廣東樂昌禾尚田鎢礦礦化特征與成因

李康寧

(廣東省地質(zhì)調(diào)查院，廣東廣州510080)

廣東樂昌禾尚田鎢礦礦化特征與成因

李康寧

(廣東省地質(zhì)調(diào)查院，廣東廣州510080)

摘要：禾尚田鎢礦主要發(fā)育于天子嶺組下段和中段碳酸鹽巖中，圍巖蝕變有大理巖化、云英巖化和矽卡巖化；其礦脈類型為石英脈、長石脈和云英巖脈；礦石礦物有黑鎢礦、白鎢礦、錫石、毒砂、螢石等。該礦床屬特大型鎢礦，具有多種礦化類型疊加、多階段成礦的特點。

關(guān)鍵詞：鎢礦床；礦化特征；成因分析；禾尚田；廣東樂昌

0引言

禾尚田鎢多金屬礦區(qū)位于廣東省樂昌市云巖鎮(zhèn)。該礦區(qū)近年來找礦成果顯著，相繼發(fā)現(xiàn)了沙棟里、石沖和雪馬田3個鎢礦段，現(xiàn)有工程控制的鎢資源量已達超大型，找礦前景良好。通過分析禾尚田礦區(qū)的礦化特征和圍巖特征，初步總結(jié)了礦床的成因類型。

1礦區(qū)地質(zhì)

禾尚田礦區(qū)處于南嶺東西向構(gòu)造帶中段，粵北“山”字型構(gòu)造瑤山脊柱西翼和南端，位于廣東省最重要的樂昌—乳源銻多金屬成礦帶中(圖1)(羅漢民等，2006；周明文，2013)。

圖1　礦區(qū)交通與礦段分布圖Fig.1　Map showing traffic and ore section distribution in the ore district

礦區(qū)出露地層均為泥盆系(D)，為一套以灰?guī)r為主的巖性組合。主要出露的地層有：棋梓橋組(Dq)：巖性以灰—深灰色厚層狀白云質(zhì)灰?guī)r、白云巖為主，夾厚層狀灰?guī)r。天子嶺組下段(Dt1)：巖性為深灰色泥質(zhì)條帶灰?guī)r與厚層狀微晶灰?guī)r相間產(chǎn)出，夾灰?guī)r透鏡體，風(fēng)化后可見殘存的薄層、片狀泥頁巖。天子嶺組中段(Dt2)：巖性為灰白色厚層-塊狀泥晶灰?guī)r、微晶灰?guī)r，含生物碎屑、核形石，局部夾薄層條帶狀灰?guī)r和白云質(zhì)灰?guī)r，在礦區(qū)內(nèi)表現(xiàn)為大理巖化。天子嶺組上段(Dt3)：巖性為薄層條帶狀含粉砂質(zhì)泥質(zhì)灰?guī)r，局部夾中厚層狀微晶灰?guī)r。礦區(qū)范圍內(nèi)地表未見巖漿巖及巖脈出露。

2礦脈特征

2.1　礦脈類型

礦區(qū)含礦脈主要有3類：石英脈、長石脈及云英巖脈。礦脈類型的平面分布：沙棟里礦段以石英脈為主，云英巖脈次之；雪馬田礦段以石英脈為主，長石脈、云英巖脈次之；石沖礦段以石英脈為主，云英巖脈、長石脈次之。垂直方向分布：淺部云英巖脈為主，中部石英脈占多數(shù)，下部以長石脈占優(yōu)。整個鎢礦床以石英脈最為重要，長石脈、云英巖脈次之。這3種主要礦脈的特征分別描述如下。

石英脈：主要由石英(質(zhì)量分數(shù)約為90%)、云母(質(zhì)量分數(shù)<10%)及方解石、長石(2%)等組成。致密塊狀構(gòu)造，嵌鑲結(jié)構(gòu)。石英呈他形粒狀結(jié)構(gòu)，云母主要沿石英裂隙填充，常與云母石英脈伴生，亦見與云英巖脈共生交切，局部平緩彎曲狀，一般走向延展約5～10 m，脈幅3～8 cm，少數(shù)達10 cm以上。若石英呈強油脂光澤且脈中含少量云母，則含礦性較好，常見粒狀白鎢礦、板柱狀黑鎢礦、團塊狀黝錫礦及錫石；若石英呈乳白色且脈中無云母，往往含礦性較差。

長石脈：長石質(zhì)量分數(shù)>90%，多呈煙灰色，自形板狀，易高嶺土化；長石多為鉀長石，灰白色，自形板狀，可見2組近垂直解理，硬度6.0～6.5。該類礦脈多發(fā)育于雪馬田礦段及石沖礦段深部約500 m以下，礦脈脈幅多在5 cm以上。含礦性較好，可見高品位的黑鎢礦、白鎢礦，也可見錫石集合體。

云英巖脈：主要為石英及云母，云母質(zhì)量分數(shù)占30%±，偶見螢石。灰白色，具細中粒鱗片狀變晶結(jié)構(gòu)和塊狀構(gòu)造，呈脈狀常與(云母)石英脈相伴產(chǎn)出，主要發(fā)育于地表及淺部，是礦區(qū)內(nèi)常見的礦脈類型。脈幅多為毫米或厘米級，含浸染狀、乳濁狀白鎢礦，黑鎢礦較少，含礦性一般。

2.2　礦體特征

共圈定礦體107條，礦體在橫剖面上總體呈平行分布，縱剖面上呈扇形分布；總體走向為NE方向，傾向320°，傾角為72°～82°，部分近直立；走向上延伸99～1 116 m，以中部Ⅵ礦體分布較連續(xù)、延伸較長、往兩側(cè)逐漸變短；傾向上延伸74～1 347 m；礦體大部分隱伏，少量出露地表。

礦體WO3品位0.156%～2.870%，平均品位為0.510%；真厚度0.45 ～3.03 m，平均真厚度1.69 m。其中Ⅵ為礦區(qū)最大的礦體，厚度大，品位富；主要由石英脈、長石脈、云英巖脈與碳酸鹽巖石組成；主要礦物為白鎢礦，黑鎢礦，錫石，毒砂等，呈星點狀，團塊狀產(chǎn)出；礦體走向為NE—SW方向，最大延伸804 m；傾向320°，傾角64°～78°，最大延伸896 m，且往深部未完全控制，仍有進一步延伸的趨勢；礦體形態(tài)總體上呈薄板狀，局部呈透鏡狀；礦體WO3品位0.187%～3.060%，平均品位0.690%；真厚度0.57～3.70 m，平均真厚度1.80 m。

3礦石類型

礦體賦存于大理巖化灰?guī)r裂隙中，為云英巖脈+石英脈+長石脈脈帶型黑鎢礦、白鎢礦礦床。礦石中金屬礦物主要有白鎢礦、少量黑鎢礦，伴生錫石、毒砂、黃銅礦、銀、黃鐵礦等，非金屬礦物主要有方解石、石英、螢石、長石、白云母等。

按礦石自然類型，可進一步分為3種。

(1) 單一鎢礦石：方解石-石英-黑鎢礦-白鎢礦。(2) 單一錫礦石：方解石-石英-黝錫礦-錫石。(3) 鎢錫礦石：鎢礦石共生、伴生錫，方解石-石英-錫石-黑鎢礦-白鎢礦礦石(李健彪，2012)。

4礦物特征

礦脈中主要礦物為黑鎢礦，白鎢礦，錫石(圖2)；次要礦物為毒砂，螢石等(李健彪，2009)，其特征描述如下。

圖2　雪馬田礦段V86礦體素描圖(ZK3107)1-石英脈：乳白色，油脂光澤，貝殼狀斷口，硬度較大；2-黑鎢礦：紅棕色、灰黑色，短柱狀、板狀，粒徑2～10 mm；3-白鎢礦：灰白色，呈不規(guī)則粒狀產(chǎn)出在黑鎢礦周圍，紫外線照射下呈天藍色；4-云母：灰白色，薄片狀，呈線狀沿裂隙分布Fig.2　Sketch showing the orebody No.V86 in the 　Xuematian ore section (ZK3107)

黑鎢礦[(FeMn)WO4]：鐵黑色、黑褐色，半風(fēng)化呈褐紅色，為礦區(qū)重要工業(yè)礦物，產(chǎn)于長石石英脈、石英脈中，多以粗大板狀晶體出現(xiàn)；于云英巖脈中時，則以他形粒狀、團塊狀集合體為主，偶呈板狀產(chǎn)出。常與白鎢礦、黃鐵礦伴生，黑鎢礦常聚集于石英脈、石英云母脈的兩壁，其晶體長軸多呈垂直姿態(tài)生長，此礦物一般形成于石英脈早期，并有被白鎢礦、黃鐵礦溶蝕交代現(xiàn)象及多次沉淀結(jié)晶現(xiàn)象。

白鎢礦(CaWO4)：白色至淡黃色，具油脂光澤，多呈他形粒狀，在石英脈及云英巖脈中一般沿黑鎢礦邊緣或裂隙交代黑鎢礦呈團塊產(chǎn)出，在長石石英脈中可見半自形粗板狀、錐狀晶粒。也生于附近圍巖，尤以大理巖化蝕變帶、矽卡巖化蝕變帶及絹云母脈中呈星點狀散布。此外，充填在長石石英脈、云英巖脈和方解石脈邊緣裂隙中，或產(chǎn)出于云母和石英礦物接觸邊緣裂隙中，多沿裂隙而呈細脈充填或交代，為礦區(qū)主要工業(yè)礦物。表面裂理發(fā)育，方解石呈填隙脈充填，見有螢石穿插，分布在云英巖脈中。

錫石(SnO2)：呈黃褐色，自形—半自形晶，在石英脈中常呈正方粒狀、錐狀或半自形粗粒狀結(jié)晶，具環(huán)帶結(jié)構(gòu)；在云英巖脈中則為散粒狀單晶體，粒度較細，外圍常分布黝錫礦，也見粒度較小的錫石呈板狀或蠕蟲狀分布在黝錫礦中。云英巖脈中的錫石分布不均勻，多富集于白云母及絹云母集合體的邊緣，同時與黑鎢礦關(guān)系密切。錫石部分與鎢礦共生，部分為伴生組分。

毒砂(FeAsS)：白色至銀灰色，多呈他形粒狀，可見菱面體狀、長柱狀自形—半自形晶產(chǎn)出，多與黃鐵礦及閃鋅礦伴生，產(chǎn)于蝕變圍巖中，鏡下觀察大部分顆粒具破碎現(xiàn)象。大理巖化灰?guī)r內(nèi)毒砂與黃鐵礦多以沿灰色條帶分布。

螢石(CaF2)：淺綠色或白色，玻璃光澤，透明—半透明，呈塊狀或粒狀聚集體。在螢石脈中是主要脈石礦物，為團塊狀粒狀結(jié)構(gòu)；產(chǎn)于石英脈中者常與毒砂、黃鐵礦等共生，可作為有益伴生組分回收。

5圍巖特征

礦區(qū)鎢錫礦體主要發(fā)育在天子嶺組下段和中段碳酸鹽巖中，少量產(chǎn)于天子嶺組上段和棋子橋組碳酸鹽巖中，由于礦體由含網(wǎng)脈狀分布的長石脈、石英脈、云英巖脈灰?guī)r組成，礦體密集近平行分布，與圍巖需用品位來劃分。礦體中含有較多的碳酸鹽巖，圍巖中同時也有一些含礦脈帶，礦體與圍巖邊界為漸變過渡(李健彪，2013)。礦區(qū)內(nèi)主要圍巖蝕變類型有大理巖化、云英巖化、矽卡巖化，其特征如下。

5.1　大理巖化

礦區(qū)泥盆系灰?guī)r普遍存在大理巖化，呈面狀分布，以鎢礦區(qū)沙棟里、雪馬田和石沖礦段為中心，向外圍逐漸變?nèi)酢Ｔ阪u礦區(qū)中心地段大理巖化強弱不均，一般情況下，鄰近鎢礦化較強的地段大理巖化則較強，但也不盡如此，鉆孔揭露顯示大理巖化強度并不隨深度的增加而增強，如雪馬田礦段ZK3110孔，約1 500 m時，當(dāng)存在明顯鎢錫礦化的情況下，灰?guī)r并沒有明顯大理巖化，基本上為微晶灰?guī)r，其他礦段大多數(shù)鉆孔也存在這種現(xiàn)象。

灰?guī)r中主要礦物方解石在顯微鏡下根據(jù)粒度的大小主要以2種形態(tài)出現(xiàn)：(1)大多數(shù)為細晶—微晶，粒度為幾微米—幾十微米；(2)較大顆粒的方解石晶體為大理巖化重結(jié)晶形成，大理巖化重結(jié)晶的部分粒度不均勻，形狀不規(guī)則，晶體接觸緊湊。早期大理巖化同時見到少量毒砂、黃鐵礦等礦化現(xiàn)象，晚期大理巖化通常伴隨矽卡巖化、云英巖化、螢石化、絹云母化，常見少量他形粒狀毒砂。與含礦脈接觸的大理巖化灰?guī)r常見到微細粒白鎢礦產(chǎn)于粒度較小的方解石中。早期大理巖化普遍存在于鎢礦區(qū)3個礦段，晚期大理巖化以石沖礦段尤為集中，形成小規(guī)模的白鎢礦帶。

5.2　云英巖化

分布于鎢礦化較強區(qū)域，是礦區(qū)重要蝕變類型之一。通?？煞譃?種類型：一種是有石英脈充填的云英巖即脈側(cè)云英巖；另一種是無石英脈充填的云英巖，偶見云英巖沿石英脈裂隙充填交代。云英巖常與石英脈、云母石英脈互相伴生，云英巖主要由石英、云母組成，兩者質(zhì)量分數(shù)相當(dāng)。石英多呈透明、半透明，不規(guī)則粒狀結(jié)構(gòu)；白云母呈淡綠色，細鱗片狀均勻分布在石英中。形成的金屬礦物多呈他形粒狀結(jié)構(gòu)，主要為白鎢礦、黑鎢礦、錫石、黝錫礦、黃鐵礦、毒砂等。少部分云英巖脈鎢錫礦化程度較高，可圈出工業(yè)礦體，是鎢錫礦的重要含礦脈。

5.3　矽卡巖化

矽卡巖化在地表出露不明顯，主要呈帶狀產(chǎn)出于石沖礦段V217—V221、V256—V260、V278—V283礦體的含礦脈帶中，以海拔高程400～550 m分布較強。除此之外，石沖礦段其他礦體及雪馬田礦段深部也零星出現(xiàn)矽卡巖化，矽卡巖主要礦物包括符山石、透輝石、透閃石、石榴子石等。常產(chǎn)于早期云英巖脈、方解石脈及大理巖化蝕變帶中；晚期多見云英巖脈、絹云母脈充填交代，見毒砂、黃鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦等金屬礦物，亦可見少量他形粒狀白鎢礦。

6成因分析

礦區(qū)成礦作用具有多期、多階段特征，因而形成從高溫到中低溫?zé)嵋弘A段多種礦化類型共生的礦床。

6.1　熱源與礦源

為了確定礦床形成的地質(zhì)年代，在雪馬田礦段ZK3901與ZK3902孔之間的地表露頭采取云英巖脈，經(jīng)對其中的白云母測試，獲得坪年齡為(161.1±1.1)Ma(圖3)(付建明等，2013)。因此，禾尚田鎢礦床的形成年代大致可確定為160 Ma左右，屬燕山早期(J1—J2)晚階段的中侏羅世。

圖3　含礦云英巖脈白云母Ar-Ar同位素坪年齡Fig.3　Ar-Ar plateau ages of muscovite from ore-bearing greisen

付建明等(2009)對礦區(qū)石英包裹體的均一溫度和鹽度進行了研究，結(jié)果顯示與礦化有關(guān)的石英均一溫度多集中在160～280 ℃(圖4)，大于300 ℃的高溫值數(shù)量很少；鹽度多為1%～8%，偏低，成礦流體屬中低溫-低鹽度流體。初步認為成礦流體來源于巖漿熱液，與華南大部分鎢礦類似，與燕山期花崗巖有關(guān)。

圖4　石英包裹體均一溫度-頻率直方圖Fig.4　Frequency histogram of homogenization 　　temperature for quartz inclusions

在燕山早期(J1—J2，)中侏羅世(約160 Ma)，殼源巖漿形成時因同化高豐度鎢的地層而形成較高的原始豐度。在巖漿上升過程中繼續(xù)從高豐度鎢的地層中吸收一部分鎢，形成礦化花崗巖漿。礦化花崗巖漿上升后，在冷卻過程中分離出含礦熱液，構(gòu)成礦區(qū)鎢礦床的主要物質(zhì)來源。含礦熱液在上升過程中也可以從有利圍巖中萃取一部分鎢，構(gòu)成礦床中鎢的另一來源。

6.2　控礦構(gòu)造

礦區(qū)處于NE向郴州—懷集大斷裂、EW向古亞洲構(gòu)造帶(基底)、SN向瑤山復(fù)背斜相交復(fù)合部位的次級隆拗交接帶；而礦床礦脈及主脈帶均呈NE、EW或SN走向，顯示出以張性為主的張剪性活動特征，說明礦化優(yōu)選方位受到不同構(gòu)造帶的聯(lián)合制約(付建明等，2008；邸文等，2012)。

6.3　形成過程

高溫含礦熱液在上升過程中，先疊加于早期矽卡巖上形成矽卡巖型鎢礦體；隨后熱液逐漸冷卻、繼續(xù)上升，在泥盆系碳酸鹽巖的節(jié)理裂隙中充填形成脈帶型白鎢礦。隨著含礦熱液進一步冷卻，金屬硫化物沿節(jié)理裂隙進行充填交代，形成中低溫?zé)嵋弘A段的硫化物礦床。

值得注意的是，禾尚田鎢礦床屬大型以上，具有多種礦化類型疊加、多階段成礦的特點，說明巖漿活動多期次、礦源豐富、導(dǎo)礦構(gòu)造穩(wěn)定暢通。

7結(jié)論

(1) 禾尚田鎢礦為云英巖脈+石英脈+長石脈脈帶型黑鎢礦白鎢礦礦床。

(2) 礦脈類型存在水平分帶和垂直分帶現(xiàn)象, 整個礦床以石英脈為主，長石脈、云英巖脈次之。

(3) 礦床形成于燕山早期(J1—J2)中侏羅世(約160 Ma)。成礦流體來源于巖漿熱液，與燕山期花崗巖有關(guān)。

(4) 礦床具有多種礦化類型疊加、多階段成礦的特點。

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Mineralization features and origin of the Heshangtian tungsten deposit in Lechang, Guangdong Province

LI Kang-ning

(Geological Survey of Guangdong Province, Guangzhou 510080, Guangdong, China)

Abstract：The Heshangtian tungsten deposit of Guangdong Province occurs in carbonate rocks of the lower and middle members of Tianziling Formation, and its wall rock alteration includes marbleization, greisenization and skarnization. Ore veins are mainly quartz veins, feldspar veins and greisen veins. The ore minerals contain cassiterite, wolframite, scheelite, arsenopyrite and fluorite. This deposit is a super-large tungsten deposit, and is featured by superimposition of multiple mineralization types and multi-stage mineralization.

Keywords：tungsten deposit; mineralization features; genesis; Heshangtian, Lechang in Guangdong

作者簡介：李康寧(1982—)，男，工程師，主要從事礦產(chǎn)地質(zhì)勘查工作，E-mail：945380899@qq.com

基金項目：廣東省與國土資源部合作項目“廣東省樂昌市禾尚田地區(qū)鎢多金屬礦勘查”

收稿日期：2014-02-27；修回日期：2014-04-01；編輯：侯鵬飛

中圖分類號：P618.67

文獻標識碼：A

文章編號：1674-3636(2015)01-0032-05

doi:10.3969/j.issn.1674-3636.2015.01.32