江西大余牛岭钨锡矿成矿裂隙研究

吴至军，范世祥，侯珊珊，徐敏林

（1.江西省冶金设计院有限责任公司，江西 南昌 330001；2.江西省地质勘查局赣南地质调查大队，江西 赣州 341000）

0 引言

牛岭钨锡矿位于江西大余县城51°方向24km处，是近年发现的一处中型钨锡矿，属花岗岩内接触带石英脉型。

大多数的花岗岩内接触带石英脉型矿体延深仅100m左右，规模小且储量少，如下垄钨矿［1］。而牛岭矿区矿体延深200～250m，延长500～800m，规模较大，矿体之间具明显的等距性，查明资源已达中型［2］。因此研究牛岭钨锡矿的成矿裂隙有重要价值。

成矿裂隙是该类矿床的重要控矿因素。本文通过牛岭钨锡矿成矿裂隙的研究，对其产布特征、成因力学、富矿机制进行分析与总结，从而为矿区的后续勘查以及类似条件地区勘查提供借鉴［3］。

1 地质背景

牛岭矿区地处南岭钨锡多金属成矿带西华山—杨眉寺钨锡矿集区的东部，为下垄—墨烟山复式背斜的南端（图1）。

图1 牛岭矿区及外围地质图

区内大面积出露震旦纪、寒武纪基底岩系，岩层遭受了加里东期强烈褶皱变形，形成了下垄—墨烟山背斜，断裂主要为北北东向、东西向。北东部出露红桃岭岩体，同位素年龄151.4Ma，为燕山期岩侏，成分为中粒（中细粒）斑状黑云母花岗岩，属重熔“S”型花岗岩，是区内钨锡矿的成矿母岩。

红桃岭岩体呈北北东向延伸，北高南低，北部的墨烟山和下垄出露标高+600m，中部的中牛岭、牛岭出露标高+310m，南部的樟斗在深部标高-150m，再往南西的左拔岩体顶面标高—50m，岩体沿线产出一批钨矿床（点），自北向南有红桃岭钨矿、下垄钨矿、牛岭钨矿、樟斗钨矿，近等距分布［4］。

2 矿区地质特征

2.1 基础地质

矿区属中低山地貌，主要矿化区海拔标高+500～+200m。

矿区地层简单，大部分范围为震旦纪、寒武纪浅变质岩系，为一套韵律清楚的类复理石建造。

下垄—墨烟山复式背斜的轴部通过矿区中部，为一同斜复背斜褶皱，其轴部南端轴向约为30°，至中部轴向近于正北，红桃岭以北轴向则转为350°。轴部和两翼地层均由震旦系和寒武系组成，岩性为石英质砂岩夹薄层状板岩，西侧地层倒转，两翼地层均倾向南东。

矿区有3条北北东向大断裂（F2、F3、F4），控岩控矿作用明显，延长大于2km，属燕山期形成的区域性断裂，在成矿前和成矿后均有活动迹象。

矿区花岗岩属红桃岭岩体的组成部分，多呈隐伏状，仅3处呈岩滴出露（桥孜坑、牛岭、中牛岭），成分为中细粒斑状黑云母花岗岩，岩体富含W、Sn、Pb、Ag等成矿元素，是该区成矿母岩。岩体顶部东西向裂隙密集发育，为后期含矿石英脉的充填提供了良好空间，钻孔揭露隐伏花岗岩体面积达2km2（图2）。

图2 牛岭矿区成矿岩体顶板等值线图

2.2 矿化特征

矿区表现为石英脉型钨锡矿化，矿体产于红桃岭岩体之中，其上为震旦纪、寒武纪之浅变质岩系盖层，花岗岩顶板至其下的200m范围为富矿段，矿体成组产出，组与组之间相距200余m，密-疏-密近等距分布［5］。

共发现石英脉型钨锡矿体近百条，有工业矿体18条，其中7条主要工业矿体查明资源量较多：V4、V5、V6、V6支1、V6支2、V7、V8。矿体延长500～800m，延深140～300m，倾向0～5°，倾角72～78°，产状较一致。脉幅0.10～0.40m，最大厚度1.05m。平均品位WO31.449％、Sn0.541％（图3）。

图3 牛岭矿区典型剖面图

矿脉具分枝复合、尖灭侧现等现象，在水平方向和垂直方向上常呈右型前侧，向北侧距数厘米至数十厘米。矿石矿物有石英、钾长石、白云母、萤石、黑钨矿、锡石、黄铜矿、辉钼矿等，显示出上锡下钨的垂向分带特征。

3 成矿裂隙研究

3.1 成矿裂隙特征

成矿裂隙在花岗岩中成组成带产出，局部可延伸至上覆的变质岩中数十米，是矿区主要的容矿构造。

成矿裂隙产状较一致，均呈近东西走向，倾向北，倾角70～80°，细分为3类：①倾向358～360°，倾角65～83°，大多数矿脉属此类型。②倾向350～355°，倾角65～75°，主要为Ⅱ、Ⅲ脉组一些矿脉。③倾向5～10°，倾角70～80°，主要为Ⅳ、Ⅴ脉组一些矿脉。

成矿裂隙延长可达1000m，延深可达200～300m，规模较大，为含矿石英脉的充填提供了空间，成组出现，组与组之间具“右型-斜列”组合型式，自南往北的桥孜坑—牛岭—中牛岭—上牛岭，呈北北东向排列，数组矿脉有右型侧列现象，等距性明显，间距约200m，往北、往南方向仍有发现新裂隙组的可能。

3.2 成矿裂隙成因机制

3.2.1 力学性质

在矿区野外勘查见到成矿裂隙平直深长，具疏密韵律，成组成带展布，呈现剪切带的显著特征，充填石英脉，脉石与围岩易分离，据现有资料分析其力学过程是压-扭-张。

在区域应力背景下，矿区沿东西方向产生挤压力，并沿北东—南西方向有一定的扭动，先剪后张，剪扭性特征明显。东西向裂隙带成组产出［5］，剪扭性促使裂隙延长、延深均较大［3］，改变了传统认识“内带石英脉型钨矿脉延深一般不超过200m”（图4）。

图4 成矿裂隙力学示意图

东西向裂隙是矿区钨锡矿脉的容矿构造，其成因有深远的区域因素，遍布赣南乃至华南［1］。

3.2.2 形成时间

据中国地质科学院矿产资源研究所丰成友等2005年研究成果，矿区的花岗岩年龄为151.4Ma（锆石，U-Pb法），矿脉年龄为150.1Ma（辉钼矿，Re-Os法），红桃岭岩体是矿区的成矿母岩，裂隙的形成时间应为成岩之后、成矿之前。

3.2.3 演化过程分析

燕山期在南岭岩浆-构造-成矿带的大环境下，由前泥盆系地层重熔形成的富含W、Sn的花岗岩浆沿下垄—墨烟山背斜轴部应力薄弱处涌动，侵入就位于牛岭古地表下5～10km处，并受制于北东向大断裂。岩浆侵入时有部分大气降水、部分围岩矿质的参与，岩浆内部结晶分异逐渐成岩，并在顶部分异形成富含W、Sn的成矿流体。同时，在岩浆的冷凝过程中，在应力作用下，先剪后张，形成了规模较大的东西向剪切裂隙系统，剪切裂隙延长可达1 000m，延深可达300m，成组出现，为含矿热液的充填提供了空间。富含W、Sn的成矿流体选择减压部位运动、充填，通过追踪、改造、充填已有的容矿裂隙而形成矿脉。构造-岩浆事件持续影响，可造成多次充填而叠加形成含矿石英大脉。

3.3 成矿裂隙与矿化富集的关系

矿脉赋存于花岗岩内接触带，严格受花岗岩的起伏控制，在其顶峰部位有利于形成钨锡矿脉，自花岗岩顶面200～300m范围为富矿段。矿脉在变质岩中垂向延伸数米至数十米，多数急剧尖灭，表现为云母线、石英线稀疏状产出，少数呈石英细脉产出。

矿区石英脉型矿体成组产出，组与组间有等距性特点。地表表现为云母线、石英线产于变质岩中；向下进入花岗岩后变为石英细脉，成为工业矿体；再往下逐渐增大成大脉，花岗岩顶面至其下200～300m范围最具工业价值；再往下即进入大脉尖灭带，垂向上具“五层楼”模式（图5）。

图5 牛岭矿区成矿模式图

4 结论与讨论

（1）牛岭矿区的成矿裂隙是主要容矿构造，呈成组成带展布，具疏-密韵律，延长延深均较大，剪扭性特征明显，是区别于其他矿区的主要特点。

（2）成矿裂隙充填石英脉形成工业矿体，平面上呈“右型侧列”组合型式，剖面上具“五层楼”结构模式，矿化富集于花岗岩顶面至其下的200～300m范围。

（3）矿区是否有“楼下楼式”的新一期成矿岩体，从而赋存有新一期的内带石英脉矿体，今后值得研究。

（4）根据矿区“右型—斜列”规律及预测成果，在矿区北东部的大垄、南西部的雷屋近年发现了新的矿化标志带，其中雷屋经钻孔揭露在岩体顶面之下约200m处厚达数米的含钨石英脉带，有较大找矿潜力。

［1］毛景文，谢桂青，李晓峰，等.华南地区中生代大规模成矿作用于岩石圈多阶段伸展［J］.地学前缘，2004，（1）：45-55.

［2］杨明桂，曾载淋，赖志坚，等.江西钨矿床“多位一体”模式与成矿热动力过程［J］.地质力学学报，2008，14（3）：12-15.

［3］李四光.地质力学概论［M］.北京：地质出版社，1981.

［4］华仁民，陈培荣，张文兰，等.华南中、新生代与花岗岩有关的成矿系统［J］.中国科学，2003，4（2）：335-343.

［5］陈培荣，华仁民，章邦桐，等.南岭燕山早期后造山花岗岩类：岩石学制约和地球动力学背景［J］.中国科学，2002，（2）：279-289.