江西崇义淘锡坑钨矿成矿模式浅析_钟廷珍.pdf

2023年第2期西部探矿工程*收稿日期：2023-01-09修回日期：2023-01-28基金项目：国土资源部公益性行业科研专项(201411050；201411035)。作者简介：钟廷珍(1973-)，女(汉族），江西赣州人，工程师，现从事地质矿产勘查和管理工作。江西崇义淘锡坑钨矿成矿模式浅析钟廷珍*（赣州市地质矿产服务中心，江西 赣州 341000）摘要：淘锡坑钨矿位于南岭东西向复杂构造带东段的崇（义）(大）余（上）犹钨锡矿集区九龙脑淘锡坑矿田内。自2003年以来矿区初步查明有石英脉型和云英岩型黑钨矿两种矿化类型，具有典型的“五层楼+地下室”的成矿模式。近年来对淘锡坑钨矿进行了更深一步的研究，发现除了“地下室”型的云英岩型矿化之外，还有“楼下楼型”(岩体内带石英脉型)的矿化分带。“楼下楼”呈网脉状分布，其中的钨储量可达整个矿床储量的15%20%，具有非常明显的工业应用价值。因此在“五层楼+地下室”的成矿模式加上“楼下楼”，形成“五层楼+地下室+楼下楼”成矿模式。通过对淘锡坑钨矿成矿模式的研究，可对周边找矿起指导性的作用。关键词：石英脉型黑钨矿化；云英岩型矿化；五层楼+地下室+楼下楼；成矿模式；淘锡坑钨矿中图分类号：P618 文献标识码：A 文章编号：1004-5716(2023)02-0178-06淘锡坑钨矿位于南岭东西向复杂构造带东段的崇（义）(大）余（上）犹钨锡矿集区九龙脑淘锡坑矿田内。自2003年以来矿区初步查明有石英脉型和云英岩型黑钨矿两种矿化类型。矿区地表为矿化标志带、向下至456m中段变细脉带、至356m中段成细脉大脉混合带、206m中段以下为大脉带和巨脉带。矿区在标高+156-400m揭露到隐伏花岗岩，成分为中细粒含斑黑云母花岗岩，沿接触面顶部有云英岩型矿化，呈层状、似层状和脉状；矿区的钨品位平均为3.08%。具有典型的“五层楼+地下室”的成矿模式。近年来对淘锡坑钨矿进行了更深一步的研究，发现除了“地下室”型的云英岩型矿化之外，还有“楼下楼型”(岩体内带石英脉型)的矿化分带。“楼下楼”呈网脉状分布，出现在宝山区段与烂埂子区段之间隐伏的花岗岩体内。目前云英岩型尚未探明达到工业应用价值的矿体，在楼下楼(岩体内带石英脉型)中的钨可达整个矿床储量的15%20%，具有非常明显的工业应用价值。因此在“五层楼+地下室”的成矿模式加上“楼下楼”，形成“五层楼+地下室+楼下楼”成矿模式。1矿区地质1.1地层矿区地层较简单，大部分地层为震旦纪、寒武纪、奥陶纪变质岩系，均是矿区的赋矿围岩；仅在矿区东部有泥盆纪、二叠纪沉积岩系，属近南北向向斜坳陷的一部分，沿河流沟谷处有第四系分布。地层总体产状：2502902480。详见图1。1.2构造矿区构造有褶皱、断裂两类。矿区主要由震旦系、寒武系及部分泥盆系地层组成的倒转复式背斜，轴部是震旦系上统地层，北翼为寒武系、南翼为奥陶系，呈不对称分布，其间为断层接触。层间次级褶皱及小揉皱发育，显示矿区地层遭受过强烈挤压和塑性变形的特征。区内断裂裂隙系统构造发育，按其空间展布方向主要有四组：北东向、北西向、东西向和南北向，在岩体的接触带附近还存在一套近水平产状的裂隙带。1.3岩浆岩淘锡坑矿区的岩浆岩可分三期：最早为闪长岩脉，其次为隐伏花岗岩体，最后是基性辉长岩脉。（1）闪长岩脉（）：在棋洞(西山）056m中段坑道深部有出露，呈岩墙、岩脉产出，投影在平面上为透镜状。脉长约300m，宽约1420m，倾向南西，倾角70左右，长轴方向被含矿石英脉切割，呈侧幕状排列。（2）花岗岩：矿区内为隐伏花岗岩体，通过矿区施1782023年第2期西部探矿工程工的钻孔和开拓的坑道揭露情况得知，成分为中细粒含斑黑云母花岗岩，岩体的顶面标高+156-400m。图1淘锡坑钨矿矿区地质简图1.第四系全新统；2.二叠系中统乐平组；3.泥盆系上统洋湖组；4.泥盆系上统麻山组；5.泥盆系上统嶂东组；6.泥盆系中统罗段组；7.泥盆系中统中棚组；8.泥盆系中统云山组；9.奥陶系上统黄竹洞组；10.寒武系中统高滩组；11.寒武系下统牛角河组；12.震旦系中统老虎塘组；13.震旦系中统坝里组；14.闪长岩脉；15.地质界线；16.断裂产状及编号；17.隐伏花岗岩体顶板等值线(实测/预测)；18.矿化区段；19.矿体及编号；20.矿化标志带；21.完工钻孔及编号；22.地质剖面线1792023年第2期西部探矿工程总体呈南西方向往北东方向延伸，在宝山、棋洞(西山）、烂埂子、牛角湾地段隆起。岩性为中细粒黑云母花岗岩，其主要造岩矿物为石英、钾长石、钠长石和黑云母，副矿物为磁铁矿、萤石、锆石、磷灰石、独居石、黑钨矿、辉钼矿等。从采取的岩体样品中微量元素含量比较，W、Mo、Bi、BeO、Cu等元素的含量比酸性岩浆岩中的平均含量更高，说明矿区钨矿床的形成来源于隐伏花岗岩体。（3）辉长岩脉（）：出露于淘锡坑沟内的地表，长2450m，宽约1.74m，倾向南东，倾角7585，投影在平面上呈小透镜状，右行侧列，切割北西向的含钨矿石英脉，并侵位于矿区北东走向的硅化破碎带内。1.4围岩蚀变矿区的赋矿围岩蚀变常见到有硅化、白云母化、绿泥石化、黄铁矿化、角岩化及电气石化，接近隐伏花岗岩体处局部有云英岩化，大多分布于石英矿脉两侧。角岩化为重要的赋矿围岩蚀变，主要在板岩、变质粉砂岩中表现明显。2矿床特征淘锡坑钨矿地表有矿化显示的地段约6km2，位于矿区的中、北、东南部区域。淘锡坑矿区查明有外接触带黑钨矿石英脉型和内接触带黑钨矿石英脉型(楼下楼)、云英岩型等矿化类型，但云英岩型目前尚未探明达到工业利用价值。自上而下的的矿(化)体分带如下所述。2.1外接触带石英脉型黑钨矿(化)体(五层楼)外接触带石英脉型黑钨矿化按脉组的空间展布位置可分为：宝山、棋洞(西山）、烂埂子和枫岭坑四个区段 脉 组。矿 体 厚 度 为 0.052.09m，一 般 为 0.200.92m，延长170780m，倾向延深100660m，WO3品位0.004%35.360%，矿床平均品位3.08%。宝山区段矿脉组：矿脉组位于矿化区的北西部，整体产状：30707082，脉间距520m。该组矿脉地表厚度25cm，脉距210m，经坑道和钻孔揭露，深部至156m、106m中段厚度逐渐增大至1m以上。棋洞(西山）区段矿脉组：矿脉组位于矿化区的北西部，与宝山矿脉组相距250300m，矿脉产状：50757580，矿脉间近平行排列，该组矿脉地表厚度15cm，脉距 520m，通过坑道和钻孔揭露，深部至156m中段厚度逐渐增大，可达1m以上，至56m中段局部可达2m。烂埂子区段矿脉组：矿脉组位于矿化区的北部，矿脉呈南北向延展，总体产状：2502808085，矿脉延伸较稳定，局部有左行尖灭侧现，矿体延长780m，延深 660m。矿体厚度变化 0.101.50m，平均厚度0.55m；矿体中钨品位富，含少量的伴生铜，三氧化钨品位变化0.044%12.00%，接近岩体部份钨品位变差，有些地段难以见到钨矿显示。枫岭坑区段矿脉组：矿脉组位于矿化区的东南部，西邻为宝山脉组,矿脉赋存标高因隐伏花岗岩体倾伏更深，整体比宝山脉组约低100m，矿体延长和延深规模比宝山、棋洞、烂埂子三个脉组更大。总体产状18457085。2.2云英岩化(地下室)根据矿区106m、56m中段出露的花岗岩的矿物组合特征及其岩脉之间的切割关系，可将区内的花岗岩蚀变带划分为以下三个活动阶段或期次：第一阶段的陡倾角云英岩脉：该阶段的云英岩主要产在156106m中段。其颜色为灰白色，块状构造，细粒、微细粒结构或斑状结构。其走向不一，倾角较陡，一般在75以上。主要矿物组成为石英、长石和白云母，局部可见到辉钼矿,同一云英岩脉还有分枝复合现象。第二阶段的水平产状云英岩脉：颜色为灰色，比第一阶段的云英岩的颜色深，结构均一，为细粒结构。岩脉宽度一般小于0.50m，倾角小于10，主要矿物组成为石英、白云母、铁锂云母和长石，并且在可见到水平产状的云英岩脉切割了陡倾角的云英岩脉。第三阶段的云英岩体：该阶段的云英岩主要出露在106m中段以下。岩体的成分和结构在不同的部位，其变化也较大。在云英岩与变余砂岩接触带的局部可形成石英“似伟晶岩”壳和长石“似伟晶岩”壳，“似伟晶岩”壳在岩体的接触带附近分布很不均匀，其宽度一般小于0.30m；大部分接触带附近没有“似伟晶岩”壳的产出；局部有细晶岩（或细粒云英岩）产出，并发生隐爆，含有变余砂岩的角砾。根据云英岩体接触带附近的“似伟晶岩”壳的空间分布特征，该岩体至少有两期脉动活动。根据采集的化学样品显示，本矿区的花岗岩中的云英岩蚀变带中（地下室）有少量钨、钼、铜等矿物，由于品位都低于工业指标，因此目前没有发现达到工业利用价值的矿体。2.3内接触带石英脉型黑钨矿(化)体（楼下楼）近年来，随着深部勘查的开展，根据“就矿找矿、摸1802023年第2期西部探矿工程根据收集的 56m 中段施工的坑内钻孔得知，在-20m 标高揭露的内带石英矿脉呈大脉，厚度0.70m；在-200m标高揭露的内带石英矿脉厚度变小，呈细脉带，石英脉中钨矿化差；超过-200m标高石英矿脉稀少，脉厚度小于0.10m，且钨矿化难见。根据坑道106中段与56中段编录资料，外接触带的矿脉（V18）穿插内接触带的矿脉（Vn9），按矿脉之间的穿插关系，内带的矿脉形成时间略早于外接触带的矿脉。3矿区成矿模式研究3.1成矿物质来源宋生琼等对矿区氢、氧、硫同位素地球化学特征的图2淘锡坑钨矿56m中段坑道平面简图(据淘锡坑钨矿资料修编)边探底”的工作原则，利用坑道工程向岩体内开拓，在宝山区段与烂埂子区段之间，至56m中段向下见内接触带石英脉型黑钨矿脉组（楼下楼）。矿脉在变质岩中有出露，呈细脉带，只有极少数的矿脉在156m、106m中段具有工业价值，厚度达0.100.20m左右。56m中段进入花岗岩后，石英矿脉变大，矿脉数量开始增多，延长达200400m，厚度为0.100.50m，平均0.20m左右,膨大缩小、分枝复合、尖灭侧现现象普遍，黑钨矿品位富，成团块状、板状晶形。目前控制了156m、106m、56m中段，6m中段仍在开拓中，共发现了大大小小20余条矿脉，呈网脉状分布（图2）。产状变化大，主要为10657085。1812023年第2期西部探矿工程研究，测定结果说明主成矿期成矿流体主要与隐伏岩体有关，但可能有少量的大气降水混入；成矿流体中的硫主要为岩浆来源。3.2成矿温度宋生琼、汪群英、张大权等对矿区进行大量成矿流体包裹体研究，总体上呈现有两个峰值区，一个在310390区间，另一个则在180270区间，两者塔峰分别为350和220。表明淘锡坑矿区黑钨矿石英脉形成过程中的两个成矿阶段：即310390区间代表了早期硅酸盐氧化物成矿阶段的温度；180270区间则代表了晚期氧化物硫化物成矿阶段的温度。3.3成矿时间陈郑辉等对烂埂子206中段V2号矿脉样品的辉钼矿进行Re-Os同位素测定，测试结果，同一矿脉中五个辉 钼 矿 的 模 式 年 龄 变 化 于（153.5Ma 2.7Ma）(156.4Ma3.5Ma），在等时线图上分布近于一条直线，其等时线年龄为154.4Ma3.8Ma，等时线年龄与模式年龄很接近，根据辉钼矿年龄的测定结果，表明成矿作用与燕山早期花岗岩有关。3.4成岩时间郭春丽对淘锡坑隐伏花岗岩的侵位时间进行了锆石SHRIMP分析研究，样品号分别为FLK-ZK4011-1和FLK-ZK4011-2。FLK-ZK4011-1共测定了锆石年龄数据的206Pb/238Pb 加 权 平 均 年 龄 为 158.7Ma 3.9Ma（MSWD=0.33）。FLK-ZK4011-2共测定了锆石的206Pb/238Pb加权平均年龄为157.6Ma3.5Ma（MSWD=0.86）。3.5岩浆岩与成矿的关系从钻孔及坑道资料了解，淘锡坑钨矿的隐伏花岗岩顶面标高+156-400m，成分为中细粒斑状黑云母花岗岩，属九龙脑岩体的北延部分，与主岩体出露处相距6km。九龙脑岩体具多期次侵入特征，结晶成岩年龄自183Ma154.9Ma，属燕山期“S”型花岗岩，是矿田内钨、锡、铅、锌的成矿母岩。3.6围岩与成矿的关系淘锡坑矿区的赋矿围岩震旦奥陶纪基底岩系中富含成矿元素W、Sn、Cu、Pb、Zn、Ag等，其中W、Sn、Pb含量是地壳克拉克值(黎彤)1.53倍，是“S”型花岗岩成矿物质的主要来源之一。由于围岩以富钠贫钙为主，使得区内W元素主要以黑钨矿体现。岩性主要为孔隙度小的变余中细粒砂岩，因其脆性大、裂隙发育、化学性质不活泼，不利于交代作用的产生，对区内热液充填石英脉型黑钨矿床的成矿有利。3.7构造对成矿的控制作用淘锡坑矿区构造控岩控矿明显，平面上表现为“左型旋扭”组合型式，北西段(宝山、西山、烂梗子)至枫岭坑之间是旋扭中心地区，花岗岩体侵位也最高，成矿裂隙沿中心向四周呈放射状，具旋扭特点，矿化最有利部位应在距旋扭中心1/32/3地段。成矿裂隙剖面上表现为“五层楼”型式，裂隙完整性好、连续性强。3.8成矿模式淘锡坑以北东向构造为框架，近东西向、北西向、南北向成矿裂隙布于其间。燕山期岩体隐伏于深部，隆起地段有利于形成工业矿脉，矿化最好的地段是岩体顶面至其上300m。矿化类型主要为外带石英脉型(五层楼)，其次为近年新发现的内带石英脉型(楼下楼)和云英岩化(地下室)。矿体平面上具“左型旋扭”组合型式，剖面上具典型的“五层楼”模式，从标志带细脉带细脉大脉混合带大脉带巨脉带，构成“五层楼”立体空间。云英岩化出现在隐伏花岗岩顶部，呈层状、似层状和脉状；内带石英脉从围岩开始少量出现，到隐伏花岗岩内数量变多，脉厚度变大。成矿模式归纳为“五层楼+地下室”+楼下楼新模式（图3）。4结论（1）淘锡坑钨矿主要为石英脉型黑钨矿，外接触带具典型的“五层楼”模式地表为矿化标志带、细脉大脉混合带、大脉带和巨脉带尖灭带。沿接触面顶部有云英岩型矿化（地下室），呈层状、似层状和脉状；内接触带具“楼下楼”特征：细脉带、大脉带、尖灭带；形成“五层楼+地下室+楼下楼”成矿模式。（2）淘锡坑成矿成岩年龄相当，成矿具有多期次多阶段的特点，根据野外坑道观察，外接触带的矿脉穿插内接触带的矿脉，按矿脉之间的穿插关系，内带的矿脉形成时间略早于外接触带的矿脉。（3）内接触带的矿脉具有楼下楼特征，自细脉、大脉带至尖灭带，从 156m 中段到-200m，成矿空间约300350m，其中的钨储量可达整个矿床储量的15%20%，具有较大的工业应用价值。参考文献：1邹欣.江西淘锡坑钨矿地球化学特征及成因研究D.中国地质大学(北京),2006.2郭春丽.赣南崇义上犹地区与成矿有关中生代花岗岩类的研究及对赣南崇义上犹地区与成矿有关中生代花岗岩1822023年第2期西部探矿工程类的研究及对南岭地区中生代成矿花岗岩的探讨D.中国地质科学院,2010.3黑欢.赣南地区淘锡坑钨矿床地质特征及成矿作用研究D.长安大学,2012.4宋生琼,胡瑞忠,毕献武,魏文凤,石少华.赣南崇义淘锡坑钨矿床氢、氧、硫同位素地球化学研究J.矿床地质,2011,30(1):1-10.5张大权,丰成友,李大新,陈毓川,曾载淋.江西省崇义县淘锡坑钨锡矿床流体包裹体特征及矿床成因J.吉林大学学报:地球科学版,2012(2):374-383.6陈郑辉,王登红,屈文俊,陈毓川,王平安,许建祥,张家菁,许敏林.赣南崇义地区淘锡坑钨矿的地质特征与成矿时代J.地质通报,2006,25(4):496-501.7徐敏林,钟春根.江西淘锡坑大型钨矿床找矿新突破J.中国钨业,2011,26(3):1-5.8华仁民,韦星林,王定生,等.试论南岭钨矿“上脉下体”成矿模式J.中国钨业,2015,30(1):16-239许建祥,曾载淋,王登红,等.赣南钨矿新类型及“五层楼+地下室”找矿模型J.地质学报,2008,82(7):880-887.10杨明桂,曾载淋,赖志坚,等.江西钨矿床“多位一体”模式与成矿热动力过程J.地质力学学报,2008,14(3):241-250.图3淘锡坑矿区成矿模式剖面图(104号勘探线剖面图)1.震旦系中统老虎塘组石英长石砂岩；2.燕山早期第二阶段第一次侵入；3.云英岩化带；4.坑道及中段编号；5.花岗岩顶面界线；6.外接触带石英矿脉及编号；7.岩体内石英矿脉及编号；8.完工钻孔及编号；9.矿脉水平厚度/钨品位(%)、铜品位(%)183