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江西上饶范家坳矿区构造上位于扬子板块与华南板块拼接带萍乡-广丰深断裂南侧的华南造山带之武夷隆起北缘的梨子坑火山盆地,即闽浙赣中生代(Ⅰ级)火山岩省的西北部,武夷山-仙霞山(Ⅱ级)火山岩带的中间部位,属成矿条件优越的北武夷多金属成矿带。
赣东北地质大队提交了《江西省上饶县黄柏坑矿段铅锌矿详查报告》,实现了梨子坑火山盆地可供开发的铅锌矿床零的突破。范家坳矿区整体的工作程度较低,之前仅有部分基础地质工作覆盖本区,江西一些地勘单位陆续开展过踏勘和异常查证工作,2009年,江西圣丰矿业有限公司进入该区开展找矿工作,目前矿产勘查和研究程度极低。
本文总结了梨子坑火山盆地及其周边的黄柏坑、蔡家坪、金竹坪、生米坑、冷水坑、坪地等六个典型矿床的成矿特点,得出矿床在成因上都与中生代燕山期过铝碱性、分异指数高的中酸性侵入岩具有直接的关系。成矿时间主要集中在燕山晚期的晚侏罗世和早白垩世。赋矿地层不管新老、岩性都有成矿可能。区域性的构造控制了侵入岩和火山岩的分布,次级断裂则控制矿体的分布,矿体形态、规模受构造破碎带控制明显。控矿构造方向主要是北东向、北西向和南北向。区域形成的矿床主要以Pb、Zn矿床为主,其次是Mo矿床、Cu矿床、Ag矿床和Au矿床,区域主要形成充填交代型、斑岩型的低品位多金属矿床。矿床规模以中小型为主。地球化学异常、围岩蚀变特征对找矿有很好的指示意义。
范家坳矿区出露的地层主要为鹅湖岭组第四段的流纹质火山凝灰岩,地层中Pb含量较高,为维氏值3~5倍,而Cu远远低于维氏值、Zn仅为维氏值的一半左右,但从区域上已知矿床成矿特点来说,这并不影响其成为含矿地层。出露的岩体有侏罗纪范家坳单元的钾长花岗斑岩、船坑单元的碎斑状花岗岩、黄瓜坑单元的二长花岗斑岩,以及一些岩脉。矿区岩浆岩类型多,说明在深部岩浆房中经历过较明显的分异作用,这对成矿元素的富集是有利的。此外,矿区岩浆具有多期次侵入、高碱富钾的特点,这是有利的找矿条件。此外,区域的成矿岩体年龄分布较宽,本区岩浆岩尤其是晚期侵入的浅成小岩体可能具有一定的成矿潜力。范家坳矿区的构造主要有南北向、北东-北北东向和北西向,矿化集中在北东-北北东向断裂破碎带中,南北向断裂中偶见蚀变现象。经过野外地质现象观察,初步判断矿区南北向断裂为控岩控矿构造,而北北东-北东向断裂为南北向大断裂的次级断裂,成矿物质在此富集成矿,为容矿构造。结合区域性成矿特点,结合分析认为,地层并非最主要的成矿因素,因为地层不管新老、岩性如何都有成矿的可能,而高碱富钾的侵入岩则是成矿的主要原因,结晶分异明显的多期次岩浆侵入给矿区找矿树立了基本的信心保证。因此,矿区成矿条件总结为侵入岩是成矿的主要因素,构造是控制矿体就位和矿化形式的重要因素,而地层主要影响矿化类型。
论文主要通过野外的地质现象和矿区1/20000土壤异常来提取找矿信息,在异常下限确定时用了传统方法和分形方法两种方法进行计算,传统方法即平均值加两倍标准差,而分形方法是基于分形原理的基础上,对数据进行分段线性拟合,找出分界点求异常下限。在分析各种元素的正态分布和偏度、峰度等参数后对两种方法确定的异常下限进行可信度分析,最后综合考虑确定了Cu、Pb、Zn、Sn、W、Mo、As、Sb、Bi等九种元素的异常下限值分别为52.25ppm、200.00ppm、300.00ppm、80.00ppm、5.81ppm、20.00ppm、11.00ppm、0.89ppm、10.00ppm。在取得各元素的异常下限后,笔者对各元素进行了衬度计算并生成衬度值异常图,对异常进行了分析评价。通过元素的相关性系数计算、R型聚类分析和R型因子分析,考察了九种元素之间的相关性,最终确定Cu、Sn、W、Mo、Bi五种元素元素归为一类进行衬度叠加,定义为Ⅰ类,Pb、Zn两种元素归为一类进行衬度叠加,定义为Ⅱ类。在MAPGIS6.7软件中生成两类元素组合的异常图后,分别进行了评价。
通过异常图的分析,得出Cu多金属异常区和Pb-Zn异常区分布都与已知的断裂构造关系密切,Cu多金属异常分布较为集中,主要集中在矿区北部和中部两个地方分布,Pb-Zn异常分布范围较广,但是基本上是围绕Cu多金属异常区分布。再综合考虑矿区地质条件和地表矿化蚀变显示情况,明确本区找矿的总体目标是以晚期隐伏小岩体头部接触带附近的斑岩型Cu、Sn矿床为中心,岩体外上方寻找裂隙带控制的Pb-Zn(Ag)矿体。
在土壤化探异常的基础上,充分考虑野外观察到的地质现象,笔者在矿区圈定了Cu多金属靶区2个,分别编号为Ⅰ-1、Ⅰ-2,Pb-Zn靶区3个,分别编号为Ⅱ-1、Ⅱ-2和Ⅱ-3。结合实际情况,指出-1号靶区和Ⅰ-2号靶区主要任务是揭露隐伏小岩体,而Ⅱ-1号、Ⅱ-2号和Ⅱ-3号靶区主要追踪裂隙带控制的铅锌矿体,最后根据已知条件和工作开展程度对各个靶区提出下一步工作建议。