钨因其极高的熔点和硬度,被誉为“工业牙齿”,具有优异的高温稳定性、抗磨损性以及导电导热性能,在现代工业和高端制造中具有不可替代的重要地位,是衡量国家工业实力和产业链安全的关键指标。中国是全球最大的钨资源国,钨矿储量占全球60%以上,其中约三分之二集中于南岭成矿带。
面对老矿山资源枯竭和高端制造对优质钨矿需求上升的双重压力,南岭成矿带外围找矿变得尤为紧迫。自2023年起,中国地质科学院在湘赣交界地区开展综合地质探测,成功发现莲花县九曲山钨多金属矿,预测白钨矿金属量达20.22万吨,有望形成一处大型钨铁银锌铅多金属矿基地,实现了新区找矿的重大突破,推动了“南钨北扩”和“东钨西进”的新格局。
1 区域地质背景
九曲山钨矿调查区位于江西西部与湖南东部交界处,地处华夏板块华南造山系东南造山带的武功山—会稽山前缘褶冲带,属于武功山铁铌钽钨多金属成矿亚带。区内出露地层主要包括寒武系、泥盆系、石炭系及第四系,构造以泥盆纪地层形成的复式褶皱为主,并发育北北东向、北西向及少量东西向断裂,其中早期以北北东向正断层为主,晚期则以北西向断裂为主。
2 基于地球物理反演的隐伏岩体识别
鉴于华南地区是全球中生代钨矿成矿的核心区域,花岗岩体与白钨矿(热液型、矽卡岩型)的形成在时空和成因上密切相关。花岗岩不仅提供成矿物质(W)、热能和流体,还控制矿化类型、规模和分布。由于地表岩体已基本完成勘查,因此通过地球物理反演等手段识别和定位隐伏花岗岩体,并研究其成矿作用,成为实现新区找矿突破的关键。

由于花岗岩等酸性侵入岩体密度较低,在重力场中通常表现为低重力异常,因此可通过重力数据反演推测其分布。研究者利用茶陵幅1∶20万重力资料,采用UBC Grav3D软件进行三维反演,构建了湘赣边界地区的三维密度模型。模型中低密度部分(图中紫色区域)与地表已知的多个燕山期岩体(如万洋山、锡田等)高度吻合,验证了低密度体能有效反映岩体的空间形态。此外,在江西莲花县九曲山地区发现一个未出露地表的显著低密度体,该区地表为泥盆纪—二叠纪地层,无岩体露头。结合区域规律,推断其深部存在隐伏的燕山期花岗岩体。若该隐伏岩体向上凸起(“岩凸”)并与泥盆系地层接触,将形成有利于白钨矿成矿的地质条件。基于此,研究团队将九曲山列为重点勘查区,开展大比例尺地质填图和综合地球物理探测。

3 靶区优选与钻孔定位
在前期地质资料分析和岩石物性测量基础上,项目组认为九曲山调查区的成矿有利层位具有一定磁性,因此开展了20平方公里的1∶1万高精度地面磁测,并通过三维反演构建了磁化率模型。模型显示,高磁性体对应泥盆系洋湖组或石炭系杨家源组中富含磁铁矿和磁黄铁矿的层位。
为进一步查明构造特征并精确定位隐伏岩体和矿体,布设了2条音频大地电磁测深剖面。反演结果显示电阻率在垂向上呈“两高夹一低”结构:浅部高阻体与高磁性体重合,代表磁铁矿和磁黄铁矿富集区;深部高阻体为隐伏花岗岩体的凸起部分;中间低阻带则反映泥盆系洋湖组、麻山组和嶂岽组之间的破碎层间带,正是白钨矿富集的主要部位。
综合区域地质与地球物理成果,优选出4处找矿靶区(T1–T4),其空间位置如图3中粉紫色框所示。
4 见矿情况
对圈定的T1/T2/T3 靶区分别实施了钻探验证 (图3),3个钻孔共完成机械岩心钻探2414.63 m。3 个钻孔均发现厚大白钨矿(化)体,其上部覆有磁赤 (钛)铁矿层,经采样分析均具有达到伴生品位的银 铅锌,证明九曲山地区为钨铁银锌铅多金属矿(图 4)。鉴于异常范围和见矿钻孔间的距离,该区具备 形成大型钨多金属矿的前景。钻孔见矿情况具体 如下:
ZK01孔深1035.57m,圈定白钨矿化88层,累计 视厚度132.60 m,边界品位以上矿体18条,累计厚 度12.52 m;ZK02 孔深804.81 m,圈定白钨矿化66 层,视厚度86.70 m,白钨矿多呈浸染状、团块状分 布,边界品位以上白钨矿体累计厚度32 m。ZK03孔 深574.25 m,圈定白钨矿(化)体34层,累计视厚度 25.81m,边界品位以上白钨矿体共25条,累计厚度 为18.24 m。除白钨矿化外,全区伴生银铅锌矿化, 局部银矿体品位达81.7 g/t。浅部伴生磁钛铁矿, TFe含量13.60%~21.67%,mFe含量21.67%,伴生钛 均达到有益元素要求。


采用“含矿地质体体积法”,依据地磁化极异常范围,圈定了南村公社和庙 冲2个最小预测区,分别算调查区-1000 m以浅资源 量,求得钨金属量为20.2万 t。
5 找矿前景与铁下找钨技术组合
①湘赣边界北部九曲山地区深部存在燕山期隐伏花岗岩体,其岩浆演化和流体活动为白钨矿成矿提供了必要的物质、热能和流体条件。岩体上覆的泥盆系洋湖组、麻山组及石炭系杨家源组等地层具备良好赋矿条件。钻探结果证实,该区为钨、铁、银、锌、铅多金属矿床,白钨矿呈多层脉状和浸染状产出,并伴生磁赤(钛)铁矿及银、铅、锌等矿化,显示出广阔的找矿前景和建设大型钨多金属资源基地的巨大潜力。
②区域燕山期花岗岩体在重力场上表现为显著低值异常,通过重力三维反演可有效识别隐伏岩体;高磁异常则对应泥盆系洋湖组和石炭系杨家源组中磁铁矿、磁黄铁矿富集层位,有助于快速圈定成矿有利地层。音频大地电磁反演进一步揭示:深部高阻体与隐伏岩体凸起一致,中部低阻带反映破碎的层间构造,正是白钨矿富集的关键部位。基于上述成果,项目组构建了一套“重力识别隐伏岩体—磁法圈定有利靶区—音频大地电磁精确定位成矿层位”的“铁下找钨”综合地球物理探测技术组合。该技术所圈定的靶区经钻探验证见矿效果良好,证明其在湘赣边界新区钨矿找矿中具有显著成效、推广应用价值和示范意义。