江西宝山夕卡岩型钨多金属矿床成矿规律及深部成矿预测

蔡富春，吴开兴

（1.江西荡坪钨业有限公司，江西 大余 341514；2.江西理工大学 资源与环境工程学院，江西 赣州 341000）

江西宝山夕卡岩型钨多金属矿床成矿规律及深部成矿预测

蔡富春1，吴开兴2

（1.江西荡坪钨业有限公司，江西 大余 341514；2.江西理工大学 资源与环境工程学院，江西 赣州 341000）

通过对宝山矿区地质勘查、探采资料分析和调查研究，认为宝山夕卡岩型钨多金属矿床的形成明显受地层、岩性和接触带构造控制；成矿的有利部位是细粒斑状花岗岩或细粒花岗岩与中-上石炭统黄龙组-船山组碳酸盐岩接触带，工业矿体赋存部位是波状起伏的接触带，特别是突入岩体的“半岛式”灰岩捕虏体接触带，即所谓的“凹槽构造”；预测在茅草沟区段深部-300～-500 m深处可能存在另一个大的凹槽构造，预测赋存厚大矿体。

夕卡岩矿床；成矿规律；成矿预测；江西宝山

赣南地区位于南岭成矿带的东段［1］，以产石英脉型钨矿闻名于世，而位于崇义县境内的宝山矿床却是典型的夕卡岩型钨多金属矿床［2-3］。宝山钨多金属矿自1967年正式投产，至今已有40余年的开采历史。由于原探明的地质储量少，从20世纪70年代末开始，矿山在矿区周边和深部不断开展探矿增储工作，共新增工业储量矿石量206.8万t，金属量70 296 t，是原地质储量的1.77倍，延长矿区服务年限20年［3］；2007—2008年开展危机矿山接替资源找矿工作，取得了一定的成效［4］，矿山得以延续生产至今。在上述找矿工作中，成矿规律研究发挥了重要作用［3-4］。笔者在前人研究资料的基础上，通过对矿区地质勘查、探采资料分析和调查研究，总结矿床成矿规律，对深部找矿潜力进行了预测。

1　矿床地质特征

1.1地层

矿区受2条近SN走向断层（F1和F2）所夹持，形成南北向狭长断陷盆地（图1）。盆地内出露地层为一套晚古生代海陆交替相碳酸盐岩及碎屑岩建造，地层走向近SN，自西向东呈单斜构造分布，倾角25°～40°［2］。地层岩性由西向东依次为：中泥盆统跳马涧组-棋子桥组砂岩夹页岩；下石炭统梓山组含钙砂岩、杂砂岩、粉砂质页岩、含碳页岩及灰岩透镜体；中-上石炭统黄龙组-船山组碳酸盐岩，自下而上包括白云质灰岩段、灰岩夹钙质粉砂岩段（深部矿体的主要赋矿围岩）、条带状黑色结晶灰岩段（上部矿体的主要赋矿围岩）和灰岩段等4个岩性段；二叠系茅口组，由褐灰色灰岩、瘤状灰岩、硅质灰岩、石英砂岩、砂页岩夹煤层组成［2-5］。盆地内低洼处多为第四系冲积层、坡积层覆盖，盆地外围出露震旦系变质砂岩。

图1　宝山矿区地质简图［5］Fig.1　Sketch geological map of the Baoshan mining district

1.2构造

矿区位于一中生代单斜构造断陷盆地内，断裂构造较为发育。矿区断层以近SN为主，包括控制盆地范围的F1、F2断层，以及位于盆地内部茅草沟区段的F4断层，它们控制了岩浆侵入的范围与位置，因而控制了成矿的范围和有利部位。其次是NE向断层，如F5断层。该组断层属成矿后断层，但对矿体破坏性不大。受东西向挤压、南北向拉张作用的影响，矿区主要发育近EW向裂隙构造，倾向S（或N），倾角55°～85°。由于裂隙走向与构造线方向近于垂直，力学性质属张剪性，裂隙连续性差，形态不规则。其发育程度与岩石的力学性质密切相关，在花岗岩与围岩接触带，由于岩石力学性质对比明显，以及岩浆上拱导致剪切作用增强，因此该组裂隙较为发育，而且很容易与接触带构造相通，从而被各种岩脉或石英硫化物脉充填。

1.3岩浆岩

宝山花岗岩呈岩株侵入于盆地中央晚古生代地层中，形成标高超过800 m的山峰，截盆地为SN两段。岩体出露面积约1.4 km2，空间形态呈长轴为NW295°方向的椭圆形“复式蘑菇”状［3］。根据花岗岩岩性可分为三部分：主体部分为中粗粒花岗岩，东北角出露细粒斑状花岗岩，东南角有少量的细粒花岗岩（见图1）。此外，花岗岩中还常见到似伟晶岩、长英岩及细粒花岗岩等岩脉。前人根据黑云母K-Ar法同位素年龄（138 Ma），将其划分为燕山早期第三阶段岩浆侵入的产物再根据岩石的结构构造及其衍生体穿插关系，将其细分为同源二期、三次侵入，即第一期第一次侵入：中粗粒花岗岩（γ2-3a5）；第一期第二次侵入：细粒斑状花岗岩（γ2-3b5）；第二期第三次侵入：细粒花岗岩（γ2-3c5）［6-7］。

1.4矿体特征

宝山矿床矿化体围绕花岗岩体接触带分布（图1），形态极其复杂，呈透镜状、似层状、囊状、锯齿状、不规则状断续产出；矿化类型多样，在岩体接触带内侧已发现蚀变花岗岩浸染状钨钼矿化，沿接触带套筒状蚀变环带有岩体顶部帽壳状夕卡岩钨多金属矿化和接触带凹槽项圈状夕卡岩钨多金属矿化，在接触带外侧发育似层状钨钼铁多金属矿化和裂隙充填脉状钼多金属矿化等多种矿化地质体。其中，接触带帽壳状和项圈状夕卡岩钨多金属矿化是矿区迄今为止勘查开采的主要矿化类型［2，4］。两种矿化类型已查明的工业矿体均主要位于茅草沟区段，前者位于花岗岩体上部与船山组下段黑色结晶灰岩整合接触面上，被称为“上部矿体”；后者位于花岗岩体深部与黄龙组上段灰岩（接触变质为大理岩）不整合接触凹槽中，被称为“深部矿体”［8］（图2）。

图2　宝山矿区3′号勘探线剖面图Fig.2　Line 3′geologic section in the Baoshan mining district

上部矿体赋存标高650～350 m，矿体沿走向380 m，沿倾斜350 m，最大厚度48.27 m，最小厚度1.24 m，平均厚度11.95 m，品位较均匀，矿化基本连续，矿体受接触带控制，矿体产状和接触带以及接触带的石灰岩的产状基本一致，即倾向北东，倾角20°～40°。矿化类型为白钨铅锌银（萤石）共生矿石。矿体内矿化分带明显，靠岩体一侧主要为白钨矿夕卡岩矿石，靠灰岩一侧为银铅锌硫化物矿石，浅部有钼矿化。金属矿物主要有磁黄铁矿、黄铁矿、白钨矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、银黝铜矿、辉银矿、脆银矿、深红银矿、辉钼矿等，非金属矿物主要有石英、萤石、长石、方解石、透辉石、钙铁辉石、石榴子石、透闪石、阳起石、绿帘石、硅灰石、白云母、绢云母等［2］。矿石常见半自形晶结构、次文象结构、交代残余结构，浸染构造、条带状构造、块状构造、丝状构造等［2］。

图3　宝山矿区矿体平面图及3号勘探线剖面图Fig.3　Planar graph of ore body and cross-sectional view for Line 3 geologic line in the Baoshan mining district

图4　　宝山矿区15号勘探线剖面图Fig.4　　Cross-sectional view for Line 15 geologic line in the Baoshan mining district

深部矿体分布于1线～15线之间图3（a），赋存标高-200～277 m，工程控制延长达700 m，3线～5线之间矿体最厚，最大倾斜宽度200余m，最大真厚度31.86 m，平均厚度7.65 m。矿体整体上有向南东侧伏之势，3线矿体底面最低标高约为-120 m，15线则接近-200 m（图4）。矿体形态不规则，产状变化大，主要受3个由北东方向斜向上楔入细粒斑状黑云母花岗岩中的手指状黄龙组大理岩捕虏体控制，图3（b），对于花岗岩来说就是向内凹入的凹槽。因此，文献中称其为受花岗岩凹槽控制［2-3，7］。指状捕虏体并未从母体中脱落，其根部如同与手掌相连一样，仍与黄龙组大理岩连在一起，其产状与黄龙组灰岩（大理岩）产状基本一致（图2），很显然系花岗岩浆及其热液沿层间薄弱带溶蚀交代黄龙组灰岩形成。事实上“手指”外表并不圆润光滑，而是同样被溶蚀成锯齿状，甚至沟壑纵横。夕卡岩矿化围绕3根“手指”发育，“手指”之间相连部位无工业矿化，因此深部矿体并非一个连续的整体。3根“手指”粗细不一，从上往下依次变粗，成矿强度和规模也依次增强、增大。下部矿带的矿石矿物组合、结构构造、矿化分带与上部矿带基本相同，比较而言，上下矿带矿石品位变化是铅、锌、铜上高下低，钨、银上低下高，萤石上多下少［2］。

2　　成矿规律分析

2.1花岗岩与成矿的关系

一方面，宝山夕卡岩型白钨多金属矿床位于宝山花岗岩体与晚古生代沉积地层的接触带上，二者空间关系十分密切。另一方面，郭春丽等［9］测得中粒二云母花岗岩SHRIMP锆石U-Pb年龄为157.7±2.7Ma，丰成友等［1］测得中细粒黑云母花岗岩SHRIMP锆石U-Pb年龄为156.6±3.9 Ma；而采自-115中段，浸染状、细脉状辉钼矿化夕卡岩矿石样品的辉钼矿Re-Os模式年龄加权平均值为161.0±1.9 Ma，表明成矿与成岩时间在误差范围内基本一致，或略晚［1］。宝山花岗岩体为复式岩体，其主体中粗粒花岗岩形成较早，细粒花岗岩及细粒斑状花岗岩形成较晚。研究表明，较晚期次细粒（斑状）花岗岩不仅钨等成矿元素含量更高，而且更富钠质及F等挥发性组分［6］，对成矿更为有利。矿体赋存特征也显示开采的矿体主要赋存于细粒花岗岩和细粒斑状花岗岩与灰岩接触带或附近，矿化强度与围岩蚀变程度及萤石等含挥发性矿物的含量成正消长关系。

2.2地层与成矿的关系

从矿体分布及矿化特征看，工业矿化主要属花岗岩浆期后汽水热液与碳酸盐岩接触交代成因。前述晚古生代地层均与花岗岩存在接触关系（图1），从岩性上看，黄龙组和船山组碳酸盐岩对成矿更为有利，其中以黄龙组薄层不纯灰岩对交代成矿最为有利。黄龙组上段灰岩夹钙质粉砂岩段和船山组下段条带状黑色结晶灰岩之所以分别成为上部矿体和深部矿体的主要赋矿围岩，除与其岩性有关与外，更主要是因为所处的空间位置的关系，使得它们有机会与细粒斑状花岗岩大面积亲密接触。

2.3构造与成矿的关系

如上文所述，南北向断层对宝山岩体的形成具有重要控制作用，F1，F2断层控制了岩体的总体范围和位置，F4断层控制了第二次和第三次侵入的位置，由于细粒斑状花岗岩（γ2-3b5）和细粒花岗岩（γ2-3c5）对成矿更为有利，因此对成矿有一定的控制作用，这也是工业矿体主要分布于茅草沟区段的重要原因之一。由矿体剖面图（图2，图3和图4）可见，宝山矿体的形态、产状和规模明显受接触带构造控制。岩体上部与船山组下段条带状黑色结晶灰岩整合接触，矿体赋存于接触面上，受岩浆冷凝收缩裂隙控制。在深部，花岗岩与黄龙组灰岩不整合接触，花岗岩浆及其岩浆期后热液沿灰岩层间薄弱带熔（溶）蚀、交代灰岩，残留指状突起（捕虏体）与岩浆热液充分接触并发生交代反应，导致花岗岩凹槽控矿。接触带产状平缓处比陡倾斜处交代成矿作用较好，矿体较富。接触面平直时，对成矿不利，矿化较弱，而接触带呈波状时，尤其在岩体内凹部位，有利于成矿，是厚大矿体赋存的主要部位［3］。此外，接触带附近近EW向张剪性裂隙是脉状多金属硫化物矿化的重要容矿空间。

3　　深部成矿预测

根据宝山矿床地质特征和成矿规律分析，成矿的有利部位是细粒斑状花岗岩或细粒花岗岩与中-上石炭统黄龙组-船山组碳酸盐岩接触带，工业矿体赋存部位是波状起伏的接触面，带特别是突入岩体的“半岛式”灰岩捕虏体接触带，即花岗岩凹槽接触带。生产勘探地质资料表明，矿体整体上有向东南侧伏之势，在15线附近深部仍有找矿潜力。主要证据如下：

（1）现有资料表明，15线附近深部-300～-500 m深度范围仍处于细粒斑状黑云母花岗岩与黄龙组灰岩的接触带部位。

（2）生产勘探工程已对15线附近-150～-200 m深度范围矿体进行了较好控制，矿化情况良好，品位较高，平均地质品位为WO30.568%、Pb 2.389%、Zn 2.001%、Ag＞150 g/t，表明深部仍具成矿潜力。

（3）在9线附近接触带突然变陡且向南部凹陷，预测在15线附近深部-300～-500 m深处可能存在一个大的凹槽构造（图4）。根据凹槽构造规模，预测其赋存矿体厚大，规模应大于上部已开采的“上部矿体”、“深部矿体”。

4结语

宝山夕卡岩型钨多金属矿床的形成明显受地层、岩性和接触带构造控制。成矿的有利部位是细粒斑状花岗岩或细粒花岗岩与中-上石炭统黄龙组-船山组碳酸盐岩接触带，工业矿体赋存部位是波状起伏的接触带，特别是突入岩体的“半岛式”灰岩捕虏体接触带，即所谓的“凹槽构造”。根据现有地质资料的分析，在茅草沟区段深部-300～-500 m深处可能存在另一个大的凹槽构造，预测赋存厚大矿体。

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Ore-forming Regularity and Metallogenic Prediction in the Depth of Baoshan Skarn-type Tungsten Polymetallic Deposit

CAI Fu-chun1，WU Kai-xing2

（1.Jiangxi Dangping Tungsten Industry Co.Ltd.，Dayu 341514，Jiangxi，China；2.School of Resource and Environmental Engineering，Jiangxi University of Science and Technology，Ganzhou 341000，Jiangxi，China）

Baoshan ore deposit is a typical contact metasomatic skarn type tungsten polymetallic deposit，ore body morphology，occurrence and scale obviously controlled by strata，lithology and contact zone structure.This paper analyzes the relationship between granite，stratigraphy，tectonics and mineralization，drawing the conclusions that the favorable mineralization positions are fine-grained porphyritic granite or fine-grained granite，or the Upper Carboniferous Huanglong-CHUANSHAN Carbonate contact zone；industrial ore body portion is in contact with the undulating，especially the"peninsula"type limestone xenoliths broken into the contact zone of rock mass，the socalled"groove structure".Existing geological data analysis showed another big notch construction may exists in-300～-500 m deep thatch groove section.Ore reserves were estimated up to about 600 000 t.

Jiangxi Baoshan；skarn-type ore deposit；ore-forming regularity；metallogenic prediction

P618.67；TF041

A

10.3969/j.issn.1009-0622.2015.03.001

2015-05-25

国家自然科学基金项目（41063001）

蔡富春（1981-），男，江西大余人，助理工程师，主要从事矿山地质工作。

吴开兴（1970-），男，江西兴国人，教授，主要从事矿床地质方面的科研工作。