江西鳳凰山鎢礦床地質(zhì)特征及成因淺析

李淑琴，曾小華，周先軍，陳立泉，何燕華

（1.江西有色地質(zhì)勘查一隊(duì)，江西 鷹潭 335003；2.贛州鑫宇礦冶有限公司，江西 贛州 341000）

0 引言

鳳凰山鎢礦區(qū)位于江西省西南部遂川縣城335°方向直距約10 km處，礦區(qū)中心地理坐標(biāo)為東經(jīng)114°26′28″、北緯26°23′29″，位于武功山-會(huì)稽山成礦帶（欽杭成礦帶南帶）羅霄-諸廣山鎢錫鈾稀土多金屬礦成礦亞帶上，是近年來江西西南部新發(fā)現(xiàn)的一個(gè)中型鎢礦床。

1958年開始，江西地礦、有色等地勘部門在鳳凰山地區(qū)先后開展過區(qū)域礦產(chǎn)調(diào)查、概查、普查等工作，發(fā)現(xiàn)了鎢礦脈，但是認(rèn)為品位低，沒有開采價(jià)值。

2004年至2011年，原國(guó)土資源部實(shí)施全國(guó)危機(jī)礦山接替資源勘查項(xiàng)目，江西中南部滸坑鎢礦、聚源鎢礦、滿埠鎢礦和廣東東部瑤嶺鎢礦、湖南南部瑤崗仙鎢礦和福建廣坪鎢礦等礦山取得了重大找礦成果，國(guó)內(nèi)諸多地質(zhì)人員對(duì)這些成果進(jìn)行了綜合研究，總結(jié)了礦床地質(zhì)特征、成礦流體特征、找礦標(biāo)志、控礦因素和礦床成因，指出了下一步找礦方向（劉志萍和徐勇，2004；毛景文等，2011；韋星林，2014；王艷麗等，2014；袁瑩等，2014；李順庭等，2015；祝新友等，2015；吳劍，2018；陳立泉等，2019；鄒振威，2020），以上研究成果，對(duì)該地區(qū)同類型或相同地質(zhì)條件下鎢多金屬礦床的科研、勘查找礦工作提供諸多借鑒依據(jù)，也為國(guó)內(nèi)外鎢多金屬礦礦床理論研究做出了貢獻(xiàn)。

2009年至2013年，贛州鑫宇礦冶有限公司借鑒上述礦區(qū)勘查經(jīng)驗(yàn)，在分析研究的基礎(chǔ)上，對(duì)鳳凰山礦區(qū)通過系統(tǒng)的普查、詳查地質(zhì)工作，圈定20條鎢礦體，估算WO327614 t，提交一處中型鎢礦床（何維基等，2019①），目前尚未有學(xué)者對(duì)其開展過研究。該文通過綜合研究，對(duì)鳳凰山鎢礦床地質(zhì)特征、成因進(jìn)行了分析、總結(jié)，為今后在該地區(qū)外圍開展地質(zhì)勘查找礦工作奠定了基礎(chǔ)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

鳳凰山鎢礦處于華南板塊所屬的華南造山帶、贛中南皺隆，井岡山—陳山褶皺束南部，諸廣山—萬洋山復(fù)向斜東翼，屬井岡山弧形構(gòu)造帶之中部南緣（楊明桂等，2017，2018）。加里東、印支、燕山、喜山等多期次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)本區(qū)都有影響。研究區(qū)可分為3個(gè)構(gòu)造層次，即早古生代加里東褶皺基底，晚古生代印支褶皺蓋層，燕山期—喜馬拉雅期大陸邊緣活動(dòng)盆地沉積（圖1）。

圖1 鳳凰山鎢礦區(qū)大地構(gòu)造位置圖（a）及區(qū)域地質(zhì)圖（b）

區(qū)域內(nèi)廣泛分布寒武系牛角河組（∈0-1n）、高灘組（∈2g）和水石組（∈3s），震旦系壩里組零星分布在北部，泥盆系云山組（D2y）、羅緞組（D2ld）和白堊系河口組（K2h）小面積分布在南東部，第四系（Q）零星分布在南東部的低洼處。鎢礦主要賦存在寒武系底—下統(tǒng)牛角河組（∈0-1n）地層中（楊明桂等，2017）。區(qū)域上構(gòu)造比較發(fā)育，構(gòu)造形跡顯示為北西向的褶皺構(gòu)造和北西、北東向的斷裂構(gòu)造（張練修和王駒，2015）。區(qū)域上巖漿活動(dòng)以燕山期大規(guī)模的花崗巖漿侵入活動(dòng)為主，花崗巖主要呈隱伏狀分布在中部鳳凰山地區(qū)，與鎢礦化關(guān)系密切的是燕山期花崗巖體，在巖體內(nèi)外接觸帶附近，鎢礦化強(qiáng)烈，分布有眾多鎢礦點(diǎn)（許泰等，2019）。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

鳳凰山鎢礦區(qū)處于鳳凰山背斜軸部附近。鳳凰山背斜軸部為寒武系底—下統(tǒng)牛角河組地層，兩翼為寒武系中統(tǒng)高灘組地層。礦區(qū)內(nèi)主要出露寒武系底—下統(tǒng)牛角河組（∈0-1n），侵入有燕山早期巖漿巖（隱伏），主要發(fā)育北西向和北東向斷裂構(gòu)造（圖2）。

圖2 鳳凰山鎢礦區(qū)地質(zhì)圖

2.1 地層

礦區(qū)內(nèi)出露地層有寒武系底—下統(tǒng)牛角河組（∈0-1n）和第四系（Q）。

寒武系底—下統(tǒng)牛角河組（∈0-1n）：分布于整個(gè)礦區(qū)，分為三個(gè)巖性段。下段（∈0-1n1）：位于礦區(qū)中部，主要巖性為淺黃色、淺灰—青灰色角巖化中細(xì)粒長(zhǎng)石石英砂巖，構(gòu)成鳳凰山背斜的軸部，總體走向北西，傾向SWW或NEE，傾角50°～85°，厚度74.99 m。W豐度值達(dá)68×10-6，為地殼豐度值2.6×10-6的26倍，為礦區(qū)鎢的礦源層。中段（∈0-1n2）：位于牛角河組底下統(tǒng)下段兩側(cè)，主要巖性為深灰色—灰色砂質(zhì)板巖，為鳳凰山背斜的兩翼，總體走向北西，傾向SSE或NEE，傾角55°～85 °，厚度136.37 m。上段（∈0-1n3）：位于礦區(qū)東、西兩側(cè)（即牛角河組中段兩側(cè)），主要巖性為灰色—淺灰色變質(zhì)砂巖，總體走向北西，傾向SSE或NEE，傾角50°～85 °，厚度 409.51 m。

第四系（Q）：見于河流兩側(cè)及溝谷低洼處，巖性為灰黃至土紅色亞砂土、亞粘土、砂土、砂礫層、礫石層、砂巖板巖碎塊及泥沙組成，厚度0～8 m。

2.2 構(gòu)造

褶皺構(gòu)造：礦區(qū)整體為一單斜構(gòu)造，即鳳凰山背斜。該背斜軸部整體走向北西—北北西（320°～350°）、傾向SWW或NEE（傾角50°～85°），南西翼傾向南西—南西西，北東翼傾向北東—北東東，傾角30°～80 °；軸部為寒武系底—下統(tǒng)牛角河組下段（∈0-1n1）地層，兩翼為寒武系底—下統(tǒng)牛角河組中段（∈0-1n2）、上段（∈0-1n3）地層。軸部地段為礦區(qū)硅化最強(qiáng)烈地段，也是鎢礦體分布地段，因此礦區(qū)含礦斷裂裂隙帶的形成與背斜有密切的關(guān)系。

控（容）礦斷裂構(gòu)造：礦區(qū)控（容）礦裂隙構(gòu)造有北西向、北東向兩組走向，其中以北西向?yàn)橹鳌?/p>

北西向控（容）礦斷裂：主要位于北西向鳳凰山背斜軸部，長(zhǎng)1400多米，寬55～85 m，延深200～750 m，由許多平行的含礦石英脈密集充填的斷裂裂隙帶組成，走向320°～350°，與背斜軸部基本平行，傾向NE，傾角73°～87°，為礦區(qū)的主要控（容）礦裂隙構(gòu)造。

北東向控（容）礦斷裂：垂直于鳳凰山背斜軸，裂隙比較稀疏，所充填的含礦石英脈幅小，延長(zhǎng)和延深僅數(shù)十米，沒有形成工業(yè)礦體，走向NE（傾角40°～60°），傾向 NW（傾角60°～80°）。

上述兩組控（容）礦斷裂構(gòu)造是在區(qū)域性北東-南西向擠壓作用形成的，北西向?yàn)閴号ば詳嗔?，北東向?yàn)閺埿詳嗔眩瑸楣曹椥纬伞?/p>

后期斷層：礦區(qū)內(nèi)沒有大的后期斷層，僅在坑道中發(fā)現(xiàn)一些小規(guī)模的斷層，對(duì)礦體的破壞不大。

2.3 巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)地表未見巖漿巖出露，僅4號(hào)勘探線ZK403、ZK405兩個(gè)鉆孔在深部-720 m標(biāo)高相繼見到花崗巖體，為中細(xì)粒弱云英巖化含電氣石二長(zhǎng)花崗巖，巖石微絹云母化，巖石中未見任何金屬礦化。經(jīng)采樣鑒定，該花崗巖硅飽和、富鉀、低鈣鎂，其巖石化學(xué)特征與我國(guó)燕山期花崗巖的巖石化學(xué)特征相似（表1、表2），推測(cè)為燕山期花崗巖（陳鄭輝等，2006；付文樹等，2019；毛景文等，2020）。

表1 鳳凰山礦區(qū)花崗巖與江西南部各期花崗巖化學(xué)成分對(duì)比表/%

表2 鳳凰山礦區(qū)花崗巖與江西南部各期花崗巖微量元素含量對(duì)比表

花崗巖巖體與圍巖呈侵入接觸，在接觸帶上有巖漿期后殘余硅質(zhì)熔漿充填形成的厚大石英脈體（王莉娟等，2012），經(jīng)采樣石英體中既無鎢礦化也無其它金屬礦化顯示，花崗巖體的產(chǎn)狀形態(tài)，因資料太少而不詳。

2.4 圍巖蝕變

礦區(qū)圍巖蝕變主要有云英巖化、硅化、白云母化、角巖化。

云英巖化蝕變主要發(fā)育在石英脈兩側(cè)，面形蝕變主要發(fā)育在中細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖中。硅化發(fā)育于礦脈近旁兩側(cè)圍巖，硅質(zhì)增高，質(zhì)地堅(jiān)硬，呈灰白色。石英細(xì)脈越發(fā)育，硅化越強(qiáng)。白云母化沿裂隙順片理產(chǎn)出石英短脈和定向分布的白云母線脈體（白云母片徑0.2～2 mm），石英脈兩側(cè)脈壁有白云母聚集受接觸熱變質(zhì)作用影響，角巖化主要表現(xiàn)為原巖之泥質(zhì)膠結(jié)物受熱重結(jié)晶被顯微他形粒狀長(zhǎng)石、石英和顯微鱗片狀次生黑云母等變晶所取代，隨著巖體上侵作用，在其周邊形成廣泛的熱接觸變質(zhì)暈（帶），即角巖化。礦區(qū)角巖化范圍廣泛，呈面狀分布，不僅在深部鉆孔中見到，在地表也有反映，主要表現(xiàn)為巖石中礦物發(fā)生重結(jié)晶顆粒增大、硬度變大，并有新生礦物形成，如黑云母角巖、電氣石角巖。經(jīng)礦區(qū)ZK403中不同深度巖石薄片鑒定顯示，-300 m以下開始出現(xiàn)強(qiáng)角巖化，至巖體頂面，角巖厚度在400 m左右；-300 m以上至地表為中—弱角巖化，距離巖體越遠(yuǎn)蝕變?cè)饺酢?/p>

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

通過工程控制和和采樣測(cè)試，礦區(qū)共圈定20條鎢礦體。除V1、V2、V3局部出露地表外，其余為隱伏（盲）礦體。礦體受北西向斷裂裂隙帶控制，賦存在寒武系底—下統(tǒng)牛角河組下段長(zhǎng)石石英砂巖中，呈板狀、透鏡狀近似平行產(chǎn)出。礦體由許多平行密集的含礦石英脈和脈旁的礦化變質(zhì)長(zhǎng)石石英砂巖組成。石英脈脈幅一般3～5 cm，小者2～3 mm，大者10～80 cm。單工程礦體中的石英脈少者3～5條，多者有幾十條，石英脈和礦化長(zhǎng)石石英砂巖靠采樣化驗(yàn)結(jié)果圈定礦體邊界。

規(guī)模較大的主礦體為V1、V2、V3、V7，WO3金屬量占礦區(qū)總資源量的80.58%。主要礦體特征如下（圖3）。

圖3 鳳凰山鎢礦區(qū)聯(lián)合剖面圖

V1礦體分布在礦區(qū)中部36～7線，由48個(gè)工程控制，控制長(zhǎng)800 m、傾斜延深560 m。礦體傾向北東，傾角71°～81°，賦存標(biāo)高+215～-345 m。礦體形態(tài)較規(guī)則，呈厚板狀產(chǎn)出，局部有膨大縮小現(xiàn)象。礦體厚0.40～12.20 m，平均4.57 m，變化系數(shù)73.44%，屬較穩(wěn)定型。單工程WO3品位0.142%～1.17%，平均0.327%，變化系數(shù)231.22%，屬礦化不均勻型礦體。

V2礦體分布在礦區(qū)中部28～7線，由46個(gè)工程控制，控制長(zhǎng)810 m、傾斜延深550 m。礦體傾向北東，傾角70°～88°，賦存標(biāo)高+222～-330 m。礦體形態(tài)較規(guī)則，呈厚板狀產(chǎn)出，局部有膨大縮小現(xiàn)象。礦體厚0.18～15.33 m，平均2.83 m，變化系數(shù)105.28%，屬不穩(wěn)定型。單工程WO3品位0.125%～1.44%，平均0.291%，變化系數(shù)126.30%，屬礦化較均勻型礦體。

V3礦體分布在礦區(qū)中部20-7線，由44個(gè)工程控制，控制長(zhǎng)650 m、傾斜延深690 m。礦體傾向北東，傾角72°～85°，賦存標(biāo)高+222 m～-480 m。礦體形態(tài)較規(guī)則,呈厚板狀產(chǎn)出，局部有膨大縮小現(xiàn)象。礦體厚0.42～13.99 m，平均3.62 m，變化系數(shù)79.82%，屬較穩(wěn)定型。單工程WO3品位0.130%～4.09%，平均0.287%，變化系數(shù)120.40%，屬礦化較均勻型礦體。

V7礦體分布在礦區(qū)中部20～7線，由26個(gè)工程控制，控制長(zhǎng)570 m、傾斜延深460 m。礦體傾向北東，傾角71°～85°，賦存標(biāo)高+125 m～-330 m。礦體形態(tài)較規(guī)則,呈板狀產(chǎn)出，局部有膨大縮小現(xiàn)象。礦體厚0.33～8.65 m，平均2.62 m，變化系數(shù)76.93%，屬較穩(wěn)定型。單工程WO3品位0.106%～ 4.59%，平均0.35%，品位變化系數(shù)123.40%，屬礦化較均勻型礦體。

3.2 礦石特征

礦石為含白鎢礦、黑鎢礦的石英脈體和白鎢礦化、黑鎢礦化、角巖化長(zhǎng)石石英砂巖的混合礦石。礦石礦物成分比較簡(jiǎn)單，金屬礦物主要有白鎢礦、黑鎢礦、黃鐵礦、輝鉬礦、輝鉍礦、錫石、褐鐵礦、赤鐵礦、磁鐵礦等。礦區(qū)物相分析結(jié)果顯示黑鎢礦∶白鎢礦=1∶3.86。

白鎢礦見于石英脈中或分布于其它蝕變巖中，灰白黃－黃灰色，常為半自形－他形的單獨(dú)顆?；蛄罴象w，是礦石中主要有用礦物，粒徑為0.02～0.8 mm（圖4）。黑鎢礦僅見于部分石英脈中，呈黑褐色，多呈自形或半自形板狀，晶體長(zhǎng)可達(dá)1～5 cm，粒徑為0.02～0.25 mm。

圖4 鳳凰山礦區(qū)白鎢礦礦石照片

非金屬礦物成分較復(fù)雜，包括石英、長(zhǎng)石、黑云母、白云母、絹云母、水云母、高嶺石、電氣石、黃玉、碳酸鹽等。其中石英、云母和碳酸鹽是最主要的非金屬礦物。礦石有用組分為WO3，平均含量0.125%～4.09%，全礦區(qū)的品位變化系數(shù)143.46%。礦石中其它共伴生組分含量低，未達(dá)到綜合評(píng)價(jià)要求。

礦石結(jié)構(gòu)包括他形結(jié)構(gòu)（圖5a）、自形結(jié)構(gòu)（圖5b）、固熔體分離結(jié)構(gòu)、放射狀結(jié)構(gòu)、交叉網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、交代的文象結(jié)構(gòu)和交代殘留結(jié)構(gòu)等。礦石構(gòu)造主要有塊狀構(gòu)造、脈狀構(gòu)造和細(xì)脈狀構(gòu)造，其次為散染狀構(gòu)造、斑雜狀構(gòu)造等。

圖5 鳳凰山礦區(qū)鎢礦石顯微鏡下照片

4 成因淺析

鳳凰山礦區(qū)賦礦地層為寒武系底—下統(tǒng)角河組下段淺變質(zhì)巖，巖性以角巖化變質(zhì)長(zhǎng)石石英砂巖為主，是鎢的礦源層?？兀ㄈ荩┑V構(gòu)造主要是沿北西向鳳凰山背斜軸發(fā)育的一組北西向陡傾斜密集的壓扭性斷裂裂隙帶，含礦石英脈（從細(xì)脈到大脈）成群密集地充填在斷裂裂隙帶內(nèi)，由石英脈和脈間的礦化砂巖組成工業(yè)礦體，稱石英平行脈帶型礦體，礦體呈脈狀到厚板狀切層陡傾斜產(chǎn)出礦石主要金屬礦物為白鎢礦，有少量黑鎢礦，礦物組合簡(jiǎn)單。近礦圍巖蝕變有云英巖化、硅化和白云母化。礦床深部有兩個(gè)鉆孔見燕山期花崗巖體侵入，但巖體沒有W、Sn、Mo礦化，光譜樣品分析結(jié)果顯示成礦元素含量低。綜合上述礦床地質(zhì)條件，鳳凰山礦床成礦元素W來源可能主要是寒武系底—下統(tǒng)牛角河組變質(zhì)巖系（廖志強(qiáng)等，2015；何維基等，2019①）。深部花崗巖侵入帶來強(qiáng)大的熱源，加上區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)擠壓作用，使變質(zhì)巖裂隙和裂隙中的水變?yōu)闊嵋?，熱液帶著成礦元素活化充填在斷裂裂隙帶中形成礦體。礦床成因?qū)賲^(qū)域變質(zhì)熱液和巖漿熱液疊加充填交代型礦床，礦床類型屬石英脈型鎢礦床（華仁民等，2010；陳立泉等，2019；何維基等，2019①；宋立強(qiáng)等，2020）。

5 結(jié)論

（1）鳳凰山鎢礦處于鳳凰山背斜軸部附近，礦區(qū)北西向裂隙發(fā)育；寒武系底—下統(tǒng)牛角河組地層W豐度值高，為鎢的礦源層；深部燕山期巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，礦區(qū)成礦條件有利。

（2）礦區(qū)鎢礦體受北西向斷裂裂隙帶控制，賦存在寒武系底—下統(tǒng)牛角河組下段長(zhǎng)石石英砂巖中。礦體形態(tài)簡(jiǎn)單，呈板狀、透鏡狀近似平行產(chǎn)出。礦石礦物主要為白鎢礦，WO3平均品位0.125%～4.09%。礦石工業(yè)類型為石英脈型和角巖型混合的蝕變巖型白（黑）鎢礦石。

（3）礦床成因?qū)賲^(qū)域變質(zhì)熱液和巖漿熱液疊加充填交代型礦床，礦床類型屬石英脈型鎢礦床。

注 釋

①何維基,劉志軍,曾小華,田開佐.2019.江西省遂川縣鳳凰山鎢礦（變更礦種）詳查報(bào)告[R].贛州:贛州鑫宇礦冶有限公司,1-106.