始位置→构造恢复,还原地质-矿化原始空间位置→确定断层切割下盘的原地地质-矿化位置→试验性钻探;借鉴美国超大型Kalamazoo斑岩铜矿发现的经验,进而有望实现宝山矿田断错矿体的重大发现,不忘初心(从宝山铜矿出发→宝山铅锌银矿),方得始终(宝山铅锌银矿→回归宝山铜多金属矿)么?!

 

1.引言

2019年9月至2022年4月,在湖南桂阳宝山多金属矿田,施工了一个3008.93m的深孔—ZK16508孔。这是湖南省首个以探寻有色金属矿的3000米以深的钻孔,是在 “深地资源勘查与开采” 国家研发计划之“钦杭成矿带湘南段铜锡多金属矿产深部探测技术示范”重点专项(2018YFC0603900)支持下完成的。

 

2.ZK16508深孔的选址与施工

据中南大学新闻网2018年9月5日(https://news.csu.edu.cn/info/1004/138820.htm)报道:中国21世纪议程管理中心印发了《关于国家研发计划“深地资源勘查开采”重点专项2018年度项目立项通知》,重点专项 “钦杭成矿带湘南段铜锡多金属矿产深部探测技术示范(2018YFC0603900)”获得立项批准。项目获中央财政经费3036万元资助,执行周期3年。项目以钦杭成矿带湘南段为选区,建立华南钦杭成矿带湘南段铜多金属、锡多金属2个成矿系统的复合成矿模式,完善华南陆内岩浆热液成矿理论;集成创新深部铜锡多金属矿探测技术方法组合,验证铜锡多金属复合成矿模式和分布规律;圈定铜锡多金属深部找矿靶区,综合评价3000米深部铜锡多金属资源潜力,实施3000米深度异常验证钻探,实现深部找矿突破,建立大型铜锡多金属资源基地【1】

2019年3月5日,在湖南省湘南地质勘察院召开第一次科学深钻工作研讨会,拟定了两个3000米深孔的备选区域:湖南省桂阳县宝山矿的西部区域和湖南省桂阳县黄沙坪矿东南部【2】

2019年7月20日,项目组充分依据深部物探解译、坑道重力、深部构造成果及野外施工条件等因素,最终选定了3000米深孔验证的施工位置—桂阳县宝山矿的西部165勘探线上(孔号ZK16508)【2】

据文一卓等“湖南首个固体矿产勘查3000 m 科学深钻选址研究”(地质与勘探,58(5):975-988,2021年5月27日提交,2021年10月25日修改,2022年9月出版)报道:宝山铜多金属矿区成矿条件优良,主要为岩浆期后高中温热液接触交代矽卡岩型铜钼多金属矿床和中低温热液充填交代型铅锌银矿床,矿体的形成和就位受岩浆岩、地层岩性以及构造多种因素联合控制,矿体形态、产状相对规则,矿体延伸方向可控;尤其在宝山矿区中部,受宝岭倒转背斜核部及断裂破碎带控制的矽卡岩型蚀变矿化带,厚度大,最大厚度超400 m,延深大于700 m,往深部还有较大延伸,同时产出厚大的矽卡岩型铜钼多金属矿体产出,并在深部1500 m 附近还见到了7.52m 厚的矽卡岩型铜多金属工业矿体。综上所述,从见矿可能性、矿床垂向分带规律、矿种组合及前期深部物探(人工地震反射测量、高精度磁测、广域电磁法测量与坑道重力测量)、深部构造与成矿模式成果,综合考虑浅部地质背景、已知矿化延伸及野外施工条件等因素,最后选择在宝山北西部的 165 剖面线上开展 3000 m 钻探验证,钻孔编号为 ZK16508。同时考虑到避开浅部坑道及地表公路、高压线、建筑物等情况,最终确定钻孔 ZK16508 的具体位置,其坐标为: X = 2849421. 273, Y = 38370202. 246,H = 332. 0 m(图1)【3】

1桂阳宝山矿田ZK16508设计平面图.jpg 

图1.桂阳宝山多金属矿田地质图【2,3】,示设计3000米深钻孔ZK16508与已知见矿KZ16505坑内钻孔地表投影位置

 

经查,ZK16508孔深钻,位于已知见矿坑内大钻KZ16505孔之NW335˚方向上,两孔平面直距200米处(图2)【3】

 2桂阳宝山矿田ZK16508设计剖面图.jpg

图2.桂阳宝山多金属矿田ZK16508孔深钻设计剖面图

A:据文一卓等(2022)【3】修改;B:据湘南地质勘察院(2020)【2,3,4】;C:1300米孔深处铅锌矿芯【2】;D:1700米孔深处含铜黄铁矿芯【2】

 

宝山矿区 165 线施工的科学深钻 ZK16508 孔的预期目标主要有 2 个:

①验证中深部的已知矿化蚀变带的延深、厚度及铜多金属矿化的强度。根据KZ16505孔于 1500 m 以浅已控制的矿化蚀变带规模及其深延趋势分析,该矿化蚀变带应该继续延深,设计孔深约在1760 ~ 1840 m 间会揭露到矿化蚀变带【3】

② 在 3000 m 附近可见深部隐伏岩体及其岩体内外接触带中的蚀变矿化情况。据本次广域电磁测量、坑道重力测量及前人人工地震资料初步推断,区内深部3~5 km有可能存在隐伏岩体或突变界面,在宝山矿区深部 3000 m 附近,见到隐伏岩体的可能性较大。矿区内已知矽卡型 Cu-Mo 矿化中心主要位于 159线~175线之间,深部可能存在高侵位的岩体,设计孔深约在 2500m~3000m间,见到隐伏的高侵位花岗岩体及其接触蚀变矿化带(图2,图3)【3】

 

据湖南省地质院2019年12月30日“3000米科研深孔验证实现第一个大目标”(http://hnsdzy.hunan.gov.cn/dzy/c101626/c101635/c101645/202001/t20200103_24625789.html)报道:“国家重点研发计划项目‘钦杭成矿带湘南段铜锡多金属产深部探测技术示范’2019年度暨中期进展总结交流会在云南召开,会上传来喜讯,由湖南省湘南地质勘察院承担的项目课题5‘深孔钻探验证与探测技术示范’取得了阶段性成果——在被誉为‘三湘固矿勘探第一钻’的3000米科研深孔中见到多层视厚度较大的、受断裂构造控制的铅锌铜矿化体,深孔验证顺利实现了第一个大目标。“目前,3000米深孔验证工作仍在进行当中。根据矿区深部物探、坑道重力、深部构造及深部成矿模式等的初步研究成果,预测在孔深2500-2700m可见到隐伏的岩体及接触带矽卡岩型铜锡矿(化)体、岩体顶部云英岩型钨锡矿(化)体,深孔验证的第二个大目标有望实现(图2)。”【4】

 

ZK16508孔,于2019年8月30日开始准备钻探平台,2019年9月7日正式开钻【5】

 

2019年12月20日,国家重点研发计划项目“钦杭成矿带湘南段铜锡多金属产深部探测技术示范”2019年度暨中期进展总结交流会在云南召开时,ZK16508孔已完成进尺1812米,已于1665米至1700米(视厚度35米)孔深处穿过KZ16505孔所揭露到的深部铜矿化体【4】

 

2020年5月底,已经钻至1927米【2】

 

2020年11月7日,项目中期检查时,ZK16508孔已完成进尺1950米【6】自1700米孔深之后,再也没有见到矿化【6】

 

2022年5月28日烟台大众网报道“山东省地矿局三院承担湘南3000米科学深钻竣工“,终孔时间2022年4月15日,终孔深3008.93米(图3)【7】

 

ZK16508孔,系湖南省固体矿体勘查首个3000米以深的钻孔,是山东省地矿局三院采用衡阳中地装备探矿工程机械有限公司研发的XD-30DB型电动顶驱式岩心钻机完成的。深钻项目组,面对垂直节理破碎、水敏性地层缩径破碎、全孔漏失破碎等复杂地层,采用了成膜泥浆体系、特制异径取心钻具、复合钻进工艺技术等措施,经过5次绕钻,顺利穿过近千米的软弱复杂岩层,创造了在南方深部连续软弱复杂岩层中完成超长钻进的先例【7,8,9】

 3桂阳宝山矿田ZK16508孔.jpg

图3.桂阳宝山多金属矿田ZK16508孔孔位与开钻仪式照(照片引自【5,7,9】

 

3.桂阳宝山多金属矿田ZK16508孔岩芯与钻探成果

3.1 钻探岩芯柱特征

ZK16508 深孔,所揭露到的地层,自上而下,依次有第四系(Q)以及下石炭统梓门桥组(C1z)、测水组(C1c)与石磴子组(C1s),揭露到的矿层有 Pz-1 铅锌矿层(1345.25-1346.25m孔深,厚0.86m,Pb 1.08%、 Zn 0.80%、Ag 13.15g/t和Au 0.11g/t)和 Cu-18 铜矿层(1664.82-1699.84m孔深,Cu0.43%、S21.17%、 TFe24.77%、Ag4.69g/t),揭露到的断裂破碎带有 F23+F25、F3、F5、F0-1、F0和F101,围岩蚀变有矽卡岩化、硅化和绿泥石化,接触变质有大理岩化和角岩化(表1)。

表1 桂阳宝山多金属矿田ZK16508孔钻探岩性一览表

 表1.jpg

注:ZK16508孔(X = 2849421. 273, Y = 38370202. 246,H = 332. 0 m,终孔深3008.93m),施工日期为1999-09-07至2022-04-15;施工单位为山东省地矿局三院。根据龚熙君(2022)和许若潮等(2023)【10,11】资料制作。

 

由表1和图4可知,ZK16508孔在深处所揭露到的矿化,有PZ-1铅锌矿体和Cu-18铜矿化体。

 

PZ-1铅锌矿体,见于1345.25-1346.25m孔深间,能够很好地与已知矿化的KZ16505孔相对应,但样长只有1m,真厚才0.68m,平均含Pb 1.08%、 Zn 0.80%、Ag 13.15g/t和Au 0.11g/t,由方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、方解石和白云石所组成。如此深处又如此薄脉再加低品位的PZ-1铅锌矿体,恐难成为可采矿体,只是具有地质与找矿线索意义。

 

3.2 深部铜硫矿化体Cu-18特征

据(许若潮等,2023),ZK16508孔在1664.82-1699.84m孔深处,石磴子组含炭质灰岩中,揭露到视厚度35.02m铜矿化体—Cu-18,平均含铜0.43%。Cu-18顶板为视厚度17.44m黄铁矿化和大理岩化灰岩,与Cu-18没有明显的界线,只是因为Cu-18发育有稀疏至密集的硫化物细脉。Cu-18底板,则为视厚度17.06m含炭灰岩,与Cu-18截然以断层接触,接触部位未见明显的矿化蚀变。在铜矿化体中,于1688.69-1693.24m间夹有视厚4.55m厚的矽卡岩,含铜0.76%(图4和图5)。

 

黄铜矿呈形态不规则的网脉状,产于大理岩中,受构造裂隙控制,在脉宽大处呈致密块状构造。黄铁黄铜矿石中的金属矿物主要有黄铁矿、黄铜矿、白铁矿、磁铁矿及少量毒砂、辉钼矿、磁黄铁矿等,非金属矿物主要包括方解石、石英、白云石、菱铁矿、石榴子石及少量绿帘石、透辉石、绿泥石、萤石、高岭土、白云母等。矽卡岩主要由石榴子石及少量绿帘石、石英、透辉石、绿泥石、黄铜矿、辉钼矿和黄铁矿构成,石榴子石为钙铁-钙铝榴石,颗粒粗大,振荡环带结构发育。铜矿石中硫化物的生成顺序可以分为2个世代,早期形成颗粒粗大的黄铁矿,晚期形成细粒共生的黄铁矿、黄铜矿、毒砂、磁铁矿和菱铁矿,后者通常呈集合体填隙状产于粗粒黄铁矿的粒间,有时呈脉状切穿粗粒黄铁矿。

 

对Cu-18铜硫矿化体(视厚35.02m,图4和图5),采集了34件样品,化学分析了铜、铅、锌、银、金、镓、硒、磁性铁、钨、锡和钼的含量(表2)。

 

从表2可知,Cu含量0.01%-1.26%(平均0.43%,>1%的样品1件,>0.5%而<1%的样品11件,>0.01%而<0.5%的样品22件),Ag含量1.23-13.66g/t(平均4.68g/t),Au含量0.01-0.13g/t(平均0.06g/t),Ga含量0.0002%-0.0024%(平均0.0011%),Se含量0-0.0036%(平均0.0017%),Cd含量0.0002%-0.0024%,MFe含量0.02%-34.71%,WO3含量0.001%-0.051%,Pb含量0.01%-0.38%,Zn含量0.01%-0.19%,Sn含量0-0.05%, Mo含量0-0.04%。1688.69-1693.24m孔深间,铜硫矿化体中夹视厚4.55m矽卡岩,含铜0.76%。由此可知,在埋深1665-1700m处的铜硫矿化体,恐难以成为可采工业矿体。

 

表2. 桂阳宝山多金属矿田ZK16508含铜黄铁矿样品化学分析结果【11】

表2.jpg 

4桂阳宝山矿田ZK16508铜硫矿化体剖面图.jpg

图4.桂阳宝山多金属矿田ZK16508孔钻孔剖面图,示铜硫矿化体见矿深度及与KZ16505孔之关系[11]

 5桂阳宝山矿田ZK16508孔Cu18矿化体顶底板岩芯特征.jpg

图5.ZK16508孔钻孔上部剖面图及Cu-18矿化体顶底板岩芯特征(许若潮等,2023)

A.铜硫矿化体与顶板之黄铁矿化大理岩化灰岩,两者渐变接触,孔深1665m;B.含铜矽卡岩,孔深1690m;C.铜硫矿化体与底板之含炭灰岩,两者截然接触,孔深1700m[11]

 

 

3.3 ZK16508孔设计推测剖面与施工后实际剖面对比及其地质意义

ZK16508孔在1700m孔深以浅所揭露到的岩芯,与根据KZ16505已知孔的推断预测基本吻合(图6):

6桂阳宝山矿田ZK16508孔设计与实际剖面图对比.jpg 

图6.ZK16508孔设计剖面与实际钻孔剖面图对比

 

于159m-232m孔深间,见F23+F25断裂破碎带(3层断层角砾岩,梓门桥组内);

于245m-248m孔深间,见充填交代于测水组砂页岩内的块状铅锌矿体(Pz-110),视厚 1.25m;

于505m-559m孔深间,见F3断裂破碎带(两层碎裂灰岩-角砾岩,石磴子组灰岩内及其与测水组砂页岩接触面);

于759m-780m孔深,见F0-1断裂破碎带(两层碎裂泥晶炭质灰岩-角砾岩,石磴子组);

于944m-949m,见F0断裂破碎带(碎裂灰岩,石磴子组);

于1345-1348m孔深,见F21断裂破碎带及其中铅锌矿化(黄铁矿化铅锌矿化泥质灰岩角砾岩,其中见视厚1m的铅锌矿脉PZ-1);

于1647m-1700m,见黄铁矿黄铜矿化大理岩化灰岩及视厚4.55m铁铜硫矽卡岩(石磴子组);

 

于1700m—1706m,见F101断裂破碎带(含炭灰岩碎裂岩-角砾岩,石磴子组)。

 

显而易见,1665米至1700米孔深处的铜硫矿化蚀变带,是KZ16505孔所揭露矿化沿倾向方向的自然延伸,使得铜硫矿化体沿335˚倾向方向延伸至平面距离200m垂幅200m,是浅部已知蚀变矿化体厚度的 4-5 倍,这对于深部找矿突破是具有重要指导意义的。

 

然而,整个蚀变矿化带,平均含铜仅0.43%,其中矽卡岩视厚仅有4.5m,含铜才0.76%,这说明已知矿化在ZK16508孔附近的深部,处于发散状态,可能偏离了隐伏成矿中心。

 

ZK16508孔深部,未见任何岩脉/岩枝/岩体,其蚀变矿化,远逊于KZ16505孔(窄矽卡岩,未见岩脉),更逊于东南部的KZ16501孔、KZ16502和KZ16504孔(均见岩脉和厚大矽卡岩,蚀变矿化越往东越强)、KZ16502、KZ16504孔。这说明已知矿化在ZK16508孔附近的深部,偏离了隐伏成矿岩体与成矿中心。隐伏成矿岩体与成矿中心,应该处于ZK16508孔的东南部的深处。

 

1665米至1700米孔深处的铜硫矿化蚀变带下盘,系视厚约6m的断层破碎带。这表明本处的工业矿体有可能被此断层推移到别处了,很有可能推移至东南某处的深部了。

 

ZK16508孔自1700m孔深至终孔3008.93m之间的1300m岩芯,未揭露到矿化带,也未揭露到原推定的可能处于2500m-2700m之间的隐伏岩体及矽卡岩型与云英岩型铜锡矿化,甚至没有揭露到明显的热变质(接触变质)现象,这表明ZK16508孔终孔处,尚远离岩体(包括隐伏成矿岩体)。

 

综上所述,桂阳宝山多金属矿田的ZK16508孔,是湖南省内固体矿产勘查的首个3000米以深的钻孔,揭示了宝山西区ZK16508孔及其周边的深部地质情况,具有重要的找矿指导意义。但就找矿突破而言,特别是寻找深部隐伏的成矿岩体与成矿中心而言,目前还没有发现令人兴奋的G点。

 

4.桂阳宝山多金属矿田隐伏成矿岩体与成矿中心何在?→宝岭之下

从目前宝山多金属矿田的勘查开发历程和业已发现的地质矿化事实,可知:

4.1 在宝山多金属矿田地表,对于众多的花岗闪长斑岩、花岗斑岩和英安质凝灰角砾岩等各类岩脉露头,其接触带上均未见到矽卡岩化及含铜矽卡岩(图1,图6和图9D)。这表明,这些燕山期岩脉属于非成矿岩脉,很可能是成矿后侵位的,也有可能是成矿前侵入的,与矽卡岩矿化无关【12,13,14】

 

4.2在矽卡岩及其Mo-W-Cu-Bi多金属矿化矽卡岩露头,未见到任何岩脉/岩体,即使在中区勘探矽卡岩型铜多金属矿体时,也未发现有岩脉/岩体,如中区2线20˚-200˚勘探剖面图(图7)【13】和矽卡岩型铜多金属矿体纵剖面图(图8,剖面方向为110˚-290˚)(李德成,1983)【12】。这些矽卡岩矿体之南部往往与围岩碳酸盐岩或砂页岩呈断层接触。因此,至今只能将中区矽卡岩型钼-钨-铜-铋露天矿,推测与深部隐伏的岩体有关。

7桂阳宝山矿田中区290-110纵剖面图.jpg 

图7.宝山中区矽卡岩型铜钼多金属矿体110˚-290˚纵剖面图(李德成,1983)【12】

8桂阳宝山矿田铜矿2线剖面图.jpg 

图8.宝山中区2线(20˚-200˚)勘探线剖面图(罗儒斌等,1995)【13】,示矽卡岩型钼铋矿体与南侧围岩壶天群白云岩为断层F1接触

 

4.3 中区矽卡岩型钼-钨-铜-铋多金属矿体,裸露于区内最高海拔区530m标高的宝岭附近,近地表风化层厚20m以上,个别风化层达200m(图9)。据称此系宝岭近东西向倒转背斜核部之所在,这与通常的向斜成山背斜成谷刚好相反【15,16】。这到底是褶皱倒转所引起的逆冲断裂,还是逆冲断裂的牵引所致的倒转背斜假象,值得进一步研究。

9桂阳宝山矿田露天采场.jpg 

图9. A.中区铜钼钨矿一期露天采场及二期拟露天采场设计方案(李德成,1983);B.宝山矿田矿床分布平面投影图(李明炎,1990);C.宝山中区露天采场(2003年摄);D.宝山矿区地质略图(李荣清,1990)【15,16】

 

4.4宝山矿田的中区钼-钨-铜-铋矿,系露采矿山(露采场于1974年投产,1995年闭坑,最高台阶标高510m,最低台阶标高315m,露天采场上部境界长550m宽500m,而下部境界长98m宽35m)(图9),由于风化氧化矿石系难选冶的多金属,致使当年宝山铜矿的效益不佳,才不得不转向高品位的铅锌脉状矿。东区(1977年投产,2003年闭坑)、北区和西区铅锌银矿,均为隐伏矿体,系地下开采矿山。目前尚不清楚矽卡岩型钼-钨-铜-铋多金属矿体到底已经被剥蚀了多少,其顶部围岩中的铅锌矿化规模又有多大?

 

4.5前人曾将宝山中区钼-钨-铜-铋矿与东区和西区铅锌银矿放在一个剖面图上,制成了模式图,在中区钼-钨-铜-铋矽卡岩之下划上了推断的隐伏成矿岩体,命名为306号岩体;而在东区和西区各划上了两条不含矿的岩脉【17,18,19,20,21,22】。这个推断的隐伏成矿岩体,从来没有得到过坑道与钻探的验证。在宝山矿田165勘探线剖面图上(剖面方向155˚-335˚),早期的研究者,均划出了推定的隐伏成矿岩体。但在最近实施的3008.93m深孔ZK16508中,于1688.69-1693.24m孔深处揭露到了含铜矽卡岩,但未揭露到任何岩脉,至终孔3008.93m也未见任何岩脉(图10和图11)【23,24,25,26,27,28,29,30,31】。2006年在危机矿山资源接替项目中施工的最深KZ16505孔,于距地表1500米深处,只见到含铜黄铁矿及薄层矽卡岩,也没有揭露到任何岩脉,这说明ZK16508孔和KZ16505孔所揭露到含铜矽卡岩,属于远矽卡岩(Distal Skarn),而非接触矽卡岩(Contact Skarn),偏离了隐伏成矿岩体和成矿中心。

10桂阳宝山矿田中区-东区-西区模式图.jpg 

图10.桂阳宝山多金属矿田综合剖面示意图(湖南有色地勘局238队,1994;印建平,1998;廖廷德,2009【29】;轩一撤,2016【40】;谌鹏远等,2020【47】)。 1.壶天群白云岩;2.梓门桥组白云岩;3.测水组砂页岩;4.石磴子组灰岩;5.花岗闪长斑岩;6.矽卡岩;7.断层;8.铅-锌-银矿体;9.钼-钨-铜-铋矿体

11桂阳宝山矿田165线剖面图演化.jpg 

图11.桂阳宝山多金属矿田165勘探线剖面图演变

A.湖南省有色地质勘查局238队,1994;湖南省有色地质勘查局一总队,2005;廖廷德,2009【29】;黄富年等,2015【39,45,51】; B.文一卓等(2022)【3】;C.许若潮等(2023)【11】

 

4.6所有勘探与研究者,均认为整个宝山矿田存在着矽卡岩型Mo-W-Cu-Bi多金属硫化物矿化→中温热液 Cu-Pb-Zn硫化物矿化→中低温热液 Pb-Zn-Ag 硫化物矿化→低温 Ag-Mn矿化的分带现象,相应的围岩蚀变分带为矽卡岩化→绿泥石化→大理岩化→铁锰碳酸盐化【32,33,34,35,36,37,38】。但在中区矽卡岩型Mo-W-Cu-Bi矿之南,嘎然而止,与围岩灰岩或大理岩化灰岩呈断层接触(图1,图8,图9D和图12)【39,40,41,42,43,44】

 12桂阳宝山矿田地质平面图.jpg

图12.桂阳宝山多金属矿田地质简图(湖南有色地质勘查局238队,1993;湖南省有色地质勘查局一总队,2006,2010【22,28,32】;湖南黄金集团风险投资有限责任公司,2020【49】)

1.壶天群白云岩; 2.梓门桥组白云岩; 3.测水组砂页岩; 4.石磴子组灰岩; 5.孟公坳组泥灰岩、白云质灰岩;6.锡矿山组砂页岩、白云质灰岩; 7.花岗闪长斑岩; 8.花岗斑岩; 9.铜矿体; 10.铅锌矿体; 11.铋矿体; 12.钼矿体; 13.矽卡岩; 14.断层破碎带; 15.地质界线; 16.断层及编号

 

 

4.7根据宝山矿区危机矿山接替资源勘查成果,宝山矿田地表仅出露中区矽卡岩型Mo-W-Cu-Bi矿化,而东区、西区和北区铅锌银矿体均属于隐伏矿体(图8)。至今还缺乏南区矿化。就中区矽卡岩矿化而言,并未出现以Mo-W-Cu-Bi矿化为核心,Pb-Zn-Ag为边缘的对称或同心状蚀变-矿化分带现象【45,46,47,48,49,50】。从平面图和剖面图来看,影响中区Mo-W-Cu-Bi矽卡岩分布的断层有F1、F2、F0、F38和F0-1【51,52,53,54】。这些断层,不论曾经是否与成矿有关,但现今均表现出成矿后断层的特征,均不同程度地表现出成矿后断层的特征【57】,呈现现位移-错失-牵引矿体以及砾中砾、炭化泥边、松散的断层泥砾岩带及断隆带现象来(图7,图8,图9,图12)。

 

4.8不同时期勘查与研究者所推测的隐伏成矿岩体,至今未能得到钻探的支持,原因可能与现今的勘探线方向有关。在发现西区与北区的似层状-透镜体Pb-Zn-Ag矿之后,将原勘探地表矽卡岩型Mo-W-Cu-Bi矿的勘探线方向NE20˚-SW200˚,调整为SE115˚-NW335˚(图1)【3】,从而扭曲了矿体形态、各断层先后切割位移的断块形态以及推测的隐伏成矿岩体所处部位。

 

4.9李荣清(1990)认为宝山矿区的矽卡岩,不产于岩浆岩与碳酸盐岩的接触带,目前所揭露到的几条岩脉与矿区内大规模的矽卡岩化并无关系,本矿区的矽卡岩化不能用传统的接触交代来解释,可能是来自深部的高温热液沿断裂上升到宝岭倒转背斜轴部时,因测水组砂页岩的遮挡,溶液向两侧灰岩渗透交代而成【16】。印建平(1998)认为,矿区中的小岩脉是无根的,矿区的矽卡岩是深部隐伏岩体(306号花岗闪长斑岩体)远程影响的结果【22】。人们早期认为砂页岩为隔挡层,矿化只产于之下的碳酸盐岩内,后来发现砂页岩内也有矿化,称之为砂页岩型铅-锌-银矿【23,24,27】,甚至在砂页岩之上层位的碳酸盐岩内还有矿化,有人称之为侧漏(王新元,1992) 【17】。早期人们认为地表的南侧和北侧岩脉也起隔挡层作用,后来发现岩脉之北盘还有财神庙矿床【50】

 

4.10号称“千年矿都”的宝山(宝岭,虎形山),矿产开采始自汉代,最早开采的是铁矿,唐代后主要开采银、铜、铅。自汉唐以降,在绵绵山峦中分布着不同时期的诸多珍贵采冶遗址和工具,见证了历朝历代先民们在此采冶的辉煌情景。现代矿产勘查始自1954年,最先开展露天氧化的Mo-W-Cu-Bi矽卡岩矿的勘探评价。1966年,宝山铜矿破土动工建设,1974年中区露采投产,1975年,宝山铜矿即成为钼产量全国第三大矿山,至1992年,成为全国唯一提供铼工业储量的矿山。随着Mo-W-Cu-Bi矽卡岩矿的勘探与露采,逐渐发现了东区、北区和西区地下隐伏的脉状铅锌银矿体。1983年,宝山东区坑采铅锌矿(200吨/日)正式投产。1988年,宝山铜矿实施二期开发建设,以井下开采Pb-Zn-Ag矿为主,遂被更名为“湖南宝山铅锌银矿”。1994年,宝山西区铅锌矿银矿投产。1995年5月露天开采完毕,全部转入井下开采。2003年,东区Pb-Zn-Ag矿地下矿山闭坑。2007 年 9 月,湖南宝山铅锌银矿实行国家政策性破产,改制重组为湖南宝山有色金属矿业有限责任公司【49,55,56】2017年12 月,湖南宝山有色金属矿业有限责任公司划归湖南黄金集团的全资子公司。这一勘查开发历程,从“宝山铜矿”走向“宝山铅锌银矿”,反映了始于Mo-W-Cu-Bi终于Pb-Zn-Ag,始于露天高温矿床终于地采低温矿床,始于矽卡岩型终于热液脉型。这种现象曾有人称之为“逆向分带”,但这会不会只是数条断裂错移所导致的假象而已。

 

综上所述:

1)地表出露的所有花岗闪长斑岩、石英斑岩和隐爆角砾岩,以及钻探与坑探所揭露到的大多数岩脉,均与矽卡岩化矿化无关,这表明矽卡岩矿化只与特定侵入阶段的花岗质岩体有关;

2)矽卡岩有远矽卡岩与接触矽卡岩(外矽卡岩与内矽卡岩)之分,ZK16508深钻及KZ16505孔所揭露到的薄层含铜矽卡岩属于远矽卡岩,而非接触矽卡岩,偏离了成矿岩体与成矿中心;

3)中区Mo-W-Cu-Bi矽卡岩,应为接触矽卡岩,根据Mo-W-Cu-Bi矽卡岩之产状,其露头之顶部矿体应位于现今宝岭露天采场之南部的空中;

4)目前尚未发现与中区Mo-W-Cu-Bi矽卡岩有关的隐伏成矿岩体;

5)中区Mo-W-Cu-Bi矽卡岩矿南侧与围岩呈断层接触,围绕中区Mo-W-Cu-Bi矽卡岩矿周边产出了东区、北区和西区Pb-Zn-Ag脉状矿段,独缺南区矿段。

 

基于以上事实,刘继顺(2023)推测:在桂阳宝山多金属矿田,隐伏的成矿岩体及其成矿中心,很有可能处于宝岭及露采场之下。缺失的南区矿化构造叠合于中区矿化之下,且为中区矿化所掩覆【57】,很有可能因F1及F2、F0、F38和F0-1断裂的综合位移作用,最先自北往南逆冲(刘继顺称为“砍头”后上冲),继之走滑再倾滑,形成断隆块体,将宝岭矿田之另一半构造掩覆于深部。

 

由此,刘继顺(2023)联想到了美国亚利桑那州的超大型Kalamazoo斑岩铜矿的发现。1965年,J.D.Lowell对San Manuel斑岩铜矿的蚀变分带研究后,发现San Manuel斑岩铜矿只是原矿床的一半;San Manuel断层上盘之另一半矿床,被一系列的断层位移而掩埋于错位之深部,通过构造恢复而发现了被断层错移的另一半超大型Kalamazoo铜矿的空间位置(图13)【58】。1967年,通过试验性钻探。终于发现了超大型Kalamazoo斑岩铜矿(J.D.Lowell,1968)。

 13桂阳宝山矿田Kalamazoo铜矿的发现.jpg

图13.超大型Kalamazoo斑岩铜矿床的发现,得益于San Manuel斑岩铜矿床的蚀变矿化分带的正确厘定及构造恢复,最终确定了San Manuel断层所错移的上盘矿段的大体位置,经试验性钻探而成功的(Lowell J.D.,1968)【58】

 

桂阳宝山矿田的隐伏成矿岩体与成矿中心的发现与揭露,有望为超大型Kalamazoo斑岩铜矿式发现的再现。不忘初心(从宝山铜矿出发→宝山铅锌银矿),方得始终(宝山铅锌银矿→回归宝山铜多金属矿)。

 

5. 桂阳宝山多金属矿田找矿突破方向→进军宝岭深部

桂阳宝山多金属矿田的找矿突破方向,就是要寻找到隐伏成矿岩体与成矿中心,进而发现接触矽卡岩型多金属矿体及其外带的脉状矿体。

上述分析表明,宝山隐伏成矿岩体与成矿中心,很可能位于宝岭露采场之深部某处。如何较为准确地设计找矿突破孔呢?刘继顺提出的建议如下:

三维地质-矿化建模,确定Mo-W-Cu矽卡岩的产状及深部找矿空白区→矿床隆升-剥蚀过程研究,确定矿体顶部露头的原始位置→构造恢复,还原地质-矿化原始空间位置→确定断层切割下盘的原地地质-矿化位置→试验性钻探。

1)三维地质-矿化建模。

将宝山矿田所有钻探和坑探工程(见矿与不见矿钻孔与坑道)数据资料,利用3DMine软件等全部用于三维建模,确定出Mo-W-Cu-Bi矽卡岩的走向、倾向与倾角,并切出垂直Mo-W-Cu-Bi矽卡岩矿体走向的勘探线剖面(很可能为0˚-180˚方向)。同时,圈定宝岭及露采场下的深部找矿的空白地带(无坑道与钻孔控制)。

2)宝山矿田矿床隆升-剥蚀过程研究。

通过地质热年代学、元素地球化学、矿物学和流体包体等研究,探讨宝山矿田矿床隆升-剥蚀过程,恢复Mo-W-Cu-Bi矽卡岩顶端露头的空间位置。鉴于主控F1断层的逆冲性质,刘继顺推测Mo-W-Cu-Bi矽卡岩顶端露头,位于现今宝岭露采场之南的空中。

3)构造恢复研究。

基于成矿构造与破矿构造的研究【56】,通过F1、F2、F0、F38和F0-1等断层的相互切割的先后次序及其位移指向观察与统计,利用赤平投影与三维建模手段,开展构造恢复,还原地质-矿化原始空间位置,确定断层切割后下盘的原地地质-矿化位置。

4)试验性钻探。

设计3个试验性钻孔。如若正面,则系统性勘探求地质储量。

 

值得注意的是:

1)区分成矿构造与破矿构造,同一条构造可在成矿前、成矿期和成矿后活动,现今矿体分布格局受成矿后活动的控制【57】

2)区分热变质之角岩(泥砂质角岩与钙硅角岩,可含石榴子石)与渗滤交代之矽卡岩以及远矽卡岩与接触矽卡岩(外矽卡岩与内矽卡岩)【59】

3)区分成矿前、成矿期和成矿后侵入岩。

4)区分岩浆结晶的钾长石斑晶与热液交代的钾长石巨斑变斑晶(即钾化之钾长石与云母)。

 

6.后记

本文对湖南桂阳宝山矿田的桌面研究(Desk Study),所依据的地质与勘查开发资料,均来源于:1)中国知网上的学术论文与学位论文、2)全国地质资料馆网站上的地质勘查报告摘要、3)Bing学术搜索和4)互联网新闻。

刘继顺至今未到过宝山矿田现场,更别说做过宝山矿田的研究项目,这颇有点范仲淹撰写《岳阳楼记》情形一般。当时范仲淹从未登临过岳阳楼,仅凭一幅《洞庭晚秋图》而成就了《岳阳楼记》名篇。

虽未到过宝山矿田现场,然刘继顺与宝山矿田的神交,由来已久。

刘继顺的一位初中和高中同学4年的好友李发祥,于1981年衡阳师院毕业后,曾分配到宝山铜矿的子弟学校当老师。他时常说起宝山铜矿的轶文趣事。

2011年11月16日,刘继顺在新浪博客上发文《湖南桂阳宝山矿曾经不值500万吗》,评述了宝山铅锌银矿政策性破产重组及危机矿山勘查成果【60】

2019年8月6日,有人谈及宝山矿田3000米深钻的选址问题,当时已定在165线的宝山西区KZ16505孔的北西方向200米处。刘继顺当时颇感担心,因为此ZK16508孔位离宝岭露采场之矽卡岩型Mo-W-Cu-Bi矿体露头太过遥远;若要解决悬而未决的深部隐伏成矿岩体问题,进而为后续深部勘查提供找矿方向,则3000米深孔位置必须调整;如若仅仅证实KZ16505孔所揭露的含铜黄铁矿深延,则根本不需要3000米深的钻孔。刘继顺不清楚这一建议是否上达3000米深钻的决策组。

本次桌面研究始于2023年10月,刘继顺问及宝山3000米深钻的钻探成果,回答说:还很不错。这引发了我的好奇心,于是查阅资料,桌面研究,提出了上述管见。

如若这些管见,能对宝山矿田找矿Idea碰撞出些许火花,进而对找矿重大突破有所裨益的话,那就不枉此文矣!

如若不响则不响,一家之言也!

 

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【60】刘继顺.湖南桂阳宝山矿曾经不值500万吗?新浪博客,2011年11月16日,

https://blog.sina.com.cn/s/blog_4931d5820102dvow.html



https://blog.sciencenet.cn/blog-97739-1418176.html

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