赣北地区钨锡矿床NNE向中酸性岩脉的找矿指示意义

周贤旭，胡志戍，张 磊，许瑞平

(江西省地质局第二地质大队，江西 九江 332000)

0 引言

赣北地区钨锡矿资源较丰富，是九岭钨钼锡铜金多金属萤石高岭土成矿亚带的重要组成部分，分布有莲花山锡(钨)矿田、彭山锡(铅锌)矿田、云山锡矿化集中区、九岭尖钨锡铜矿集区及香炉山钨矿田(图1)等。矿(田)集区内矿床(点)众多，钨锡矿床类型多样，斑岩型、云英岩型、矽卡岩型、石英脉型和锡石硫化物型，均可纳入花岗岩岩浆及其热液流体构成的成矿体系[1]。笔者在前人研究的基础上，通过研究发现，区内钨锡矿田(床)特别是大中型钨锡多金属矿床均有数量不等、规模各异的NNE向中酸性岩脉。本文试图从其与矿床(体)成矿定位的关系入手，研究分析其成矿的控制作用和找矿指示意义，为更好地推进该区今后钨锡矿找矿勘查研究工作提供借鉴。

图1 江南造山带东段赣北地区成矿区划简图

1 区域地质背景

赣北地区地处江南造山带东段，为江南东段成矿带的重要组成部分。江南造山带是指出露于扬子板块与华夏板块之间，主要是一套浅变质(绿片岩相)、强变形的新元古代巨厚沉积-火山岩系及时代稍晚的侵入体所构成的地质构造单元，被认为是在Rodinia超大陆形成晚期，扬子板块与华夏板块碰撞拼接的产物，隶属于扬子板块南缘。江南造山带形成之后，其上不整合覆盖南华系裂谷沉积，之后沉积了从震旦系到中奥陶统的陆源碎屑沉积。赣北地区位于其东段，是围绕扬子板块东南缘发展起来的新元古代大陆边缘弧后盆地带[2]。

自晋宁期主造山运动以来，经历了古扬子板块东南缘裂开—陆缘小洋盆有限俯冲—弧陆碰撞造山—造山期后陆壳裂陷沉积的完整的造山作用过程，造就了良好的构造-地层-岩浆热液成矿系统[3]。新元古代变质岩基底为一轴向近EW的巨型复式倒转背斜，由于后期构造叠加或改造，呈“S”型辗转弯曲；西段紧密线性褶皱明显，主要为大湖塘复背斜等；东段褶皱构造保存完整，主要为鄣公山—高台山复背斜等。盖层褶皱主要由南华纪—中三叠世地层组成，总体呈NEE向弯曲延展，其间常叠加有NE—NNE向短轴褶皱或鼻状褶皱，牵引褶皱明显。区内断裂构造极为发育，相互交织成网，规模较大的断裂主要有NEE向、NE—NNE向和NW向三组。修水—武宁、慈化—宜丰NEE向断裂带，规模大切割深，分别为九岭隆起带的北、南边界断裂；一系列NE—NNE向和NW向断裂带十分发育，通常控制着岩体和矿集区(田)的分布，是区内主要的储岩储矿构造，对成矿条件十分有利。

区内岩浆岩类比较齐全，从酸性、中酸性到基性、超基性岩类均有，岩浆活动具多期次、多形式以及多层次造浆与就位特点。晋宁期花岗闪长岩、二长花岗岩、英云闪长岩呈大型复式富斜花岗岩岩基产出，大致呈EW向展布，以氧化钙含量高为特点；中生代大规模酸性-中酸性岩浆多次上侵，形成了规模大小不等的岩株或岩瘤，遍布于江南造山带东段赣北地区的南北两侧，构成了明显的近EW向酸性岩浆岩带，主要由黑云母花岗岩、二云母花岗岩、白云母花岗岩组成，其中侏罗世-晚白垩世的香炉山、九岭、云山、彭山和莲花山地区出露或隐伏“S”型花岗岩与钨锡多金属矿成矿关系最为密切，是与锡、钨成矿密切相关的重要岩浆活动期。黑云母花岗岩→二云母花岗岩→白云母花岗岩的演化结果表现出岩石中W元素含量逐渐降低而Sn元素含量则显著增高(图2)，也间接说明区内黑云母花岗岩多与钨矿关系密切，而白(二)云母花岗岩则与锡矿成矿关系更为明显。

图2 赣北地区花岗岩W-Sn元素含量变化曲线图

2 钨锡矿床地质特征

赣北地区目前共发现近50处钨锡矿床(点)，分布于莲花山锡(钨)矿田、彭山锡(铅锌)矿田、云山锡矿化集中区及香炉山钨矿田中，矿床类型有包括蒋少涌等[1]划分我国钨锡矿床的所有五种主要类型：斑岩型、云英岩型、矽卡岩型、石英脉型和锡石硫化物型，通常具有“多位一体”组合特征。其成矿元素组合、地质特征和典型矿床详见表1。

表1 赣北地区主要钨锡矿床地质特征

3 成矿规律

3.1 围岩建造对锡矿的成矿控制

赣北地区钨锡矿与燕山期花岗岩岩浆及其热液流体密切相关，研究燕山期花岗岩浆侵入时的围岩成矿建造具有重要的意义。虽然钨锡矿可形成于不同的构造背景，但全球钨锡矿的发育受控于岩浆形成时富W-Sn沉积岩(或围岩)分布范围[4]，即地层岩性中W-Sn含量对钨锡矿成矿地质体及矿床的形成具有重要的控制作用。基于本区晋宁期黑云母花岗岩是产于后碰撞的构造背景之下，且几乎所有研究者认可的该区元古界对燕山期岩浆岩成岩物质的贡献[5]基本情况，本文也将其视作燕山期岩浆形成时的“沉积岩”。通过对区内地层岩石和晋宁期花岗岩中的Au、Cu、Mo、Pb、Sn、W、Zn等成矿元素统计对比(表2)，发现区内新元古界双桥山群和晋宁期花岗岩的W、Sn、Mo元素的富集浓度高，是最有利于提供钨、锡、钼等成矿物质来源的地层和岩石，其分布地区亦是找寻钨、锡矿等的有利地段。

表2 赣北地区地层及晋宁期花岗岩成矿元素化学分析含量统计

3.2 构造对钨锡矿的成矿控制

本区经历了从新元古代至新生代以来的多旋回构造运动，断裂构造十分发育、复杂，常成带成组出现，主要有NE向、EW向、NNE向及NW向4组断裂带。构造环境或构造作用是控制矿床在空间和时间上分布不均匀性的一级因素。区内EW向断裂带由深大断裂、逆冲-推覆构造体系构成，是区内大地构造分界线，NE向断裂带是区内表现特征最为明显的一组断裂带，断裂带延伸性好，大部分延伸长度在数十千米至一百余千米，宽度数千米，成组呈带状平行展布；NNE向、NW向断裂在区内分布并不十分发育，但对成矿岩体也有着十分明显的控制作用。总体上EW向与NW向断裂交汇通常控制着燕山期大湖塘、云山、彭山、莲花山及香炉山等“S”型中酸性岩浆岩分布，表现为近EW向带状展布，如大湖塘—莲花山、香炉山—太阳山近EW向构造岩浆带；出露或隐伏的岩基或岩瘤的长轴方向通常呈NW向展布，可能为NW向大断裂控制作用的结果。这些岩基或岩瘤是本区钨锡矿(田)床定位的重要的制约因素，且钨锡矿床(点)主要分布于岩体的边缘和岩体拱起的部位。同时，这些断裂构造也是区内钨锡矿体最重要的控矿容矿构造(表3)，是控制矿体空间分布的重要因素。

表3 赣北地区断裂含矿性统计结果

3.3 岩浆岩对钨锡矿的成矿控制

在江南造山带东段赣北地区经历了从新元古代至白垩纪多次岩浆活动，形成了广泛分布的区内各时代“S”型花岗岩。

新元古代早期扬子板块与华夏板块总体沿宜丰-景德镇断裂一带碰撞拼贴，引起新元古代岩浆侵位形成以黑云母花岗闪长岩、黑云母花岗岩等组成的复式岩基，是本区钨锡矿成矿重要的物质来源之一[8]。早侏罗世—晚白垩世，受太平洋板块与欧亚板块碰撞作用，形成了大量的NE、NNE及NW向陆内断裂并伴发大规模岩浆活动，岩浆侵位受先存构造控制并被动侵位形成以黑云母花岗岩、二云母花岗岩和白云母花岗岩为主组成的复式岩体，岩石U-Pb定年统计显示为151 Ma～91 Ma①。岩石整体具有高SiO2(70.75%～77.3%)、高Al2O3(12.58%～15.53%)、强碱(Na2O+K2O=5.39%～8.62%)、富含W、Sn、Mo、Cu等成矿有益元素(表4)为特征，是本区钨锡矿最重要的成矿母岩。且自黑云母花岗岩→二云母花岗岩→白云母花岗岩(浅色花岗岩)演化造成岩石中暗色矿物、稀土总量逐渐减少，Eu负异常增强。岩石类型总体上自下而上为具有黑云母花岗岩→二云母花岗岩→白云母花岗岩→钠长石化-云英岩化花岗岩(似伟晶岩)的垂向分带特征[19-11]。这种垂向分带的演化关系并非结晶分异的结果，而是花岗岩自交代的结果[10-11]。垂向分带上的白云母花岗岩和钠长石化-云英岩化花岗岩属于蚀变带花岗岩，是由原岩为黑云母花岗岩经不同程度自交代形成的，引起自交代的流体来自侵位时发生的气-液分离形成富气流体相[11]。

表4 赣北地区燕山期岩浆岩成矿元素化学分析含量统计

富气流体相与不同围岩接触产生不同的钨锡矿床类型：①当围岩为钙质岩系(如灰岩、白云质灰岩等)岩石时，可形成矽卡岩型钨多金属矿体(如香炉山钨矿床和曾家垅锡矿床)，矿体分布于岩体内外接触带内；②当围岩为碎屑岩(如板岩、角岩等)岩系时，则在脉动构造运动的驱动下，通常以裂隙构造和微裂隙充填交代(即渗透交代)形成钨或锡矿石英脉-石英网脉带(如狮尾洞钨矿床和大山坞钨锡矿床)，个别尚见有含钨钼或锡铜石英脉-网脉体(如昆山钨钼矿床)和构造蚀变岩型钨锡矿体(如桐木坑锡矿床)，这些矿脉发育于岩体顶部外接触带围岩中；③当围岩为长英质岩系(如似伟晶岩、花岗岩、隐爆角砾岩、云英岩等)时，则多形成似层状钨锡矿体，矿体产于蚀变花岗岩中(如徐家尖锡矿床、平苗钨矿床、茅棚店锡矿等)，分布于自交代作用形成的岩体上拱凸出部位内接触带，少数因自交代浅色花岗岩体上部成岩后，在脉动构造运动的驱动下，使刚成岩部分冷凝收缩、裂隙扩张，并与外接触带围岩的裂隙构造贯通，富挥发分和成矿金属元素的“汽-水热液”沿裂隙构造充填-交代形成构造蚀变岩型钨锡矿体(如邓家山锡矿床等)，并呈脉状或透镜状分布于岩体内外接触带中。

成矿作用与岩浆活动及其建造有着密切的关系，不同时期和不同类型的岩浆建造，又有其各自的成矿专属性。一般深色花岗岩多与钨矿相关，如香炉山、石门寺、大湖塘[12]、槽头港等钨矿)；区内锡多金属矿明显受各复式岩体中最晚期次的浅色花岗岩(二云母花岗岩或白云母花岗岩)制约，矿体主要分布于其与围岩(包括沉积、变质岩和先期侵入的岩浆岩等)的接触带中，尤其是岩体上拱凸出部位的内外接触带控锡作用更为明显(图3、图4)，这与浅色花岗岩中Sn元素的浓集系数相对高于深色花岗岩紧密相关。

图3 莲花山矿田徐家尖矿区7线地质剖面图

图4 香炉山钨矿床22线地质剖面图

4 NNE向含矿岩脉地质特征

前面已叙述，赣北地区总体上NNE向断裂构造分布并不是很突出，但是通过分析研究发现，区内几乎所有已知大中型钨、锡矿床中均分布有此类断裂构造，且多有中酸性花岗岩脉侵入充填(图5)，形成醒目而特有的地质景观。

4.1 NNE向断裂构造特征

大中型钨、锡矿床中NNE向断裂构造多为硅化破碎带宽，坚硬致密，角砾成分复杂，中心部位以构造透镜体、角砾岩及石英脉的普遍发育和强烈硅化为特征，不均匀破碎带中具绿泥石化、强硅化。该组断裂通常切割其他方向断裂，具多期次活动的典型特征，一般表现出左行张扭性质。断裂带长短不一，一般几十米到几千米，出露宽度一般为几十厘米到几十米，其倾向多为330°～360°，倾角多集中于50°～70°。沿断裂带常见中酸性岩脉侵入于断层破碎带中，伴有铜、铅、锌、钨、锡、金等矿化或局部形成工业矿体。总体上认为区内该断裂是钨锡多金属矿体最重要的控矿容矿构造，特别是对构造蚀变岩型锡矿体的明显的控制作用(图5)。具体如云山矿化集中区邓家山矿区(图6)和莲花山矿田徐家尖矿区等锡矿体，是含锡花岗岩脉最突出的控岩容岩构造。

4.2 NNE向含矿岩脉找矿指示意义

赣北地区岩脉广泛分布，岩性一般为主要为花岗斑岩，其次为细晶岩，少量辉绿岩脉。岩脉方向各异、规模悬殊。但由于岩脉是最普通、最常见的地质体，它出露规模相对较小，在以往工作中，对成矿作用和成矿贡献上往往重视程度不够，把成矿潜力寄托在发现深成岩体上。然而，多数岩脉或多或少地与一些内生金属矿床有着千丝万缕的联系[13]。通过本次研究发现，赣北地区在已知的钨锡多金属矿矿集区(田)内，均分布有侵位于张扭性NNE向构造带中含矿岩脉，岩脉一般规模较大，其倾向多为330°～360°，倾角多集中于50°～70°(图5)其长度远大于岩脉宽度，长度一般几十米到几千米，出露宽度一般为几十厘米到几十米。这些岩脉下部存在成矿岩体通常可形成工业矿床(体)，且当下部成矿岩体为深色花岗岩并直接关联时，一般形成钨(锡)矿床(体)，如香炉山含钨铅锌矿细晶岩脉直接与下部黑云母二长花岗岩有成因联系的矽卡岩型钨矿相关联(图3)；而当下部成矿岩体为与其直接相关的浅色花岗岩时，则一般形成锡(钨)矿床(体)，如徐家尖含锡花岗斑岩脉下部分布有隐伏的浅色花岗岩体及蚀变浅色花岗岩型锡矿体(图4)。这些显示出，赣北地区NNE向含矿岩脉与岩脉下部存在成矿岩体的复合叠加具有较为明显的成矿专属指示性。

图5 赣北地区NNE向含锡岩脉与锡矿床点分布关系示意图

图6 邓家山矿区NNE向断裂控制含锡花岗岩脉及矿体平面分布图

5 结论

1)赣北地区钨锡矿床类型多样，主要有斑岩型、石英脉型、破碎带蚀变岩型、矽卡岩型、锡石硫化物型矿床，均可纳入花岗岩岩浆及其热液流体构成的成矿体系，多具“多位一体”的分布特征。

2)赣北地区新元古代早期扬子板块与华夏板块碰撞拼贴，形成一套浅变质(绿片岩相)、强变形的新元古代巨厚沉积-火山岩系，并且引起新元古代岩浆侵位形成以黑云母花岗闪长岩、黑云母花岗岩等组成的复式岩基，为本区钨锡矿成矿重要的物质来源。燕山期受太平洋板块与欧亚板块碰撞作用，形成了大量的NE、NNE及NW向陆内断裂并伴发大规模岩浆活动，形成总体上由深色花岗岩→浅色花岗岩演化趋势的钨锡矿岩浆岩母岩。一般深色花岗岩多与钨矿相关，而其复式岩体中最晚期次的浅色花岗岩则通常是形成锡矿最为有利的成矿地质体。

3)赣北地区从新元古代到新生代以来的多旋回构造运动造成区内十分发育的断裂构造系统。特别是在早侏罗世至晚白垩世，受太平洋板块与欧亚板块碰撞作用，造成了大量的NE、NNE及NW向陆内断裂并伴发大规模岩浆活动，岩浆受先存构造控制被动形成不同规模、不同产状的岩基、岩瘤(株)及岩脉等钨锡矿成矿母岩。但是，在以往地质找矿勘查研究工作中，往往只注意前两者，而对岩脉重视程度不够。通过研究发现，赣北地区规模型NNE向含矿岩脉与岩脉下部存在成矿岩体的复合叠加具有较为明显的成矿专属指示性，即当其下部成矿岩体为深色花岗岩并直接关联时，通常形成钨(锡)矿床(体)；而当下部成矿岩体为与其直接相关的浅色花岗岩时，则通常形成锡(钨)矿床(体)。但其成因机制可能与大规模的白垩纪晚期伸展环境相关，有待于进一步的研究。

致谢：评审专家对本文详细而全面的审阅，提出的意见使本文的质量得到很大提高，作者在此表示由衷的感谢。