江西西华山钨矿

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1、区域地质概况| JJ&h g ! tbm jz-ikm- - - -j- T.-fiji-j-回 3 空jts 口 E3? EZ江西大庾西华山钨矿是我国众多钨矿区之一，是赣南钨矿的一个典型矿床。（图 51）ZP 回 w E11 J,j d13 j, PH15a, it匡Ji由卓 上 京at威3.缶 首壬下第三丘 s, stab抽E云母口長徒出与 &初辰由 罠 +號柱岗辔i乳*rW 皿 書直憐 也 石英丸出:聲岸 也 石甚簟展賢艸 仕 樹?阳如时悴 H.云英曙型耐岸is. I*伏甘誓觀W图L1西华山一棕树坑成矿花岗岩岩带制面图据鞍南地质队資料【地层：震旦系为浅变质长石石英砂岩、板岩夹凝灰质砂页岩

2、、砂砾岩。上部为硅质岩 可作标志层。总厚度6000m。寒武系以砂岩、砂质板岩互层为主，偶夹灰岩透镜体。底部以 含碳质板岩、石煤层为特征，整合覆在震旦系之上。厚7000m。奥陶系为砂质板岩、含碳 质板岩、板岩、变余长石石英砂岩、凝灰质砂岩及结晶灰岩等。厚450m其中，震旦系、寒 武系浅变质砂板岩中普遍具有高的钨元素异常。构造:本区位于华南加里东地槽褶皱区,NE向断裂为本区基础构造0EW向断裂亦较发 育。 多组断裂交汇处是岩浆侵入和矿化集中区。岩浆岩:西华山花岗岩体同位素年令为160184Ma应属燕山早期。岩体呈椭圆形岩株， 出露面积20km是一个复式岩体，其侵入期次如下表（表5-1）。西华山花岗

3、岩体中微量元素特征：W、Sn、Be、Mo. Li、Rb、Cs、Y、Nb、U含量较高。前 锋花岗岩中的Be、Li、Cs、Mo、Cu、Pb、Zn、B含量较“侵入”阶段花岗岩中的高，而W、Sn、 Nb、V、Sr、Y、Yb的含量则较“侵入”花岗岩低。总之，前锋花岗岩中亲硫元素含量 高，“侵入”花岗岩中亲氧元素含量较高。从早期到晚期W、Sn、Nb、V、Sr、Y及Yb的含量有 增高趋势，特别是W在晚期最富集。西华山花岗岩中的黑云母含Sn、U、Nb、Zr等较高； 长石中含w较高。表 5-1 西华山花岗岩体侵入期次表期阶段代号岩性前锋花岗岩化rg1斑状中粒花岗岩“主侵入”11- rg中粒黑云母花岗岩-二二前锋

4、花岗岩化J-1 rg2斑状中细粒花岗岩“主侵入”1_ rg中细粒黑云母花岗岩二前锋花岗岩化2 rg斑状细粒花岗岩“侵入”观 rg细粒石榴石自变质花岗岩矿床地质：其中每一组矿脉往往有12 条最长、最宽、最深的矿脉构成主脉。其它的矿脉在其两 侧或一侧以一定的疏密韵律展布。在剖面上作后型侧列。成矿限于在成矿岩体表壳,显示出 宽、浅、疏的特点。矿脉的形态变化受成矿裂隙的控制,矿脉的构式复杂。单体矿脉形态常 见波状弯曲、膨大缩小、分支尖灭、分支复合、尖灭侧现等。南区通过钻孔资料获知,矿脉 绝大多数赋存于100 m标高以下，矿脉条数多，虽然脉幅不大但较密集。延长、延深较大 矿石品位较高;单孔见石英脉最大厚

5、度为1. 45m矿脉大多走向北东，倾向北西，倾角7583。 中区单脉最长200m涎深40120m最深150m。矿脉走向北东，倾向北西倾角6575。 西华山钨矿区面积约6km2 （图5-2），产于花岗岩中的黑钨矿为典型的气成-高温热液的黑钨 矿-石英脉，其主要特征为：钨石英脉多产于发育完善的剪切节理中，或产在剪裂带、破碎带 中（照片5-2）,成组成带平行出现。矿脉走向NE85TW6080。矿脉密集彳大小不一， 宽lOcnS 30cm长100i至600nt延深几十米至200i600m个别可达1000m器*山我I eFj2 可|4 | 町F可& lJ P I. U图 5-2 西华山钨矿床地质略图1.

6、第四系；2.寒武系下统上部；3.寒武系中统下部；4.寒武系中统中部；5.寒武系中统上部；6. Y gl- 11 变 斑状中粒花岗岩;7. g1-1中粒黑云母花岗岩;8. g1-2变斑状中细粒花岗岩;9. g1-3 1斑状细粒花岗岩；10丫 g1- 3细粒石榴石自变质花岗岩；11.硅化带；12断层；13.推测地层界线；14.实测地质界线； 15.地层产状；16.矿化石英细脉矿脉主要由石英（占 9095%以上）和黑钨矿组成。其他金属矿物还有锡石、辉钼矿、 辉铋矿、白钨矿、毒砂、黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿等。非金属矿物有白云母、 钾 长石、电气石、绿柱石、黄玉、萤石、绢云母等 矿石结构：自形、半

7、自形、他形粒状结构。矿石构造：团块状、浸染状、条带状、对称条带状、梳状、晶洞状及角 砾状构造。 矿石平均品位231.6%, 般0.472.15%,富矿1%贫矿1%。沿矿脉走向矿体中部 较富， 两端逐渐变贫。在垂直方向上，矿化深度一般在花岗岩体顶面以下70100m其中 主脉可达250H300m WO含量在中部较高，上部和下部较低，根部无矿。近矿围岩蚀变：云英岩化、钾长石化、硅化发育，此外还有钠长石 化、绢云母化、碳酸盐化等。云英岩呈不规则囊状，并有黑钨矿、锡石、白钨矿及辉钼矿 矿 染，蚀变强烈者一般品位较高，常具有工业意义。西华山岩体实测的石英和黑钨矿包裹体水6 D值为一35.7172.38%。

8、，18O计算值为9.51%。 全岩6 180值为11.77%。以上数字基本都落在岩浆水（6 D为一5085%。, 6勺 为5.5+10%。） 的范围内。硫同位素组成见图5 一3。据包裹体测温，矿脉形成温度为260 一325C。六十年 代，我国钨矿地质工作者对一部分石英脉黑钨矿总结出“五层楼”成矿规律（图 5一4）、岩突 控矿认识（图5一1） ，及蚀变作用与成矿的关系（图5-5） ，并运用于找矿 取得了良好的效果（见矿床学P145-146）。本类矿床过去仅作为钨矿开采，后来在蚀变岩石和花岗岩体中 发现了丰富的铌、钽和稀土元素。讪4JX VlGTSM1皿冈计岬tJW械VC6S7，和企酒卜卅心 一(

9、11)卽；板 bLLti57| i块MVK板Jji.7041 |哽M饷矿p rst 旳缺 fir夕I岭中 段!览晳诚 旷8-6- 42图 5一3 研究区外围及邻区典型钨矿床硫同位素值红岭、锯板坑数据来源陈毓川等， 1989；大吉山、西华山、漂塘数据来源于崇文等， 1987图 54 外接触带石英脉型钨矿“五层楼”式成矿综合模式图（据赣南地质队资料）初工曲承虽力:fi ffliMtl市1槪w?1料Kr 4T當业林sg 1l;lljft?5ftl.a2&-JWWH晌0站”同虬ti=电y上帝100-231AfIr務woIQ-JDftQJ-O.IOJI曲I WZ,锻版L Win KRT, H書轲轴- A

10、UiW 卄骨*)-3001 ifVIi-aIIO-M5-MftliMJ.W朋申：m怦r耳耳诜讯呎 册趴方时, C1W.刚旳艮孰下品XB#IOT ?找%屠、IIOS-2lll-llftM-LKiXiW. MT,刑趴rtfll坤ch側一 FW-： t-.1J + + +* +m-aiDLCU-O.W.rw.拥沖旷.黄袪旷.轴t匚：7 1!I ? EU左彳弋鼎专轄：童山to12 *甲*石化图 5-5 蚀变作用与成矿关系图成矿模式西太平洋板块向欧亚板块俯冲,使得西华山地区燕山期以来发生强烈的构造活动,导致 富钨的上地壳发生部分熔融作用,产生富钨的花岗岩浆。在构造作用下岩浆先后三次上侵, 前两期花岗岩的

11、两次侵入均伴随钨矿化作用。第一次侵入的富钨花岗岩冷凝收缩产生裂隙, 成矿物质沿裂隙向上运移,当温度、H值、挥发份含量和压力发生变化时,成矿元素大量沉淀, 从而形成钨矿床。第二次侵入的花岗岩冷凝收缩也产生裂隙,部分收缩裂隙沿着第一期斑状 中粒黑云母花岗岩中已存在的裂隙继续发育成贯穿两期花岗岩的巨型收缩裂隙,如299号矿 脉、 62号矿脉这样贯穿两层花岗岩的大矿脉, 从而形成更大规模的矿化。对单体矿脉来说，只要是通过岩体中脊部的较大矿脉，其产出及矿化特征大多符合“月 牙形”矿化模型，尤其是西华山乃至赣南的名牌矿脉299号脉，则是“月牙形”矿化模型的典型例证。299号脉在岩体最高处石英脉向下延深了4

12、00 m，矿化深度大于250 m,向 两侧逐渐变浅，纵剖面上构成了一个向西偏斜的月牙形（图2）。900800 疋700 碑600 起5004002 299号矿脉矿化特征图3001-品也M2%的富矿区江-工业矿体;4无矿化石-岩体界线在南区探明具有工业价值的矿脉5组32条,单脉走向延长80160m、最长360m;倾向延深 80120m、最深160m;脉宽一般0.100.30m,部分可达0.50m以上,最厚0.80m;单孔见石英脉最 大厚度为1.45m;矿脉走向北东、倾向北西、倾角75 83。南区单脉最长达370m，脉幅最大 达0.80m,南区W03平均品位0.57%,Mo平均品位0.118%。在

13、中区探明具有工业价值的矿脉2组16 条,单脉走向延长120160m,最长200m;延深40120m,最深150m;脉幅0.100.30m,最大0.46m, 中区W03平均品位为2.46%,Mo平均品0.11%。矿脉走向北东、倾向北西、倾角65 75。工 业矿体富集的最佳部位为50150m标高范围。矿石中矿石矿物主要有黑钨矿、辉钼矿、锡石、 黄铜矿、方铅矿、辉铋矿、闪锌矿、白钨矿等, 脉石矿物主要有石英、长石、萤石、方解石、 黄玉、绿柱石、黄铁矿、毒砂、石榴子石等。矿石主要以块状构造为主,尚有浸染状、梳状、 条带状、树枝状、角砾状和少量的晶洞状构造出现。矿石的结构主要有各种不同的自形晶结 构和少

14、量的他形粒状结构、交代、压碎结构。与矿化有关的围岩蚀变普遍,主要有云英岩化、 钾长石化、钠长石化、硅化、黄玉化、电气石化、黑云母化、绢云母化、绿泥石化及角岩化 等。成矿机制西华山钨矿床的交代成矿方式,主要表现为强烈的脉侧围岩蚀变。从蚀变类型和分带 特征实际资料证实，由于充填于岩石各种裂隙的成矿流体，具有很高的温度（大于450C）,呈 超临界状态,并富含挥发组分和碱金属,不仅有着强烈的上升能力,而且组分的扩散和渗透能 与化学活动性较强。因此,必然会力图使围岩与热流体之间达到化学平衡,而引起一系列交代 反映, 表现出大量碱质和挥发分向围岩渗透或扩散, 发生一系列离子交换或其它复杂的化学 反应，形成

15、云英岩化、钾长石化、等蚀变类型及其复合分带。致使强碱（基）K+、Na+等相继进 入围岩，以及强酸F-（Cl-）等向围岩扩散，而较弱基Fe2+、Mn2+、Ca2+等转入流体，成矿流体 中K-/H+、Na+/H+活度比降低,促进了成矿流体性质朝着有利于钨、锡等成矿的方向演变。 表明交代蚀变是矿床形成或成矿过程的重要组成部分。西华山钨矿床的形成过程,首先是从 岩浆分异演化分离出来成矿流体上升充填进入容矿裂隙。这种富含碱金属、挥发组分和成矿 元素的气热硅氧流体,在运动过程中与硅酸盐围岩发生交代,出现云英岩化或钾长石化。同时 成矿流体随着物理化学条件的变化,先后晶出微斜条纹长石、含锂白云母;当成矿流体中

16、铝大 部分被消耗,碱金属（K+、Na+、Li+等）和挥发分（F-、Cl-、C02等）的浓度迅速降低，造成W、 Sn等碱卤络合物的解体，为钨、锡等矿物的晶出和沉淀创造了条件。在富碱金属和挥发分的流体中,钨以多种形式的易溶络合物存在和迁移,从地球化学 角度来说,只有这些络合物解体,才有生成黑钨矿的可能, 同时,从黑钨矿生成的物理化学条 件可知，在pH值较低氧逸度较高的条件下，黑钨矿生成的稳定域处于H2W04或HW04-区域范 围内。在Fe2+、Mn2+离子具有一定相对浓度时，黑钨矿生成西华山钨矿床的成矿初期，由于 成矿流体中工S有一定的相对浓度，并处于碱性-弱碱性还原条件下，在工S参与化学反应时，

17、 曾有部分黄铁矿、辉钼矿、磁黄铁矿生成。随着挥发分和碱金属从成矿流体中大量散失或析 出，以及部分工S的消耗，不仅促使W、Sn等易溶络合物发生解体,并相对提高了 WO2-4或 HWO-4在成矿流体中的浓度;在氧逸度相对较高，由弱碱性向中性一弱酸性转化的条件下，随 着温度的下降，锡石、绿柱石等先后生成，并开始晶出大量黑钨矿。由于氧化物的晶出沉淀， 又使成矿流体中S2-离子的浓度相对增高;在温度继续降低情况下,H2S的溶解度也得到增大, 离子S2-在流体中浓度也相应增加;成矿介质又从弱酸性向弱碱性转化，在亲硫元素达到一 定浓度时，则形成大量硫化物沉积。从上述可以看出，在整个成矿过程中，由于硫化物的晶

18、出， 使成矿流体中S-等浓度相对降低，成矿介质的Eh值升高,pH值下降，为氧化物的生成创造有 利条件;同样，由于氧化物的沉淀,又相对提高了 S2-等在成矿流体的浓度，对硫化物的生成 起到一定的积极作用，这种相互促进转化关系，是氧化物与硫化物交替生成和密切共生的主 要原因。这与黑钨矿富集地段往往硫化物较多的事实相吻合。根据地质构造条件， 花岗岩的岩石学、岩石化学特征及其演化规律等实际资料， 并结合 花岗岩和变沉积岩的大量碳、氢、氧、硫、铭同位素， 稀土元素分析， 矿物包裹体特征以及 岩石熔化或深熔实验等资料分析， 表明成矿花岗岩浆可能起源于下陆壳， 即相当麻粒岩相 的深熔一分熔作用产物。这种熔融

19、岩浆沿着深切断裂上升进入上陆壳的有利部位， 由于压力 的降低， 再度重熔了周围大量变沉积岩和老花岗岩， 形成重熔花岗质“岩浆房”。在适时的 构造作用下， 经多次分异演化上侵， 岩浆成分又受到围岩不同程度的混染。据此， 我们认为 西华山成矿花岗岩具有“多层”物质来源和“多次”分异演化的特点。成矿物质或成矿流体 主要来源于花岗质岩浆图（7）脉钨矿床的成矿流体形成过程与含钨花岗岩浆分异演化机制密切相关。岩浆分异演化及 成岩一成矿过程可大体划分为四个阶段：（1）主侵入岩浆结晶分异一成矿流体发生阶段； （2）碱质自交代一成矿流体发展阶段；（3）附加侵入残余岩浆结晶分离气热分馏一成矿流 体形成和分离阶段；

20、（3）岩浆期后气化热液一成矿流体演变阶段。富含挥发组份、高硅富钾钠的花岗质岩浆上侵到相对封闭的构造环境中， 由于岩浆柱垂 直方向上存在压力梯度， 有助于酸性挥发组份、碱金属和易于被它们携带的稀有元素不断向 岩浆上部聚集， 并不断的从岩浆中分离出来， 形成残余硅酸盐一气热流体相。经岩浆结晶晚期碱质自交代作用， 促进了残余溶液迅速往高硅、富含挥发组份及成矿物 质的方向发展。在一定温度、压力条件下，当残余溶液中酸性挥发组份（主要是F）增高到 一定程度， 则使周围以前晶出的岩石或矿物重新就地熔融， 形成硅酸盐熔浆不混溶流体相， 即“低熔岩浆”。在构造变动情况下， 由于压力急剧降低， 低熔岩浆产生强烈沸

21、腾， 导致硅、氧网的剧烈变态和重新组合, 促使富含挥发分、碱金属和成矿物质的硅质热流体与硅酸 盐熔体最后的彻底分离。在时间上代表气热分馏作用所形成的两种截然不同成分的物质, 为 最后熔融物的骤然冷却的细晶岩建造所隔开。因此, 低熔岩浆的出现或附加侵入体的存在, 是气化热液期成矿的重要因素。从低熔岩强烈气热蒸馏过程排出的硅质热流体, 是搬运稀有元素的良好介质, 通常人 们习惯看作是形成脉状矿床的主要物质成矿流体2或矿液3 。至此, 以后进入成矿过程。 综上所述, 可将与脉钨矿床有关的花岗岩演化与成矿关系概括为：从深熔重熔花岗质浆的 产生和岩浆不断的分异并多次上侵f含钨岩浆结晶分异主（侵入成岩）f碱质自交代f低熔 岩浆的形成和气热分馏（附加侵入成岩）f细晶岩等的贯入和成矿流体最后的从岩浆中彻底 分离f成矿流体上升充填交代及其性质的演变f含黑钨矿一（长石）石英脉的形成。-:空二 10!c 2i 11I 12it图（7）西华山花岗岩浆演化理想模式1深源岩浆；2深熔岩浆；3重熔岩浆；5运移方式；6深切断裂带；7燕山期各阶段侵位花岗岩；8“附加侵入”花岗岩；9混合花岗岩；11寒武震旦系；12前震旦系；13下陆壳麻利岩；14上地幔