江西香炉山钨矿床构造-流体-成矿系统浅析

王 凯，李 峰，范敦宾

（昆明理工大学 国土资源工程学院，云南 昆明 650093）

江西香炉山钨矿床构造-流体-成矿系统浅析

王 凯，李 峰，范敦宾

（昆明理工大学 国土资源工程学院，云南 昆明 650093）

通过对香炉山钨矿床的构造及流体进行剖析，研究了其构造-流体-成矿系统三者之间的关系，旨在加深对其成矿的过程认识，并为今后矿山的研究及找矿工作提供思路。香炉山夕卡岩型白钨矿床受构造控制明显：隐伏岩体顶面接触带构造为最重要的控矿构造，褶皱控岩，为成矿物质的来源提供保障，裂隙及层间破碎带不仅为成矿物质的运移提供运移通道，也是较重要的储矿场所，但后期发育的裂隙具破矿性；流体与该矿床的形成息息相关，其中的石英-白钨矿阶段及石英-硫化物-白钨矿阶段为矿床的主要成矿期；香炉山夕卡岩型白钨矿床的构造-流体-成矿三者之间具有高度的协调性及关联性，对形成香炉山大型白钨矿床极为有利。

夕卡岩；构造-流体-成矿系统；香炉山

0 引言

20世纪以前，江西绝大部分钨矿资源均来源于赣南，其以大吉山、西华山、岿美山、盘古山等大型矿床为代表的大脉型黑钨矿；21世纪以来，赣西北越来越多的斑岩-夕卡岩型的钨矿资源相继被发现，如：大湖塘和朱溪等，标志着我国钨矿的地质找矿水平仍然处于世界领先地位[1]。香炉山是赣西北地区较早发现的一大型夕卡岩钨矿床，前人对该矿山做过许多研究，包括地质特征的研究；成因、成矿模式及找矿标志的研究[2-4]；与成矿有关的岩体、白钨矿和石英矿物的年代学研究[5]；成矿流体的研究[6-7]及资源预测[8]等方面。笔者在前人研究的基础之上，应用翟裕生提出的构造—流体—成矿系统的研究思路[9]，对矿区内的成矿过程进行系统剖析，期望对矿床的进一步研究及今后的找矿工作产生一定的影响。

1 矿区地质

香炉山钨矿床地处扬子板块北部江南地块（图1），九岭-鄣公山隆起带之九宫山隆起的西段南坡[4]。区内金属矿产众多，从江西西北部延伸至安徽南部，发育有一系列重要的斑岩-夕卡岩型W-Mo矿床，香炉山、大湖塘、朱溪、东源、百丈崖和高家塝等钨矿床均包括在此成矿带中[10]，图1（b）。

矿区内出露的主要为寒武系地层，图1（c），由老到新依次为：寒武系下统观音堂组含炭泥岩；寒武系中统杨柳岗组含炭泥质灰岩、不纯灰岩及含炭硅质岩，且该层为香炉山钨矿的主要含矿岩体；寒武系上统华严寺组泥质条带灰岩，致密块状结构，条带状构造，岩石普遍发生角岩化。

矿区内构造发育。断裂主要发育有NE、NW及SN向3组。其中，以NE向断裂发育最为广泛，该组断裂早期主要为压扭性，晚期发生张性破碎，控制了大多数中生代岩体及矿体的分布[11]；褶皱构造以幕阜山—九岭元古界组成区域性复式背斜为一级褶皱，NE向香炉山—太阳山背斜为矿区的一级褶皱，次级的NNE向等系列的背、向斜发育，这些褶皱意义重大，为矿田的主体构造，对岩体的就位和成矿过程起着主导作用；此外接触带外侧的地层中发育的几到几十厘米的挤压破碎带对钨矿脉的形成也起着明显的控制作用。

区内岩浆岩主要由三大岩体组成，自西向东依次为任家山岩体、高湖岩体及太阳山岩体[6]。主要就位于各组断裂之间与NE向香炉山-太阳山背斜及NNE向次级褶皱的虚脱部位[4]。其中，与香炉山钨矿床密切相关的岩体为任家山岩体，出露于矿区的东北部，向西南部缓慢下倾，与围岩接触面近于平行，岩性为燕山期黑云母花岗岩。除此之外，细晶岩脉及辉绿岩沿NE向断裂，成群出现，长几十米至数千米不等，斜切花岗岩体和钨矿体，具破矿性。其主要分布在香炉山背斜的东南翼。

图1 中国大陆板块构造格局（a）、长江中下游斑岩-夕卡岩多金属矿床分布（b）及香炉山矿区及外围地质略图（c）Fig.1 Tectonic outline of China（a），Map showing the distribution of the porphyry-skarn mineral deposits along the Middle-lower Yangze River（b），Geological sketch map of the Xianglushan deposit and surrounding area（c）

2 构造与成矿的关系

香炉山钨矿是典型的夕卡岩型钨矿床，主矿体就位于酸性岩与不纯碳酸盐岩的接触部位。各级构造为成矿物质的运移及储存发挥着重要作用：首先，各级背斜构造控制着岩体的走向，为成矿物质的富集提供了重要的场所；其次，矿区内NE向、NW向、近SN向的裂隙系统为热液的运移提供通道，是重要的导矿、控矿构造；再次，围岩及岩体的接触构造带与层间挤压破碎带（图2），特别是轴线由缓向下转为急陡处，是高品位矿体产出的有利部位（例如，香炉山矿床西段矿体均产于香炉山背斜轴部及其倾伏端部位）；最后，作为围岩的不纯灰岩呈条带状产出的炭、硅、泥质物，密度高、密封性好，为成矿和交代作用的充分进行提供天然屏障，同时又是白钨矿的有效沉淀剂。

2.1 接触带控矿

矿体主要产于任家山隐伏花岗岩与杨柳岗组不纯碳酸盐岩的接触部位，为典型的夕卡岩型矿床。由于岩体的侵入，在接触带附近的碳酸盐岩经交代作用形成夕卡岩带，再由含钨热液作用，最终形成钨矿床。香炉山钨矿床的主要矿体均产在接触带上或接触带附近（如图2）。

图2 香炉山钨矿床12线剖面图Fig.2 CrosssectionofprospectinglineNo.12,XianglushanWdeposit

2.2 褶皱控岩及储矿

褶皱为矿区的首要控矿构造，区域上形成幕阜山—九岭元复式背斜，矿区内形成香炉山—太阳山背斜及一系列次级的北北东向背、向斜，这些褶皱控制着香炉山复式杂岩体及白钨矿床的展布。各级背斜构造控制着矿体的储存和矿化富集，其中往往形成较大的层状矿床。且矿体形态往往与褶皱的发育形态相似。

2.3 裂隙导矿及容矿

裂隙这里主要指断层及解理。矿区内NE向、NW向、近SN向的裂隙系统较为发育，为成矿物质的运移提供通道，且为矿体的储存提供了空间。空间上表现为一系列的脉状—细脉状矿脉，使白钨矿的形成不再仅仅局限于岩体与围岩的接触带上，在局部裂隙系统发育的地段，往往也可形成可观的高品位白钨矿体。成矿后期形成的一些断裂也对矿体形成具有一定破坏性，为破矿构造，值得引起注意。

2.4 层间挤压破碎带容矿

岩体就位于香炉山—太阳山背斜或其次级背斜核部的同时，致使围岩岩层发生破碎并剥落，从而形成接触构造带及层间挤压破碎带，这种层间挤压破碎带往往发育于岩石物理性质有较大差异的岩石之间（岩石硬度有差异的泥岩—砂岩—硅质岩—灰岩），矿区内震旦系各岩层之间及震旦系与寒武系地层之间尤为发育这两种构造，这种结构面导致矿体的形态、产状、规模大小等与接触带构造及层间构造破碎带的高度协调[4]。部分矿体呈大脉状或大透镜状产于其中，应该给予重视。

2.5 围岩储矿

矿区内与钨成矿有关的主要是盖层为寒武系地层，尤其是中寒武统杨柳岗组的那套炭、硅、泥质灰岩的组合，与成矿密切有关。其原因为：首先，灰岩中所含的钙质是白钨矿的有效沉淀剂，由于灰岩与成矿花岗岩大面积接触，其内往往形成钙硅角岩型钨矿（灰岩不纯净，混有炭、硅、泥质），局部形成夕卡岩型白钨矿体（灰岩较为纯净）[4]。其次，不纯灰岩的密度更高、密封性更好，为成矿和交代作用的充分进行提供天然屏障。故此，围岩无论从直接还是间接方面，对矿体的形成均有重大影响。

3 各阶段流体对成矿的影响

前人[6-7]对矿区流体包裹体的成分（拉曼探针分析）、温度、盐度等进行了相关的测试及分析：夕卡岩化阶段，流体包裹体液相为H2O，气相为H2O、CH4及一定量的N2，流体具中高温—中低盐度的性质；石英—白钨矿阶段，气相为H2O、CH4，液相为H2O，流体具中低温—中低盐度的性质；石英—硫化物—白钨矿阶段与石英—白钨矿化流体成分一致，气相为H2O、CH4及少量N2，液相为H2O，流体具中低温—中低盐度的性质；成矿后期碳酸盐化阶段的流体成分主要为H2O，流体性质为低温—低盐度流体[6]。熊欣等[7]对矿区包裹体的研究也得出了一致的结论，区别在于，夕卡岩化阶段及石英—硫化物—白钨矿阶段流体中未检测到N2，且未对成矿后期碳酸盐化阶段的流体成分进行分析。本文在前人的基础之上，将香炉山钨矿分为三个成矿时期：成矿前期—成矿期—成矿后期；四个流体作用阶段：夕卡岩形成阶段、石英—白钨矿形成阶段、石英—硫化物—白钨矿形成阶段、碳酸盐化阶段，并将各阶段流体特征进行对比（见表1），揭示流体各阶段演化与成矿的关系。

表1 香炉山各阶段流体特征及对比Tab.1 Characteristics and comparison of the Xianglushan deposit fluid in each stage

3.1 夕卡岩阶段

该阶段主要在成矿前期，岩浆中富含成矿元素的流体随着裂隙进入到钙质围岩中，在其接触面发生交代蚀变，形成以透辉石、石榴石、透闪石等矿物组合的夕卡岩。此时的流体性质：温度209～383℃之间，盐度0.35%～5.26%之间，属于中高温—中低盐度流体。此时的流体具有很强的金属元素携带能力，从而使成矿元素有效地从岩浆中分离出来。但由于物理化学环境的限制，成矿元素仍很难从流体中沉淀下来。

3.2 石英—白钨矿阶段

该阶段为主要的成矿元素沉淀阶段，绝大部分白钨矿在此阶段形成，为主要的成矿期。该阶段的流体温度在163～278℃之间，盐度在0.35%～5.86%之间，属中低温—中低盐度流体。此时的流体一方面仍具使成矿元素富集的特性，另一方面与钙质围岩发生交代蚀变，形成以云英岩化为特性的云英岩，并有大量的白钨矿发生沉淀。该过程具体表现为：云英岩化一方面在氟-钨形成络合物迁移过程中，导致F元素进入了白云母矿物晶格生成Fe、Mn离子，从而为钨元素提供了沉淀剂，随着流体的物理化学环境的改变，结果导致pH值升高、氧逸度降低和F-等络合物增多，进而促使白钨矿发生富集、沉淀[12-14]。

3.3 石英—硫化物—白钨矿阶段

该阶段为主要的成矿元素沉淀阶段，白钨矿、磁铁矿、磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿等的成矿阶段，仍属于成矿期。该阶段的流体温度在204～284℃之间，盐度在0.7%～9.21%之间，属中低温—中低盐度流体。白钨矿在石英-白钨矿阶段大量沉淀后，物理化学条件的改变使含矿热液演变为相对富硫且呈弱酸性，流体中的硫化物及少量钨元素发生沉淀，叠加于早阶段形成的白钨矿化之上。此时的围岩蚀变表现为硅化+绿泥石化+高岭土化+萤石化的蚀变矿物组合。

3.4 碳酸盐化阶段

该阶段形成于热液流体作用的末期，主要表现为普遍的碳酸盐化，此时的流体温度在143～235℃之间，盐度在0.35%～2.07%之间，属低温—低盐度流体。成矿元素在前两个阶段几乎沉淀完毕，流体性质不再具备使成矿元素富集的特性，故此该阶段对白钨矿的形成意义不大。

4 结论

通过对香炉山夕卡岩型白钨矿床构造—流体—成矿系统的研究，得出了以下主要结论：

（1）隐伏岩体顶面接触带构造为最重要的控矿构造，褶皱控岩，为成矿物质的来源提供保障，裂隙及层间破碎带不仅为成矿物质的运移提供运移通道，也是较重要的储矿场所，但后期发育的裂隙具破矿性。

（2）流体是夕卡岩型白钨矿床矿床形成的关键，矿区内的流体演化分为夕卡岩阶段、石英—白钨矿阶段、石英—硫化物—白钨矿阶段及碳酸盐化四个阶段，各个阶段具有不同的特性，其中的石英—白钨矿阶段及石英—硫化物—白钨矿阶段为矿床的成矿期，与矿床的形成息息相关。

（3）香炉山夕卡岩型白钨矿床的构造—流体—成矿三者之间具有高度的协调性及关联性，对形成香炉山大型白钨矿床极为有利。

[1] 盛继福，陈郑辉，刘丽君，等.中国钨矿成矿规律概要[J].地质学报，2015，89（6）：1038-1050.SHEN Jifu，CHEN Zhenhui，LIU Lijun，etal.Outline of metallogeny of tungsten deposits in China[J].Acta Geologica Sinica，2015，89（6）：1038-1050.

[2] 陈耿炎.香炉山隐伏白钨矿矿床地质特征及成因探讨 [J].地质与勘探，1990，26（6）：15-20.CHEN Gengyan.Geology and genesis of the Xianglushan concealed scheelite deposit[J].Geology and Exploration，1990，26（6）：15-20.

[3] 田邦生，袁步云.赣西北香炉山钨矿床地质特征与找矿标志[J].髙校地质学报，2008，14（1）：114-119.TIAN Bangsheng，YUAN Buyun.Geological characteristics and prospecting criteria of Xianglushan tungsten deposit，northwestern Jiangxi province[J].Geological Journal of China Universities，2008，14（1）：114-119.

[4] 陈 波，周贤旭.赣北香炉山钨矿田矿床控制因素及成矿模式[J].地质与勘探，2012，48（3）：562-569.CHEN Bo，ZHOU Xianxu.Ore-controlling factors and a metallogenic model for the Xianglushan tungsten-ore field in northern Jiangxiprovince[J].GeologyandExploration，2012，48（3）：562-569.

[5] 张家菁，梅永平，王灯红，等.赣北香炉山白钨矿床的同位素年代学研究及其地质意义[J].地质学报，2008，82（7）：927-931.ZHANGJiajing，MEIYongping，WANGDenghong，etal.Isochronology study on the Xianglushan scheelite deposit in north Jiangxi province and its geological significance[J].Acta Geologica Sinica，2008，82（7）：927-931.

[6] 吴胜华，王旭东，熊必康.江西香炉山矽卡岩型钨矿床流体包裹体研究[J].岩石学报，2014，30（1）：178-188.WU Shenghua，WANG Xudong，XIONG Bikang.Fluid inclusion studies ofthe Xianglushan skarn tungsten deposit，Jiangxi province，China[J].ActaPetrologicaSinica，2014，30（1）：178-188.

[7] 熊 欣，徐文艺，文春华.江西香炉山矽卡岩型白钨矿矿床成因与流体特征[J]，矿床地质，2015，34（5）：1046-1056.XIONG Xin，XU Wenyi，Wen Chunhua.Fluid characteristics and genesis of Xianglushan skam scheelite deposit in Xiushui，Jiangxi Province[J].Mineral Deposits，2015，34（5）：1046-1056.

[8] 刘 勇，周贤旭.基于MapGis综合找矿信息香炉山钨矿田钨矿资源预测[J].东华理工大学学报（自然科学版），2010，33（3）：262-269.LIU Yong，ZHOU Xianxu.Tungsten Ore Resources Prediction of Xianlu Mountain based on MapGis Integrated with Multi-prospecting Information [J].Journal of East China Institute of Technology，2010，33（3）：262-269.

[9] 翟裕生.关于构造-流体-成矿作用研究的几个问题[J].地学前缘，1996，3（4）：230-236.ZHAI Yusheng.Problems in the study of structure-fluid-ore-forming processes[J].Earth Science Frontiers，1996，3（4）：230-236.

[10]MAO Z H，CHENG Y B，LIU J J，et al.Geology and molybdenite Re-Os ageoftheDahuatanggranite-relatedveinlets-disseminatedtungsten ore field in Jiangxi Province，China[J].Ore Geology Reviews，2013，53（2）：422-433.

[11]丰成友，张德全，项新葵，等.赣西北大湖塘钨矿床辉钼矿Re-Os同位素定年及其意义[J].岩石学报，2012，28（12）：3858-3868.FENG Chengyou，ZHANG Dequan，XIANG Xinkui，et al.Re-Os isotopic dating of molybdenite from the Dahutang tungsten deposit in northwestern Jiangxi province and its geological implication[J].Acta Petrologica Sinica，2012，28（12）：3858-3868

[12] JACKSON K J，HELGESON H C.Chemical and thermodynamic constraints on the hydrothermal transport and deposition of tin：I.calculation of the solubility of cassitterite at high pressures and temperatures[J].Geochimica et Cosmochimica Acta，1985，49（1）：1-22.

[13] JACKSON K J，HELGESON H C.Chemical and thermodynamicconstraints on the hydrothermal transport and deposition of tin：II.Interpretation of phase relations in the southeast Asian tin belt[J]，Geochimica Et Cosmochimica Acta，1985，80（5）：1365-1378.

[14]于阿朋，王汝成，朱金初，等.广西花山花岗岩云英岩化分带与锡成矿过程的矿物学研究 [J]，高校地质学报，2010，16（3）：281-293.

YU Apeng，WANG Rucheng，ZHU Jinchu，etal.Mineralogical study on greisenization zoning and tin mineralization in Huashan granite，Guangxi，south China[J].Geological Journal of China Universities，2010，16（3）：281-293.

Analysis the Structure-Fluid-Ore Forming System of the Xianglushan Skarn Tungsten Deposit in Xiushui,Jiangxi Province

WANG Kai,LI Feng,FAN Dunbin
(School of Land Resource Engineering,Kunming University of Science and Technology,Kunming 650093,Yunnan,China)

For the purpose of deepening the understanding of the ore-forming process,and offered the thinking for prospecting work in the future,this paper analyzed the structure and fluid of the Xianglushan tungsten deposit,and the relationship of structure-fluid-ore forming.The Xianglushan tungsten deposit is obviously controlled by the structure,fold,fracture(fault and cleavage),contact zone structure,interlayer fracture zone and wall-rock lithology, which affect the formation of the ore-body.Fluid is also closely related to the formation of the deposit with the phase of the quartz-scheelite and quartz-sulfide-scheelite occuring during metallization period.The structure-fluidore forming systems have a high degree of coordination and connection,which is the key to form large scheelite deposit in the Xianglushan.

skarn;structure-fluid-ore forming system;Xianglushan

10.3969/j.issn.1009－0622.2016.02.001

P618.67；TF041

A

2015-07-20

国家自然科学基金项目（41363002）

王 凯（1989-），男，江西宜春人，硕士研究生，研究方向：成矿规律与找矿预测。

李 峰（1957-），男，云南昆明人，教授，博士生导师，主要从事成矿学的教学与科研工作。