赣中徐山钨矿床成矿地质特征及矿床成因.pdf

2023年7月上 世界有色金属85矿产资源Mineral resources赣中徐山钨矿床成矿地质特征及矿床成因余若同1*，蔡报元1，余光模2，黄志斌1，马天1（1.江西省地质调查勘查院基础地质调查所，江西 南昌 3 3 0 0 3 0；2.江西省自然资源事业发展中心，江西 南昌 3 3 0 0 2 5）摘 要：赣中徐山钨矿属于典型的“三位一体”的矿床，即石英脉型钨矿、矽卡岩型、花岗岩型钨矿床；其中，石英脉型和花岗岩型矿体及其相互关系基本符合“五层楼地下室”型钨矿床的特征。本文在对矿床成矿地质特征、矿床富集规律、成矿物质来源、成矿流体等归纳的基础上，讨论了矿床成矿机理。认为徐山钨矿区三种矿床类型矿源是同一的，同一矿源进入不同围岩和熔矿裂隙进行充填、交代，才形成了徐山“三位一体”的矿床。含矿流体为中高温中低盐度低密度岩浆期后热液流体；矿床为气化-高中温度热液阶段，为燕山中期岩浆期后高中温热液充填交代矿床。关键词：赣中；徐山钨矿；三位一体；成矿物质来源；成矿机理中图分类号：P 6 1 8.6 7 文献标识码：A 文章编号：1 0 0 2-5 0 6 5（2 0 2 3）1 3-0 0 8 5-3Metallogenic geological characteristics and metallogenic mechanism of Xushan tungsten deposit in central JiangxiYURuo-tong1*,CAIBao-yuan1,YUGuang-mo2,HUANGZhi-bin1,MATian1(1.B a s i c G e o l o g i c a l S u r v e y I n s t i t u t e o f J i a n g x i G e o l o g i c a l S u r v e y I n s t i t u t e,Na n c h a n g 3 3 0 0 3 0,C h i n a;2.J i a n g x i Na t u r a l Re s o u r c e s D e v e l o p me n t C e n t e r,Na n c h a n g 3 3 0 0 2 5,C h i n a)Abstract:X u s h a n t u n g s t e n d e p o s i t i n c e n t r a l J i a n g x i i s a t y p i c a l T r i n i t y d e p o s i t,t h a t i s,q u a r t z v e i n t y p e t u n g s t e n d e p o s i t,s k a r n t y p e t u n g s t e n d e p o s i t a n d g r a n i t e t y p e t u n g s t e n d e p o s i t;A mo n g t h e m,q u a r t z v e i n t y p e a n d g r a n i t e t y p e o r e b o d i e s a n d t h e i r r e l a t i o n s h i p b a s i c a l l y c o n f o r m t o t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f f i v e s t o r e y b u i l d i n g +b a s e me n t t u n g s t e n d e p o s i t.T h i s p a p e r d i s c u s s e s t h e me t a l l o g e n i c me c h a n i s m o f t h e d e p o s i t o n t h e b a s i s o f s u mma r i z i n g t h e me t a l l o g e n i c g e o l o g i c a l c h a r a c t e r i s t i c s,t h e e n r i c h me n t l a w o f t h e d e p o s i t,t h e s o u r c e o f me t a l l o g e n i c ma t e r i a l s a n d me t a l l o g e n i c f l u i d s.I t i s c o n s i d e r e d t h a t t h e t h r e e t y p e s o f d e p o s i t s o u r c e s i n X u s h a n t u n g s t e n mi n e a r e a a r e t h e s a me.T h e T r i n i t y d e p o s i t i n X u s h a n i s f o r me d o n l y w h e n t h e s a me s o u r c e e n t e r s d i f f e r e n t s u r r o u n d i n g r o c k s a n d mo l t e n o r e f i s s u r e s f o r f i l l i n g a n d r e p l a c e me n t.T h e o r e b e a r i n g f l u i d i s p o s t ma g ma t i c h y d r o t h e r ma l f l u i d w i t h me d i u m h i g h t e mp e r a t u r e,l o w s a l i n i t y a n d l o w d e n s i t y;T h e d e p o s i t i s a g a s i f i c a t i o n h i g h a n d me d i u m t e mp e r a t u r e h y d r o t h e r ma l s t a g e,w h i c h i s a h i g h a n d me d i u m t e mp e r a t u r e h y d r o t h e r ma l f i l l i n g me t a s o ma t i c d e p o s i t a f t e r t h e mi d Y a n s h a n ma g ma t i c p e r i o d.Keywords:C e n t r a l i n J i a n g x i;X u s h a n t u n g s t e n d e p o s i t;T r i n i t y;o r e-f o r mi n g s o u r c e;me t a l l o g e n i c me c h a n i s m收稿日期：2 0 2 3-0 4作者简介：余若同，男，生于1 9 8 4 年，江西新余人，工程师，研究方向：地质矿产勘查。徐山钨矿位于江西省中部，是一个由石英脉型、矽卡岩型、花岗岩型三种类型“叠置”的三位一体矿床，其中，石英脉型和花岗岩型矿体及其相互关系基本符合“五层楼地下室”或者“上脉下体”型钨矿床的特征1。关于赣中地区该矿床的研究程度较低，相关研究成果主要集中在1980-1990年代对该矿床金属矿物标型特征的研究、不同矿石类型中黑钨矿的对比分析、含钨石英脉的显微组构、地球化学异常特征的研究等。但至今缺少对成矿机理探讨，本文在对矿床成矿地质特征、矿床富集规律、成矿物质来源、成矿流体等归纳的基础上，讨论了矿床成矿机理，以便进一步指导找矿和勘查工作。1 成矿地质背景徐山钨矿位于钦杭结合带的中东部。大地构造位置属于江南造山带的南端，华南加里东褶皱带的东部（图1），向北以萍-乐深断裂为界，向南以吉水-德兴深断裂为界，发育的褶皱主要是罗山复式背斜及其北西翼的黄金岭-老虎山向斜。区内出露的地层较为发育，主要是从新元古界的震旦系至三叠系、第三系及第四系,主要岩性为千枚岩、凝灰岩、粉砂岩等。区内构造岩浆活动强烈，断裂、褶皱发育，燕山期花岗岩有三次侵入活动，徐山钨矿产于第三阶段的紫云山岩体北部约800m处2，4。图1徐山钨矿大地构造位置略图（据李光来，2011）1.徐山钨矿；2.断裂；3.构造边界；4.背斜轴；5.地名；6.华北板块；7.扬子板块；8.华夏板块世界有色金属2023年7月上86矿产资源Mineral resources2 矿区地质2.1 地层徐山钨矿矿区出露的地层有震旦系上部变质岩和第四系堆积物（图2）。震旦系上部为板溪群浅变质岩，总体产状走向北东，倾向南东，倾角较平缓10 30，自上而下为浅变质岩夹变质粉砂岩，变质细砂岩、粉砂岩，砂质千枚岩及千枚岩夹千枚状粉砂岩。2.2 构造矿区断裂构造、褶皱均比较发育。断裂走向主要为北东向、北北东向，次为北西西向以及北西向。褶皱主要为轴向近南北的黄金岭-老虎山向斜中段以及轴向近北东向的次级褶皱。2.3 岩浆岩岩浆岩未出露地表，与震旦系变质岩呈侵入接触，为遭受过蚀变的黑云母花岗岩，云英岩化普遍较强，岩体顶部大部分已蚀变成云英岩化花岗岩，与距矿区800m的紫云山花岗岩株同源。图2徐山钨铜矿区地质简图1.第四系浮土；2 4.震旦系板溪群上部浅变质岩系；5.石英脉型钨矿3 矿床地质3.1 矿床类型徐山钨矿床有三种工业矿床类型：石英脉型钨矿、花岗岩型钨矿、矽卡岩型钨矿，属于“三位一体”的矿床。石英脉型钨矿是矿床的主体，花岗岩型和矽卡岩型钨矿为隐伏矿体。花岗岩型钨矿体主要产在隐伏花岗岩舌前缘和顶部，呈似层状、扁豆状、透镜状产出。矽卡岩型钨矿体赋存在岩体外接触带的矽卡岩内，未出露地表，呈似层状、透镜状产出。石英脉钨矿产在震旦系板溪群浅变质岩内，走向NE-NEE，倾向SE。根据地表矿脉相对位置密集程度和产状，大致可分为南、中、北三组矿脉，走向北东、北东东向。其中中组脉集中，脉幅较大，延长延深均较大，是矿区主矿脉地段(图3)。图3徐山钨矿床“三位一体”钨矿空间位置示意图（修改来自万大理，1991）3.2 矿体形态产状石英脉型钨矿产于震旦系板溪群浅变质岩内，全区共有大小已编号的矿脉115条；主矿脉长100m1600m，平均600m，延深110m880m，平均500m，脉幅0.10m0.81m，平均0.24m，平均WO3 1.02710-2，矿化面积约1Km2。矿脉总体走向有两组：一组北东向，平均50，倾向南东，倾角30 60，为矿区的主要矿脉，规模较大；另一组北北东向，平均20，倾向南东，倾角60左右，该组矿脉规模很小，分布零星。矽卡岩型钨矿赋存在岩体外接触带的矽卡岩内，未出露地表，见矿标高93m至-64m，呈透镜状、似层状产出，产状平缓，矿体北西向延长160m400m，北东向宽度40m140m，厚度1.31m15.55m，向南西方向厚度变小；WO3品位0.08-0.7010-2，品位变化系数28%。花岗岩型钨矿床产在隐伏花岗岩舌前缘和顶部，出露标高-30m-400m，矿化面积约0.2Km2，共有36个矿体，其中编号的5个；和规模最大，WO3资源量占该类型96%。分布在中北两组石英脉与花岗岩的交汇处，厚度变化较大，最厚64.8m，最薄2m左右，矿体顶板随接触面的形态而变化，底板似燕尾状参差不齐。3.3 矿石质量矿石物质组分比较简单，金属矿物主要为黑钨矿、白钨矿、黄铜矿及其它的含铜硫化物，非金属矿物主要为石英、白云母、长石等5，6。矿石结构有自形、半自形、它形结构、交代残余结构为主；构造有条带状、浸染状、细脉状构造为主，次为放射状构造、斑（点）状构造。3.4 矿床富集规律石英脉型钨矿的矿化中心地段主要在3-12线；其中，中组脉在0-4线最好，北组脉在3-2线最好，南组脉4-10线最好；矿脉多、脉幅厚、品位高、规模大，矿脉接近或进入花岗岩后则矿脉减少，脉幅变小，矿化变贫。矽卡岩型钨矿体主要产于脉型钨矿的中心地带。2023年7月上 世界有色金属87矿产资源Mineral resources花岗岩型钨矿体的最好部位，位于隐伏岩舌前缘及其顶部与脉型钨矿交汇的部位，该地段矿体厚大，品位高，所占储量比例较大。三种类型钨矿床密切相伴产出，同处于一个空间，他们的富矿范围一致，是一个典型的“三位一体”钨矿床。4 成矿物质来源及矿床成因4.1 成矿物质来源与形成本矿床有关的隐伏正常花岗岩，钨、铜含量高，且大大超出了我国花岗岩的平均值及华南花岗岩的平均值。通过对石英脉型和花岗岩型钨矿中的金属硫化物硫同位素测定，矿床中硫同位素组成比较均一，32S/32S的变化范围小，且集中于零值附近（表1），符合于形成钨和金属硫化物的含矿溶液来至重熔花岗岩岩浆的特点，说明成矿物质主要来自地壳深部1，3。矿区的成矿母岩是隐伏花岗岩，含矿溶液是岩体结晶过程中自身分异出的富含挥发组分的岩浆期后含矿热液，钨矿质则是溶液对岩体进行交代时从载钨的造岩矿物中浸出的。表1硫同位素组成矿床类型样数比值组成变化范围32S/34S34S()32S/34S34S()石英脉型钨矿1022.1490.320.230.240.43花岗岩型钨矿522.1630.260.40.100.47注：表3资料来源原有色局地质三队4.2 成矿流体石英脉型钨矿床中含矿石英的成矿热液流体的温度为170 210，230 270，压力15MPa35MPa，盐度7%13%，密度0.8g/cm30.95g/cm3，为中高温中低盐度低密度岩浆期后热液流体。成矿流体演化经过了流体的混合作用、自然冷却过程，温度的降低是造成钨矿沉淀富集的重要因素。成矿盐度波动较大，表明含矿石英脉中成矿流体可能成矿后期有大气降水的加入9。4.3 成矿温度矿区含矿花岗岩和紫云山黑云母花岗岩的包体特征相似，为同一期岩体。三种类型矿石的原生包体特征及形成温度极为相似，且关系十分密切；矿床形成于气化-高中温度热液阶段。脉型钨矿形成温度从中组向南组再向北组，温度逐渐降低；垂直方向上从下到上，温度逐渐减低；矿脉形成温度为南西高、北东低，反映含矿溶液是由南西向北东流动。矽卡岩除了液相包体外，还有少量气相包体，表明矽卡岩岩体在含矿热液活动前已初步形成，而矿体是热液活动时期形成的。4.4 成矿年代学赣中地区与赣北、赣南一样，主要的成矿作用发生在中生代，为华南中生代大规模成矿作用的一部分7。分宜下桐岭钨矿的辉钼矿Re-Os年龄为152Ma12；安福浒坑钨矿的Re-Os年龄为150Ma10；宜春414铌钽矿和铅山永平1江西省丰城县徐山钨矿区评价地质报告R.江西：江西有色地质三队，1984.2王显华，龙细友.江西省丰城市徐山钨矿床构造特征迭加及成矿构造演化模式J.西部探矿工程，2010，(12):147-151.3万 大 理.江 西 徐 山 钨 矿 床 地 球 化 学 异 常 特 征 J.地 质 与 勘探.1991.27(6).47-51.4陈志中.赣中徐山钨铜矿床构造特征及控矿作用J.大地构造与成矿学，1983，7（2）:154 161.5邹继蓉.徐山三位一体钨矿床黑钨矿的初步研究J.地质地球科学，1982年12月:51 52.6钟文华.徐山含钨石英脉的显微组构特征及意义J.中南矿冶学院学报，1989，20（3）:223 229.7李光来，华仁民，韦星林等.江西中部徐山钨铜矿床单颗粒白云母Rb-Sr等时线定年及其地质意义J.中国地质大学学报，2011，36（2）:282 288.8张再天，潘家永，夏菲等.江西玉华山地区水系沉积物化探数据处理及找矿靶区划分J.物探化探计算技术，2013，35（1）:86 92.9胡聪聪，潘家永，张勇等.赣中徐山钨矿床矿物流体包裹体地球化学特征及其地质意义J.东华理工大学学报（自然科学版），2013，36（1）:1 7.10 刘珺，毛景文，叶会寿等.江西武功山地区浒坑钨矿床辉钼矿的Re Os年龄及其地质意义J.地质学报，2008,82（11）：1576 1584.11 毛景文，谢桂青，李晓峰等.华南地区中生代大规模成矿作用与岩石圈多阶段伸展J.地学前缘，2004a,11：45 55.12 李光来，华仁民、黄小娥等.赣中下桐岭钨矿辉钼矿Re-Os年龄及其地质意义J.矿床地质，2011，30（6）:1075 1082.铜矿的成矿年龄分别为148.6Ma和154Ma11。徐山钨矿床的形成年龄与江西南部的石英脉型钨矿床相似，都形成于燕山中期。李光来7利用Rb-Sr等时线法对该矿床含黑钨矿石英脉的镶边白云母进行了亚样品定年，获得其成矿年龄为147.13.4Ma。4.5 矿床成因矿床属岩浆期后高中温热液充填交代矿床，按围岩介质可划分云英岩化花岗岩细脉浸染型钨矿床；高中温热液石英-黑钨矿-白钨矿-硫化物型脉状钨矿床；透辉石-石榴石矽卡岩型钨矿床。5 结论（1）徐山钨矿区三种类型矿床在成因上是彼此联系的整体，矿源是同一的，同一矿源进入不同围岩和熔矿裂隙进行充填、交代，才形成了徐山“三位一体”的矿床。（2）含矿溶液来自地壳深部重熔花岗岩岩浆；含矿流体为中高温中低盐度低密度岩浆期后热液流体，成矿后期可能有大气降水的加入；矿床为气化-高中温度热液阶段，为岩浆期后高中温热液充填交代矿床；成矿年龄为燕山中期147.13.4Ma。（3）矿床成因类型：属岩浆期后高中温热液充填交代矿床，按围岩介质不同可划分为：中高温热液脉状石英黑钨矿钨矿床；云英岩化花岗岩细脉浸染型钨矿床；透辉石石榴石矽卡岩型矿床。