粤北石人嶂钨矿区矿床特征与找矿前景分析

蓝兴段

（广东省地质局第三地质大队，广东 韶关 512028）

石人嶂钨矿已开采多年，2008年全国危机矿山接替资源找矿时，矿山也进行了扩大钨矿的工作，但这几年已基本消耗完，钨矿保有量已不能满足开采的需要，找寻并扩大钨矿量显得非常迫切和必要。

1 地质背景

（1）区域地质背景。矿区位于EW向诸广山-九峰构造岩浆带及贵东-大东山构造岩浆带之间，瑶岭复背斜的中部。区内出露的地层自老至新有：寒武系高滩组石英砂岩、粉砂岩，水石组石英杂砂岩；下奥陶统页岩、中上奥陶统板岩、长石石英砂岩，中下泥盆统桂头群含砾石英砂岩、砾岩。该区地层经受强烈褶皱，形成区内下官坑倒转向斜、官坑倒转背斜、火烧山倒转向斜等一系列紧密褶皱构造，褶皱轴向NNW，区内延长＞1000m。区内断裂构造发育，具多期性、复合性和继承性特点，早期断裂以张性及压扭性为主，中晚期则主要以压扭性为特征；按其性质和方向可分为EW、NE、NW、NNE等四组。由于本区处于构造活动地带，岩浆活动剧烈，成矿前大规模岩浆侵入，出露有斑状白云母花岗岩体、石英斑岩体、闪斜煌斑岩脉等。受多期次构造岩浆活动的影响，区内的寒武、奥陶系地层普遍有浅变质现象，硅化、云英岩化、萤石矿化等蚀变与钨矿化相伴形成[1]。

（2）矿区地质特征。矿区位于瑶岭复背斜的中部，出露地层自老至新为寒武系八村群、奥陶系下黄坑组、龙头寨群。八村群以灰绿色变质长石石英砂岩与砂质板岩、绢云母板岩组成类复理石韵律层，层厚＞1000m，与上覆地层下黄坑组呈整合接触；下黄坑组灰色硅质页岩、含炭质页岩及粉砂质页岩，含笔石化石甚为丰富，厚164m～203m。龙头寨群上部灰白色厚层状、块状石英砂岩、石英粉砂岩夹粉砂质页岩；中部为灰白色中厚层条带状粗晶大理岩；下部以青灰色厚层状变质石英砂岩为主，夹粉砂质板岩，厚714m。区内有下官坑倒转向斜、官坑倒转背斜、火烧山倒转向斜等一系列紧密褶皱构造，岩层总体向东倾，倾角50°左右。区内断层主要呈北东向、北西向展布于矿区中部，自东往西主要展布有6条断层，大都为逆断层，其中F1又为平移断层，在平面上，F1断层东侧矿体往南平移，西侧矿体往北平移。矿区北东部出露有洞口山岩体，为石英斑岩，呈岩株产出。岩石呈浅灰白，斑状结构，块状构造，石英斑晶呈他形粒状，粒径小于1mm，基质为隐晶质。

2 矿床特征

2.1 矿床、矿体特征

该矿区为与花岗岩有关的裂隙充填黑钨矿石英脉型矿床，赋存于寒武−奥陶系浅变质岩与隐伏燕山三期花岗岩的内外接触带上，矿体呈NW走向，为北西向断裂构造多次成岩成矿活动相互作用的结果。

本矿床主要由官坑～柑子园矿脉带及黄草山矿脉带组成。其中官坑～柑子园矿脉带呈NW走向，延长3900m，宽660m，大小脉带28个。矿区共有矿体67条，分布于各脉组中。

矿脉垂直变化上具典型的“五层楼”石英脉钨矿床成矿规律，其形状近于树形，大脉带位于树根，呈封闭的冠状，为主矿体；薄脉带位于大脉带的上方，向两侧扩展呈大树枝状，为次矿体；细脉带位于薄脉带的上方，向两侧扩展呈小树枝状，一般不具有工业价值；线脉带位于最上部呈细树叶状，一般无工业价值；尖脉带位于大脉带正下方，向下呈楔形为树茎，为次矿体。

单一大脉矿脉延长一般250m～500m，最长1300m，延深120m～350m，脉幅一般在0.2m～0.6m之间，最宽1.4m。薄脉带宽一般2m～12m，最宽18.5m，构成矿段长200m～300m，延深40m～180m。

矿区从尖脉带、大脉带的单脉，到薄脉带的简单分支复脉，再到细脉带与线脉带的复杂分支复脉，越往上，脉带变宽，支脉也变多，而脉幅却变小。一般认为，矿脉在大脉带的脉幅，等于上部薄脉带的脉幅之和，也等于细脉带或线脉带的脉幅之和[2]。

平面上南部矿脉带矿化强，北部矿化较弱；西部矿化强，向东矿化减弱。延深上矿脉具有明显的侧伏富集规律，一般以自南东向北西侧伏为主，侧伏角-30°左右。部份矿脉除向北西侧伏富集外，东段亦有向南东侧伏富集的趋势，形似“新月”状，与隐伏二云母花岗岩的外接触带形态和位置相吻合，说明矿体产出与岩体的侵位密切相关。

脉带矿化富集地段呈“矿柱”出现，“矿柱”呈平行带状产出，形态与矿床纵深侧伏规律是相吻合的。矿脉体的中上部，矿化富集较连续出现，一般宽度较大，最大为30m～150m，成为矿化富集段，而下部则局部矿化富集，矿包呈跳跃式出现。

2.2 矿石质量

①矿石物质组成。矿区金属矿物主要为黑钨矿，脉石矿物主要为石英。黑钨矿晶体呈星点状、块状、针状分布于矿脉及其边部与花岗岩、云英岩及变质岩接触带中，大小约为3cm～20cm，晶体常呈自形晶，部分包裹有硫化物，但总体上钨矿形成早于硫化物，反映矿化上具有多阶段多期次特征。②矿石化学成分。在垂向上矿床中部WO3含量高。其矿化强度大致为：上部脉石WO3平均0.42%～0.83%，中部1.16%～1.35%，下部0.66%。全区工业矿体平均WO3质量分数0.57%，矿化总体较均匀，连续性好。

2.3 围岩蚀变与矿化

矿区内主要发育有硅化、云英岩化等蚀变现象。其类型主要受围岩性质、矿化程度及构造动力的影响。

矿区内云英岩化均有发育，以中部矿脉带最为显著，位于断层破碎带中的云英岩化，大多产于动力学背景下，宽度<1mm，其石英含量大于云母；而节理面及裂隙中的云英岩化带，宽度一般为0.6mm～1.8mm，时常伴有细小石英脉充填，其云母及石英含量相当。矿脉两侧的云英岩化受热液量的控制，随着脉宽变大而增强。

硅化亦为本矿区常见蚀变类型，其中上覆沉积岩中最为常见。多发育于靠近矿脉的浅变质岩内。

3 矿床成因

该矿区除具有上述地质特征外，还有下列特性：矿脉几乎皆为高角度（＞60°）；与燕山期花岗岩、花岗闪长岩具有密切的成因联系，可产于隐伏岩体顶部的外接触带，内接触带或接触带上；矿脉并不顺早期层理及褶皱层滑面、断层等软弱层发育，控制脉组或脉群的构造带并非断裂带或剪切带，除岩石中张破裂为矿脉愈合外，矿脉围岩并无明显的同构造期永久变形。

据此分析得出，控制岩脉的构造带与同构造期岩浆动力脉动侵位密切相关，当岩浆主动侵位时，岩体四周附近或顶部会产生应力集中带，并通过地震波周期性释放，形成高角度的系列初始张破裂。由于岩浆侵位具有方向性，其产生的应力集中带也具有方向性，通过地震波释放后形成的初始张破裂也具有方向性。地震波释放应力具有一定的等距性，其形成的初始张破裂也具有一定的等距性。据上分析可得出：本钨矿脉与围岩有密切联系；矿脉呈脉组定向分布，除局部产生的破裂外，无同期永久变形；含矿流体的周期性活动与矿脉的周期性扩展一致。

地震引起的破碎带初始形成后，构造带中会形成瞬时的真空，而在真空下方为高压含矿热液流体，两者巨大的压力差会“虹吸”深部的承压流体经微破裂被抽吸到初始破裂中，产生地震泵吸作用，并导致初始破裂中流体压力上升，当压力满足围岩的破裂条件时，产生液压致裂作用，并开始扩容，同时流体随着温压的降低而产生部分矿物结晶，而新的扩容使得深部承压流体又得以重新开始上述过程，如此循环往复的地震泵吸、液压致裂及裂开-愈合，从而形成规模宏大的脉状钨矿体。

“五层楼模式”下的钨矿体矿脉扩展最早起始于大脉带的中心，此中心发育初始破裂。初始破裂是高角度的，破裂会分别向四周同时扩展，但受不同方向围压的影响，其扩展速率也不同，上部扩展速率明显大于下部，因此脉状钨矿主要呈树形向上扩展，且脉的规模大小主要取决于大脉带扩展时间的长短，亦即大脉带的脉幅，一般脉幅越大，矿脉延深、规模也越大，而往往位于树干的矿脉比位于树枝的矿脉大。

4 找矿前景分析

南组、中组矿体为本矿区主矿体，亦为“树干”，矿体穿过官坑倒转背斜轴部，向北西侧伏，即“树干”往北西侧伏。在29号勘探线附近F29切断矿脉，据340中段窿道调查，F29为逆断层，矿脉在此处被斜切，目前尚未探清矿脉的去向，而黄草山矿带位于“树干”的北西侧，但与“树干”中间存在下官坑倒转向斜和F31、F32等断裂，是否为南组、中组矿带的延伸还是另外的“树枝”，可通过深部钻探与物探相结合进行查证，可望寻找到“树干”的位置，进而扩大矿体规模，为下一步寻找“树根”打基础。

矿体往南东部亦有侧伏富集的趋势，与隐伏二云母花岗岩的外接触带形态和位置相吻合，故在南东部可通过深部钻探，寻找“树枝”，扩大矿体规模。

5 结论

（1）本区钨矿脉是通过岩浆的周期性涌动下，通过地震泵吸、液压致裂、裂开-愈合来形成的，即通过围岩的“围压降”向上快速扩展分层来扩大规模的。

（2）本区钨矿五层楼模式的树形分叉及分层结构，是由于各处的扩展速率不同及扩展时间不同造成的，越近地表，围压越小，上部扩展速率明显大于下部，因此脉状钨矿主要呈树形向上扩展。

（3）矿体往两侧深部有侧伏富集趋势，可通过深部钻探扩大矿体规模。

致谢：本次用含矿率计算法求矿体的质量分数所采用的数据大部分是由矿山所提供；矿山的坑道调查也是在矿山雷中华部长的带领下顺利完成的，故在此感谢矿山的大力配合。