江西高坌钨多金属矿床地质特征及找矿远景

2013-02-19陈小勇

中国钨业 2013年1期

关键词：石英矿石成矿

丁明，陈小勇，丁勇，游磊

（1.南京大学，江苏南京 210000；2.江西省地质矿产勘查开发局赣南地质调查大队，江西赣州 341000；3.江西应用技术职业学院，江西赣州 341000）

高坌矿区位于江西省崇义县，1949年以来，该区先后开展过多次地质工作。2002—2004年，通过1∶5万水系沉积物测量、矿区踏勘和矿点调查，认为矿区具有良好找矿前景，矿床多型共生特征突显，钨矿资源潜力大。

1 区域地质背景

高坌钨多金属矿区地处华夏板块西缘罗霄褶皱带中部，定位于南岭成矿带中段，北北东向九龙脑—营前岩浆岩带与东西向古亭—赤土区域构造—岩浆—成矿带的交汇部位，是九龙脑-淘锡坑矿田的一部分（图 1）。

图1 高坌矿区外围地质简图

1.1 区域地层

区内广泛出露震旦—奥陶系浅变岩系，分布面积占80%以上，另有泥盆系、石炭系、二叠系、白垩系、第三系零散分布。震旦系由坝里组和老虎塘组成，坝里组为粉砂质、泥质复理石建造，老虎塘组岩性为灰白、灰绿色厚层硅质岩、硅质板岩夹变余细粒长石石英杂砂岩和绢云板岩，震旦系呈断块状分布于樟东坑-天井窝、仙鹅塘-淘锡坑一带；寒武系原岩则以泥砂质沉积为主体，下部含炭、上部夹透镜状碳酸盐岩，集中出露于矿田东南与北部；奥陶系主要为笔石页岩建造，间夹多层砂质、砾质碳酸盐岩层。震旦—奥陶纪的沉积建造经加里东运动变质改造，褶皱隆起成为该区基底。泥盆系、石炭系、二叠系呈角度不整合覆盖于基底地层之上。在前泥盆纪褶皱基底和古生代盖层之上叠生中生代-新生代陆相断陷盆地，发育侏罗系、白垩系、第三系红色碎屑岩系。其中，基底岩系和泥盆系富含 W、Sn、Cu、Pb、Zn、Ag等成矿元素，是重熔型花岗岩成矿物质的主要来源之一，也是钨、锡多金属矿床的主要赋矿围岩之一。由于围岩以富钠贫钙为主，使得区内W元素主要以黑钨矿体现[1]。

表1 崇（义）-（大）余-（上）犹矿集区燕山期花岗岩主要成矿元素含量表

1.2 区域构造

该区构造变形强烈，褶皱断裂发育，长期多阶段构造演化而形成了各具特色的加里东、海西—印支、燕山构造层。构造形迹以北北东向、东西向构造为主。

东西向构造：主要由一系列挤压性断裂带和复式褶皱组成，伴生扭裂与张裂，构成区域性东西向构造-岩浆带，是最主要的控岩控矿构造。

北北东向构造：主要由燕山期形成的区域性断裂、断陷盆地及其配套低序次派生断裂所组成，部分为早期形成的南北向褶皱、断裂改造成而成。

上述两组构造经历多次活动，形成了广泛的、形式多样的复合构造，为本区燕山期成矿岩体侵入以及钨锡多金属矿床的形成提供了有利的构造条件。

1.3 岩浆活动

区内岩浆活动主要有加里东期和燕山期。加里东早期阶段以海底喷发的中基性至酸性火山岩为主，晚期阶段表现为强烈的混合岩化和酸性岩浆侵入；燕山早期主要为酸性岩浆侵入活动，间有少量基性岩浆侵入。

九龙脑花岗岩株出露在矿区以南8 km处，南起洪水寨，北至园洞，东西宽15 km，南北长12 km，面积约105 km2，呈岩基状出露，其受区域性北北东与东西向构造的复合控制，作北北东向展布，往北、往南隐伏。岩体南端属粗粒黑云花岗岩，往北逐渐过渡为二云花岗岩，并有小岩枝伸延到柯树岭矿区。该岩体形成于燕山期，成岩年龄（155.8±1.2）Ma[2]，可划分出马子塘、园洞、石溪、竹高岭4个不同期次形成的岩体，以晚侏罗世岩体（表1燕山早期Ⅱ－2）与钨锡成矿关系最为密切[3]。岩体为陆壳重熔“S”型花岗岩[4]，石英含量较高，钾长石高于斜长石，暗色矿物以黑云母为主，副矿物中常有磁铁矿、锆石、磷灰石、独居石、萤石、黑钨矿等，多阶段多次活动明显，演化程度完善，并浓集 W、Sn、Pb、Ag等成矿元素，是九龙脑－淘锡坑矿田钨、锡矿床成矿母岩。

九龙脑-淘锡坑矿田地质勘查工作始于20世纪50年代中期，至今已查明洪水寨、九龙脑、樟东坑、淘锡坑、柯树岭、仙鹅塘（锡坑区段）、宝山、高坌等7处钨锡（多金属）矿床。矿床沿九龙脑岩体的接触带集中分布。矿田的钨锡（多金属）矿化类型有外带石英脉型（淘锡坑式）、内带石英脉型（九龙脑式）、云英岩型（洪水寨式）、夕卡岩型（宝山式）。

1.4 接触变质作用

由隐伏岩体接触带向外，依次出现云母角岩带、角岩带、黑云母斑点板岩带，蚀变强烈地区往往是岩浆期后高中温热液钨锡矿床产出部位。

1.5 地球物理场

区内布格重力异常表现为近南北向的梯级带，异常值介于-35～-50×10-5m/s2间，自东向西△g负值逐渐增大的趋势。

该区航磁异常总体呈北东走向，可能说明更深层次岩浆岩带呈北东向展布。而各区内单个异常峰值基本呈东西向的长条状分布，与地表东西成带的分散岩体分布现状吻合。

1.6 化探异常

1∶5万水系沉积物测量在高坌矿区圈出W-Sn-Cu-Pb-Zn-Ag综合异常，以W、Sn异常突出，略呈北北西向近等轴状，面积约9 km2，据综合比较，对应浓集中心可能存在地表出露钨锡多金属矿体。

1.7 遥感解译

卫星遥感图像显示区内存在众多北北东向、北东向、近东西向、北西向的线状构造与数量多、大小不一的环状影像。遥感图像反映本区断裂构造发育、岩浆岩广泛分布，大环套小环的环状影像与重力、航磁异常扣合，显示出区内出露的数个小岩体与深部隐伏岩体有相通的可能，区域成矿条件十分有利。

2 矿区地质

2.1 矿区地层

矿区地层简单，主要为寒武系和奥陶系，二者呈整合接触。此外，尚有少部分第四系全新统沿山坡或山沟零星分布。

寒武系上统水石组分布于矿区南部，主要岩性为石英细砂岩、条带状板岩、含炭板岩、砂质灰岩透镜体，后者接触变质可形成透闪石岩等夕卡岩类。含钙岩层为区内夕卡岩型锡多金属矿的形成提供了有利的围岩条件。地层产状为：10°～40°∠50°～70°。

奥陶系主要分布于区内北部，出露下统茅坪组和中统半坑组、对耳石组，与寒武系地层整合接触。由一套板岩类组成，底部含粉砂质，顶部含少量炭质、硅质，并赋存大量笔石化石，属一套静海沉积。主要岩性有变余长石石英砂岩、变余杂砂岩、板岩等。

2.2 矿区构造

矿区内发育一条北西向断层破碎带，走向300°～315°，倾向南西为主，倾角 76°～87°。沿断裂断续发育劈理和构造透镜体，宽约10 cm，岩石破裂，硅化强烈。初步查明，断裂经过压—扭—压的多次活动过程。早期为压性，主要表现为沿断裂断续发育劈理和构造透镜体。中期扭性活动主要表现为南西盘相对南东移动，断裂面平整光滑，保留有水平擦痕和菱格状角砾。后期压性主要表现为石英脉受挤压而具“片理”化。

区内矿化裂隙主要有两组：北西向以倾向南西为主，倾角 70°～85°，亦有少数呈缓倾斜；东西向以倾向南为主，倾角65°～80°。以东西向裂隙最为发育，密集成群产出，具有扭张特征。

北西向断层破碎带经历多次活动，控制着中深部燕山期岩浆的侵位，并在活动时扭压形成近东西向的成矿裂隙，在矿区起控制与导矿的作用。

2.3 矿区岩浆岩

花岗岩体在矿区隐伏于深部，根据已施工的钻孔资料，标高在-300 m仍未见花岗岩出露，但具较强的角岩化特征，推测花岗岩出露标高在-500 m左右。

2.4 围岩蚀变

围岩蚀变主要有硅化、白云母化、碳酸盐化、夕卡岩化、角岩化等。

硅化：常见的一种围岩蚀变，多分布在矿脉的两旁，蚀变宽度与矿脉和断裂的宽度呈正比，硅化后岩石致密坚硬，颜色变浅，硅质显著增加，原岩中的石英有次生增大现象。

白云母化：主要产于矿脉内两边，呈不连续对称的条带状分布，宽度一般2～5 cm，局部最宽达10 cm，常与硫化物伴随产出，与黑钨矿、锡石、黄玉关系也很密切。

夕卡岩化：地表夕卡岩化表现为黑褐色铁锰质风化土。通过已施工的钻孔ZK3001显示，夕卡岩化主要分布于标高+30 m之下，接近隐伏花岗岩部位。变质岩类岩石中含钙高的部分受热液交代作用产生夕卡岩化，出现夕卡岩矿物石榴子石、透辉石、硅灰石、符山石等。通过荧光灯照射，夕卡岩化岩石中含有白钨矿，呈黄白色，星点状。

3 矿床地质

3.1 矿体特征

目前，矿区已发现外接触带石英脉型、夕卡岩型钨锡多金属矿（化）体，受近东西向裂隙带控制，分布于矿区寒武系—奥陶系地层中，矿化面积约0.5km2，延深大于300 m（图2）。

图2 高坌矿区地质简图

3.1.1 石英脉型钨矿体特征

矿区含钨石英脉成组产出，已发现Ⅰ、Ⅱ号脉组，其中Ⅰ号脉组控制程度较高，Ⅱ号脉组尚待评价。

Ⅰ号脉组共发现石英脉35条，主要赋存于寒武系水石组中，部分在奥陶系茅坪组，出露地表标高+350～＋250 m，走向延长 300～600 m，倾向延深控制300～500 m。矿脉地表脉幅 0.05～0.10 m，坑道、钻孔证实，矿脉往深部增大至0.20～0.40 m，最大厚度0.55 m。矿脉产状稳定，倾向 170°～190°，倾角 75°～85°，有反倾现象。脉组中单脉大致平行，具分枝复合、尖灭侧现等现象。该脉组脉幅大于10 cm的矿脉有8条，其中V2、V7、V8延长、延深稳定，是主要矿体。

V2矿体走向延长350 m，延深控制300 m，倾向170°～190°，倾角 75°～85°，厚度 0.05～0.25 m，平均0.14m，平均品位WO31.598%、Sn0.713%、Cu1.44%。石英脉中见黑钨矿、黄铜矿及锡石，脉壁边见白云母线。具有膨大缩小，尖灭侧现的特征。脉体向下有变大，品位有变富的趋势。

V7矿体走向延长400 m，延深控制420 m，倾向170°～190°，倾角 75°～85°，厚度 0.08～0.40 m，平均0.22m，平均品位WO30.439%、Sn0.363%、Cu0.027%。石英脉中见黑钨矿、黄铜矿及磁黄铁矿，脉壁边见白云母线。脉幅有变大，品位有变富趋势。

V8矿体走向延长360 m，延深控制440 m，倾向170°～190°，倾角 75°～85°，完工钻孔 ZK3001、ZK3002及ZK3041已控制，从施工的钻孔中揭露出矿脉厚度0.32～0.40 m，平均0.17 m，平均品位WO35.305%、Sn 0.035%、Cu 0.681%。石英脉中见黑钨矿、黄铜矿及磁黄铁矿，脉壁边见白云母线。脉体向下变化不大，但品位变化较大。

3.1.2 夕卡岩型钨矿体特征

夕卡岩型钨矿体与石英脉型矿体共生。夕卡岩型钨矿体产于石英脉型矿体上下盘，由夕卡岩和夕卡岩化含钙变质细砂、粉砂岩组成，矿化与矿体界线由化学样品圈定。初步圈出矿体3条，近东西走向，延长 200～300 m，延深控制 350～450 m ，倾向 170°～190°，倾角 75°～85°，厚度 0.2～3 m，平均品位 WO30.76%。矿体呈不规则脉状，地表呈氧化黑土，黑土中夹杂有石英微细脉，原生呈灰白色、白色，见夕卡岩特征矿物石榴子石、透辉石、透闪石、磁黄铁矿，荧光灯下见白钨矿呈星点状。

3.2 矿石特征

3.2.1 矿物成分

石英脉矿石中常见矿物近20种，金属矿物有黑钨矿、锡石、黄铜矿、闪锌矿、磁黄铁矿、白钨矿等，非金属矿物有石英、钾长石、白云母、萤石、方解石、黄玉、绿泥石；次生矿物有绢云母、叶腊石等。黑钨矿、锡石为主要工业矿物，黄铜矿为伴生工业矿物。

夕卡岩矿石中常见矿物近10种，金属矿物有白钨矿、闪锌矿、磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿等，非金属矿物有石榴子石、透辉石、透闪石等。

3.2.2 矿石结构构造

（1）石英脉矿石结构主要为自形粒状结构，他形—半自形结构，其次是熔蚀交代残余结构、碎裂结构。

矿石构造主要有块状构造、条带状构造、细脉状构造、网脉状构造、角砾状构造。

（2）夕卡岩矿石结构较为复杂，主要为结晶作用、交代作用和固溶体分离作用等形成的矿石结构，以结晶作用和交代作用形成的结构为主。结晶作用形成的有自形、半自形、他形晶及包含结构、嵌晶结构、填隙结构等，其中以他形晶结构为主，交代作用形成的结构有交代结构、交代次文象结构、交代条纹结构、反映边结构、交代残余结构等。

夕卡岩矿石构造：最常见的有条带状构造、浸染状构造、细脉浸染状构造，其次为块状构造、团块状构造等。

3.2.3 矿物共生组合及生成顺序

夕卡岩型矿石矿物共生组合为：白钨矿、磁黄铁矿、闪锌矿、石榴子石、透辉石、透闪石。矿物生成顺序为：石榴子石—透辉石—透闪石—磁黄铁矿—白钨矿—闪锌矿。属夕卡岩期早、晚期夕卡岩阶段生成的矿物。

石英脉型矿石矿物共生组合为：锡石、黑钨矿、黄铜矿、辉钼矿、磁黄铁矿、石英、钾长石、铁锂云母、白云母、萤石、绢云母、绿泥石、石榴石、绿柱石、方解石。矿物生成顺序为：石英—锡石—黑钨矿—萤石—黄铜矿—方解石—磁黄铁矿—绿泥石。

3.2.4 矿石化学成分特征及矿石类型

该区矿石主要有用组分为钨，次为锡、铜，伴生组分为锌。钨主要以黑钨矿形式存在，锡以锡石形式存在，铜则以黄铜矿、斑铜矿等形式存在，锌以闪锌矿产出。矿石中钨锡含量变化较大，WO3为0.005%～50.85%，Sn为0.004%～2.7%，Cu为0.007%～4.93%，Zn为0.032%～3.67%，矿区137个矿体样品平均品位WO30.994%、Sn 0.290%、Cu 0.578%、Zn 0.875%。

该矿床矿石类型为原生矿石。

石英脉矿石主要矿物组合为锡石-黑钨矿-硫化物-石英，有用矿物结晶程度较好，黑钨矿多呈半自形板柱状、竹叶状、楔状及针柱状，锡石多呈半自形粒状，颗粒大小一般数毫米至数厘米，主要脉石矿物为石英，矿石易选。

夕卡岩矿物生组合为透辉石透闪石-白钨硫化物型。白钨矿外形呈细粒状石块，少数呈近于八面体的四方双锥状，颜色呈白色带米黄，加热或经紫外线照射略呈紫色。

3.3 成因浅析

高坌钨多金属矿床产于寒武系—奥陶系中，石英脉型、夕卡岩型钨锡多金属矿（化）体产出严格受裂隙带和钙质层位控制，与九龙脑花岗岩株具有时空联系。含钙岩层（砂质灰岩、含钙砂板岩等）的存在为夕卡岩的形成提供了物质来源，矿区南侧的九龙脑花岗岩体的小岩枝向北侵入到矿区深部构成隐伏岩体，其顶部浅变质岩强烈角岩化，而岩体演化所产生的含矿热液沿裂隙带运移，早期高温气液交代灰岩等富钙岩石，形成含矿夕卡岩；而后随着岩浆期后含矿热液的灌入，沿裂隙带充填-交代，形成含矿石英脉，因此夕卡岩白钨矿化略早于石英脉黑钨矿化或同期产生。含矿夕卡和石英脉及其近矿围岩蚀变矿物为中-高温矿物组合。这些说明，矿床的形成与九龙脑花岗岩或深部隐伏花岗岩有联系，属岩浆期后中高温热液石英型-夕卡岩型锡钨多金属矿床。

4 找矿远景

高坌矿区位于东西向古亭—赤土断裂构造带与九龙脑成矿岩体向北隐伏的复合区，属崇义县高坌-淘锡坑钨多金属矿成矿远景区，区内已探明淘锡坑大型钨矿床，新发现具中型以上资源潜力矿区如仙鹅塘、高坌等多处。

矿区勘查评价工作以钻探为主要手段，摸边探底。按200 m×100 m网度共施工5个钻孔，见矿效果良好[5]。5个钻孔揭露表明，矿脉向下有变大变富的趋势。与赣南-粤北脉钨矿床“五层楼”模式对比[6]，矿区揭露的矿脉相当于“五层楼”第三层的“细脉-大脉混合带”上部，脉幅宽0.10～0.50 m，品位富。目前钻孔最深控制至-300 m，未揭露到隐伏岩体，根据邻区刘王寨矿区揭露岩体的深度，预测矿区岩体埋深为-500 m，据此推测工业矿脉向下延深仍有200 m以上，找矿空间大（图3）。

总之，高坌矿区成矿条件优异，多型共生，隐伏岩体埋深大，找矿空间大、信息多，具有中型以上规模矿床远景。