江西遂川县凤凰山细脉蚀变岩型钨矿床地质特征及地质意义

何维基，刘志军，孙最强，谢福庚，饶 伟，曾小华，黄达山

（1.江西钨业控股集团有限公司，江西 南昌 330001；2.赣州鑫宇矿冶有限公司，江西 赣州 341000）

0 引言

凤凰山钨矿床位于吉安地区南部遂川县，原是一个黑钨矿老矿点，1949年前有民采，20世纪60年代中期至20世纪90年代初为小规模零星开采，后因资源枯竭停采。1976年地勘单位曾开展了矿点普查，主找石英脉型黑钨矿，但研究不够深入，因此，对矿点做出矿床无工业价值，不必进一步开展研究工作的结论。

近年来，研究人员通过民窿调查及综合研究，对该矿点重新进行评价，随着找矿勘查工作的深入，找矿思路从刚开始找石英脉型黑钨矿转变到细脉蚀变岩型白钨矿新类型，通过钻探和坑探工程控制，新发现以白钨矿为主的隐伏矿体。根据角岩化特征，施工千米深孔揭到与成矿关系密切的隐伏花岗岩体。目前-300 m标高以上估算资源储量已达到中型矿床规模，深部尚未控制，找矿潜力大，成为“老点新评”找矿突破的典范。该矿新矿化类型的发现，为凤凰山钨矿床成因的深化认识，特别是寻找隐伏矿体扩大资源远景提供了新思路，打开了赣中地区钨矿找矿的新局面，为华南钨矿找矿提供新参考。

1 区域地质背景

该区地处华夏板块南岭东段隆起带之罗霄-诸广隆起与吉泰断陷盆地交接部位，遂川—临川深断裂北侧[1]（图1），是以往成矿区划分研究与钨矿勘查薄弱地区。

图1 凤凰山钨矿床区域地质图Fig.1 Geological map of Fenghuangshan tungsten deposit

区内主要出露地层有震旦系、寒武系、奥陶系、泥盆系、石炭系和白垩系。震旦系零星分布，主要为一套浅海相类复理石之泥砂质及硅质建造，岩性为变余长石石英砂岩、板岩，顶部为硅质岩。寒武系出露广泛，为一套厚度巨大的浅海相类复理石泥砂质建造，岩性为变余长石石英砂岩、砂岩、板岩、薄层硅质岩、含硅质板岩、炭质板岩，以及顶部的透镜状灰岩，是区域上最为重要的钨矿赋矿层位之一[2]。奥陶系、泥盆系、石炭系仅零星出露，奥陶系岩性为一套变余粉砂质板岩，板岩和含硅炭质板岩，炭质板岩。泥盆系岩性为砾岩、砂岩、粉砂岩夹层凝灰岩。石炭系为一套海陆交互相沉积，岩性为砂岩、粉砂岩、钙质粉砂岩、砂砾岩、泥灰岩、不纯灰岩。白垩系主要分布在南东部的断陷盆地中，为一套干旱气候条件下形成的河、湖沉积，岩性为紫红色砾岩、含钙砾岩、砂岩、粉砂岩及少量页岩。

区内构造活动强烈，加里东、印支、燕山、喜山等多期次构造运动对该区都有影响，形成早古生代加里东褶皱基底、晚古生代印支褶皱盖层、燕山—喜马拉雅大陆边缘活动盆地沉积。该区处于罗霄近南北—北北东向与遂川—石城东西向构造花岗岩带交汇部位，以北东向遂川—临川深断裂、北北东向黄坳大断裂带为主干，与由北西-南北向大型复式背斜和断裂组成的井冈山弧形构造一起，构成一幅错综交织的控矿构造网络。这些断裂体系与派生的裂隙带构成脉状钨矿的容矿构造，其中北北西向、近东西向、北东东向裂隙带是区内脉状钨矿床的优势容矿裂隙。

区内褶皱呈现为NW—NNW走向的大型复式背斜，组成一个呈北西走向的挤压带，宽约65 km。在堆前—衙前—桥头一带，在复背斜中又发育20余个北西向次级复式背向斜和倒转复式背向斜，南东端为上古生代及中生代地层，南西端有汤湖复式岩体和淋洋岩体侵入（图1）。断裂构造主要有遂川—临川深断裂和黄坳大断裂，次级断裂主要有北东向、北西向和北北东向三组，以北东向和北西向压扭性断裂为主。大断裂是区内主要的导岩、导矿构造，其旁侧的次级断层是区内主要的容矿构造。

区内加里东期、印支期和燕山期岩浆活动强烈，具有多期成岩特点，形成了不同时期的花岗岩复式岩体，通常认为是S型或改造型花岗岩[3-4]。加里东期岩体主要有南面风、汤湖岩体，呈巨大岩基产出，岩石类型以花岗闪长岩、黑云母二长花岗岩为主，岩石微量元素含量偏低，为钨锡稀土弱成矿初聚期。印支期岩体有淋洋岩体[5-6]，呈岩基产出，岩性主要为中细-中粗粒斑状黑云（二云）花岗岩。燕山期主要有弹前岩体[6]，呈巨大岩基产出，岩性为中-中粗粒斑状黑云母花岗岩；其次有许多岩株、岩脉、岩瘤成群成串分布，侵入于早期花岗岩和震旦-寒武地层中，岩性主要为细粒、中细粒-中粒二云母花岗岩、含斑黑云母花岗岩。燕山期花岗岩的特点是期次多，岩性变化范围大，岩浆演化非常充分，与钨锡钽铌成矿关系密切。区域矿产主要有良碧洲、仙口、行洲、淋洋仙、米岭、红桃峰等小型钨矿及矿点近20处，以及江西坳钨铌钽矿点和草林、锡坪小型金矿等。

2 矿区地质特征

2.1 地层

矿区内主要出露寒武系下统牛角河组（Э1n）浅变质岩（图 2），分为三个岩性段，下段（Э1n1）岩性为浅黄色、浅灰-青灰色角岩化中细粒长石石英砂岩、变余砂岩；中段（Э1n2）岩性为深灰色-灰色砂质板岩；上段（Э1n3）岩性为灰色-浅灰色变余砂岩。在矿区东部出露有寒武系中统高滩群（Э2gt），为厚层状变余长石石英砂岩、细砂岩夹板岩及数层含硅炭质板岩及炭质板岩，石灰质板岩。矿区东南角分布有泥盆系中统跳马涧组（D2t），与下伏地层呈不整合接触。

图2 凤凰山钨矿区地质略图Fig.2 Geological sketch map of Fenghuangshan tungsten ore area

2.2 构造

矿区褶皱为北北西向展布的凤凰山背斜，轴向320°～350°，南西翼倾向 SWW，北东翼倾向 NEE，倾角30°～80°。轴部为牛角河组地层，远离轴部的北东翼为高滩群地层。轴部地段岩石硅化强烈，断裂构造、裂隙带发育，是钨矿体的主要赋存部位。

区内断裂构造发育，规模较大的断裂有6条，编号为F1至F6。主要为北北西向、北东东向，次为东西向、北北东向。F1北北西向断裂发育于凤凰山背斜轴部偏西，走向 320°～330°，倾向南西，倾角 75°左右，长1 220 m，为压扭性逆断层，钨主矿带位于该断裂上盘，走向基本一致，是矿区主要的控矿断裂。成矿后断裂较发育，遍布全区，但规模小，对矿体破坏不大，最大的断裂断距为8m，如LD002民窿口的F4。

矿区在多种构造体系作用下，形成了大量各种类型的成矿裂隙，通过对矿区成矿裂隙统计分析，主要有三组，NNW、NEE、EW向，以前两组为主。

NNW组：主要分布在矿区15～28线之间，位于凤凰山背斜轴部及两侧。该组裂隙密集成带出现，走向 315°～350°，倾向 NEE，倾角一般 70°～85°。常呈舒缓波状，具扭性和张性特点，显示先压后张的力学性质特征。该组裂隙规模大，是矿区的主要容矿裂隙。

NEE组：主要分布于矿区4～7线之间以及西部的28～32线附近，是矿区仅次于NNW组的成矿裂隙，裂隙倾向NNW，倾角一般65°～85°，该组裂隙规模一般较小，多为弯曲状，不平直，局部裂面可见擦痕，呈舒缓波状，以张性为主，兼具扭性，显示先张后压的力学特征。NNW向和NEE两组裂隙在空间分布上关系非常密切，在NNW组发育地段，NEE组也很发育。

EW组：该组裂隙在矿区出露不多，规模不大，其成矿也不如前面两组好。该组成矿裂隙大多分布在矿区北部，裂隙倾向南，倾角相差较大，在45°～70°之间。

2.3 岩浆岩

矿区内地表未见岩浆岩出露，出露最近的岩浆岩有燕山期花岗岩株，距离约25 km。在矿区4号勘探线上，ZK403、ZK405两个千米深孔分别在-740 m、-820 m标高部位见到花岗岩体，岩性为中细粒弱云英岩化含电气石二长花岗岩。灰白色，粒状结构，块状构造。矿物成分为石英23%、斜长石36%、钾长石30%、白云母6%、电气石5%。花岗岩的化学成分见表1。

表1 凤凰山钨矿区花岗岩与江西南部各期花岗岩化学成分及黎氏值对比表 %Tab.1 Comparison table of chemical composition and Li's value of granites in Fenghuangshan tungsten mining area and granites of various periods in south Jiangxi

岩石中SiO2含量达75.17%，属硅饱和亚富钾、含铁镁钙的花岗岩。矿区花岗岩岩石化学特征与赣南燕山期花岗岩相似[7]，推测应为燕山期花岗岩。

2.4 热变质作用、矿体及围岩蚀变

矿区热变质作用范围广泛，呈面状分布，不仅在深部钻孔中见到，在地表也有反映。主要表现角岩化，在近花岗岩地段则为角岩或强角岩化，远离岩体的变质则为中角岩化。矿区在ZK403孔中的不同深度采取了岩石薄片鉴定，在-300 m以下开始出现角岩，至岩体顶面，角岩厚度在500 m左右，-300 m以上至地表为中角岩化、弱角岩化、斑点状变质岩。

细脉蚀变岩型矿体蚀变强，蚀变主要有硅化、绢英岩化、云英岩化、绢云母化、碳酸盐化、电气石化，次为黄铁矿化、钾长石化、钠长石化、白云母化、绿泥石化。硅化表现为石英脉的穿插交代，石英细脉越发育，硅化越强。钨矿化和硅化、云英岩化、绢英岩化关系较密切。根据硅化、云英岩化、绢英岩化等蚀变类型，并结合部分矿化岩石角岩化特征分析，岩石蚀变矿化与花岗岩岩浆侵入接触带的热液蚀变作用有关。

矿体与围岩没有明显界线，靠采样化验结果圈定矿体边界。靠近矿体的围岩蚀变与矿体蚀变类似，但一般蚀变相对更弱，且一般远离矿体蚀变逐渐变弱，并过渡到以热变质作用为主。

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

钨矿体赋存于隐伏花岗岩体外侧寒武系下统牛角河组下段蚀变长石石英砂岩和蚀变变余砂岩中（图3），主要分布在凤凰山背斜轴部的北北西向断裂裂隙带内，为细脉蚀变岩型钨矿体。矿床受多组构造控制，成矿裂隙平行密集分布，含矿石英脉成带出现，细脉的走向与裂隙基本一致。根据产状、空间分布，可分为NNW、NEE、EW三个脉带，以NNW组为主，走向延长1 100 m，宽50～100 m；次为NEE组，走向延长450 m，宽100～300 m；EW组分布于矿区北部，长200 m，宽50 m。工业矿体以NNW组为主，布置了工程系统控制。NEE脉组仅少量工程控制，尚未圈定工业矿体。EW组矿化弱，未布置工程控制。

图3 凤凰山钨矿区4号勘探线剖面图Fig.3 Section of No.4 exploration 1ine in Fenghuangshan tungsten nining area

矿区共圈出26个钨矿体。矿体由许多平行密集的含矿石英脉和矿化蚀变砂岩组成，石英脉单条脉幅一般3～5cm，小者2～3mm，少数大者10～80cm。石英脉和矿化蚀变砂岩靠采样化验结果圈定矿体边界。26条矿体中大部分为隐伏（盲）矿体，只有V1、V2、V3局部出露地表。矿体形态较简单，呈板状、透镜状产出。0～20线矿体连续性较好，3～7线、20～36线矿体连续性欠佳，常出现无矿天窗。矿体长度一般360～810 m，倾斜延深一般460～690 m，单工程矿体厚度0.18～15.33 m，最大厚度15.33 m，平均厚度2.46 m。单工程矿体品位0.104%～4.09%，最高品位15.18%，平均品位 0.311%。矿区V1、V2、V3三条矿体为主矿体，估算资源量占全区资源量的72.18%。矿体埋藏标高最高222 m，最低-480 m。矿体上、下盘围岩和夹石均为角岩化中细粒长石石英杂砂岩，偶夹电气石化绢云母石英角岩，角岩化石英粉砂岩。

3.2 矿石特征

矿石类型主要为细脉蚀变岩型矿石，其次为石英脉型矿石。矿区的钨矿化，在蚀变砂岩中比石英脉中矿化要广泛、普遍，在矿区NNW矿体采集的1 896个WO3≥0.08%的样品中，纯石英脉样品仅占30.6%，且矿化不连续；而蚀变砂岩样品占56.9%，细脉网脉带样品占12.5%，反映钨矿成矿作用不仅仅是裂隙的充填作用成矿，而且变质岩的蚀变矿化，交代作用成矿更为重要，说明蚀变砂岩本身为主要的矿石类型。

细脉蚀变岩钨矿石由含钨蚀变岩和石英细脉两部分组成（图4（a）～图（d））。含钨蚀变岩原岩为变余长石石英砂岩、变余砂岩，遭受了强烈的绢英岩化、云英岩化、碳酸盐化、绢云母化和硅化热液蚀变作用，次生石英、白云母、绢云母、碳酸盐和黄玉等蚀变矿物较强烈地交代了原岩除石英砂屑外的其他所有组分，形成云英岩化中细粒砂岩、碳酸盐化绢英岩化中细粒砂岩、硅化碳酸盐化绢云母化中细粒砂岩、角岩化硅化中细粒长石石英砂岩、强电气石化硅化白云母角岩等多种含钨蚀变岩类型。矿石中见许多白钨矿呈星散状交代，一般情况下蚀变越强矿化就越强。金属矿物主要有白钨矿、黄铁矿，其次有少量黄铜矿、毒砂、针铁矿、磁黄铁矿。非金属矿物主要有石英、长石、白云母、黑云母、电气石、碳酸盐，其次有少量钠长石、磷灰石、锆石、萤石、黄玉等。变余中细粒砂状结构、不等粒粒状变晶结构、粒状鳞片变晶结构、他形晶粒结构、交代的文象结构，细脉状构造、星散浸染状构造、斑杂状构造、块状构造。

图4 凤凰山钨矿床矿体与矿石特征Fig.4 Characteristics of orebody and ore of Fenghuangshan tungsten deposit

含钨蚀变岩中石英脉以细脉为主，也有少量中大石英脉，为石英脉型钨矿石（图4（c））。石英（细）脉由石英和少量的白云母、碳酸盐等矿物组成，矿物成分较简单，金属矿物主要有白钨矿、黑钨矿、黄铁矿，其次有少量黄铜矿、闪锌矿、辉铋矿、辉钼矿。非金属矿物主要有石英、白云母、碳酸盐，其次有少量电气石、磷灰石、绢云母。自-半自形晶粒结构、他形粒状结构、不等粒粒状变晶结构、鳞片粒状变晶结构，块状构造、脉状构造。

钨和其他金属矿物在蚀变砂岩中呈星散浸染状交代，或产于贯入蚀变砂岩中的石英（细）脉中。矿区物相分析结果，钨矿物以白钨矿为主，白钨矿占74.31%，黑钨矿占19.27%，钨华占6.42%。白钨矿分布于蚀变岩（图 4（e）～图 4（f））和石英脉中（图 4（g）），产于蚀变岩中的白钨矿呈星散浸染状，荧光灯下可见细小星光点；产于石英脉中的白钨矿呈粒状，具明显之晶面及柱面并呈明显互相穿插状。黑钨矿仅见于部分石英脉中（图4（h）），常数颗聚集在一起，一般呈板状生长于石英晶体间，位置与方向一般多垂直于脉体或成放射状、晶束板状。因此，蚀变岩中钨的赋存状态为白钨矿，未见黑钨矿，而石英（细）脉有白钨矿和黑钨矿两种产出形式。其他金属矿物，黄铁矿呈自形至他形粒状，含量普遍较少。黄铜矿含量少，他形粒状，单独分布或与黄铁矿、闪锌矿一起分布。辉铋矿是石英脉中之主要副产矿物，常呈针状之集合体产在石英之微细裂隙中。辉钼矿呈细小六方板状及鳞片集合体，常产于石英脉边缘及裂隙中，或浸染于云英岩中。矿石中有用元素为WO3，其他元素含量均低于综合利用要求，有害元素P和S含量也不高。

4 地质意义

4.1 研究意义

自1907年西华山发现钨矿以来，我国钨矿的勘查开发已有114年历史[8]。近十年来江西钨矿找矿取得重大突破，已探获钨资源储量约占我国的一半，彻底改变了世界钨矿资源储量分布格局[9]。钨矿床类型，以石英脉型钨矿、夕卡岩型钨矿、细脉浸染型钨矿、蚀变花岗岩型钨矿最为重要[10]，次为云英岩型钨矿[11]、破碎带蚀变岩型钨矿[12]。20世纪五六十年代在南岭地区发现一大批石英脉型黑钨矿床，并成为世界钨矿主产区。长期以来，许多学者在南岭构造-岩浆岩控矿作用方面作了大量的研究工作[13-15]，钨矿床的成矿理论成果尤为丰富[16-21]。20世纪60年代以后，先后发现柿竹园、香炉山等多个夕卡岩型特大型白钨矿床，特别是近年来朱溪世界级钨矿的发现，使夕卡岩型钨矿成为矿床规模和资源储量占比最大的钨矿类型[22]。自2010年以来，相继在赣北九岭新发现百万吨大湖塘钨矿[23]，在南岭湘东中南部新发现高坳背大型钨矿床[24-25]，蚀变花岗岩型钨矿越来越受到重视。近年来在九岭新发现大雾塘细脉浸染型特大型钨矿[26]，新类型钨矿找矿不断受到关注。

凤凰山钨矿为产于寒武系变质岩中的细脉蚀变岩型钨矿床，该类型钨矿床鲜有报道。矿区细脉蚀变岩型钨矿化特征，与石英细脉型、细脉浸染型、蚀变花岗岩型、云英岩型、破碎带蚀变岩型等类型典型矿床比较，有相似之处，但也有明显差别，详见表2。

表2 凤凰山钨矿与已知钨矿类型矿化特征对比简表Tab.2 Comparison of mineralization characteristics between Fenghuangshan tungsten mine and known tungsten mine types

凤凰山钨矿的赋矿围岩为寒武系下统牛角河组下段浅变质岩，在深部花岗岩体的作用下，发生强烈的角岩化及蚀变并成矿。在长1 100 m，宽近100 m的矿化蚀变带中，除少数几条较大的石英脉延长延深较大外，石英细脉单脉延伸不大，从地表至深部岩体900 m垂直范围来看，还没有石英脉往深部变粗的现象，与赣南钨矿只产于石英脉中不同，矿区钨矿化既产于石英（细）脉，也产于寒武系统系蚀变砂岩中。漂塘钨锡矿化产于外接触带寒武系变质岩内的石英细脉网脉内，石英细脉之间的变质岩本身没有发现钨矿化。与细脉浸染型、蚀变花岗岩型钨矿产于花岗岩体中也不一样，矿区矿体产于岩体外接触带变质岩中，从已施工的2个深孔来看，岩体内100多米范围内尚未发现钨矿化。矿区与八仙脑破碎带蚀变岩型钨锡多金属矿床在地质特征、矿石特征、矿体蚀变等方面也存在明显差异。八仙脑矿体赋存于断裂带内，与围岩界线清楚，矿石为构造角砾岩，少量硅化碎裂岩和石英脉，其钨锡铜铅锌等金属矿物与石英、绿泥石、萤石等热液蚀变矿物群组成角砾胶结物，矿化蚀变主要与硅化、绿泥石化、碳酸盐化有关；而凤凰山有明显不同，其蚀变岩内的白钨矿、黄铁矿等金属矿物与次生石英、白云母、绢云母、碳酸盐等热液蚀变矿物较强烈地交代了原岩除石英砂屑外的其他所有组分，矿化蚀变主要与硅化、云英岩化、绢英岩化关系密切。矿区矿化为单矿种钨，没有其他元素形成矿化，与表2其他钨矿床类型一般共伴生多元素矿化不同。钨矿物赋存状态也有差异，矿区以白钨矿为主，次为黑钨矿，但蚀变岩内为白钨矿化，未发现黑钨矿，仅靠肉眼看不出蚀变岩有钨矿化，因此矿区普查工作的前3年，也是主找石英脉型钨矿，对蚀变围岩很少采样，后来发现“蚀变围岩”含矿后，对钻孔岩心及坑探工程“蚀变围岩”全部补采了大量样品，发现蚀变岩才是矿区主矿体类型。在赣南地区，除夕卡岩型钨矿为白钨矿外，尚未发现其他类型白钨矿床。九岭地区细脉浸染型、蚀变花岗岩型钨矿在石英（细）脉之间的花岗岩内可见较多黑钨矿，与该矿区也有显著差异。因此，该矿床在矿化特征和钨矿物赋存状态等方面具有明显的独特性。矿区成矿元素W来源主要是寒武系下统牛角河群变质岩系，钙质可能主要来源于碳酸盐蚀变，深部花岗岩侵入带来强大的热源，加上区域构造运动挤压作用，使变质岩强烈蚀变，裂隙中的水变为热液，热液带着成矿元素活化在适宜的介质条件下交代沉淀成矿，矿床成因是区域变质热液和岩浆热液叠加充填交代型矿床。

4.2 找矿意义

凤凰山钨矿地表有石英细脉矿化标志带，矿体主要为隐伏矿体，北北西组钨矿体深部均未完全控制。4线施工了2个深孔，是矿区控制最深的勘探线，矿体控制延深达600 m，其他勘探线矿体一般仅控制深300～400 m，深部尚有较大的增储潜力。在80 m中段坑道内，发现北东东向石英细脉及蚀变岩矿化也较强，经少数几个钻孔初步验证，均揭露到较好的北东东组矿体，由于工程控制较稀，北东东组尚未圈定工作矿体，预测本矿床具有大型规模远景。

凤凰山原为一个老钨矿点，70年代经普查认为含钨石英脉不具工业价值。本次二次找矿调整了找矿思路，发现细脉蚀变岩钨矿新类型，使矿点“起死回生”。笔者近年来注意到，赣南有的石英脉型钨矿在开采过程中，出现了石英大脉矿体之间的“围岩矿”。如大吉山钨矿，每年有三分之一的产量来自367 m中段以上采完石英脉矿体后崩落的“围岩矿”，出矿品位0.12%，“围岩”矿化深度达400 m；樟斗钨矿石英大脉矿体目前已基本采完，资源枯竭面临停产闭坑，但发现石英脉之间剩下的“围岩”平均WO3品位达0.16%，宽40～50 m，矿化深度从地表往下共逾400 m，矿山正在计划返上开采这部分被丢掉的“围岩”矿体。这些石英脉矿体之间的“围岩矿”共同特点是，分布于岩体外接触带变质岩内，蚀变较强，且有一些石英细脉。初步分析，这些“围岩”矿体可能就是细脉蚀变岩型矿体。赣南大部分石英脉型钨矿开采了几十年，许多矿山资源已枯竭，还有大量钨矿点工作程度较低，以往对围岩未采样，今后应特别关注“蚀变围岩”的矿化情况。因此，凤凰山矿区找矿的突破，不仅打开了赣中吉泰坳陷区钨矿找矿新方向，对赣南乃至华南众多外接触带石英脉型钨矿床的“蚀变围岩”再找矿提供借鉴。

5 结论

对凤凰山新类型钨矿成矿特征、成矿规律深入研究，细脉蚀变岩钨矿石由含钨蚀变岩和石英细脉两部分组成，钨矿化不仅分布于石英细脉内，在蚀变岩中钨矿化也较强。矿石中钨的赋存状态，在蚀变岩中以白钨矿形式分布，未见黑钨矿，而石英细脉中则以白钨矿和黑钨矿两种形式存在。凤凰山“老点新评”发现细脉蚀变岩型钨矿新类型，具大型规模矿床找矿远景，对赣中、华南地区钨找矿具有指导意义。