李吉明, 李永明, 樓法生, 胡正華, 鐘起泓, 謝明明, 唐峰林, 沙 珉, 楊細(xì)浩, 劉細(xì)元, 易永清, 胡文潔, 朱慶敏, 聶龍敏,朱昌杰, 文亮先, 曾慶權(quán), 黃建村, 雷天浩,謝瑞豐, 龔良信, 李 倩

1)江西省地質(zhì)調(diào)查研究院, 江西南昌 330030; 2)中國地質(zhì)大學(xué)(北京), 北京 100083

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贛北發(fā)現(xiàn)“五層樓”式石英脈型黑鎢礦礦床
——東坪黑鎢礦礦床的發(fā)現(xiàn)及其地質(zhì)意義

李吉明1), 李永明1), 樓法生1), 胡正華1, 2)*, 鐘起泓1), 謝明明1), 唐峰林1), 沙 珉1), 楊細(xì)浩1), 劉細(xì)元1), 易永清1), 胡文潔1), 朱慶敏1), 聶龍敏1),
朱昌杰1), 文亮先1), 曾慶權(quán)1), 黃建村1), 雷天浩1),謝瑞豐1), 龔良信1), 李 倩1)

1)江西省地質(zhì)調(diào)查研究院, 江西南昌 330030; 2)中國地質(zhì)大學(xué)(北京), 北京 100083

摘 要:據(jù)江西省武寧縣東坪礦床2015年最新勘查成果, 初步認(rèn)為此礦床是典型的“五層樓式”石英脈型黑鎢礦床。礦床規(guī)模巨大, 成礦巖體為早白堊世黑云母二長花崗巖, 礦區(qū)蝕變以脈狀硅化為主, 硅化脈垂向上自下發(fā)育線脈帶→細(xì)脈帶→薄脈帶→大脈帶→尖滅帶, 其中前四個(gè)石英脈帶均產(chǎn)出于外接觸帶雙橋山群,巨脈帶-尖滅帶發(fā)育于巖體中。金屬礦物以黑鎢礦、黃銅礦為主, 次為磁黃鐵礦、閃鋅礦、毒砂、輝銀礦、輝鉍礦、黃鐵礦、少量輝銅礦、白鎢礦、藍(lán)銅礦、褐鐵礦等。綜合研究表明, 推斷深部巖體與圍巖的內(nèi)接觸帶存在似層狀蝕變花崗巖型鎢銅礦體, 同時(shí)礦區(qū)外圍該類礦床的找礦潛力大。該礦床的發(fā)現(xiàn)結(jié)束了贛北至今沒有發(fā)現(xiàn)典型“五層樓”式石英脈型黑鎢礦床的歷史, 也是構(gòu)成了“南鎢北擴(kuò)”的重要礦床, 對贛北地區(qū)找礦突破具有極其重要的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞:石英脈型; 黑鎢礦礦床; “五層樓”式; 贛北; 東坪

本文由國土資源部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)(編號: 201411035)資助。

贛南、粵北和湘東南地區(qū), 鎢礦發(fā)現(xiàn)和利用的歷史悠久, 是中國乃至世界鎢礦最豐富、最集中分布的地區(qū)。自1907年在贛南大余縣西華山發(fā)現(xiàn)中國首個(gè)鎢礦床, 歷經(jīng)100多年的礦產(chǎn)勘查開發(fā)與科學(xué)研究, 成就了號稱“世界鎢都”的贛南。20世紀(jì)60年代初, 以贛南木梓園、漂塘鎢礦床、粵北梅子窩等鎢礦床為原型總結(jié)了石英脈型鎢礦床“五層樓”模式(韋龍明等, 2008)和“五層樓+地下室”模式(許建祥等, 2008; 王登紅等, 2010), 開創(chuàng)了模式找鎢礦的先河, 為隱伏鎢礦床的尋找提供了理論支持, 使贛南鎢礦找礦由單一大脈邁向細(xì)脈標(biāo)志帶-細(xì)脈帶-混合帶-大脈帶(薄脈帶)-尖滅帶的系列找礦(許建祥等, 2008)。所謂“五層樓”模式, 是指產(chǎn)于花崗巖與非碳酸鹽圍巖內(nèi)外接觸帶的石英脈型黑鎢礦礦體,此類礦體具有兩個(gè)顯著特征: 一是脈狀礦體(尤其是石英脈型礦體或稱含礦石英脈), 二是垂向分帶(主要是形態(tài)學(xué)上的分帶), 其脈組形態(tài)在垂向上一般自上而下可劃分出五個(gè)帶(線脈帶、細(xì)脈帶、薄脈帶、大脈帶、尖滅帶), 總體呈近于對稱的正扇形, 因此稱為“五層樓”。隨著鎢礦床找礦工作的不斷深入,多處在“五層樓”脈狀礦體之下發(fā)現(xiàn)層狀、似層狀產(chǎn)出的鎢礦體, 稱為“地下室”(許建祥等, 2008; 王登紅等, 2010), 此“地下室”至少包括蝕變巖體型鎢礦化(如, 贛南大吉山、黃沙、茅坪鎢礦)、巖體外接觸帶的含礦破碎帶(近如, 贛南八仙腦鎢礦)以及巖體外接觸帶有利地層中的沿層交代礦化(如, 湘南的瑤崗仙)。自此, 石英脈型黑鎢礦床的“五層樓”模式至此進(jìn)一步擴(kuò)展為“5+1”成礦分帶的“五層樓+地下室”模式(圖1), 江西省地礦局贛南地調(diào)大隊(duì)在此找礦思路的指導(dǎo)下, 已在八仙腦、牛嶺等鎢礦區(qū)取得了重大找礦進(jìn)展(楊明桂等, 2008)。

圖1　“五層樓+地下室”找礦模型示意圖(據(jù)許建祥等, 2008修改)Fig. 1 Sketch map of prospecting model of “Five storey + basement” (modified after XU et al., 2008)

以江紹斷裂為界江西可分為贛南、贛北, 大地構(gòu)造背景分屬華夏地塊、揚(yáng)子地塊(圖2)。贛南以石英脈型黑鎢礦而聞名于世, 贛北以銅礦床而著稱, 形成了江西金屬礦產(chǎn)“南鎢北銅”的分布格局(圖2)。近年, 贛西北大湖塘與贛東北朱溪兩個(gè)百萬噸級超大型鎢多金屬礦床的相繼發(fā)現(xiàn)(項(xiàng)新葵等, 2013), 徹底改變了江西鎢礦資源分布格局。贛北目前已發(fā)現(xiàn)的大型及以上鎢礦床有香爐山矽卡巖型鎢礦床、大湖塘蝕變花崗巖型鎢多金屬礦床、陽儲嶺斑巖型鎢礦、朱溪鎢多金屬礦床等4個(gè)礦床, 截止2015年底此4個(gè)礦床控制的WO3資源量已達(dá)到 400萬噸以上。贛北鎢礦床均以單個(gè)礦床規(guī)模大、共伴生組分復(fù)雜、成礦年齡新(150～125 Ma)、白鎢礦為主的蝕變花崗巖型、斑巖型、矽卡巖型鎢礦床有別于贛南石英脈型黑鎢礦床, 使江西鎢礦呈現(xiàn)“南黑北白(鎢)”的特征。雖然贛北鎢礦床的資源量規(guī)模已遠(yuǎn)超贛南,仍石英脈型黑鎢礦床勘查工作一直未取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。自2010年12月至今, 江西省地質(zhì)調(diào)查研究院應(yīng)用“五層樓”模式指導(dǎo)東坪礦區(qū)地質(zhì)勘查工作, 發(fā)現(xiàn)了資源量規(guī)模達(dá)超大型的“五層樓”式石英脈型黑鎢礦床(尚未控制邊界), 成為贛北地區(qū)首個(gè)超大型石英脈型黑鎢礦床, 亦為江西乃至目前已發(fā)現(xiàn)的資源量規(guī)模最大的石英脈型黑鎢礦床。筆者作為參與東坪鎢礦勘查主要成員, 就東坪鎢礦床取得的重大找礦突破, 全程參與找礦發(fā)現(xiàn)和勘查評價(jià), 開展了詳盡的地質(zhì)編錄, 大致確定了東坪鎢礦床類型, 初步建立了東坪鎢礦床找礦模式, 為區(qū)域找礦突破指明方向。

圖2　江西省主要鎢、銅礦床分布圖(據(jù)王登紅等, 2010修改)Fig. 2 The distribution of mainly tungsten, copper deposit in Jiangxi (modified after WANG et al., 2010)

1 礦床地質(zhì)特征

礦區(qū)位于揚(yáng)子地塊東南緣下?lián)P子拗陷帶之南九宮山隆起帶, 屬于江南造山帶中段九嶺成礦帶,北鄰長江中下游成礦帶的九瑞銅多金屬礦集區(qū), 南鄰修水—武寧滑覆拗褶帶, 北為下?lián)P子拗陷帶, 東鄰鄱陽湖坳陷帶。區(qū)內(nèi)僅出露新元古界雙橋山群,其巖性為灰綠色、黃綠色、青灰色、灰色變質(zhì)粉砂質(zhì)、凝灰質(zhì)變質(zhì)細(xì)砂巖、粉砂質(zhì)板巖、千枚狀板巖、變沉凝灰?guī)r等。礦區(qū)內(nèi)共發(fā)現(xiàn)具一定規(guī)模的斷裂構(gòu)造3條(F1、F2、F3), 走向北東, F1、F2傾向南東, F3傾向南西, 斷裂及其兩側(cè)的次級裂隙為區(qū)內(nèi)主要控礦構(gòu)造(圖3)。礦區(qū)地表無巖體出露, 目前僅ZK6-50、ZK10-50、ZK14-50、ZK50-50等4孔發(fā)現(xiàn)了隱伏成礦黑云母二長花崗巖, 巖體侵位于雙橋山群淺變質(zhì)碎屑巖系, 巖體與圍巖界線清晰, 接觸面平直, 傾角多為70°～85°。巖體內(nèi)接觸帶具鈉長石化、云英巖化、綠泥石化、綠簾石化、絹云母化、硅化等, 其中云英巖化、綠泥石化、綠簾石化蝕變中具稀疏浸染狀、團(tuán)斑狀黑鎢礦、星點(diǎn)狀黃銅礦、輝鉬礦化、黃鐵礦化等; 外接觸帶淺變質(zhì)碎屑巖系多具角巖化、硅化等。內(nèi)外接觸帶硅化均主要以石英脈形式存在,脈內(nèi)具黑鎢礦、白鎢礦、輝鉬礦化、黃銅礦化、黃鐵礦化、磁黃鐵礦化、綠泥石化、云英巖化等。

圖4　東坪礦區(qū)0號勘探線剖面圖Fig. 4 Geological section along No. 0 exploration line in the Dongping ore district

東坪礦區(qū)目前已施工291個(gè)鉆孔(圖3), 總進(jìn)尺19萬余米, 發(fā)現(xiàn)具有工業(yè)利用價(jià)值的礦體300余條,均呈脈狀產(chǎn)出于雙橋山群變質(zhì)粉砂巖內(nèi)石英脈中, 含礦石英脈具分支復(fù)合、膨大縮小、尖滅再現(xiàn)現(xiàn)象, 其主成礦元素均為鎢, 共(伴)生銅、銀、鉍等。根據(jù)礦體的產(chǎn)出位置與空間展布特征, 可劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等三個(gè)礦帶, 礦帶走向均為北東。Ⅰ號礦帶位于礦區(qū)北西側(cè)烏龜殼一帶, 為區(qū)內(nèi)最大的礦帶約占總資源量65%, 傾向125°～138°, 傾角50°～89°, 延長1 050 m,延深達(dá)1 018 m, 礦帶寬20～250 m(圖4)。Ⅱ號礦帶位于礦區(qū)中部胡家山、烏龜殼之間, 傾向307°～313°, 傾角67°～85°, 延長770 m, 延深20～330 m, 礦帶寬20～180 m(圖4)。Ⅲ號礦帶位于礦區(qū)中東部胡家山以東, 傾向286°～295°, 傾角63°～81°, 延長510 m,延深20～691 m, 礦帶寬40～450 m。礦帶發(fā)育五層樓式垂向分帶, 即垂向上自上至下礦脈具有五個(gè)分帶(圖5): 第一層樓石英-云母線脈帶(脈寬0.05～1 cm,黑鎢礦-黃銅礦-黃鐵礦-輝銀礦-白云母-絹云母-石英)→第二層樓細(xì)脈帶(脈寬2～10 cm, 黑鎢礦-黃銅礦-輝銀礦-閃鋅礦-黃鐵礦-白鎢礦-白云母-絹云母-石英)→第三層樓薄脈帶(脈寬5～50 cm, 黑鎢礦-白鎢礦-輝銀礦-黃銅礦-黃鐵礦-白云母-石英)→第四層樓大脈帶(脈寬20～200 cm, 黑鎢礦-黃銅礦-磁黃鐵礦-黃鐵礦-輝鉬礦-輝鉍礦-石英)→第五層樓尖滅帶(脈寬200～1 cm, 黑鎢礦-黃銅礦-輝鉍礦-輝銀礦-黃鐵礦-方解石-石英); 脈內(nèi)礦化自上至下為鎢、銅、銀→鎢、鉍→鎢、鉍、銀逆向分帶特征。在走向上、傾向上、垂向上均未控制住礦帶, 礦床規(guī)模有望突破30萬噸WO3。東坪礦床WO3平均品位大于0.50%, 共(伴)生銅平均品位為0.18%±, 伴生鉍平均品位為0.04%±, 伴生銀平均品位為2 g/t±。

礦石構(gòu)造以脈狀-網(wǎng)脈狀、浸染狀為主, 次為梳狀、塊狀、條帶狀、團(tuán)斑狀(圖4); 礦石結(jié)構(gòu)以結(jié)晶結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)為主, 局部可見固溶體分離結(jié)構(gòu)。金屬礦物主要為黑鎢礦、黃銅礦, 次為輝銀礦、輝鉍礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦、閃鋅礦、毒砂, 含少量輝銅礦、白鎢礦、藍(lán)銅礦、褐鐵礦等。黑鎢礦多呈自形-半自形板柱狀、針柱狀與楔狀分布在石英脈的邊部, 部分垂直石英脈壁生長形成梳狀構(gòu)造(圖4)。黑鎢礦多呈細(xì)脈浸染狀, 部分集合體呈團(tuán)斑狀、團(tuán)塊狀、浸染狀鑲嵌在脈石英顆粒之間, 部分鑲嵌在黃銅礦、磁黃鐵礦等礦物粒間, 可見硫化物如黃銅礦、黃鐵礦或白鎢礦等沿著其解理或邊緣交代黑鎢礦。依據(jù)礦區(qū)主要有用礦物及組合對礦石進(jìn)行分類,主要類型為黑鎢礦礦石、黑鎢礦-黃銅礦礦石等兩類,根據(jù)礦石有用組分進(jìn)行分類主要有鎢礦石、鎢銅礦石等兩類, 且以鎢礦石為主。

東坪礦區(qū)成礦黑云母二長花崗巖LA ICPMS鋯石U-Pb年齡為(132.9±1.4) Ma (MSWD=0.40, n=25)(胡正華等, 待刊), 與贛北修水香爐山矽卡巖型白鎢礦床(巖體Rb-Sr等時(shí)線年齡(126.2±2.6) Ma,張家菁等, 2008)、都昌陽儲嶺斑巖型白鎢礦床的形成時(shí)代相近(巖體K-Ar年齡(134±4.7) Ma, 滿發(fā)勝和王小松, 1988), 卻明顯晚于贛北的修水大湖塘蝕變花崗巖型白鎢礦床(巖體鋯石U-Pb年齡(144.2±1.3) Ma, 黃蘭椿和蔣少涌, 2012)和浮梁朱溪矽卡巖型白鎢礦床(巖體鋯石U-Pb年齡, 王先廣等, 2015)的形成時(shí)代, 表明贛北至少存在兩期鎢的成巖成礦作用, 分別為140—150 Ma和125—135 Ma±,并且贛北地區(qū)由南往北, 其成巖成礦時(shí)代總體表現(xiàn)為逐漸年輕。

圖5　東坪礦區(qū)典型礦石照片F(xiàn)ig. 5 Typical ore mine photos in Dongping deposite

2 結(jié)論及意義

(1)東坪礦床具有典型的“五層樓”式石英脈型黑鎢礦床特征, 是巖漿熱液成礦系統(tǒng)的產(chǎn)物。礦體具有垂向脈體分帶及各分帶對應(yīng)的礦物組合特征, 即垂向上自上至下礦脈具有五個(gè)分帶: 石英-云母線脈帶(脈寬0.05～1 cm)→細(xì)脈帶(脈寬2～10 cm)→薄脈帶(脈寬5～50 cm)→大脈帶(脈寬20～200 cm)→尖滅帶(脈寬200～1 cm), 脈內(nèi)礦化自上至下為鎢、銅、銀→鎢、鉍→鎢、鉍、銀逆向分帶特征。

(2)東坪鎢礦床是第一個(gè)應(yīng)用“五層樓”模式在贛北取得重大突破的鎢礦床, 該礦床具有“五層樓”式石英脈型黑鎢礦床所特有的垂向脈體分帶及各分帶對應(yīng)的礦物組合、蝕變與礦化特征, 是贛北第一例得到確認(rèn)的“五層樓”式石英脈型黑鎢礦床, 并且隨著進(jìn)一步勘查有望成為國內(nèi)最大的石英脈型黑鎢礦床, 對區(qū)域礦產(chǎn)勘查具有里程式的指導(dǎo)意義。

(3)隱伏成礦黑云母二長花崗巖與雙橋山群變質(zhì)砂巖內(nèi)接觸帶具云英巖化、綠泥石、綠簾石化等蝕變, 云英巖化蝕變中發(fā)育稀疏浸染狀、團(tuán)斑狀黑鎢礦及少量星點(diǎn)狀黃銅礦化、輝鉬礦化、黃鐵礦化等, 顯示出與贛南坑茅坪、黃沙鎢礦的巖體型礦化相似的特征, 東坪鎢礦“五層樓”下部發(fā)現(xiàn)“地下室”(似層狀蝕變花崗型鎢銅礦體)的前景大。

(4)贛北至少存在兩期鎢的成巖成礦作用, 分別為150—140 Ma和135—125 Ma, 并且贛北自南向北,其成巖成礦時(shí)代總體表現(xiàn)為逐漸變新。

致謝: 本文系江西省地質(zhì)調(diào)查研究院地質(zhì)勘查所集體勞動成果, 成文得到了中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所陳毓川院士、唐菊興研究員的指導(dǎo); 匿名審稿專家及編輯部老師對論文提出了寶貴修改意見, 深表謝意。

Acknowledgements:

This study was supported by the Special Scientific Research Fund of Public Welfare Profession of Ministry of Land and Resources of the People's Republic of China (No. 201411035).

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A “Five-storey” Style Quartz Vein Wolframite Deposit in Northern Jiangxi Province: The Discovery of the Dongping Wolframite Deposit and Its Geological Significance

LI Ji-ming1), LI Yong-ming1), LOU Fa-sheng1), HU Zheng-hua1, 2)*, ZHONG Qi-hong1), XIE Ming-ming1), TANG Feng-Lin1), SHA Min1), YANG Xi-hao1), LIU Xi-yuan1), YI Yong-qing1), HU Wen-jie1), ZHU Qing-min1), NIE Long-min1), ZHU Chang-jie1), WEN Liang-xian1), ZENG Qing-quan1), HUANG Jian-cun1), LEI Tian-hao1), XIE Rui-feng1), GONG Liang-xin1), LI Qian1)
1) Geological Survey of Jiangxi Province, Nanchang, Jiangxi 330030; 2) China University of Geosciences (Beijing), Beijing 100083

Abstract:The surveying results obtained in the Dongping deposit of Wuning County in Jiangxi Province shows that the deposit is a typical “five-storey” style quartz vein type tungsten deposit. The scale of the deposit is very huge, with Early Cretaceous biotite adamellite being the mineralized body, and veined silicification being the main alteration in the ore district. Vertically, there is the zoning of zone→veinlets zone →thin vein zone→thick vein zone→pinch out zone in upward succession, and the first four quartz veins all occur in the outer contact zone of Shuangqiaoshan Group, with the giant vein pinch out zone developed in the rock. Wolframite and chalcopyrite are the mainly metallic minerals, whereas minor minerals include pyrrhotite, sphalerite, farsenopyrite, argentite, arsenic sulfide silver, bismuthinite, bismuthinite sulfur, and pyrite, with a small amount of chalcocite, scheelite,azurite and limonite. Comprehensive studies have shown that there exists a big potential of bedded mineral alteration granite type tungsten orebody between deep rocks and the inner contact zone of the rock, and that there might exist a similar deposit on the periphery of the ore district. The discovery of this ore deposit ended the history that there was no typical “five-storey” style quartz vein wolframite deposits in northern Jiangxi, and it is also an important ore deposit extending from the south to the north. The discovery of this ore deposit has an extremely important significance for prospecting breakthrough in northern Jiangxi.

Key words:quartz vein-type; wolframite deposit; “five-storey” style; northern Jiangxi; Dongping

中圖分類號:P618.67; P613

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

doi:10.3975/cagsb.2016.03.15

收稿日期:2016-01-27; 改回日期: 2016-02-26。責(zé)任編輯: 張改俠。

第一作者簡介:李吉明, 男, 1966年生。碩士, 高級工程師。主要從事礦床勘查評價(jià)。E-mail: 1138066942@qq.com。

*通訊作者:胡正華, 男, 1985年生。博士, 工程師。主要從事礦床勘查。E-mail: hucdut@qq.com。