江西香爐山矽卡巖型鎢礦床流體包裹體研究**

吳勝華 王旭東 熊必康WU ShengHua, WANG XuDong and XIONG BiKang

1. 中國地質科學院礦產(chǎn)資源研究所, 國土資源部成礦作用與資源評價重點實驗室, 北京 1000372. 中國地質大學地球科學與資源學院, 北京 1000833. 東北大學秦皇島分校,秦皇島 0660041. MLR Key Laboratory of Metallogeny and Mineral Assessment, Institute of Mineral Resources, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100037, China2. School of the Earth Sciences and Resources, China University of Geosciences, Beijing 100083, China3. Northeastern University at Qinhuangdao, Qinhuangdao 066004, China2013-08-30 收稿, 2013-11-25 改回.

江西是我國重要的鎢礦生產(chǎn)基地，其中贛南以大脈型黑鎢礦著稱，而贛西北以斑巖-矽卡巖型白鎢礦聞名(陳國華等, 2012; 王旭東等, 2012, 2013; 項新葵等, 2012; Maoetal., 2013b)。目前一系列與花崗巖相關的大型和超大型鎢、鎢-鉬和鎢-銅礦床在贛西北地區(qū)被發(fā)現(xiàn)，如大湖塘和朱溪等(陳國華等, 2012; 項新葵等, 2012)。這些發(fā)現(xiàn)加速了人們對贛西北地區(qū)鎢礦找礦勘察工作和成礦機理研究的開展。香爐山鎢礦是贛西北地區(qū)發(fā)現(xiàn)較早的一大型矽卡巖鎢礦床，其中，WO3總資源量達29.6萬噸，品位0.35%～0.99%，周邊仍具有一定的找礦潛力(張家菁等, 2008; 陳波和周賢旭, 2012)。前人對其地質特征、成礦年代學、控礦因素、礦物組成、資源預測和找礦前景進行了詳細的探討(陳耿炎, 1990; 田邦生和袁步云, 2008; 張家菁等, 2008; 劉勇和周賢旭, 2010; 陳波和周賢旭, 2012)，為該地區(qū)進一步開展研究工作奠定了基礎。相比之下，成礦流體的研究工作不足，還未獲得礦床的成礦流體性質方面的信息，制約了對成礦機理上的研究。

在眾多斑巖-矽卡巖鎢礦研究中，成礦流體性質研究對成礦機理和過程認識起到了重要的作用(Lu, 1985; Sánchezetal., 2009)，然而贛西北地區(qū)的鎢礦開展流體包裹體的研究較少，因此對該鎢成礦帶的成礦流體性質與演化過程認識還不清晰。另一方面，在一些鎢礦床研究中，常常測定脈石礦物(石英等)的流體包裹體來指示成礦流體性質，未能直接獲得礦石礦物(白鎢礦等)的流體包裹體特征；由于礦石礦物和脈石礦物的流體包裹體特征和組成會存在差異，因此Campbell and Robinson-Cook(1987)、Campbell and Panter (1990)和Giamelloetal.(1992)指出用脈石礦物的流體包裹體信息來指示礦石沉淀的條件時需要慎重。本文通過詳細的野外工作和巖相學觀察，開展了主要成礦階段的礦石礦物和脈石礦物的流體包裹體的顯微測溫和激光拉曼分析；特別分析了白鎢礦中流體包裹體，從而直接獲得了成礦流體的信息，并對矽卡巖型鎢礦床提出合理的成因解釋。同時結合前人對該地區(qū)的研究，討論該地區(qū)斑巖-矽卡巖型白鎢礦的成礦背景。

1 區(qū)域地質背景

香爐山鎢礦床位于江西修水縣城西北35km處，地處揚子板塊北部江南地塊之上，其北部為秦嶺-大別造山帶和華北板塊。從江西西北部至安徽南部發(fā)育一條重要的斑巖-矽卡巖型白鎢礦成礦帶，主要包括大湖塘、朱溪、香爐山、東源、百丈崖和高家塝鎢礦床等(Maoetal., 2013b)(圖1)。該成礦帶大致平行于北部的長江中下游斑巖-矽卡巖型Cu-Au-Mo-Fe成礦帶(Xieetal., 2011)，其南部為北武夷山Cu-Pb-Zn-Ag-Fe成礦帶(蔣少涌等, 2010; Yuetal., 2012)，形成了重要的銅鎢成礦省。

該地區(qū)地層由基底和蓋層組成，其中，基底為中元古界淺變質巖，蓋層由新元古界-志留系碎屑巖、中泥盆統(tǒng)-下三疊統(tǒng)碳酸鹽巖、中三疊統(tǒng)-下侏羅統(tǒng)海相的陸源碎屑巖和早白堊世北東向伸展盆地中分布的火山巖組成。中元古界為雙橋山群富含凝灰質的類復理石淺變質碎屑巖和板溪群泥砂質淺變質巖，其中，雙橋山群鎢含量較高，其它成礦元素，如銅、鉛、鋅和銀的豐度也較高(陳波和周賢旭, 2012)。

該地區(qū)主要發(fā)育新元古代、侏羅紀和白堊紀的花崗巖。新元古代九嶺花崗巖，是中國東南地區(qū)規(guī)模巨大的復式花崗巖基，分布在江西省北部，呈近東西向至北東東向展布，出露面積約2500km2。主要巖性包括黑云母花崗閃長巖和中細粒-細粒黑云母花崗巖、二云母花崗巖。鐘玉芳等(2005)運用SHRIMP測定鋯石U-Pb年齡為～830Ma。中生代花崗巖體侵入到新元古代花崗巖基和不同時代沉積地層中，主要為中粒-細粒黑云母花崗巖、花崗閃長巖和花崗斑巖組成，形成時代為158～118Ma (袁媛等, 2012)。其中，該地區(qū)大規(guī)模的鎢成礦作用與中生代的花崗巖密切相關，如大湖塘斑巖型W-Mo-Cu礦形成于139.2Ma(Maoetal., 2013b)、陽儲嶺斑巖型W-Mo礦巖體年齡為140.5Ma(滿發(fā)勝和王小松, 1988)和香爐山矽卡巖型W礦中白鎢礦Sm-Nd等時線年齡為121Ma(張家菁等, 2008)。

圖1 長江中下游礦床和其南側的斑巖-矽卡巖W和W-Mo礦床分布圖(據(jù)Mao et al., 2013b)Fig.1 Map showing the distribution of the mineral deposits along the Middle-Lower Yangtze River and the porphyry-skarn W and W-Mo deposits south of it (after Mao et al., 2013b)

區(qū)域構造格局為幕阜山-九嶺隆起成北東東向橫貫于江漢和萍樂兩大坳陷之間，幕阜山-九嶺元古界組成區(qū)域性復式背斜的核部，兩大坳陷組成兩翼。在九嶺南緣向萍樂坳陷形成逆沖推覆系，而在其北緣向江漢坳陷發(fā)育北北西向的重力滑動拆離構造(朱志澄等, 1987)。麻城-湘東、修水-銅鼓北北東、北東擠壓走滑帶由此經(jīng)過。震旦紀之前的中元古界雙橋山群發(fā)育早期的南北向褶皺系與晚期的近東西向構造系(章澤軍等, 2003)。印支-燕山期構造活動誘發(fā)九嶺地區(qū)的滑脫構造(黃修保, 2001)。斷裂構造主要為近北東東和北北東向，其次為北西和南北向，北北東向斷裂在區(qū)內(nèi)最發(fā)育，縱貫全區(qū)，傾向南東，早期以壓扭性為主，晚期張性破碎強烈，該組斷裂與北東東向斷裂復合控制中生代巖體和礦體的分布(豐成友等, 2012)。

2 礦床地質

香爐山鎢礦床位于九江坳陷與九嶺隆起的交界地帶，香爐山-觀音堂背斜南西傾伏端。礦區(qū)出露地層主要為上震旦統(tǒng)陡山沱組含炭質頁巖、燈影組硅質巖和下寒武統(tǒng)王音鋪組炭質頁巖、觀音堂組含炭頁巖及中寒武統(tǒng)楊柳崗組含炭泥質灰?guī)r和上寒武統(tǒng)華嚴寺組條帶狀灰?guī)r(田邦生和袁步云, 2008)(圖2)。其中，楊柳崗組為海相碳酸鹽巖，以黑色、黑灰色薄層-中厚層灰?guī)r夾泥質條帶灰?guī)r、泥灰?guī)r和鈣質頁巖，并含灰?guī)r或白云質灰?guī)r透鏡體，厚度60余米，為主要載礦圍巖。華嚴寺組以深灰色條帶狀泥質灰?guī)r為主，夾厚層灰?guī)r，厚130余米，與下伏楊柳崗組呈整合接觸。

圖2 香爐山鎢礦地質圖(據(jù)田邦生和袁步云, 2008)1-志留系砂巖；2-奧陶系炭質鈣質頁巖；3-寒武系灰?guī)r；4-震旦系硅質巖、砂巖；5-中元古界雙橋山群板巖；6-白堊紀黑云母花崗巖；7-鎢礦體；8-石英白鎢礦脈；9-斷層Fig.2 The geological map of the Xianglushan tungsten deposit (after Tian and Yuan, 2008)1-Silurian sandstone; 2-Ordovician carbonaceous and calcareous shale; 3-Cambrian limestone; 4-Sinian chert and sandstone; 5-Meso-Proterozoic Shuangqiaoshan Group slate; 6-Cretaceous biotite granite; 7-exposed W orebody; 8-quartz-scheelite veins; 9-fault

礦區(qū)內(nèi)褶皺構造以北東向香爐山-太陽山背斜及其次級北北東向系列背-向斜為特征，對巖體就位和成礦過程中起著主導作用。香爐山白鎢礦床產(chǎn)于香爐山背斜與北東向斷裂構造的交匯部位。背斜長約8km，寬度3～4km，屬寬緩型傾伏背斜。西端傾伏，向北西方向偏轉，傾伏角10°～25°，東端為太陽山花崗巖體所截。背斜總體呈北東(55°)向展布，樞紐呈曲狀起伏。成礦巖體基本沿著該背斜展布，是控制礦田的主體構造。斷裂構造主要發(fā)育北東東、北東和北西向三組斷裂，其中北東東向斷裂屬區(qū)域性構造，而北東向斷裂對區(qū)內(nèi)礦體的侵位具有明顯的控制作用(陳波和周賢旭, 2012)(圖2)，礦區(qū)東南部發(fā)育北北東向斷裂，晚期輝綠巖脈沿此斷裂侵位，礦體被其小位移錯斷。層間破碎帶等次級構造對中小型的透鏡狀白鎢礦體起著明顯的控制作用，圍巖(如泥巖、砂巖和灰?guī)r的接觸帶)在褶皺變形過程中破碎滑脫形成成礦的有利空間。

巖體自西向東分別為任家山巖體、高湖巖體和太陽山巖體，在深部為一個整體，侵位深度位于基底與蓋層之間(北東東向香爐山-太陽山背斜及北東向次級褶皺的虛脫部位)，受北東東向斷裂控制(圖2)。與香爐山礦床密切相關的巖體為任家山巖體，其東北部與高湖巖體相連。任家山巖體為黑云母花崗巖，出露于礦區(qū)東北部，向西南部緩慢下傾，與圍巖接觸面近于平行。黑云母花崗巖邊緣相為細粒結構，向巖體內(nèi)部逐漸過渡為中粗粒結構，主要由石英、鉀長石、斜長石和黑云母組成，副礦物為鈦鐵礦為主，其次為鋯石和磷灰石。根據(jù)巖石化學特征，認為其屬于S型花崗巖，獲得的黑云母花崗巖的全巖Rb-Sr等時線年齡為126±2.6Ma，屬于燕山晚期巖漿活動的產(chǎn)物(張家菁等, 2008)。細晶巖脈和輝綠巖脈主要分布在香爐山背斜的東南翼，沿北北東-北東向斷裂，成群出現(xiàn)，長幾百米至數(shù)千米，斜切地層、花崗巖體和鎢礦體。

任家山花崗巖體與震旦系-寒武系的接觸帶發(fā)育顯著的矽卡巖化、云英巖化、鉀化、硅化、綠泥石化、螢石化、絹云母化和碳酸鹽化。蝕變帶厚度數(shù)百米，巖體隆起部蝕變最強烈。近接觸帶主要為矽卡巖化和云英巖化，遠接觸帶主要為石英-硫化物-白鎢礦脈及透鏡狀礦體伴隨的硅化、綠泥石化、螢石化、碳酸鹽化、陽起石化和絹云母化(圖3)。矽卡巖似層狀，位于巖體頂部，寬50～200m。離巖體近端為塊狀矽卡巖，向外逐漸過渡為條帶狀矽卡巖，最外側為角巖。主要礦物組成包括石榴石、透輝石、透閃石，含少量石英和方解石和一定量的白鎢礦。石榴石與輝石呈嵌晶結構，其中石榴石為中-粗粒深褐色，自形，個別具有環(huán)帶結構，主要為鈣鋁榴石；輝石為透輝石，淺綠色，長柱狀。云英巖網(wǎng)脈在背斜核部巖體隆起處最厚，兩翼變薄，云英巖化最強烈處白鎢礦品位較高。云英巖網(wǎng)脈主要疊加在矽卡巖之上，之間相互穿叉，長幾米至數(shù)十米不等，脈寬5～30cm，主要由石英、白云母、螢石和白鎢礦組成。石英-硫化物-白鎢礦脈，平直較穩(wěn)定，穿插早期矽卡巖和云英巖，脈寬0.05～0.5m，主要由石英和硫化物組成，少量的白鎢礦，脈的兩側的伴隨著硅化、螢石化、綠泥石化。在遠端圍巖的層間破碎帶，充填透鏡狀和扁豆狀白鎢礦體，伴隨綠泥石化、陽起石化和絹云母化。晚期為方解石脈，未見礦化。

圖3 香爐山礦石特征(a)-矽卡巖白鎢礦礦石；(b)-石英白鎢礦網(wǎng)脈；(c)-石英硫化物白鎢礦脈；(d)-方解石脈Fig.3 Ore types and compositions in the Xianglushan tungsten deposit(a)-skarn-scheelite ore; (b)-quartz-scheelite veins; (c)-quartz-sulfide-scheelite vein; (d)-calcite vein

白鎢礦體主要賦存在背斜傾伏端，發(fā)育在楊柳崗組含炭泥灰?guī)r與花崗巖接觸帶附近，目前共發(fā)現(xiàn)50個礦體。矽卡巖礦體與地層產(chǎn)狀近于平行，傾角較緩。主礦體呈透鏡狀，走向長～1800m, 寬400～1000m, 最厚～45m。礦體呈北東向展布，向接觸帶的兩側尖滅，以背斜核部為界，分別北西和南東向傾斜。外側還發(fā)育一些扁豆狀和透鏡狀礦體。矽卡巖型礦石呈浸染狀-細脈狀構造，粒狀、葉片狀和乳滴狀結構，主要金屬礦物為白鎢礦和黃銅礦。白鎢礦灰白色，半自形或他形粒狀為主，顆粒大小0.01～4mm，常常充填石榴石和石英礦物顆?？p隙，部分與黃銅礦和磁黃鐵礦連生。云英巖型白鎢礦疊加在矽卡巖的之上，白鎢礦呈細脈狀或浸染狀分布在石英顆粒間，他形粒狀為主，顆粒大小0.01～4mm。石英-硫化物-白鎢礦脈含少量白鎢礦，主要為黃鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦和閃鋅礦等硫化物。方鉛礦、閃鋅礦和磁黃鐵礦呈團塊狀，其間偶見浸染狀-細脈白鎢礦。

3 樣品特征與分析方法

本次研究的礦石樣品采自香爐山鎢礦20線的花崗巖與碳酸鹽巖地層接觸帶上，主要包括矽卡巖-白鎢礦階段、石英-白鎢礦階段、石英-硫化物-白鎢礦階段和方解石脈階段的新鮮礦石樣品。而后對典型的樣品制作包裹體片，通過顯微鏡下對不同期次礦物的包裹體形態(tài)、類型和分布的特征進行觀察，對其初步鑒定。

流體包裹體測試分析在中國地質科學院礦產(chǎn)資源研究所流體包裹體與成礦模擬實驗室完成。激光拉曼光譜儀為英國Renishaw 公司生產(chǎn)的Renishaw-2000 型激光拉曼光譜儀, 激光功率20mW, 激發(fā)波長514nm, 激光最小束斑1μm, 光譜分辨率為1～2cm-1。顯微冷熱臺為英國Linkam生產(chǎn)的THMSG-600冷/熱臺, 溫度控制范圍為-196～600℃, 冷熱臺在-120～-70℃溫度區(qū)間的測定精度為±0.5℃、-70～100℃區(qū)間為±0.5℃, 100～500℃區(qū)間為±2℃。樣品最大鏡域直徑1cm。

表1香爐山鎢礦流體包裹體測溫分析結果

Table 1 Microthermometric data for fluid inclusions in the Xianglushan tungsten deposit

樣品寄主礦物個數(shù)大小(μm)氣液比(%)冰點(Tm,ice)(℃)均一溫度(Th)(℃)鹽度(wt%NaCleqv)矽卡巖石榴石123～185～25-3.2～-0.2209～3620.35～5.26輝石53～55～35-3.2～-2.4240～3834.03～5.26石英73～165～10-3.0～-2.2223～2703.71～4.96石英-白鎢礦石英156～215～15-3.6～-0.9184～2781.57～5.86白鎢礦204～375～10-2.8～-0.2163～2360.35～4.65石英-硫化物-白鎢礦石英124`225-6.0～-2.1204～2843.55～9.21白鎢礦94～105-3.2～-0.4227～2560.70～5.26方解石脈方解石95～225～10-1.2～-0.2143～2350.35～2.07

圖4 香爐山鎢礦不同階段流體包裹體特征(a)-矽卡巖階段石榴石中水溶液包裹體；(b)-石英-白鎢礦階段石英中水溶液包裹體；(c)-石英-白鎢礦階段白鎢礦中水溶液包裹體；(d)-石英-硫化物-白鎢礦階段石英中水溶液包裹體；(e)-石英-硫化物-白鎢礦階段白鎢礦中水溶液包裹體；(f)-方解石脈階段方解石中水溶液包裹體Fig.4 Fluid inclusions in ore and gangue minerals of different altered stages of Xianglushan tungsten deposit(a)-primary aqueous inclusion in the garnet from skarn; (b)-primary aqueous inclusion in the quartz from quartz-scheelite vein; (c)-primary aqueous inclusion in the scheelite from quartz-scheelite vein; (d)-primary aqueous inclusion in the quartz from quartz-sulfide-scheelite vein; (e)-primary aqueous inclusion in the scheelite from quartz-sulfide-scheelite vein; (f)-primary aqueous inclusion in the calcite from calcite vein

4 流體包裹體研究

4.1 流體包裹體巖相學特征與顯微測溫

4.1.1 矽卡巖階段

主要對矽卡巖中石榴石、輝石、石英中流體包裹體進行觀察和測溫分析，主要為兩相H2O溶液包裹體。大部分液相H2O所占體積比例大于85%(室溫25℃條件下，下文同)，而在石榴石和輝石中部分流體包裹體的氣相分數(shù)可達30%～40%。呈群體或串珠狀分布，形狀多為橢圓、長條或不規(guī)則狀，氣液相多為無色，大小范圍在3～18μm(圖4a)。該階段流體包裹體均一溫度范圍為209～383℃，其中石榴石和輝石流體包裹體的均一溫度略高于石英的；鹽度范圍為0.35%～5.26% NaCleqv，峰值為4% NaCleqv(圖5)。

圖5 香爐山流體包裹體均一溫度與鹽度直方圖Fig.5 Histogram of homogenization temperature and salinity in fluid inclusions from the Xianglushan tungsten deposit

4.1.2 石英-白鎢礦階段

主要對石英-白鎢礦網(wǎng)脈中石英和白鎢礦中流體包裹體進行觀察和測溫分析。石英主要包括兩相H2O溶液包裹體，大部分液相H2O所占體積比例大于85%。呈群體分布，形狀多為不規(guī)則、橢圓和長條狀，氣液相多為無色，大小范圍在6～21μm(圖4b)。白鎢礦中主要含兩相H2O溶液包裹體，大部分液相H2O所占體積比例大于90%。一般為零星分布，少量成群分布，形狀多為橢圓、矩形和不規(guī)則狀，氣液相多為無色，大小范圍在4～37μm(圖4c)。該階段所測流體包裹體的均一溫度范圍163～278℃，峰值在210℃，石英中流體包裹體的均一溫度略高于白鎢礦的；鹽度范圍為0.35%～5.86% NaCleqv，峰值在3% NaCleqv(圖5)。

4.1.3 石英-硫化物-白鎢礦階段

主要對石英-硫化物-白鎢礦脈中石英和白鎢礦中流體包裹體進行觀察和測溫分析。石英中主要含兩相H2O溶液包裹體，大部分液相H2O所占體積比例大于90%。呈群體或串珠狀分布，形狀多為不規(guī)則、橢圓和長條狀，氣液相多為無色，大小范圍在4～22μm(圖4d)。白鎢礦中主要含兩相H2O溶液包裹體，大部分液相H2O所占體積比例大于90%。一般為零星分布，偶成群分布，形狀多為橢圓、矩形和不規(guī)則狀，氣液相多為無色，大小范圍在4～10μm(圖4e)。該階段所測流體包裹體的均一溫度范圍204～284℃，峰值在240℃，石英的流體包裹體均一溫度略高于白鎢礦的均一溫度；鹽度范圍為0.70%～9.21% NaCleqv，峰值在3% NaCleqv(圖5)。

圖6 香爐山鎢礦流體包裹體拉曼光譜(a)-矽卡巖階段石英流體包裹體拉曼光譜；(b)-矽卡巖階段鈣鋁榴石流體包裹體拉曼光譜；(c)-石英-白鎢礦階段石英流體包裹體拉曼光譜；(d)-石英-白鎢礦階段白鎢礦流體包裹體拉曼光譜；(e)-石英-硫化物-白鎢礦階段石英流體包裹體拉曼光譜；(f)-方解石脈階段方解石流體包裹體拉曼光譜Fig.6 Raman spectra of fluid inclusions in gangue and ore minerals from the Xianglushan tungsten deposit(a)-Raman spectra for fluid inclusion in the quartz from skarn; (b)-Raman spectra for fluid inclusion in the grossular from skarn; (c)-Raman spectra for fluid inclusion in the quartz from quartz-scheelite vein; (d)-Raman spectra for fluid inclusion in the scheelite from quartz-scheelite vein; (e)-Raman spectra for fluid inclusion in the quartz from quartz-sulfide-scheelite vein; (f)-Raman spectra for fluid inclusion in the calcite from calcite vein

4.1.4 方解石脈階段

主要對方解石脈階段中的方解石中流體包裹體進行觀察和測溫分析。方解石主要為兩相H2O溶液包裹體，大部分液相H2O所占體積比例大于80%。呈零星分布，形狀多為橢圓和矩形，氣液相多為無色，大小為5～22μm(圖4f)。 包裹體均一溫度變化于143～235℃；鹽度范圍為0.35%～2.07% NaCleqv(圖5)。

4.2 流體包裹體的拉曼探針分析

分別對香爐山鎢礦中矽卡巖-白鎢礦、石英-白鎢礦、石英-硫化物-白鎢礦和方解石脈中具有代表性的流體包裹體開展了拉曼探針分析。測試結果顯示，矽卡巖階段礦物流體包裹體中，除了在石英和鈣鋁榴石檢測到H2O的包絡鋒外(圖6a, b)，石英中流體包裹體氣相中還檢測到一定量的CH4和N2(圖6a)；石英-白鎢礦脈階段，除了檢測到流體包裹體中H2O包絡鋒外，石英包裹體中有少量CH4(圖6c)，其中，白鎢礦包裹體拉曼光譜中出現(xiàn)的3111cm-1和3192cm-1峰值(圖6d)，目前還未能確定其代表什么峰；石英-硫化物-白鎢礦階段，石英流體包裹體氣相中檢測到一定量的CH4和少量含有N2(圖6e)；方解石脈中方解石包裹體氣液相組成主要為H2O(圖6f)。

5 討論

5.1 斑巖-矽卡巖鎢礦成礦背景和蝕變分帶

目前，在全世界范圍內(nèi)，石英脈型、斑巖型和矽卡巖型鎢礦床是鎢資源的主要來源。隨著在斑巖-矽卡巖型鎢礦找礦勘查和成礦模型上不斷取得新進展，使得斑巖-矽卡巖型鎢礦在經(jīng)濟價值和理論研究上具有重要的地位(Lu, 1985)。在同一成礦帶或礦床中，斑巖型與矽卡巖型礦床常常密切共生，如Cadia和Ok Tedi礦區(qū)的斑巖-矽卡巖礦床(Jowittetal., 2013)。一般來說，斑巖-矽卡巖W-Sn礦床與酸性的花崗巖密切相關，主要來自熔融的陸殼，發(fā)生在板內(nèi)裂谷環(huán)境下(Richards, 2011)。前期碰撞陸殼經(jīng)歷了加厚過程，緊接其后的是一個伸展的過程，并伴隨著地幔物質上涌產(chǎn)生的熱量和物質使得加厚的地殼深部發(fā)生熔融，形成載礦的原始巖漿(Hildreth, 1981)。一般情況，陸殼提供了全部或大部分金屬來源，因此，與W-Sn礦床成礦相關的多為S型花崗巖類(Hedenquist and Lowenstern, 1994; Maoetal., 2011a)。華南是重要的W-Sn礦產(chǎn)地，多形成于伸展背景下，殼幔相互作用的結果(華仁民和毛景文, 1999; Pengetal., 2006; 彭建堂等, 2008; Yuanetal., 2008; 毛景文等, 2011; Maoetal., 2011a, b, 2013a; 袁順達等, 2012b)。Maoetal. (2013b)提出，長江中下游地區(qū)在143～137Ma期間，巖石圈沿著俯沖板片窗上涌誘發(fā)了大陸殼的熔融，地殼物質的熔融產(chǎn)生了該成礦帶上的過鋁質花崗巖(S類型，鈦鐵礦系列)。上升的富氣相的巖漿侵位到近地表位置，在與圍巖接觸過程中，巖漿逐漸冷卻，釋放成礦流體，在巖體的接觸帶產(chǎn)生了強烈的蝕變分帶，并伴隨著鎢的成礦作用。

前人通過野外地質接觸關系、流體包裹體和同位素研究表明成礦物質主要來自花崗巖體(Richards, 2011)。巖漿在結晶過程中伴隨著顯著蝕變分帶和多階段成礦現(xiàn)象。在空間結構上，常常由斑巖、矽卡巖、淺成低溫熱液、碳酸鹽交代和遠端脈狀和席狀礦床組成(毛景文等, 2011)。同時伴隨多期次蝕變作用，如鉀化，矽卡巖化、云英巖化、石英-絹云母-綠泥石化、泥化、螢石化、硅化和碳酸巖化等，世界上大型和超大型斑巖-矽卡巖礦床都具有上述蝕變部分特征，如大湖塘W-Mo-Cu礦(Maoetal., 2013b)、柿竹園W-Sn-Mo-Bi-Pb-Zn-Ag礦(Maoetal., 1996; 毛景文, 1997; 吳勝華等, 2012; 袁順達等, 2012a)、芙蓉Sn礦(Yuanetal., 2011)和CanTung W礦(Bowmanetal., 1985)等。盡管如此，不同的地區(qū)和成礦類型會存在著蝕變類型組合的差異，如在斑巖型礦床中，鉀化一般會非常顯著，而斑巖型鎢礦床，鉀化不如斑巖型銅礦發(fā)育，但總的說來，鉀化在斑巖型礦床中明顯多于矽卡巖型礦床。斑巖-矽卡巖成礦分帶模型研究仍然是礦床學中重要組成部分，在過去的幾十年中，對指導找礦起到了重大的作用。香爐山矽卡巖型鎢礦在礦化分帶上呈現(xiàn)為近接觸帶主要為矽卡巖和云英巖礦體，遠接觸帶主要為石英-硫化物-白鎢礦脈和透鏡狀礦體。據(jù)此，我們描繪出近似的成礦模型圖，以此說明該地區(qū)矽卡巖鎢礦的成礦模型一般特征(圖7)。

圖7 矽卡巖鎢礦在空間上展布模式圖Fig.7 Proposed model showing the spatial disposition of the skarn W deposit

5.2 成礦流體性質與演化過程

香爐山鎢礦中鎢沉淀跨越了不同的階段，包括矽卡巖、石英-白鎢礦網(wǎng)脈和石英-硫化物-白鎢礦脈階段。經(jīng)濟地質首要關注的是礦床中具有經(jīng)濟價值的成礦元素比值，如W/Mo或Cu/Mo，而他們在很多程度上取決于流體從巖漿結晶過程中的抽取能力，因而眾多學者認為原始流體的氧逸度能起到關鍵的作用，W/Mo比值越高說明成礦流體的氧逸度越低(Candela and Bouton, 1990)。結合不同階段礦物流體包裹體中含一定量的CH4，香爐山礦床富W貧Mo礦化的現(xiàn)象很大程度上是低氧逸度的一種表現(xiàn)，這樣的條件使得更多的W從巖漿結晶過程中轉移到流體相中。鎢礦的流體包裹體中C常常以CO2的形式出現(xiàn)(王旭東等, 2012)，有學者認為鎢在高溫時可能以碳酸鹽、重碳酸鹽的形式遷移(Higgins, 1980)。香爐山鎢礦中矽卡巖、石英-白鎢礦和石英-硫化物-白鎢礦階段的石英包裹體都檢測到一定量的CH4，而未檢測到CO2氣體，同時流體包裹體的鹽度較低，因此推斷香爐山鎢礦鎢的遷移與氯、氟和碳酸根含量關系不大。鎢是高溫熱液成礦元素，但在一些礦床中實際成礦溫度并不高(王旭東等, 2012)，這主要與鎢在成礦熱液中的鎢酸的遷移形式有關，而酸堿性和溫度變化可以使鎢雜多酸絡合物變得不穩(wěn)定而發(fā)生分解(Cattalani and Williams-Jones, 1991; Wood and Samson, 2000; 劉家軍等, 2008)。

圖8 香爐山流體包裹體均一溫度與鹽度圖Fig.8 Plot of homogenization temperatures vs. salinities of fluid inclusion in Xianglushan tungsten deposit

香爐山鎢礦床多期次蝕變大都伴生著鎢成礦特征，其與柿竹園鎢多金屬礦床相似。我們通過分析主要成礦階段的流體包裹體表明：矽卡巖中測定的流體包裹體的均一溫度范圍在209～383℃，略高于石英-白鎢礦和石英-硫化物-白鎢礦階段的流體包裹體的均一溫度，分別為163～278℃和204～284℃，晚期方解石脈的溫度最低為143～235℃。從早成礦階段到晚成礦階段表現(xiàn)為一個降溫的過程，表明鎢成礦溫度較寬泛，與一些矽卡巖鎢礦床(如CanTung和Kara鎢礦)熱演化歷史相似(Singoyi and Zaw, 2001)。矽卡巖和石英-白鎢礦階段流體包裹體的均一溫度和鹽度分布表明，流體經(jīng)歷了降溫的過程，而石英-硫化物-白鎢礦階段流體可能經(jīng)歷了混合作用(圖8)。一般情況，在斑巖-矽卡巖礦床形成過程中，高鹽度的流體具有高的載礦能力。目前來看，斑巖-矽卡巖-石英脈鎢礦床流體包裹體存在兩種不同鹽度，高鹽度鎢礦如俄羅斯的鎢矽卡巖(30%～75% NaCleqv)和低鹽度如紐芬蘭的鎢礦(<10% NaCleqv)，因此有學者認為這是由于WO3可以在純水中有高的溶解度，它的遷移并不依靠Cl(Wood and Vlassopoulos, 1989)。香爐山鎢礦不同期次成礦捕獲到包裹體的鹽度范圍集中在0%～10% NaCleqv，與贛南大脈型鎢礦中測得流體包裹體的鹽度范圍(小于10% NaCleqv)一致(王旭東等, 2012)。并不像一些斑巖-矽卡巖型礦床發(fā)生去氣作用存在兩組流體包裹體鹽度：一組相對低鹽度，另一組相對高鹽度。在我們的研究中，詳細的巖相學觀察表明在成礦過程中流體沒有發(fā)生大規(guī)模的顯著的沸騰作用(富氣相與液相包裹體共生)，表明沸騰作用可能不是香爐山鎢成礦的關鍵因素。由此，一些研究者認為鎢礦形成不取決于流體中高Cl/H2O比值，更多取決于圍巖(Candela and Bouton, 1990)。香爐山鎢礦床中礦石礦物和脈石礦物的流體包裹體鹽度較低證實了這一點，表明在含鎢的流體與碳酸鹽巖之間的反應是鎢沉淀的有效機制。

5.3 成礦機制

贛西北地區(qū)近年發(fā)現(xiàn)的大多鎢礦為斑巖-矽卡巖型礦床，與南嶺地區(qū)鎢成礦帶相似，但成礦年齡明顯晚于后者，由地殼重熔形成花崗質巖漿經(jīng)多期次演化，形成了載礦巖體(Maoetal., 2013b)。野外和室內(nèi)工作表明香爐山鎢礦，成礦作用主要與中細粒黑云母花崗巖相關，具有多階段成礦特征。前人首先討論了該地區(qū)花崗巖體含鎢特征(黑云母花崗巖鎢含量范圍在53×10-6～94×10-6)，而礦床中硫化物的硫同位素組成范圍1.2‰～4.6‰，表明成礦物質來自任家山巖體的黑云母花崗巖(陳耿炎, 1990)。因此香爐山花崗巖體為鎢礦提供了重要的鎢來源，而圍巖地層為含鈣質的灰?guī)r，為白鎢礦的沉淀提供成礦物質鈣。構造上巖體與圍巖緩傾的接觸關系利用物質的交換和保存。蝕變帶由近接觸帶和遠接觸帶組成，一般認為，近接觸帶矽卡巖和云英巖型白鎢礦為巖體早階段釋放的流體對圍巖碳酸鹽巖交代作用形成，而區(qū)域構造斷裂和巖體侵位產(chǎn)生的裂隙為遠接觸帶透鏡狀鎢礦體和石英-白鎢礦-硫化物脈形成提供了物質運移的通道和成礦空間(吳勝華等, 2012)。結合不同蝕變與成礦階段物質組成和流體性質分析，我們認為：早階段，巖漿結晶冷卻導致富Fe-Al的流體出溶，較高溫度的流體對圍巖的交代形成石榴石-輝石矽卡巖，伴隨著含鎢的流體釋放，與圍巖反應時，溫度降低和堿性升高，促使白鎢礦沉淀成礦，由于巖體繼續(xù)冷卻，釋放出的流體成分轉變?yōu)镾i-W-H2O，并向外釋放，壓力迫使矽卡巖及其外圍產(chǎn)生網(wǎng)脈狀裂隙，進而在矽卡巖之上疊加網(wǎng)脈狀石英-白鎢礦。晚階段，富S-Si的流體沿著大的斷裂，運移到遠端，充填形成石英-硫化物脈。

6 結論

(1)通過對不同蝕變帶上礦石礦物和脈石礦物的流體包裹體顯微測溫分析顯示：矽卡巖中的流體包裹體的均一溫度范圍在209～383℃，石英-白鎢礦和石英-硫化物-白鎢礦階段的流體包裹體的均一溫度分別為163～278℃和204～284℃，晚期方解石脈的溫度最低為143～235℃；矽卡巖中的流體包裹體的鹽度范圍在0.35%～5.26% NaCleqv，脈狀石英-白鎢礦和石英-硫化物-白鎢礦中流體包裹體的鹽度范圍分別為0.35%～5.86% NaCleqv和0.70%～9.21% NaCleqv，晚期方解石脈的鹽度為0.35%～2.07% NaCleqv。從早期到晚期成礦階段表現(xiàn)為一個降溫的過程，指明了鎢成礦溫度較寬泛。通過拉曼探針分析，香爐山鎢礦中矽卡巖、石英-白鎢礦和石英-硫化物-白鎢礦階段的石英包裹體都檢測到一定量的CH4，同時流體包裹體的鹽度較低，因此推斷香爐山鎢礦鎢的遷移可能以鎢雜多酸的形式遷移，在圍巖反應時，溫度降低和堿性升高，促使白鎢礦沉淀成礦。

(2)香爐山礦床具有明顯的分帶特征，由近接觸帶矽卡巖和云英巖礦體和遠接觸帶脈狀石英-硫化物-白鎢礦脈和透鏡狀礦體組成。從早期到晚期成礦流體溫度和物質組成變化是成礦發(fā)生分帶的重要原因。

致謝在野外和室內(nèi)工作中，分別得到江西省地質調查研究院羅小洪等和中國地質科學院礦產(chǎn)資源研究所礦物巖石研究室陳偉十和楊丹等的幫助；兩位審稿人對論文初稿提出了寶貴的修改意見；在此深表謝意。

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