理论教育 湘西-鄂西成矿带十二五地质矿产调查进展与成果集

湘西-鄂西成矿带十二五地质矿产调查进展与成果集

时间:2023-10-06 理论教育 版权反馈
【摘要】:前人在区内开展过系统1∶20万、1∶25万区域地质调查和矿产调查评价工作,取得许多新进展、新认识。鉴于测区自然地理条件恶劣,受自然保护区、原始森林、军事控制区等对工作的限制,工作深入程度有限,区内仍然存在许多尚待解决的基础地质问题。

湘西-鄂西成矿带十二五地质矿产调查进展与成果集

1.系统总结了研究区大地构造演化史、前寒武纪基底和区域深大断裂特征,以及含金刚石层位及金刚石寄主岩的时空分布特点,完成了研究区与金刚石相关的地球化学及重砂异常等找矿信息的提取,重要地区遥感地质解译。

2.研究区金刚石寄主岩及疑似岩体主要为呈脉状、筒状产出的钾镁煌斑岩、煌斑岩、橄辉云岩及辉绿岩等。可划分为桂北及桂中岩区(煌斑岩和钾镁煌斑岩,分布于融水、罗城、都安—马山地区)、大瑶山平南-金秀岩区(煌斑岩、橄辉云岩,分布于平南马练、金秀根念一带)、宁乡岩区(钾镁煌斑岩,分布于宁乡云影窝地区)、桃江江石桥岩区(辉绿岩,分布于桃江江石桥地区)、镇远岩区(钾镁煌斑岩,分布于镇远马坪—思南塘—白坟、施秉翁哨)、麻江岩区(钾镁煌斑岩,分布于麻江隆昌地区);大洪山岩区(钾镁煌斑岩,集中分布在张集镇及彭家塝地区)。

3.研究区疑似寄主岩SiO2绝大多数小于53%,部分小于45%,属基性—超基性岩;TiO2为0.07%~4.36%,除宁乡及镇远岩区外普遍低于1%,CaO为0.21%~23%,MgO为4.37%~20.17%,大部分岩区Mg O含量在10%以上,Al2 O3为10.23%~17.16%。其中,桂北及桂中(部分岩体)、镇远和宁乡岩区与典型钾镁煌斑岩相似,这些岩石均表现为Rb、Ba、Th、U和Pb等大离子亲石元素富集,Nb和Ta等高场强元素亏损,同时Sr元素相对亏损明显;各岩区稀土含量和配分模式非常一致,整体表现出轻稀土富集、重稀土亏损,基本无明显Eu异常,暗示它们具有相同或相似的源区。(87 Sr/86 Sr)i相对较高,介于0.705 051~0.721 631之间,εNd(t)=-1.76~-10.85,多数样品εNd(t)负值较大,207 Pb/204 Pb和206 Pb/204 Pb明显高于MORB值。在(87 Sr/86 Sr)iNd图1中,几乎都未落在西澳地区产金刚石的钾镁煌斑岩区域内。

图1 研究区金刚石寄主岩及疑似岩体(87 Sr/86 Sr)i—εNd(t)图解(底图据McCulloch et al.,1983)

ZY.镇远地区数据引自池际尚等(1996)和方维萱等(2002);NX.宁乡地区数据引自池际尚等(1996)

4.在对以往年代学研究资料分析总结的基础上,结合本次工作获得的最新年龄数据,将区内金刚石寄主岩及疑似岩体形成时代总结为:早古生代(503~486Ma,镇远及麻江岩区;大洪山岩区)、晚古生代(352~326Ma,大洪山岩区)和中生代(230~203Ma,桂北岩区、会同-洪江岩区和宁乡岩区;158~150Ma,大瑶山和江石桥岩区;100~92Ma,桂北及桂中岩区)。主、微量元素地球化学及Sr-Nd-Pb同位素特征,表明区内(钾镁)煌斑岩岩浆源区在上升的过程中受地壳混染作用的影响不大,主要反映了源区交代富集地幔的性质,而且在桂北岩区可能有俯冲壳源物质的参与(图2、图3)。镇远及麻江岩区早古生代和大洪山岩区晚古生代的钾镁煌斑岩形成于远离俯冲带的板内伸展背景,桂北岩区、会同-洪江岩区和宁乡岩区中生代(230~203Ma)岩石形成于印支期造山后的伸展背景;大瑶山和江石桥岩区中生代(158~150Ma)基性岩和桂北及桂中岩区中生代(100~92Ma)钾镁煌斑岩形成于华南陆内岩石圈伸展减薄的背景(图2、图3)。

5.对研究区采集的46件人工重砂进行了详细的鉴定分选,发现了镁铝榴石、铬尖晶石(含铁矿)、碳硅石、橄榄石、铬透辉石、金红石等指示矿物。扫描电镜研究显示(图4、图5),镁铝榴石主要呈块状、浑圆状、不规则状和碎块状,表面发育有四边形蚀坑、瘤状熔蚀小丘群、阶梯状蚀象和均匀的线形生长纹,部分矿物表面几乎同时发育。铬尖晶石(含铬铁矿)具有正八面体、歪八面体、多面体,不规则粒状及半浑圆状—浑圆状的过渡类型等多种形态,放大表面细熔蚀和粗熔蚀形态均可见,包括表面均匀分布的蚀象、具鳞片状至阶梯状微结构、深大的坑或槽等。电子探针分析证实(图6、图7),部分铬尖晶石是捕虏体成因并具金刚石成矿指示意义,如镇远和桂北岩区发现接近于S1、S2组的铬尖晶石、大洪山岩区发现S3组铬尖晶石,桂北、镇远和宁乡岩区均发现S7组铬尖晶石。镇远、宁乡和大洪山岩区均发现接近于G10、G9的铬镁铝榴石,Cr2 O3>5%,且Cr2 O3/Al2 O3>0.25,显示与金刚石成矿有关。

图2 Al2 O3-TiO2(a)、TiO2/Al2 O3-Zr/Al2 O3(b)、Zr/TiO2-Ce/P2 O5(c)和Zr-Y(d)地球化学构造环境判别图

(底图据文献Muller et al.,1992,2000修编)

图3 Zr-Nb成分变异图(底图据文献Wlison,1989)

图4 镇远岩区马坪钾镁煌斑岩中镁铝榴石扫描电镜照片

(a)(b)块状镁铝榴石及放大表面瘤状熔蚀小丘群和四边形蚀坑;(c)(d)镁铝榴石及放大表面瘤状熔蚀小丘群;(e)(f)镁铝榴石及放大表面四边形蚀坑及阶梯状蚀像;(g)(h)镁铝榴石及放大表面四边形蚀坑

图5 镇远岩区马坪钾镁煌斑岩中铬尖晶石(含铬铁矿)扫描电镜照片

(a)(b)铬尖晶石及放大表面均匀分布鳞片状蚀象;(c)(d)铬尖晶石及放大表面均匀分布阶梯状状蚀象;(e)(f)铬尖晶石及放大表面均匀分布的鳞片状蚀象;(g)(h)表面具深坑铬铁矿

图6 镇远及麻江岩区钾镁煌斑岩中铬尖晶石Cr2 O3-Al2 O3、Cr2 O3-MgO和Cr2 O3-TiO2关系图

0.截面为圆形或椭圆形的铬尖晶石;3.截面为三角形的铬尖晶石;4.截面为四边形的铬尖晶石;6.截面为多边形的铬尖晶石;Xenolith.捕虏体尖晶石;Primordial.原生尖晶石;ZY-B.镇远白坟岩体;ZY-M.镇远马坪岩体;ZY-S.镇远思南塘岩体;MJ&SB.麻江和施秉岩区(www.daowen.com)

6.对沅水流域及支流采集的10件和融水流域及支流采集的8件自然重砂控制样进行了详细的鉴定分选,仅在沅水流域5个样品中发现较好的指示矿物铬尖晶石(含铬铁矿)。扫描电镜研究显示,铬尖晶石(含铬铁矿)以浑圆状八面体和多面体居多,放大表面可见均匀分布的蚀象,细熔蚀和粗熔蚀均发育,部分表面具凹面和生长纹。电子探针分析证实,部分铬尖晶石是捕虏晶成因且为具金刚石成矿指示意义的S1组铬尖晶石,集中分布在沅江主流沅陵深溪口乡、辰水、渠水样品中。

图7 镁铝榴石CaO-Cr2 O3图解

0.截面为圆形或椭圆形的镁铝榴石;3.截面为三角形的镁铝榴石;4.截面为四边形的镁铝榴石;6.截面为多边形的镁铝榴石;GB.桂北岩区;NX.宁乡岩区;ZY.镇远岩区;DHS.大洪山岩区

7.从金刚石及指示矿物特征、岩石学特征、地球化学标志、地质构造背景等方面,对研究区疑似寄主岩进行了含矿性评价,既有符合含金刚石的标志,又有符合不含金刚石的标准,二者存在相矛盾的地方。结合对研究区金刚石成矿条件的分析认为:桂北、桂中及大瑶山、大洪山和宁乡岩区疑似寄主岩含金刚石原生矿可能性不大,但镇远地区隐伏岩体是否含金刚石值得做进一步的工作。

8.沅江流域4个砂矿中的金刚石特征尽管有相似之处,但也存在一定的差异,安江砂矿和窑头砂矿金刚石特征更为接近,补给源区应在洪江—沅陵一带;丁家港和桃源砂矿中金刚石晶形完好,表面没有明显的磨损,要考虑金刚石侧向近源补给的可能。清水江及其支流、都柳江流域金刚石与镇远马坪金刚石的补给关系不大,应另有未发现的源区。尤其是镇远马坪地区推测的隐伏岩体群,需要做进一步的钻探验证及重砂工作。

9.根据地质、物探、化探、遥感资料和重砂矿物异常分布特征及最新普查找矿及综合研究成果,划分出8个金刚石找矿远景区(图8):大洪山找矿远景区(Y1)、宁乡-石门找矿远景区(Y2)、铜仁-芷江-古丈找矿远景区(Y3)、黎平-靖州-溆浦找矿远景区(Y4)、镇远-凯里-都匀找矿远景区(Y5)、罗城-元宝山-泗顶找矿远景区(Y6)、平乐-荔浦找矿远景区(Y7)和桂平-蒙山-金秀找矿远景区(Y8)。

10.圈定了10个金刚石找矿靶区(图8),其中A类3个,B类5类,C类2个,分别为湖南洪江安江靶区(A类)、湖南洪江坳上靶区(A类)、湖南凤凰黄合云靶区(B类)、湖南桃江筑金坝靶区(B类)、湖南宁乡云影窝-坝塘靶区(B类)、贵州镇远马坪-菖蒲塘靶区(A类)、贵州施秉大坪靶区(B类)、贵州麻江隆昌靶区(C类)、广西罗城垒洞靶区(B类)和广西三江-融水靶区(C类)。

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