江西省朱溪世界最大钨铜矿找矿科技创新

王先广，胡正华

（江西省地质勘查基金管理中心，江西·南昌 330025）

朱溪铜矿床位于江西省北部景德镇市浮梁县与乐平市交界处，距景德镇市区南东约30km，是中央地勘基金与江西省地勘基金开展两级地勘基金联动，对找矿重点突破区实现找矿快速突破的典型示范项目，探获钨资源量刷新单个矿床规模世界纪录，是全球最大规模钨矿床。矿床具有埋藏深、规模大、厚度大、品位富、共伴生有用组分多的特点；朱溪钨铜矿主矿体边界尚未控制，目前仍在勘查全区钨资源量（WO3）有望突破500万吨；矿床的发现改变了世界钨矿的分布格局，本次拟通过对朱溪钨铜发现历程、矿床地质特征、勘查技术手段等的归纳，全面总结朱溪钨铜矿的找矿科技创新成果。

1 朱溪钨铜矿床的发现

朱溪钨铜矿床的发现主要分为四个阶段：

（1）早期找铜为主阶段：1969～2003年，江西省地矿局赣东北大队、赣西北大队、江西冶金地质勘探四队等对朱溪开展勘查评价，共提交铜资源量6.42万吨、锌资源量1.23万吨，钨资源量（WO3）0.34万吨。

（2）近年找钨的重大发现阶段：2009～2012年，江西省国土资源厅在景德镇部署省地勘基金项目，以“成矿系列”、“就矿找矿”理论为指导，按照推滑覆构造控岩—控矿、黄龙组为主要赋矿围岩、物化探异常等条件，制定了“以脉找体”的勘查模型，对朱溪铜矿外围实施“攻深找盲”，新发现了隐伏厚大钨铜矿体，并进行了同步科学研究。项目承担单位为江西省地质矿产勘查开发局912大队，参与科研单位为中国地质科学院、中国地质大学（北京）、北京大学。

（3）找钨快速突破阶段：2013年中央地勘基金与江西省地勘基金开展两级基金联动，实施“江西省浮梁县朱溪外围钨铜矿调查评价”、“江西省塔前—赋春铜多金属成矿带成矿规律与成矿预测”、“江西省浮梁县朱溪外围（30-78线）钨铜矿普查”等项目。2015年探获钨矿333+334类钨资源量（WO3）286.48万吨，成为世界最大钨矿床。

（4）钨资源量进一步扩大阶段：2015～2017年两级基金勘查，于2016年提交钨资源量（WO3）58万吨，预计2018～2019年还可提交钨资源量（WO3）100万吨以上，届时整个朱溪矿区钨资源量（WO3）可达到450万吨以上（相当90个大型钨矿）。

2 矿床地质特征

2.1 矿区概况

朱溪钨铜矿区位于钦杭结合带东段（江西段）塔前—赋春Cu(W)-Au多金属矿集区[1-3]。沿北东向塔前—赋春推滑覆构造系，自南西至北东分布着塔前、横路、张家坞、月形、杨草尖、弹岭、朱溪、赋春等20余处矿床（点）；自南西至北东呈现出W-Mo→Cu-Pb-Zn-W→Au的矿化分带特征。区内地层自新元古界至新生界均有分布，其中以晚古生界石炭系和二叠系为主。区内经历了新元古代—晚中生代多期次、多阶段的构造岩浆活动，主要构造活动有加里东期褶皱发生韧性变形叠加，中元古代时期强烈的褶皱造山运动，形成了一系走向北东的塔前—赋春推滑覆构造系统，是矿集区控岩控矿构造。区内岩浆岩类型齐全，沿塔前—赋春推滑覆构造系统侵位，从超基性至酸性均有发育，呈岩瘤状或小岩脉状出露地表。

朱溪矿区主要出露新元古界双桥山群（Pt3W），下石炭统梓山组(C1z)，上石炭统黄龙组（C2h），中二叠统栖霞组（P2q)、茅口组（P2m），上二叠统乐平组（P3l）、长兴组（P3c），上三叠统安源组（T3a）。双其中与成矿密切相关的主要是双桥山群绢云母千枚岩、变质粉砂-细砂岩和黄龙组碳酸盐岩。朱溪矿区位于塔前—赋春推覆构造带中段，区内发育8条断构造，其中NE向4条（F1、F2、F3、F6）、NW向1条（F5）、近EW向3条（F4、F7、F14）的断裂构造，其中NE向断裂F2为主，多为控岩控矿构造（图1）。矿区燕山期岩浆活动较为强烈，其中与成矿密切相关的岩浆岩为黑云母花岗岩和花岗斑岩。

图1 朱溪矿区地质简图Fig.1 Geological map of Zhuxi mining area

2.2 矿体特征

矿体总体走向NE，倾向NW，多为隐伏矿体，地表仅有零星铜矿体出露。矿体多呈似层状、脉状、透镜状分布于花岗质岩体内及其外接触带碳酸盐岩中。矿床由矽卡岩型、蚀变花岗岩型、云英岩细脉-网脉型和石英细脉-网脉型矿体组成。矿体类型空间上具有一定的分带性，自深至浅部为蚀变花岗岩型→矽卡岩型→云英岩细脉—网脉型（蚀变花岗岩型）→石英细脉—网脉型（图2），与典型的“斑岩—矽卡岩型”矿床具有相似的特征[2-7]。

（1）矽卡岩型钨铜矿体：区内规模最大的矿体类型，成矿元素以W、Cu为主，伴生有Zn、Ag。矿体严格受F2推滑覆构造面及其次及裂隙系统控制，多呈似层状-层状、透镜状产出矽卡岩型及矽卡岩化大理岩中，总体走向北东、倾向北西，赋矿标高-200～-1900m。Ⅰ号矿体为主矿体，沿F2推滑覆构造面展布，在剖面上由南东往北西向总体呈现上小下大的特点，上部或边部见有分枝，往下部（深部）则合并为厚大矿体。矿体厚度多为128～375m，平均厚度146.66m，WO3平均品位0.57%，共生Cu品位主要介于0.3%～0.8%之间，局部高达4.21%。

图2 朱溪矿区30-54勘查线联合剖面图Fig.2 Joint section map of 30-54 exploration line in Zhuxi mining area

（2）蚀变花岗岩型钨铜矿体：区内重要矿体类型之一，主成矿元素为W、Cu，多呈脉状或透镜状产出于蚀变花岗岩岩枝中，深部黑云母花岗岩中也偶见有规模较小的钨铜矿体，赋矿标高-510～-2030m，矿体厚度1.50～11.46m，WO3品位多介于0.125%～0.252%，Cu品位多介于0.22%～0.53%。

（3）云英细脉—网脉型钨矿体：主要分布于栖霞组不纯灰岩的细脉—网脉状白云母—石英脉中，赋矿标高-241.65～-1235.65m，脉宽多为0.5～5.0cm，含脉密度2～4条/m。矿体厚度较薄、变化大、连续性较差，厚度多介于1.70～6.24m，WO3品位为0.131%～0.298%，局部共伴生少量低品位Cu。

（4）石英细脉—网脉型钨（铜）矿体：主要分布于构造破碎带或裂隙带中的石英脉中，赋矿标高-178.40～-1368.40m，成矿元素主要为W，也见有少量Cu，局部伴生有Ag、Zn等。矿体主要赋存于浅部茅口组和栖霞组不纯灰岩中，极少部分赋存于滑动构造带下侧不远处的浅变质岩石英脉中，矿体多呈扁透镜状产出，受断裂破碎带、层间裂隙等构造控制，以不规则石细脉、网脉或团块大量出现为特征，部分地段为蚀变碎粉岩、角砾岩。矿体厚度较薄，为1.52～5.34m，连续性差，WO3品位0.125%～0.767%，伴生有低品位铜矿体，Cu品位0.25%。

2.3 矿石特征

矿区主要金属矿物有白钨矿、黄铜矿、闪锌矿、黄铁矿，次要金属矿物有方铅矿、磁黄铁矿、辉锑矿、辉钼矿、辉铋矿、砷黝铜矿、毒砂等，少量黑钨矿。主要非金属矿物有方解石、白云石、石榴石、透辉石、透闪石、石英、绢云母，次要有蛇纹石、绿泥石、绿帘石和硅灰石等，其它相对少见。

矿石结构主要有结晶结构（自形粒状结构、半自形粒状结构和他形粒状结构）、交代结构（溶蚀结构、交代残余结构、网脉状结构、骸晶结构和文象结构）和固溶体分离结构（乳滴状结构和格状结构）三大类。矿石构造以细脉浸染状为主，其次为浸染状、块状—团块状、脉状、角砾状、星点状、条带状—纹层状和“马尾丝状”构造。

2.4 蚀变特征

受隐伏黑云母花岗岩、花岗斑岩的影响，矿区围岩蚀变强烈，主要有矽卡岩化、大理岩化、云英岩化、硅化、碳酸盐化、角岩化等，其中与区内成矿关系较为密切的主要有矽卡岩化、云英岩化、硅化等。蚀变因围岩的不同而具有差异。

黑云母花岗（斑）岩内蚀变总体上以绢云母化、泥化、绿泥石为主，其次可见硅化、云英岩化、萤石化、绿帘石化、矽卡岩化、碳酸盐化等，成矿黑云母花岗岩与碳酸盐岩的内接触带具有云英岩化→绿泥石化、绿帘石化→脉状矽卡岩化→泥化、碳酸盐化蚀变分带，其中硅化从早到晚皆有发育。云英岩化、绢云母化带与钨矿化密切相关。变质粉砂岩内蚀变总体上以绢云母化、硅化、角岩化为主，次为绿泥石化、碳酸盐化发；自岩体接触带至远离岩体呈现出角岩化、硅化渐弱，绿泥石、碳酸盐岩较强，硅化与钨铜矿化密切相关。矽卡岩化主要产出于黄龙组与变质粉砂接触的层间构造带。矽卡岩矿物总体具有一定的分带性，自岩体至碳酸盐岩矽卡岩矿物总体呈现出石榴子石+透辉石（石榴子石:透辉石＞4:1）→透辉石+石榴子石+硅灰石（透辉石:石榴子石:硅灰石＞7:2:1）→透闪石+透辉石+硅灰石（透闪石:透辉石:硅灰石＞5:2:1）的蚀变分带特征[3]，对应的矿石矿物组合为白钨矿±黄铜矿±磁黄铁矿±辉钼矿→白钨矿+黄铜矿±闪锌矿→黄铜矿+闪锌矿±方铅矿±白钨矿。栖霞组内蚀变以石英—白云母—绢云母细脉为主，自脉内至脉壁表现为石英→白云母+绢云母+白钨矿（±萤石）→绿泥石蚀变分带特征[3]。

2.5 矿化分带特征

朱溪主成矿元素为W，共伴生Cu、Pb、Zn等有用组分，自矿区SW至NE、由深到浅显示出由高温→中高温→中低温的变化趋势。即，平面上成矿元素自SW→NE表现出W→W、Cu→Cu的分带特征；在垂向上由深到浅：矿化类型依次出现蚀变花岗岩型W（Cu）矿化→厚层状矽卡岩型W-Cu（Zn）矿化→矽卡岩脉型Cu、Pb、Zn矿化。由岩体至外接触带到中部至矽卡岩前缘原生晕具有W+Cu±Sn±Bi→Cu+Zn±Mo±Bi±Sn±Au→Cu+Pb+Zn的元素分带性，暗示朱溪岩浆岩侵位方向。

2.6 控矿因素浅析

与成矿密切相关的地层包括新元古代万年群（Pt3W）变质粉砂岩、千枚岩与黄龙组（C2h）、栖霞组（P2q）碳酸盐岩。NE向F2推滑覆断裂与朱溪成矿密切相关，断裂总体走向NE、倾向NW，倾角变化较大，断裂上盘地层以P-C为主，下盘为新元古界万年群。成矿黑云母花岗岩、花岗斑岩均为准铝-过铝质高钾钙碱性系列S型花岗岩，岩体锆石U-Pb成岩年龄均为146.9±0.97～152.9±1.7Ma[1-3]。隐伏成矿岩体沿F2推滑—覆断裂产生的层间滑脱带形成的“硅/钙界面”侵位，控制了厚大矽卡岩型钨铜矿体，缓倾斜部位是成矿有利地段；次级裂隙系统控制了云英脉型和石英脉型矿体。

3 找矿科技与找矿机制创新

3.1 探获朱溪为隐伏世界最大含铜富钨矿床，资源量仍在扩大

《江西省浮梁县朱溪外围（30线-78线）钨铜矿普查报告》已通过江西省国土资源厅矿产资源储量评审备案。探获了世界最大含铜富钨矿床，刷新钨矿储量世界纪录，矿区30-78线已探获333+334类WO3资源量286.48万吨，其中333类WO3资源量236.14万吨，WO3平均品位0.551%，333类富钨（WO3）矿资源量84.19万吨，WO3平均品位1.757%；共、伴生333+334类Cu金属量33.71万吨，伴生333+334类Ag金属量1336.46吨。该矿床具有厚度巨大，品位富，共伴生矿种多等特点，具有优越的经济开发价值。2016年提交333+334类WO3资源量57.7万吨，累计达到344万吨。目前还在勘查之中，规模进一步扩大。

3.2 研究建立了朱溪隐伏含铜富钨矿床的以矽卡岩型矿床为主体的“四位一体”成矿模式

查明塔前—赋春推滑覆构造为区内重要的导岩—导矿构造，控制了朱溪成矿花岗岩的侵位和矿体就位，赋存于塔前—赋春深断裂带黄龙组/万年群构造结构面之间。朱溪成矿岩体为朱溪S型隐伏黑云母花岗岩株，成岩—成矿均形成于晚侏罗世末145Ma±[2-3]，成矿主要围岩为上石炭统黄龙组富镁碳酸盐岩，其次为下二叠统马平组灰岩。

朱溪矿床的主要特征：（1）以矽卡岩型为主，兼有蚀变花岗岩型、似层状、脉状以钨为主的“四位一体”矿床；（2）随黄龙组与万年群构造结构面产状陡缓变化处形成多台阶矿体；（3）成矿垂直分带特征表现出浅部为黄龙组似层状铜矿体及裂隙脉带中的脉状铜矿体，深部为厚大矽卡岩型钨铜矿体，蚀变花岗岩中的细脉浸染型钨铜矿体；（4）矿体具有上小下大、上陡下缓、上铜下钨铜、钨铜共生等特征；（5）围岩蚀变在垂向上具有分带性，自深部岩体向上依次出现矽卡岩化→大理岩化→灰岩；（6）成矿岩体为S型花岗岩，形成了巨型钨矿床和中型铜矿床，这是钦杭成矿带内发现的又一钨铜共生矿床实例，属于燕山期花岗岩浆期后中高温热液矿床。

根据上述研究和认识，建立了“朱溪式”“四位一体”矿床模式（图3），并经实践证明该矿床模式具有普适的应用价值。

图4 朱溪矿床成矿模式图Fig.4 Metallogenic model of Zhuxi deposit

3.3 建立了“朱溪式”矿床找矿勘查模型，拓展了找矿思路、找矿空间和找矿方向，成效显著

通过综合研究和验证，创建了“朱溪式”矿床找矿勘查模型。在找矿勘查工作中，紧紧围绕“脉”、“层”、“面”、“体”科学部署找矿勘查工作，取得了很好的找矿效果，也为萍乐坳陷带深部找矿提供了有益的借鉴。“脉”指上部的岩脉、铜锌矿脉，“层”为浅部似层状矿体，“面”为黄龙组与万年群构造结构面，“体”为深部隐伏花岗岩体及其相关矿体。以“朱溪式”矿床找矿勘查模型为指导，进一步拓展朱溪矿集区找矿思路、找矿空间和找矿方向。在朱溪矿集区深边部30-21线又提交了333+334类WO3资源量57.70万吨，勘查工作仍在继续，资源量规模将进一步扩大。东岗铜矿、众埠街锰铅锌矿、马鞍山铜金、平旺钨铜矿等也均取得了阶段性找矿重大成果；在同处于钦杭成矿带强叠覆区萍乐坳陷带中部蒙山地区开展第二空间找矿，省地勘基金已新发现世界第一大石竹山硅灰石矿并共伴生钨、锡、铜矿。

3.4 研发了深部勘查技术方法组合与矿体定位技术

在找矿勘查工作中，以成矿系列理论为指导，紧紧围绕“以脉找体”，按照“脉”、“层”、“面”、“体”四位一体科学部署勘查工作。“脉”：上部的岩脉、铜锌矿脉；“层”：浅部似层状矿体；“面”：黄龙组与万年群构造结构面；“体”：深部隐伏花岗岩体及其相关矿体。根据成矿系列与斑岩—矽卡岩成矿理论，推测脉状矽卡岩深部可能存层状矽卡岩和隐伏中酸性成矿岩体。应用重磁异常筛选推测深部成矿地质体和关键成矿地质要素，采用广域电磁剖面反演，判别控矿构造、成矿岩体的空间位置，预测厚大矿体部位。根据成矿元素的分带和尾晕元素和二次重复出现，预测深部矿体的空间展布。

3.5 创新了深部固体矿产勘查的钻探工艺，破解了陡倾斜强劈理化带钻孔严重偏斜和深部岩溶发育地段钻进技术难题

朱溪矿区地层结构复杂，主要为陡倾斜强劈理化浅变质岩和深部岩溶发育的碳酸盐岩，施工难度极大。项目团队在施工中大胆创新，改进工艺技术，破解了陡倾斜强劈理化带钻孔严重偏斜和深部岩溶发育地段钻进技术难题，成功施工1500m以上有钻机24个（2000m以上6个），为深部钻探施工积累了极其宝贵的经验，创造了江西省固体矿产勘查和螺杆纠斜深度双第一的业绩。

3.6 创新了地质找矿机制，实现深部矿产勘查高效管理模式

一是宏观调控机制：由政府主导国家战略性矿产资源的矿业权设置，财政专项重点投入，找矿成果应用和战略储备。

二是两级基金联动机制：发挥中央与省级地勘基金资金投入、组织协调优势和承担勘查单位技术优势，集中投入，实现快速突破。

三是专家咨询决策机制：聘请院士、专家现场指导、技术把关为项目实施提供了强有力的技术支撑和大大降低勘查风险。

四是产学研用机制：以科研指导勘查施工，以钻探验证科研成果并推广运用；着力培养了一批优秀地质人才。

五是绿色勘查机制：以“抓大放小”保护生态环境，实施勘查工程“复绿复田”，为我国矿产资源规划和绿色勘查开发积累了经验。

六是“五方协议”机制：由市区市、县国土资源部门、乡镇、村委与勘查单位五方联合签订勘查外部环境协议，保障勘查顺利进行。