江西省大湖塘钨(钼、铜)矿集区成矿规律探讨

杨 飞, 熊荣贵, 张明华, 温文渊

(1.江西省地质矿产勘查开发局 赣西北大队,江西 九江 332000; 2.江西九江铜硫矿,江西 九江 332000)

江西省大湖塘钨(钼、铜)矿集区成矿规律探讨

杨 飞1, 熊荣贵2, 张明华1, 温文渊1

(1.江西省地质矿产勘查开发局 赣西北大队,江西 九江 332000; 2.江西九江铜硫矿,江西 九江 332000)

大湖塘地区是赣北钨钼铜重要矿集区,具有优越的成矿地质条件,近年来找矿取得重大成果,发现特大型钨矿床。通过对大湖塘矿集区矿床类型及分布特征与成矿条件的分析,总结成矿规律,对矿床成因及成矿模式进行初步探讨,旨在对今后该地区的勘查找矿具指导意义。

钨矿;成矿规律;大湖塘

大湖塘矿集区位于九岭成矿带西段,是赣北地区钨、铜、锡、钼、银重要成矿区,该区成矿条件优越,找矿历史悠久,近年来找矿成果丰硕,发现两个特大型钨矿床。该区整装勘查工作目前尚在继续,对区内矿床地质特征、控矿因素、成矿规律进行研究,既有理论意义,又有现实意义。

1 成矿地质背景

江西省大湖塘钨(钼、铜)矿集区位于九岭山脉中段北部,地处扬子古板块东南缘,隶属江南隆起带之九岭—鄣公山隆起西段(图1)。

图1 江西北部区域构造单元划分略图(据《江西北部九岭成矿带锡铜金多金属矿评价》修改)Fig.1 Sketch map of the tectonic units in the north Jiangxi1.扬子古板块;2.华夏古板块;3.萍乐结合带;4.中新生代坳陷;5.深断裂;6.九岭成矿带范围。

区域构造位于赣北近东西向构造带的九岭—鄣公山复式背斜与武宁—宜丰北北东向走滑冲断—伸展构造的复合部位。

区内大面积出露晋宁期花岗闪长岩,并有部分新元古界双桥山群[1]浅变质岩残留。燕山期花岗岩和花岗斑岩等,呈小岩株、岩瘤、岩脉产出,与钨、锡、钼、铜矿化关系密切,是重要的成矿母岩。近东西向断裂与北东—北北东向断裂复合控制燕山期岩浆岩展布和矿体、矿脉分布,对区内成岩成矿起主导作用,是主要控岩控矿构造。

区内已发现钨(锡、钼)矿床(点)十余处,主要有大湖塘、狮尾洞、茅公洞钨矿,新安里、东陡崖钨锡矿,石门寺、昆山钨钼矿等,矿床总体呈北东—北北东向展布(图2)。

图2 大湖塘钨(锡)成矿远景区地质矿产略图Fig.2 Distributions of the W-(Sn) deposits in the Dahutang metallogenic prospect zone1.第四系坡积物;2.双桥山群浅变质岩;3.燕山晚期花岗岩;4.燕山晚期花岗斑岩;5.燕山早期白云母花岗岩;6.晋宁期花岗闪长岩;7.花岗岩脉;8.隐爆角砾岩;9.隐爆角砾岩筒;10.石英脉;11.实测及推测正断层;12.实测及推测不明断层;13.实测及推测地质界线;14.地层不整合界线;15.钨水系沉积物异常(10-6);16.锡水系沉积物异常(10-6);17.大(中)型钨矿床;18.中(小)型矿床(点)。

2 矿床类型及其分布特点

区内矿床属与燕山期重融型花岗岩浆热液有关的钨锡钼铜成矿系列,矿体环绕燕山早期花岗岩株顶部及外接触带形成“多位一体”的钨(钼、锡、铜)矿床[2]。各类型矿床矿石的金属矿物基本相同,主要有黑钨矿、白钨矿、辉钼矿、黄铜矿、斑铜矿和锡石等,多分布于石英大脉、石英细(网)脉及花岗岩体中,部分浸染于脉侧围岩中。矿床类型有细脉浸染型、石英大脉型、蚀变花岗岩型、云英岩型、隐爆角砾岩型等(见表1)。现将各主要类型的矿床特征简述如下:

2.1 细脉浸染型矿床

该类型矿床多在燕山期岩体外接触带一定范围内展布,是区内主要矿床类型,矿床规模巨大。主要有以下三个亚类。

2.1.1 细脉带型黑钨矿床

以大湖塘矿区一矿带为代表。矿化范围长800 m,宽500 m,已圈定钨矿体18个,其中以Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ矿体为主(见图3-图4)。矿体主要赋存于晋宁期黑云母花岗闪长岩及燕山早期二云母花岗岩株的顶部。走向北西,倾向南西,倾角60°左右,延长20～617 m,延深29～601 m,最大厚度166.7 m。矿体总体形态复杂,各矿体产状、形态特征见表2。

表1 大湖塘矿集区矿床类型一览表

图3 大湖塘矿区一矿带矿体平面分布图Fig.3 Planar graph showing the distributions of orebodies in the Dahutang metallogenic zone1.矿体;2.含脉率1%;3.含脉率4%;4.含脉率7%;5.燕山早期第三阶段黑云花岗岩;6.晋宁期黑云母花岗闪长岩。

表2 大湖塘矿区一矿带矿体特征一览表

Table 2 Characteristics of the orebodies in the Dahutang metallogenic zone

矿体编号产状/(°)形态倾向倾角平面剖面延长/m延深/m厚度/m最大平均Ⅱ24560脉状脉状42554062Ⅲ21665扁豆状枝叉状45060135.821.2Ⅳ21665复脉状似层状52844821.810Ⅴ20865蟹状梳状617438166.774.3Ⅵ21460透镜状倒锥状34145553.616.6Ⅶ22260脉状楔状2542329.27Ⅷ22060透镜状楔状16210415.48.8Ⅸ22065脉状楔状2531919.24.5Ⅹ21960脉状楔状1661724.32

矿体主要由石英细脉组成,矿石以细脉条带状和浸染状构造为主,结构有板状、叶片状结构、他形粒状结构、溶蚀结构等。黑钨矿主要赋存在石英细脉中,部分浸染于脉侧或脉间。围岩蚀变有云英岩化、黑鳞云母化、钠长石化、硅化、绢云母化、绿泥石化、碳酸岩化等。矿体矿化较均匀,矿床规模达大型。

图4 大湖塘矿区一矿带7线地质剖面略图Fig.4 Geology section sketch of NO.7 line in one ore beltof Dahutang mining area1.燕山早期二云母花岗岩;2.晋宁期黑云母花岗闪长岩;3.钨矿体及编号;4.施工钻孔。

2.1.2 细脉浸染型白钨矿床

近年勘查新发现的矿床类型,以狮尾洞矿段为代表。矿体呈隐伏状赋存于燕山期花岗岩体的外接触带,与含钨石英大脉紧密相伴。矿化范围东西长800 m,南北宽>600 m。矿体总体走向北东—北北东,倾向北西—北西西,倾角50°左右(图5)。已圈定工业钨矿体32个,主要钨矿体8个,即6 W～12 W;矿体长度100～600 m,倾斜延深122～770 m,矿体平均厚度17.35～45.19 m,矿体形态复杂,呈似层状、纺锤状、树枝状等。各主要钨矿体的地质特征见表3。

图5 大湖塘南区钨矿狮尾洞矿段+1 170 m中段地质平面图*摘自江西省武宁县南区钨矿资源储量核实报告。Fig.5 Planar graph of the Shiweidong ore-section at +1 170 level in the southern Dahutang metallogenic zone1.晋宁期黑云母花岗闪长岩;2.新元古界双桥山群浅变质岩;3.构造破碎带及编号;4.钨矿体及编号;5.勘探线及编号;6.生产坑道及编号。

表3 大湖塘南区钨矿狮尾洞矿段主要钨矿体特征一览表

注:摘自江西省武宁县南区钨矿资源储量核实报告。

矿石结构主要有他形晶粒状结构,自形—半自形晶结构、包含结构、交代残余结构、鳞片状结构等;矿石构造主要为浸染状构造、细脉状构造及块状构造。

主要蚀变有硅化、黑鳞云母化、云英岩化、白云母化、钠长石化等。该类型矿床规模达大型。

2.1.3 细脉带型钼、钨、铜矿床

该类型矿床以昆山—杨师殿为代表。目前已圈出13个钼钨矿体,2个铜矿体。矿体出露地表,主要表现为石英细脉密集矿化带,分布于双桥山群浅变质岩中。该带主要由北东东、北北东、北西西、北东向四组石英细(大)脉组成,以北东东向为主体,倾向南,倾角70°左右。石英脉(矿化)密集区控制长750余米、宽600 m。

围岩蚀变主要有硅化、钾化、钠长石化、云英岩化、绿泥石化、绿帘石化、角岩化等。初步估计本矿床钼资源量可达大型规模,钨和铜也具有好的找矿前景。

2.2 石英大脉型钨(钼、铜)矿床

石英大脉型矿床几乎遍布于整个矿集区,矿体多产于燕山期岩体外接触带一定范围的围岩中。集中发育于新安里—石门寺、南排里—关口里、茅公洞、狮尾洞和昆山等矿区。各主要矿区含钨石英脉特征见表4,表中显示,矿集区石英大脉型黑钨矿体,近东西向矿脉占主导地位。该组石英脉一般倾角较陡,沿走向、倾向延伸均较稳定,长250～890 m,延深100～350 m,局部出现分枝复合、尖灭再现、膨大缩小等特征,脉幅0.20～1.15 m,矿化较富但不均匀。

矿石以块状构造为主,次有浸染状、放射状及梳状构造,结构有自形—半自形晶状结构、他形粒状结构、片状—鳞片状结构、充填结构等。

该类型矿床多为小型规模,但它是目前开采的主要对象。

2.3 蚀变花岗岩型钨锡矿床

为近期新发现的矿床类型,以东陡崖钨锡矿区为代表。矿区共圈出19个工业矿体,主要矿体为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ。各矿体的主要地质特征见表5。

表4 矿集区主要矿区矿脉特征一览表

黑钨矿、锡石、黄铜矿、金属硫化物等主要呈星散状、团块状浸染在岩石中形成浸染状构造,局部呈细脉状构造。矿石结构有半自形—自形晶结构、板状及叶片状、他形粒状结构等。矿床规模为中型。

表5 东陡崖矿区主要矿体特征一览表

2.4 隐爆角砾岩型钨矿床

该类型矿床以大湖塘矿区西陡崖为代表,在北北东向冲断层与东西向构造的复合部位,出现椭圆形隐爆角砾岩筒,长轴200 m,短轴160 m,隐爆角砾岩筒产于晋宁期黑云母花岗闪长岩体中,伴随燕山期花岗岩体顶部或边缘展布。

工业钨矿体产于隐爆角砾岩块状石英胶结物中,局部形成富矿包。该类型矿床在石门寺、狮子岩等矿区也已见及,其与大型细脉浸染型矿床相伴产出,对找大矿有重要的指示意义。

3 成矿条件

3.1 赋矿地层与围岩

3.1.1 双桥山群地层

区域地层为新元古界双桥山群浅变质岩,为一套断陷环境形成的深海火山—碎屑岩沉积建造。岩性以变余云母细砂岩为主,其次为千枚状页岩、板岩等,含钨丰度9.13×10-6,区内仅分布于狮尾洞西南—昆山一带,是成矿的主要围岩之一。

3.1.2 晋宁期黑云母花岗闪长岩

区内大范围出露新元古代[3]早期(晋宁期)中—粗粒黑云母花岗闪长岩,属九岭黑云母花岗岩基的一部分,岩体侵入于新元古界双桥山群浅变质岩中,成岩年龄837 Ma[4]。岩石化学成分以低碱质、高铁、高钙为特征,有利于交代充填成矿,在围岩蚀变过程中可析出大量的铁质和钙质,对黑钨矿和白钨矿的形成具有重要作用[5]。岩石中普遍发育硅化、黑鳞云母化、绿泥石化等蚀变,岩体含钨丰度较高为27×10-6,是区内重要的成矿围岩,又是间接的矿源层。

3.2 成矿岩浆岩

晚侏罗世—早白垩世(燕山期)岩浆岩具多期次侵入特征,成岩时代可分为晚侏罗世(燕山早期第三阶段)和早白垩世(燕山晚期第一、二阶段)。岩体呈小岩株、岩瘤、岩脉产出,局部形成隐爆角砾岩筒。岩性为黑云母花岗岩、白云母花岗岩、斑状黑云母花岗岩、黑云母花岗斑岩及花岗斑岩,各类岩石学特征及微量元素含量见表6、表7。

表6 岩浆岩微量元素含量表

表7 岩浆岩岩石学特征表

燕山早期第三阶段侵入体经岩石微量元素分析,白云母花岗岩中钨、锡、钼、铜含量均较高,与区内已知的钨及锡、钼、铜成矿关系密切,是主要的成矿母岩。燕山晚期第一阶段侵入体与钨、锡成矿关系密切,燕山晚期第二阶段侵入体属矿集区最晚一期岩脉,为成矿后岩脉。

3.3 控矿构造

3.3.1 区域构造控矿格局

矿集区褶皱构造为近东西向九岭复式背斜的靖林—操兵场次级背斜东延部分,至狮尾洞被晋宁期花岗岩体所冲断;断裂构造主要为北东—北北东向、近东西向,次为北西向、近南北向。区内北东—北北东向左行走滑冲断—伸展构造最为发育,延伸2 km以上,早期以压扭性为主,晚期张性破碎强烈,该组断裂与近东西向断裂复合控制燕山期成矿岩体、岩脉或矿脉(体)的分布,显示断裂有多次活动,是控岩控矿主导构造。

构造形迹的特征与岩体(脉)和矿体(脉)的展布,反映出本区东西向构造与北东向走滑伸展构造复合控岩、控矿的特征。燕山期构造运动,形成近东西向与北东向构造破碎带,构成区内菱形网格式的构造格架,同时导致岩浆的侵入,在构造结点处形成小岩株、岩枝及角砾岩筒,构成几种不同类型的矿床紧密相伴展布。总体看矿集区由东西向与北北东向断裂复合控制燕山期岩浆岩侵入定位,同时控制着矿床(点)展布。

3.3.2 容矿构造

在东西向主断裂带间,发育的次级东西向压扭性裂隙控制了近东西向含钨石英大脉的展布。

近东西向与北东向主构造断裂复合作用派生的北西向张扭性裂隙和成岩作用过程中形成的张性裂隙及九岭岩基原有的裂隙控制着石英细脉浸染型钨矿体的展布。

燕山早期的花岗岩体在上侵的过程中,在外接触带产生的张性裂隙,经后期含矿热液充填,形成细脉浸染型钨(钼)矿体,在内接触带则形成云英岩型或蚀变花岗岩型钨矿体。

总之,区内较高级别的北东、东西向断裂复合或单一控制着燕山期岩体和云英岩型、蚀变花岗岩型及隐爆角砾岩型钨矿体的展布,次级断裂及伴生、派生的裂隙构造为容矿构造,直接控制石英大脉型、细脉浸染型钨矿体的产状、形态和分布。

4 成矿规律及成矿模式

4.1 成矿规律

4.1.1 构造分级控矿规律

断裂往往是多尺度成矿系统(成矿带、矿田、矿床和矿体)的主导控制因素[6],大湖塘矿集区构造控矿具有分级控矿的特征。

本区的断裂构造形迹及区内岩体(脉)和矿床(点)的展布特征表明区内构造活动强烈,且以东西向构造与北北东向走滑伸展构造复合为特征。早期形成的东西向构造在燕山运动又活化,并与北北东向构造复合,形成区内北东—北北东和北东东—东西断裂为主体的构造格架,燕山期酸性岩浆,在上述两组断裂的复合部位侵位形成小岩株、岩瘤、岩枝或岩脉且伴随有成矿作用,从而使该成矿带呈北北东向展布。

在矿床中,与北北东向或东西向构造配套的次级北东东向压扭性构造和北西向张扭性断裂裂隙带及与岩浆侵位构造有关的裂隙和节理构造控制矿体的产状和分布。

4.1.2 燕山期岩体与矿化分布规律

时间上,燕山期各阶段的侵入岩体均具有较高的W、Sn元素背景值,表明岩浆活动为成矿提供了丰富的矿质来源,其中燕山早期第三阶段—燕山晚期第一阶段侵入的各类花岗岩与钨锡矿化关系最为密切。

从成岩成矿年龄看,成矿具多期性。燕山期岩体同位素年龄值为134—(144.2±1.3) Ma[4,7],矿石中辉钼矿模式年龄变化于138.8—141.9Ma,加权平均年龄为(140.9±3.6) Ma[8]。

空间上,燕山期岩体与晋宁期岩体接触部位及附近300 m范围内,有利于钨、锡矿的富集,在内接触带形成云英岩型或蚀变花岗岩型钨锡矿床;而在主接触带800～300 m范围,由于岩浆侵位作用,产生张性节理或裂隙,易形成细脉浸染型矿床;在岩体外接触带形成细脉浸染型与大脉型共生的钨钼矿床。

从岩性看钨矿化与黑云母花岗岩及斑状黑云母花岗岩关系密切;而以锡为主的锡钨矿床与白云母花岗岩关系密切。

4.1.3 蚀变类型与矿化关系

本区的蚀变类型普遍,种类繁多,强弱不一。比较强的蚀变作用有云英岩化、黑鳞云母化、钠长石化、白云母化、硅化及绢云母化,比较弱但普遍的蚀变作用有绿泥石化,偶见电气石化等。

围岩的蚀变种类不同,伴随的矿化种类不同。岩浆期后气成或高温热液蚀变作用的云英岩化与黑钨矿、锡石矿化关系密切。中温热液蚀变作用形成的绢云母化、硅化、绿泥石化,与辉钼矿、黄铜矿矿化关系密切,黑鳞云母化、钠长石化、硅化等与白钨矿及金属硫化物矿化关系密切。

4.1.4 矿床类型分布及共生规律

大湖塘矿集区以细脉浸染型、黑(白)钨矿为主体,兼有石英大脉型、蚀变花岗岩型、云英岩型及隐爆角砾岩型钨(锡、钼、铜)矿等共生的矿床,这些矿床以燕山期花岗岩为成矿母岩,形成“多位一体”矿床组合。

环绕燕山期花岗岩体,在内接触带形成东陡崖、石门寺式蚀变花岗岩型、云英岩型钨锡矿床,在内外接触带附近形成大湖塘式细脉浸染型钨(钼、铜)矿床;在外接触带形成狮尾洞式大脉型黑钨矿和浸染型白钨矿床,西陡崖式隐爆角砾岩筒型的黑钨矿床和昆山式细脉带与大脉共生的钨钼铜矿床。多类型矿床共生是矿集区重要特征之一。

4.2 矿床成因与成矿模式

4.2.1 矿床成因

大湖矿集区在晚侏罗世—早白垩世区域北北东向构造左行走滑挤压—伸展反复转换应力交替作用下,经历了燕山早期—晚期黑云母花岗岩、二云母花岗岩、花岗斑岩及隐爆角砾岩等的多次侵入,伴随相应的多次成矿作用叠加,从而形成细脉浸染型、石英大脉型、云英岩型、隐爆角砾岩型及蚀变花岗岩型等多类型聚合在一起的组合矿床。成矿作用经历了由岩浆气液中高温氧化物—中温硫化物过程。矿床成因类型为与燕山期重融型花岗岩有关的高—中温热液钨钼铜锡成矿系列。

4.2.2 成矿模式

根据矿床的形成条件、矿床特征及成矿规律,结合矿床成因分析拟定出大湖塘矿集区成矿模式(图6)。

5 结语

矿集区内矿床属与燕山期重融型花岗岩浆热液有关的钨锡钼铜成矿系列,矿体环绕燕山早期花岗岩株顶部及外接触带形成“多位一体”的钨(钼、锡、铜)矿床。矿集区目前正在开展整装勘查工作,对已知矿床深边部及外围进行探索,成果喜人,进一步扩大了找矿成果。

图6 大湖塘矿集区成矿模式图Fig.6 Metallogenic mode for the W-Sn mineralization in the Dahutang metallogenic zone①.昆山式石英大脉+细脉带型钼钨铜(金)矿床;②.狮尾洞式大脉+细脉浸染型白钨矿床;③、④、⑤.大湖塘式细脉浸染型钨(钼铜)矿床、大脉型钨矿床、隐爆角砾岩型钨(锡)矿床;⑥.东陡崖式蚀变岩体型钨矿床;⑦、⑧.东陡崖式云英岩型、蚀变岩型钨锡矿床;1.双桥山群变质岩;2.晋宁期黑云母花岗闪长岩;3.燕山早期白云母花岗岩;4.燕山晚期花岗斑岩。

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(责任编辑：陈姣霞)

Metallogenic Regularity of the Dahutang W-Mo-CuMetallogenic Zone,Jiangxi Province

YANG Fei1, XIONG Ronggui2, ZHANG Minghua1, WEN Wenyuan1

(1.NorthwestJiangxiProvinceGeolgicalTeam,BureauofExplorationandDevelopmentofGeologyandMineralResourcesofJiangxiProvince,Jiujiang,Jiangxi332000;2.JiangxiJiujiangCopperSulfurOre,Jiujiang,Jiangxi332000)

As a significant W-Mo-Cu metallogenic zone in north Jiangxi,the Dahutang area shows superior ore-forming geological conditions. Recently,large scale tungsten deposit has been detected in this area. In this paper,the authors have studied the types,distributions and ore-forming conditions of these deposits in the Dahutang area,the metallogenic regularity,origin and model also have been summarized,which is favorable for the further exploration in this area.

tungsten deposit; metallogenic regularity; Dahutang

2015-05-05;改回日期:2015-07-06

杨飞(1970-),男,工程师,地质矿产专业,从事地质矿产勘查工作。E-mail:1755392112@qq.com

P618.67

A

1671-1211(2016)01-0047-08

10.16536/j.cnki.issn.1671-1211.201601008

数字出版网址:http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1736.X.20151217.1333.036.html 数字出版日期:2015-12-17 13:33