江西省莲花县九曲山铅锌钨多金属矿地质特征及矿床成因

廖达军，陈爱国

（江西省核工业地质局二六三大队，江西 南昌 331307）

九曲山铁矿区位于江西省萍乡市莲花县境内，隶属萍乡市莲花县荷塘乡管辖。其地理标为：东经113°50′08″～113°51′50″，北纬27°10′06″～27°10′58″，现采矿许可证矿区范围由六个拐点坐标围成，面积2.5767Km2。矿区属中低山丘陵地形，区内地势最高海拔高度+766.0m，最低海拔高度+227.5m，相对最大高差538m，一般海拔高度多在300m～500m左右。总的地势特征呈现西高东。矿区地形切割强烈，山形走势近南北延伸，植被发育，浮土覆盖较厚，岩裸露较差，山涧小溪四季流水不断[1]。

1 区域地质特征

（1）区域地层。区域地层发育不全，仅出露有古生界泥盆系、石炭系、二叠系和中生界三叠系及新生界第四系地层。泥盆系、石炭系、二叠系地层分布广泛，占80%以上；其次为分布于河谷两岸及沟谷低洼处的第四系冲积、洪积物。

（2）区域构造。矿区地处武功山隆起之南西，吉安凹陷西缘，湘赣边境复式背斜东翼之南端。主构造线呈北东方向展布。

（3）区域岩浆岩。本区南西方向的外围见湖南境内的邓埠仙岩体及八团岩体的边部延入江西境内的张家里矿区，距本区约12公里。

（4）区域矿产。区域矿产资源较丰富，本区域内已探明多个铁矿石资源量50万吨以上的小型铁矿；非金属矿产有煤、石灰石、大理岩、硅石等。

2 矿区地质特征

2.1 地层

本区出露地层自下而上有：泥盆系中统棋子桥组（D2q），上统佘田桥组（D3s）、锡矿山组（D3x）；石炭系下统大节湖组（C1y+d1）以及第四系（Q）等。

2.1.1 泥盆系中统棋子桥组

出露于本区西缘部岩子坡一带，呈北东南西向分布。岩性为淡灰色薄—中厚层状泥质灰岩，局部见重结晶现象。厚度＞100米

2.1.2 泥盆系上统

（1）佘田桥组麻石岭段（D3s）：出露于本区西部，组成本区的最高山脊，呈北北东向展布。上部为浅灰、灰白色中厚层状石英细砂岩，局部夹千枚状粉砂岩；下部为薄层状细粉砂岩夹薄层细砂岩。厚度＞150m。

（2）锡矿山组（D3x）：分布于本区中部，呈北北东向条带状分布，其岩性分述如下。

A、强冲段（D3x1）：灰至浅灰色，条带状灰岩及纯灰岩，含锰质，风化后呈黄褐色、土黄色粉砂岩。厚度40m～60m。

B、井冲段（D3x2）：按岩性组合分上、中、下三个亚段。

①下亚段（D3x2-1）：上部为灰至灰绿色中厚层状砂岩、粉砂岩、绿泥石粉砂岩，夹透镜状赤铁-磁铁菱铁矿1-2层；下部为厚层状变质石英细砂岩，见黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、毒砂、白钨矿等矿化。厚度40m～70m。②中亚段（D3x2-2）：上部为浅灰色风化呈黄褐色土黄色泥质灰岩、钙质粉砂岩和灰绿色千枚状粉砂岩；下部为灰绿色风化后呈紫红色千枚状粉砂岩，夹薄层状含菱铁质细粉砂岩夹细砂岩。厚度20m～50m。③上亚段（D3x2-3）：上部为浅灰色灰白色薄至中厚层状细砂岩，夹薄层粉砂岩；下部为中厚层状石英细砂岩，见黄铁矿、方铅矿、闪锌矿和毒砂等矿化，硅质胶结，局部夹灰绿色千枚状细粉砂岩。厚度30m～60m。

C、荒塘与翻下段（D3x3+4）：仅分布于0线以北中部小山包顶上，由于剥蚀的原因，分布零星。其岩性为：上部为浅灰绿色细粉砂岩，夹薄层状细砂岩，含绿泥石，具鲕状结构；下部为灰绿色绿泥石粗粉砂岩；底部有1层～2层鲕状赤铁矿。厚度5m～20m。

2.1.3 石炭系下统

①大节湖灰岩组（C1d）：分布于矿段东侧水渠以东低丘地带，为矿段隐伏地段，被第四系覆盖，仅在路边北和佳山松树湾出露。其岩性上部为灰～灰白色灰岩及粉砂质灰岩，局部含锰质，风化呈土黄色粉砂岩，局部被浸染成棕色；中部为深灰～灰黑色泥质灰岩夹炭质泥岩；下部为灰～灰白色中厚层状灰岩，厚度150m～180m。②梓山组（C1z）：矿段内仅在路边北采石场和松树湾出露，为黄褐色灰褐色薄层状钙质粉砂岩及粉砂岩、细砂岩，含腕足类化石，厚度不详。

2.1.4 第四系（Q）

主要为残坡积层、亚粘土、亚砂土及砂砾。厚度5m～15m。

2.2 构造

断裂：区内较大的断裂有二组，一组为近北北东向的走向正断层；另一组为北东南西的平推断层。而近北北东向的走向正断层比较发育。横断层切割走向断层，使区内矿段被切割成两个大菱形地段。

（1）走向正断层。①F1走向正断层：分布于矿段西缘高山脊坡上，在矿段南端见强冲灰岩错开，路边西高山脊腰部地层向西产状，与下地层产状相反，据此推断为一走向近南SN正断层存在。②F2走向正断层：分布于矿段东侧布田～佳山续北延，本矿段出露长度6Km左右。走向近SN。地表在佳山松树湾见泥盆系佘田桥组麻石岭段地层直接与石炭系下统大节湖灰岩相接，路边西北采石场见泥盆系上统铁矿石含矿段与大节湖灰岩产状相反，301斜井见井冲砂岩产状向西，301孔开孔均为大节湖灰岩，两工程相距20m左右地层缺失，深部在301孔328m处，见断层角砾岩，基上所述F2断层存在，倾向E，倾角75°～80°，断距落差约200m，其断层性质为一SN走向的高角度正断层。F2断层南延的问题，由于F2断层以南地段没有进行工作，所以F2断层过布田是否南延不清。

（2）横断层。①F3断层：分布于矿段南端酿水下至布田沿九曲山公路分布，近SW-NE向，矿段东侧石炭系下统大节湖灰岩，沿走向S延，至公路佘田桥组麻石岭砂岩接触，地层延走向不连续为横断层南盘向前（东）推，断层约200m。②F4断层：分布于矿段中部路过西冲沟，见强冲灰岩不连续错开，断层约200m左右，使矿段分为两个构造块段。

（3）褶皱。本区位于武功山隆起之南西，吉安凹陷西缘，湘赣边境复式背斜东翼之南端。其构造形态为一北北东向，倾向东的单斜构造。区内次一级挠曲发育，泥盆系地层由西向东呈波状起伏并以15°～30°左右的倾角向东倾斜至F1走向正断层上翘起，被F1走向正断层所切割。

2.3 岩浆岩

区内未发现有火成岩体出露。仅在本区南西方向的外围见湖南境内的邓埠仙岩体及八团岩体的边部延入江西境内的张家里矿区，距本区约12公里。根据前人资料，本区北部外围佳山以西，见有基性煌斑岩脉出露。为此推测区内中部酿水下附近可能有隐伏岩体存在，区内的围岩蚀变和矿化可能与它有一定的关系。

2.4 围岩蚀变

区内围岩有灰岩、泥质灰岩、粉砂岩、细砂岩。从地表所见，区内地表的围岩蚀变较弱，常见的围岩蚀变有绢云母化、弱硅化、黄铁矿化、次为绿泥石化、电气石化等。但钻孔中所见的蚀变要比地表强，如1969年12月至1970年5月期间江西省地质局九0一大队三分队施工的ZK301、ZK302、ZK702三个钻孔中，井冲段的泥灰钙质粉砂岩及强冲段的灰岩，比较普遍见有透闪石化、透辉石化、透辉-透闪石化、透闪石-阳起石化、电气石化、黝帘石化、萤石化。井冲上下两亚段地层中除上述蚀变外，还有绿泥石化、绢云母化、角岩化、硅化等。其中硅化较普遍。石炭系下统大节湖组灰岩中，有硅化、萤石化、云英岩化、黄玉化等。

从蚀变矿物来看，区内有中-高温气化热液蚀变矿物。由此可见，区内火成岩活动是有存在的可能性。

2012年3月至2012年8月，为验证原ZK302、ZK702铅锌钨等多金属矿化情况，江西省核工业地质局二六三大队受莲花县茂源矿业有限责任公司委托，在上述两孔位附近先后施工了ZK302-2、ZK303、ZK703三个深部钻孔，孔深分别为559.07m、659.66m、736.67m，通过肉眼观察，矿化主要有白钨矿化、铅锌矿化、次要的有黑钨矿化，近矿围岩蚀变主要有硅化、绿泥石化、绢云母化、叶腊石化、黄铁矿化、碳酸盐化、云英岩化、萤石化等。

3 矿床（体）地质特征

3.1 矿床规模及矿层特征

3.1.1 矿床规模

通过预查验证钻探揭露，九曲山铁矿灯坡岭矿段铅锌钨多金属矿层主要赋存于上泥盆统锡矿山组（D3x）和佘田桥组（D3s）钙质砂岩、细砂岩、灰岩、绿泥石砂岩等岩系中，石炭系大节湖组下部灰岩中也有白钨矿化，矿化对围岩没有明显的选择性，主要与围岩蚀变紧密相关，主要有硅化、绿泥石化、绢云母化、叶腊石化、黄铁矿化、碳酸盐化、云英岩化等。根据钻探地质编录、劈心取样、基本分析化验结果，综合矿区地质、钨矿化特征初步划分，依据《钨、锡、汞、锑矿产勘查规范》（DZ/T0201-2002）中钨矿床一般参考工业指标判定，ZK302-2孔从215.73m～559.07m共揭露9层工业矿体累计视厚度12.12m，达到边界工业品位的钨矿化体9层累计视厚度13.26m；ZK303孔从233.25m～659.66m共揭露18层工业矿体累计视厚度19.61m，达到边界工业品位的钨矿化体7层累计视厚度6.68m；ZK703孔从226.60m～607.74m共揭露16层工业矿体累计视厚度15.66m，达到边界工业品位的钨矿化体14层累计视厚度15.51m，其下部根据经验判断，636m、647m和695m还见到较好的工业矿体。

3.1.2 矿层特征

（1）矿层产状和形态：从目前预查钻探揭露看，矿层产状与地层总体产状一致，ZK703与ZK303相距500m，矿体赋存层位相当，可以认为矿体沿走向上一般较稳定，ZK302-2与ZK303水平距离22m，在对应层位段矿体厚度相当，也可以认为矿体沿倾向上一般也较稳定。矿层形态在剖面上呈层状、似层状，产状总较平缓，倾角多在30°～40°之间，局部地段，常因后期硅质脉叠加而形成较陡倾角铅锌多金属矿体。

（2）矿层厚度及变化规律：鉴于矿区矿层产状，形态变化不大，目前矿层厚度比较未经真厚度换算。矿体矿层厚度（WO3＞0.12%的矿层统计），一般视厚度为0.8m～1.2m，平均视厚度1.1m，最大视厚度4.28m，厚度变化系数为68%，厚度变化较大。厚度变化规律为：在走向上钨矿层较稳定，厚度变化不大，在倾向上厚度变化较大，后期硅化构造是矿层厚度变化的关键因素，即可使矿层增厚变富，也可使矿层变薄，甚至出现无工业意义的含矿地质体及夹石层。

3.2 矿体特征

由于目前仅仅是预查阶段，未能进行矿体连接和划分，从宏观上看，矿体呈层状、似层状。层厚多在1m左右，多产于灰岩与砂岩、砂岩与灰岩、钙质砂岩与绿泥石砂岩岩性变化地段。

3.3 矿石质量特征

3.3.1 矿石物质成分

（1）矿物成分：依据野外地质观察和镜鉴结果，矿石的矿物成分为：金属矿物主要为白钨矿、闪锌矿、方铅矿、黄铁矿，次为黑钨矿、锡石及少量黄铜矿、磁黄铁矿，脉石矿物主要为石英、绿泥石、方解石，次有绢云母、白云母等。

（2）矿物特征：①白钨矿：为主要矿石矿物，一般含量为0.05%～0.5%，最高达2.05%，呈自形—半自形晶粒状，粒径一般为0.5mm～2mm，最高可达5.0mm。②方铅矿：为次要矿石矿物，呈自型晶粒状团块状产出，不均匀分布于石英脉中。③闪锌矿：为次要矿石矿物，半自形粒状为主，粒度一般在0.10mm～5mm，呈团块状、浸染状-细脉浸染状产于石英脉中。④黑钨矿：为次要矿石矿物，呈自形-半自形晶板状体产于石英脉中。⑤黄铁矿：呈自形-半自形晶、部分为他形粒状，粒度在0.1mm～1.7mm之间，在矿石中呈团块状、星点状、细脉状、浸染状分布。⑥石英：为主要脉石矿物，主要以石英脉、硅质大理岩形式产出。⑦绿泥石：为另一主要脉石矿物，主要呈鳞片状集合体，无完整形态，定向平行排列，多为蚀变重结晶产物。⑧方解石：为另一主要脉石矿物，主要以方解石脉产出。

3.3.2 矿石的化学成分

根据矿体矿石的化学（基本分析样）分析结果，WO3含量一般在0.07%～0.5%之间，部分＞1%，0.05%～0.07%之间矿化层也较多见，品位变化系数为19.5%。Pb、Zn含量达到工业品位的少见，Ag含量有不少样品达到综合利用水平。

3.3.3 矿石结构构造

白钨矿矿石中，多以半自形粒状变晶结构为主，少量为自形-半自形、它形粒状结构。矿石构造以细脉状、条带状构造为主，浸染状构造次之，局部为脉状构造。

3.4 矿石类型

根据矿石的物质成分、化学成分、结构及构造，矿石初步可分为钙质矽卡岩化岩型和石英脉、碳酸盐脉两种自然矿石类型。

4 矿床成因

根据矿区地层、岩性及围岩蚀变矿物组合特征，围岩蚀变中绿泥石化、硅化、透辉石化、透闪石～阳起石化、电气石化等，均具接触变质作用的产物特征。甚至具有矽卡岩化的特征。据此，初步认为：①矿化成因主要为接触变质、矽卡岩化作用的结果，深部可能存在隐伏岩体。②后期构造活动的硅质脉和碳酸盐脉叠加形成较富的矿体。③本区钨矿成因类型接触变质、矽卡岩型，矿石矿物以白钨矿为主。