赣北石门寺钨矿找矿预测地质模型_张志辉.pdf

第 卷 第 期 年 月地 质 通 报 .,.,收稿日期：；修订日期：资助项目：国家自然科学基金项目赣东北塔前赋春推覆构造及其对超大型钨铜成矿作用的控制（批准号：）、中国地质调查局项目老矿山找矿技术创新与示范项目（编号：）、全国重要矿集区找矿预测项目（编号：）、矿集区矿产调查及深部找矿预测（编号：）作者简介：张志辉（），男，博士，高级工程师，从事矿床学和矿产勘查学等方面的研究。：.：.赣北石门寺钨矿找矿预测地质模型张志辉，叶天竺，祝新友，巩小栋，贾文彬，熊光强，贺晓龙，胡擘捷,.中国地质调查局发展研究中心，北京；.北京矿产地质研究院，北京；.中国地质调查局成都地质调查中心，四川 成都；.国家地质实验测试中心，北京；.江西省地质矿产局物化探大队，江西 南昌；.中国地质大学（北京），北京.,;.,;.,;.,;.,;.,摘要：基于勘查区找矿预测理论与方法，对赣北石门寺超大型钨矿的钨多金属成矿作用进行了系统总结。细脉浸染型矿体的成矿地质体为燕山期斑状黑云母花岗岩，石英大脉型和热液隐爆角砾岩型矿体的成矿地质体为花岗斑岩。成矿构造为近 向和 向断裂构造。成矿结构面明确为斑状黑云母花岗岩与花岗闪长岩接触界面，其与似伟晶岩壳的分布大体一致，控制了大规模浸染状矿化的分布；花岗斑岩及隐爆角砾岩边部的成矿结构面则控制了大规模隐爆角砾岩型矿体。成矿作用蚀变特征标志为云英岩化、硅化、钾长石化、白云母化，其中云英岩化与钨矿化关系最密切。以上述认识为基础，建立了石门寺钨矿床的“三位一体”成矿预测地质模型，为指导花岗闪长岩大面积出露地区的找矿勘查工作提供了理论支撑。关键词：赣北；石门寺；钨矿；矿产勘查工程；找矿预测地质模型中图分类号：.文献标志码：文章编号：（）,():,.,.,.,.,.:;石门寺钨矿床是中国近年来探明的一个超大型钨多金属矿床，位于江西北部的九岭鄣公山多金属成矿带（图），累计探明钨金属量，铜金属量。在地质历史时期，九岭鄣公山多金属成矿带经历了多期次的构造运动，包括古元古代扬子古克拉通、中新元古代扬子与华夏板块的拼合分裂、早古生代褶皱隆升、晚古生代部分裂陷和中生代的板内构造变形（杨明桂等，）。相应地，九岭鄣公山多金属成矿带发育多期岩浆成图 江西北部石门寺钨矿床地质简图（据黄兰椿等，）.矿作用，形成了狮尾洞钨矿、大湖塘钨矿、石门寺钨矿、香炉山钨矿、村前铜矿、曾家垅锡矿、阳储岭钨钼矿、大背坞金矿等一批锡钨铜金等多金属矿床。前人对九岭鄣公山成矿带开展的大量工作表明，该区基岩花岗闪长岩的成岩时代为 （张志辉等，），与钨矿相关的岩浆热液活动的时代主要为 和 两个阶段（满发胜等，；陈柏林等，；张家菁等，；丰成友等，；黄兰椿等，；张志辉等，）。地 质 通 报 年狮尾洞钨矿的成矿时代为.，石门寺钨矿的成矿时代为.（丰成友等，）。石门寺钨矿花岗斑岩的成岩年龄为.（张志辉等，），白云母花岗岩的成岩年龄为.（黄兰椿等，）。石门寺钨矿床主要有 种矿化形式：似斑状花岗岩和花岗闪长岩内外接触带的细脉浸染状矿体，以似伟晶岩壳为界，主矿体在外接触带；花岗斑岩顶部的热液隐爆角砾岩型钨铜矿体；热液隐爆角砾岩外的石英大脉型矿体主要为钨铜矿体。根据空间分布形态，后 种矿体的形成与花岗斑岩的关系更密切（张志辉等，；.，）。矿床学研究的主要目的，一是发展成矿理论研究，记录地球科学成矿物质时空变化；二是通过已知推导未知，通过已知的矿床特征规律研究指导找矿，为找矿预测工作服务，显著提升找矿的成功概率。找矿预测工作主要是运用相似类比的手段推测主矿体的空间位置，其目的是，在某一特定地区用最合适的工作手段去判断矿床的赋存位置、形态、规模及质量（张贻侠，；赵鹏大等，；赵鹏大，；毛景文等，；秦克章等，）。矿床模型是勘查找矿预测的理论基础（毛景文等，），除认识矿床本身的作用外，矿床模型也已成为矿产评价、矿产勘查的有效工具（裴荣富等，）。矿床模型主要分为 种，一种为描述模型，被认为是矿床类型的理想模型；另一种为成因模型，主要是在矿床类型特征方面对已知和假设的地质作用做出合理的解释（莱登，）。勘查区找矿预测地质模型是勘查区找矿预测理论体系的核心内容，与传统矿床类型找矿预测模型相比，优点在于勘查区找矿预测地质模型既包括了已揭露的矿体，又包括了推测的矿体（叶天竺等，），对野外地质矿产勘查预测具有重要作用。本文以勘查区找矿预测理论与方法为指导，选取赣北石门寺钨矿开展勘查区找矿预测地质模型研究，以期为晋宁期九岭花岗闪长岩大面积出露地区的找矿突破提供理论支撑。区域地质背景区内地层主要为新元古界双桥山群和下古生界海相沉积岩。新元古界双桥山群为一套厚大的低绿片岩相浅变质岩系，其主要为泥砂质细碎屑，上层、下层主要为凝灰岩，并夹有少部分细碧岩、石英角斑岩，新元古界的、等金属元素丰度高；下古生界主要为碳酸盐岩、碎屑岩建造，为钨、铜的重要赋矿层位。区域岩浆岩以中元古代晚期海相细碧角斑岩建造、晋宁期的九岭大型复式花岗岩岩基及燕山期的酸性中酸性侵入岩为主。区域构造以宜丰景德镇断裂和修水德安波阳断裂为主，这 条断裂界定了九岭隆起带。另有九岭南缘、高台山鄣公山南东缘和德安弧形推（滑）覆构造，并伴有铜鼓奉新、武宁修水、浮梁藏湾、永修新建等韧（脆）性剪切带发育。这些断裂及剪切带控制了区域内的岩浆和成矿作用。区内主要矿产以钨、锡、铜和金为主，其次为铅锌、钼、铌钽等。它们主要产出在九岭鄣公山隆起带花岗岩区，其北侧为大湖塘云山茅棚店鄣公山 向锡钨多金属成矿带。矿床地质特征石门寺钨矿的矿区地层主要为新元古界双桥山群上部的安乐林组和修水组，岩浆岩主要为中新元古代黑云母花岗闪长岩，属九岭岩基（项新葵等，），矿区内形态呈 向（图）；其次发育晚侏罗世早白垩世似斑状黑云母花岗岩和花岗斑岩。似斑状黑云母花岗岩以小岩株产出，分布在矿床中部；花岗斑岩呈脉状产出（图）。石门寺钨矿床的钨矿体形态以似层状、透镜状、筒状和脉状为主。金属矿物有白钨矿、黑钨矿、黄铜矿、辉钼矿，脉石矿物为石英、方解石。矿石结构以固溶体分离结构和交代结构为主，矿石构造主要为细脉浸染状、角砾状和脉状构造。围岩蚀变以云英岩化、黑鳞云母化、钾长石化、硅化为主，少量碳酸盐化、绢云母化。石门寺钨矿三维多元结构特征.成矿地质体成矿地质体是成矿作用的根源，包括有效的物质汇聚源、热源、成矿有效的动力源。成矿地质体研究属于找矿预测研究的核心，在找矿预测过程中具有指示性作用（叶天竺等，）。石门寺钨矿床矿化类型以细脉浸染型、隐爆角砾岩型、石英大脉型为主。矿体与岩体规模大体一致，长、宽、厚均可达数百米，主要发育于成矿地质第 卷 第 期张志辉等：赣北石门寺钨矿找矿预测地质模型图 石门寺钨矿床地质简图（据张志辉，）.图 石门寺钨矿 线地质剖面图（据张志辉等，）.体似斑状黑云母花岗岩岩体顶部接触带附近，成矿元素、存在垂向分带，上部富，下部富。细脉浸染状钨矿体：分布于似斑状黑云母花岗岩岩株与花岗闪长岩接触带内外，在似伟晶岩壳上、下分布，厚 ，接触带外的规模大于接触带内。矿石为含细脉浸染状矿化的花岗岩，局部有少量含矿石英细脉。品位低，一般.。晋宁期花岗闪长岩中的矿体位于似伟晶岩壳之上，其中的白钨矿、黑钨矿呈细脉浸染状分布于长石、石英粒间，有细粒长石、石英与黑钨矿、白钨矿、硫化物共生；钨矿物也可沿石英细脉分布，石英脉附近的黑云母和角闪石发生绿泥石化和白云地 质 通 报 年母化。在似伟晶岩壳之下的燕山期似斑状黑云母花岗岩矿化中，黑钨矿、白钨矿呈浸染状细脉分布于石英边部，少量黑钨矿分散于石英颗粒内，黑钨矿形成于岩浆晚期，属岩浆副矿物。黄铜矿、辉钼矿分布特点类似于钨矿物，主要分布于颗粒间。矿化形成于似斑状黑云母花岗岩岩浆作用晚期，是岩浆作用的一部分，似斑状黑云母花岗岩是赋存其中的浸染状矿化的成矿地质体。上部花岗闪长岩中的浸染状矿化，与似斑状黑云母花岗岩中的矿化范围一致，因此，成矿物质和成矿流体也来自于似斑状黑云母花岗岩岩浆。因此，燕山期似斑状黑云母花岗岩是石门寺钨矿床浸染状矿化的成矿地质体。相对晋宁期花岗闪长岩而言，矿化及其相关蚀变是后生的（图版），明确花岗闪长岩并非成矿地质体。通过岩体空间接触关系及似伟晶岩壳研究，结合.（）的成岩年龄（.，），确定该区细脉浸染型矿体的成矿地质体为似斑状黑云母花岗岩。隐爆角砾岩型矿体：分布于燕山期花岗岩株的中心，与花岗斑岩密切共生，分布范围与花岗斑岩一致。胶结物为石英，少量粗晶钾长石，分布于石英粒间。局部粗晶石英、云英岩与花岗斑岩过渡。因此，导致隐爆的热液流体不仅具有浆液过渡态流体的性质，也显示其来源于花岗斑岩，是花岗斑岩岩浆分异的产物。花岗斑岩为隐爆角砾岩型矿化的成矿地质体。石英大脉型：分布在燕山期花岗斑岩顶部，范围广泛，主要呈近 向和 向。石英脉矿物组合与隐爆角砾岩的胶结物相同，底部与隐爆角砾岩相接，是隐爆作用的流体沿隐爆形成的断裂充填的结果。因此，形成含钨石英脉的成矿地质体与形成隐爆角砾岩型矿化的成矿地质体相同，均为燕山期花岗斑岩。年代学证据表明，该区与成矿有关的花岗斑岩年龄为 （表），矿体中辉钼矿的 年龄为.（丰成友等，；项新葵等，），为该钨矿床的形成时代，两者与燕山期侵入岩成岩年龄大体一致（表）。.成矿构造和成矿结构面研究成矿构造和成矿结构面研究直接目的是为了找矿预测。成矿构造控制了矿体的赋存空间，为成矿提供了动力来源。成矿结构面是储存矿体的显表 石门寺矿床岩浆岩年龄及辉钼矿定年结果 岩性 矿物成岩 成矿年龄 数据来源似斑状黑云母花岗岩（）项新葵等，似斑状黑云母花岗岩.（）.，细粒黑云母花岗岩.（）.，细粒黑云母花岗岩.（）.，花岗斑岩.（）张志辉等，花岗斑岩（）项新葵等，花岗斑岩.（）.，花岗斑岩.（）.，辉钼矿.（）丰成友等，辉钼矿.（）项新葵等，辉钼矿.（）.，辉钼矿.未发表性或隐性的化学及物理性质不连续的各类界面（叶天竺等，）。成矿构造：石门寺钨矿床断裂构造发育，以 向断裂为主，产状较陡，倾向，少数。断裂为控岩控矿断裂（图），在石门寺钨矿床中部，热液隐爆角砾岩花岗斑岩和细粒黑云母花岗岩受 控别，大部分位于该断裂南侧。近 断裂的石英大脉型矿体发育，远离 稀疏，而且，还控制了该区细脉浸染型矿体和细（网）脉带型矿体的分布。所以，石门寺矿床成矿构造为（项新葵等，；）。成矿结构面可分为黑云母花岗岩顶部侵入接触面和花岗斑岩顶部侵入接触面 种。前者产生了厚.的似伟晶岩壳，控制了浸染状矿化的分布；结构上，由下部黑云母花岗岩、中部似伟晶岩和上部花岗闪长岩组成，在下部形成花岗岩体型矿体，在中部似伟晶岩中形成浸染型矿体，在上部花岗闪长岩中形成后生浸染型矿体。成矿过程主要与热液作用有关，部分与浆液过渡态流体有关。晚期花岗斑岩侵入的顶部接触面控制了隐爆角砾岩型矿体，挥发分在该成矿结构面大规模聚集、发生隐爆，形成热液隐爆角砾岩型矿体；结构上，由核部的花岗斑岩、隐爆角砾岩，以及边部的黑云母花岗岩、花岗闪长岩组成，在核部形成隐爆角砾岩型矿体，在上部形成石英脉型矿体。.成矿作用特征标志.矿体特征成矿作用特征标志是找矿预测的直接标志，也第 卷 第 期张志辉等：赣北石门寺钨矿找矿预测地质模型图版 .钨矿化白云母石英脉分布于花岗闪长岩中；白钨矿远多于黑钨矿；黑色为黑钨矿；透射光，单偏光；.石英脉中的白钨矿、黄铜矿共生；.石英脉中黑钨矿残留于白钨矿中，大部分被白钨矿交代，透射光，单偏光；.同，反射光；.石英脉中，黑钨矿残留于白钨矿中，大部分被白钨矿交代，透射光，单偏光；.同，反射光。石英；黄铜矿；白云母；白钨矿；斜长石；绿泥石；黑钨矿；黑云母是预测未知矿体的重要依据（叶天竺等，）。石门寺钨矿共圈出约 个矿体。矿体主要为细脉浸染型、石英大脉型，赋存在 向强硅化挤压破碎带中，其东端被热液隐爆角砾岩截断或复合。矿体产于燕山期酸性花岗岩体上部、内外接触带，以外接触带为主（图），矿床的形成与燕山期花岗岩关系密切；燕山期花岗岩与晋宁期花岗闪长岩的接触带有一层似伟晶岩壳，是区内重要的找矿标志层。.矿石矿物特征矿物元素组分以 为主，次之；伴生有用元素、，稀散元素。有害元素、含量偏高，含量较低，其赋存状态均以独立矿物存在。矿