江西大余西华山岩体边部找矿前景探讨

2013-02-19谢明璜王定生陈瑞源

中国钨业 2013年3期

谢明璜，王定生，刘方，彭杰，陈瑞源

（江西有色地质勘查二队，江西赣州 341000）

西华山钨矿田受西华山复式花岗岩体控制，产出西华山、荡坪坳、生龙口、牛孜石等6个矿床，以产出内接触带石英大脉型黑钨矿著称。矿田地质勘查开发程度高，再找矿难度大。笔者以矿田地质勘查和矿山开采资料研究为基础，结合近年在矿田资源潜力评价、危机矿山接替资源勘查等工作中获得的有关该区的成矿条件、成矿规律等方面的认识，对西华山岩体边部找矿前景进行探讨，以期对今后找矿有所裨益。

1 西华山花岗岩体地质概况

西华山复式花岗岩体（以下简称“西华山岩体”）大地构造位置上处于华南加里东地槽褶皱系南岭东西向构造岩浆带中段，位于赣南崇犹余钨锡矿集区西华山—杨眉寺北东向成矿带南端。

西华山岩体定位于区域北东向池江大断裂与西华山、大顶山两条东西向构造带交汇部位。岩体呈椭圆形岩株产出，轴向NNW，北西—南东长约6 km，北东—南西宽4.5 km，最高海拔标高828 m，最低250 m，出露面积近20 km2。从岩体中心凸起的顶峰向四周逐渐低下，岩体与变质岩接触面呈波状起伏，局部呈锯齿状，并作阶梯状下降，接触界面的产状因地而异，有北北西向、南南东向、北北东向和南南东向。北面倾角较缓，一般为10～20°，南面倾角较陡，一般为 25～50°。

岩体围岩为中—上寒武统和震旦系的变质砂岩、板岩等浅变质岩系，岩层总体走向北东东，倾向北北西为主，倾角60°～70°。由接触带向外，依次出现角岩带→角岩化带→弱角岩化带3个接触蚀变环带，蚀变带宽平均约400～600 m，即从弱角岩化斑点板岩至隐伏岩体顶面一般为400～600 m。

西华山岩体内外发育东西、北东、北北东及北西四组断裂。岩体内东西裂隙为岩体顶部岩浆冷凝收缩生成的原生裂隙，多被含钨石英脉充填，为含钨石英脉带赋存空间。岩体外及贯穿岩体的东西向破碎带形成较早，岩体侵位固化后部分复活；北东向断裂是区域北东向池江大断裂的组成部分，由南东向北西减弱，F1、F2等多期活动，既控制岩体侵位，成矿后又错切岩体；北北东向断层形成略晚于北东组，构成部分岩体边界，成岩后又再次活动错切岩体和矿脉；北西断裂属北东向断裂配套引张构造，控制燕山晚期花岗斑岩墙呈北西产出。

西华山花岗岩属多期多次侵入体，据周玉振[1]在矿山长期观察与研究，将西华山复式花岗岩侵入期次的划分为早晚二期三个阶段5次侵入，如表1。

西华山岩体五次侵入的花岗岩岩性差异明显。燕山早期第一阶段第一次侵入的似斑状中粒黑云母花岗岩（γ2-1a

5），锆石U-Th-Pb定年结果表明其形成年龄为（152.6±2.1）Ma[2]，出露于复式岩体的东西两侧牛孜石、下罗鼓山一带；燕山早期第一阶段第二次侵入的中粒黑云母花岗岩（），锆石 U-Th-Pb定年结果表明其形成年龄为（150.3±2.2）Ma[2]，集中分布于复式岩体的中南部，习惯称为狭义的“西华山岩体”；燕山早期第二阶段第一次侵入似斑状中细粒黑云母花岗岩（），主要分布于复式岩体的北部（荡坪、生龙口），钾-氩同位素年龄 142～135 Ma[3]，习惯称为狭义的“荡坪岩体”；燕山早期第二阶段第二次侵入的细粒的含石榴石二云母花岗岩（），主要分布在中粒黑云母花岗岩的边部；花岗斑岩（），属燕山晚期第一阶段产物，钾-氩同位素年龄106Ma[4]，沿复式岩体中部呈北北西向宽阔的岩墙状斜贯于其他各阶段岩体之中。岩体顶部常出现由微斜长石、石英组成的“似伟晶岩壳”。

表1 西华山花岗岩侵入期次划分

表2 西华山岩体燕山早期岩石化学成分特征表[2]

表3 西华山岩体燕山早期岩石稀土元素特征表[2]

表4 西华山岩体燕山早期岩成矿元素特征表[2]

西华山复式岩株燕山早期第一阶段两次侵入的斑状中粒黑云母花岗岩（）和中细粒黑云母花岗岩（）稀土总量平均值分别为241.10×10-6和284.47×10-6，高于南岭花岗岩的平均值（229.68×10-6）。和δEu分别为0.16和0.03，表明西华山复式岩株铕元素亏损显著，多呈“V”型，燕山早期第一阶段第二次侵入花岗岩铕亏损大于第一阶段（表3）。

2 西华山钨矿田成矿特征

西华山复式花岗岩体已发现西华山、罗坑、生龙口、荡坪坳、下锣鼓山、牛孜石6个钨矿床，钨矿脉受岩体顶面近东西向原生裂隙带控制，属内接触带石英大脉型黑钨矿床。含钨石英脉上止于成矿花岗岩接触面，下延限于岩体顶部80～200 m以浅，俗称“西瓜皮”钨矿化。

图1 西华山钨矿田地质略图

2.1 西华山钨矿床

西华山钨矿为矿田内规模最大的钨矿床，位于西华山复式岩体的西南端。矿区出露的花岗岩主要以燕山早期第一阶段第二次侵入的中粒黑云母花岗岩（）为主，其次是燕山早期第一阶段第一次侵入斑状中粒黑云母花岗岩（）分布于矿区北西部，后者以似岩盖状覆于前者之上，东部有少量的出露（图 1）。岩体东、西面与寒武系牛角河群为侵入接触关系，呈台阶状向西下插，南面为断层接触。

矿区已发现大小矿脉820多条，成组成带呈北东东向展布，矿脉分布面积3.04 km2。由北向南划分为北组、中组、南组3个脉组。脉带水平延伸最长为1 200 m，最短40 m，平均长度为270 m。矿脉以产于燕山早期第一阶段第二次侵入的中粒黑云母花岗岩（）为主，燕山早期第一阶段第一次侵入斑状中粒黑云母花岗岩（）内矿脉为次。工业矿脉长一般为200～500 m，垂直延深一般为80～200 m，最大可达350 m。矿脉以陡倾斜产出，沿走向、倾向变化大。膨大缩小、尖灭再现、分枝复合、尖灭侧现等现象常见。工业矿脉产出最高上限标高828 m，最低下限标高-100 m。从矿区南北向剖面上看，矿脉在岩体顶面的平缓地段较密集，富矿段产在平缓与陡坡相接处。就单体矿脉而言，一般矿脉的中部矿化深度最大，向两端则矿化深度逐渐变浅，其纵剖面构成“月牙形”矿化模型[1]。随岩体顶面向西隐伏延伸的脉带，矿脉止于接触面。

矿脉中主要金属矿物有黑钨矿、锡石、辉钼矿、辉铋矿等。非金属矿物主要有石英、长石、白云母、黑云母、绿柱石等。工业利用矿物为黑钨矿，综合回收钼、铋。

围岩蚀变的种类以云英岩化、钾长石化、硅化为主，局部地段尚有绢云母化、绿泥石化、萤石化、电气石化、黄玉化、黑云母化、碳酸盐化。

2.2 荡坪钨矿床

荡坪钨矿产于西华山复式岩体的北端，矿区出露燕山早期第二阶段第一次侵入斑状中细粒黑云母花岗岩（），花岗岩顶面从南向北呈阶梯状下插。隐伏岩体的接触带从空间上大体上可划分为3个台阶，矿脉绝大部分产于隐伏斑状中细粒黑云母花岗形成的由陡变缓的第一台阶内，其次是第二台阶。岩体突起地段矿脉相对短小稀少，台阶与台阶之间的陡倾斜部位，矿脉相对稀少，但延长、延深较大。第一个台阶500～600 m标高，第二个台阶300～400 m标高，第三个台阶100～200 m标高。矿床内有工业意义的矿脉262条，矿脉长度一般为100～500 m，矿脉厚度为 0.15～0.60 m，倾向延深 100～200 m。走向 75°～90°倾向北北西，倾角 80°～85°。矿脉大致呈等距离出现，剖面上为后侧斜列。

2.3 生龙口钨矿床

生龙口钨矿位于西华山复式岩体西北端，矿区出露燕山早期第二阶段第二次侵入细粒含石榴石二云母花岗岩（）。矿区已知矿脉197条，矿脉长度一般为 50～200 m，延深 60～150 m，厚度多数为 0.1～0.50 m。走向 275～295°，倾向北东或南西，倾角 80°～90°。在矿区南部的矿脉一般均倾向北东，在矿区北部的矿脉多数倾向南西。矿脉在平面上呈右侧斜列，剖面上往北倾斜的呈后侧斜列，往南倾的为前侧斜列。

3 花岗岩与钨成矿关系

西华山复式花岗岩是西华山钨矿田成矿母岩和赋矿围岩，严格控制矿田各钨矿床的形成和产出，各钨矿床含钨石英脉受花岗岩顶面原生裂隙控制，矿脉止于成矿岩体顶面从不进入上覆围岩，矿脉垂直岩体接触面向内接触带延深150～200 m，构成“西瓜皮”钨矿化带随成矿岩体顶面起伏变化。

西华山复式花岗岩中除燕山晚期花岗斑岩不含矿外，燕山早期两阶段四次侵入的花岗岩中均有矿脉产出（表1），每期次的花岗岩有各自成矿期，即多次成岩多次成矿。伴随燕山早期每次花岗岩侵入形成的钨矿脉被限制在本期次花岗岩体界面内，极少有进入其他期次花岗岩，西华山复式花岗岩成矿具明显的层次性形成演化特点，王泽华等[5（]1981）提出了西华山钨矿具有两层矿化特征。和内都有矿脉产出，各自形成独立的工业矿脉和其相应的富矿带，中间为无矿带或贫矿带所隔开，矿脉特征具有明显差异，形成两层矿化构式。主要特点为：互不相通、互不相关、侧幕相连、上下贯通。

就整个西华山复式花岗岩体而言，钨矿脉产在中粒黑云母花岗岩（）中规模最大，产在似斑状中细粒—细粒黑云母花岗岩（）和似斑状中粒黑云母二长花岗岩（）居中，细粒含石榴石二云母花岗岩（）中矿脉规模最小。同一区段发育不同期次成矿花岗岩亦可能产出“多层”矿化。

西华山矿田含钨石英脉自上而下呈现出硅酸盐→氧化物→硫化物→碳酸盐的矿物组合分带。由脉壁至脉体中部，相继出现辉钼矿—绿柱石—锡石—黑钨矿—铁锂云母—毒砂—黄铜矿—黄铁矿的组合分带；在垂直方向上由上往下相继出现锡石—绿柱石—黑钨矿—辉钼矿—黄铜矿（黄铁矿）—闪锌矿（方铅矿）—方解石的组合分带，显示明钨矿脉矿物的结晶沉淀是由上往下、脉壁往中心和逐渐进行的，结晶温度亦是随之由高降低。

周玉振[1]将西华山花岗岩成岩成矿过程归纳为如下演化顺序：富含W、Sn等成矿元素成矿花岗岩浆侵入定位初步形成侵入体→岩浆后期活动和残余岩浆分异并产生早期矿化→热液活动成矿元素结晶并形成工业矿床3个阶段，成岩与成矿的连续性和阶段性相对应。

笔者认为，燕山早期每次成矿花岗岩浆向上侵位，其前锋接触随着温度下降凝固的部分因冷却收缩产生张裂隙，同时受下部岩浆上侵顶托应力耦合加大裂隙的成生和发展，从而在岩体接触带形成裂隙系统。这期间，成矿岩浆侵入成岩过程中随着温度压力的变化发生分异演化，富含成矿物质的残余岩浆和岩浆期后热液在岩体的顶部、边部富集，在上覆围岩的屏蔽和下部岩浆的温压效应等多重作用下，成矿气液、含矿流体在岩体顶面、边部裂隙带积聚，沿容矿裂隙从上往下、由边部往中间冷凝、沉淀、结晶，充填-交代成矿，从而形成沿花岗岩顶面延展的“西瓜皮”矿化带。成矿花岗岩相对隆起部位或由陡变缓台阶处是成矿气液、含矿流体集聚空间亦是成矿有利区间，其上覆围岩角岩化较强，显示成矿气液活动及岩浆分异的含钨石英细脉云母线及细晶岩脉、煌斑岩脉大量出现；出现多期次成矿岩体时，则出现多层“西瓜皮”状矿化带。

4 西华山花岗岩边部找矿前景

自1907年德国传教士邬礼亨在西华山发现黑钨矿以来，围绕西华山复式花岗岩的地质研究和钨矿勘查开采已持续百余年，总体而言，西华山钨矿田地质勘查程度高、再找矿难度大，矿山开采历史悠久、保有资源储量危机。就近寻找接续资源，是西华山矿田各矿山的急迫任务。

在找矿实践过程中，对西华山复式花岗岩成矿特征、成矿规律及找矿标志的认识在不断深入，结合矿田勘查开发程度，笔者认为，西华山矿田当前找矿部署应侧重于复式岩体边部寻找“盖层”下隐伏花岗岩内接触带的盲脉带，同时注意生产矿区及深边部多期次成矿花岗岩发育区段“多层”矿找矿。

4.1 西华山花岗岩西接触带变质岩“盖层”下找矿

该区位于西华山花岗岩株西南侧，F6至F1断层之间，出露的岩性为寒武系的白云母、黑云母角岩、瘤状黑云母角岩、角岩化砂岩等。深部为隐伏的燕山早期第一阶段第二次侵入中粒黑云母花岗岩（），隐伏花岗岩从东往西、南西、南南西方向以25°～50°倾角隐伏于变质岩之下，花岗岩顶面由东向西作阶梯状下降。在138～146线，地表煌斑岩脉、细晶岩脉、伟晶岩脉发育，含钨石英细脉、云母线成群成组出现，为隐伏岩体的窿起部位。2007—2009年，江西有色地质勘查二队在西华山花岗岩西接触带西侧开展变质岩“盖层”下隐伏花岗岩内接带盲脉找矿（图2），在124线以东用钻探穿过角岩化寒武系浅变质岩，在隐伏花岗岩内圈定数十条含钨石英盲脉，矿脉延深限于隐伏花岗岩顶面垂直向下150～200 m以内，矿化深度随着花岗岩顶面同步起伏变化，脉幅一般在0.1～0.3 m，最大为0.85 m，单脉走向一般长160～240 m，WO3品位较富，具开采价值；矿山沿岩体的内接触带开拓60 m、100 m中段坑道验证钻探见矿质量点，又发现数十条具有工业价值的盲脉，坑、钻工程控制矿脉钨资源储量已达中型以上规模。ZK1221在-120 m标高隐伏花岗岩中见含钨石英脉厚0.11 m、WO31.05%，揭示该区段130线以西深部沿隐伏花岗岩顶面找盲脉仍有较大资源远景。

图2 西华山钨矿区116线剖面图

图3西华山钨矿区F1断层南东盘找矿剖面示意图

4.2 西华山花岗岩南侧F1南东盘找矿

该区位于西华山钨矿床F1断裂带的南东盘。F1北盘出露燕山早期第一阶段第二次侵入中粒黑云母花岗岩（），南盘则为寒武系牛角河群斑点状板岩、角岩化石英砂岩、角岩化板岩、石英砂岩，地表石英云母线密集发育，呈NEE向展布，脉幅在0.01～0.03 m，倾向北，倾角 55°～75°。矿山 270 m 中段在F1北200 m处100线穿脉揭出工业矿脉19条，平均脉幅0.22 m，总脉幅4.13 m，WO3平均品位1.45%，矿脉围岩为中粒黑云母花岗岩（）。

据F1北盘坑钻资料，岩体受北东、近东向断层错切，由北往南，岩体顶面呈阶梯状下降，遇F3其南东盘下降250 m，遇F7南东盘下降150 m。按此规律推测F1南东盘隐伏花岗岩（）顶面在 0～-100 m标高区间。

F1南东盘角岩化浅变质岩中石英云母线线密集发育，另据西华山花岗岩西缘隐伏花岗岩内接触带盲脉产出规律和找矿经验，预测F1南东盘隐伏花岗岩（）顶面以下至-150～-300 m标高以浅地段具有寻找内接触带脉钨矿的条件（图3）。

4.3 西华山花岗岩北接触带变质岩“盖层”下找矿

荡坪坳位于西华山复式花岗岩株的北端，矿区南部出露燕山早期第二阶段第一次侵入斑状中粒黑云母花岗岩（γ2-2a5），在与寒武系浅变质岩呈侵入接触。矿区北部出露寒武系中下统瘤状黑云母角岩、角岩化砂岩、黑云母角岩化板岩、斑点状板岩，深部为隐伏的斑状中粒黑云母花岗岩（γ2-2a5）。隐伏花岗岩体顶面产状较为平缓，倾角在10°～25°之间。从北北东向剖面上看，由南向北，隐伏花岗岩顶面呈阶梯状下插，大体上可划分为3个台阶（图4），第一台阶500～600 m标高，第二台阶300～400 m标高，第三台阶100～0 m标高。地表石英脉云母线成群成组出现，脉幅0.01～0.05 m，最大0.15 m，脉带产状：走向260°，倾向350°，倾角50°。含矿石英脉主要赋存于花岗岩由陡变缓的台阶部位。2007—2009年，江西有色地质勘查二队用钻探工程对其第二台阶进行验证，探明具有工业价值矿脉16条，矿脉走向长160～320 m，脉幅0.2～0.38 m，WO3品位较富。近几年的勘查开采资料表明，矿化随着花岗岩体向NE、NNE方向侧伏，ZK2411在100 m标高花岗岩第三台阶揭到脉幅0.16 m含矿石英脉，预测矿区26～36线100 m标高以深仍有较大的找矿潜力。