湘东钨矿矿床地质特征及深部找矿预测

黄德晶

(江门职业技术学院材料技术系，广东 江门 529000)

随着多年来国内矿山开采规模不断扩大，相当一部分矿山资源接近枯竭，已逐渐步入资源危机矿山行列[1-3]。湘东矿区自20世纪50年代投产以来已经连续开采60余年，探明的可采钨矿资源已接近枯竭[4]，加强矿区深部及其外围找矿勘查工作，对于进一步增加资源储量，延长矿山服务年限大有裨益。湘东钨矿地处湘赣边界的茶陵县高隆镇境内，位于扬子板块与华夏板块结合带，邓阜仙—诸广山NW向和陵县—临武NE向构造岩浆岩带交汇处，为石英脉型钨矿床[5]。受燕山期构造活动影响，矿区构造相互叠加，褶皱与断裂发育，形成了以NW向断裂为基底、NE向断裂为骨架的构造格局。区内出露晚三叠世—晚侏罗世花岗岩体，岩体与成矿作用密切，特别是岩浆活动与构造的相互作用，成为南岭地区成矿的重要控制因素。近年来，大量学者对矿区构造活动、岩浆活动与成矿作用的关系进行了大量研究，尽管成果丰硕，但也存在明显的争议[6]，申维[7]认为老山坳断裂与成矿无关，基于矿脉容矿构造而形成了成矿岩体的原生节理；谭满堂等[8]认为湘东矿区的老山坳断裂发育于矿床成矿后期，不但未起到成矿作用，反而破坏了矿床成矿地质条件；王登红等[9]认为湘东矿区内早古生代—晚中生带的区域构造均与成矿有关。总体上，湘东钨矿受限于地形构造，区内老山坳断层的构造属性和成矿关系并未确定，深部找矿并未有较大突破。本研究通过对矿区及矿床地质特征进行详细分析，并对矿区深部进行找矿预测，为矿区后续找矿勘探工作提供可靠依据。

1 区域成矿地质背景

湘东钨矿矿区内褶皱与断裂较发育，属华南活化区[10]。矿区受燕山期构造活动影响，构造相互叠加，形成了以NW向断裂为基底、NE向断裂为骨架的构造格局。其中，NE向断陷盆地由白垩系构造层形成，同时伴随多火山作用，存在明显的印支期复合岩体的侵入现象；在NW向断裂带南部存在广泛的加里东期万洋山岩体，同时存在锡田岩体侵入现象。由NE、NNE断裂带形成了湘东钨矿主要的成岩成矿构造，区内主要的成矿岩体为邓阜仙复式岩体，分布于太和仙穹窿部位，此外，锡田岩体分布也较多，为印支—燕山早期岩浆侵入形成。早期岩体侵入大，形成显著的分带性结构，呈灰白色细粒和中细粒黑云母花岗岩岩性；晚期岩体规模较小，形成岩枝状灰白色中—中细粒二云母花岗岩，岩体属超酸性岩体，钨、锡成矿条件优良。区内岩体表现为自变质作用，有钠长石化、黑云母化、白云母化等。矿区东南侧围岩中伴随有较弱的热变质作用，形成了角岩、大理岩。区内钨、锡、铜、铅等有色金属矿产分布广泛，贵金属矿产有金、银等，稀有金属矿产主要有铌、钽、锆英石等，煤、铁资源也较为丰富，其中已探明的有色金属矿产主要集中于岩体内外接触带区域，煤炭资源和铁矿主要集中于二叠系和泥盆系中。

2 矿区地质特征

2.1 地 层

2.2 构 造

矿区内主要的断层走向为NEE向和NW向。其中，规模较大的断层带为EW向老山坳断层(F1)以及NE向金竹垄断层(F2)，形成了主要的成矿断裂带。老山坳断层(F1)为矿区内最大的断裂构造，整体长度达到10 km，出露于矿区中部的老山、竹山一带，主要分布于中粒二云母花岗岩边部区域。该断层地表以沟谷为主，断层特征显著，断裂面、断层泥发育。断层主体走向NEE倾向SSE，倾角为30°～40°。根据相关资料，该断层由斑状花岗岩浆入侵后形成，受多期次的影响作用，花岗岩浆的细粒、中粒状结构依次脉动上侵。 金竹垄断层(F2)走向NE，属逆断层，主要分布于矿区金竹垄一带，长约2 km，深部可见细粒白云母花岗岩充填，断层倾向SE，倾角变化较大(30°～50°)，属细粒白云母花岗岩导岩构造。

2.3 岩浆岩

矿区发育的岩体主要包括印支期岩体和燕山期岩体。其中，印支期岩体呈马蹄形分布于邓阜仙复式岩体周边，占地面积130 km2，分布于矿区东部、南部地区，燕山期中细粒花岗岩穿插其中(图1)。印支期岩体岩性以中粗粒斑状黑云母花岗岩为主，岩体风化面显现出黄褐色，新鲜面呈现出浅灰色。岩体矿物组分以钾长石、斜长石、石英、黑云母为主，含量分别为40%、26%、22%、12%。印支期似斑状粗粒花岗岩内发育有流面形叶理构造和片麻理叶理构造，以片麻理构造为主，呈压扁拉长的椭圆状或条状。燕山早期岩体成株状，出露于矿区西南、东南和中部区域，被细粒白云母花岗岩穿插侵入，岩性以块状结构的中粒二云母花岗岩为主，岩体风化面呈灰色，新鲜面为灰白色。岩体矿物组分以石英、钾长石、斜长石、白云母、黑云母为主，含量分别为40%、25%、15%、10%～15%、3%～5%。石英粒径为1～3 mm，以粒状为主；钾长石粒径为1～3 mm，呈板状；白云母为片状结构，颗粒感较大。燕山晚期岩体规模较小，呈零星状分布于大断层附近。

图1 花岗岩样品Fig.1 Granite samples

2.4 围岩蚀变

矿区北矿脉围岩硅化和绢云母化受蚀变作用影响强烈，黑色硅质充填接触带附近发育密集网脉或细脉带结构，并在局部地区产生了明显的碎裂现象(图2(a))，形成次棱角状或次圆状角砾结构。硅质充填物由粒径50 μm的石英微晶组成，晶体呈等轴粒状三连边结构。对比北矿脉特征可知，南矿脉表现出轻微围岩蚀变特征，且存在未被填充的破裂带(图2(b))。

图2 矿脉围岩蚀变特征Fig.2 Alteration characteristics of thesurrounding rock of ore veins

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

湘东钨矿是一个典型的花岗岩体内生石英脉型钨矿床，矿体位于矿区NW向断裂带内，由30余条具有开采价值的石英脉构成，受老山坳断层(F1)以及NEE向次级裂隙构造共同控制。矿脉以F1断层为界，分为南矿脉和北矿脉。南矿脉位于矿区中南部，呈NE走向，倾向NW，倾角为65°～80°，长300～ 1 800 m；南矿脉总体平直稳定，整体结构较简单，常见块状构造。矿脉组成以黑钨矿、灰白石英为主，同时夹有少量硫化物。其中，黑钨矿晶体成放射状聚集，占矿脉体绝大部分，周边分布有少量石英和硫化物，w(WO3)为0～33.69%，矿化较不均匀，变异系数为1.7～4，矿脉厚0.1～0.6 m，总体变化趋势较稳定。北矿脉位于矿区西北部，呈NE走向，倾向SE，倾角为45°～70°，矿脉数量较大，矿化不均匀度较大，矿体分布较为分散，并分布有较多的含硫化物。北矿脉宽度为数厘米至数十厘米，具有尖灭再现特征。综合分析南北2组矿脉特征可知，湘东钨矿具有典型的“五层楼分带”模式[11]，F1断层附近矿脉错位频繁，而远离断层区矿脉趋于稳定；矿脉垂直段上部以薄脉为主，由上往下脉幅增加。

3.2 矿石特征

矿区矿石构造以浸染状、网脉状、条带状、团斑状为主[12]，矿石中的金属矿物主要为黑钨矿、黄铜矿、闪锌矿以及辉银矿，同时含有少量白钨矿、褐铁矿和辉铜矿。黑钨矿呈黑色或灰黑色，少部分呈浅灰白色油脂光泽，颗粒较小，粒径通常小于0.2 mm，呈自形—半自形板柱状或针状，主要集中于石英脉边沿和垂直段，形成梳状构造结构。当矿体围岩为斜长角闪片岩时，则近片岩矿化体中黑钨矿含量较高，远离片岩区域的矿化体中黑钨矿的含量则会随着距离的延长而下降。呈浸染状的黑钨矿赋存于榴子石、符山石等石英细脉内以及石英脉与矽卡岩接触带中。黑钨矿呈浸染状嵌入石英脉颗粒和黄铜矿、磁黄铁矿颗粒间，沿黑钨矿解理或边缘可见黄铁矿、黄铜矿(图3)。

图3 矿石构造特征Fig.3 Ore structural characteristics

4 深部找矿预测

4.1 找矿方向

矿区内小规模的NE—NNE向断裂带和次级构造间隙以及区域性NE—NNE向老山坳断裂共同构成了成矿构造。特别是分布于断裂带周边的脆性破裂，与断裂带共同构成了容矿构造。湘东钨矿南北矿脉与老山坳断层(F1)形成过程中派生出的R、R′脆性破裂层保持了相同倾向，表明在R、R′脆性破裂层以及2组矿脉倾向的延伸方向是矿区后期找矿的重要区域。

矿区深部勘探资料分析表明，区内老山坳断层(F1)周边矿化增强特征明显，蚀变规模较大，矿化体厚度增加，表现出显著的矿脉发育特征。结合成矿结构面特征，预测该断层深部破碎发育区可能存在石英脉型钨矿体。

矿区南矿脉SS2、SS3出露连续，矿脉规模较大。SS2矿脉平均厚度为0.46 m，w(WO3)为0.442%，局部矿化强；矿脉体东端较厚，裂隙由西向东逐渐开阔，并发育条带构造，围岩破碎硅化蚀变强烈，石英细脉发育；SS3矿脉浅部厚度大，矿化较均匀，富集明显，总体矿化较均匀，深部 ZK40001、ZK40601钻孔均见矿，矿化较好，w(WO3)为0.560%，矿化局部呈细短脉状分布，围岩硅化强，石英细脉发育。SS3矿脉南向F8断层为硅化破碎带，带内可见石英脉充填，为硅化蚀变带，F8断层东端有一采坑曾开采出少量钨矿石，西端也表现强烈的矿化现象。经综合分析，可推测SS2、SS3矿脉东端和深部区域存在较大的成矿潜力，F8断层深部可能存在石英脉，找矿潜力巨大。

4.2 找矿靶区

根据湘东矿区成矿地质特征以及区内物化探数据，圈定了1处找矿靶区。该靶区位于矿区F8断层以南3 km处，呈NW—ES向展布，处于老山坳断层(F1)上盘。由于靠近F8断层，该靶区内构造复杂，表现出平行的条带状构造(图4)，条带厚度不等，宽度为1～5 cm。

图4 靶区矿化断层结构Fig.4 Mineralization fault structure of target area

靶区内蚀变以硅化和绢云母化为主，在F8断层接触带附近围岩呈现出多向性，且破裂带被黑色硅质填充而形成复杂的网脉状特征(图5)，局部出现明显的破裂现象，大部分角砾呈多次棱角状和次圆状，硅质填充物由粒径约为50 um的等轴粒状微晶组成，表现出明显的三连边结构。

图5 网状硅质黑色细脉Fig.5 Silvery black veins with network structure

对靶区岩体的地球化学特征参数进行统计分析可知，该区岩体显现出明显的富钾及碱特性，燕山期花岗岩w(SiO2)为65%～74.6%，w(Al2O3)为12.68%～15.69%，w(TiO2)为0.02%～0.3%，w(MgO)为0.02%～0.3%，w(Na2O)为2%～12.28%，w(K2O)为0.2%～7.31%，w(Na2O+K2O)为8.23%～12.43%。岩体的铝饱和指数A/CNK值分析表明，靶区邓阜仙燕山期花岗岩具有较高的分异程度。靶区内发育条带状构造，围岩破碎且硅化蚀变强烈，石英细脉发育，同时具有较好的化探异常特征，W、Fe、Pb、Mn异常套合较好，矿化异常明显，矿脉所处的硅化破碎带为硅化蚀变带，并表现出明显的石英脉充填特征，深部找矿前景较好，值得进一步开展工作。

5 结 语

对湘东钨矿矿区地质特征及矿床地质特征进行了详细剖析，并圈定了1处位于矿区F8断层以南3 km处的找矿靶区。经过对靶区地层、岩性特征以及物探异常的综合分析可知，该靶区找矿前景较好。此外，矿区值得进一步开展工作的区域有：①R、R′脆性破裂层与南北矿脉倾向一致，两者倾向的延伸方向；②矿区老山坳断层(F1)下盘深处破裂发育区，SS2、SS3矿脉东端及深部、F8断层深部以及同方向、不同类型和级别的断裂裂隙交汇处，断裂裂隙带转折部位以及波状起伏地段；③深部含矿热液中富含丰富的S2-的区域，构造围岩和蚀变岩接触带下盘以及矿脉石英结晶程度较高的区域。

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