江西省朱溪世界最大鎢銅礦找礦科技創(chuàng)新

王先廣，胡正華

（江西省地質勘查基金管理中心，江西·南昌 330025）

朱溪銅礦床位于江西省北部景德鎮(zhèn)市浮梁縣與樂平市交界處，距景德鎮(zhèn)市區(qū)南東約30km，是中央地勘基金與江西省地勘基金開展兩級地勘基金聯(lián)動，對找礦重點突破區(qū)實現找礦快速突破的典型示范項目，探獲鎢資源量刷新單個礦床規(guī)模世界紀錄，是全球最大規(guī)模鎢礦床。礦床具有埋藏深、規(guī)模大、厚度大、品位富、共伴生有用組分多的特點；朱溪鎢銅礦主礦體邊界尚未控制，目前仍在勘查全區(qū)鎢資源量（WO3）有望突破500萬噸；礦床的發(fā)現改變了世界鎢礦的分布格局，本次擬通過對朱溪鎢銅發(fā)現歷程、礦床地質特征、勘查技術手段等的歸納，全面總結朱溪鎢銅礦的找礦科技創(chuàng)新成果。

1 朱溪鎢銅礦床的發(fā)現

朱溪鎢銅礦床的發(fā)現主要分為四個階段：

（1）早期找銅為主階段：1969～2003年，江西省地礦局贛東北大隊、贛西北大隊、江西冶金地質勘探四隊等對朱溪開展勘查評價，共提交銅資源量6.42萬噸、鋅資源量1.23萬噸，鎢資源量（WO3）0.34萬噸。

（2）近年找鎢的重大發(fā)現階段：2009～2012年，江西省國土資源廳在景德鎮(zhèn)部署省地勘基金項目，以“成礦系列”、“就礦找礦”理論為指導，按照推滑覆構造控巖—控礦、黃龍組為主要賦礦圍巖、物化探異常等條件，制定了“以脈找體”的勘查模型，對朱溪銅礦外圍實施“攻深找盲”，新發(fā)現了隱伏厚大鎢銅礦體，并進行了同步科學研究。項目承擔單位為江西省地質礦產勘查開發(fā)局912大隊，參與科研單位為中國地質科學院、中國地質大學（北京）、北京大學。

（3）找鎢快速突破階段：2013年中央地勘基金與江西省地勘基金開展兩級基金聯(lián)動，實施“江西省浮梁縣朱溪外圍鎢銅礦調查評價”、“江西省塔前—賦春銅多金屬成礦帶成礦規(guī)律與成礦預測”、“江西省浮梁縣朱溪外圍（30-78線）鎢銅礦普查”等項目。2015年探獲鎢礦333+334類鎢資源量（WO3）286.48萬噸，成為世界最大鎢礦床。

（4）鎢資源量進一步擴大階段：2015～2017年兩級基金勘查，于2016年提交鎢資源量（WO3）58萬噸，預計2018～2019年還可提交鎢資源量（WO3）100萬噸以上，屆時整個朱溪礦區(qū)鎢資源量（WO3）可達到450萬噸以上（相當90個大型鎢礦）。

2 礦床地質特征

2.1 礦區(qū)概況

朱溪鎢銅礦區(qū)位于欽杭結合帶東段（江西段）塔前—賦春Cu(W)-Au多金屬礦集區(qū)[1-3]。沿北東向塔前—賦春推滑覆構造系，自南西至北東分布著塔前、橫路、張家塢、月形、楊草尖、彈嶺、朱溪、賦春等20余處礦床（點）；自南西至北東呈現出W-Mo→Cu-Pb-Zn-W→Au的礦化分帶特征。區(qū)內地層自新元古界至新生界均有分布，其中以晚古生界石炭系和二疊系為主。區(qū)內經歷了新元古代—晚中生代多期次、多階段的構造巖漿活動，主要構造活動有加里東期褶皺發(fā)生韌性變形疊加，中元古代時期強烈的褶皺造山運動，形成了一系走向北東的塔前—賦春推滑覆構造系統(tǒng)，是礦集區(qū)控巖控礦構造。區(qū)內巖漿巖類型齊全，沿塔前—賦春推滑覆構造系統(tǒng)侵位，從超基性至酸性均有發(fā)育，呈巖瘤狀或小巖脈狀出露地表。

朱溪礦區(qū)主要出露新元古界雙橋山群（Pt3W），下石炭統(tǒng)梓山組(C1z)，上石炭統(tǒng)黃龍組（C2h），中二疊統(tǒng)棲霞組（P2q)、茅口組（P2m），上二疊統(tǒng)樂平組（P3l）、長興組（P3c），上三疊統(tǒng)安源組（T3a）。雙其中與成礦密切相關的主要是雙橋山群絹云母千枚巖、變質粉砂-細砂巖和黃龍組碳酸鹽巖。朱溪礦區(qū)位于塔前—賦春推覆構造帶中段，區(qū)內發(fā)育8條斷構造，其中NE向4條（F1、F2、F3、F6）、NW向1條（F5）、近EW向3條（F4、F7、F14）的斷裂構造，其中NE向斷裂F2為主，多為控巖控礦構造（圖1）。礦區(qū)燕山期巖漿活動較為強烈，其中與成礦密切相關的巖漿巖為黑云母花崗巖和花崗斑巖。

圖1 朱溪礦區(qū)地質簡圖Fig.1 Geological map of Zhuxi mining area

2.2 礦體特征

礦體總體走向NE，傾向NW，多為隱伏礦體，地表僅有零星銅礦體出露。礦體多呈似層狀、脈狀、透鏡狀分布于花崗質巖體內及其外接觸帶碳酸鹽巖中。礦床由矽卡巖型、蝕變花崗巖型、云英巖細脈-網脈型和石英細脈-網脈型礦體組成。礦體類型空間上具有一定的分帶性，自深至淺部為蝕變花崗巖型→矽卡巖型→云英巖細脈—網脈型（蝕變花崗巖型）→石英細脈—網脈型（圖2），與典型的“斑巖—矽卡巖型”礦床具有相似的特征[2-7]。

（1）矽卡巖型鎢銅礦體：區(qū)內規(guī)模最大的礦體類型，成礦元素以W、Cu為主，伴生有Zn、Ag。礦體嚴格受F2推滑覆構造面及其次及裂隙系統(tǒng)控制，多呈似層狀-層狀、透鏡狀產出矽卡巖型及矽卡巖化大理巖中，總體走向北東、傾向北西，賦礦標高-200～-1900m。Ⅰ號礦體為主礦體，沿F2推滑覆構造面展布，在剖面上由南東往北西向總體呈現上小下大的特點，上部或邊部見有分枝，往下部（深部）則合并為厚大礦體。礦體厚度多為128～375m，平均厚度146.66m，WO3平均品位0.57%，共生Cu品位主要介于0.3%～0.8%之間，局部高達4.21%。

圖2 朱溪礦區(qū)30-54勘查線聯(lián)合剖面圖Fig.2 Joint section map of 30-54 exploration line in Zhuxi mining area

（2）蝕變花崗巖型鎢銅礦體：區(qū)內重要礦體類型之一，主成礦元素為W、Cu，多呈脈狀或透鏡狀產出于蝕變花崗巖巖枝中，深部黑云母花崗巖中也偶見有規(guī)模較小的鎢銅礦體，賦礦標高-510～-2030m，礦體厚度1.50～11.46m，WO3品位多介于0.125%～0.252%，Cu品位多介于0.22%～0.53%。

（3）云英細脈—網脈型鎢礦體：主要分布于棲霞組不純灰?guī)r的細脈—網脈狀白云母—石英脈中，賦礦標高-241.65～-1235.65m，脈寬多為0.5～5.0cm，含脈密度2～4條/m。礦體厚度較薄、變化大、連續(xù)性較差，厚度多介于1.70～6.24m，WO3品位為0.131%～0.298%，局部共伴生少量低品位Cu。

（4）石英細脈—網脈型鎢（銅）礦體：主要分布于構造破碎帶或裂隙帶中的石英脈中，賦礦標高-178.40～-1368.40m，成礦元素主要為W，也見有少量Cu，局部伴生有Ag、Zn等。礦體主要賦存于淺部茅口組和棲霞組不純灰?guī)r中，極少部分賦存于滑動構造帶下側不遠處的淺變質巖石英脈中，礦體多呈扁透鏡狀產出，受斷裂破碎帶、層間裂隙等構造控制，以不規(guī)則石細脈、網脈或團塊大量出現為特征，部分地段為蝕變碎粉巖、角礫巖。礦體厚度較薄，為1.52～5.34m，連續(xù)性差，WO3品位0.125%～0.767%，伴生有低品位銅礦體，Cu品位0.25%。

2.3 礦石特征

礦區(qū)主要金屬礦物有白鎢礦、黃銅礦、閃鋅礦、黃鐵礦，次要金屬礦物有方鉛礦、磁黃鐵礦、輝銻礦、輝鉬礦、輝鉍礦、砷黝銅礦、毒砂等，少量黑鎢礦。主要非金屬礦物有方解石、白云石、石榴石、透輝石、透閃石、石英、絹云母，次要有蛇紋石、綠泥石、綠簾石和硅灰石等，其它相對少見。

礦石結構主要有結晶結構（自形粒狀結構、半自形粒狀結構和他形粒狀結構）、交代結構（溶蝕結構、交代殘余結構、網脈狀結構、骸晶結構和文象結構）和固溶體分離結構（乳滴狀結構和格狀結構）三大類。礦石構造以細脈浸染狀為主，其次為浸染狀、塊狀—團塊狀、脈狀、角礫狀、星點狀、條帶狀—紋層狀和“馬尾絲狀”構造。

2.4 蝕變特征

受隱伏黑云母花崗巖、花崗斑巖的影響，礦區(qū)圍巖蝕變強烈，主要有矽卡巖化、大理巖化、云英巖化、硅化、碳酸鹽化、角巖化等，其中與區(qū)內成礦關系較為密切的主要有矽卡巖化、云英巖化、硅化等。蝕變因圍巖的不同而具有差異。

黑云母花崗（斑）巖內蝕變總體上以絹云母化、泥化、綠泥石為主，其次可見硅化、云英巖化、螢石化、綠簾石化、矽卡巖化、碳酸鹽化等，成礦黑云母花崗巖與碳酸鹽巖的內接觸帶具有云英巖化→綠泥石化、綠簾石化→脈狀矽卡巖化→泥化、碳酸鹽化蝕變分帶，其中硅化從早到晚皆有發(fā)育。云英巖化、絹云母化帶與鎢礦化密切相關。變質粉砂巖內蝕變總體上以絹云母化、硅化、角巖化為主，次為綠泥石化、碳酸鹽化發(fā)；自巖體接觸帶至遠離巖體呈現出角巖化、硅化漸弱，綠泥石、碳酸鹽巖較強，硅化與鎢銅礦化密切相關。矽卡巖化主要產出于黃龍組與變質粉砂接觸的層間構造帶。矽卡巖礦物總體具有一定的分帶性，自巖體至碳酸鹽巖矽卡巖礦物總體呈現出石榴子石+透輝石（石榴子石:透輝石＞4:1）→透輝石+石榴子石+硅灰石（透輝石:石榴子石:硅灰石＞7:2:1）→透閃石+透輝石+硅灰石（透閃石:透輝石:硅灰石＞5:2:1）的蝕變分帶特征[3]，對應的礦石礦物組合為白鎢礦±黃銅礦±磁黃鐵礦±輝鉬礦→白鎢礦+黃銅礦±閃鋅礦→黃銅礦+閃鋅礦±方鉛礦±白鎢礦。棲霞組內蝕變以石英—白云母—絹云母細脈為主，自脈內至脈壁表現為石英→白云母+絹云母+白鎢礦（±螢石）→綠泥石蝕變分帶特征[3]。

2.5 礦化分帶特征

朱溪主成礦元素為W，共伴生Cu、Pb、Zn等有用組分，自礦區(qū)SW至NE、由深到淺顯示出由高溫→中高溫→中低溫的變化趨勢。即，平面上成礦元素自SW→NE表現出W→W、Cu→Cu的分帶特征；在垂向上由深到淺：礦化類型依次出現蝕變花崗巖型W（Cu）礦化→厚層狀矽卡巖型W-Cu（Zn）礦化→矽卡巖脈型Cu、Pb、Zn礦化。由巖體至外接觸帶到中部至矽卡巖前緣原生暈具有W+Cu±Sn±Bi→Cu+Zn±Mo±Bi±Sn±Au→Cu+Pb+Zn的元素分帶性，暗示朱溪巖漿巖侵位方向。

2.6 控礦因素淺析

與成礦密切相關的地層包括新元古代萬年群（Pt3W）變質粉砂巖、千枚巖與黃龍組（C2h）、棲霞組（P2q）碳酸鹽巖。NE向F2推滑覆斷裂與朱溪成礦密切相關，斷裂總體走向NE、傾向NW，傾角變化較大，斷裂上盤地層以P-C為主，下盤為新元古界萬年群。成礦黑云母花崗巖、花崗斑巖均為準鋁-過鋁質高鉀鈣堿性系列S型花崗巖，巖體鋯石U-Pb成巖年齡均為146.9±0.97～152.9±1.7Ma[1-3]。隱伏成礦巖體沿F2推滑—覆斷裂產生的層間滑脫帶形成的“硅/鈣界面”侵位，控制了厚大矽卡巖型鎢銅礦體，緩傾斜部位是成礦有利地段；次級裂隙系統(tǒng)控制了云英脈型和石英脈型礦體。

3 找礦科技與找礦機制創(chuàng)新

3.1 探獲朱溪為隱伏世界最大含銅富鎢礦床，資源量仍在擴大

《江西省浮梁縣朱溪外圍（30線-78線）鎢銅礦普查報告》已通過江西省國土資源廳礦產資源儲量評審備案。探獲了世界最大含銅富鎢礦床，刷新鎢礦儲量世界紀錄，礦區(qū)30-78線已探獲333+334類WO3資源量286.48萬噸，其中333類WO3資源量236.14萬噸，WO3平均品位0.551%，333類富鎢（WO3）礦資源量84.19萬噸，WO3平均品位1.757%；共、伴生333+334類Cu金屬量33.71萬噸，伴生333+334類Ag金屬量1336.46噸。該礦床具有厚度巨大，品位富，共伴生礦種多等特點，具有優(yōu)越的經濟開發(fā)價值。2016年提交333+334類WO3資源量57.7萬噸，累計達到344萬噸。目前還在勘查之中，規(guī)模進一步擴大。

3.2 研究建立了朱溪隱伏含銅富鎢礦床的以矽卡巖型礦床為主體的“四位一體”成礦模式

查明塔前—賦春推滑覆構造為區(qū)內重要的導巖—導礦構造，控制了朱溪成礦花崗巖的侵位和礦體就位，賦存于塔前—賦春深斷裂帶黃龍組/萬年群構造結構面之間。朱溪成礦巖體為朱溪S型隱伏黑云母花崗巖株，成巖—成礦均形成于晚侏羅世末145Ma±[2-3]，成礦主要圍巖為上石炭統(tǒng)黃龍組富鎂碳酸鹽巖，其次為下二疊統(tǒng)馬平組灰?guī)r。

朱溪礦床的主要特征：（1）以矽卡巖型為主，兼有蝕變花崗巖型、似層狀、脈狀以鎢為主的“四位一體”礦床；（2）隨黃龍組與萬年群構造結構面產狀陡緩變化處形成多臺階礦體；（3）成礦垂直分帶特征表現出淺部為黃龍組似層狀銅礦體及裂隙脈帶中的脈狀銅礦體，深部為厚大矽卡巖型鎢銅礦體，蝕變花崗巖中的細脈浸染型鎢銅礦體；（4）礦體具有上小下大、上陡下緩、上銅下鎢銅、鎢銅共生等特征；（5）圍巖蝕變在垂向上具有分帶性，自深部巖體向上依次出現矽卡巖化→大理巖化→灰?guī)r；（6）成礦巖體為S型花崗巖，形成了巨型鎢礦床和中型銅礦床，這是欽杭成礦帶內發(fā)現的又一鎢銅共生礦床實例，屬于燕山期花崗巖漿期后中高溫熱液礦床。

根據上述研究和認識，建立了“朱溪式”“四位一體”礦床模式（圖3），并經實踐證明該礦床模式具有普適的應用價值。

圖4 朱溪礦床成礦模式圖Fig.4 Metallogenic model of Zhuxi deposit

3.3 建立了“朱溪式”礦床找礦勘查模型，拓展了找礦思路、找礦空間和找礦方向，成效顯著

通過綜合研究和驗證，創(chuàng)建了“朱溪式”礦床找礦勘查模型。在找礦勘查工作中，緊緊圍繞“脈”、“層”、“面”、“體”科學部署找礦勘查工作，取得了很好的找礦效果，也為萍樂坳陷帶深部找礦提供了有益的借鑒?！懊}”指上部的巖脈、銅鋅礦脈，“層”為淺部似層狀礦體，“面”為黃龍組與萬年群構造結構面，“體”為深部隱伏花崗巖體及其相關礦體。以“朱溪式”礦床找礦勘查模型為指導，進一步拓展朱溪礦集區(qū)找礦思路、找礦空間和找礦方向。在朱溪礦集區(qū)深邊部30-21線又提交了333+334類WO3資源量57.70萬噸，勘查工作仍在繼續(xù)，資源量規(guī)模將進一步擴大。東崗銅礦、眾埠街錳鉛鋅礦、馬鞍山銅金、平旺鎢銅礦等也均取得了階段性找礦重大成果；在同處于欽杭成礦帶強疊覆區(qū)萍樂坳陷帶中部蒙山地區(qū)開展第二空間找礦，省地勘基金已新發(fā)現世界第一大石竹山硅灰石礦并共伴生鎢、錫、銅礦。

3.4 研發(fā)了深部勘查技術方法組合與礦體定位技術

在找礦勘查工作中，以成礦系列理論為指導，緊緊圍繞“以脈找體”，按照“脈”、“層”、“面”、“體”四位一體科學部署勘查工作。“脈”：上部的巖脈、銅鋅礦脈；“層”：淺部似層狀礦體；“面”：黃龍組與萬年群構造結構面；“體”：深部隱伏花崗巖體及其相關礦體。根據成礦系列與斑巖—矽卡巖成礦理論，推測脈狀矽卡巖深部可能存層狀矽卡巖和隱伏中酸性成礦巖體。應用重磁異常篩選推測深部成礦地質體和關鍵成礦地質要素，采用廣域電磁剖面反演，判別控礦構造、成礦巖體的空間位置，預測厚大礦體部位。根據成礦元素的分帶和尾暈元素和二次重復出現，預測深部礦體的空間展布。

3.5 創(chuàng)新了深部固體礦產勘查的鉆探工藝，破解了陡傾斜強劈理化帶鉆孔嚴重偏斜和深部巖溶發(fā)育地段鉆進技術難題

朱溪礦區(qū)地層結構復雜，主要為陡傾斜強劈理化淺變質巖和深部巖溶發(fā)育的碳酸鹽巖，施工難度極大。項目團隊在施工中大膽創(chuàng)新，改進工藝技術，破解了陡傾斜強劈理化帶鉆孔嚴重偏斜和深部巖溶發(fā)育地段鉆進技術難題，成功施工1500m以上有鉆機24個（2000m以上6個），為深部鉆探施工積累了極其寶貴的經驗，創(chuàng)造了江西省固體礦產勘查和螺桿糾斜深度雙第一的業(yè)績。

3.6 創(chuàng)新了地質找礦機制，實現深部礦產勘查高效管理模式

一是宏觀調控機制：由政府主導國家戰(zhàn)略性礦產資源的礦業(yè)權設置，財政專項重點投入，找礦成果應用和戰(zhàn)略儲備。

二是兩級基金聯(lián)動機制：發(fā)揮中央與省級地勘基金資金投入、組織協(xié)調優(yōu)勢和承擔勘查單位技術優(yōu)勢，集中投入，實現快速突破。

三是專家咨詢決策機制：聘請院士、專家現場指導、技術把關為項目實施提供了強有力的技術支撐和大大降低勘查風險。

四是產學研用機制：以科研指導勘查施工，以鉆探驗證科研成果并推廣運用；著力培養(yǎng)了一批優(yōu)秀地質人才。

五是綠色勘查機制：以“抓大放小”保護生態(tài)環(huán)境，實施勘查工程“復綠復田”，為我國礦產資源規(guī)劃和綠色勘查開發(fā)積累了經驗。

六是“五方協(xié)議”機制：由市區(qū)市、縣國土資源部門、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村委與勘查單位五方聯(lián)合簽訂勘查外部環(huán)境協(xié)議，保障勘查順利進行。