湖南张家垄矿区钨矿地质特征

乔玉生，王方有，侯茂松，雷泽恒，黎传标

（湖南省湘南地质勘察院，湖南 郴州， 423000）

湖南张家垄矿区钨矿地质特征

乔玉生，王方有，侯茂松，雷泽恒，黎传标

（湖南省湘南地质勘察院，湖南 郴州， 423000）

张家垄白钨矿是1/5万矿产远景调查中新发现的矿产地，其资源量已达中-大型规模，文章通过大量的野外第一手资料，总结了张家垄白钨矿基本地质特征，并对主要控矿因素及矿床成因类型进行了较深入的研究，在现有勘查成果的基础上，结合矿体空间产出特征和矿体赋存岩体时代，揭示了志留纪彭公庙岩体内接触带白钨矿的产出特征和成矿规律，在湘南地区首次提出志留纪钨矿成矿的观点，具有较好的找矿意义，进一步明确了张家垄地区白钨矿的找矿方向。

白钨矿；控矿因素；矿体特征；志留纪岩体成矿；张家垄

我国是世界上钨矿资源最丰富的国家，华南地区有数量众多的大、中型钨矿床，但在志留纪花岗岩中产出规模较大的白钨矿床尚无先例。2007年湖南地调院湘南地调所在开展1：5万桂东地区矿产远景调查时，首次发现了张家垄白钨矿床，该矿床位于志留纪彭公庙岩体南部内外接触带（以内带为主），通过二年的勘查，发现矿体13条，并进行了333+334资源量估算，获得矿石量1127.35×104t，钨金属量34 952 t，WO3平均品位0.310%，该矿区尚在继续勘查中，并新发现了平行矿脉，极有可能突破大型规模，该矿床的发现，为南岭地区钨矿勘查探索和指明了新的方向。

1 地质背景

张家垄白钨矿床位于南岭纬向构造带北缘，湘南加里东褶皱隆起带的中南部，炎陵-蓝山NE向构造岩浆岩带与NW向汝城-安仁构造岩浆岩带交汇部位的南侧，是湘南地区资兴-宜章成矿带的组成部分（图1）。区域地层主要有震旦系、寒武系和泥盆系，碎屑岩-粘土岩-碳酸盐岩均有分布；区域上规模最大的构造是加里东运动，主要发生于志留纪，形成的构造线方向主要为近EW向至NWW向，局部构造线由于后期的构造叠加或断裂牵引发生旋转而改变为NE向，强烈的挤压作用使区内震旦系-寒武系普遍发生绿片岩相浅变质作用；加里东运动造成了彭公庙志留纪花岗岩体的侵位，彭公庙岩体呈巨大的岩基产出，岩性主要为中-粗中粒少斑状黑云母花岗闪长岩，接触面倾向围岩，倾角50°～57°，岩体相带不明显，其中分布有北西西向（与含矿构造线一致）的细晶岩脉。

2 矿区地质概况

区内出露的地层为震旦系和寒武系。震旦系下统正圆岭组（Zz）：为灰绿色浅变质中厚-厚层细-中粒石英砂岩、长石石英砂岩夹灰绿色板岩、砂质板岩，并有紫红色板岩、灰绿色-紫红色硅质岩、含铁硅质岩、凝灰质含砾石英砂岩、含砾板岩。震旦系上统丁腰河组（Zdyh）：为浅灰色、灰白色薄层状硅质岩夹黄绿色、灰绿色粉砂质板岩。寒武系下统香楠组（Єx）：为黑色浅变质中厚-厚层状细粒石英砂岩、长石石英砂岩夹黑色板岩、炭质板岩。

区内岩浆岩分布于矿区北部，属彭公庙花岗闪长岩岩基的一部分，为中志留世侵入体，岩性主要为中-粗中粒斑状黑云母花岗闪长岩，局部为细或中-细粒黑云母花岗闪长岩或黑云母二长花岗岩。岩体与震旦系地层呈侵入接触，区内褶皱构造为前泥盆纪的基底构造，主要见震旦系和寒武系地层中的向斜构造；区内断裂构造按其走向可以分为3组，即近EW向、NW向和NNE向。其中近EW向断裂规模大，有的为区域性断裂的一部分。而NW向断裂很发育，数量多，是区内重要控矿、容矿构造。区内所有钨矿脉即受NW向断裂构造控制。

图1 张家垄白钨矿床区域地质矿产略图Fig.1 Simplified geologicalmap of Zhangjialong scheelite deposit

因受区域变质作用及岩浆热力的影响，区内岩石蚀变比较普遍，蚀变种类比较多。见有云英岩化、绿泥石化、绢云母化、硅化、角岩化等蚀变现象。云英岩化、硅化与钨矿化关系密切。

区内磁异常以负异常为主，一般为-n×10 nT，分布范围广，其强度较高的区域分布在矿区西南部；区内1：5万水系沉积物异常分布面积大，强度高，浓度中心很明显，W、Bi异常浓度中心与1、2、3、9、10、11、12号等矿脉相吻合，以W＞160×10-6圈出的异常内带达0.6 km2，其宽度为500m，分布面积大，强度高，有很好的找矿价值①湖南省地调院湘南地调所，1：5万桂东地区矿产远景调查报告，2009.。

3 矿体特征

3.1 矿体形态和产状

张家垄白钨矿床由一组相互大致平行的脉状石英-白钨矿脉带组成，空间上受彭公庙岩体接触带和北西西向断裂构造控制。根据矿体空间展布规律、控矿断裂及围岩系统差异，将其划分为A、B、C三个矿带（图2），矿带中各矿体特征如表1所示。

A矿带：为矿床主体部分，由1、2、3、9、10、11、12号等矿脉群组成（图3），以2号矿脉规模最大。矿体呈脉状产于彭公庙岩体内接触带之中粗粒少斑状黑云母花岗闪长岩中，受NW向断裂控制，控制长度570～2 320m不等，矿脉厚度0.85～2.45m，倾向以190°～205°为主，少数地段为25°～28°，倾角62°～85°。含矿破碎带由碎裂花岗岩组成，其中分布宽5～60 cm的石英脉，石英脉呈现出尖灭再现、分枝复合特征。

B矿带：由5、7号矿脉组成，呈脉状产于岩体接触外带震旦系下统正圆岭组成变质碎屑岩中，亦受NW向断层破碎带控制，控制长度400～900m，倾向22°～24°，局部202°，倾角75°～86°，矿脉厚0.67～0.70m。含矿构造角砾岩中发育石英脉，脉幅15～20 cm。

C矿带：由4、6、8号矿脉组成，产于震旦系下统正圆岭组浅变质碎屑岩中，受NW向断层破碎带控制，规模最小，控制长度260～350 m，厚0.35～0.80 m，倾向24°～29°或200°～220°，倾角75°～85°。破碎带发育含钨石英脉，有少量辉钼矿及萤石等高温矿物出现，含钨石英脉具尖灭侧灭、分枝复合特点。

表1 张家垄白钨矿床主要矿体特征表Table 1 Occurrence character ofmain Ore-bodies in Zhangjialong deposit

图2 张家垄白钨矿区地质略图Fig.2 Schematic geologicalmap of scheelite ore district in Zhangjialong deposit

图3 张家垄白钨矿区A矿带50线地质剖面图Fig.3 Profile of No.50 exploration line atscheelite ore district in Zhangjialong deposit

3.2 矿石质量

3.2.1 矿物成分

矿石矿物以白钨矿为主，有极少量黑钨矿，并伴有少量金属硫化物，如黄铁矿、黄铜矿、辉钼矿、辉铋矿、毒砂、方铅矿、铁闪锌矿等，脉石矿物主要为石英、长石，次为黑云母、绢云母、绿泥石以及少量的变质矿物。

3.2.2 矿石化学成份

张家垄白钨矿床矿石化学成份见表2。其化学成份有如下特征：产于围岩中的矿石中SiO2含量偏高，K2O/N2O值0.55；产于岩体内的矿石中SiO2含量稍低，CaO、CO2较高，表明成矿流体中富含Ca2+及CO32+，该期矿石中K2O/N2O为1.35～2.79，表明该期矿石矿物中含较多的钾长石类矿物。

微量元素含量显示，产于围岩中的矿石以亲铁元素Mn、Co、Ni为特征，亦含有Sn、Bi、Mo、Cu等高-中温矿化元素及矿化剂元素F；产于岩体内矿石Sn、Bi、Mo含量较低，而中温-低温元素Pb、Zn、As、Sb及矿化剂元素F、Sr、Ba含量较高，这些微量元素含量的不同表明了围岩性质与成矿有一定的关系。

3.2.3 矿石组构

矿石的结构主要有半自形-他形晶结构、交代结构、包含结构、填隙结构及压碎结构等，矿石的构造有细脉浸染状构造、星点状构造、团块状构造及角砾状构造等。

3.2.4 矿石类型

矿区钨矿类型可划分为石英脉型和构造破碎带型。其中石英脉型矿石由石英大脉（脉宽＞10 cm）和细脉型（脉宽1～10 cm）组成，主要分布于B、C矿带中，A矿带亦有部分出现；呈粒状、团块状、菊花状散布于石英脉中，白钨矿粒径0.3～6 cm；构造破碎带型白钨矿石主要分布于A矿带各矿脉中，显著特点是白钨矿呈细粒状、浸染状分布于NW向断裂破碎带之碎裂花岗岩中，矿化随云英岩化蚀变增强而增强。

4 成因初探

4.1 物质来源

前人研究成果表明[1,4]，钨在地球历史演化中，逐渐向地壳分异富集，钨矿化与地壳演化及岩浆侵位活动密切相关。矿区震旦系下统正圆岭组碎屑岩的钨丰度值是本地区钨平均值的3.5倍，达到8.23×10-6，远高于岩体中钨的丰度值，据此可认为本区震旦系下统正圆岭组地层是钨主要的矿源层之一，伴随着加里东运动早、中期岩浆的侵位活动，区域地热梯度不断增高，使热液流体与容矿围岩形成对流循环，热液流体可通过循环不断从地层中萃取钨及挥发性组分，进入含矿热液流体[5～12]。

钨主要来源于志留纪黑云母花岗闪长岩，特别是晚期的细晶岩。细晶岩中含白钨矿。在成矿过程中，钨可随岩浆热液流体直接沉淀，形成细粒浸染状钨矿化；也可沿着构造有利部位，即本区NW向次一级基底构造断裂破碎带，形成石英脉带型白钨矿。

表2 张家垄白钨矿床矿石化学成份表Table2 Chem ical composition of scheeliteore in Zhangjialong deposit

4.2 成矿时代

1/5万矿产远景调查成果显示①湖南省地调院湘南地调所，1：5万桂东地区矿产远景调查报告，2009.，在彭公庙岩体南部（青市幅）粗中粒斑状黑云母花岗闪长岩中，采集同位素测年样2个：一个送样号为TW 3116，测试号为ZJL-TC307；一个送样号为TW 3113，测试号为ZJL-10，由南京大学采用LA-ICP-MS(电感耦合等离子质谱法)测得锆石铀铅同位素年龄结果分别为为429±2.8Ma，436±3.3Ma；后由南京大学地球科学研究院在矿区A矿带中采取岩体中的细晶岩脉样品，做了锆石铀铅同位素年龄测试，年龄值约为427Ma[13]，细晶岩脉中含白钨矿，其走向与本区含矿构造线一致，由此推断，张家垄白钨矿床可能形成于志留纪中、晚期，成矿时代稍晚于彭公庙主体岩体形成时代。

4.3 矿床成因类型

传统理论认为[5～6,12～15]，含矿围岩的岩性特点是控制钨矿物化学成分的决定因素，产于钙质围岩内的钨矿床，其矿物呈白钨矿产出，而产于硅铝质围岩内的钨矿，其矿物则呈黑钨矿产出。但最新研究成果表明[2～3,16]，在具体矿床中，钨以何种矿物沉淀，很大程度上取决于成矿流体中Fe、Mn、Ca、Na、F、S、CO2等组分的浓度，在成矿流体演化和发展过程中，这些组分浓度的变化决定了成矿流体物理化学条件的变化，从而影响了钨矿物的化学成分和产出特征，由此可见，含矿围岩的岩性特征并不是决定钨矿床内钨矿物产出特征的唯一和决定性因素，成矿流体的性质以及以何种方式成矿（充填为主还是交代为主）应是关键。

张家垄白钨矿床的围岩特征印证了上述理论观点。通过对矿区范围内见矿工程资料统计后，矿区白钨矿体的赋矿围岩依次为中粗粒斑状黑云母花岗闪长岩（10条）、浅变质细中粒长石石英砂岩及板岩等（5条），这些围岩的化学成份并不是钙质成份的富集体。围岩与成矿有一定的关系。具体表现为产于震旦系下统正圆岭组浅变质碎屑岩中的矿石存在黄铁矿、黄铜矿、辉钼矿、铁闪锌矿等高-中温矿物，而产于中志留世黑云母花岗闪长岩中的矿石则以方铅矿、毒砂等中-低温矿物为特征。

矿区白钨矿床成矿作用应主要是以充填成矿方式为主，交代成矿为辅。矿区内对矿体的空间产出形态起控制作用的是加里东构造运动期形成的基底构造的次一级断裂构造，呈NW走向，沿走向延伸稳定且连续性较好；在倾向上表现为断裂面呈舒缓波状起伏，且倾角较陡。以岩体内接触带矿化最好，含白钨石英脉数量最多，岩体外接触带则矿化较弱，含矿断裂构造宽度较小。近地表见矿厚度较大，WO3品位稍低，而往下延深则有厚度变小、WO3品位增高的趋势。

本区矿体产于中志留世粗中粒（少）斑状黑云母花岗闪长岩及下震旦统正圆岭组浅变质石英砂岩中，明显受断裂控制。根据矿体的产出部位、形态特征、与岩浆岩的时空关系，以及矿物组合以高温矿物为主，围岩蚀变以云英岩化、硅化、绢云母化、绿泥石化为主等方面的特征，厘定其成因类型为与岩浆岩有关的高温热液裂隙充填交代型白钨矿床。

5 地质意义

（1）理论意义：以往普遍认为在湘南地区只是燕山期中小岩体成矿，而老岩体、大岩体不成矿。张家垄白钨矿床的发现，填补了湘南地区志留纪岩体中找矿的空白。虽然细晶岩锆石年龄还不能完全代表矿区成矿年龄。但矿体产在加里东期岩体中，与其的成因联系是勿容置疑的。

（2）现实意义：找矿经验可指导湘南其他地区乃至华南地区志留纪花岗岩体中找矿。

6 结论

（1）张家垄白钨矿床由一组相互大致平行的脉状石英-白钨矿脉带组成，空间上受彭公庙岩体接触带和北西西向断裂构造控制，并与云英化、硅化蚀变密切相关。目前已发现矿脉12条，根据矿体空间展布规律、控矿断裂及围岩系统差异，将其划分为A、B、C三个矿带。初步估算其规模达中-大型。

（2）张家垄白钨矿床成矿物质来源以黑云母花岗闪长岩为主，亦与震旦系浅变质碎屑岩有关。矿床成因类型为与岩浆岩有关的高温热液裂隙充填交代型钨矿床。矿床成矿年龄很可能与细晶岩一致，为加里东期，稍晚于主体成岩年龄。

（3）张家垄白钨矿床的发现填补了湘南地区大岩体、老岩体内钨矿成矿的空白，为今后在湘南其他地区乃至华南地区志留纪花岗岩体接触带寻找钨锡金属矿产指明了方向。

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GeologicalCharacter of Zhangjialong Tungsten Deposit,Hunan Province

QIAOYu-sheng,WANG Fang-you,HOUMao-song,LEIZe-heng,LIChuan-biao
(Xiangnan Geological Prospecting Courtyard,Chenzhou 423000,Hunan,China)

Zhangjialong scheelite depositwhich is foundin 1/50 000m ineral deposit investigation of recentyears,becomes to a large-scale deposit in the exploration.The geological characters of Zhangjialong deposit isobserved for reveal the ore-form ing factors and ore genesis.The occurrence of ore-bodies and formation age of host-rocks indicated that the Silurian Penggongm iao intrusion maybe the source for the contact zone-type scheelite ore-bodies in Zhangjialong depositwhich is first found formedin Silurian rocks in South Hunan province,and got revelation for the scheeliteexploration in thisarea.

scheelite;ore-form ing factors;ore body characteristic;Silurian intrusion;Zhangjialong tungsten deposit

P618.67

A

1007-3701(2011)02-0125-007

2011-03-16

湖南省探矿权采矿权价款项目“湖南省资兴市张家垄矿区钨矿普查”资助.

乔玉生(1958—)，男，高级工程师,从事地勘行政管理及地质找矿科研工作.

侯茂松，E-mail:maosonghou2005@126.com