Depósito polimetálico de tungsteno (estaño, bismuto, molibdeno) de Hunan Shizhuyuan
El depósito de tungsteno (estaño, bismuto, molibdeno) de Shizhuyuan se encuentra a 16 km al sureste del condado de Chen, provincia de Hunan, en la parte noreste del campo de mineral polimetálico de Dongpo controlado por la estructura neocathaysiana y en el norte. -estructura sur, granito Qianlishan La zona de contacto en la curva interna del borde sureste del cuerpo. No sólo sus reservas de mineral de tungsteno ocupan el primer lugar en el mundo, sino que también tiene reservas considerables de bismuto, molibdeno, estaño, berilio y otros minerales polimetálicos. Por lo tanto, el yacimiento es único y famoso en el país y en el extranjero por su gran escala, yacimientos minerales concentrados, forma simple, componentes materiales complejos y diversos componentes útiles.
El depósito fue descubierto por el equipo 408 de la antigua Oficina Geológica Provincial de Hunan a finales de la década de 1950. Después de una investigación y exploración detalladas por parte del equipo, se confirmó que se trataba de un depósito extragrande de tungsteno-estaño-molibdeno. depósito de bismuto a mediados de la década de 1960. A finales de la década de 1970, la mina polimetálica Shizhuyuan comenzó la minería previa y la construcción de túneles.
(1) Panorama geológico regional
En términos de ubicación geotectónica, el depósito pertenece al cinturón plegado de Jiangxi-Hunan-Guangxi-Guangdong del sistema plegado del sur de China, el pliegue de Caledonia. cinturón del sureste de Hunan y el norte y sur de Leiyang-Yizhang Hacia la unión de las dos unidades estructurales del cinturón plegado de Indosinia.
La zona sur de Hunan tiene una estratigrafía relativamente completa, excepto el Sistema Silúrico, todos los estratos están expuestos desde el Sistema Siniano hasta el Sistema Cuaternario, que constituyen respectivamente tres capas estructurales diferentes: Caledonia, Indosiniana y Yanshan. Las exposiciones estratigráficas regionales son principalmente rocas carbonatadas y rocas clásticas del Devónico medio y superior, seguidas de rocas clásticas del Sinio y estratos cuaternarios. El área expuesta de los estratos del Devónico representa aproximadamente el 60%.
Los pliegues y estructuras de falla en el área están relativamente desarrollados. El sinclinal compuesto Dongpo-Yuemei es la estructura de primer nivel en el campo de mineral, en sus lados este y oeste, hay un empuje de alto ángulo. La falla con una sección de inmersión hacia afuera es adyacente al anticlinal de Wugaishan y al anticlinal de Xishan. El eje del sinclinal está de 10° a 15° al noreste, el eje está casi vertical y el ángulo de inclinación de los estratos en ambas alas es generalmente de 40° a 50°. Los pliegues secundarios se desarrollan dentro del sinclinal, incluido el sinclinal de Zhongshan, el anticlinal de Chaishan y el sinclinal de Jinchuantang de este a oeste. El depósito está ubicado en la zona de contacto exterior donde se cruzan el extremo norte vuelto hacia arriba del sinclinal de Shizhuyuan-Taipingli, un pliegue secundario en el sinclinal de Zhongshan y el cuerpo de granito de Qianlishan. Las estructuras de fallas en el área están más desarrolladas en cuatro grupos: norte-sur, noreste, noroeste y casi este-oeste. La mayoría de las fallas casi norte-sur (incluido el norte-noreste) son fallas de cabalgamiento de alto ángulo, que son las estructuras que guían y controlan las rocas del macizo rocoso de Qianlishan. La mayoría de las fallas con tendencia noreste son fallas normales con secciones transversales casi verticales, que desempeñan un papel importante en el control de la distribución de depósitos minerales ricos y la formación de depósitos de plomo y zinc en los campos minerales. Las fallas con tendencia noroeste no están muy desarrolladas y en su mayoría se ven cortando pórfido de granito. La falla casi este-oeste es de pequeña escala y algunos yacimientos de depósitos de plomo y zinc como Dongposhan, Pheasant Tail y Hengshanling en el campo mineral están controlados por ella.
La actividad magmática regional es frecuente, y se evidencian las características intermitentes del mismo manantial: granito, pórfido granítico, pórfido diabásico y diversos diques graníticos. Una serie de pequeños cuerpos rocosos como Wangxianling, Qianlishan y Huangshaping se distribuyen en dirección este-oeste. Los dos primeros son cuerpos graníticos. El cuerpo de granito más importante en el campo mineral de Dongpo es el macizo rocoso de Qianlishan.
(2) Panorama geológico de la zona minera
Los estratos expuestos en la zona minera son relativamente simples. De abajo hacia arriba: roca clástica marina epimetamórfica del Siniano (Z1); caliza dolomítica de la Formación Qiziqiao del Devónico Medio (D2q), caliza micrítica y conglomerado arenoso de la Formación Tiaomajian (D2t); Franjas fangosas de piedra caliza, marga y caliza del Devónico superior; ; depósitos de ladera cuaternaria y depósitos aluviales. Las formaciones relacionadas con la mineralización son la Formación Yutianqiao y la Formación Qiziqiao, entre las cuales la Formación Yutianqiao contiene la mayoría de los cuerpos minerales en este campo mineral. Los resultados del análisis químico muestran que la marga de la Formación Shetianqiao y la piedra caliza rayada arcillosa se caracterizan por tener SiO2 rico (16,83~31,11), Al2O3 rico (2,07~3,08) y bajo MgO (1,04~1,22). Un componente esencial del skarn. . La estructura estratigráfica y la litología de la Formación Shetianqiao son complejas, y las uniones, fisuras y deslizamientos entre capas son propensos a ocurrir bajo la acción del estrés tectónico, lo que favorece la filtración de fluidos minerales, el metasomatismo y la mineralización. Los resultados del análisis de elementos traza muestran que en los estratos de la Formación Yutianqiao que están directamente relacionados con la mineralización, los contenidos de W, Sn y Mo son todos muy bajos, pero los contenidos de Pb y Zn son relativamente altos. Los materiales del depósito de Shizhuyuan no provienen de los estratos. Sólo algunos depósitos periféricos de plomo y zinc pueden derivar parcialmente de los estratos circundantes.
La estructura de la zona minera es relativamente compleja, con pliegues, fallas, diaclasas, etc. bien desarrollados. Muestran múltiples fases en el tiempo y se entrecruzan en el espacio, formando una red geológica de fisuras estructurales. cuerpo principalmente en dirección noreste. Las estructuras estrechamente relacionadas con el depósito de mineral incluyen el sinclinal de Shizhuyuan-Taipingli y el anticlinal de cola de Shizhuyuan-Faisán. El enorme yacimiento de mineral en esta área se produce en el núcleo del extremo norte del sinclinal. Las fallas son principalmente fallas de empuje de ángulo alto casi norte-sur y fallas normales con tendencia noreste, y el depósito está ubicado en la intersección de estos dos conjuntos de estructuras de fallas. El desarrollo de fisuras estructurales de red a ambos lados de la zona de contacto es una condición favorable para la formación de yacimientos de skarn en esta área.
La roca magmática relacionada con la mineralización es el granito Qianlishan, que se introduce a lo largo de la intersección de fallas norte-sur y norte-noreste en la parte norte del campo mineral de Dongpo, en forma de una roca invertida norte-sur. calabaza, con un área expuesta de 9,57km2. Los últimos estratos emplazados por el macizo rocoso son la Formación Yutianqiao del Devónico Superior. El granito Qianlishan es principalmente una masa rocosa compleja compuesta por tres intrusiones de magma. La primera intrusión fue la fase principal de granito (γ2-15), la cual constituye el cuerpo principal del cuerpo rocoso con un área expuesta de 8.7km2, la fase central es granito de biotita de grano medio-grueso y la fase de borde es. Biotita porfídica de grano fino, granito, la edad del isótopo es 162 Ma (método Rr-Sr) y 172 Ma (método K-Ar). La segunda intrusión fue granito de biotita de grano medio-grueso (γ2-25) en el período suplementario, que fue intruído en forma de cepas de roca, diques o ramas, con edades isotópicas de 141 Ma (método Rb-Sr) y 139 Ma. (Método K-Ar). La tercera intrusión es granito de dimicita (γ2-35) de grano fino (menos pórfido), intercalado con pequeñas cepas de roca y diques. La última intrusión fue pórfido granítico y diabasa, y la edad isotópica de la veta de pórfido granítico es de 146 Ma (método Rb-Sr). Según la edad del isótopo, el macizo rocoso se formó en la segunda etapa del período Yanshaniano temprano.
Las distintas fases y fases del granito Qianlishan se pueden identificar estructuralmente, pero la composición mineral es casi la misma. Está compuesta principalmente por feldespato potásico, plagioclasa, cuarzo y biotita. Los minerales accesorios incluyen magnetita. monacita, circón, ilmenita, rutilo, brookita, anatasa, molibdenita, bismutita, pirita, arsenopirita, galena, esfalerita, casiterita, wolframita, scheelita, apatita, xenotima, niobita rutilo, pirita de itrio, torio, turmalina, topacio, fluorita, granate, espinela, corindón, mineral de berilio itrio y epidota. A juzgar por las características de los minerales accesorios, contiene más monacita y circón y muy poca esfena, por lo que debe ser del tipo circón-monacita. Las características minerales accesorias anteriores se pueden comparar con las características del granito que contiene tungsteno y estaño de Yanshan en el sur de China.
Las características petroquímicas del granito Qianlishan son rocas débilmente alcalinas-calco-alcalinas sobresaturadas con aluminio, ricas en potasio y pobres en sodio. Se clasifican como rocas ácidas-superácidas en función del contenido de SiO2. El granito es rico en componentes volátiles F, Cl y B, y su contenido es (260~3440)×10-6, (390~420)×10-6 y (100~130)×10-6. El contenido de fondo de elementos mineralizantes en el macizo rocoso es significativamente mayor. El contenido de W, Sn, Bi, Mo y otros elementos es mucho mayor que el contenido promedio de las rocas ácidas. También es significativamente mayor que el valor de fondo de los granitos. En el mismo período, en el sur de China, el valor de Pb y Be también es ligeramente mayor. El valor de fondo de los granitos del mismo período en el sur de China es significativamente mayor que el contenido promedio de rocas ácidas, lo que preparó condiciones materiales muy favorables para la formación del gigante. Depósitos polimetálicos de tungsteno y estaño en Shizhuyuan.
La proporción inicial de isótopos de estroncio del granito Qianlishan es de 0,71077~0,7328, lo que indica que la compleja masa rocosa se formó a partir de múltiples intrusiones de magma producidas por la refundición de la corteza terrestre.
(3) Características geológicas del depósito
El depósito de tungsteno, estaño, bismuto y molibdeno de Shizhuyuan es el depósito polimetálico más grande en el campo mineral de Dongpo. La forma de su yacimiento es simple. La placa inferior del yacimiento coincide con la superficie superior del granito, formando un enorme yacimiento casi horizontal en forma de lente en la depresión de la masa rocosa. La distribución espacial de su mineralización de tungsteno, estaño, bismuto y molibdeno es básicamente consistente con la del skarn. Sólo una parte de la mineralización de estaño se desarrolla en mármol y algo de mármol skarnizado. El yacimiento de mineral skarn tiene tendencia noreste, inclinándose hacia el sureste, con un ángulo de inclinación de 10° a 15°. Tiene más de 1.000 metros de largo, 600-800 m de ancho de este a oeste y generalmente 200-300 m de espesor. , con un espesor máximo de casi 500 m. Los yacimientos están concentrados y, a menudo, se superponen entre sí, todo el depósito tiene una zonificación evidente.
Esto se puede reflejar en las direcciones horizontal y vertical en términos de skarn, tipo de mineral y principales elementos mineralizantes (Figura 17-7).
Los depósitos minerales muestran una distribución zonal desde el granito hasta el mármol, es decir, a partir del granito, las vetas planas de piedra gris greisen-reticular skarn-skarn aparecen hacia arriba (hacia afuera) Mármol transformado → mármol reticulado. La zonificación del depósito mineral también se refleja en el hecho de que se pueden dividir cuatro tipos diferentes de mineral verticalmente de arriba a abajo u horizontalmente desde la roca circundante hasta el macizo rocoso: ①tipo de casiterita de mármol; ②tipo de mineral de tungsteno-bismuto skarn; ③veta de granita; -Tipo de mineral mixto de tungsteno, estaño, molibdeno y bismuto skarn ④Tipo de mineral de tungsteno, molibdeno y bismuto de greytzita (Figura 17-7). Varios tipos de minerales se componen principalmente de minerales diseminados y reticulados con vetillas. Los principales elementos mineralizantes también tienen un fenómeno de zonificación. Desde la piedra gris en la parte superior del granito hasta el mármol, las combinaciones de elementos mineralizantes son W, Mo→W, Mo, Bi, Sn→W, Bi, Sn→Sn; Los elementos mineralizantes son Los elementos son Mo-W-Bi-Sn.
Figura 17-7 Sección transversal del depósito Shizhuyuan (modificado por el Equipo 408 de la Oficina Provincial de Geología de Hunan)
Hay muchos tipos de minerales en el área minera, y hasta ahora se han visto 96 tipos. Los principales minerales metálicos son scheelita, wolframita, molibdenita, bismuto, casiterita y pirita. Además, se encuentran magnetita, pirrotita, manganita, arsenopirita, esfalerita, calcopirita, galena, bismuto natural, bismuto, tinita amarilla, hematita, marcasita, hematita de falsa imagen, bornita, telururo de bismuto, bismuto ortorrómbico, aftita, telurito de bismuto, etc. Los principales elementos mineralizantes del depósito son: W, Mo, Bi, Sn, Be, Fe, Cu, Pb, Zn los elementos asociados son Nb, Ta, Sc, Au, Ag, V, Hg, Sb, Se, Te; , CD, etc. Entre ellos, el niobio y el tantalio no se han encontrado como minerales independientes, y se encuentran principalmente en minerales de wolframita como isomorfos. Se ha descubierto que los minerales que contienen berilio incluyen berilo, heliolita, crisoberilo, tafelita, berilio estilizado, corilita, berilio magnesia, etc. Además, el Be también existe en estado disperso en la piedra Fushan, en minerales como el feldespato, el granate y fluorita. Re y Sc se encuentran en molibdenita y wolframita, respectivamente, en estado disperso.
Las estructuras minerales comunes incluyen cristales euhédricos, cristales semieuédricos, cristales heteromórficos, estructuras residuales metasomáticas, etc. Además, también se pueden observar estructuras de disolución, estructuras de imagen y estructuras opalescentes. La estructura del mineral es principalmente estructura diseminada, estructura de vetas de red y estructura de franjas, y la pirita local tiene una estructura masiva densa.
La mineralización se caracteriza por múltiples fases y etapas. Las tres actividades magmáticas del cuerpo de granito de Qianlishan estuvieron acompañadas de distintos grados de mineralización. La mineralización está relacionada principalmente con el granito de la etapa principal (γ2-15). Según la combinación de generación de minerales y la relación metasomática, la mineralización relacionada con el granito del período principal se divide en cinco etapas. La primera es la etapa de skarn: el skarn se forma en o cerca de la zona de contacto. Los minerales principales son granate, piroxeno, fushanita y wollastonita, y el mineral metálico asociado es scheelita (la segunda es la etapa de silicato hidratado: temprana); Los minerales de skarn son reemplazados por minerales de silicato hidratados como hornblenda, anfíbol de sodio rico en hierro, actinolita, tremolita, epidota, flogopita, etc., acompañados de scheelita. La precipitación de minerales metálicos como mineral, wolframita, casiterita, magnetita, calcopirita, pirrotita. , etc.; la tercera es la etapa de greitzita: en la zona de contacto interna, cuarzo, moscovita, fluorita, topacio, granitos metasomáticos como la turmalina y la mica de fósforo negro van acompañados de la precipitación de minerales metálicos como scheelita, molibdenita, bismutita, wolframita, casiterita y otros minerales metálicos; la cuarta es la etapa de óxido de cuarzo: se forma principalmente algo de wolframita. Vetas de mineral de cuarzo y vetas de casiterita-cuarzo, las vetas también contienen una pequeña cantidad de molibdenita y bismuto; la quinta etapa es cuarzo; etapa de sulfuro: se forman principalmente vetas de cuarzo-sulfuro, y los principales minerales de ganga son cuarzo y fluorita, clorita, etc., y los minerales son galena, esfalerita, pirita, etc.
La mineralización relacionada con la segunda actividad de intrusión de magma es relativamente débil y se puede dividir aproximadamente en dos etapas. La primera es la etapa de fluorita-scheelita, acompañada de greitzización; la segunda es la etapa de óxido de cuarzo, formando una pequeña cantidad de vetas de wolframita-cuarzo y vetas de casiterita-cuarzo. La mineralización relacionada con las terceras rocas intrusivas y diques es aún más débil, y la mineralización de berilo y scheelita solo se observan en unas pocas vetas de pegmatita.
Debido a la fuerte actividad tectónica y magmática en esta zona, se han formado una serie de depósitos minerales alrededor del granito de Qianlishan. Entre ellos, el depósito de tungsteno-estaño-molibdeno-bismuto de Shizhuyuan es una parte importante del campo mineral. Además, están el depósito de tungsteno-estaño de greitzita de Darjeeling, Pheasant Tail y otros depósitos hidrotermales de sulfuro de casiterita de alta y alta temperatura. Hengshan Ridge y otros lugares, depósitos hidrotermales de plomo y zinc de temperatura media y baja. Los depósitos de granita, los depósitos de skarn, los depósitos metasomáticos hidrotermales de temperatura alta a media y los depósitos hidrotermales de temperatura media a baja muestran un cierto patrón de distribución en forma de banda alrededor del granito de Qianlishan en el espacio, y hay una cierta secuencia en el tiempo de generación. Todos están relacionados con el origen del granito Qianlishan y juntos forman una serie de mineralización de tungsteno, estaño, molibdeno, bismuto, plomo y zinc (berilio) de tipo compuesto de piedra gris y skarn relacionada con el granito. La ley promedio del mineral es: WO30.344, Sn0.126, Mo0.064, Bi0.107.
(4) Skarn y rocas metasomáticas relacionadas
Los procesos metasomáticos relacionados con la mineralización incluyen principalmente skarnización, greitzización y metasomatismo alcalino. Entre ellos, los dos primeros son los más desarrollados y están directamente relacionados con la mineralización.
1. Skarn
El skarn está muy desarrollado en el depósito, casi en su totalidad, sobre rocas carbonatadas del Devónico, granito biotítico, pórfido granítico y pórfido diabasa, zona de contacto del lamprófido. Los skarns más grandes se limitan a ubicaciones estructuralmente favorables en las zonas de contacto entre roca carbonatada, granito de biotita y pórfido de granito. Los cuerpos de skarn más grandes solo se formaron en la primera fase de granito y ácido carbónico del Devónico. zona de contacto con la roca, el skarn que se encuentra en el área minera se desarrolla principalmente en la bahía interior del borde sureste del cuerpo granítico y en el cubo cóncavo en forma de fondo de olla en la parte superior del macizo rocoso. dirección norte-noreste y tiene una amplia gama. Se va estrechando gradualmente hacia el este, sur y norte, quedando la parte occidental expuesta en la superficie debido a la erosión.
El skarn incluye skarn de superficie a gran escala y numerosos skarn en forma de venas. El primero está controlado básicamente por la estructura de la zona de contacto. Tiene de cientos de metros a miles de metros de largo y de decenas de metros a cientos de metros de ancho, este último está controlado por la estructura de la grieta fuera de la superficie de contacto, que tiene de varios centímetros a decenas de centímetros de ancho y aproximadamente varios metros o incluso decenas de metros; metros o cientos de metros de largo.
El skarn de la zona minera es principalmente skarn cálcico, compuesto por minerales como piroxeno, granate, fushanita y wollastonita. Los skarns de magnesia a pequeña escala se encuentran en algunas áreas, incluidos los skarns de magnesia magmáticos y los skarns de magnesia posmagmáticos. El primero se compone de onfacita, forsterita y espinela de magnesia, y el segundo se compone de wontonita granular, flogopita, anfíbol, brucita y. fludioxita. El skarn de magnesia suele ser modificado por el skarn de calcio. La composición del piroxeno pertenece a la serie de diópsido-dropiroxeno, principalmente diópsido (tabla 17-6), y el contenido molecular de manganeso piroxeno (Joh2,73~11,76) no es alto. El granate pertenece a la serie de granates de calcio-aluminio-andradita (Tabla 17-6), que es principalmente la serie de granates de transición (Gr24,32~57,53 y 38,61~70,27). El contenido molecular del granate espesartina (Joh3,81 ~7,56). es menor.
Tabla 17-6 Composición química del piroxeno (1~4) y el granate (5~6)
Nota: El analizador de sonda de electrones es Zhou Kezi.
2. Grainita
La greitzización en la zona minera es fuerte y según su forma de producción se puede dividir en piedra gris plana y piedra gris reticular. El primero se desarrolla en la parte superior del macizo rocoso y la suave superficie de contacto, y se distribuye principalmente en un lado del macizo rocoso. Es principalmente granada de cuarzo topacio, granita de mica-topacio en escala negra, etc. desarrollado cerca del contacto, hay distribuciones en forma de vetas o en forma de red, que incluyen vetas de piedra gris ricas en cuarzo, vetas de mica granadina con escamas de topacio negro que contienen wolframita y escamas de fluorita de scheelita con molibdenita. Mica, venas de granada, etc. En la greitzita plana, generalmente se asocian mineralizaciones de wolframita, molibdenita y bismuto, mientras que en la greitzita reticular se mineralizan principalmente wolframita, scheelita, molibdenita, casiterita y bismuto.
3. Rocas metasomáticas alcalinas
La albitización generalmente se desarrolla en la zona de contacto dentro del granito. La albita es generalmente un cristal euhédrico, con cristales dobles transparentes.
La biotita del granito albitizado es metasomatizada por mica de color claro. Cuando la sodiación es fuerte, la mica desaparece y el feldespato potásico disminuye, convirtiéndose en roca metasomática de cuarzo-feldespato alcalino o roca metasomática de cuarzo-albita.
La roca metasomática de feldespato potásico se encuentra ampliamente distribuida en skarn y mármol en forma de vetas o vetillas. A menudo metasomatiza vetas graníticas y skarn. Las rocas metasomáticas de feldespato potásico generalmente han sufrido una intensa formación de piedra gris y, a menudo, aparecen como cuerpos residuales en la piedra gris.
Las rocas metasomáticas alcalinas, greystone y skarn muestran cierta zonación alrededor del granito, formando una serie metasomática relacionada con rocas magmáticas ácidas.