江西漂塘钨锡矿床成因探讨

高丽君

(西安石油大学 地球科学与工程学院，西安 710065)

1 赣南矿区地质

赣南矿区漂塘钨锡矿床位于赣州市大余县左拔镇内，属于江西省钨业集团公司.矿山在1954年修建矿厂，主要以钨、锡、钼矿等为主要产品的国有中型采选企业.漂塘钨锡矿区是赣南最重要的钨锡矿区之一，矿区总面积达到8.142平方千米.

赣南矿床所处的大地构造环境是：太平洋板块消减带的内侧和亚欧大陆板块的华夏板块里，矿床成矿带处于在南岭与武夷山成矿带交接的地方.矿区内岩浆活动比较强烈，而且有多旋回的显著特征，其中岩浆岩主要以花岗岩类为主，含有少量的中基性岩与基性岩类.

完整的地质成矿背景条件，使该矿区矿产种类繁多，其中闻名全球的主要是钨矿和锡矿.赣南矿区最主要的矿床类型为热液石英脉型.漂塘钨锡矿床处于赣南地区成矿区内西华山至棕树坑的NNE方位的钨锡成矿带的北段位置(图1).

图1 西华山-棕树坑钨锡矿区地质图

2 矿床特征

多数学者、专家对华南地区各个钨锡矿山的地质资源进行仔细的研究后提出：“目前多数钨锡矿山都面临着资源枯竭的危机和洞老山空的资源问题.所以，加紧展开矿区向下部更深处寻找矿产资源，从而减少钨矿能源短缺的问题，以确保矿山的稳定快速发展与长久生存”.

漂塘钨锡矿床目前有三个矿区，赣南漂塘矿区内钨锡多金属矿床主要以细脉石英带型为主，木梓园矿区与大龙山矿区(已闭坑)则为大脉石英型的钼矿矿床.

图2 漂塘矿区钨锡矿床448中段地质平面略图

漂塘钨锡矿床在垂直方向上具有典型的“五层楼”成矿模式[1].矿床含矿品位特征为两端贫中间富、上部贫下部富、矿带含脉率高.现在最主要的生产段是448的扫尾中段(图2)，328目前是最重要的回采中段，其位置在大脉岩带——混合岩脉带“五层楼”成矿模式的深下方位(图3).

图3 漂塘矿区钨锡矿床地质简图

2.1 地层

漂塘钨锡矿床形成在中-上寒武世变质程度不深的浅变质岩系中，岩性由板岩、变质砂岩与少部分的含硅板岩组成.因多期次岩浆入侵与板块构造活动等原因，地层受到规模不一的地质作用的改变.矿床内有露出地表的加里东时期形成的石英闪长岩，该岩石和围岩地接触变质作用不发育，但是黑云母花岗岩却和围岩的接触变质作用，大面积发育围岩的角岩化.

该矿床的地层是中-上寒武世浅变质砂岩夹带薄层状的板岩所组成的一套厚度不大的层状地层，岩层的产状为：走向为北北东，倾向为南东，倾角在五十度至八十度之间.因为多期次的岩浆侵入活动与构造活动等原因，使得地壳中岩层都遭受到了强度不一的区域热变质作用，矿床可以看到角岩化产出的砂岩、板岩以及斑点状的板岩.

2.2 构造

图4 漂塘矿区矿体剖面简图

图5 漂塘矿区钨锡矿床勘探图

漂塘钨锡矿床内部具有多旋回的构造活动特征，燕山期主要是断裂构造运动，有明显的北东方向压力剪切断层带，东西方向的压迫结构.然而加里东时期主要是褶皱构造发育，经过紧密的挤压，形成倾角60°至70°之间[2]，轴面倾向南东的复式向斜褶皱.矿床内部断层为东西方向F5与F8断裂构造，北东方位F2与F3断裂构造，断裂交汇位置影响燕山时地的隐伏状花岗岩体峰部，而且为含矿石英矿脉填充创造出优越的空间环境.

矿床北面出现含有石英的闪长岩，受到北西方向、北东方向断层构造的制约，矿体和周围岩石的接触变质作用不生长，和形成矿床没有因果联系.花岗岩也受到北东向与东西方向断层构造的制约，与周围岩石接触边界明显可见[3]，两者的接触作用发育，而且附近围岩角岩化普遍出现(图4、图5).实验结果显示，本矿体种类地钨锡矿床，矿体地形成和花岗岩有很大因果联系.

矿床发育有两组断裂构造，第一组岩层产状呈北东向与北北东向，第二组岩层走向呈近东西向.两组断裂之间的控制与利用、交汇与联合作用控制了该矿区花岗岩体地成矿裂隙的分布与入侵，成矿形成后因位移较小，断裂呈现出的规模小，断裂构造对矿床的开采没有造成太大的影响.

漂塘钨锡矿床处于西华山—杨梅寺地层倒转复式的向斜中部部位，矿床内由连续向斜与背斜相互组成.因多期次的构造活动的影响，从而使褶皱发育异常，褶皱大部分形成在紧密的线状褶皱中，轴向为北北东15°至25°.

2.3 岩浆岩

在矿区下部360米深度的燕山期的黑云母花岗岩呈现隐伏状，矿体产出状态为岩柱状.岩体拥有两个波峰：第一个波峰是位于2号勘测线V5与V9岩矿矿脉中的一组矿脉，含矿矿脉走向与岩体轴向的产状成直角关系；第二个波峰是出现在8号勘探线之间的另一组矿脉，产状为东西向含矿矿脉和岩体地轴向方向相同.常常可以见到20 cm至80 cm的细晶岩脉与白岗岩脉出现在岩体上部，位于矿区440中段位置南部250 cm长且80 cm宽地白岗岩脉，取样分析结果显示含钼元素已符合工业开采品味.

2.4 矿体

漂塘钨锡矿床由几百条含矿石英脉组成.含矿矿脉中的矿体主要为石英岩、锡石矿体与黑钨矿矿体[4].矿石的构造是以块状为主，出现条带状和侵染状等其他构造.将矿石放在光片内，研究发现石英矿体和黑钨矿矿体相互共生且成多阶段运动的特性，在晚期常常可以见到含有石英矿物的细脉沿着黑钨矿矿体和其共生粒状石英裂缝填充的现象，黑钨矿矿体和其同生的粒状石英之间成互相包裹关系.

根据矿区中矿脉展布的布局，矿区可以分为北组含矿矿脉、中组含矿矿脉与南组含矿矿脉，3组矿脉整体产状呈侧幕式的形式出现.矿区中矿体产出状态为脉状，断裂控制钨锡矿体生成.其中中组含矿矿脉则是现在成矿区域重要的开采工作位置，矿脉的向下延展和横向展开基本不变，是一组内外接触带的含矿矿体.

3 矿床成因

3.1 成矿构造运动

图6 漂塘矿区钨锡矿床成矿规律简图

矿床位于北东方向的深大断裂和东西方向构造的交接位置[5].深大断裂是高温气液含矿流体与岩浆物质上涌的重要通道，位于浅层次的褶皱构造的低应力位置，矿床的类型很大程度上是由容矿围岩产状、性质与构造特性所决定的.在较厚的变质砂岩层中形成的石英脉型的黑钨矿矿产，并且围岩是含钙岩层的时候生成的矽卡岩型白钨矿床.

3.2 矿床成矿流体

矿床里大面积发育各种各样的原生流体、熔体、次生流体与熔体、流体包裹体[6]，最常见的是流体包裹体.不同的成矿时期与不同的成矿岩体在钨矿床中的包裹体分析显示，从黑钨矿矿化的早期到晚期，从成矿花岗岩体再到含黑钨矿石英脉的分析，包裹体的含盐度、温度与气相百分比和包裹体中的成分变化成垂直分带现象.解释了成矿和成岩之间的联系以及成矿过程在早、晚期流体的演化关系.

从氢元素与氧元素同位素的特性和包裹体成分里得出，岩浆热液是成岩流体与形成矿产流体中水的最主要来源，大气水在成矿后期加入，构成氯化钠-水-二氧化碳的成矿流体体系；成矿流体具有较大的运移能力，主要是因为流体中聚集大量的钠、钾、氟和二氧化碳的碱质挥发性组分，导致成矿元素在碱的交代作用中从下部向上部活化运移，并且在上部聚集淀积形成矿床(图6)[7].

3.3 成矿规律

不同的热液成矿时期，它们之间存在着特殊的继承性与差异性.漂塘钨锡矿床在三次热液期成矿作用中，在矿物共生组合、矿化类型、矿物特征与矿脉产状方面，从第一次热液成矿时期开始到第三次热液成矿时期的主要矿化是从钨到钼再到钨锡一系列的演化.各个成矿时期在时间上都可以划分为氧化物到硫化物再到碳酸盐等几个成矿时期.总体来说，辉钼矿与绿柱石产生在(硅酸盐)氧化物时期，锡石和黑钨矿在氧化物阶段比较发育，在硫化物阶段也有黑钨矿和锡石产出，氧化物阶段虽然也有金属硫化物产出，但是在硫化物阶段比较发育(表1)[8].

着脉壁呈现为不连续地对称条带状；绿柱石的晶体颗粒粗大，产出状态为长柱状或着放射状集合体，黑钨矿主要呈薄板状，而团块状集合体出现的的黑钨矿相对较少，很多都是平行脉壁产出，伴随有很多的浅绿色与浅紫色的萤石矿体.脉侧周围地围岩蚀变现象呈现为硅化与黑云母矿化.

表1 漂塘矿区钨锡矿床各次热液成矿期主要特征表

3.4 成因分析

漂塘钨锡矿床细脉带型的矿体是由多期次不同类型的含矿石英脉组成[8].近几年，因为矿山坑道的持续开拓，各矿脉之间的穿插联系被逐渐发现.所以，对多次成岩的演化历史与成矿时期的研究，我们认为：漂塘钨锡矿床是和多次成岩作用相关的多期次热液成矿作用反复叠加形成的矿床，并不是单一的同一种热液在成矿期多次脉动形成的，把该成矿期划分为三个热液期的成矿作用和九个成矿阶段(表2).

但是必须强调的是，第一次热液成矿时期以前，矿床有少量的石英脉和矽卡岩脉，但是因为数量比较少，含矿品味差，所以没有参加划分.第三次热液成矿期中的第二个成矿阶段，目前因为资料数据掌握不完整，暂时不进行探讨.

表2 漂塘矿区钨锡矿床成矿期次划分表

现将各阶段划分的依据列举如下：(1)因为多次热液成矿时期形成的矿床，它的成矿时期常跨越多个强烈的构造活动阶段.漂塘钨锡矿床已经发现了15条矿脉中的钾—氩元素的同位素年龄是从108 Ma到188 Ma，正好对应燕山期的三到四个强烈的构造活动期，显示出各个热液成矿运动是在不同的构造运动伴随下形成的.(2)相近的矿物组合形成的矿脉被另一种矿物形成的矿脉隔开，常常是多次热液时期成矿的依据.比如，绿柱石—石英脉的黑钨矿、黑钨矿、硫化物—石英脉与辉钼矿，会被另外一种辉钼矿—石英脉和黑钨矿穿切.辉钼矿矿产、石英脉与黑钨矿矿体这两条矿脉通常是不同热液形成矿产时的产物.(3)漂塘钨锡矿床中的含矿石英脉，包含有大量的互相交错与穿插联系，是成矿期次的确定与划分成矿阶段最主要的依据.研究显示，同一种热液在成矿阶段地矿脉间有清晰的贯穿联系，在不同的热液成矿期矿脉间有清楚的位移.但是，晚期矿脉切割早期矿脉之后却没有清楚的位移.(4)相对低温矿物组合形成的矿脉被相对高温矿物组合形成的矿脉穿切，通常属于不同阶段的热液成矿期.同一种岩浆热液在成矿过程中的各个成矿时期，含有硅酸盐的氧化物经过硫化物再经过碳酸盐的演化过程.比如，在绿柱石—石英脉与辉钼矿之前，还有硫化物—石英脉和黑钨矿的成矿时期，很明显他们与多次的热液成矿作用有密切的关系.(5)在同一种热液成矿期中形成的矿脉，在矿物的排列中呈现出来，有一部分晚期的矿物沿着早期的矿脉裂隙充填.不同的热液成矿时期叠加组成了复脉，晚阶段聚集的含矿石英细脉在穿切平行早期矿脉是最明显的特征，矿物之间的组合彼此没有任何关系，还可以看见两者被岩脉隔开.(6)高温的矿物共生组合经常出现在叠加的低温矿物组合上，比如，多数的黑钨矿与锡石交代或着含有硫化物的状况，都是与多次热液矿化叠加关系紧密.

综上所述，漂塘钨锡矿床多期次的构造运动与多期次的成矿作用在成岩过程中关系密切[9].然而每次地成矿作用的各个成矿阶段，则属于同一个成矿地演化历史，而且有很清晰的演化规律.所以根据前面的数据资料，通过详实的分析研究，可以把不同的热液成矿时期与同一个成矿作用的不同成矿阶段区别开来.

4 结论

综合所有资料得出，漂塘钨锡矿床是由三次热液成矿作用形成的，各个成矿作用间存在演化关联，又有各自独立地成矿演化过程，各阶段之间存在着显著的差异.几次热液成矿作用形成的矿脉，有不同程度的意义，其中晚期热液成矿中第二次成矿阶段的矿化程度最强，三次形成矿床的成矿地质作用相继出现，是大面积形成矿体的主要因素.漂塘钨锡矿床的三次热液成矿作用，在空间位置上又相互交织，因为各期次矿化程度与成矿特征的不同，所以形成的细脉带矿体也不一样，在几次成矿作用都发生的区域，矿脉类型与矿物的种类多样，而且提高了矿化的均匀性与矿化富集程度.

漂塘钨锡矿床是由产状不同的含矿石英细脉或大脉与三次热液成矿作用组成.已经发现的石英细脉矿体有15条，石英细脉带的宽度为1 cm至4 cm，矿脉的幅度能达到2 m多,含脉密度为每米3条，一般含脉率为6%至8%，矿床中的矿物共生组合关系复杂，最主要的是锡石矿、黑钨矿矿体、绿柱石、辉钼矿、黄铁矿与闪锌矿等.与此同时，因为容矿裂隙的活动，使发育多期次成矿作用区域，沿着矿脉的走向或倾向不间断的扩张与矿化，伴随有多期次分层矿化.所以这些区域矿脉密度逐渐升高，导致矿体与矿床的规模扩大.这就是漂塘钨锡矿床中矿脉带的矿化富集和矿化深度及矿化长度的最主要的原因.