江西宝山钨多金属矿床地质特征及矿化富集规律探讨

蔡富春，吴开兴

江西宝山钨多金属矿床地质特征及矿化富集规律探讨

蔡富春1，吴开兴2

（1.江西荡坪钨业有限公司，江西大余341514；2.江西理工大学资源与环境工程学院，江西赣州341000）

江西宝山夕卡岩型钨多金属矿床成矿受宝山花岗岩株与石炭系黄龙组-船山组接触带控制，矿体定位、矿化富集与花岗岩株侵位方向、花岗岩相、围岩岩性、接触带凹槽构造关系密切。矿区分通天岩、茅草沟、笔架山、铁石岭等矿段。矿区已探采的主要工业矿体产于通天岩和茅草沟矿段，分为上部矿体和深部矿体。上部矿体受接触带凹槽和断裂构造复合控制，属接触交代和热液充填复合成矿，硫化物金属矿化强，白钨矿化相对较弱，矿化随深度变化趋势不明显；深部矿体产于接触带夕卡岩体内，属典型的夕卡岩矿体，以白钨矿化为主，矿化随深度的减小总体呈减弱之势。尽管成矿元素的矿化富集呈现出由北西向南东方向减弱的趋势，深部找矿潜力总体上不容乐观，但不排除茅草沟东南方向深部存在赋矿“凹槽”的可能性。

江西宝山；钨多金属；矿床特征；富集规律

江西宝山是赣南地区夕卡岩型钨多金属矿床的典型代表［1-2］。矿山自1966年建设，1967年投产至今已经开采了近50年，矿区累计探明资源储量：122b+ 333矿石量约为620万t，累计开采消耗122b矿石量约490万t，保有122b+333矿石量130万t；考虑到333资源量的可靠程度及少部分不可利用资源储量，以目前矿山年生产能力12.7万t计，矿山保有服务年限不足10年。文章通过地质勘探和矿山生产探采资料的对比分析，研究矿床特征与矿化富集规律，旨在为矿区边深部找矿预测提供思路和依据。

1　成矿地质背景

宝山矿区地处华南褶皱系崇义—铅厂断陷盆地内，受近南北向区域性断裂F1和F2所夹持（图1）。盆地内出露一套晚古生代地台型海陆交互相-浅海相沉积建造，总体走向近南北，向东缓倾，构成一单斜构造。自西向东，出露地层由老到新依次为：（1）中泥盆统跳马涧组—棋子桥组，出露于盆地西侧，岩性为砾岩、砾质砂岩、砂岩、板岩夹薄层灰岩；（2）下石炭统梓山组，出露于盆地西侧，岩性为石英砂岩、泥质砂岩、板状页岩、灰岩、碳质页岩；（3）中、上石炭统黄龙组—船山组，广泛出露于矿区中部，是矿区主要赋矿围岩，自下而上分为4个岩性段，即黄龙组下段白云质灰岩；黄龙组上段大理岩化灰岩夹钙质粉砂岩或大理岩，该岩性段为深部白钨银铅锌夕卡岩矿体的主要赋矿围岩；船山组下段条带状黑色结晶灰岩，该岩性段为上部白钨铅锌银（萤石）矿体的主要赋矿围岩；船山组上段大理岩；（4）二叠系茅口组，出露于矿区的东部，其下段为黑色板状页岩，上段为砂岩、页岩、煤层组成［2-5］。

盆地内为一单斜构造，断裂构造不是特别发育。规模较大的断层有F4和F5两条逆断层（图1）。F4发育于矿区东部的茅草沟矿段，近南北走向，未对矿体造成破坏。F5发育于矿区东北部的通天岩矿段，走向NE，倾向SE或NW，倾角陡立，穿过细粒斑状花岗岩相及其与船山组石灰岩接触带，具成矿前后多次活动特点，对通天岩接触带矿体起着明显控制作用。总体而言，矿区裂隙构造不是十分发育，在接触带见近EW向裂隙组，力学性质属张剪性，形态不规则，普遍被各种岩脉或石英硫化物脉充填。此外，还有NE、NW、近SN等裂隙组，但发育程度较差，与矿化关系也不甚密切。

伴随断块活动，燕山早期花岗岩浆自东向西先后三次侵入盆地内［6-8］。宝山花岗岩体呈孤峰状凸起在盆地中央，面积1.4 km2（图1）。根据其岩性和侵入关系由早到晚可划分为三个渐变过渡的岩相：主体为中粒结构黑云母花岗岩（γ2-3a5）、东北角出露结构为细粒斑状黑云母花岗岩（γ2-3b5）和东南角有少量的细粒黑云母花岗岩（γ2-3c5）［6，8］。

图1　宝山矿区地质简图［8］Fig.1　Geological map of the Baoshan mining district

2　矿床地质特征

宝山花岗岩株位于矿区中央，钨多金属矿化围绕岩体沿接触带分布，因此将矿区划分为东北部的通天岩、东部的茅草沟、东南部的笔架山（太平山）和西部的铁石岭共四个矿段（图1）。通天岩和茅草沟是工业矿体产出的主要矿段。

2.1矿体特征

宝山矿区钨多金属矿体产于花岗岩株与上石炭统黄龙组—船山组接触带中，呈不规则状断续产出，主要矿体分布于650～350 m和-200～277 m两个标高区间（图2）。位于650～350 m之间的矿体，统称为上部矿体，矿化类型以白钨铅锌银（萤石）组合为特征，也称为白钨铅锌银（萤石）矿体，成矿方式为层间交代和裂隙充填复合成矿；位于-200～277m之间的矿体，统称为深部矿体，矿化类型以白钨银铅锌夕卡岩组合为特征，也称为白钨银铅锌夕卡岩矿体，成矿方式以接触交代成矿为主。在平面上，上部矿体主要分布于通天岩和茅草沟矿段，已查明深部矿体仅分布于茅草沟矿段。此外，铁石岭和笔架山已查明矿体也属上部矿体，但铁石岭矿段矿体大部分位于古露天采空区内，仅在靠近花岗岩接触带有个别钻孔控制仍有部分矿体存在，而太平山矿段矿体规模小、品位低，工业意义较小。

2.1.1上部白钨铅锌银（萤石）矿体

白钨铅锌银（萤石）矿体主要赋存于船山组下段条带状黑色结晶灰岩与花岗岩接触带中，分布标高650～350m。矿体沿走向长380m，沿倾向延深350m，最大厚度48.27m，最小厚度1.24m，平均厚度11.95m，品位较均匀，矿化基本连续［4］。矿体形态和厚度受接触带控制，矿体形态多为透镜状、囊状，在花岗岩内凹进部位矿体厚度较大；反之，在花岗岩凸出部位，矿体变薄，甚至尖灭。矿体倾向NE，倾角20°～40°，与接触带石灰岩呈整合接触关系［4］。

2.1.2深部白钨银铅锌夕卡岩矿体

白钨银铅锌夕卡岩矿体主要赋存于黄龙组上段大理岩化灰岩夹钙质粉砂岩或大理岩与花岗岩接触带中，分布标高-200～277 m。矿体似层状、透镜状、巢状、火焰状，产状、形态均比较复杂，矿带延长超过700 m，整体呈向南东侧伏之势，连续性较好，有用组分含量分布较均匀，但厚度变化大，最大真厚度31.86 m，平均厚度7.65 m［4］。矿体主要受3个由北东方向向上楔入细粒斑状黑云母花岗岩的指状大理岩凸控制（图2），对于花岗岩来说就是向内凹入的凹槽。凹槽的走向NNW-NW，北部凹槽小而位置最高，赋存的矿体小而富，中部凹槽赋存矿体的品位和规模中等；南部凹槽大而位置最低（顶端标高90m），形成的矿体大，但品位较低。凹槽与凹槽间有时还有更小的凹入构造使大凹槽呈分支现象。

图2　茅草沟矿段3′号和31号勘探线剖面图Fig.2　Line 3′and 31geologic section in the Maocaogou ore block

2.2矿石特征

根据矿物组合及矿石的结构构造，可大致划分为3种矿石类型：（1）夕卡岩型白钨矿石，赋存于夕卡岩中，矿石矿物以白钨矿为主，伴有银铅锌硫化物矿化，结构构造方面以自形-半自形粒状结构及交代残余结构、浸染状构造为主；（2）块状铅锌银硫化物矿石，呈脉状充填于大理岩裂隙中，矿石矿物以铅锌银硫化物为主，常伴有白钨矿和萤石矿化，以自形-半自形粒状结构和块状构造为特征；（3）浸染状铅锌银硫化物灰岩型矿石，赋存于结晶灰岩中，矿石矿物为铅锌银硫化物，无或弱白钨矿化，矿石品位一般较低，以浸染状构造为特征。

3　控矿因素分析

3.1花岗岩岩相对成矿控制

中粒黑云母花岗岩是宝山花岗岩体的主相，与泥盆系和石炭系广泛接触，但其接触带工业矿化不多，工业矿体主要赋存于细粒花岗岩和细粒斑状花岗岩接触带。大量研究成果表明，赣南钨矿床成矿岩体大多为复式岩体，钨成矿往往与较晚期次侵入的岩浆有关，宝山岩体亦不例外，晚期次的细粒花岗岩及细粒斑状花岗岩中不仅钨等成矿元素含量更高，而且更富钠质及F等挥发性组分［8-9］，因此对成矿更为有利。

3.2地层岩性对成矿的控制

宝山矿床工业矿体主要赋存于细粒花岗岩和细粒斑状花岗岩与船山组下段条带状黑色结晶灰岩及黄龙组上段大理岩化灰岩夹钙质粉砂岩或大理岩接触带上；细粒花岗岩和细粒斑状花岗岩与梓山组砂页岩以及黄龙组—船山组其他岩性段有接触，但矿化蚀变弱，少有工业矿体产出，说明地层岩性对成矿亦有着重要控制作用。

3.3构造对成矿的控制

3.3.1区域构造控制岩体侵位

如前所述，宝山矿床的形成与宝山花岗岩体有密切的时空关系，而区域断块运动是矿区花岗岩浆活动的动力学条件。因此，F1和F2两条区域性断层活动控制了宝山花岗岩体的侵位时间和空间，从而决定了成矿的时间和空间范围。

3.3.2接触带“凹槽”构造直接控制矿体产出

矿体产于花岗岩株与上石炭统黄龙组—船山组接触带中。接触带并非呈平直的面状，而是凹凸相间。在花岗岩内凹部位，矿体厚大；相反，在花岗岩凸出部位，矿体变小、变薄乃至尖灭。这一规律被称为接触带“凹槽”构造控矿［2-4，9］。矿区勘探及生产地质资料表明，矿体的数量、形态、产状及规模均直接受接触带“凹槽”构造控制。如通天岩矿段由2个主矿体组成，各由1个“凹槽”构造控制［10］；茅草沟矿段上部矿体和下部矿体各由3个“凹槽”构造控制，其中标高最低（70～-120 m）的凹槽规模最大，其控制的矿体规模也最大（图2）。

3.3.3断裂构造与成矿的关系

通天岩矿段是上部矿体的主要产出矿段，除与有利的花岗岩岩相（细粒斑状黑云母花岗岩）及地层岩性（船山组下段条带状黑色结晶灰岩）和接触带构造（花岗岩顶面凹槽）外，还与F5断层有关。如前所述，F5断层走向NE，倾向SE或NW，倾角陡立，穿过细粒斑状花岗岩相及其与船山组石灰岩接触带，具成矿前后多次活动特点。该断层与接触带构造复合，使接触带岩石更破碎，有利于成矿流体的集中，以及渗滤交代作用和扩散交代作用的进行，并为硫化物充填成矿提供了更好的容矿空间。

4　矿化富集规律

4.1矿段矿化富集规律

宝山矿区划分为东北部的通天岩、东部的茅草沟、东南部的笔架山（太平山）和西部的铁石岭共四个矿段。据矿山生产与勘探积累的大量品位数据，分矿段统计其平均品位见表1。为了更好地了解各矿段及各成矿元素之间的相对富集程度，以矿化最差的笔架山矿段各成矿元素平均含量为标准，计算得到各矿段各成矿元素的相对富集系数也列于表1中。分析测试由赣州有色冶金研究所和荡坪钨业有限公司化验室运用重量法测定WO3，Na2EDTA滴定法测定Pb、Zn，原子吸收光分光光度法测定Ag、Cu。

表1　宝山矿区各矿段矿石平均品位及相对富集程度Tab.1　Average ore grade and relative enrichment coefficient in each segment

由表1中可见，各矿段成矿元素富集程度差别很大，通天岩矿段富集程度最高，笔架山矿段富集程度最低，通天岩矿段的富集程度是笔架山矿段的22倍。茅草沟矿段的富集程度居次位，与全矿区平均富集程度相当，但仅为通天岩矿段的一半左右，铁石岭矿段的富集程度约为通天岩矿段的1/3。各成矿元素相对富集程度也并非完全一致，虽然各种硫化物金属（Pb、Zn、Ag和Cu）表现出较好的同步富集规律，但显然WO3不具有与硫化物金属同步富集的规律。茅草沟矿段硫化物富集程度虽然仅为通天岩矿段的一半，但WO3的富集程度略高于通天岩矿段，铁石岭矿段也呈现出相对富WO3的规律，只有通天岩矿段相对富硫化物金属。

综上所述，宝山矿区主要受接触带“凹槽”构造控制，以接触交代成矿为主，相对富集WO3，但通天岩矿段相对富集硫化物，可能与接触带“凹槽”构造和F5断层复合控矿有关。由于接触带“凹槽”构造与断裂构造复合，为硫化物充填成矿提供了更好的容矿空间，更有利于硫化物的矿化富集。

4.2沿矿体走向矿石品位变化规律

统计各勘探线取样品位，计算平均品位，作出沿矿体走向矿石品位变化曲线图如图3所示。由图3可见，沿矿体走向矿石品位呈现如下变化特点：总体呈南东低北西高的变化趋势；局部波状起伏明显，如33线WO3、Pb、Zn、Ag品位均出现较强的波峰。花岗岩浆由南东向北西侵入，花岗岩体向南东倾伏，同样花岗岩与地层的接触带也向南东倾伏，即北西高，南东低。岩浆热液在接触带聚集成矿，并有向上（北西）迁移的趋势，因此，成矿元素的矿化富集呈现出北西强，南东弱的趋势。这一趋势表明，位于矿区东南的茅草沟深部找矿潜力不容乐观。品位波动起伏特征反映了接触带“凹槽”控矿规律。因此，尽管成矿元素的矿化富集呈现出向东南方向减弱的趋势，但并不排除茅草沟东南方向深部存在赋有工业矿体的“凹槽”［4］。

图3　宝山矿区沿矿体走向矿石品位变化曲线Fig.3　Variation curves of ore grade in Baoshan mining area

4.3垂向矿化富集规律

4.3.1上部矿体矿化富集特征及垂向变化趋势

根据矿区1983—2015年生产探矿资料统计（表2），上部矿体总矿量2 271 980 t，各中段平均矿量283 998 t，平均品位WO30.472%，Pb 2.121%、Zn 1.627%、Cu 0.178%、Ag 160.5×10-6。上部矿体矿量和品位波动起伏大，随深度变化趋势不明显。

4.3.2深部矿体矿化富集特征及垂向变化趋势

根据矿区1983—2015年生产探矿资料统计（表2），深部矿体矿石总量1 585 361，各中段平均矿量198170t，平均品位WO30.520%，Pb1.000%、Zn 0.831%、Cu 0.095%、Ag 110.0×10-6。虽然，深部矿体矿量和品位在垂向变化上同上部矿体一样存在波动起伏，但垂向变化趋势也十分明显，即矿量及WO3品位随深度的增大呈升高的趋势，Cu、Pb、Zn、Ag随深度的增大呈降低的趋势。

表2　宝山矿区各中段矿石平均品位Tab.2　AverageoregradeinthemiddlesectionofBaoshanminingarea

4.3.3垂向变化规律分析

上部矿体矿量及各种硫化物金属Cu、Pb、Zn和Ag品位均高于下部矿体，前者是后者的1.43～2.12倍，但上部矿体的WO3品位略低于深部矿体，为后者的0.91倍。换言之，深部矿体规模较小，产于接触带夕卡岩体内，矿化以WO3为主，硫化物金属矿化较弱，属典型的夕卡岩矿体；矿化由深部向上发展，随着深度的减小，WO3品位降低，硫化物金属品位升高，矿量也呈减少的趋势，表明随着深度的减小成矿温度降低，氧化物矿化减弱，硫化物矿化增强，矿化总体呈减弱之势。上部矿体规模大，WO3品位相对降低，硫化物金属品位相对较高，矿体受接触带构造、层间薄弱带和断裂构造复合控制，属接触交代和热液充填复合成矿。矿量和品位垂向波动起伏大，趋势性不明显，主要受接触带“凹槽”控制，如410 m、475 m和501 m中段为花岗岩顶面凹槽，矿量显著增加，品位也总体较高；而475 m之间为花岗岩顶面向围岩凸出部位，矿量显著减少，品位也相对较低（图2和表2）。

5　结论

（1）宝山钨多金属矿床由上部白钨铅锌银（萤石）矿体和下部白钨银铅锌夕卡岩矿体组成，二者的分布和形态皆受接触带构造控制，花岗岩岩相和地层岩性对成矿也有明显控制作用。矿体主要赋存于细粒花岗岩和细粒斑状花岗岩与不纯的石灰岩，如灰岩夹钙质粉砂岩及条带状黑色结晶灰岩接触带。

（2）成矿元素的矿化富集呈现出由北西向南东方向减弱的趋势，位居东南方向的找矿潜力似乎不容乐观，但不排除其接触带在深部出现赋矿“凹槽”的可能性，故茅草沟东南方向深部仍然是矿区找矿增储的方向。

（3）以通天岩矿段为代表的上部矿体规模大，WO3品位相对降低，硫化物金属品位相对较高，矿体受接触带“凹槽”构造和断裂构造复合控制，属接触交代和热液充填复合成矿。矿量和品位垂向波动起伏大，趋势性不明显，表明深部矿体形成过程中，对上部矿体可能存在一定的叠加改造作用。

（4）以茅草沟矿段为代表的深部矿体规模较小，产于接触带夕卡岩体内，矿化以WO3为主，硫化物金属矿化较弱，属典型的夕卡岩矿体。矿化由深部向上发展，随着深度的减小成矿温度降低，氧化物矿化减弱，硫化物矿化增强，但矿化总体呈减弱之势，表明深部矿体叠加改造特征不明显，其垂向有限深度范围内找矿潜力小。

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Geological Features and Mineralization Enrichment Rule of Baoshan Tungsten Polymetallic Deposit

CAI Fuchun，WU Kaixing
（1.Jiangxi Dangping Tungsten Industry Co.，Ltd.，Dayu 341514，Jiangxi，China；2.Faculty of Resource&Environmental Engineering，Jiangxi University of Science and Technology，Ganzhou 341000，Jiangxi，China）

The Mineralization of Jiangxi Baoshan skarn-type tungsten polymetallic deposit is controlled by the contact zone of Baoshan granite stock and carboniferous Huanglong and Chuanshan groups.Ore body positioning and mineralization are closely related with emplacement direction and lithorfacies of the granite stock，country rock lithology and groove structure in contact zone.The mining area is divided into 4 ore blocks，i.e.Tongtianyan，Maocaoguo，Bijiashan and Tieshiling.The explored and mined main orebodies in the mining area occurs in Tongtianyan and Maocaoguo.They are divided into top orebodies and deep orebodies.The top orebodies belong to complex mineralization of contact metasomatism and hydrothermal filling，and thus are controlled by fracture structure combined with groove structure in contact zone.They are rich in sulfides and relatively poor in scheelite，and its variation tendency of mineralization with depth is not evident.The deep orebodies occurs in skarn rock mass and primary with scheelite mineralization，and thus belong to typical skarn orebodies.The overall mineralization is getting weaker with the decrease of depth.Mineralization and enrichment of ore-forming element demonstrates a subdued tendency from northwest to southeast，it indicates that the overall potential for ore prospecting in the deep part of the area is not optimistic，but it shall not exclusive of the probability of the existence of a groove with industrial orebody in the depth of southeastern Moucaoguo.

Jiangxi Baoshan；tungsten polymetallic；deposit characteristics；regularity enrichment

P618.67

A

10.3969/j.issn.1009-0622.2016.05.001

2016-05-24

国家自然科学基金项目（41063001）

蔡富春（1981-），男，江西大余人，助理工程师，主要从事矿山地质工作。

吴开兴（1970-），男，江西兴国人，教授，主要从事矿床地质方面的教学和科研工作。