浒坑钨矿南部区段矿床类型及赋存规律初探

2019-05-06孙最强周孝满何维基

中国钨业 2019年5期

孙最强，周孝满，何维基，江辉

（1．江西钨业控股集团有限公司，江西南昌 330001；2．江西浒坑钨业有限公司，江西吉安 343205）

浒坑钨矿是一座开采了近70年的大型石英脉型黑钨矿床，也是江西重要的钨精矿生产基地之一，历来以产出高品位石英大脉型黑钨矿而闻名。矿区由西家垅、新生坳、南部区段等3部分组成，其中南部区段（原称“大脉区段”）一直是矿山开采的主力区段。2007年以来，危机矿山接替资源找矿在该区域进行地质详细勘查过程中发现了新的矿化类型——石英细脉带型钨矿床。在系统分析矿区成矿地质条件的基础上，本文结合危机矿山接替资源普查、详查及生产探矿新成果、新认识进行分析研究，归纳总结出浒坑钨矿南部区段矿床类型及其赋存规律，以期为矿山深边部探矿增储和赣中南同类型钨矿山提供找矿借鉴。

1 区域地质背景

浒坑钨矿所处的赣中武功山地区，是一个十分典型的中生代花岗岩穹隆伸展构造，由花岗质变质核杂岩、大型拆离断层构造带和南北两侧的盆地构造等3层结构所组成[1-4]，大地构造位置处于新元古代华南板块与杨子板块的碰撞缝合带[5]。该构造的形成是陆内板块相互碰撞引起多次岩浆重熔，岩浆强力底辟侵位引起地壳的局部隆起，从而继承发展为伸展滑覆构造的结果。经历印支、燕山、喜山期等多期构造运动的叠加与改造，区内断裂构造十分发育，岩浆活动频繁，尤以燕山期花岗岩最具代表，其独特的岩浆-构造背景使之成为成矿流体产生和运聚的优势区，从而造就了武功山钨、铜、铋、钼多金属成矿带。浒坑钨矿位于该多金属成矿带东端的浒坑花岗岩株南缘，具备有利的区域成矿地质条件。

2 成矿地质条件

浒坑钨矿床属于典型的岩浆期后中-高温热液充填石英脉型黑钨矿床，其形成是在武功山区域大地构造演化背景及区域动力作用下岩浆-构造-围岩三者有机耦合的结果。

2.1 岩浆岩

图1 浒坑矿区地质略图Fig.1 Geological map of Hukeng mining area

关于浒坑花岗岩体的岩石化学特征、岩相、形成年代及成因问题，前人开展了大量的研究工作。浒坑花岗岩体主要以分异S型花岗岩为主，同时混有同熔型（I型）花岗岩。岩体总体上富硅、富碱，为高钾钙碱性系列，从岩石化学成分上划分属准铝质/弱过铝质花岗岩[6]。其岩性以白云母花岗岩为主，从岩体边缘相-过渡相-中心相，依次为细粒、中-细粒、中粗粒白云母花岗岩，其中过渡相中-细粒白云母花岗岩为矿床主要的赋矿层位。岩体物源组分来自于成熟上地壳富含黏土矿物的泥质岩源区，并经历了较高程度的结晶分异，源区褶皱基底介质中钨高丰度值的地球化学背景，为成矿流体提供了母源。岩体属于燕山早期第二阶段第三次岩浆活动的产物，锆石UPb 测年年龄为 151．6±2．6 Ma[6]，其形成时代与中生代华南地区大规模成岩成矿作用高峰期基本一致。

图2 深成岩体顶部原生破裂构造发育示意图[7]Fig.2 Diagram of primary fracture structure at the top of pluton（after H.Cloos，1922）[7]

浒坑花岗岩体独特的地质特征是浒坑钨矿床形成的基础。一方面，侵入岩体在冷凝收缩过程中顶部原生破裂构造发育（图2）[7]，在岩体内接触带附近形成了大量原生节理裂隙，在接触面产状突变处尤为发育，裂隙几乎近于垂直接触界面发育，往岩体内接触带深部裂隙有“帚状”群集现象，这些原生裂隙与岩体几乎同时形成[8]，为晚期成矿流体提供了良好的容矿空间。另一方面，浒坑岩体中钨丰度值极高，WO3含量介于（160～1100）×10-6之间，平均含量可达 563×10-6，相当于华南地区燕山期花岗岩平均含量（7．5×10-6）的75倍[9]，这一高钨丰度值的地球化学背景为浒坑钨矿床的形成提供了充足的钨矿母质来源。

2.2 断裂构造

矿区断裂构造十分发育，大致上分布有北东向（F1、F3）、北西向（F2）两组主干断裂（图 1）。南部区段形成了区域“构造三角带”，是有利的成矿构造部位，其区域控岩、控矿、容矿构造断裂为浒坑—章庄断裂（F1）、浒坑—西家垅断裂（F2）。此二条断裂一方面控制了岩体往东南、西南方向的延伸，另一方面派生和伴生了一系列低级次断层构造、容矿裂隙系统，对岩体内接触带的原生裂隙也有一定的的拓展与改造作用，进一步丰富了容矿空间，并为成矿流体的运聚提供了通道。

南部区段岩体内主要发育有北西向、东西向两组容矿裂隙。其中，北西向容矿裂隙为该区的主要容矿裂隙，主要发育于该区西南部和南部，往往成组成带发育。浅表部表现为张剪性，深部表现为压剪性，深部容矿裂隙贯通性相对较差。裂隙具有多期次活动性，填隙物具有明显碎裂结构，分析认为该组裂隙由早期原生裂隙（横节理）经晚期构造韧性剪切改造、沟通与拓展形成；东西向容矿裂隙主要发育于该区东部，为浒坑—章庄断裂（F1）派生的以剪切作用力为主的张剪性裂隙，在走向上向西收敛向东散开，在倾向上单脉常呈波状延深。从矿区井下各中段矿脉错切关系来看，东西向容矿裂隙的形成普遍早于北西向容矿裂隙。

2.3 地层围岩

震旦系下统老虎塘组地层为矿区南部区段区域性地层围岩，该组地层直接覆盖在浒坑花岗岩体南缘之上，受上涌岩浆的热力烘烤发生了角岩化程度不一的热变质现象。其岩性为一套中-低变质程度的泥砂质片岩类，主要岩类有石英云母片岩、斜长云母片岩、石英斜长云母片岩及石英片岩等。该组地层中普遍富含黏土类矿物，岩性极为致密，渗透性较差。地层局部虽可见含钨石英脉，但沿倾向延伸较短，说明该组地层中并无较大断裂发育。该组地层横向分布稳定，厚度也较大，其产状介于（150°～230°）∠（20°～35°），与花岗岩株接触界面产状几近一致，地层对下伏的花岗岩浆成矿流体具有良好的封堵性，有利于成矿流体在花岗岩内接触带中富集成矿。

3 矿床类型

矿区南部区段早期发现的矿床类型主要为石英大脉型钨矿床。近年来，危机矿山接替资源普查及后续详查补充勘查在矿区南西深部新发现具工业价值的矿床类型——石英细脉带型钨矿床。在-60 m标高处，侵入岩体接触界面产状由陡急剧变缓形成平缓第二台阶[10]，矿床类型由石英大脉型逐步过渡到石英细脉带型。石英细脉带型钨矿床与石英大脉型矿床的成矿母岩以及控矿地质体基本一致，由于岩体深部成矿时的压力、温度、构造裂隙的具体形态以及成矿期次的差异造成了大脉-细脉的差别。两者在空间上基本是独立存在的，其矿石成分、结构、构造、围岩蚀变等方面均存在一定差异（表1）。

3.1 石英大脉型钨矿床

该类型钨矿床在矿区南部区段普遍发育，主要集中分布在-60 m标高以上，往深部逐步尖灭。钨矿脉主要赋存于垂直花岗岩体内接触带界面的张性裂隙中，其走向延伸大体上与岩体接触面界线平行，按走向大致可划分为近东西向、北西西向、北西向等三组。矿脉总体上表现为北倾，产状呈现“上陡下缓”特征，在产状突变部位钨品位往往富集。矿脉具块状、条带状、块状-条带状复合型构造等3种类型。矿山生产探矿与开采实践成果表明，区内石英大脉型钨矿化大致可分早、晚两期。早期矿脉主要充填于浒坑花岗岩株浅表部原生构造裂隙中，晚期矿化带叠加发育于早期矿化带之上，矿脉充填于北西向断裂破碎带中，矿化深入花岗岩深部并局部随破碎带进入变质岩中。受接触带及其产状控制，该类型钨矿床盲矿脉发育，盲矿脉富集发育于接触带产状中缓倾斜部位。

表1 浒坑钨矿南部区段矿化类型及矿化特征简表Tab.1 Type and mineralization characteristics of South section in Hukeng tungsten deposit

3.2 石英细脉带型钨矿床

该类型钨矿床发育在矿区南西深部，据钻孔揭露在-210～-260 m标高附近矿化最好，矿体WO3品位 0．23%～0．53%，WO3平均品位 0．38%[10]。细脉带矿体的分布，严格受岩体内接触带构造裂隙系统的控制。地质探矿和矿山生产坑探成果资料显示，矿体大致分为平行脉带型和细网脉浸染蚀变花岗岩型两类。其中平行脉带型矿体主要分布于大脉区过渡地带，主要由1～10 cm的石英细脉，少量＜1 cm的石英线脉和＞10 cm的“主干大脉”组成，含脉率2%～10%，平均 4．0%，含脉密度 1～5 条/m，平均 3．0 条/m，“主干大脉”位于矿体中心，总体走向北西向，沿走向延伸稳定（＞80 m），倾角 60°～70°，周边细脉往往以“主脉”为中心与其平行或小角度交错形成脉带，脉带的产状与主脉的产状一致。该类型细脉带矿体钨矿化主要集中在石英脉中，成矿远景相对较好；细网脉浸染蚀变花岗岩型矿体主要由1～5 cm的多组不同方向的石英细脉、＜1 cm的石英线脉和云英岩化花岗岩组成，局部见＞10 cm的石英透镜体，石英脉以北北西、东西方向为主，其次为北东向、北西向，单脉走向延伸几米至十几米尖灭或被其他脉错断，倾角15°～60°，矿带产状较复杂。钨矿化分布在石英细脉和多组脉交汇处的蚀变花岗岩中，该类型细脉带矿体成矿远景较平行脉带型较差。

在华南地区，钨矿床多期次岩浆侵入和多阶段成矿的现象较为普遍，有学者称之为“共（源）岩浆补余分异作用”[11]，浒坑钨矿床同样具备这一成矿特点。在矿区石英大脉型钨矿床主成矿期后不久，浒坑花岗岩体深部还发生了一次晚期的细粒白云母花岗岩墙的侵位，且愈往深部规模愈大，同期浒坑岩体内发生了一次明显韧性剪切变形，且越靠近岩体中部和深部，剪切作用越强烈[12]。受该期韧性剪切作用的影响，岩体内派生了多组不同方向裂隙系统。再加上区域断裂的多期活动，这一系列地质因素的有机耦合为浒坑细脉带型钨矿床的形成提供了有利条件。当然关于细脉带型钨矿床的具体成因，尤其是细网脉浸染蚀变花岗岩型，还需进一步加强研究。

4 赋存规律

与赣南诸多大型钨矿床赋矿层位不同，浒坑钨矿床主要赋存于燕山期花岗岩体内接触带之中。钨矿化带的展布受内接触带的严格控制，其走向大致平行于接触界面展布。伴随接触带的不断南倾，钨矿化带的埋深也不断加大。钨矿体主要赋存在自接触界面往花岗岩体深部300～500 m范围内[13-14]，在矿区南西深部近接触界面震旦系变质岩破碎带处也有一定程度发育，但沿倾向延伸较短。总体上，受多期次构造-岩浆活动叠加的影响，矿区南部区段经历了多期次、多阶段、多类型成矿，其矿体赋存规律总结如下：

（1）矿床类型受岩体接触界面形态和岩体埋深联合控制。矿区南西深部隐伏花岗岩体侵入变质岩接触界面形态总体上陡下缓，侵入接触界面产状制约石英脉型钨矿床类型。-60 m标高以上接触界面倾角介于40°～55°，岩体内部垂直接触界面的张性裂隙发育，主要发育形成石英大脉型钨矿床；在-60 m标高接触界面产状由陡急剧变缓形成平缓台阶（图3），在-60 m标高以下接触界面倾角介于15°～25°，随温度压力增加，裂隙贯通性差，表现为细（网）状，主要发育形成石英细脉带型钨矿床。

（2）从水平方向上看，矿脉分布呈现出“向西部密集聚敛，向北东分散”的“帚状”结构特征[13]，西部矿脉普遍分枝多，形态复杂，陡倾斜、缓倾斜矿脉相互伴生，而东部矿脉分枝少，形态简单；从垂向上来看，矿脉呈现出“上脉（大脉）下带（细脉）”的矿化分带特征，与赣南钨矿床经典的“五层楼”或者“上脉下体”成矿模式存在明显不同。大脉型钨矿体、细脉带型矿体产状总体上均呈现出“上陡下缓”特征。往矿床深部，矿脉中白钨矿含量呈上升趋势，占比将近15%，白钨矿主要呈粉末微粒状分布在石英脉次生裂隙中。

（3）石英大脉型矿体主要受早期花岗岩株浅表部的原生裂隙带和晚期北西向构造破碎带的控制。从矿床浅表部到深部，矿脉品位和脉幅总体均呈下降趋势，矿石构造也由块状构造逐步转变为以条带状构造为主，条带状含矿石英脉为晚期发生韧性剪切所致[12]。

（4）石英细脉带型矿体的产状、形态及延伸主要受“主干脉”制约，周边细脉往往以“主干脉”为中心与其平行或小角度交错形成脉带，局部地段沿走向渐趋变窄或分叉收敛成大脉，脉带的产状总体上与“主干脉”的产状近趋一致。脉带的形态变化非常复杂，分枝复合、膨大缩小，尖灭再现、交错网络等现象较为常见，同时往矿床深部，脉带更为分散，细脉也更多。从生产坑探揭露来看，细脉组产状越陡，脉带连续性也越好。