鄂东南付家山白钨矿床地质特征及开采技术条件分析

孙孝峰 柯于富 郭一川 夏丽丽

摘要：付家山矿床是个以钨为主，铜钼钨共生的中型矿床。围绕着付家山岩体周边接触带，共分布着东、北西、西、西南四个矿带44个矿体。成因类型为岩浆期后高—中温热液接触交代型钨矿床。本矿床受构造、岩浆岩、围岩等条件控制。其中接触构造是控制矿床的主导因素，岩浆岩是成矿作用的前提，碳酸盐类围岩是形成钼铜钨矿体的重要条件。

关键词：白钨矿；鄂东南；付家山；地质特征；开采技术条件

本论文受湖北省自然资源厅基金中心《湖北省大冶市龙角山—付家山矿区外围铜钼钨矿普查》项目资助。

Analysis of geological characteristics and mining technical conditions of fujiashan scheelite deposit in Southeastern Hubei Province

Sun-Xiao feng，Ke-Yu fu，Guo-Yi chuan，Xia-Li li

The first geological team of Hubei Geological Bureau， Huangshi， 435100

Abstract： the fujiashan deposit is a medium-sized deposit mainly composed of tungsten and associated with copper， molybdenum and tungsten. Around the contact zone around the fujiashan rock mass， 44 ore bodies are distributed in four ore belts， namely， the East， the northwest， the West and the southwest. The genetic type is post magmatic high middle temperature hydrothermal contact metasomatic tungsten deposit. The deposit is controlled by structure， magmatic rock and surrounding rock. The contact structure is the main factor controlling the deposit， the magmatic rock is the premise of mineralization， and the carbonate surrounding rock is the important condition of forming molybdenum copper tungsten ore body.

Key words： scheelite；Southeast Hubei；fujiashan；geological characteristics；mining technical conditions

1.引言

世界上開采出的白钨矿，80%用于优质钢的冶炼，15%用于生产硬质钢，5%用于其他用途。是一种用途较广的金属。2006年6月，湖北省鄂东南地质大队对付家山矿区港背山矿段101矿体进行普查工作，编制了《湖北省大冶市付家山矿区港背山矿段铜钼钨矿普查地质报告》。湖北省国土资源厅以鄂土资储备字[2008] 31号文评审备案了该报告及其资源储量。报告中详细介绍了付家山矿区港背山矿段白钨矿床地质特征及开采技术条件，对于同类型的白钨矿床具有很好的借鉴意义。

2.区域地质背景

本区位于殷祖复背斜北翼中段，姜桥—下陆断裂、保安—陶港断裂以及毛铺—两剑桥断裂夹持的三角断块内。

区内地层出露齐全，构造变动剧烈，岩浆沿着各构造体系联合、复合的复杂部位侵溢，变质作用、成矿作用强烈。小岩体极为发育，例如龙角山岩体、付家山岩体、铜山口岩体、姜桥岩体、铜绿山岩体、何锡铺岩体，其中龙角山岩体、付家山岩体、铜山口岩体、铜绿山岩体与成矿关系极为密切，围绕岩体发育一系列中—大型铜钼钨金多金属矿，并且小岩体成矿表现出一定的专属性。例如铜绿山岩体与铜铁金关系极为密切，而龙角山、付家山、铜山口岩体与钨钼铜关系极为密切。

2.1区域地层

本区地层发育齐全，从元古界至新生界除缺失部分中泥盆统及下泥盆统外，其余均有出露。震旦系—下三叠统主要为海相碳酸盐岩，次为碎屑岩，其分布除震旦系在南部外，其他主要分布于本区中部广大地区。三叠系中上统、侏罗系和白垩系下统主要分布于黄石—大冶—阳新—灵乡以西，梁子湖以东地区，以陆相碎屑岩为主，局部为火山岩。白垩系上统—第三系、第四系主要分布于长江沿岸和梁子湖、大冶湖、阳新盆地及其附近地区，为陆相碎屑岩，松散沉积物。按照1994年湖北省地质矿产局鄂地审[1994] 64号文评审通过、中国地质大学出版社出版、全省已执行的《湖北省岩石地层》最新分类方案，本区地层层序。

2.2区域构造

本区南部为近东西向的线性褶皱和压性断裂组成的一系列挤压构造。参与褶皱最新地层为下三叠统大冶组。褶皱向斜开阔，而背斜紧密，背斜北翼多向北倒转而向南倾斜。由此可见，本区南部为盖层褶皱的相对隆起区。

北部构造线北西西向，为一系列不连续的背斜及向斜组成。由于北北东向构造的影响，局部产生北北东向横跨褶皱。北北东向、北西西向、北东向断裂发育，断裂凹陷而形成的“中生代断陷盆地”沉积了中上三叠统至第四系的较新地层。因此，本区北部为盖层褶皱的相对凹陷区。

综上所述，大冶凹褶断束在印支褶皱的基础上，经燕山、喜山运动，进一步演化成南隆北凹的构造格局。

区内的Ⅰ级褶皱有大冶湖复式向斜与殷祖复式倒转背斜，规模较大的断裂有毛铺—两剑桥、铁山—四棵等断裂。在中新生代则形成区内的大冶、阳新断陷盆地。

2.3区域岩浆岩

区内岩浆活动频繁，从侵入岩到喷出岩分布广泛，划分为两期（燕山期、喜山期）三个侵入喷出阶段（燕山早期、燕山晚期、喜山早期）六次侵入活动。

燕山早期阶段有三次侵入活动，第一、二次侵入形成中深—浅成侵入岩，如灵乡、殷祖、阳新、铁山、金山店等岩体，以闪长岩—石英闪长岩类岩石为主。第三次岩浆侵入，形成铜山口、封山洞、铜绿山等一系列浅成—超浅成小斑岩体，以石英正长闪长玢岩—花岗闪长斑岩为主。

燕山晚期阶段也有三次侵入活动，第一次为浅成相的鄂城闪长岩体、金山店石英正长闪长岩体。第二、三次侵入，形成了浅成—超浅成的石英闪长玢岩体、花岗（斑）岩体以及中酸性岩脉，如王豹山岩体、鄂城花岗岩体、花岗斑岩体，该阶段还形成由酸性—基性—中性—中酸性的喷发相火山岩。

喜山早期阶段为碱质玄武岩裂隙式溢出。

2.4区域矿产

区内矿产资源十分丰富，现已查明的有铁、铜、铅、锌、金、银、钨、钼、石膏、硫钼铜钨矿、石灰岩、大理岩、白云岩、天青石、煤等四十余种矿产，共400余处矿床（点）。

本区铁、铜、铅、锌、金、银等金属矿床多为接触交代型、接触交代—斑岩型、斑岩型、热液充填交代型及沉积热液改造型。主要分布于区内岩体接触带附近。

本区非金属矿产主要有化工原料非金属（硫铁矿、含钾岩石、化工用石灰岩、方解石、重晶石、天青石）、冶金辅助原料（熔剂石灰岩、白云岩）、建材原料及其他非金属矿产（石膏、水泥用页岩、砖瓦黏土、大理岩、花岗岩、硅灰石、透闪石、高岭土、陶瓷土和长石）等30种。

鄂东南区域地质构造及矿产分布略图1。

3.矿床地质特征

3.1矿区地质特征

3.1.1地层

工作区除泥盆系和下石炭统地层缺失外，从南向北依次出露志留系中统坟头组、石炭系中统大埔组、黄龙组、二叠系下统栖霞组、茅口组、二叠系上统龙潭组、下窑组、大隆组、三叠系下统大冶组、三叠系中—下统嘉陵江组等。地层整体呈北东东向，倾向北北西。其中，与成矿关系密切的地层主要为石炭系中统大埔组、黄龙组及二叠系下统栖霞组、茅口组。

3.1.2构造

区内主要有褶皱构造、接触带构造和断裂构造。

褶皱构造

区内整体为一单斜构造，局部发育小规模褶皱，自西向东呈波状分布，褶皱轴部呈北北东向，多表现为短轴和鼻状褶皱，显示出多期褶皱叠加的特征。

以朱儿湾东侧背斜最为典型。背斜轴向为北北东—近南北向，枢纽南南西侧为扬起端，北北东侧为倾伏端。核部地层为石炭系大埔组、黄龙组碳酸盐岩，两翼地层依次为石炭系大埔组、黄龙组、二叠系栖霞组、茅口组碳酸盐岩。背斜西翼地层倾向北北西，倾角25°～56°，东翼地层倾向北北东，倾角28°～44°。整体为一短轴鼻状褶皱。

断裂构造

工作区断裂构造主要为探矿工程揭露而发现，大致分为北东、北西以及北东东—近东西向三组。

北东向断裂：断裂带一般走向北东，倾向北西，倾角50°～70°，断面呈舒缓波状，断裂带中角砾岩发育，属压扭性断层。该方向断裂为工作区内重要的控岩控矿断裂，表现为龙角山、付家山小岩体群受北东向断裂控制，北东向整体呈带状、串珠状分布。

北西向断裂：断裂带一般走向北西，倾向倾角变化较大，为张扭性断层。

北東东向—近东西向断裂：主要表现为顺层断裂带和滑脱带，其中石炭系和志留系地层不整合面附近发育的层间滑脱带，为浅部的控岩控矿构造，控制了浅部岩体和矿体的展布，如闪长玢岩岩脉、花岗闪长斑岩岩脉及与其有关的脉状矿体多受其控制。

接触带构造

区内接触带构造分为两类，第一类接触带构造分布于岩体与围岩主接触带附近，其形态产状复杂，平面和剖面上均具波状起伏，据已知矿床探矿工程揭露，接触带常呈“S”形，矿体多分布于接触带附近，与接触带形态一致；第二类接触带构造分布于脉岩与围岩接触带附近，接触带构造受层间破碎带控制明显，产状与地层产状近于一致，矿体多呈顺层的脉状产出于接触带附近。

此外在岩体中尚有隐爆作用和断裂构造形成的角砾构造，龙角山大面矿体赋存其中。

3.1.3岩浆岩

工作区出露的付家山岩体为燕山早期第二次岩浆侵入形成的偏中酸性浅成侵入体，岩性以花岗闪长斑岩为主。

付家山岩体：岩性为花岗闪长斑岩（γδπ），侵位于茅口组和栖霞组地层中。黄褐色，斑状结构，交代结构，块状构造。岩石由斜长石、少量的石英、角闪石、黑云母等组成。斜长石含量占岩石50%左右，钾长石含量占岩石15%左右，石英含量占岩石25%左右，角闪石、黑云母含量合占岩石7%左右，其他占3%。岩石中斜长石部分被高岭石所交代，而使岩石具高岭石化。该岩体为付家山铜钼钨矿的成矿母岩。

工区中部出露的脉状小岩体，为燕山早期第一次岩浆侵入形成的中性侵入体，岩性以闪长玢岩（δμ）为主：浅灰白色，斑状结构，块状构造，岩石矿物成分主要为斜长石，次为钾长石、角闪石、石英、高岭石、黑云母等。斜长石呈自形—半自形短柱状，粒径约1mm，大部分已被高岭石交代，保留原有晶形。新鲜面可见角闪石、黑云母等暗色矿物，多已被蚀变、交代。闪长玢岩整体含铜较高，但未形成经济意义的铜床（点）。

3.1.4接触变质作用及围岩蚀变

接触热变质作用

主要为岩体周缘围岩的热变质作用，表现为碳酸盐岩的大理岩化和碎屑岩的角岩化，往往作为隐伏岩体找寻的重要地质依据。

围岩蚀变

矿区围岩蚀变强烈，主要有矽卡岩化、硅化、黄铁矿化、钾化和绢云母化等。与成矿有关的主要为矽卡岩化和黄铁矿化，次为钾长石化和绢云母化。

矽卡岩化主要分布于岩体与碳酸盐岩接触带上，矽卡岩矿物主要为石榴子石，次为透辉石、蛇纹石、绿帘石、透闪石等，矽卡岩与成矿关系密切，其中石榴子石矽卡岩与钨矿关系最为密切。

黄铁矿化主要发育于花岗闪长斑岩和矽卡岩内，局部外接触带大理岩内也有黄铁矿化现象。呈浸染状分布，蚀变强烈部位，黄铁矿呈致密块状，构成含铜钨、铜钼或含铜的黄铁矿。与矿化关系极为密切。

钾化主要发育于花岗闪长斑岩内，钾长石呈他形—半自形粒状、细脉状交代岩石，其间见有斜长石、角闪石、黑云母等早期矿物残余体。

绢云母化主要发育于花岗闪长斑岩内，呈鳞片状、叶片状、帚状交代长石，局部保留有长石假晶。

3.2矿体特征

付家山矿床是个以钨为主，铜钼钨共生的中型矿床。矿体围绕着付家山岩体周边接触带分布，共有东、西、西南三个矿带44个矿体。其中东矿带的1、2号矿体分别位于大冶市付家山矿业有限公司和湖北省大冶市金洋矿业有限公司二个探矿权范围内，北西、西、南西三个矿带都位于港背山矿段内。经本次工作共圈定三个矿体群42个矿体，其中111矿体群分布在北西矿带中；101矿体群分布在西矿带中，211矿体群分布在西南矿带中。

东矿带：位于岩体南东接触带部位，矿带走向呈北北东，具“S”状弯曲，全长约800m，由2个矿体组成。主矿体产于茅口组灰岩与岩体接触带中石榴石矽卡岩内。矿体走向长459m，倾向延深300m，最大厚度38.74m，赋存标高590m～255m。矿石以含钨矽卡岩为主，局部伴生铜、钼，次为含钼花岗闪长斑岩型矿石。三氧化钨平均品位0.262%。

西矿带：位于岩体的西缘接触带（见图2），接触带长约1260m，由19个大小矿体组成。矿体赋存标高340m～24m，赋存于主接触带附近的矽卡岩体内，矿体大多呈透镜体状、呈板状、薄板状，分支复合现象明显。矿石类型主要为含钨矽卡岩为主。三氧化钨平均品位0.20%，钼平均品位0.09%。

西南矿带：位于岩体的南西端，接触带长约500m，由15个矿体组成，分别赋存在170m～50m和400m～230m标高间。主矿体为211号，矿体受接触带控制。矿石类型以含钨矽卡岩为主，其次为黄铁矿型、斑岩型、大理岩型与角岩型。

3.3矿石特征

3.3.1矿石结构

矿石结构主要有：

自形—半自形晶粒状结构：白钨矿、辉钼矿、黄铁矿及部分石榴子石、透辉石常具有这种结构。

他形晶粒状结构：主要为黄铜矿所具有。常与黄铁矿连生或互为包裹体，部分充填于其他矿物不规则的颗粒间隙中。

交代结构及交代残余结构：矿区最常见，其特点为白钨矿、辉钼矿、黄铁矿、黄铜矿等充填交代矽卡岩，形成矽卡岩型矿石。

3.3.2矿石构造

浸染状构造

为矿区中最为主要的矿石构造，白钨矿、辉钼矿、黄铜矿、黄铁矿等常为半自形—他形晶，呈星点状分布于矿石中。

网脉状及细脉状构造

白钨矿、黄铜矿、辉钼矿等呈细脉或网脉分布于矿石中。

3.3.3矿石矿物组成

矿石中矿石矿物主要有白钨矿、辉鉬矿、黄铜矿等。脉石矿物主要有石榴石、透辉石、方解石、石英等。

3.3.4主要矿物特征

白钨矿（Ca[WO4]）

灰色、灰白色，自形—半自形晶粒状，粒径0.009mm～0.360mm。呈稀疏浸染状分布在脉石矿物间隙间，有时可见交代黄铁矿现象。

辉钼矿（MoS2）

灰色，片状或板条状，片状集合体者居多。片径0.0065mm～0.065mm。形成时代可分两期：早期与石榴石共生且粒度较粗，呈星点浸染状；晚期为胶状，与黄铁矿共生且粒度较细，呈细脉分布。有时见到胶状辉钼矿包围或穿插交代板状辉钼矿。

黄铜矿（CuFeS2）

铜黄色，它形粒状、不规则粒状分布在脉石矿物中，有时与黄铁矿连生嵌布在脉石中，或互为包裹体，在黄铜矿的边缘见有次生斑铜矿、辉铜矿晕圈。黄铜矿粒度0.05mm～ 0.65mm，一般>0.2mm。形成时代可分两期：早期呈不规则粒状分布，晚期大多呈网脉状分布，可见小颗粒黄铜矿沿白钨矿裂隙充填。

4.矿床成因及找矿标志

4.1矿床成矿条件

本矿床受构造、岩浆岩、围岩等条件控制。其中接触构造是控制矿床的主导因素，岩浆岩是成矿作用的前提，碳酸盐类围岩是形成钨矿体的重要条件。

4.2成矿作用方式

矿床成矿作用方式以接触交代作用为主。

接触交代成矿作用以岩浆岩与碳酸盐岩侵入接触，由渗滤—扩散交代作用形成矿体。矿化作用形式以晶隙交代为主，交代强烈者，形成块状矿石，稍弱者形成浸染状矿石。

4.3矿床成因

矿体主要赋存于花岗闪长斑岩与下二叠统碳酸盐岩的接触带。矿体的形态、产状、规模严格受接触带的控制。

矿体群广泛发育接触变质交代作用和热液蚀变作用。矿石结构以交代结构为主。成矿作用方式以接触交代作用为主，从矿物组合特点表明，主要金属矿物形成于中—高温热液阶段，因此，初步认为，本矿床成因类型为岩浆期后高—中温热液接触交代型钨矿床。

4.4找矿标志

巖体与碳酸盐岩接触带是寻找付家山矿区港背山矿段钼铜钨矿体的最主要的地质标志。

接触交代作用明显，围岩蚀变种类多且发育，广泛的矽卡岩化、硅化、黄铁矿化、钾化和绢云母化，是本区钨矿找矿的直接蚀变标志。

5.开采技术条件

5.1水文地质条件

付家山矿区内仅有季节性小溪及零星地表水体（塘），地下水主要来源于大气降水直接或间接渗入补给。岩溶裂隙带为主要含水层，是未来矿坑充水的主要因素，但该含水带富水性中等且呈囊状体、透镜体或狭长带状体赋存于隔水体花岗闪长斑岩体之中，与其他含水层相互联系条件差，地下水补给有限。本次工作区（C区）位于龙角山北坡，相对高差（标高500m～400m）不大，处于天然分水岭以北地带，矿体位于当地侵蚀基准面以下，加上外围矿山长期疏排水，未来矿床涌水量不大，矿床水文地质条件属中等类型。

5.2工程地质条件

矿体顶底板围岩多为大理岩、矽卡岩和花岗闪长斑岩，岩体多为块状结构，稳固性好，不需支护；局部地段岩层高岭石化强烈，岩体易崩解软化，需支护。围岩中虽有溶洞，但多在浅部且规模不大，容易通过。工作区工程地质条件属简单类型。

5.3环境地质条件

矿区地质环境质量中等，今后矿山开采特别是采空区上方地面产生变形、破坏、塌陷和山体开裂等地质灾害的可能性是存在的。矿床开采技术条件勘查类型属以复合地质问题为主的开采技术条件中等的矿床（Ⅱ-4）。

6.结论

（1）白钨矿通常产出于接触交代矽卡岩、高温热液脉和云英岩中。形成温度在低于200℃～500℃，压力处于200b～ 1500b，一般而言高温白钨矿多在矽卡岩矿床中，不过这种矿床类型也会出现形成温度略高于200°的白钨矿，前者出干矽卡岩阶段形成的矽卡岩中，后者对应较晚的石英硫化物阶段。

（2）矿区水文地质条件复杂程度属简单类型、工程地质条件复杂程度属复杂类型、环境地质条件复杂程度属中等类型，综合开采技术条件复杂程度是以工程地质问题和环境地质问题为主的矿床（Ⅱ-4）。

参考文献：

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[2]胡正华等.赣东北朱溪钨多金属矿床形成条件与成矿规律[J].矿产勘查， 2015， 5（07）.

[3]赵亮等.甘肃金塔县玉山钨矿成矿规律及成矿预测研究[J]. 2010（5）.

[4]徐耀鉴等.湖南东山钨矿成矿地质条件及成矿预测研究[J]. 2008（05）.