四川岔河地区地质构造复杂多样,岩浆活动频繁,成矿条件十分有利,矿产资源丰富,已发现10多个锡、钨、铜多金属矿床,具有很好的找矿潜力^[1]。区内最典型的岔河锡矿是四川省最大的矽卡岩型锡矿床^[2]。岔河地区共计发现大型钨锡矿床1处、小型钨锡矿床6处,矿点十数处,锡储量约6万t,矿石平均品位约为5.6%^[3]。该地区经过几十年的开采利用,易于开采的锡矿资源已基本消耗殆尽。

研究区基础地质工作始于20世纪60年代,先后展开了区域地质调查、小比例尺化探扫面、矿产资源潜力评价等少量工作。科学研究方面同样较为薄弱:1984年,李立主对岔河锡矿开展了矿场地质特征及找矿标志研究,认为其属于矽卡岩型矿床,具多期次多阶段成矿特征^[4];1987年,彭齐鸣对岔河锡矿开展了地质特征及成因探讨研究,认为含矿热液主要来源于花岗岩^[2];2001年,谭榜平等对岔河锡矿开展了地球化学特征及成因分析研究,认为成矿物质主要来源于摩挲营花岗岩及会理群地层^[5];2006年,郭春丽等对岔河锡矿区开展了富铟矿石的发现及其找矿意义研究,认为铟主要赋存于闪锌矿中,具有很大的找矿前景^[6];2016年,刘玉红等对岔河锡矿外围开展了成矿潜力研究,认为外围唐家湾地区深部具较好的找矿前景^[7];2017年,程龙对岔河唐家湾喜多金属矿床开展了地质特征及找矿方向研究,认为该矿床是花岗岩浆析出的含矿气液与天宝山地层中的碳酸盐岩交代形成的,矿床为岩浆气液成因的矽卡岩型锡石—硫化物矿床^[8]。区内地球化学特征及钨锡成矿规律研究也相对薄弱。本文通过对岔河地区开展水系沉积物测量地球化学特征及成矿地质条件分析,有助于加强该区钨锡矿成矿规律研究,为下一步找矿突破提供重要依据。

研究区大地构造位置位于上扬子陆块康滇—大巴山逆冲带内,跨康滇轴部基地断隆带与峨眉—昭觉断陷盆地带^[9](图1),主体位于安宁河断裂东侧的六华断裂带、安宁河岩浆杂岩带摩挲营花岗岩体东南边缘接触带。成矿区带横跨冕宁—攀枝花Fe-V-Ti-Cu-Ni-Pt-Pb-Zn-稀土成矿带及冕宁—西昌Fe-Sn-Cu成矿带两个Ⅳ级成矿带^[10]。

研究区地层区划属扬子地层区康定地层分区,区内除缺失志留系、泥盆系、石炭系、二叠系及古近系、新近系外,其余各地质时代地层均有分布。中元古界会理群变质岩分布在研究区中部,呈SN向展布;新元古界—古生界主要为海相地层,分布于研究区中东部;中生界陆相地层成片分布于研究区东部及南西部;新生界零星分布于安宁河、锦川河及其支流的河谷地带(图2)。

区内岩浆活动频繁,集中于研究区中部,主要为前震旦纪中酸性侵入岩,次为中—基性侵入岩。与钨锡矿成矿有关的主要为晋宁期摩挲营复式花岗岩体及变辉绿辉长岩。

本区构造复杂,褶皱、断裂发育,根据其主要空间分布特征可划分为EW向的基底构造和SN向的盖层构造,它们构成了测区的基本构造骨架。区域上多期性的各期构造运动在区内均有不同程度的表现,其中晋宁运动是典型的褶皱造山运动,喜山运动是褶皱运动。前者形成了本区的基底构造,后者造就了现今地质构造的主要面貌。

变质岩出露除局部集中外,其余分布均较零星。受变质岩石主要为前震旦纪会理群,按成因类型可划分为区域动力变质岩、接触变质岩、汽—液变质岩和动力变质岩4类,其中以区域动力变质岩为主。

研究区内矿产主要为钨锡、铁矿,其次为铅锌、铜矿等,已发现铁矿(床)点13处、钨锡矿(床)点11处、铜矿(床)点2处、铅锌矿(床)点1处。主要矿床类型有:矽卡岩型钨锡矿,典型矿床为岔河大型锡矿床;石英脉型钨锡矿;基性—超基性岩型铜矿。

研究区主要为高寒山地地貌,海拔在1 200~3 400 m,切割较深,岩石风化极强,沟谷极为发育。北东角地形极为陡峭,行人无法进入。1:5万水系沉积物测量实际采样面积为831 km²,采集有效样品 3 338 件, 平均采样密度为4.02 件/km²。 采样点主要分布于长度大于300 m的一级水系沟口及二级水系冲沟中,三级水系仅采集了少量样品。采样位置按规范布设,位于有利于砂砾质沉积及各种粒级混杂堆积的现代河流河床底部,或活动性流水线附近、间歇性或季节性流水的河道底部或主河道上。采样物质以砂质为主,采样点位附近30~50 m范围内多点采集后组合为一个样品。样品粒级为-40目,过筛后样品质量不少于300 g。所有样品经晒干、过筛后送四川省地矿局区域地质调查队测试分析,采用泡沫吸附石墨炉原子吸收法、交流电弧—发射光谱法、电感耦合等离子体原子发射光谱法、电感耦合等离子体质谱法、碱熔—催化波极谱法、离子选择电极法、原子荧光光谱法等对W、Sn、Cu、Pb、Zn、Au、Ag等18种元素进行定量分析。

受离群值的影响,各元素原始测试数据基本不符合正态分布形式,其中W、Sn、Cu、Pb、Zn等主成矿元素数据分布不均匀,元素变异系数较大,离散程度较高,说明其具有明显的次生富集^[12]。用迭代法以均值加、减3倍标准差为基准,对原始测试数据进行离群值剔除,并运用SPSS软件对新数据集进行统计分析,求出新的测试数据特征参数(表1)。结果显示:除Au、As、Mo、Sb外,其余元素富集系数均大于1,Au、Ag、Cu、W、Sn等11个元素变异系数大于0.5,说明本区的W、Sn、Cu、Pb、Zn等主成矿元素分散与富集程度较高,有利成矿。

地球化学异常下限计算方法种类较多,较主流的有迭代计算法、累积频率法、子区异常下限衬值滤波法及子区中位数衬值滤波法^[14],另外还有人工神经网络法^[15]、盲信号处理技术^[16]、马氏距离法、分类标准化法^[17]等。

本次异常下限的确定采用迭代计算法与累积频率法相结合的方式。迭代计算法以剔除离群值后数据集的算数平均值加2倍标准差计算异常下限值;累积频率法采用原始数据集85%处值为异常下限值。经研究发现两种方法均不甚合理,所勾绘的异常面积占研究区总面积比例较大,无法精确指导找矿。因此,以迭代计算法和累积频率法计算值为主,综合考虑研究区已有典型矿床土壤地球化学测量背景,经调试取整,最终确定了区内各元素的水系沉积物异常下限值(表2),并以1、2、4倍异常下限值分别划分异常浓度外带、中带、内带,并圈定单元素地球化学异常图。

因子分析方法可以将具错综复杂关系元素的原始变量归结为少数几个综合因子^[18]。为研究各元素间相关性特征、确定主成矿元素组合,对测试的18种元素开展因子分析研究。

根据研究区水系沉积物测量测试数据因子分析特征参数统计(表3)可知:除F1主因子外,其余主因子的方差贡献值均未达到20%,说明区内多数主成矿元素综合信息较为分散,暗示了各元素具有复杂的成因及物质来源;选取特征值大于1的3个因子作为主因子,其累积方差为56.566%,说明此3个因子可以提供原始测试数据大多数信息,可以代表13个主成矿元素原始变量的变化。

F1主因子表现为Ag-Pb-Zn-Sb-Mo-Hg元素组合特征,主要为亲硫成矿元素组合,反映与中温岩浆热液成矿作用的相关信息。在多数热液型硫化物矿床中,Pb、Zn共生产出,Ag常产于方铅矿中,一般在矿床成矿过程中与Pb、Zn一起迁移、富集成矿。区内Ag-Pb-Zn-Sb-Mo元素组合异常位于构造断裂带附近,多与晋宁期二云母花岗岩、黑云母花岗岩有着成因联系,为岩浆热液充填构造裂隙、交代破碎形成。

F2主因子表现为Bi-F-W-Sn元素组合,反映了与中酸性高温岩浆热液成矿作用相关的元素组合信息^[19],其中W、Sn为区内直接成矿元素,是寻找W、Sn矿的直接标志,其异常主要与区内晋宁期中酸性花岗岩有关,主要分布于摩挲营花岗岩体与凤山营组、力马河组接触部位附近。

F3主因子表现为Cu-Ni元素组合特征,属亲硫铁族元素组合,多与基性—超基性岩浆岩有关,异常主要分布于辉绿辉长岩附近。

根据本区地质、构造及矿产特征,结合元素聚类分析、因子分析、地球化学分布图及元素各自特性,大致将研究区主成矿元素分为Ag-Pb-Zn、Bi-F-W-Sn、Cu-Ni 3个组合。

通过求取的单元素异常下限值绘制单元素异常图,将各元素异常叠合于地质矿产图中,以空间位置的重叠及成因上的共生关系为基本原则,选择套合性好的元素异常,勾绘综合异常^[20]。勾绘时选择性剔除了成矿地质条件差、异常元素组合差的单点异常,根据成矿地质条件对个别分布面积较大的综合异常薄弱连接处进行人工分割处理。据此最终圈出主成矿元素9个综合异常(图3),其中以W、Sn为主的综合异常6处,为区内主要的钨锡矿找矿方向。

HS-1综合异常位于摩挲营幅北西板栗园—长梁子附近,整体大致呈SN向带状展布,面积约15 km²,北侧未封闭。异常元素主要为W、Sn、Ag、Cu、Zn,异常强度较高,面积较大,W-Sn、Ag-Cu-Zn各自的空间叠合性较好,分别形成两类浓集中心。其中W-Sn异常具3个浓集中心,呈串珠状SN向展布,主要分布于摩挲营花岗岩体与力马河组二段及凤山营组地层接触带附近,其中两个浓集中心分布于上坪子锡矿点、东星锡矿点附近,主要指示区内与中高温岩浆热液有关的W、Sn元素成矿,寻找与矽卡岩有关的钨锡矿的找矿潜力较好。Ag-Cu-Zn异常主要分布于乌龟山辉绿辉长岩与力马河组二段接触带附近,可能指示区内与中低温岩浆热液作用有关的Ag、Cu、Zn元素成矿。

HS-2综合异常位于摩挲营幅中部新街子—长泉电站附近,该区分布有岔河、马骡塘、横木岗、大湾子、大河坝5个锡矿床(点),其中岔河锡矿达到大型规模。异常大致呈NW—SE向展布,面积约为35 km²。异常元素主要以W、Sn、Cu为主,长泉电站西小面积分布Pb、Zn、Ag异常。W、Sn异常强度较高,面积较大,浓集中心明显,主要分布于摩挲营花岗岩体与凤山营组地层接触带附近,呈NE向分布于已知矿床(点)附近。该异常为矿致异常,主要指示区内与中高温岩浆热液有关的W、Sn元素成矿,寻找与矽卡岩有关的钨、锡矿的找矿潜力极好。Pb、Zn、Ag异常主要位于小水井断裂东侧力马河组与凤山营组地层中,可能指示与中低温岩浆热液有关、受构造控制的铅锌银矿床(点)的形成。

HS-3综合异常位于摩挲营幅南西部地宝园—尖山洞附近,大致呈NE向展布,面积约为12 km²,为尖子洞小型锡矿床所在地。异常以Sn、Cu为主,小面积分布W、Pb、Zn、Ag异常。其中Sn、W、Cu空间套合性较好,形成相同的浓集中心,主要位于摩挲营花岗岩体与尖山洞变辉长岩、凤山营组地层接触带附近。异常主要指示与中高温岩浆热液有关的矽卡岩型锡矿床的形成。Pb、Zn、Ag异常强度均较低,且面积较小,成矿潜力较差。

HS-4综合异常主要位于益门幅北西与摩挲营幅交界处,大致呈SN向展布,面积约为32 km²,西侧未封闭。异常元素主要为Pb、Zn、Ag、Cu、Ni,其中以高强度Pb、Zn、Ag异常为主,与区内已知的天宝山大型铅锌矿床关系密切,主要位于灯影组浅海相碳酸盐岩地层中。该异常为矿致异常,指示了与中低温岩浆热液有关、受构造控制的铅锌矿床(点)的形成。

HS-5综合异常位于摩挲营幅南部与益门幅交界处双坟梁子—蘑菇棚附近,大致呈椭圆状展布,面积约为14 km²。异常以W、Sn为主,同时发育较弱的Au、Ag、Cu、Zn等异常。W、Sn异常强度较高,浓集中心明显,大致呈多中心SN向展布。该异常内分布有八角地钨矿点、吕家坟钨矿点及方家包包钨矿化点,出露地层主要为力马河组、少量淌塘组及凤山营组,出露岩浆岩为新田花岗岩体及少量的辉绿岩脉体,构造断裂发育。该异常为矿致异常,指示了与中高温岩浆热液有关的W、Sn元素成矿,找矿前景较好。

HS-6综合异常位于益门幅北东龙家田—新田附近,大致呈圆状展布,面积约为5.8 km²。异常元素为W、Sn、Au,以W为主。异常强度较高,具相同的浓集中心,位于六华花岗岩体与列古六组、观音崖组接触带附近。推测该异常指示了与中高温岩浆热液有关的W、Sn元素成矿。

HS-7综合异常位于益门幅菜棚子—潘家湾一带,呈SN向带状展布,面积约为26 km²。异常元素主要为Ag、Cu、Ni、Pb、Zn,异常面积较大,但强度较低,浓集中心不明显,找矿潜力一般。

HS-8综合异常位于益门幅中部唐家河坝—石家坝附近,呈不规则椭圆状,长轴大致呈EW向,面积约为16 km²。异常主要以W、Sn、Cu为主,异常面积大、强度较高、浓集中心明显,与该区已知的山神庙小型钨矿化床关系密切。区内出露地层主要为淌塘组,少量力马河组,出露岩浆岩为顺河花岗岩体,构造断裂发育。推测该异常为矿致异常,指示了与中高温岩浆热液有关的W、Sn元素成矿。

HS-9综合异常位于益门幅南西角白新路—硝塘一带,呈SN向带状展布,西侧为分布,面积约为11 km²,西侧未封闭。异常以Ni为主、Cu次之,异常强度较高,浓集中心明显。区内出露地层主要为白垩系小坝组,少量寒武系及二叠系地层,出露岩浆岩为二叠系峨眉山玄武岩,异常东部发育一条SN向构造。推测该异常指示了与峨眉山玄武岩有关的基性—超基性铜镍硫化物矿床。

区内主要矿产为钨锡矿,其形成在时间上与岩浆热液侵位相一致,空间上受热接触交代变质带的约束。

5.1.1 时间演化规律

晋宁期(新元古代青白口纪),由于应力回返、温度升高,导致地壳深部局部重熔的富锡的S型硅铝质钾碱花岗岩浆沿构造活动带、薄弱带(如SN向安宁河断裂带及其与先期形成的EW向断裂带交汇部位)多期次脉动上侵至岔河复背斜轴部及两翼,上侵过程中沿接触带与含钙质围岩(如大理岩等)发生物质交换,锡石等金属矿物析出形成了独具特色的岔河锡矿体。成矿母岩为中浅成侵入的晋宁期(摩挲营)黑云母二长花岗岩。

5.1.2 空间分布规律

锡矿主要集中分布于川西南康滇地轴冕宁至会理地区,空间分布与晋宁—澄江期中酸性岩(川滇构造岩浆带中段)出露范围吻合。研究区中酸性、酸性岩浆沿SN向安宁河断裂带侵入,花岗岩体大致呈SN向分布,侵位于近EW向基底褶皱构造——复背斜轴部及两翼,由于岔河复背斜等背斜向东倾伏,锡矿产地均沿岩体、岩株凸出及凹陷部位东缘分布,矿体受近EW向背斜核部及两翼、褶皱与断裂交接部位和层间虚脱空间(层间滑动、层间剥离的构造裂隙)控制,这种虚脱空间往往为EW向褶皱受SN向断裂构造横切、叠加所致。岔河式锡矿分布在摩挲营花岗岩基及小岩株外接触带(0~1 000 m)内,赋存于会理群凤山营组、力马河组大理岩、变质石英砂岩、绢云母石英板岩、绢云母千枚岩。

对目前掌握的已知矿产信息、化探综合信息及成矿地质背景等综合分析,研究区内主要矿种以锡、钨矿为主,铁、铜、金、铅、锌矿次之;锡、钨矿的形成与沉积建造、侵入岩建造、变质岩建造和构造关系密切。

5.2.1 沉积建造对成矿控制

研究区凤山营组及力马河组中的含钙变质碎屑岩建造、不纯的变质碳酸盐岩建造等,是矽卡岩型钨锡矿床在成矿作用进行接触双交代的有利围岩;不同岩性界面间的层间裂隙带是石英硫化物期多种金属沉淀充填或伴随部分交代而形成工业矿床的有利场所。一方面,凤山营组和力马河组地层本身锡元素的初步轻微积聚,给矿床的形成提供了一定的物质基础;另一方面,这套岩石组合中的砂岩建造孔隙度相对较好且易形成裂隙,为含矿气液渗透提供通道,为矿液储存与沉淀提供了空间。而泥质岩建造对成矿过程中的热、汽、液起到良好封闭作用,利于矿液的保存和矿物的结晶。

5.2.2 侵入岩建造对成矿的控制

岔河式锡矿在空间、时间和物质组成上与侵入岩建造有直接联系。

前震旦纪末期,晋宁期含矿花岗岩浆入侵。由于该花岗岩属壳源成因,其锡质来自古老的硅铝层。从某种意义上说,这部分被重融的地层可视为远源矿源层,当其在凤山营组、力马河组地层中定位时,围岩中Sn、Cu、Fe活化和定向迁移,在岩性、构造有利部位重新聚集;含矿岩浆热液在内压作用下沿构造通道上升,或与早起形成的简单矽卡岩发生以渗滤交代作用为主的再交代形成复杂矽卡岩,或形成一系列高—中低温热液矿物叠加于早起形成的矿体之上,最终形成工业矿体。

5.2.3 接触交代变质岩建造对成矿控制

岔河式锡矿的含矿地质体为矽卡岩,为晋宁期花岗岩侵位于会理群凤山营组碳酸盐岩地层发生双交代作用的产物,多呈脉状沿接触面产出,可划分为内矽卡岩带及外矽卡岩带。内矽卡岩带蚀变为云英岩化、电气石化、绿泥石化和萤石化,外矽卡岩带的矽卡岩化、绿泥石化、黑云母化、赤铁矿化、磁铁矿化、黄铁矿化、硅化、碳酸盐化。此类蚀变矿物是钨、锡矿直接的指示标志。

5.2.4 构造对成矿控制

区内与成矿作用有关的构造主要为褶皱及断裂构造。背斜构造主要控制矿体产出位置和形态,主要控制规模较大的矿体,而断裂构造则控制规模小但品位高的矿体^[21]。

岔河锡矿床产于岔河背斜构造的轴部及两翼,同时次级小背斜也是成矿有利部位,常见锡矿体发育。花岗岩侵位产生的水平挤压力使背斜地层产生变形、断裂、破碎,含矿气液沿破碎带运移,在背斜构造相对封闭空间内,含矿气液冷却缓慢,成矿作用进行充分,成矿元素在有利位置沉淀、富集成矿。断层对矿体的控制作用与断层面产状相关。在断层由宽变窄的转折端及空间由大变小处,含矿气液压力变大、热传导变快,离子活跃度及挥发分活性增强,有利于锡元素的运移,从而形成高温高压矿物(如锡石)。在断层由窄变宽的转折端,含矿气液压力变小,流速减慢,挥发分容易溶解于介质中,形成低温低压的硫化物矿物^[8]。

岔河锡矿矿床成因众说纷纭,众多学者先后提出了如矽卡岩型^[22,23]、气成高中温热液型^[1]、气成叠生型等。通过对现有资料的综合研究认为,矿床明显受地层、变基性岩和花岗岩制约,花岗岩提供了主要的矿质来源,而地层本身Sn元素初步轻微积聚,给矿床的形成提供了一定的物质基础;其后,在构造作用、变质作用等影响下,原来分散的Sn元素再在局部有利地段形成较富的积聚,形成矿体。因而岔河锡矿属于多源、多次、多因的多元成矿,其成因类型应属叠生层控、多阶段、多成因类型矿床。

前震旦纪,研究区属盆地冒地槽区,凤山营组沉积了一套厚度大于400 m的浅海相碎屑岩及碳酸盐岩,古地壳上的锡矿物呈碎屑或化学状态随地表进入沉积盆地,在成岩过程中,Sn多数呈吸附状态存在于岩层中,形成Sn丰度值较高的初始富集层(即近源矿源层)。此时岩浆活动频繁,主要表现为基性岩的大量贯入,当含Sn的深部岩浆侵位于凤山营组时,与碳酸盐岩类岩石产生双交代为主的接触交代作用。由于基性岩侵位浅、化学位低、温度高而冷却快等因素,只能在二者直接接触界面形成以钙镁辉石、钙铝—钙铁榴石、透辉石、斜长石等高温矿物组合为特征的简单矽卡岩。同时,由于化学组分的差异,在接触带发生组分的带进和带出,使部分Sn、W、Cu等相伴聚集于矽卡岩中,但因温度过高(750~850 ℃),Sn主要呈类质同象分散于绿帘石、石榴子石、符山石等硅酸盐矿物中。

前震旦纪晚期,基底EW向构造体系形成,发育EW向紧密线状褶皱和断裂,并伴以广泛的区域动力变质作用,形成低绿片岩相的会理群变质岩。在此期间,地层中部分Sn、Cu、Fe等在变质水的作用下发生活化、转移,在有利构造部位——背斜轴部附近聚集,进一步为尔后的成矿作用做了准备。矿区附近与变质热液有关的芭蕉湾铁矿中Sn含量可达0.005%,远比同层位Sn丰度值高,可作Sn在区域变质过程中初步聚集现象的佐证。

前震旦纪末期,晋宁期含矿花岗岩入侵。当其在凤山营组、力马河组中定位时,围岩中Sn、Cu、Fe活化和定向迁移,在岩性、构造有利部位重新聚集;含矿岩浆热液在内压作用下沿构造通道上升,或与早起形成的简单矽卡岩发生以渗滤交代作用为主的再交代形成复杂矽卡岩,或形成一系列高—中低温热液矿物叠加于早起形成的矿体之上,最终形成工业矿体(图4)。

计算各综合异常区单元素异常地球化学信息总量及成矿地质环境评价得分,并以异常地球化学信息总量指标占60%,成矿地质环境评价指标占40%为标准,进行综合异常评分排序。HS-2及HS-5综合异常排序分别居第一位及第二位,因此分别对两个综合异常针对性开展大比例尺专项填图、土壤岩石剖面测量、槽探等矿产检查工作,最终圈定了岔河钨锡矿成矿远景区及方家钨锡矿成矿远景区。

该成矿远景区位于摩挲营幅中部会理县六华镇岔河村附近,面积约为44 km²。区内1:5万水系沉积物测量HS-2号异常中,Sn、W、Bi等异常面积大、强度高,均具明显的三级浓度分带,浓集中心呈NE向展布,与已知矿床(点)套合较好。Sn、W、Bi含量最高值分别为500×10^-6、152×10^-6、34.5×10^-6。Cu异常面积稍小,强度稍弱,具三级浓度分带,浓集中心与W、Sn基本一致,含量最高值为350×10^-6;Pb、Zn、Sb异常均分布于远景区南东大河坝锡矿附近,面积较小,强度较低,具三级浓度分带,含量最高值分别为225×10^-6、517×10^-6、5.59×10^-6(图5)。

远景区出露岩性主要有前震旦系力马河组千枚岩、云母片岩、石英片岩及石英岩,凤山营组含钙砂泥质岩、泥质灰岩及灰质白云岩;震旦系列古六组长石杂砂岩、长石砂岩、粉砂质泥岩;北部及西部出露少量震旦系观音崖组白云岩、灰岩、白云质泥岩、灰质泥岩,灯影组中—厚层状白云岩、块状白云岩、白云质灰岩;三叠系白果湾组泥页岩、粉砂岩、砂岩。其中凤山营组、力马河组与钨锡矿成矿关系密切,是钨锡矿主要容矿地层。

区内出露岩浆岩主要为晋宁期摩挲营复式花岗岩体,其岩性主要为中—中粗粒似斑状黑云母岗花岩、细粒斑状黑云母二长花岗岩及细粒斑状黑云母花岗闪长岩。出露两条变辉绿辉长岩脉及多条细小石英脉。

构造主要发育褶皱及断层,可大致分为近EW向的基底构造及近SN向的盖层构造两期,其中基底构造对岔河锡矿起着控制作用。区内最大矿体分布在岔河复背斜轴部和近轴部两翼,层间滑动、剥离破碎带和部分张裂隙控制了矿层和矿脉的形态和产状。岔河复背斜的形成是花岗岩入侵的诱导因素,也为花岗岩的东部突出提供了空间,而花岗岩是成矿母岩,这无疑是成矿物质来源的先决条件之一。

经过大比例尺专项填图、地质剖面测量、土壤剖面测量、磁法剖面测量等矿产检查工作,在光明村新发现一条矽卡岩型钨锡矿脉,大致呈SN向展布。矿体产于中粗粒似斑状花岗闪长岩与凤山营组碳酸盐岩接触交代形成的矽卡岩中,基本顺围岩层理产出。脉体地表出露长度约60 m,南部与花岗岩体接触,北部向地下延伸,出露厚度约2 m,产状为95°∠28°。

矿石结构主要为粒状结构、粒状变晶结构、不等粒结构;矿石以块状构造为主,次为斑杂、斑点构造(图6)。矿石矿物主要为锡石、磁黄铁矿、黄铁矿、白钨矿,脉石矿物主要为毒砂、萤石、电气石等。

围岩蚀变主要为内接触带的云英岩化、电气石化、绿泥石化和萤石化,以及外接触带的矽卡岩化、绿泥石化、黑云母化、磁铁矿化、黄铁矿化、硅化、碳酸盐化。

品位:WO₃为0.07%~0.71%,平均为0.25%;Sn为0.06%~0.157%,平均为0.1%。

该成矿远景区位于摩挲营幅南部与益门幅交界的会理县益门镇杨坪村附近,面积约为18.5 km²。该区包括了1:5万水系沉积物测量HS-5号异常,整体与已知矿床点套合较好。W、Bi异常面积大、强度高,均具明显的三级浓度分带,浓集中心呈SN向串珠状展布,含量最高值分别为178×10^-6、39.7×10^-6;Sn分布与W空间上基本一致,但强度稍弱,浓集中心较小,含量最高值为76.2×10^-6。发育较弱的Au、Ag、Cu、F等异常,其中Ag异常面积较小,具三级浓度分带,含量最高值为1.26×10^-6;Au、Cu异常面积较小,强度较弱,仅具二级浓度分带,含量最高值分别为12×10^-9、423×10^-6;F异常面积较小,仅具一级浓度分带,含量最高值为1887×10^-6(图7)。

该区出露岩性主要有前震旦系淌塘组黑云绢云母片岩、黑云绢云石英片岩,力马河组千枚岩、云母片岩、石英片岩、石英岩及变质砂岩,北部出露少量凤山营组含钙砂泥质岩、泥质灰岩及灰质白云岩。其中力马河组与钨锡矿成矿关系密切,是钨锡矿主要容矿地层。

出露岩浆岩主要为新田复式花岗岩体,其岩性主要为中细粒白云母花岗闪长岩、中细粒黑云母二长花岗岩、细粒斑状黑云母花岗岩、碎裂蚀变片麻状黑云母花岗岩等。花岗岩体南部见一近EW向变辉绿岩脉侵入。远景区北部出露部分尖子洞变辉长岩体。

区内主要发育构造为基底构造,主要为近EW向新田背斜及大坝田向斜、南倾的蘑菇棚逆断层。

区内钨锡矿化发育,以钨矿化为主,前人已发现八角地、方家包包及吕家坟钨矿(化)点。八角地钨矿点属矽卡岩型,矿脉产于新田花岗岩体与力马河组接触交代形成的矽卡岩中。方家及吕家坟钨矿(化)点属热液充填型,钨矿多产于沿构造破碎带、节理等构造薄弱带充填的石英脉中。

经过大比例尺专项填图、地质剖面测量、土壤剖面测量、槽探等矿产检查工作,在方家包包新发现含钨石英脉体十数条,呈脉群产出。脉体地表出露长度3~30 m不等,宽度多为几毫米至数十厘米。核部为较纯的石英,石英边部见有钨矿化(图8),可见电气石、锡石、萤石、白云母等矿物;采石揭露的地下约80 m处石英脉厚度变大,局部膨大呈透镜状,厚度最大可达8 m。整体上脉体产状受节理控制,走向不一,多呈SN向、NW向、近EW向展布。当顺节理面上侵的含矿热液遇破碎地层时,热液可沿片理面向两侧充填,延伸距离一般小于2 m。通过研究发现,该区域主要含矿节理产状为264°~280°∠44°~55°。容矿围岩为力马河组黑云绢云片岩、黑云母石英片岩、石英片岩。围岩蚀变主要为黑云母化、绢云母化、硅化、黄铁矿化及绿泥石化等。矿石主要具脉状结构,稀疏浸染状、团块状、结核状、块状构造。

岩矿样品测试结果显示,WO₃含量为0.019%~0.088%不等。

本区成矿地质条件较好,在垂向分带、构造断裂、地层、岩浆活动、围岩蚀变等层面基本符合许建祥等^[24]总结的钨矿经典“五层楼+地下室”找矿模型。

1)垂向分带层面:矿区地表出露数毫米至数十厘米宽的含钨石英脉可能为“五层楼+地下室”找矿模型的顶部矿化标志层,而采石揭露的数厘米至数米厚的石英脉为该找矿模型的细脉—大脉混合带。

2)构造断裂层面:矿区脉体明显受到EW向蘑菇棚逆断层形成的次级断裂、节理控制。可能断裂构造活动具多期性,矿体走向呈近SN向、EW向、NW向。含钨石英脉主要顺节理侵入,在多组节理及劈理发育的地方,矿脉出现膨大变粗现象,局部可构成网状。

3)地层层面:本区钨矿脉容矿围岩为力马河组千枚岩、云母片岩、石英片岩、石英岩及变质砂岩等。不同岩性界面间的层间裂隙带是石英硫化物期多种金属沉淀充填或伴随部分交代而形成工业矿床的有利场所。一方面,力马河组地层本身Sn元素的初步、轻微积聚给矿床的形成提供了一定的物质基础;另一方面,这套岩石组合中砂岩建造孔隙度相对较好且易形成裂隙,为含矿气液渗透提供了通道,为矿液储存与沉淀提供了空间。而泥质岩建造对成矿过程中的热、汽、液起到良好封闭作用,利于矿液保存和矿物结晶。

4)岩浆活动层面:矿区岩浆活动是多期次的,与断裂活动的多期性有关,时代主要为元古宙晋宁期,主要出露晋宁期片麻状花岗岩、细粒斑状黑云母花岗岩及细粒二云母花岗岩,以及一条NWW向晋宁期变辉长辉绿岩。晋宁期岩浆侵入活动与钨矿床的生成关系较密切,岩浆分异形成的含矿硅酸盐岩浆顺构造裂隙侵位、冷凝成矿。

5)围岩蚀变层面:主要发育有黑云母化、绢云母化、电气石化、硅化、黄铁矿化、绿泥石化、萤石化等,为主要找矿标志之一。

根据以上特征推测“五层楼+地下室”找矿模型适用于该处,深部可能具较好的黑钨矿、黄铜矿、方铅矿、辉钼矿等多金属矿的找矿前景,具体有待下一步深部钻探工作等验证。

通过对岔河地区开展1:5万水系沉积物测量,结合区内地质、构造、矿产等特征,综合研究分析主成矿元素地球化学特征,得出如下结论:

1) 对研究区13种元素测试数据开展数据特征分析及因子分析研究,将其中9种主成矿元素分为相关性较强的3组:Ag-Pb-Zn、Bi-F-W-Sn、Cu-Ni,客观反映了元素间共生组合特征。结合地质矿产特征,推断解释了元素富集原因,为成矿远景区的优选提供了依据。

2) 研究区W、Sn富集规律明显:异常强、规模大、异常空间叠合性强,且与已有矿床(点)空间分布吻合,主要受构造及岩浆热液控制,多分布于花岗岩体与凤山营组、力马河组接触带附近。W、Sn成矿地质条件优越,可作为区内主攻矿种,具有较好的找矿潜力。

3) 根据元素异常特征研究成果圈定出9处综合异常。结合成矿地质构造条件,开展异常推断与解释,针对性开展异常检查工作,最终优选出HS-2、HS-5综合异常分别圈定岔河、方家两处钨锡矿成矿远景区,为下一步地质找矿工作提供依据。

4) 通过异常验证及矿产检查,在岔河成矿远景区新发现含钨锡矽卡岩脉一条。方家成矿远景区内新发现含钨石英脉群,其成矿地质特征与钨矿经典“五层楼+地下室”找矿模型具一定的相似性,具较好的钨、铜、铅等多金属矿找矿前景。