赣南石雷钨锡矿床成矿断裂特征及成因分析

梁力杰，刘战庆，，刘善宝，张树德

（1.桂林理工大学地球科学学院，广西桂林541004；2.中国地质科学院矿产资源研究所，北京100037；3.崇义章源投资控股有限公司，江西赣州341300）



赣南石雷钨锡矿床成矿断裂特征及成因分析

梁力杰1，刘战庆1，2，刘善宝2，张树德3

（1.桂林理工大学地球科学学院，广西桂林541004；2.中国地质科学院矿产资源研究所，北京100037；3.崇义章源投资控股有限公司，江西赣州341300）

摘要：赣南石雷钨锡矿是西华山—棕树坑NNE构造—岩浆—钨锡成矿带北段重要的石英脉型钨锡矿床。通过矿山坑道填图及编录，对矿脉组、矿脉和矿体的几何形态、结构构造进行观测，对矿脉及成矿后断裂产状进行统计，并利用赤平投影进行构造解析。结果显示：石雷含矿石英脉整体呈EW-NEE走向，北倾为主，具尖灭侧现，脉体、脉组及脉带之间均以右行斜列为主；结合区域地质背景综合分析认为石雷矿区在NEE向右行走滑形成的压扭性应力场作用下，产生EW-NEE向断裂构造，岩浆侵位期后含矿热液利用断裂充填成矿，成矿后断裂构造对矿脉具有错动破坏作用，但错动距离小，并未改变矿脉的整体展布；对石雷矿区成矿断裂分布特征及其成因分析，指出矿区找矿方向，并划出三处成矿有利部位。

关键词：钨锡矿床；断裂特征；应力分析；成矿原因；找矿方向；石雷；赣南

赣南素有“世界钨都”之称，其钨矿类型多样，尤以石英脉型分布最广[1-2]。西华山—棕树坑成矿带位于赣南崇（义）—（大）余—（上）犹矿集区南东侧，是赣南重要的钨多金属成矿带，分布着著名的西华山、荡坪、漂塘、石雷等大—中型钨矿床，前人对成矿带内矿床成矿物质来源和成岩成矿年代做了大量的研究[3-5]，但对成矿断裂的成因研究则相对薄弱。石雷钨锡矿床位于西华山—棕树坑成矿带北部漂塘钨矿床的北端[3]，本文选择对石雷钨锡矿床成矿断裂构造进行研究，以矿田构造理论为指导，分析矿床控矿断裂特征，以期丰富该区构造控矿理论，并为今后矿山的地质找矿工作提供参考。

1区域地质概况

崇—余—犹地区位于南岭EW成矿带东段与武夷NNE成矿带南段的复合部位[6]，是赣南重要的钨锡多金属成矿集中区之一（图1）。

该区自震旦系—第四系均有不同程度的出露，尤以震旦系—奥陶系分布最广，并构成区域变质基底，其钨元素含量高于地壳克拉克值几倍到几十倍,是石英脉型钨矿床主要的赋矿围岩；泥盆系—三叠系碎屑碳酸盐岩沉积构成该区盖层，是夕卡岩型白钨矿床的主要赋矿围岩；侏罗系—第三系为陆相红盆沉积和火山喷发物。

该区构造运动强烈，构造变形错综复杂，多方向不同性质构造叠加复合，控制该区成岩成矿作用，断裂主要有南北向、东西向、北东向、北北东向及北西向等多组断层，以逆断层为主，正断层、平移断层次之，相互有规律地切错,复杂而有序[7]；其中北东向、北北东向、东西向和南北向向构造复合控制区内燕山期花岗岩侵入及钨锡矿床的形成与分布[6，8]。

该区岩浆岩发育齐全，自加里东期至燕山期均有分布[9-10]，以酸性岩类为主，中、基性岩类次之[11]；其中燕山期岩浆活动最为强烈，该花岗岩类主要是以高硅、富碱、富挥发分、铝过饱和为特征[9，12]，与钨锡多金属矿产关系最为密切，具多期、多阶段、多次成岩特征[13]。

2矿区地质

2.1地层

矿区出露地层简单，主要有寒武系下统高滩组、中统牛角河组，构成该区褶皱变质基底，岩性为石英砂岩、粉砂质板岩夹硅质板岩，为一套海相类复理石建造，是矿区主要的赋矿地层，泥盆系中统云山组砂岩及页岩呈角度不整合于寒武系之上（图2）。

图1西华山—棕树坑矿区地质图（据文献[4，14]修改）Fig.1 Geological map of Xihuashan-Zongshukeng ore district（amended version of literatures[4，14]）

2.2构造

石雷钨锡床处于木梓园—棕树坑倒转向斜核部北端，向斜核部地层为中寒武统高滩组，两翼为下寒武统牛角河组，向斜轴向NNE，轴面倾向SEE，倾角55°～60°。区内断裂发育，形式复杂，主要有EW、NS、NNE、NW和NNE向断裂；其中NNE向断裂和EW向对成矿起主导控制作用；NNE向断裂走向为20°～50°，倾角为50°～70°，沿走向延伸几百米至数千米，宽几十厘米至数米，延深达数百米，断层为左行走滑，具有明显的挤压破碎带及与断面成小角度相交的断层劈理，成矿断裂主要分布在这组断裂所夹持的范围内；EW向断裂多数发育于矿区中部，以北倾为主，倾角为70°以上，延长数百米至两千米不等，具有显著的挤压破碎、硅化、片理化现象，是矿区主要的容矿断裂。

2.3岩浆岩

区内岩浆活动强烈，主要有石英闪长岩和花岗岩，石英闪长岩呈岩瘤状分布于矿区中部，属加里东期岩浆活动的产物[15]，亦是石雷矿区赋矿围岩；燕山期花岗岩受EW向和NNE向断裂控制隐伏于矿区深部[15]，岩性为细粒似斑状花岗岩和中细粒似斑状黑云母花岗岩，钻探工程揭露最高标高为+129.30m[16]，且接触面顶部标高具有南高北低的特征。

3矿床地质

3.1矿体分布及特征

石雷矿床属于高—中温热液石英脉型钨锡矿床，矿脉在地表以矿化标志带产出，由平行密集的云母线、含云母石英细脉、石英细脉构成，向深部渐变为石英单脉或脉带型工业矿体。矿化标志带地表延长300～2 100 m不等，宽为60～200 m，含脉密度为1～5条/m，含脉率为1.4 %左右，脉宽在0.1～1 cm之间。矿化带走向为74°～130°，倾向北，倾角为64°～85°；矿脉成组成带产出，按矿脉集中分布特征可分为东矿脉带（简称东带）、南矿脉带（南带）、中矿脉带（中带）、北矿脉带（北带）、棕树坑矿脉带、千佛所矿脉带和螺形坳矿脉带（图2）。

图2石雷矿区地质图Fig.2 Geological map of Shilei mine area

石雷矿区坑道内揭露的矿体以脉状产出，脉体形态复杂。笔者通过坑道地质填图及编录，揭露了一些矿脉典型的特征，主要表现为大部分矿脉以薄脉状为主，脉体在平面上呈波状弯曲状，局部弯折，具尖灭侧现、尖灭再现、分支复合和膨大缩小等特征，剖面上为薄板状，倾角陡，也具有尖灭侧现，分支复合等特征；含矿石英脉受后期构造活动错断显著，但并未改变矿脉整体的展布（图3）。

3.2矿化特征

图3石雷钨锡矿石英脉特征Fig.3 Characteristics of the quartz vein in Shilei tungsten-tin deposit

石雷矿区含矿石英脉主要赋存于隐伏岩体外接触带寒武系浅变质岩和加里东期石英闪长岩体内。其中矿石矿物有黑钨矿、锡石、黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、白钨矿、辉钼矿、辉铋矿、毒砂、磁黄铁矿等，脉石矿物有石英、云母、萤石、绿柱石、长石、黄玉、绿泥石、氟磷酸铁锰矿、方解石；次生矿物有绢云母、叶腊石、钨华等。黑钨矿多呈半自形板柱状、竹叶状、楔状及针柱状，也有呈放射状集合体产出，单体长一般2 mm×4 mm～10 mm×25 mm；锡石多呈半自形粒状，粒径数毫米至十几毫米不等，主要分布于脉壁，少数产于脉中；石英多呈乳白色、灰白色、烟灰色，油脂光泽强。

3.3围岩蚀变

矿脉围岩蚀变主要为硅化、白云母化，次为黑云母化、电气石化、萤石化、绿泥石化、绢云母化、黄铁矿化、夕卡岩化，其中与成矿关系密切的是硅化和白云母化。矿区深部隐伏花岗岩体的热力作用下，于外接触带的变质岩中形成了较为明显角岩化的热力蚀变晕圈，越接近花岗岩体蚀变强度越大，大致可分为三个蚀变带：即角岩带、强角岩化蚀变带、角岩化—弱角岩化蚀变带。

4矿区断裂特征

4.1成矿前断裂

矿区岩浆岩具多期侵入特征，主要有加里东期石英闪长岩体和隐伏燕山期花岗岩，表明加里东期和燕山期受强烈构造活动。矿区由寒武系中统高滩组、下统牛角河组组成的基底褶皱为一倒转向斜，向斜轴向NNE，轴面倾向SEE，倾角55°～60°；泥盆系中统云山组呈角度不整合与基底之上，表明基底褶皱形成于加里东期。在区域NWW-SEE挤压形成NEE和NW向的扭裂和NWW向的张性断裂，NWW向张性断裂控制了矿区石英闪长岩体的侵入；矿区含矿脉体主要集中分布在向斜核部，表明加里东期NWW-SEE向挤压作用形成的断裂构造为后期构造应力场继承、叠加和改造，对花岗岩和矿脉分布起重要的控制作用。

4.2成矿期断裂

成矿期断裂成组成带产出，主要有EW-NEE向和NW向，其中EW-NEE向断裂是矿区主要的容矿断裂。成矿断裂的分布显示了成矿断裂是通过叠加或继承部分有利断裂构造，同时产生新的断裂构造，并通过充填热液形成含矿脉体。

4. 2. 1矿脉带的分布特征

石雷钨锡矿床含矿脉体分布密集成带而有规律，脉带之间呈雁行式排列，如南带、中带和北带之间及千佛所矿脉带与螺形坳矿脉带之间呈NEE向右行斜列分布分，脉带之间呈近等间距分布，斜列的重叠部位在30～150 m之间。

在矿脉带之间不仅表现为右行斜列的特征，矿脉组、单脉之间也是如此，最典型的是棕树坑矿脉带中的三组矿脉之间和东带V102矿脉中的单脉之间也表现为右行斜列的特征（图2），对于矿脉组及矿脉的形态及产出特征详细描述如下。

4. 2. 2矿脉组及矿脉的形态与产出特征

表1石雷钨锡矿主要矿脉组带特征Tab.1 Ore-vein grouping characteristic of Shilei tungsten-tin deposit

石雷矿区赋矿围岩主要为寒武系变质岩系和加里东期石英闪长岩（表1），本次研究重点对矿区+ 418m标高中段的北带、中带和东带矿脉进行了编录与观测（图4）。根据矿山坑道编录揭露的矿体走向，可分为EW向组、NEE向组和NWW向组，矿脉组间呈组合形态见平行排列、斜列排列、羽状排列等。

图4石雷矿区418 m中段矿脉分布图及部分矿脉产状等密图Fig.4 Veins profile a 418 m of Shilei tungsten-tin deposit and vein density map

北东东向矿脉组走向64°～79°，倾向北北西，倾角为64°～81°；矿脉沿走向延伸100～350 m不等，延深320～500 m，脉宽为0.05～0.36 m；该方向矿脉主要分布在北带和东带，尤以东带分布最广，是矿床主体矿脉延伸方向之一。矿脉具体表现为尖灭侧现、分支复合、膨大缩小等特征，尖灭侧现整体呈右行左现的特征，见图5（a），局部可见有追踪NW向和NEE向两组断裂而成，见图5（b）。

东西向矿脉组走向81°～106°，倾向北，倾角为64°～84°；矿脉沿走向延伸100～750 m不等，倾向延深320～500 m，脉宽为0.05～0.22 m。该方向矿脉在各矿脉带中均有发育，但主要在中带集中分布，是矿床主要的矿脉延伸方向之一。矿脉具体表现为波状弯曲，具尖灭侧现、分支复合，尖灭侧现整体具右行左现的特征。

北西西向矿脉组倾向为112°～121°，倾向北北东，倾角为78°～83°，矿脉沿走向延伸20～70 m不等，倾向延深210～257 m，脉宽为0.07～0.33 m。该组矿脉弱发育，仅于北带有发育，矿脉连续性较差，沿走向产状变化大。矿脉具有尖灭侧现，分支复合，尖灭侧现主要表现为左行右现，见图5（c）；矿脉局部可见矿脉追踪NW向和NEE向两组断裂充填，矿脉两侧发育NEE向的侧羽裂脉，见图5（d）。

图5矿体的几何形态素描Fig.5 Sketch of ore body's geometrical shape

4.3成矿后断裂特征

石雷钨锡矿矿床中含矿石英脉明显受成矿后构造断裂的错动或破坏，主要以斜向或正交的形式错动矿脉。通过对成矿后断裂产状统计并作赤平投影分析（图6），结果显示：成矿后断裂走向以NNE向为主，倾向为102°～119°，倾向SEE占优势，倾角为50°～82°；成矿后断裂均以小距离错动为主，一般错断距离有10～20 cm，最大不超过1 m，对矿脉整体延伸影响较小。

综上所述，矿脉整体走向以EW-NEE向为主，局部穿插有NW向矿脉，北倾为主。EW-NEE向矿脉走向67°～93°，表现为右行左侧现，NWW向矿脉走向112°～123°，表现为左行右侧现，这两组矿脉与NEE和NW向共轭断裂相吻合，见图3（b）、图3 （g），推测成矿断裂是在NWW-SEE向挤压作用应下形成的一对共轭断裂。矿脉带、脉组及脉体之间呈雁行状排列。成矿后断裂对矿脉有明显的错断，然而错动距离较小，并未改变矿脉整体展布。

图6成矿后断裂构造产状赤平投影等密度图Fig.6 Density map of stereographic projection for the faults after mineralization

5成矿断裂成因分析

5.1区域构造演化

赣南地区自震旦纪以来经历了三个阶段的构造演化过程。（1）震旦纪—奥陶纪深海—次深海沉积阶段，沉积了震旦纪—寒武纪浊流相复理石建造，奥陶纪含黄铁矿结核、硅炭质及杂砂岩的笔石页岩建造；奥陶纪末NWW-SEE挤压形成本区轴向NNE的复式向斜和NWW向形成张性断裂，并伴随石英闪长岩体的侵入；志留纪—早泥盆世处于加里东期强烈造山活动，地壳长期挤压抬升、风化剥蚀；（2）中泥盆世—早三叠世进入海陆交互沉积阶段；（3）早三叠世后海水退去，进入陆相环境；晚三叠世初开始印支运动，产生NS向挤压，形成近EW向压性构造断裂[17]；中侏罗世后主要受古太平洋板块俯冲—弧后伸展和陆内深部构造的联合制约，形成了NNE向断裂系统以及陆相盆地[18]，并伴随大规模的岩浆活动，形成富含W、Sn、Mo、Be等多金属矿产[4，6]。

5.2成矿断裂形成

矿区隐伏花岗岩成岩时代主要集中在153～161 Ma之间[4]，对应区域古太平洋板块俯冲—弧后伸展，而含矿脉体主要分布在NNE向断裂构造所夹持的范围内，表明区域NNE向断裂是控制该区成矿断裂张开的控矿构造。NNE向断裂构造贯穿整个矿区，表现为左行走滑性质。石雷钨锡矿床发育EW向、NEE向和NW向三组矿脉，EW向和东西向矿脉均表现为右行左现的特征，而NW向矿脉表现为左行右现，矿脉的构造行迹显示了与NEE向和NW向的共轭断裂相吻合，说明了矿区是在NEW-SEE挤压应力产生的NEE向和NW向的两对共轭剪切力偶作用下，并产生的两组雁行式压扭性断裂（图7）。

图7构造应力分析图Fig.7 Analysis chart for tectonic stress

矿床含矿脉体整体呈EW-NEE走向，北倾为主；矿脉呈波状弯曲，具尖灭侧现，表现为“尖灭右侧现，北倾尖灭后侧伏”，尖灭重叠部位短，矿脉方向与矿脉组方向间的夹角在10°左右；同样脉组、脉带之间呈也NEE向右行斜列展布的特征；表明石雷矿区主要是在NEE向右行剪切力形成的压扭性构造应力场作用下，产生EW-NEE向构造断裂，岩浆期后含矿热液利用这组断裂充填成矿。不仅在石雷矿区矿脉表现为右行斜列的特征，同样在成矿带中的漂塘和木梓园矿区的矿脉群之间也表现为右行斜列的特征[4]，表明西华山—棕树坑成矿带中的成矿断裂是在NWW-SEE水平向挤压作用下产生一系列的断裂构造，NNE向断裂构造左行走滑产生以NEE向为主的压扭性断裂。

5.3找矿方向

对石雷矿区成矿断裂分布特征及其成因分析，认为矿区仍具有找矿空间。石雷钨锡矿床含矿脉体主要分布在NNE向断裂夹持于的范围中，NNE向左行走滑作用产生次级EW-NEE向断裂是矿区主要的容矿断裂，含矿断裂充填热液形成的矿脉成组成带产出，单脉、脉组、脉带间以右行斜分布为主；依据矿脉的斜列式分布特征及成矿构造应力场作用，推测东带矿脉北东侧（Ⅰ）、棕树坑矿脉带（Ⅱ）和千佛所矿脉带（Ⅲ）南西侧为断裂有利发育部位（图2）。

6结论

（1）石雷钨锡矿床含矿脉体主要分布在NNE向断裂构造所夹持的范围内，整体呈EW-NEE向分布，北倾为主，具波状弯曲、膨大缩小、尖灭侧现等特征，脉体、脉组及脉带组之间呈雁行状排列分布，以右行斜列为主；成矿断裂是在NEE右行走滑形成的压扭性构造应力场作用下，形成EW-NEE向构造断裂，岩浆期后含矿热液利用这组断裂充填成矿。

（2）石英脉矿化以黑钨矿、锡石为主，表层细脉带矿化弱，往深部矿化逐渐增强；依据矿脉的斜列式分布特征及成矿构造应力场作用划出矿区千佛所矿脉带和棕树坑矿脉带南西侧与东带矿脉带北东侧是成矿断裂发育的有利部位。成矿后断裂以NNE向为主，对矿脉有明显的错断，然而错动距离较小，并未改变矿脉整体展布。

致谢:文章撰写期间得到了崇义章源投资控股有限公司黄泽兰董事长和副总工程师郭淑庆高级工程师的支持和帮助；野外及坑道内编录期间公司地质勘查队彭瑜勋和钟先源技术员及石雷钨锡矿地质科科长周林也给予了极大的帮助与支持，在此表示感谢。

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Mineralization Fracture Characteristics and Causes for Southern Jiangxi's Shilei Tungsten-Tin Deposit

LIANG Li-jie1, LIU Zhan-qing1,2, LIU Shan-bao2, ZHANG Shu-de3
(1.College of Earth Sciences, Guilin University of Technology, Guilin 541004, Guangxi, China; 2.Institute of Mineral Resources, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100037, China; 3.Chongyi Zhangyuan Investment Holdings Limited, Ganzhou 341300, Jiangxi, China)

Abstract:Shilei mining region is an important quartz-vein-type tungsten-tin deposit that located in the north of Xihuashan -Zongshukeng NNE tectonic -magmatic metallogenic belt of southern Jiangxi. By conducting tunnel geological mapping and cataloging, this paper analyzes the geometry, structural and constructional characteristics of ore-bearing veins groups, quart-veins and ore body. Data of occurrences of ore-veins and ore-related fault were collected by using the stereographic projection analysis. The results showed that Shilei ore-bearing quartz veins were EW-NEE direction, with lateral en echelon arrangement. A comprehensive analysis on the geological setting showed that the mineralization fracture were formed by NEE dextral compression-shear stress field, then generated EWNEE direction fracture. The post-magmatic hydrothermal ore-bearing fluid used these fracture for mineralization in Shilei mine area. The faults after mineralization were with slight displacement in the veins with unchanged whole distribution vein. The characteristic of mineralization fracture and tectonic stress were analyzed by pointing out prospecting direction.

Key words:tungsten -tin deposit; mineralization fracture; stress analysis; mineralization reason; prospecting direction; Shilei; Southern Jiangxi

通讯作者：刘战庆（1975-），男，陕西蒲城人，博士，硕士生导师，主要从事构造地质学与矿田构造的教学与科研工作。

作者简介：梁力杰（1989-），男，广西南宁人，硕士研究生，研究方向为构造地质学。

收稿日期：2015-11-26

DOI：10.3969/j.issn.1009－0622.2016.01.006

中图分类号：P613；P618.67；P618.44

文献标识码：A

资助项目：国土资源部公益性行业科研专项（201411050，201411035）；中央地勘基金项目（2013360010）