4.9.1 以往金刚石原生矿普查工作及成果
(1)总结成果,深化认识(1964~1984年)
1963年8月,地质部和建工部共同组成地质考察组赴坦噶尼喀考察金刚石找矿方法和经验。1964年确认了以地质观察为基础,重砂采样(以寻找金刚石及伴生矿物——含铬镁铝榴石)为主要找矿手段,开展我国原生金刚石矿普查。二十年来,413队在湘西地区南征北战,并远征湘东北和湘南,完成普查面积近4万平方千米,在湘西发现金刚石和镁铝榴石异常点区五十多处。1965年在湘南宁远县保安圩岩溶凹地中的基性超基性火山岩管找到了大量含铬镁铝榴石、次铬透辉石、铬尖晶石,但水系重砂中未见镁铝榴石。岩管中见有纯橄岩、尖晶石二辉橄榄岩等深源捕虏体,但岩体选矿未见金刚石。在其周围区域开展了水系选矿侦察,于湘江耒阳选矿发现2颗金刚石。至此,湖南四水都有金刚石产出。
1965~1968年,在湘西南地区展开大面积普查,于安江对河的婆田、南侧的八门小河、熟坪双叉溪小河、会同的地灵盆地以及舞水主流等地,都发现了镁铝榴石或金刚石。特别值得提及的是,湖南境内舞水主流经采样都见蓝紫色或紫红色镁铝榴石,但就是不延伸到湖南舞水的支流,沿河金刚石在芷江以西的便水断线。在沅水下游地区,于桃源福善岗、临澧芽林桥等地,也发现了金刚石及镁铝榴石异常点。为了加快找矿步伐,尽快突破原生矿,在开展面上普查的同时,优选找矿靶区以求突破。
1966年,选择靖州藕团地区会战。在面积70平方千米的范围内,进行了1:1万~2.5万地质测量、地面磁法测量、分散流测量,重砂测量,槽井探揭露等工作,只在公洞溪、康头寨两小河各选到1颗金刚石,未发现镁铝榴石,也未找到岩体。在火烧坡标高800米山凹中,有外来的第四系砂砾堆积物。
图4-28 湘西地区中侏罗世岩相古地理图
1969~1972年,选择安江东南侧的熟坪地区进行找矿会战,开展1:1万地质、物化探、重砂测量,以槽探、钻探工程揭露,找到300多条斜云、斜闪煌斑岩岩脉,水系中共见9颗金刚石,未见含铬镁铝榴石,未发现含金刚石岩体,工作暂告结束。此区大颗粒的含铬金红石来源未查明,南岔垭口有外来大漂砾分布,因此,区内金刚石有外来的可能性。
1972~1973年,在靖州飞山坡脚地带,水系重砂采样和地层人工重砂分别发现45颗和13颗镁铝榴石,并显示大量的铬尖晶石异常。镁铝榴石折光率1.762~1.712,紫色系列占68.9%,其余为茄色。地质观察未见岩体,经人工重砂采样于上三叠统-下侏罗统红层的第二岩性组,发现2颗微粒金刚石和几颗镁铝榴石,属中间储集层。经红层岩相古地理的初步研究,认为飞山红层属北侧古河流的冲积物(图4-28),找矿工作应向北区推进。据现有资料分析:会同北侧的东西向断裂可能为控制镇远马坪含矿岩带的东延部分。
1973年,在会同覃板地区普查(图4-29),于水系中见18颗镁铝榴石;在南华系江口组人工重砂中,共见镁铝榴石379颗和1颗微粒金刚石。镁铝榴石折光率为1.746~1.733,未见紫色系列,以橙色和茄色系列为主。同时在靖县野塘、破屋普查,水系重砂中见镁铝榴石112颗,南华系地层中见15颗,折光率为1.746~1.730,以橙色系列为主。
图4-29 新元古代南华系岩相古地理图
1968年,在会同地灵盆地(图4-30)普查,在水系中共见4颗镁铝榴石,其中最大的为4+2毫米级。之后经多次工作,在白垩系红层第二、四段共见镁铝榴石657颗,水系重砂中见59颗,折光率170.~1.742,紫红色系列占58%。在盆地外围工作,未见镁铝榴石分布。
图4-30 湘西地区晚白垩世(K2)岩相古地理图
基于上述成果,将震旦系与上三叠统下侏罗统、白垩系红层所含目的矿物对比:一是所含金刚石都是微粒级,重量小于1毫克;二是震旦系中的镁铝榴石颜色单一,以茄色、橙色系列为主,折光率均小于1.746,微化分析含铬量低,矿物内含包体、杂质较多,电子探针测定其Cr2O3、CaO成分,投影于索波列夫判别图中,均落在非金伯利岩区;而红层区的镁铝榴石颜色多样,且以紫红色为主,折光率有高有低,高的为1.770~1.760,与南华系中相比有明显的不同,说明二者非同一源,产状亦不同。含金刚石及其镁铝榴石的多层中间储集层,已揭示金刚石原生矿产出的多期性。据现有资料分析,红层区外的找矿工作还需深入进行。
沅水澧水下游地区,经多年的重砂法普查和选矿结果分析,在洞庭湖地块与武陵地块衔接的地带,凡有红层保留的地带,总有一些寥若晨星的金刚石及镁铝榴石分布。这条北北东向或近南北向隐约分布隐伏构造带,一直伸向有金刚石发现的黄陵背斜区,应是一条金刚石原生矿产出的成矿带。
在跨湘西自治州和张家界市的北北东北东东向构造带上,经七十年代至八十年代初的大面积普查和各县所布的选矿点侦察,只在黄合云地区标高720米的岩溶裂隙和漏斗中发现金刚石56颗,但没有指示矿物铬铁矿和典型镁铝榴石相伴,因此,必须展开区域性地质地貌专题调研和区域高精度航磁普查来找矿。
(2)继续追索,曙光初现(1985~2011年)
1)再上原生矿普查项目,发现钾镁煌斑岩。1984年,湖南省地质矿产局根据湖南省在寻找金刚石原生矿中久攻不破,长期徘徊的状况,决定413队转入综合找矿,前五年完成了玻璃砂岩矿、二水型石膏矿、水泥灰岩矿、两处岩金矿、微细浸染型金矿、铅锌萤石矿等一批中、大型矿产普查、详查、勘探工作。但是413队职工念念不忘国家急需的金刚石矿产。1989年根据宁乡地区两组大断裂发育,卫片上环形构造十分清晰,有多期基性、超基性岩产出,长沙道林已发现见镁铝榴石等新情况、新认识,圈定出1000平方千米的范围,提出开展原生金刚石矿普查的报告,经省局核准后,于1990年进行普查。普查中运用铬尖晶石异常及其晶貌特征判别,当年找到了含金刚石新的岩石类型——管脉相伴集群分布的橄榄钾镁煌斑岩。
2)宁乡县云影窝含金刚石钾镁煌斑岩地质特征。1990年10月8日,413队首次在湖南省宁乡县云影窝地区发现了微含金刚石的钾镁煌斑岩岩群,取得了金刚石原生矿普查找矿的重大进展,进而为在湖南乃至整个扬子地台寻找原生金刚石工业矿床拉开了序幕。
A.区域地质概况。岩体群分布在扬子地台与华南褶皱系接壤地带,处于东西向黔湘赣、北东向临湘-江永和北西向常德-安仁三条岩石圈断裂或深断裂交汇处的构造脆弱区。区内地势平坦,沟谷发育,一般海拔100~150米,相对高着30~80米,属平原丘陵地貌类型。岩体群分布区断裂构造发育,岩浆活动频繁,并且具多期次喷溢的特点。
地层。岩群区出露地层有:新元古界青白口系(板溪群五强溪组)板岩、砂质板岩、凝灰质砂岩;南华系含砾砂质板岩、含砾砂岩、长石石英砂岩、锰矿层、炭质页岩、冰碛砾泥岩;震旦系炭质板状页岩、硅质页岩、硅质岩夹页岩;上古生界泥盆系石英砂岩、含砾石英砂岩、泥灰岩夹薄层灰岩、细砂岩、钙质页岩夹薄层粉砂岩、云母质粉砂岩夹页岩;新生界古近系砾岩、砂砾岩、含砾砂岩和粉砂质泥岩;第四系洪冲积层、残坡积层较发育。
构造。区内构造比较发育,断裂构造以北东向为主,规模较大;其次为北西向,北北东向和近南北向断裂,规模甚小。上述几组断裂伴生的挤压破碎带、节理密集带均较发育。钾镁煌斑岩的分布严格受构造控制,岩体群受北西向和北东向构造联合控制,岩管受南北向断裂或节理密集带控制,岩脉则受北东、北西向两组扭性断裂控制。
岩浆活动。区域岩浆活动频繁,不同期次的幔源基性、超基性火山岩较发育。益阳桃花仑、石咀塘有武陵期细碧玄武岩侵位于中元古界冷家溪群中,其Sm-Nd模式年龄值2000Ma;宁乡青华铺有喜马拉雅早期拉斑玄武岩产于古近系红层中;望城麻田和湘乡雷祖殿有加里东早期苦橄质玄武岩、玻基辉橄火山角砾岩侵位于板溪群、震旦系中。本区钾镁煌斑岩则产于板溪群五强溪组、泥盆系上统锡矿山组中,Ⅻ号岩管一部分被古近系红层不整合覆盖。
图4-31 宁乡云影窝地质略图
B.钾镁煌斑岩地质特征
岩体地质特征。宁乡云影窝钾镁煌斑岩岩体群呈北西向展布,岩带长5千米,宽100~800米。26个岩体中有6个岩管,集中分布在岩群的北西段(图4-31)。单个岩管近南北向产出,地表形态较复杂,大都为被压扁拉长的脉状膨大体,呈不规则的椭圆形,长轴一般200~500米,短轴一般80~120米,岩管面积均>10000平方米。岩管与围岩的层理有明显的交切关系,其接触面向内陡倾,倾角40°~80°。在其接触处往往见断裂挤压破碎带或节理密集带和片理化带,围岩无明显的蚀变现象,产状平缓,倾角20°~40°。岩管在剖面上呈对称或不对称漏斗状的火山管道(图4-32)。单个岩脉呈北东、北西向分布,规模较小,长50~700米,宽0.5~10米。岩脉与围岩接触面产状陡,倾角70°~85°,北东走向者倾向南东,北西走向者倾向南西。围岩产状较陡,一般倾角>60°。岩脉地表形态较复杂,有膨大缩小、分支复合现象。岩石类型简单,几乎全为岩浆型钾镁煌斑岩,未见角砾状构造。
火山管道中的物质主要由火山碎屑钾镁煌斑岩和岩浆型钾镁煌斑岩组成,但两者均不构成独立岩相,彼此之间没有明显界线;前者主要分布于火山道边缘部位,后者则分布于岩管的中心部位。但Ⅻ号岩体全为钾镁煌斑岩质碎屑角砾岩,紫红色与褐黄色岩石相间产出,显示较清晰的平缓层理,显然火山物质经过了一段距离的搬运。
地表岩石强烈风化呈土状,颜色为黄褐、棕红、紫红、灰绿等色,风化深度8~20米。岩石强烈蚀变,主要为碳酸盐化、滑石化、绿泥石化、褐铁矿化、硅化和重晶石化。
图4-32 湖南省宁乡县沩乌乡云影窝23勘探线剖面略图
本区钾镁煌斑岩的直接围岩是板溪群五强溪组、泥盆系上统锡矿山组。前者遭受后期构造破坏较强烈,岩体发生位移,劈理十分发育,岩石中矿物和角砾呈定向排列,局部见揉皱现象。据Ⅲ号岩体与板溪群五强溪组砂质板岩中的节理、劈理测量统计,其方向基本一致。经Sm-Nd法同位素年龄测定为345±10Ma;Rb-Sr法测定为328±4Ma,两组年龄数据与地质观察结果一致,为加里东和印支期之间的岩浆活动产物。
岩石学特征。岩浆型钾镁煌斑岩,按其主要造岩矿物含量可分为金云透辉橄榄钾镁煌斑岩、透辉金云橄榄钾镁煌斑岩两种类型。据火山碎屑、围岩捕虏体含量,火山碎屑钾镁煌斑岩可分为钾镁煌斑岩质火山角砾岩和钾镁煌斑岩质碎屑角砾岩两种类型。这些岩石类型在火山口相和火山道相中一般都比较混杂,不易具体划分。
金云透辉橄榄钾镁煌斑岩。岩石为斑状结构,块状构造,基质为全晶质结构、微晶结构。主要矿物成分有假象橄榄石(滑石、绿泥石)30%~55%,透辉石15%~30%,金云母10%~15%。斑晶一般1~2毫米,最大可达6毫米,主要由橄榄石和少量透辉石、金云母及白榴石组成。基质粒度细小,一般为0.015~0.03毫米,见较多的透辉石和少量的白榴石、橄榄石、金云母、钾碱镁闪石及金属矿物,偶见铬尖晶石、榍石、钛铁矿、磷灰石、透闪石、透长石等,次生矿物主要有滑石、白钛石、褐铁矿、绿泥石、钾长石等。
透辉金云橄榄钾镁煌斑岩。岩石为斑状结构,块状构造。基质为显微晶质、隐晶结构。主要矿物成分假象橄榄石30%~60%,金云母30%~40%,透辉石15%~25%。斑晶较小,一般2~4毫米,大者可达10~20毫米。斑晶以橄榄石为主,偶见透辉石、金云母及白榴石。基质粒度细小,一般均小于0.1毫米,其成分以金云母为主,其次为橄榄石、透辉石、榍石、磷灰石、钾长石等。还可见少量的白榴石、褐帘石、钛矿物、黄铁矿、磁铁矿,偶见铬尖晶石。少数岩石薄片中见有尖晶石橄榄岩、橄榄岩深源捕虏体和橄榄石、金云母捕虏晶。
钾镁煌斑岩质火山角砾岩。岩石为火山角砾结构,玻基斑状结构。角砾成分主要为火山碎屑(玻基钾镁煌斑岩、钾镁煌斑岩及火山灰)40%~50%,局部可达90%;围岩碎屑<10%,其成分主要为粗面岩、正长岩,其次为硅质岩、硅质板岩、石英砂岩、中性玻屑凝灰岩、伟晶岩,偶见角斑岩、钙硅角砾岩。胶结物为玻质钾镁煌斑岩、硅质、碳酸盐物质、绿泥石等。火山角砾一般为5~10毫米,最大达60毫米,不规则状,角砾压扁拉长,多呈定向排列。钾镁煌斑岩角砾大体分两种:一种具斑状结构,斑晶小而多,主要为橄榄石假象,常见数毫米大小的巨晶,最大可达30~40毫米的橄榄石单晶,基质为玻质,有时出现5%圆斑,被石英或白榴石充填;另一种亦具斑状结构,基本上不见圆斑,有大量白钛石。岩石中见有2%~3%尖晶石橄榄岩深源捕虏体,个别达5%。
钾镁煌斑岩质碎屑角砾岩。具明显的火山角砾结构,局部具砂状结构。角砾成分以硅质岩、条带状硅质岩、砂岩、石英、酸性火山岩、粗面岩、正长岩等为主,占30%~40%,多者达80%~85%。钾镁煌斑岩角砾含量10%~15%,其形态极不规则,角砾大小不等,以10毫米以下居多,最大达50~60毫米。可见白榴钾镁煌斑岩和金云透辉橄榄钾镁煌斑岩角砾和大量不透明矿物被挤压拉长,与胶结物中片状矿物呈定向排列。岩石中砂粒含量较高,大小不等,浑圆颗粒甚多,好像经过一定距离的搬运。岩石胶结物少,多为硅质、砂质,部分为后期碳酸盐,见少数颗粒和细小岩屑被压入塑性钾镁煌斑岩石中。
3)矿物学特征。
重砂矿物组合。本区钾镁煌斑岩形成的重矿物组合比较简单,见有铬尖晶石、赤铁矿、褐铁矿、金红石、镁铝榴石、铬透辉石、电气石、锆石、刚玉、磷灰石、碳硅石、锐钛矿、黄玉、石榴子石、黄金、水铝石、黄铁矿、重晶石、钛铁矿、金刚石等。
图4-33 宁乡云影窝钾镁煌斑岩中的橄榄石
岩石中几种主要矿物特征如下:
橄榄石。岩石中未见新鲜橄榄石,通常被蚀变成滑石、绿泥石,极少量蛇纹石,偶见其为滑石+碳酸盐或滑石+石英所代替。橄榄石一般有两个世代,早世代橄榄石1~6毫米,自形程度较差,常见具复杂的锯齿状外形(图4-33),为深源捕虏晶;晚世代橄榄石为斑晶或显微斑晶,自形程度较高,大小为0.1~0.5毫米。基质中橄榄石粒度细小,一般为0.015~0.03毫米。
金云母。金云母是钾镁煌斑岩中最重要的造岩矿物之一,在岩石中分布极不均匀。金云母斑晶偶尔见及(图4-34),呈板状,粒径0.2~6毫米,边缘熔蚀成浑圆状,常与橄榄石共生于同一岩屑,均已不同程度退色,具水云母化和绿泥石化,残存部分Ng为黄绿色,Np为淡黄色、无色,与基质中金云母明显不同,可能为深源捕虏晶。
透辉石。在岩体不同部位含量变化较大,最高石,外环为滑石下:碳酸盐化深源橄榄石可达45%~50%。通常呈长柱状,粒度一般小于0.1毫米,偶尔可见0.5毫米微斑晶(图4-34)。
钾碱镁闪石。大多见于岩石中“浅色体”边部,偶尔见于条带状硅质岩角砾的条带内,粒径小,一般在0.1毫米以下,最大可达0.3毫米,淡粉红色,常与透闪石共生(图4-34)。
图4-34 宁乡云影窝钾镁煌斑岩中的金云母、含铬透辉石和钾碱镁闪石
铬铁矿。铬铁矿是铬尖晶石中含铬高的端元矿物,在本区岩管岩脉中分布较普遍,呈小的自形晶出现在基质中或被包裹在其它矿物中,个别呈微斑晶产出,粒度小于1毫米,以圆粒状、环带状颗粒为主,[110]面发育,表面见有深坑、麻面等特征。铬铁矿化学成分变化范围很宽,大多数铬尖晶石Cr2O3>50%,仅少数>62%,MgO的含量在9%~16%之间,一般TiO2>0.1%(图4-35)。具环状结构的铬铁矿,其外带与内核的化学成分有着明显的差异,外带具有富TiO2、FeO,贫MgO的特点。
镁铝榴石。分布较广,在岩石中分布不均匀,含量稀少;颜色以蓝紫色为主,紫红色次之(图4-36),个别为橙红色,碎块状;粒度一般均<1毫米;折光率1.749~1.770。见有低钙高铬镁铝榴石(G10),化学成分与变化范围较宽,Cr2O3的含量2%~10%,CaO含量为4%~8.5%(图4-37)。
图4-35 宁乡钾镁火山岩中铬尖晶石Cr2O3-MgO和Cr2O3-TiO2关系图
图4-36 宁乡云影窝钾镁煌斑岩中的含铬镁铝榴石和金刚石
金刚石。迄今仅Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ号岩管含金刚石,共获63颗,粒度细小,一般小于0.3毫米,最大一颗10毫克(图4-36);颜色以黄绿色为主,个别为褐黄色和无色;晶形为六面体与八面体聚形;完整晶体占30%,绝大多数颗粒均保留晶面,碎块状<10%;几乎都含有细小的深色包裹体,个别为透明包裹体,有的包裹体在金刚石中呈星点状图案。
4)地球化学特征。
常量元素地球化学。宁乡及若干国外钾镁煌斑岩硅酸盐成分分析见表4-13。表中列入若干曼杜皮迪克钾镁煌斑岩,这是一种以金云母在基质中呈嵌晶分布为特征的钾镁煌斑岩。各主要元素的特征如下:SiO2的含量变化不大,在37.79%~46.77%之间,正好在超基性岩和基性岩SiO2分界线的两侧。岩石中没有原生游离石英,但曾存在过副长石和橄榄石,说明原始岩浆基本处于SiO2不饱和状态。
表4-13 湖南省宁乡钾镁煌斑岩(Ⅰ号岩体)及国内外有关岩石硅酸盐成分分析表
续表
注:①1-25:宁乡钾镁煌斑岩;26:89个橄榄钾镁煌斑岩平均值(Ellondal);27:曼杜皮迪克钾镁煌斑岩(LeuciteHills);28:橄榄曼杜皮迪克钾镁煌斑岩(Murcia-Almeria);29:8个“非砂质”凝灰岩平均值(Argyle);30:188个白榴钾镁煌斑岩平均值(Moon Kanba);31:橄榄钾镁煌斑岩(Prairie Creek);32:白榴钾镁煌斑岩(Kapamba);33:云母金伯利岩平均值;34:云煌岩平均值(bergman,1987);35:大洪山钾镁煌斑岩平均值(刘观亮等,1990)。②1-25为宁乡钾镁煌斑岩(其中1-23为湖南省矿产测试利用研究所化学分析室分析,24-25为岩矿室刘振云分析);26、29、30引自Jacques等(1986);27、28引自Mitchell & Bergman(1991);31、32引自Scott-Smith等(1984,1989)33引自Dawson(1967),③*为全铁。
Al2O3含量变化更小。大多数样品的Al2O3稳定在7%~8%之间,比西澳含橄榄石较多的钾镁煌斑岩要高,与曼杜皮迪克钾镁煌斑岩相近,表明宁乡钾镁煌斑岩的Al2O3含量较高,并非仅仅由于岩石的强烈蚀变引起,可能岩浆本身具有富铝的特点。
FeO与Fe2O3总量大致稳定在10%左右,比一般钾镁煌斑岩中的TFeO要高;Fe2O3/FeO比值变化为1/2~1/3,反映岩石结晶时或自变质时的氧逸度的差别。
MgO含量16%~20%,介于橄榄钾镁煌斑岩与白榴钾镁煌斑岩之间;Mg/(Mg+Fe)=0.74~0.8,MgO/(MgO+Fe2+)=0.82~0.84。
CaO含量6%~7%,比高MgO的橄榄钾镁煌斑岩要高,与橄榄曼杜皮迪克钾镁煌斑岩和曼杜皮迪克钾镁煌斑岩接近。
Na2O的含量为0.4%~1.1%,接近曼杜皮迪克钾镁煌斑岩和橄榄曼杜皮迪克钾镁煌斑岩。
K2O是钾镁煌斑岩最重要的组分之一。宁乡钾镁煌斑岩的K2O含量偏低,主要原因是由于岩石强烈风化蚀变,导致K2O流失。
从图4-39看出,SiO2-K2O和SiO2-MgO的相关性清楚,宁乡钾镁煌斑岩在SiO2-K2O图上的投影都落在橄榄钾镁煌斑岩区内而非金云母钾镁煌斑岩区中,SiO2-MgO图上的投影略靠近橄榄钾镁煌斑岩和金云母钾镁煌斑岩的接合部,表明了宁乡钾镁煌斑岩的基本特征。
微量元素地球化学。宁乡钾镁煌斑岩的微量元素见表4-14。
表4-14 宁乡Ⅰ号岩管钾镁煌斑岩微量元素表
从表4-14看出,宁乡钾镁煌斑岩的相容元素Sc、V、Cr、Co、Ni、Cu、Z含n量分别为(13.1~16.3)×1-60、(147~225)×10-6、(480~732)×10-6、(41.5~62.2)×10-6、(646.7~919.3)×10-6、(16.4~46.8)×10-6、(95~158)×10-6。宁乡岩体Cr、Ni、Co平均值偏低,Sc在岩石中最低,Cu、Zn含量高,表明宁乡钾镁煌斑岩的源区具有亏损地幔与富集地幔的过渡性质。
宁乡钾镁煌斑岩的不相容元素Ba、Sr、Zr、Nb、Ta、Th、U含量分别为(890~2312)×10-6、(534~942)×10-6、(57.59~85.58)×10-6、(20.4~31.3)×10-6、(12.5~21.0)×10-6、(1.7~2.3)×10-6。世界典型钾镁煌斑岩的Ba含量一般大于2000×10-6,Sr含量也常在1000×10-6以上。宁乡钾镁煌斑岩的Ba、Sr平均值明显低于国外同类岩体;Nb、Zr含量偏低,Ta含量较高;Th、U含量与西澳阿盖尔“非砂质”的钾镁煌斑岩凝灰岩相近。
稀土元素地球化学。宁乡钾镁煌斑岩稀土元素La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y含量见表7-14,比世界典型钾镁煌斑岩低,但较接近美国的曼杜皮迪克橄榄钾镁煌斑岩、西班牙的曼杜皮迪克钾镁煌斑岩、西澳阿盖尔橄榄钾镁煌斑岩及金伯利岩。宁乡钾镁煌斑岩的稀土元素偏低的原因,目前尚不清楚。
4.9.2 进一步找矿的远景区
(1)安江金刚石原生矿找矿远景区
图4-37 宁乡钾镁五岩中镁铝榴石Cr2O3-CaO关系图
该区位于扬子微板块雪峰地块与新化洞口挤压推覆构造带两个Ⅱ级构造单元的接壤地带,处于北东向城步-桃江-浏阳古俯冲碰撞带的上盘,并有规模宏大的北北东向湘桂岩石圈断裂带通过区内,为钾镁煌斑岩/金伯利岩岩浆的上侵和喷溢提供了良好的通道(图4-38)。区内有“五大”之称,即有“大构造”(湘桂岩石圈断裂带)、“大岩体”(隘口-安江基性超基性岩及成群成带的煌斑岩产布)、“大砂矿”(新庄垅细谷砂矿金刚石品位高、颗粒大,是沅江四个砂矿床之首)、“大金刚石”(勘探时发现7.2克拉、3.3克拉、3.2克拉金刚石各1颗)、“大镁铝榴石”(复查新庄垅细谷选矿样品中有-4+2毫米大颗粒镁铝榴石)。熟坪见9颗金刚石,最大的重28毫克,伴有大量含铬金红石。熟坪北侧的偏坡见铬尖晶石、铬铁矿异常区(图4-37、图4-38)。安洪白垩系盆地为山间盆地,其物质由两侧补给。婆田水系中见11颗镁铝榴石,若全来自红层,其原生源也在盆地两侧蚀源区。
图4-38 宁乡钾镁煌斑岩SiO-K2O、SiO2-MgO关系图
综上所述,区内具备优越的金刚石原生矿成矿地质条件,具有寻找大型甚至超大型金刚石原生矿床的找矿远景。
(2)宁乡—桃江金刚石原生矿找矿远景区
该区位于扬子微板块与华南微板块衔接部位,在北西向常德-安仁岩石圈断裂带、近东西向黔湘赣岩石圈断裂带、北东向城步-桃江-浏阳古俯冲碰撞带的构造交汇区域。岩石圈厚度150~200千米,地壳厚度30~31千米。区内有雪峰期、加里东期、印支期、燕山期基性超基性岩及火山岩侵位;有宁乡云影窝地区微含金刚石钾镁煌斑岩群产出;在麻田玻基橄辉火山角砾岩中发现了微粒金刚石及大量的铬铁矿;在资水的新桥河、修山、筑金坝等地及湘江支流沩水流域均发现有金刚石,并发现金刚石指示矿物(镁铝榴石、铬铁矿)及有关的铬尖晶石、镁钛铁矿等重矿物异常区(点)数十处。对区内的部分地段(面积4154平方千米)进行了1:2.5万~1:5万高精度航空磁测,圈出局部航磁异常211处,其中85处推测由钾镁煌斑岩引起。区内地质条件、金刚石及指示矿物分布分布见图4-39。
综上所述,该区具备有利的金刚石原生矿成矿地质条件,找矿前景可期。
4.9.3 应用现代金刚石成矿理论和方法,开展新一轮普查找矿
(1)航空磁测
湖南在重砂法找矿中,由于植被异常发育、第四系风化壳太厚,尤其是在岩溶地貌发育的地区,沿重砂异常找矿追索,往往消失断线。由于在湖南气候条件下岩管应具负地形特征,上覆大量坡冲积物,在重砂采样深度有限的情况下,很难发现。因此,在成矿有利的远景区带,需借助于航磁手段找矿。建议航空磁测比例尺选用1:2.5万,飞行高度为100~80米。
图4-39 长沙—桃江地区金刚石地质图
(2)航空磁测地区的选择
1)五强溪-石门边山河地区。
航测范围:北纬28°40′~30°00′,东经110°20′~111°30′,面积24000平方千米。
找矿地质依据:该区与近东西向雪峰、武陵地块与洞庭地块横接,沅陵-常德岩石圈厚达300~200千米,洞庭湖中心为50千米,其间可能有SN向的隐伏深断裂,成矿有利。
区内从南到北的丁家坊、福善岗、芽林桥、广福桥、官渡桥、石门城郊、通津铺、维新厂、张家山、边山河等地,有金刚石、或有镁铝榴石分布。纵观全区呈南北向带状分布,与本区Ⅱ级大地构造单元极为吻合。区内北段的西侧,通过若干选矿普查,未见金刚石。
2)黄合云-新晃地区。
航测范围:北纬27°20′~28°00′,东经109°10′~109°30′,面积2500平方千米。
找矿地质依据:该区位于NNE向雪峰、武陵两个Ⅱ级板块的衔接地带,介于NNE向壳下鄂湘黔岩石圈断裂与古丈-新晃大断裂之间。
黄合云在标高720米的岩溶面上及其沟谷中,重砂采样发现56颗金刚石,最大的重75毫克,平均重11.7毫克。在舞阳河中下游,新晃县以东的芷江便水以下的各选矿点都见金刚石;而便水以西的新晃县酒店塘、贵州省玉屏城郊曾进行过选矿工作,未见金刚石。因此,舞阳河中、下游的金刚石有极大可能为该区内原生矿补给。
3)会同地区。
航测范围:北纬26°40′~27°00′,东经109°30′~110°00′,面积2000平方千米。
找矿地质依据:位于Ⅱ级构造单元雪峰地块与新化洞口推复构造带的衔接区,NNE向湘桂岩石圈断裂纵贯全区。
在会同县连山、高勇,团河瓦窑、靖州城郊及甘棠坳等地,选矿均见金刚石。在区内断裂带控制的侏罗、白垩系中,局部见镁铝榴石较多的层位,且以紫色系列为主,与南华系中所见的以橙色系列为主的镁铝榴石区别明显,因此,二者非来自同一源区。靖州侏罗系中还含有钙铬榴石和大量铬尖晶石,已见指示矿物铬铁矿,还见2颗微粒金刚石。种种迹象表明,会同地区应有含矿岩体赋存。
(3)地面磁测
对航空磁测所发现的异常进行优选后,开展地质、地磁综合手段定位检查。似圆形的异常,用“十”字型剖面定位检查;带状异常用1~3条剖面定位。认为属岩体引起的异常,应采用大比例尺地面磁测和地质填图,并实施槽、井、钻工程揭露。经工程采样分析确认为是可疑岩体,则采1~5立方米选矿样寻找金刚石。若评价是含矿岩体,转入普查评价。
在检查航磁异常的同时,应对航磁异常区已往采的水系重砂样进行系统内检复查,寻找金刚石及其指示矿物,双管齐下,总结规律,以期加快找矿步伐。