湖南省金刚石找矿史
水原,发源于贵州东南部吴韵山,流经贵州剑河、金平和湖南洪江、安江、辰溪、沅陵、桃源、常德,流入洞庭湖,全长1.047公里,汇水面积约8万平方公里。盆地内大面积的含金源层——中元古界冷家溪群(现改为蓟县系)和板溪群(现改为新元古界青白口系)被剥蚀,水原砂金丰富,找金历史悠久。金矿勘探者将发现的钻石作为副产品进行回收,因此水原发现钻石的历史悠久,至少可以追溯到100年前。据桃源县志记载,清朝道光年间(1821~1850),村民陆续发现钻石。淘金者根据颜色和晶体形态来区分钻石,称之为蓝宝石、八角籽、钻石。1940年,国民政府经济部金矿勘查局胡伯素在《地质评论》第五卷发表了“湖南水原的钻石”一文。文中记载,水原在沅陵柳林支脉以下,可探明的钻石产地有八角洲、罗家湾、高都邑、涪陵溪、沈曦、白洋河、港口及常德县(今鼎城区)的五泉山、牌楼坡、丁家岗、马一平、水宝山。同年,在《鄂西、川东、桂北第四纪冰川现象概述》一文中,李四光也描述了淘金者在湖南洪江市江西街至托口的水原砾石层中发现的金刚石。1949年,余德元在《湘西黔东金矿地质》一书中也提到水原有钻石。湖南省地质调查局第一任局长李玉瑶曾在水原西岸的桃园港购买了1颗重70克拉的钻石。许多以前的著作揭示了水原有丰富的钻石资源。
1.2.2率先寻找钻石,砂矿勘探硕果累累。
413地质队首先在湖南水原主流河谷进行了第四纪地质地貌普查和大量矿石报告,发现洪江镇至安江镇、桃源至常德一带第四纪体系发育良好,堆积地貌保存完好。通过走访,初步统计出常德市鼎城区丁家岗小河、崖头等地已开采出千余颗钻石,采金人总结出了“有种子就有钻头”的规律性认识。籽晶是一水硬铝石,因为比重和脱水性与金刚石相似,所以两者密切伴生。根据调查,确认安江、丁家岗、桃园郊区均具备找矿前提条件,决定对丁家岗地区进行普查,取得经验后,争取突破,全面展开。经过几十天的努力,夏德清的团队终于在丁家岗的小河罗家湾找到了一颗透明闪亮的钻石,坚定了他们在丁家岗找矿的信心。但由于前期采用的是砂金矿普查方法,垂直于第四纪沉积物走向挖浅井取小样,用采金盆地选矿,这是错误的,效果不大。主要技术负责人已经意识到了问题,继续下去也是徒劳。在这关键时刻,地质部迅速派出工作组和苏联专家伊斯科夫考察指导,并带来了手动跳汰机和分油设备,举办了砂矿地质和选矿技术培训班,从上海购买了新的X射线选矿设备,建立了小型选矿厂,从而推动了整个普查工作的进展。在野外地质工作中,根据阶梯状第四纪地表高程和基岩高程,结合松散堆积物的颜色、成分、结构、构造等特征,划分出I ~ VII内部重叠阶地。分布在阶地分布区的树枝状冲沟沉积物是一种新型堆积地貌单元,因阶地沉积物遭受后期侵蚀剥蚀,被搬运、分选并重新沉积在阶地基岩上而被称为“细谷”。最早形成的细谷被称为“细谷阶地”,是金刚石砂矿最丰富的类型,因此需要填写第四纪地质地貌图,这是金刚石砂矿勘探必不可少且极其重要的基础图,如图1-2所示。
砂矿普查初期,矿区内垂直于走向的每个堆积地貌单元稀疏布置1~3条勘探线,勘探工作(竖井、浅井、探槽)间距20 ~ 40m。由于含矿砾石层中金刚石的含量极低,为了找到1金刚石,需要取大体积砾石样品(10立方米)。定期勘测后基本发现金刚石主要集中在砾石层底部,要求探矿工程开挖至5~15 cm基岩,专家建议的分层取样改为2米。根据每个样品的体积要求和分层厚度,确定探矿工程剖面规格的大小,防止人为稀释。竖井勘探,剖面尺寸通常为3.5m× 1.5m,其长边垂直于砂矿走向。经过半年的普查评估,基本发现细谷见矿概率比阶地高一至几倍。至此,初步认为丁家岗矿区具有较好的成矿找矿前景,于1955转为勘探;确立了“先细谷、后阶地、先主谷、后支谷”的总体思路。根据成矿远景分析,地质部要求413地质队在一五期间提交金刚石砂矿工业储量×××10000克拉*。为了加快勘探速度,保证储备任务的完成,上级决定抽调蒋世昌为组长,地质队迅速扩充到600多人,展开了大规模的金刚石砂矿找矿工作。
图1-2常德市丁家岗桃源县桃源金刚石砂矿矿区第四纪地质地貌图
为了在第四纪沉积物中找到矿石,必须打井并提取大量样品进行选矿。那时候没有挖掘机,我们用镐、二齿锄头、铁锹人工挖。如果没有吊装的机械设备,就用井架吊装,卷扬机绞吊;没有车,样品用板车推着,用肩膀挑着,发扬了地质队员们为了找一个“有竞争力的矿”而吃苦耐劳、吃苦耐劳、立志创业的精神。
随着丁家岗矿区找矿工作的深入,通过进一步总结砂矿的分布和富集规律,桃园和安江的砂矿勘查被列入“一五”计划。以保证储备任务的完成。地质部派出苏联选矿专家苏洛维斯基检查指导工作。专家指出-16+0.2 mm的砂样在运输过程中不能漏砂,进入选矿厂必须严格交接样品;在筛分-跳汰-油选-X光选的过程中,为了保证选矿质量,选矿的每道工序都必须在原样品中加入萤石矿物甚至钻石进行质量检验,严格控制质量,回收100%,否则返工、重选或重样。一切找矿工作都有严格的规章制度、工作方法和质量要求,这是做好钻石找矿工作最重要、最基本的要求。
1958年3月,提交了《湖南省常德县丁家岗矿区和桃源县桃源矿区金刚石砂矿地质勘探最终报告》,这是我国第一份细粒金刚石砂矿大型地质勘探报告,填补了我国金刚石矿产储量的空白。据提交,钻石工业储量的远景储量为××× 10,000克拉,黄金储量为465,438+06.67千克。被湖南省矿产储量委员会评为优质报告。共投入勘探地质地貌图1:1,000,000,260平方公里,1:1,000平方公里,探槽120,000立方米,浅井7211米,竖井1399个。搜寻1克拉钻石只需4.2~7.8元,而这种低成本高回报,是413地质队全体工作人员为新中国建设寻找“竞技矿”而努力奋斗,争分夺秒,争分夺秒,争分夺秒,争分夺秒,争分夺秒获得的。因为国家急需钻石,601矿成立于1959。
提交上述报告后,在队长、吕和总工程师的带领下,开始了丁家岗和桃园矿区的台阶砂矿和细粒砂矿勘探工作,同时完成了安江矿区和沅陵窑头矿区的砂矿普查勘探任务。截止到1964年底,水原主流四个沙矿区共探明钻石储量×××万克拉,其中表内储量占92.12%;此外,还有砂金储量639.874公斤,锆石地质储量1929.8吨。1970期间,湖南省地质局召开年度地质工作计划会议。省计委主任白玉兰同志在会上作了报告,并提到:你局为国家作出了贡献。今年4月24日,中国成功发射了第一颗人造地球卫星,其中包含由来自湖南水原的钻石制成的高精度组件。球员们欢呼道:“东方是红色的,水原的钻石是蓝色的。中国人民欢欣鼓舞,敦促我勇往直前,找到矿源。”
为扩大砂矿勘查后备基础,进一步寻找原生矿,根据区域发展,大力加强普查部署,开展新区勘查工作。利用砂矿选矿方法,先后在贵州金平八卦河、两江黄忠邓寨、台江石洞口、都柳江流域,系统调查了水原干流及其七条支流,贵州清水河、广西桂北地区都柳江、湖南资水。虽然尚未发现工业砂矿,但金刚石原生矿找矿区的轮廓已经开始显现,表明扬子地台是一个重要的金刚石成矿区。
通过在水原砂矿矿区外围开展的1: 50000地质填图工作,对区域地质产生了一些新的认识。在原划为板溪群的沅陵-常德黄土店地区,发现区域性高角度不整合,其下为冷家溪群,其上为板溪群,并发现武陵造山运动。同时,在雪峰期发现了一批基性岩体和超基性岩体,从而打破了江南地台隆起不存在基性超基性岩浆活动的传统认识。在安江矿区东侧填图中,怀化隘口-安江-洪江镇一带还发现了长达25公里的北北东向雪峰期基性和超基性岩带。通过制图工作,丰富了区域基础地质资料。按照目前的观点,褶皱基底的发现揭示了扬子地台是一个P型克拉通,具有钾镁煌斑岩的赋存条件,为金刚石原生矿的成矿提供了最基本的地质背景。
1.2.3水原金刚石砂矿分布及富集规律
长567公里的托口-常德段是沅水河的主要河段,河谷和宽谷交替分布,控制着金刚石砂矿的阶段性富集规律(图1-3)。洪江市与洪江镇之间的绿鹰潭峡、安江与辰溪之间的黄石洞峡、沅陵与桃源之间的五强溪峡都被侵蚀切割成元古界地层。水流湍急,底部侵蚀和搬运能力极强,河流冲刷力大,浅滩多,不利于钻石的沉积、富集和保存。水原走出峡谷进入中新生代红层盆地时,曲流河异常发育(弯曲指数一般大于1.5),河流的承载能力迅速下降,侧向侵蚀与堆积并驾齐驱。此外,通道湾区侧向环流分离加强,深水区的金刚石等重砂矿物被不断推向浅水区的江底浅滩相,促进了加积、分离、再富集的成矿过程。
水原钻石也具有明显的富主流、贫支流的分布特征。在七条支流中,从选矿中取了数百立方米的样品,见到的钻石屈指可数,没有发现近源的富砂矿石。主要原因是河谷纵向坡度接近或大于1‰,河流承载能力强,不利于金刚石沉积和富集保存。所以,一概而论近源砂矿会富是不合适的。根据国内外找矿经验,只有河谷纵坡小于0.6‰才能形成近源富砂矿床。水原四大金刚石砂矿区均位于中、新生代红盆地区的宽谷区,且均分布在河谷纵坡降至0.34‰、由陡变缓、堆积地貌异常发育的初始区。
在水原所有宽阔的山谷中都发现了大颗粒钻石。洪江郊区的人报告说,他们看到了一块完整的钻石晶体,重13.825克拉。曾经在桃园茅草街的采砂矿里见过一颗重43.15克拉的大钻石。在601矿丁家岗细谷下部开采钻石砂矿时,常见重量超过5克拉的钻石,最大的一颗重达18.9克拉。这些大钻石的发掘不仅显示了砂矿的品质,还隐含了钻石产地的重要信息。
图1-3湖南省钻石分布概况
水原第四纪金刚石砂矿类型包括阶地冲积砂矿、细谷阶地和细谷坡冲积砂矿和现代河床冲积砂矿。阶地砂矿体多产于古河池湾或万吉的浅水区,深水区为阶地的中前部,仅古沙洲头部矿化。细粒砂矿是一种新的砂矿类型,分布在阶地地区的树枝状溪流中,冲断阶地的含矿砾石层,切入基岩,搬运、分选、再沉积阶地沉积物。因此,细粒砂矿的品位比作为其矿源的阶地砂矿高几倍甚至十几倍,是沅水流域探明储量的主要砂矿类型。富含细谷的矿体多分布在中轴线区域,但由于两侧阶地斜坡沉积的混合,其品位降低。细谷阶地是阶地区的老细谷,成矿条件与新细谷相同。在水原现代河床砂矿中,辰溪-芦溪河段金刚石含量最高,河流弯曲指数≥3,是金刚石富集的最有利河段之一。这里的棕刚玉含量为42.4%~45.2%,比安江、丁家岗、桃江矿区高出1.7~1.9倍,突出了侧向补给来源。
1.2.4水原砂矿钻石的晶体特征
水原的钻石有40多种,主要有红、黄、蓝、绿、橙、棕、灰、黑、无色,其中以浅黄、绿、棕钻石最多,占70%~90%。
水原的金刚石晶体98%是单晶,最高完整度为79%~90%。晶体形态多样,有八面体、菱形十二面体、平面多面体、曲面多面体、平面多面体,如图1-4所示。按照等轴晶系的结晶学原理,金刚石应该是四面体,但自然界中很少。丁家岗矿区发现一颗钻石。
水原钻石颗粒大,质量好,宝石级钻石达到63%。在四个沙矿区中,1~4 mm的粗粒金刚石比例较高,占55%~79%。钻石平均重量安江为25.1mg,窑头为13.5mg,桃园为14.8mg,丁家岗为9.2mg,这都说明钻石由于搬运距离远,分选性强,在矿区很少见是可以理解的。
水原有15%的钻石带有斑点(或雀斑),它们的颜色有棕、绿、黄、棕、黑(图1-5)。其中棕钻占10%,绿点占3%,其他点占2%。关于色素沉着的原因众说纷纭。奥尔洛夫认为,褐色斑点是古代钻石的标型特征,由绿色斑点经过区域变质作用转化而来,可以作为地质温度计。但他解释不了湖南一颗钻石上有棕绿色斑点的现象。瓦伦金认为,古代钻石必须有褐色斑点、磨损、断裂和撞击痕迹才能准确定位,因为陨石坑阶段的钻石也会因表面植物酸的淋滤和腐蚀而形成褐色斑点。
水原金刚石中有十多种包裹体矿物,如图1-6所示。含镁橄榄石、顽辉石、透辉石、石榴石和S1-S3铬尖晶石的金刚石属于橄榄岩型(P型)。含绿辉石、铁铝镁铝石榴石和蓝晶石的钻石属于榴辉岩型(E型);也有过渡钻石与P,E矿物组合,柯石英,霞石和碳硅石。金刚石中有金云母、方解石、方铅矿、金刚石、硅铁和铝硅酸盐颗粒,但石墨是水原金刚石中最常见的矿物。金刚石包裹体矿物提供了大量的地质找矿信息。现代金刚石成矿理论认为榴辉岩金刚石与古克拉通边缘活动带的板块俯冲有关。根据湖南金刚石中捕获的地幔岩石矿物,我们推断含矿围岩主要是橄榄钾镁煌斑岩。因此,在扬子地台地区应重视橄榄钾镁煌斑岩的勘探。
图1-4水原钻石的形态特征
图1-5水原钻石点
根据氮含量和红外、紫外吸收光谱特征,水原钻石可分为ⅰ、ⅱ和过渡型钻石。氮含量大于万分之一的I型钻石占81.6%;氮含量小于万分之一、具有半导体性质的ⅱ型金刚石,占6.3%;过渡钻石占12.1%。其中I型金刚石硬度最高,八面体可以钻十二面体和六面体。用水原钻石制成的拉丝模,可拉丝模13~16万米,比其他产地的钻石高出数倍,因此水原钻石深受顾客青睐。
水原金刚石表面有多种蚀刻图像,包括堆叠的倒三角形生长蚀刻图像(图1-7)和规则的三角形溶解蚀刻图像,以及正方形堆叠蚀刻图像和有序的条状、滴状和瘤状蚀刻图像。这种微观晶体特征在砂矿中很常见,说明钻石被搬运的距离不会很远。另外,这个特征也是区分真假钻石的重要标志之一。
图1-6水原钻石包裹体
图1-7水原钻石蚀刻特征
1.2.5新一轮金刚石原生矿普查(1964~1984)
根据湖南、山东已探明的金刚石工业砂矿床进展情况,地质部、建设部于8月1963联合组成调查组赴坦噶尼喀考察金刚石找矿方法和经验。1964 165438+10月10~17全国金刚石地质工作会议在山东临沂召开,总结了我国历次找矿成果,介绍了国外原生矿勘查的方法和经验,讨论了找矿形势和任务,制定了规划和目标,确定了重砂取样(以地质观察为依据)。20年来,413队在湘西南征北战,完成面积近4万平方公里的普查,发现金刚石、石榴石异常点50余处。1965期间,根据区域调查资料,在湘南宁远县保安圩基性超基性岩质火山岩管中发现大量含铬石榴石、铬透辉石和铬尖晶石。岩石管中有纯橄榄岩和尖晶石二辉橄榄岩的深捕虏晶,但在选矿中未发现金刚石。在周边水系开展了砂矿选矿普查,在湘江耒阳发现了两颗钻石。到目前为止,湖南四大水系都发现了钻石。
1965 ~ 1968在湘西南开展大面积调查,在安江南部的坡田、对河、坝门河、树坪双岔溪、会同白垩系盆地、舞水干流发现石榴石或金刚石。特别值得一提的是,湖南舞水主流中有蓝紫色或紫红色的石榴石,但在芷江以西的厕所里,沿河的钻石却破碎了。在沅水河下游,临澧的福山岗、桃园、雅林桥也发现了金刚石、石榴石异常。为了加快找矿速度,尽快找到原生矿,在开展普查的同时,对找矿靶区进行了优化。
1966期间,在荆州欧疃地区选了一颗钻石,在该地区拱东溪、康头寨河选了一颗钻石,集水面积90平方公里。如果原生矿在华南新元古代地层和震旦系地层中取得突破,可促进贵州两江地区的找矿工作。但通过1: 1,000的地质观察、山地工程揭露、区域式重砂取样,均未发现石榴石或岩体,仅在山顶海拔800米的洼地发现外来残积砾石层。因此,该地区的钻石来源尚未查明。
1969至1972,安江南侧的树坪地区被选作找矿战役,参加的有区域地质调查、地球物理勘探队和中南地质院钻石组。在36~40平方公里范围内,开展了1:1000地质、重砂、物化探、钻探工作,发现斜云、斜透闪石煌斑岩脉300余处。水系中发现了9颗金刚石,但没有发现含铬、镁、铝的石榴石,也没有发现含金刚石的岩体。这项工作暂时结束了。
在1972~1973期间,通过水系重砂取样和荆州飞山脚下地层人工重砂取样,发现了45颗石榴石和13颗铬铁矿尖晶石。石榴石的折射率为1.762~1.712,紫色系列占68.9%,其余为茄子色。重砂异常区经过1: 1000地质观察、重砂取样、物化探,未发现岩体。在上三叠统统一下侏罗统红层第二岩性组人工重砂取样后,发现一颗细金刚石和几颗石榴石,属中级储层。通过对红层岩相古地理的初步研究,认为飞山红层属于北侧古河流冲积沉积,应向北推进找矿工作。根据现有资料分析,会同北侧的东西向断裂可能是控制镇远的马坪含矿岩带的向东延伸,北侧东侧武水支流若水所见橄榄石色云黄岩,后被何安生鉴定为白榴石钾镁煌斑岩。东西向断裂南部白垩系盆地中有丰富的石榴石层位,需要在荆州飞山-会同地区进一步开展找矿工作。
1973年,在会同秦坂地区的水系中发现了18石榴石。华南江口组人工重砂中含有379颗石榴石和1颗金刚石颗粒。石榴石的折射率为1.746~1.733,没有紫色系列,主要是橙色和茄子系列。同时,在泾县唐冶、破屋普查中,水系重砂中有112石榴石,南华地层中有15石榴石,折射率为1.746~1.730,也以橙系列为主。
1968年在会同西南的地岭盆地进行普查,在水系中发现了4个石榴石晶体。经过多次工作,在白垩系红层二、四段中发现石榴石颗粒657颗,在水系重砂中发现石榴石颗粒59颗,折射率1.770~1.742,紫红色系列占58%。
基于以上,华南体系与上三叠统统一的下侏罗统和白垩系红层既有相同之处,也有不同之处。(1)所含钻石均为颗粒级,重量小于1mg;②南华系和震旦系石榴石颜色单一,以茄子和橙系列为主,折射率小于1.746。显微分析表明,铬含量低,矿物中含有较多的包裹体和杂质。电子探针测定的Cr2O3和CaO成分投影在索氏波列夫判别图上,均落在非金伯利岩区。而红层区的石榴石颜色多样,以紫红色为主,折射率有高有低,高的为1.770~1.760,与华南系和震旦系明显不同,说明它们不是同一来源,产状不同。存在含有金刚石和石榴石的多层中间储层,揭示了金刚石原生矿物的多阶段性质。
在沅水和澧水下游,经过多年的重砂调查和选矿方法寻找,总有一些稀有的金刚石和镁铝石榴石分布在两湖中断的地区(洞庭地块)和江南迭泰隆(雪峰地块)及上扬子地台褶皱带(武陵地块)。这条北北东向或近南西向微弱分布的构造带一直延伸到黄陵背斜,在那里发现了钻石。它应该是一个以原生金刚石矿物为主的成矿带,应深入开展原生矿勘查。
在湘西土家族苗族自治州东北部地区和张家界市,20世纪70年代和80年代初,经过对分布在各县的选矿点的大规模调查和侦察,仅在黄河云地区海拔720米的现代水系和岩溶裂隙及漏斗状砂卵石层中发现了56颗金刚石,而没有发现铬铁矿和镁铝石榴石异常。因此,有必要开展区域地貌专项调查和高精度航磁调查,指导找矿。
在寻找原生矿的过程中,仅在南华系、震旦系、上三叠统-侏罗系、白垩系和第三系中发现少量含镁、铝的石榴石,在南华系、侏罗系和白垩系中发现5颗细金刚石。如此稀有的金刚石难以解释水原盆地丰富的砂矿堆积,因此它们不是水原第四纪砂矿的主要来源,而只是显示了区域金刚石原生矿的多期成矿作用。
今天回想起来,很奇怪为什么二十年来都没有发现原生金刚石矿。原因有很多。
第一,重砂找矿只注重寻找石榴石,铬尖晶石不作为指示矿物,漏矿可能性大。例如,在澳大利亚,一家公司曾进行重砂法勘探镁铝石榴石,但没有发现异常的重砂,遗漏了阿盖尔的大岩管。后来又有一家公司来找矿。根据水系中大量与金刚石密切共生的铬尖晶石,将微金刚石+铬尖晶石作为重砂找矿的指示矿物群,在阿盖尔迅速发现世界级含金刚石岩管。我们必须从这一宝贵的勘探经验中吸取教训。目前迫切需要认真重新开发10万重砂样品和以往重砂鉴定的原始资料,圈定铬铁矿尖晶石的异常,并对旧样品进行内部检查和复查。凡是看到铬铁矿尖晶石粒度混合,有自晶、半自晶和他晶,表面有坑坑洼洼,矿物剖面上有带状结构的,都需要深入研究。特别是要利用电子探针确定化学成分,发现指示矿物铬铁矿异常,达到优化找矿靶区,发现原生矿的目的。根据当代金刚石成矿理论,太古代A型克拉通(>:25亿年前),金伯利岩分布居多,而元古代P型克拉通(25 ~ 1.6亿年前)富含钾镁煌斑岩。两者的指示矿物不同,金伯利岩类型由石榴石、铬透辉石和钛铁矿组成。而钾镁煌斑岩型以金刚石和铬尖晶石为指示矿物组合。在扬子地台找矿应特别注意第二类矿物组合。
二是湖南植被发达,风化土厚,山体被阶地包围,阻止了岩体物质的侵蚀扩散,无法形成水系重砂找矿异常。特别是石灰岩地区,岩溶洼地异常发育,第四系覆盖层较厚,岩体风化物难以向外扩散。因此,使用高精度的航磁勘探方法势在必行。湖南红层地区,山地植被不发育,土层不厚甚至无土层。所以红层只要含有石榴石,就很容易扩散到水系中,被重砂法发现。但以往对次生源补给的镁铝石榴石异常带的矿物表面特征缺乏深入研究,无法判断搬运距离。比如你看到有蚀变地壳的具有ROK特征的石榴石,一般在离原源区10公里以内。次生砾石和重砂成分研究不够深入,难以判断侵蚀源区方向。
第三,在找矿工作中,重新完成工作量,而忽略了对地质成果的研究,所以急于求成,多次二次来源突破,耗费人力物力,延长找矿所需时间。
1.2.6寻找原生金刚石矿的新进展
1989年,根据宁乡地区两组大断裂的发育情况,卫星影像上的环状构造非常清晰,基性和超基性岩多期,长沙道林发现石榴石。湖南413队划定了1000平方米的区域进行原生金刚石矿普查。利用铬铁矿尖晶石的异常及其矿物晶体特征,在1990发现了一种新的含金刚石岩石类型——橄榄石钾镁煌斑岩。六条岩管规模654.38+00000平方米以上,长200-500米,宽654.38+020-200米。岩管近南北向分布于上泥盆统元谷峪板溪群和锡矿山组(图1-8和图1-9),侵入时间为晚古生代海西期。
图1-8湖南宁乡县吴辉乡云英窝地质示意图
图1-9湖南省宁乡县旧屋乡云英窝23勘探线剖面图
宁乡橄榄钾镁煌斑岩的重要发现,推动了湖南省乃至扬子地台的金刚石找矿。根据宁乡地区找矿新进展,于1992开展长沙-桃江地区普查,在7处发现金刚石。2007年,在望城县泥鳅塘罗头山,从玻璃基橄榄石辉石中采集人工重砂样品,发现粒度小于1 mm的1颗粒,增加了一种含金刚石的新型岩石。
基于湖南钻石良好的成矿条件,钻石及其指示矿物的广泛分布,以及中外合作的不断深入,澳大利亚艾斯顿公司、广塔公司、比利时西贝克公司先后与湘西413队合作。目前正与澳大利亚宝兰诺米里公司合作寻找钻石矿,成立常德西澳钻石矿业有限公司。
对今后金刚石找矿几个问题的探讨?
(1)关于找什么类型的原生钻石矿。
根据现代金刚石成矿理论,湘西地区属于P型克拉通。根据地球物理资料对湖南微板块的划分,湘西地区位于俯冲带的上盘。这两个条件符合橄榄钾镁煌斑岩的成矿特征。在湖南和贵州发现的所有含金刚石岩体都属于这种岩石。因此,寻找钾镁煌斑岩应是湖南实现原生金刚石找矿突破的基本方向。
(2)关于何时找到原生矿。
金刚石在地幔中需要5亿~ 6543.8+0亿年的稳定生长期,由于湘西中、新生代红层中普遍含有金刚石的指示矿物,陈教授曾指出地洼期是原生金刚石的主要成矿期。因此,有必要加强湘西印支期和燕山早期的原生矿找矿工作。红层中普遍存在金刚石及其指示矿物,侵蚀源区是突破原生矿的主要区域,应加强高精度航磁勘探。
(3)重砂找矿指示矿物组的确定。
根据湖南深部地球物理研究成果,从地表到深部40~80 km范围内为尖晶石二辉橄榄岩,80~110 km范围内为石榴石二辉橄榄岩。含矿寄主超基性岩浆从地幔深部侵入,必须穿过这两个地幔层。根据这两类深部岩石的副矿物特征,肯定有大量的铬铁矿尖晶石和石榴石,所以金刚石+铬铁矿尖晶石+石榴石应该是比较合理的指示矿物组合。低钙高铬的铬铁矿(S1,S2,S3,S7)和G10石榴石的含量是判断岩体含矿性的主要标志。
据初步估算,沅水河主河段至少有18万克拉的钻石。很难解释为什么如此多的钻石仅由几个含少量钻石的中间储层提供给水原的主流砂矿。此外,每个宽谷区都有大量钻石产出。因此,必须有大量丰富的原生矿源供应,才能形成水原主流金刚石砂矿的巨大次生扩散场。沅水流域贵州马坪原生矿属于ⅱ类金刚石矿物,不能解释沅水干流ⅰ类金刚石的来源。统计表明,金伯利岩型岩体中只有2%~3%符合工业开采要求,钾镁煌斑岩更低。因此,发现一些不含矿或含矿较差的岩体是正常的,不能断定一个金伯利岩田或钾镁煌斑岩田是不含矿的。坚持从大量无矿岩管中寻找含矿岩管,是初级金刚石找矿的基本思路之一。