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    摘要

    江西崇义新安子钨锡矿床位于赣南“崇-余-犹”矿集区西华山-漂塘钨锡矿田,是赣南地区典型的石英脉型黑钨矿床。文章首先对矿区的4个中段进行坑道编录,对含矿石英脉组、脉体的空间展布形态、几何形态、结构面构造等方面进行仔细观测,并对矿脉及成矿后断裂产状统计分析;其次对5条勘探线剖面上5个中段的矿脉密度以及脉幅进行统计分析。结果显示:新安子矿床存在低温、高温2类石英脉。其中低温石英脉无矿化;高温石英脉具有白云母边,富含锡石、黑钨矿,且存在多期次特点。新安子矿区含矿石英脉主要呈NWW走向,倾向SSW,倾角为50°~85°;个别脉体呈NE走向,倾向NW,倾角为65°~78°;单条矿脉局部具波状弯曲、分枝复合、膨大缩小、尖灭侧现等特征,部分位置被后期断裂错动,并未影响矿脉的整体展布。结合区域构造背景综合分析认为:新安子矿区受到NW-SE向主应力挤压作用,产生一系列裂隙,被岩浆期后含矿热液充填成矿;成矿花岗岩体是从南东往北西方向侵入,推测新安子区段北部成矿潜力大,目前钻探已在龙潭面区段揭露出良好的工业矿体。

    Abstract

    The Xinanzi tungsten-tin deposit in Chongyi, Jiangxi, is located within the Xihuashan-Piaotang tungsten-tin ore field of the "Chongyi-Dayu-Shangyou" mineralized district in southern Jiangxi, representing a typical quartz-vein type wolframite deposit in the region. This study initially conducts tunnel mapping on four levels, meticulously observing the spatial distribution, geometric forms, and structural planes of the ore-bearing quartz vein groups and individual vein bodies. It also performs statistical analysis on the occurrences of the ore veins and post-mineralization faults. Additionally, statistical analysis is performed on the density and amplitude of the ore veins across five levels along sections at five exploration lines. Results indicate the presence of two types of quartz veins in the Xinanzi deposit: low-temperature and high-temperature. Low-temperature quartz veins are barren, while high-temperature quartz veins develop muscovite edges, are rich in cassiterite and wolframite, and display characteristics of multiple stages. The ore-bearing quartz veins in the Xinanzi deposit are primarily NWW trend and SSW dip, with inclinations ranging from 50° to 85°. A few vein bodies are NE trend and NW dip, with inclinations of 65° to 78°. Individual ore veins exhibit features such as wavy bending, branching and recombination, dilation and contraction, and lateral pinching. Some locations were later fractured and displaced, yet this did not affect the overall distribution pattern of the ore veins. A comprehensive analysis of the regional tectonic context suggests that the Xinanzi deposit area is subjected to NW-SE principal stress compression, leading to the formation of a series of fractures that were subsequently filled with post-magmatic ore-bearing hydrothermal fluids, thereby creating the ore bodies. The ore-related granite body at Xinanzi intruded from the southeast to the northwest, leading to speculation that the northern part of the Xinanzi section holds significant mineralization potential. Recent drilling has uncovered promising industrial ore bodies in the Longtanmian section.

  • 赣南地区位于南岭成矿带东段,是中国重要的钨锡成矿区,其钨矿类型多样,尤其以石英脉型黑钨矿规模和数量举世闻名(许建祥等,2008;华仁民等,2015),被誉为“世界钨都”。新安子钨锡矿床位于赣南地区的崇(义)-(大)余-(上)犹矿集区的西华山-漂塘矿田内(赖嘉裕,2011;范世祥等,2021),是赣南典型的石英脉型黑钨矿床,规模为中型,周边分布着西华山、淘锡坑、石雷等大-中型钨矿床。前人对成矿带内矿床成矿物质来源和成岩成矿年代做了大量的研究(朱焱龄等,1981;刘英俊等,1982;陈郑辉等,2006;刘善宝等,2007;张文兰等,2009;丰成友等,2012;王旭东等,2012;吴开兴等,2013;赵正等,2022),并且总结归纳了创造性的“五层楼+地下室”理论(许建祥等,2008;王登红等,2010),这一模式的发现使矿床规模成倍扩大,特别是对矿床的深边部找矿具有极其重要的指导意义,但总体来说对矿区成矿、断裂的构造研究则相对薄弱。本文以矿田构造理论为指导,从新安子钨锡矿床矿脉以及成矿裂隙的研究出发,分析矿床控矿断裂及矿床成矿特征,从而总结规律,以期为矿山的找矿、采矿、生产提供依据。

    1区域地质背景

    崇-余-犹矿集区按照构造划分,位于一级构造单元“环太平洋构造域中生代构造带”的南东部,二级构造单元“南岭东西向构造带”与“武夷山北东-北北东向构造带”的复合叠加部位,三级构造单元“诸广山成矿带”的南部。区内震旦系、寒武系、奥陶系出露面积较大,志留系、泥盆系、石炭系,二叠系、三叠系呈零星状分布,少数部位可见侵入岩体展露。区域内构造发育,主要以南岭纬向构造和新华夏系构造为主,并伴随有NS向、NW向等多组构造,将区域划分成多级别、多序次的错列构造网格形态(刘战庆等,2016)(图1a、b)。

    区内岩浆岩发育齐全,以酸性岩为主。加里东期、印支期、燕山期岩浆岩皆有分布,其中以燕山期岩浆岩分布最为广泛(郭春丽等,2011;刘战庆等,2016;梁力杰等,2016)。

    2新安子矿区地质特征

    新安子钨锡矿床位于“崇-余-犹矿集区”西华山-漂塘钨锡矿田,矿区按空间分布可划分为新安子区段、龙潭面区段、东山脑区段及上庵区段,其中新安子区段是最初也是最主要的勘查和开采施工区段(图2)。

    新安子矿区内主要出露地层为寒武系中统牛角河组(∈1nj),主要岩性为变质石英砂岩,矿区地层大致产状为330°~350°∠35°~75°。整个矿区仅在地表揭露部分闪长岩脉,未见花岗岩体出露;在矿区深部可见5条以北倾为主,NEE走向的闪长岩脉,钻孔KN101、KN501、KN901揭露隐伏花岗岩体,岩体顶面标高为-220~-250 m,ZK1307揭露岩突顶面标高-78 m。新安子钨锡矿床成矿期主要为燕山期(李峰,2020),矿区的闪长岩为海西-印支期产物(赖嘉裕,2011),因此新安子矿区内闪长岩并未直接对钨锡矿化造成影响。

    新安子矿区地处NNE向木梓园-漂塘复向斜西翼,褶皱构造形成矿区地层基底,断裂构造对矿区成矿起主要控制作用。矿区的断裂构造存在规模较大的NWW向、NNE向断裂和规模较小的NEE向、NE向断裂(图2):①NWW向断裂:如F1、F5东段、F10,其中F1延伸大,地表呈硅化破碎带,富含黑钨矿石英脉;②NNE向断裂:如F6,产状110°∠60°~70°,左行走滑,常见断层泥、棱角状或次棱角状构造角砾以及乳白色脉状石英充填其中,岩浆热液沿该向断裂充填成为多条矿脉(501、502、503矿脉);③NEE向、NE向断裂:如F2、F3、F5西段、F9,产状140°~170°∠62°~76°,长1~2 km。

    整体来说,新安子矿床断裂构造具有如下特征:①断口平直断面光滑,呈明显的波状阶步分布,具多组擦痕(倾角80°~90°和40°~60°,个别18°~22°);②断层构造带由糜棱岩以及构造角砾岩或断层泥组成,普遍宽2~3 m。构造角砾砾径通常为4×3~10×5 mm2,多呈定向排列。可见不规则的石英脉、方解石岩脉以及绿泥石、金属硫化物等充填在构造角砾裂隙中;③围岩被几组密集的羽状裂隙破碎,形成菱形碎块;④裂隙除了以多种角度与断面相交外,还存在1组平行于主断面的裂隙;⑤断层面附近常见牵引现象。

    新安子钨锡矿床中成矿后断裂主要以斜交或正交的形式错动含矿石英脉。对成矿后断裂产状进行统计并作赤平投影分析(图3),矿区内成矿后裂隙按走向可划分为近EW向、NWW向、NNW向、NEE向、NNE向,其中,以近EW向和NWW向这2组裂隙发育的规模最大,是新安子矿区最主要的成矿裂隙。成矿后断裂均以小距离错动为主,一般错动距离为5~20 cm,且最大错距未超过80 cm,对矿脉整体延伸影响较小。

    3新安子矿床矿脉地质特征
    3.1矿脉组及矿脉的形态与产出特征

    新安子矿床在地表可见矿化标志带,其向下延伸逐渐变为工业矿脉,属隐伏矿床;带长多为200~300 m,最长1130 m,宽30~120 m,标志带总宽650 m,含脉密度1~5条/m,含脉率约1.4%。矿化标志带整体呈北西西方向展布,呈现出中间膨大,北西和南东两头逐渐收缩的形态(图2)。

    新安子区段现今已开采或正在开采共12个中段,本次研究对45 m、95 m、145 m、195 m中段的矿脉进行了井下编录与观测。根据矿山坑道编录揭露的脉体走向,可分为NWW走向和NE走向,不同矿脉组可见平行排列、斜列排列等组合形态。

    用赤平投影分析部分空间延伸较好的脉组在各中段的产状,结果显示各脉组优势产状主要分布在赤平投影下半球等密度图左下角靠边缘处,且在相同中段具有从小号脉组到大号脉组赤平投影优势产状逐渐往边缘偏移的规律,表明新安子矿区主体脉组倾向南南西,倾角较大,并且从南往北逐渐变陡。从45 m中段上侵至195 m中段的过程中各脉组优势产状逐渐往下半球等密度图边缘偏移,表明新安子主体脉组在上侵的过程中倾斜程度逐渐增大(图4)。

    同时,对各中段的脉组进行统计,按照走向划分,并对脉组特征进行描述,以45 m中段脉组特征为例(表1)。

    NWW向脉组倾向190°~230°,倾角50°~85°;脉体呈波状弯曲,具有分枝复合、尖灭侧现、膨大缩小等特征;脉组由多条脉体组成,主脉体延伸连续性相对较差;部分脉组沿走向产状(倾角)变化较大;各脉组脉体的脉幅变化明显,沿走向大致呈对称分布,即脉组两端脉体多且脉幅小,中段脉体较单一且脉幅大;脉组被大量北东向裂隙、断层、脉体穿插错断;黑钨矿、锡石、流体包裹体主要分布在脉体构造应力集中区,即存在于分枝复合、尖灭侧现以及脉体穿插的附近(特别是被NE向脉组穿插的部位附近矿化现象良好)。

    NE向脉组倾向300°~330°,倾角65°~78°;脉组主要由主脉体和少许脉体构成,主脉体延伸连续性好,脉壁平直;脉组沿走向脉幅和产状变化程度较小;NE向脉组多晚于NWW向脉组,各脉组穿插NWW向脉组后,被后期的北西向应力错动,各脉组可见多处错动现象;脉组具左行特征;相较于NWW向脉组,NE向脉组黑钨矿矿化好,且除锡石外,黄铜矿、黄铁矿等矿物含量也略高于NWW向脉组。

    矿区坑道内揭露的矿体以薄脉状产出,脉体形态复杂。通过坑道编录,可见脉体在平面上呈波状弯曲、分枝复合、膨大缩小、树枝状以及撕裂、棱角状拐弯等现象;在剖面上为薄板状,倾角陡,也具有尖灭侧现,分支复合等特征(图5)。

    3.2矿脉的脉幅与密度特征

    新安子矿区矿脉按照总脉宽、脉幅、矿脉密度以及储量的统计,可在区域上划分为北带、中带、南带,中带矿脉富集、储量高、延展稳定,是新安子主储量和主采矿区,而南带和北带矿脉数量一般,且在上侵过程中大幅收缩。根据勘探结果显示新安子矿床主要矿脉分布在3~11号勘探线范围内。选取345 m中段勘探点V57-10,并将其垂于3号勘探线上的投影点作为基准点,沿基准点在勘探线上向南西方向延伸360 m,以每20 m为界划分区域,统计分区后的矿脉脉幅及密度变化情况。用相同方法统计3号、5号、7号、9号、11号共5条勘探线上各45 m、145 m、245 m、345 m、427 m中段数据。

    以3号勘探线剖面统计数据为例:矿区大部分矿脉脉幅在5~50 cm区间,自45 m中段往上延伸至427 m中段各矿脉脉幅逐渐缩小,符合赣南钨矿“五层楼”模式分布特征;且通过对所得数据进行对比,脉幅宽度与矿脉密度两者呈正相关,具有高相似性(图6)。

    矿区矿脉从3号至11号勘探线脉宽的总体变化规律与井下观察到的各单脉膨大缩小现象相呼应,表明新安子矿区主体矿脉沿走向展布,在平面上呈现出中部膨大北西和南东部位缩小的对称型分布现象(图7)。

    以9号勘探线剖面为例,通过统计显示从45 m中段上侵至427 m中段各脉脉宽数据在所选取的区间范围内,呈较规律的从大号区间向小号区间偏移现象(表2),其他勘探线剖面也有类似特征,这表明矿区主要矿脉在垂向上延展时,以南倾为主,呈现出自下往上向北北东展布的立体模型,这与坑道编录期间测得的脉体产状相互高拟合。

    统计总脉体宽度数据可知,虽然新安子矿区矿脉从45 m中段上侵至145 m中段过程中具有矿体展布面积变大、矿脉组组数增多的特殊现象,但其在立体空间分布上整体呈现出较为规律的脉幅缩小、总矿化面积收缩的上侵模式(图8)。

    3.3矿脉期次

    通过在井下坑道的实际观察以及对钻孔岩芯的编录,发现新安子矿床具有低温、高温两类石英脉。其中,低温热液型石英脉基本不含其他矿物成分,几乎无矿化;高温热液型石英脉以脉体接触面见白云母或呈白云母边为特征,该类石英脉延伸至矿床上部逐渐尖灭呈云母线或云母脉,脉体中可见黑钨矿、锡石、黄铜矿、黄铁矿、萤石、辉钼矿等矿物(图9a),且高温热液型石英脉存在多期次特征。在井下坑道中常见不同期次成矿脉体相互穿插现象,在45 m中段可见:后期NE向成矿脉体切割早期NWW向成矿脉体(图9c);NE向成矿脉体也存在不同期次(图9e);还存在更晚期的NWW向成矿脉体穿插NE向成矿脉体(图9g)。

    4矿床构造应力分析

    本区域断裂构造发育,存在NWW向、NEE向、NE向、NEE向等断裂。新安子矿床共发育有大量NWW向和少量NE向两组矿脉,其中代表矿床主体矿脉的NWW向矿脉具有右行特征,NE向矿脉具有左行特征,这与在矿区邻近周边的石雷矿区以及相同成矿带内的西华山矿区中主体矿脉、矿脉组都表现为右行斜裂特征,且只有极少数矿脉表现为左行斜列的构造特征现象相类似(刘战庆等,2016;梁力杰等,2016)。结合新安子矿床矿脉的走向、产状、形态,以及观察统计到的多组构造裂隙,并对矿区进行构造应力应变椭球体分析,认为本矿区是受NW-SE向挤压主应力作用,产生一系列的断裂、裂隙,岩浆期后成矿热液演化侵位充填其中,形成新安子矿床(图10);由NW-SE向挤压作用力产生的一系列断裂构造是新安子矿区主要的控矿构造。

    5成矿演变与预测

    新安子矿区在震旦纪—寒武纪,受到深海-次深海沉积作用的影响,原始地层沉积形成了本区域的地层基底;在晚奥陶世末—志留纪初受到了加里东构造运动的影响,在挤压构造应力作用下,形成近北北东向新安子复式向斜;在岩浆活动最剧烈的燕山期,受到以NW-SE向挤压应力为主的一系列构造应力作用,形成大量的断裂、裂隙,岩浆期后成矿热液沿着断裂通道不断上涌,侵入地壳浅层,形成新安子石英脉型钨锡矿床。

    通过对新安子钨锡矿床矿脉组平面及剖面上的特征统计归纳,可知其具有以下规律:①矿区不同脉组在平面中从南往北逐渐变陡;②主体脉组在垂向上延展时,以南倾为主,并在上侵的过程中脉体逐渐变陡;③矿床矿脉整体在上侵过程中呈现出脉幅逐渐减小、展布面积逐渐收缩的规律。根据上述规律并结合区域构造背景综合分析认为:新安子成矿花岗岩体的侵位方式与淘锡坑钨矿床类似(刘战庆等,2016),皆从南东往北西方向侵入,推测新安子区段北部成矿潜力大。现已在北部龙潭面区段布设多口钻孔,共揭露7条工业矿体(表3)。

    新安子矿床目前工作施工的区域主要位于“细脉-大脉混合带”以及“大脉带”区域,还未至底层岩体,按照矿床矿脉展布特征,结合赣南石英脉型黑钨矿“五层楼”模式以及临近矿床特征(梁力杰等,2016;赵正等,2017;郭淑庆等,2024),认为新安子区段深部仍具有较大的找矿潜力。

    6结论

    新安子钨矿床是南岭典型的石英脉型黑钨矿床。矿区受到以NW-SE向挤压应力为主的构造应力作用,产生一系列的断裂、裂隙,被岩浆期后成矿热液充填,形成新安子矿床。矿区含矿石英脉主要呈NWW向,个别矿脉呈NE向,其中NWW向矿脉组以南倾为主,常见波状弯曲、膨大缩小、尖灭侧现等特征,矿脉构成以钨锡石英脉为主;NE向矿脉组以北倾为主,主脉体延伸连续性好,矿脉边缘笔直,脉幅较大且变化程度小,矿脉构成以钨铜石英脉为主。

    新安子矿区主体矿脉在平面上具有从南往北逐渐变陡、中间膨大两端缩小的特征;在剖面上具有自下而上向NNE方向延展脉幅逐渐减小、展布面积逐渐收缩、逐渐变陡的立体分布规律。

    新安子钨锡矿床共发现低温、高温两类石英脉,其中低温热液型石英脉几乎无矿化;高温热液型石英脉以脉体接触面见白云母或呈白云母边为特征,脉体中可见多种矿物,该类石英脉延伸至矿床上部逐渐尖灭呈云母线或云母脉,且高温热液型石英脉具有多期次特征。

    新安子矿床按照矿脉展布特征,结合区域构造背景综合分析认为:矿区岩浆期后成矿花岗岩体是从南东往北西方向侵入,推测新安子区段北部成矿潜力巨大,且新安子矿床深部仍具有较大找矿潜力。

    致 谢作者在矿区观测期间得到崇义章源投资控股有限公司黄泽兰董事长给予了极大的帮助与支持,在此表示感谢。

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