西华山钨矿床.doc

西华山钨矿床地质报告西华山钨矿开采至今已有106年开采历史，矿区地理位置得天独厚，位于具有2100多年历史的江西大余南安古镇西北部，遥对梅岭山麓，赣江流经矿区。南面与广东韶关地区接壤，北面与南康、赣州等县市相连，全矿占地面积为6.48平方公里。矿区交通运输十分便利，南北经323国道与京广、京九铁路及105、106国道贯通，北去80公里的赣州黄金机场，飞往广州、南昌、厦门等大中城市的航班常年不断，赣州航运港的船可直通长江、上海等地。过去一直认为西华山黑钨矿石英脉是高中温热液充填而成。研究发现,在黑钨矿石英脉的绿柱石中存在与流体(气液)包裹体共生的流体-熔体包裹体和熔融包裹体,这表明形成黑钨矿石英脉的成矿流体是一种岩浆-热液过渡性流体。一、矿区地质概况西华山钨矿床位于南岭EW向复杂构造带的东段北侧,江西南部NE向池江大断裂的北盘,是西华山-漂圹钨锡成矿带最南端的一个脉钨矿床。在西华山-漂圹成矿带上,由北东至南西呈等距性(2.45.3km)分布着棕树坑钨矿、漂圹钨矿、大龙山钨矿、木梓园钨矿、荡坪钨矿和西华山钨矿。六个矿床的赋存深度大致在800100m标高,而与之相关的花岗岩体则自南西往北东方向侧伏, 因而仅西华山、荡坪两个钨矿床完全产于花岗岩体之内接触带。图1 西华山钨矿床地质略图1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；6gl-l变斑状中粒花岗岩；7gl-l中粒黑云母花岗岩；8gl-2变斑状中细粒花岗岩；9gl-3斑状细粒花岗岩；10gl-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测地质界线；15地层产状；16矿化石英细脉（一）地层西华山钨矿床矿区发育有震旦系、寒武系和奥陶系地层，由于多次构造运动的影响和岩浆的侵入,使地层遭受不同程度的区域变质和热变质。震旦系：浅变质长石石英砂岩、板岩夹凝灰质砂页岩、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。地层走向北东东或南东,倾角6080,为一套复理石建造特征，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250300m。WO3含量在中部较高，上部和下部较低，根部无矿。图4 蚀变作用与成矿关系示意图 （三）矿石物质成份1矿物成份矿石中已知矿物有26种,其中黑钨矿、辉钼矿为矿区主要矿物。锡石、黄铜矿、方铅矿、辉铋矿、闪锌矿、白钨矿为副产矿物。矿物组合在水平方向上:南区为黑钨矿、黄铜矿、黄铁矿、白钨矿、长石、萤石及方解石。中区以黑钨矿、锡石最为富集。矿物组合在垂直方向上:矿脉上部矿物组合为黑钨矿、(黄玉)、辉钼矿、锡石等;矿脉中部矿物组合复杂,黑钨矿富集,并出现较多的辉钼矿、绿柱石、黄铁矿、毒砂以及少量黄铜矿、白钨矿、石榴子石、闪锌矿等;矿脉下部矿物趋于减少,黑钨矿等迅速减少,相对黄铁矿、黄铜矿等占主要地位,局部萤石、方解石含量较多,直至无矿石英脉。2化学成份斑状中粒黑云母花岗岩(52-1a) SiO2含量为74.61% 75.95%,平均值为75.28 %；Al2O3含量在11.46%12.99%，平均值为12.19%；K2O+Na2O含量在 7.59% 8.82% , 平均值为8.06%；K2O/Na2O在0.791.57，平均值1.29；CaO含量在0.7%1.19%，平均值为0.89%，MgO含量在0.11%0.13%，平均值为0.12%。中粒黑云母花岗岩（52-2a）SiO2含量为76.39% 79.18%,平均值为77.56 %；Al2O3含量在9.23%11.22%，平均值为10.79%；K2O+Na2O含量在7.48%10.24% , 平均值为8.55%；K2O/Na2O在0.641.98，平均值1.00；CaO含量在0.20%0.84%，平均值为0.59%，MgO含量在0.069%0.11%，平均值为0.09%。表 3 西华山花岗岩岩体常量元素分析结果样品号431-1-1230-1-21166-41167-121167-14DP560-1N-11431-708-1岩性中粒黑云母花岗岩中粒黑云母花岗岩中粒黑云母花岗岩中粒黑云母花岗岩中粒黑云母花岗岩中粒黑云母花岗岩斑状中粒黑云母花岗岩SiO2A l OCaOK OT iO2Fe OMgON a OMnOP O77.1111.50.494.11 0. 010.140.14.280.120.02579.1810.40.24.48 0.010.10.13.110.0670.02477.4911.120.664.13 0.010.20.0744.220.10. 02479.469.230.842.91 0.010.20.08 94.570.110. 02577.4710.640.74.02 0. 010.130. 0794.560.0720. 02476.9511.180.514.060.0130.170.094.110.170. 0275. 4411. 610.924.10. 060. 10. 133. 50. 150. 033据：肖剑、王勇，西华山钨矿花岗岩地球化学特征及与钨成矿关系.3元素分析西华山钨矿花岗岩体围岩的W,Sn,Mo,Bi成矿元素丰度平均值分别为6.45 10-6, 10.6610-6,0.9410-6,0.5210-6,是南岭地壳沉积岩丰度的6.3倍,6.98倍,0.98倍和1.7倍(表4),显然,西华山钨矿花岗岩体围岩成矿元素的高含量为西华山钨矿提供了成矿物质来源。表 4 西华山钨矿围岩成矿元素含量表样号 431-4 1167-17 1167-22 南岭岩石名称 变质粉砂岩 石英砂岩 角岩 沉积岩*W 6.69 5.57 7.1 1.01Sn 12.9 2.9 16.2 1.55 Mo 0.409 0.62 1.56 0.96 Bi 0.401 0.611 0.537 0.2注: * 为南岭地球砂岩、页岩、灰岩的平均值(陈毓川等, 19 9)（五）矿石结构构造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量的他形粒状结构、交代、压碎结构。（六）矿物气液包裹体西华山钨矿床气液包裹体的研究，总结起来有以下八点认识：(1)矿物中纯气相包裹体和高盐度包裹体比较少见，表明溶液不曾沸腾，并且压力相对较高。(2)在同一矿脉中可以见到多世代的包裹体。造成这种现象的原因，一方面矿脉的形成需要较长的时间；另一方面，也和容矿裂隙在成矿过程中多次打开和矿液的多次活动有关。 (3)溶液成分以H2O为主 (一般占96%以上)，CO2含量低 (一般低于4)，还有少量CO、CH、N：、H：等。 (4)溶液中的阴、阳离子浓度很低，阳离子主要是K+、Na+而Ca2+、Mg2+含量甚微，西华山矿区矿物包裹体的K+/Na+从下部中段向上有逐步降低的趋势；阴离子主要是Cl和F，并且其中F低于Cl；无矿石英脉样品中F/Cl最低，钨矿石中F/Cl最高。这表明，在溶液中W的浓度和F的浓度有正消长的关系。 (5)水溶液的盐度较低，成矿作用早期，一般710wtNaC1。晚期逐渐降低 (直至接近1)。这也表明溶液中的Cl含量不高。(6)气液包裹体的均一温度范围十分宽广 但一般多低于350，为180300，爆裂法与均一法测温结果表明，成岩与成矿过程温差较大，钨矿床的形成至少在花岗岩主体冷凝之后。(7)水溶液的密度为0.70.9gcm。；根据气液包裹体的压力计算 ，成矿压力为30100MPa；成矿溶液的氢、氧同位素组成具有岩浆水特征，但在成矿作用晚期有少量大气降水的加入；溶液中CO2的13C具有深源特点。 (8)在西华山黑钨矿石英脉的绿柱石中发现了熔体包裹体，说明形成西华山钨矿床的成矿流体有可能不是单一的水溶液，而是由硅酸盐熔融体与超临界水溶液共存的岩浆一热液过渡性流体。矿脉中绿柱石熔体、熔体一流体包裹体的发现及其与流体包裹体的共存特征表明西华山钨、锡、铍成矿作用可能自岩浆热液过渡阶段即已开始。（七）同位素组成西华山岩体实测的石英和黑钨矿包裹体水D值为35.7172.38，18O计算值为9.51。全岩18O值为11.77。以上数字基本都落在岩浆水（D为5085，18O为+5.5+10）的范围内。硫同位素组成见图5。据包裹体测温，矿脉形成温度为260325。图5 研究区外围及邻区典型钨矿床硫同位素值（括号内为样品数）；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，1987三、矿床成因及成矿模式目前认为，含钨花岗岩是深部硅铝层重熔岩浆侵入而成的，钨、锡等成矿物质来自重熔前的矿源层。成矿深度约为4.51.5km，成矿方式以充填方式为主，成矿过程中挥发组分起着一定作用。据气液包裹体测温，矿床形成温度约在260325，属于高、中温热液的产物。氢、氧同位素测试结果显示成矿流体主要来自岩浆水。据同位素年龄测定，成矿年龄为141131Ma，岩体形成年龄为185140Ma。矿体实在复式花岗岩体的晚期侵入相形成之后产生的。黑钨矿石英脉在垂直剖面上可以看到明显的规律性变化，钨矿工作者总结出“五重楼”式成矿模式。矿脉自上而下可分5个带：微脉带，细脉带，中脉带，大脉带，稀疏大脉带。各脉带的特征如图6。 图6 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）但是，在黑钨矿的绿柱石中发现了与流体（气液）包裹体共生的流体熔体包裹体和熔融包裹体，这表明形成黑钨矿石英脉的成矿流体是一种岩浆热液过渡性流体，即矿流体并不是之前所认为的热液流体。参考文献1常海亮、黄惠兰，西华山黑钨矿石英脉绿柱石中熔融包裹体的发现及其意义，华南地质与矿产，2001，第二期.2聂荣锋、王旭东，赣南钨矿流体包裹体研究以江西西华山钨矿为例，矿产与地质，2007.6，213.3赫英，碱交代作用及其与钨矿化的关系主要以江西西华山钨矿为例，矿床地质，1987，62.4 王勇、肖剑，江西大余西华山钨矿成矿地质特征及成矿模式初探，矿物学报，2009，30.5刘家远，西华山钨矿的花岗岩组成及与成矿的关系，地质找矿论丛，2005.3，201.矿物鉴定高温热液型大余西华山钨矿床：黑钨矿：黑色，粗粒结构，致密块状。主要矿物（94%）：黑钨矿（60%）：黑色，自形柱状，玻璃光泽，有一组完全解理。石英（34%）：无色半透明，半自行粒状，粒径为0.3cm-1cm，油脂状光泽。次要矿物（6%）：白云母（5%）：无色透明，鳞片状，玻璃光泽。辉钼矿（1%）：灰色，粒状，粒径0.05cm-0.2cm，玻璃光