江西凤凰山钨矿床地质特征及成因浅析

李淑琴，曾小华，周先军，陈立泉，何燕华

（1.江西有色地质勘查一队，江西 鹰潭 335003；2.赣州鑫宇矿冶有限公司，江西 赣州 341000）

0 引言

凤凰山钨矿区位于江西省西南部遂川县城335°方向直距约10 km处，矿区中心地理坐标为东经114°26′28″、北纬26°23′29″，位于武功山-会稽山成矿带（钦杭成矿带南带）罗霄-诸广山钨锡铀稀土多金属矿成矿亚带上，是近年来江西西南部新发现的一个中型钨矿床。

1958年开始，江西地矿、有色等地勘部门在凤凰山地区先后开展过区域矿产调查、概查、普查等工作，发现了钨矿脉，但是认为品位低，没有开采价值。

2004年至2011年，原国土资源部实施全国危机矿山接替资源勘查项目，江西中南部浒坑钨矿、聚源钨矿、满埠钨矿和广东东部瑶岭钨矿、湖南南部瑶岗仙钨矿和福建广坪钨矿等矿山取得了重大找矿成果，国内诸多地质人员对这些成果进行了综合研究，总结了矿床地质特征、成矿流体特征、找矿标志、控矿因素和矿床成因，指出了下一步找矿方向（刘志萍和徐勇，2004；毛景文等，2011；韦星林，2014；王艳丽等，2014；袁莹等，2014；李顺庭等，2015；祝新友等，2015；吴剑，2018；陈立泉等，2019；邹振威，2020），以上研究成果，对该地区同类型或相同地质条件下钨多金属矿床的科研、勘查找矿工作提供诸多借鉴依据，也为国内外钨多金属矿矿床理论研究做出了贡献。

2009年至2013年，赣州鑫宇矿冶有限公司借鉴上述矿区勘查经验，在分析研究的基础上，对凤凰山矿区通过系统的普查、详查地质工作，圈定20条钨矿体，估算WO327614 t，提交一处中型钨矿床（何维基等，2019①），目前尚未有学者对其开展过研究。该文通过综合研究，对凤凰山钨矿床地质特征、成因进行了分析、总结，为今后在该地区外围开展地质勘查找矿工作奠定了基础。

1 区域地质概况

凤凰山钨矿处于华南板块所属的华南造山带、赣中南皱隆，井冈山—陈山褶皱束南部，诸广山—万洋山复向斜东翼，属井冈山弧形构造带之中部南缘（杨明桂等，2017，2018）。加里东、印支、燕山、喜山等多期次构造运动对本区都有影响。研究区可分为3个构造层次，即早古生代加里东褶皱基底，晚古生代印支褶皱盖层，燕山期—喜马拉雅期大陆边缘活动盆地沉积（图1）。

图1 凤凰山钨矿区大地构造位置图（a）及区域地质图（b）

区域内广泛分布寒武系牛角河组（∈0-1n）、高滩组（∈2g）和水石组（∈3s），震旦系坝里组零星分布在北部，泥盆系云山组（D2y）、罗缎组（D2ld）和白垩系河口组（K2h）小面积分布在南东部，第四系（Q）零星分布在南东部的低洼处。钨矿主要赋存在寒武系底—下统牛角河组（∈0-1n）地层中（杨明桂等，2017）。区域上构造比较发育，构造形迹显示为北西向的褶皱构造和北西、北东向的断裂构造（张练修和王驹，2015）。区域上岩浆活动以燕山期大规模的花岗岩浆侵入活动为主，花岗岩主要呈隐伏状分布在中部凤凰山地区，与钨矿化关系密切的是燕山期花岗岩体，在岩体内外接触带附近，钨矿化强烈，分布有众多钨矿点（许泰等，2019）。

2 矿区地质特征

凤凰山钨矿区处于凤凰山背斜轴部附近。凤凰山背斜轴部为寒武系底—下统牛角河组地层，两翼为寒武系中统高滩组地层。矿区内主要出露寒武系底—下统牛角河组（∈0-1n），侵入有燕山早期岩浆岩（隐伏），主要发育北西向和北东向断裂构造（图2）。

图2 凤凰山钨矿区地质图

2.1 地层

矿区内出露地层有寒武系底—下统牛角河组（∈0-1n）和第四系（Q）。

寒武系底—下统牛角河组（∈0-1n）：分布于整个矿区，分为三个岩性段。下段（∈0-1n1）：位于矿区中部，主要岩性为浅黄色、浅灰—青灰色角岩化中细粒长石石英砂岩，构成凤凰山背斜的轴部，总体走向北西，倾向SWW或NEE，倾角50°～85°，厚度74.99 m。W丰度值达68×10-6，为地壳丰度值2.6×10-6的26倍，为矿区钨的矿源层。中段（∈0-1n2）：位于牛角河组底下统下段两侧，主要岩性为深灰色—灰色砂质板岩，为凤凰山背斜的两翼，总体走向北西，倾向SSE或NEE，倾角55°～85 °，厚度136.37 m。上段（∈0-1n3）：位于矿区东、西两侧（即牛角河组中段两侧），主要岩性为灰色—浅灰色变质砂岩，总体走向北西，倾向SSE或NEE，倾角50°～85 °，厚度 409.51 m。

第四系（Q）：见于河流两侧及沟谷低洼处，岩性为灰黄至土红色亚砂土、亚粘土、砂土、砂砾层、砾石层、砂岩板岩碎块及泥沙组成，厚度0～8 m。

2.2 构造

褶皱构造：矿区整体为一单斜构造，即凤凰山背斜。该背斜轴部整体走向北西—北北西（320°～350°）、倾向SWW或NEE（倾角50°～85°），南西翼倾向南西—南西西，北东翼倾向北东—北东东，倾角30°～80 °；轴部为寒武系底—下统牛角河组下段（∈0-1n1）地层，两翼为寒武系底—下统牛角河组中段（∈0-1n2）、上段（∈0-1n3）地层。轴部地段为矿区硅化最强烈地段，也是钨矿体分布地段，因此矿区含矿断裂裂隙带的形成与背斜有密切的关系。

控（容）矿断裂构造：矿区控（容）矿裂隙构造有北西向、北东向两组走向，其中以北西向为主。

北西向控（容）矿断裂：主要位于北西向凤凰山背斜轴部，长1400多米，宽55～85 m，延深200～750 m，由许多平行的含矿石英脉密集充填的断裂裂隙带组成，走向320°～350°，与背斜轴部基本平行，倾向NE，倾角73°～87°，为矿区的主要控（容）矿裂隙构造。

北东向控（容）矿断裂：垂直于凤凰山背斜轴，裂隙比较稀疏，所充填的含矿石英脉幅小，延长和延深仅数十米，没有形成工业矿体，走向NE（倾角40°～60°），倾向 NW（倾角60°～80°）。

上述两组控（容）矿断裂构造是在区域性北东-南西向挤压作用形成的，北西向为压扭性断裂，北东向为张性断裂，为共轭形成。

后期断层：矿区内没有大的后期断层，仅在坑道中发现一些小规模的断层，对矿体的破坏不大。

2.3 岩浆岩

矿区内地表未见岩浆岩出露，仅4号勘探线ZK403、ZK405两个钻孔在深部-720 m标高相继见到花岗岩体，为中细粒弱云英岩化含电气石二长花岗岩，岩石微绢云母化，岩石中未见任何金属矿化。经采样鉴定，该花岗岩硅饱和、富钾、低钙镁，其岩石化学特征与我国燕山期花岗岩的岩石化学特征相似（表1、表2），推测为燕山期花岗岩（陈郑辉等，2006；付文树等，2019；毛景文等，2020）。

表1 凤凰山矿区花岗岩与江西南部各期花岗岩化学成分对比表/%

表2 凤凰山矿区花岗岩与江西南部各期花岗岩微量元素含量对比表

花岗岩岩体与围岩呈侵入接触，在接触带上有岩浆期后残余硅质熔浆充填形成的厚大石英脉体（王莉娟等，2012），经采样石英体中既无钨矿化也无其它金属矿化显示，花岗岩体的产状形态，因资料太少而不详。

2.4 围岩蚀变

矿区围岩蚀变主要有云英岩化、硅化、白云母化、角岩化。

云英岩化蚀变主要发育在石英脉两侧，面形蚀变主要发育在中细粒二长花岗岩中。硅化发育于矿脉近旁两侧围岩，硅质增高，质地坚硬，呈灰白色。石英细脉越发育，硅化越强。白云母化沿裂隙顺片理产出石英短脉和定向分布的白云母线脉体（白云母片径0.2～2 mm），石英脉两侧脉壁有白云母聚集受接触热变质作用影响，角岩化主要表现为原岩之泥质胶结物受热重结晶被显微他形粒状长石、石英和显微鳞片状次生黑云母等变晶所取代，随着岩体上侵作用，在其周边形成广泛的热接触变质晕（带），即角岩化。矿区角岩化范围广泛，呈面状分布，不仅在深部钻孔中见到，在地表也有反映，主要表现为岩石中矿物发生重结晶颗粒增大、硬度变大，并有新生矿物形成，如黑云母角岩、电气石角岩。经矿区ZK403中不同深度岩石薄片鉴定显示，-300 m以下开始出现强角岩化，至岩体顶面，角岩厚度在400 m左右；-300 m以上至地表为中—弱角岩化，距离岩体越远蚀变越弱。

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

通过工程控制和和采样测试，矿区共圈定20条钨矿体。除V1、V2、V3局部出露地表外，其余为隐伏（盲）矿体。矿体受北西向断裂裂隙带控制，赋存在寒武系底—下统牛角河组下段长石石英砂岩中，呈板状、透镜状近似平行产出。矿体由许多平行密集的含矿石英脉和脉旁的矿化变质长石石英砂岩组成。石英脉脉幅一般3～5 cm，小者2～3 mm，大者10～80 cm。单工程矿体中的石英脉少者3～5条，多者有几十条，石英脉和矿化长石石英砂岩靠采样化验结果圈定矿体边界。

规模较大的主矿体为V1、V2、V3、V7，WO3金属量占矿区总资源量的80.58%。主要矿体特征如下（图3）。

图3 凤凰山钨矿区联合剖面图

V1矿体分布在矿区中部36～7线，由48个工程控制，控制长800 m、倾斜延深560 m。矿体倾向北东，倾角71°～81°，赋存标高+215～-345 m。矿体形态较规则，呈厚板状产出，局部有膨大缩小现象。矿体厚0.40～12.20 m，平均4.57 m，变化系数73.44%，属较稳定型。单工程WO3品位0.142%～1.17%，平均0.327%，变化系数231.22%，属矿化不均匀型矿体。

V2矿体分布在矿区中部28～7线，由46个工程控制，控制长810 m、倾斜延深550 m。矿体倾向北东，倾角70°～88°，赋存标高+222～-330 m。矿体形态较规则，呈厚板状产出，局部有膨大缩小现象。矿体厚0.18～15.33 m，平均2.83 m，变化系数105.28%，属不稳定型。单工程WO3品位0.125%～1.44%，平均0.291%，变化系数126.30%，属矿化较均匀型矿体。

V3矿体分布在矿区中部20-7线，由44个工程控制，控制长650 m、倾斜延深690 m。矿体倾向北东，倾角72°～85°，赋存标高+222 m～-480 m。矿体形态较规则,呈厚板状产出，局部有膨大缩小现象。矿体厚0.42～13.99 m，平均3.62 m，变化系数79.82%，属较稳定型。单工程WO3品位0.130%～4.09%，平均0.287%，变化系数120.40%，属矿化较均匀型矿体。

V7矿体分布在矿区中部20～7线，由26个工程控制，控制长570 m、倾斜延深460 m。矿体倾向北东，倾角71°～85°，赋存标高+125 m～-330 m。矿体形态较规则,呈板状产出，局部有膨大缩小现象。矿体厚0.33～8.65 m，平均2.62 m，变化系数76.93%，属较稳定型。单工程WO3品位0.106%～ 4.59%，平均0.35%，品位变化系数123.40%，属矿化较均匀型矿体。

3.2 矿石特征

矿石为含白钨矿、黑钨矿的石英脉体和白钨矿化、黑钨矿化、角岩化长石石英砂岩的混合矿石。矿石矿物成分比较简单，金属矿物主要有白钨矿、黑钨矿、黄铁矿、辉钼矿、辉铋矿、锡石、褐铁矿、赤铁矿、磁铁矿等。矿区物相分析结果显示黑钨矿∶白钨矿=1∶3.86。

白钨矿见于石英脉中或分布于其它蚀变岩中，灰白黄－黄灰色，常为半自形－他形的单独颗粒或粒状集合体，是矿石中主要有用矿物，粒径为0.02～0.8 mm（图4）。黑钨矿仅见于部分石英脉中，呈黑褐色，多呈自形或半自形板状，晶体长可达1～5 cm，粒径为0.02～0.25 mm。

图4 凤凰山矿区白钨矿矿石照片

非金属矿物成分较复杂，包括石英、长石、黑云母、白云母、绢云母、水云母、高岭石、电气石、黄玉、碳酸盐等。其中石英、云母和碳酸盐是最主要的非金属矿物。矿石有用组分为WO3，平均含量0.125%～4.09%，全矿区的品位变化系数143.46%。矿石中其它共伴生组分含量低，未达到综合评价要求。

矿石结构包括他形结构（图5a）、自形结构（图5b）、固熔体分离结构、放射状结构、交叉网状结构、交代的文象结构和交代残留结构等。矿石构造主要有块状构造、脉状构造和细脉状构造，其次为散染状构造、斑杂状构造等。

图5 凤凰山矿区钨矿石显微镜下照片

4 成因浅析

凤凰山矿区赋矿地层为寒武系底—下统角河组下段浅变质岩，岩性以角岩化变质长石石英砂岩为主，是钨的矿源层。控（容）矿构造主要是沿北西向凤凰山背斜轴发育的一组北西向陡倾斜密集的压扭性断裂裂隙带，含矿石英脉（从细脉到大脉）成群密集地充填在断裂裂隙带内，由石英脉和脉间的矿化砂岩组成工业矿体，称石英平行脉带型矿体，矿体呈脉状到厚板状切层陡倾斜产出矿石主要金属矿物为白钨矿，有少量黑钨矿，矿物组合简单。近矿围岩蚀变有云英岩化、硅化和白云母化。矿床深部有两个钻孔见燕山期花岗岩体侵入，但岩体没有W、Sn、Mo矿化，光谱样品分析结果显示成矿元素含量低。综合上述矿床地质条件，凤凰山矿床成矿元素W来源可能主要是寒武系底—下统牛角河组变质岩系（廖志强等，2015；何维基等，2019①）。深部花岗岩侵入带来强大的热源，加上区域构造运动挤压作用，使变质岩裂隙和裂隙中的水变为热液，热液带着成矿元素活化充填在断裂裂隙带中形成矿体。矿床成因属区域变质热液和岩浆热液叠加充填交代型矿床，矿床类型属石英脉型钨矿床（华仁民等，2010；陈立泉等，2019；何维基等，2019①；宋立强等，2020）。

5 结论

（1）凤凰山钨矿处于凤凰山背斜轴部附近，矿区北西向裂隙发育；寒武系底—下统牛角河组地层W丰度值高，为钨的矿源层；深部燕山期岩浆活动强烈，矿区成矿条件有利。

（2）矿区钨矿体受北西向断裂裂隙带控制，赋存在寒武系底—下统牛角河组下段长石石英砂岩中。矿体形态简单，呈板状、透镜状近似平行产出。矿石矿物主要为白钨矿，WO3平均品位0.125%～4.09%。矿石工业类型为石英脉型和角岩型混合的蚀变岩型白（黑）钨矿石。

（3）矿床成因属区域变质热液和岩浆热液叠加充填交代型矿床，矿床类型属石英脉型钨矿床。

注 释

①何维基,刘志军,曾小华,田开佐.2019.江西省遂川县凤凰山钨矿（变更矿种）详查报告[R].赣州:赣州鑫宇矿冶有限公司,1-106.