江西姚畈矽卡岩型白钨矿床成矿特征探讨

龙细友, 张 敏, 肖 剑

(江西有色地质矿产勘查开发院,江西南昌 330001)

江西姚畈矽卡岩型白钨矿床成矿特征探讨

龙细友, 张 敏, 肖 剑

(江西有色地质矿产勘查开发院,江西南昌 330001)

姚畈钨矿是赣东北弋阳县境内发现的一个中型矽卡岩型白钨矿。矿区位于近东西向三县岭—香屯前寒武纪基底复背斜和北东向古生代盖层背斜的复合处,矿床赋存于中元古界双桥山群和中石炭统黄龙组的不整合面上。矿区矿化在时空、物质来源和共生组合等方面具有独特的特征:矿体的定位和形态严格地受区域褶皱和不整合的控制,矿质来源于中元古界双桥山群变质岩,下伏中元古界双桥山群变质岩中出现含钨石英脉及构造蚀变岩型铜钨锡矿化。除了W元素外,矿床还伴生有 Cu,Sn,Be和 Ag等金属。

矽卡岩型白钨矿;矿化;特征;姚畈;赣东北

姚畈钨矿位于江西省东北部弋阳县的北部,矿床工业类型属矽卡岩型白钨矿,WO3资源储量达 3万 t以上①江西有色地质勘查开发院.2009.江西省弋阳县姚畈矿区钨矿普查报告.。该矿床与普通矽卡岩型矿床不同的是:它不是分布于中酸性岩浆岩和碳酸盐岩接触带上,如赣西北香炉山钨矿床 (田邦生等,2008),而是分布在距岩体百米外的地层不整合面上,矿床的定位又受区域背斜迭加控制,鉴于其独特的成矿特征,研究并总结其成矿机理对指导区内金属矿的找矿工作具有主要的意义。

1 成矿地质背景

姚畈钨矿地处扬子地块万年地体中部南缘 (图1)(刘邦秀等,2006),赣东北深大断裂北西侧,属乐华-德兴 Cu,Au,Ag,Pb,Zn成矿带的一部分 (王成发,1992;杨明桂等,2004)。

1.1 矿区地层

矿区出露地层有中元古界双桥山群下亚群第三岩组(Pt2sha3)、石炭系中统黄龙组 (C2h)、石炭系上统船山组 (C3c)、二叠系下统栖霞组 (P1q)和三叠系上统安源组 (T3a)(图 2)。

双桥山群下亚群第三岩组 (Pt2sha3)分为上下两段。下段(Pt2s)以石英云母片岩为主,夹云母石英片岩、砂质千枚岩、绢云母千枚岩和变质砂岩。上段(Pt2以绢云母千枚岩为主,夹石英云母片岩。

石炭系中统黄龙组 (C2h)按岩性组合特征分为上下两段,下段 (C2h1)位于不整合面之上,厚度薄、一般小于 10 m,是本区矽卡岩型白钨矿的赋矿层位,岩性主要为矽卡岩,局部为矽卡岩化砂岩、页岩等;上段 (C2h2)厚,岩性主要为白云岩和灰质白云岩。

石炭系上统船山组 (C3c)岩性为灰岩、生物碎屑灰岩夹细砂岩透镜体和燧石条带。

二叠系下统栖霞组 (P1q)主要为硅质灰岩,三叠系上统安源组 (T3a)为砂岩、砂砾岩。

1.2 构造

区域性基底褶皱三县岭-香屯复背斜、盖层褶皱福泉山短轴背斜,两者在矿区内交汇 (图 3),为矿区后期成矿作用提供了良好的构造条件。

三县岭-香屯复背斜在矿区内的轴线走向为近东西向,轴部出露中元古界双桥山群下亚群第三岩组。

福泉山短轴背斜出露于矿区北东端及外围,走向为北东-南西向,长约 20 km,宽约 10 km,为宽展型短轴背斜。轴面产状为120～140°∠72～75°,北西翼产状为 300～310°∠65°～50°,南东翼产状为125～140°∠30～40°。核部出露中石炭统黄龙组,两翼为上石炭统船山组和下二叠统。背斜形成后受后期燕山期构造运动及岩浆岩活动的影响及破坏,形态变得复杂。矿区矽卡岩型钨矿床严格受该背斜控制。

图 1 姚畈矿区大地构造位置略图Fig.1 The geotectonic locat ion sketch map of Yaofan area

图 2 姚畈矿区地质略图Fig.2 The geologic sketch m ap of Yaofan deposit

断层以北东向正断层和北西向平移断层为主,主要分布于福泉山背斜的核部及转折端。

1.3 岩浆岩

矿区深部有隐伏花岗岩体,为燕山早期黑云母花岗岩 (γ5

2),中粒、中细粒结构,花岗结构,似斑状结构,块状构造。主要造岩矿物石英 20%～30%、钾长石 30%～50%、斜长石 30%、黑云母 5%～10%,副矿物为磁铁矿、锆石、磷灰石、褐帘石,另外有少量绢云母、白云母、绿泥石、碳酸盐等蚀变矿物。

矿区在双桥山群变质岩中有花岗斑岩脉 (γ π)分布,与深部花岗岩体属同源产物。花岗斑岩按结构和颜色的不同可分为两种,分别为粗斑状花岗斑岩和细斑状花岗斑岩。

粗斑状花岗斑岩为肉红色,斑晶为钾长石、斜长石、黑云母,钾长石斑晶大小 2～3 cm,基质粒径为0.02～0.3 mm,矿物含石英 15%～20%、正长石10%～15%、斜长石 15%～20%、黑云母 1%～5%。

细斑状花岗斑岩为浅灰色或灰带肉红色,斑晶为石英、长石 (斜长石、钾长石)组成,斑晶直径一般1～5 cm,基质粒径 0.01～0.02 mm。矿物成份,石英 20～30%,斜长石 30～50%,钾长石 15～20%,黑云母 1～5%。岩石普遍具弱粘土化和绿泥石化。矿区大部分岩脉属于此类。

图 3 姚畈矿区区域地质构造略图Fig.3 The geologic and tectonic sketch m ap of Yaofan area

1.4 矿区及邻近地区矿床类型

矿区矿床成因类型为岩浆期后热液矿床,矿床工业类型为矽卡岩型白钨矿。矿床十几公里以内分布有金属矿床多处,东面分布有葛源和黄山大型花岗岩型钽铌矿两处,及葛源岩浆热液型钨锡矿床;北西有火山喷流型乐华银铅锌矿床和火山沉积型乐华锰矿。在乐华-德兴成矿带的北东端有矽卡岩型凉坑钨钼铜矿床,与本矿床类型相同。

2 矿床地质地球化学特征

2.1 矿床地质特征

2.1.1 地层、构造、岩浆岩与矿化关系

(1)矿化与地层的关系。矿床仅分布于黄龙组底部不整合面及其下伏的双桥山群变质岩中,其它地层中未发现矿化存在。

(2)矿化与构造关系。不整合面上的矿化矽卡岩仅分布于福泉山短轴背斜的轴部及两翼转折端附近,至翼部逐渐尖灭,矿化层走向与背斜轴走向一致,为北东向。其下伏两种类型的矿 (化)体虽然规模小,也呈现出同样的空间分布特征。

(3)矿化与花岗岩体的关系。钨矿化矽卡岩层之下的含钨石英脉在平面和垂向上分布于岩体的外接触带,外距岩体 100～200 m,花岗岩体内未见矿化蚀变迹象。

2.1.2 围岩蚀变

围岩蚀变主要有矽卡岩化、硅化、绿泥石化、绢云母化、黄铁矿化、碳酸盐化等。矽卡岩化、硅化和绿泥石化等与成矿关系密切。矽卡岩化发育于双桥山群与中石炭统黄龙组两者之间的不整合面及黄龙组下段,其它蚀变普遍发育于双桥山群构造带中。矿卡岩为矿床的主要围岩。

2.2 矿床地球化学特征

矿区微量元素分析统计结果 (表 1)具如下特征:

(1)低温元素 Bi,As和 Sb分布均匀,含量高,相当于克拉克值的数十倍至百倍不等;

(2)W,Sn和 Pb在矿区所有地质体中含量都高于克拉克值,分异性大,三者在双桥山群变质岩和矽卡岩中最高,为克拉克值的数十倍不等,而在三叠系砂砾岩和石炭系灰岩中含量最低、一般为十倍以下;

(3)Mo稍高于克拉克值,在花岗岩和双桥山群变质岩中最高;

(4)Cu和 Zn含量都比较接近克拉克值,Cu在矽卡岩和双桥山群变质岩中最高,约为克拉克值的两倍,Zn在矽卡岩和石炭系灰岩中最高;

(5)Ag含量都低于克拉克值;

(6)矿区双桥山群变质岩中富含成矿元素W,Sn,Cu,Mo和 Pb。

表 1 微量元素含量统计表Tab.1 The statistics table for content of trace elem ent 10-6

2.3 矿床矿化特征

矿化类型主要有:产于黄龙组底部似层状矽卡岩型白钨矿化,产于双桥山群变质岩中的构造蚀变岩型铜钨锡多金属矿化、石英脉型钨矿化,前者产于区域大型地层不整合面上,为矿床主矿体,规模大,分布范围广,后两者分布于不整合面以下地层中的次级小型断裂和裂隙中,规模小,皆与燕山早期隐伏花岗岩有关,矿质来源具同源性和同期性。

图 4 姚畈矿区 0号勘探线剖面图Fig.4 The geologicalprofile ofNo.0 explorat ion line in Yaofan m ine area

2.4 矿体分布、规模形态特征

矿床位于中石炭统黄龙组底部矽卡岩化地层中 (图 4),含矿层总长约 6 000 m,宽 600～1000 m,厚1～15 m,走向北东 30～40°,总体倾向南东,倾角平缓 10～15°,受褶皱影响波状起伏变化,局部倾向为南西或北西,倾角 10～30°。按钨矿床一般工业指标圈矿,含矿层内圈出四个工业矿体,分布于南北两个区段 (杨家坞和老虎崖区段),单个矿体长400～700 m、宽 100～600 m、平均厚 1.96～3.43 m,矿体形态为似层状、透镜状 (表 2)。

表 2 矽卡岩型矿体产状、形态、规模一览表Tab.2 Attitude,shape and size of skarn-type deposit

2.5 矿石特征

矿石中金属矿物主要是白钨矿、磁铁矿、磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿、硫砷铜矿、方铅矿、闪锌矿,少量黑钨矿、钨华、辉钼矿、锡石和绿柱石等。脉石矿物主要有透闪石、透辉石、阳起石、绿帘石、绿泥石、萤石、滑石、方解石、石英,其次有黝帘石、磷灰石、硅灰石、绢云母等。

矿体WO3平均品位 0.2%～0.3%,品位变化系数 100%～150%,属较均匀至不均匀矿石。WO3与矿体厚度大致呈正比关系,即一般矿体厚度愈大,其品位也相对较高。杨家坞区段的Ⅰ号矿体伴生Cu 0.128%,Sn 0.039%。

矿石结构有显微鳞片变晶结构、交代残余结构。白钨矿在矿石中呈自形—半自形中细粒结构。矿石构造主要为浸染状构造、块状构造,次为细脉浸染状构造。

矿床工业类型属似层状矽卡岩白钨矿,由于矿石平均品位较低,属贫钨矿石。

2.6 成矿期次与矿物共生组合

矽卡岩型钨矿体按矿物共生组合可分为三个成矿期:

(1)矽卡岩期。主要矿物为透辉石、硅灰石;(2)高温氧化物期。透闪石-阳起石、磁铁矿、白钨矿、萤石、石英;(3)中温硫化物期。绿泥石、绢云母、黄铜矿、黄铁矿。

3 矿床成因

3.1 成矿物质来源

矿区主要成矿元素W,Sn和 Cu的平均丰度在中元古界双桥山群变质岩中都明显高于矿区其它地层、花岗岩和花岗斑岩,变质岩中的平均丰度W 67.2×10-6,Sn 74.2×10-6,Cu 121.7×10-6,分别为克拉克值 W 1.1×10-6,Sn 1.7×10-6,Cu 63×10-6(袁见齐等,1985)的 61.1,43.6,1.9倍。这些参数从一个侧面反映了矿区的主要成矿元素W,Sn和 Cu来源于中元古界双桥山群 (刘邦秀等,2006)。

3.2 成矿机理

矿区成矿作用与深部燕山早期花岗岩体侵入活动有关,成矿期属燕山早期。

双桥山群变质岩中的成矿物质被深部花岗岩浆侵入活动产生的热液萃取、运移至中石炭统黄龙组底部不整合面、双桥山群变质岩中的破碎带、裂隙等有利空间富集交代沉淀,形成了矽卡岩型、构造蚀变岩型和石英脉型多种矿化类型共生组合。矽卡岩型矿体伴生有 Cu,Sn,Mo和 Be等金属;构造蚀变岩型矿化体为W,Cu和 Sn共生;石英脉型矿化以W为主,局部以 Cu或 Mo为主,常伴生 Be(图 5)。

4 结论

(1)姚畈钨矿的成矿期为燕山早期,成矿阶段可划分为矽卡岩阶段、高温氧化物阶段和中温硫化物阶段三个成矿阶段。

图 5 姚畈矿床成矿模式图Fig.5 The m ineralization pattern map of Yaofan deposit

(2)背斜的鞍部作为应力的集中区,地层往往在此处经受强烈挤压变形和拉张作用形成虚脱空间,成为后期成矿热液的富集沉淀场所,因此矿区分布于黄龙组底部的矽卡岩型白钨矿床的空间定位受福泉山背斜的轴部控制和约束。

(3)矿区出现多矿种多矿床类型的共生组合,似层状白钨矿化矽卡岩与下伏构造蚀变岩型、含钨石英脉为上下叠置关系。

刘邦秀,李永明,左祖发.2006.江西不同构造单元成矿地质背景分析[J].东华理工学院学报 (增刊),45-50.

田邦生,袁步云.2008.赣西北香炉山钨矿床地质特征与找矿标志[J].高校地质学报,14(1):114-119.

王成发.1992.乐德矿带成矿系列与成矿规律[J].矿产与地质,8(4):257-264.

杨明桂,王发宁,曾勇,等.2004.江西北部金属成矿地质[M].北京:中国大地出版社.袁见齐,朱上庆,翟裕生.1985.矿床学[M].北京:地质出版社:20.

D iscussion on Metallogenic Characteristics of JiangxiYaofan Skarn-type Scheelite Deposit

LONG Xi-you, ZHANGMin, X IAO Jian
(Jiangxi Research Institute ofNonferrousMetals Geology andMineral Resource Exploration,Nanchang JX 330001,China)

Yaofan tungsten deposit is a midst skarn-type scheelite depositwhich lieswithin Yiyang county of northest of Jiangxiprovince.The mine area locates at intersection of nearly east-west trend Sanxianlin-Xiangtun presinian base anticlinorium and northeast trend palaeozoic cover anticline.The deposit occurs on the nonconformable face be tween Shuangqiaoshan group ofmiddle proterozioc and Huanglong formation ofmiddle carboniferous series.Metallization of the mine area is characterized distinctly on t ime,space,mineral resource and association etc.Ore body location and shape is restricted by regional fold and nonconformity.Metallogenic material came from middle proterozoic Shuangqiaoshan group metamorphic rock.Metamorphic rock of middle proterozioc Shuangqiaoshan group under the ore bed presents two mineralization types such as tungsten-bearing qartz vein and structure alteration with copper-tin-tungsten mineralization.Besides the tungsten element,the deposit associates Cu,Sn,Be and Ag etc metals.

skarn-type scheelite deposit;metallization;characterize;Yaofan;northeastern of Jiangxi province

P618.67

:A

:1674-3504(2010)04-351-06

10.3969/j.issn.1674-3504.2010.04.008

2010-09-20

龙细友 (1971—),工程师,地质矿产勘查专业,长期从事地质找矿工作。