川口礦田鎢成礦期次及成礦階段初步研究

何友宇，姜必廣，周錫平，劉紅兵，覃金寧，周倩

（湖南省核工業(yè)地質(zhì)局三〇六大隊(duì)，湖南 衡陽 421008）

川口礦田鎢成礦期次及成礦階段初步研究

何友宇*，姜必廣，周錫平，劉紅兵，覃金寧，周倩

（湖南省核工業(yè)地質(zhì)局三〇六大隊(duì)，湖南 衡陽 421008）

川口礦田位于川口南北隆起之南段，為茶陵—郴州NNE向大斷裂與安仁—常德NW向基底隱伏大斷裂所組成的三角區(qū)內(nèi)，是湘中地區(qū)重要的鎢礦化集中區(qū)。文章在較為詳細(xì)的鏡下巖礦鑒定和野外實(shí)地觀察的基礎(chǔ)上，根據(jù)礦田地質(zhì)特征、鎢礦化類型、礦石類型及結(jié)構(gòu)構(gòu)造、鎢礦石礦物組合及其相互穿插關(guān)系，將川口礦田鎢成礦分為3個(gè)成礦期次和8個(gè)成礦階段，表明川口礦田鎢礦的形成具有多期多階段性。

鎢礦；成礦階段；礦物組合；成礦期次；川口礦田

湖南省衡南縣川口鎢礦田位于湖南省衡南縣境內(nèi)，是湘中地區(qū)重要的鎢礦化集中區(qū)。礦田內(nèi)控礦構(gòu)造發(fā)育，巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，成礦條件優(yōu)越。構(gòu)造—巖漿活動(dòng)頻繁而強(qiáng)烈，褶皺與斷裂構(gòu)造相互疊加、改造和遷就利用，致使區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造及巖漿活動(dòng)復(fù)雜多變，亦為本區(qū)鎢成礦奠定了較好的地層、構(gòu)造和巖漿活動(dòng)的地質(zhì)基礎(chǔ)。區(qū)域上地層出露較全面，除志留系外，從中元古界到第四系均有分布，區(qū)域礦產(chǎn)分布較為廣泛，該區(qū)是湘中地區(qū)鎢、錫、銅、鉛、鋅、金、銀等有色金屬成礦有利地段。

川口礦田鎢礦成因?yàn)閹r漿后期氣化高—中溫?zé)嵋捍竺}充填及（細(xì)脈）交代蝕變巖型；鎢礦化類型按其產(chǎn)出圍巖及花崗巖的空間關(guān)系可分為花崗巖內(nèi)帶型、外帶型和內(nèi)外接觸帶型；成礦物質(zhì)及流體來源于川口巖體分異晚期氣化高溫?zé)嵋杭捌渥宰冑|(zhì)流體；液壓致裂作用、蝕變交代作用等導(dǎo)致流體地球物理化學(xué)環(huán)境變化（突變或漸變）而形成的“耗散結(jié)構(gòu)”是主要的成礦作用機(jī)理［1］。前人對(duì)川口礦田內(nèi)多個(gè)礦床進(jìn)行了較為詳細(xì)的研究［1～9］，且以往研究主要集中在鎢礦化特征、礦床成因、成礦機(jī)理、控礦構(gòu)造、礦床地球化學(xué)特征、控礦因素及成礦模式等方面，而對(duì)川口礦田成礦階段及礦化期次方面研究較少，以至于未能全面認(rèn)識(shí)川口礦田地質(zhì)特征。本文通過分析礦田中不同礦物的光、薄片，并結(jié)合礦田地質(zhì)特征及礦物之間相互穿插關(guān)系，研究熱液活動(dòng)、圍巖蝕變、成礦階段、礦物組合特征及其礦化期次，以期對(duì)礦田的鎢礦成因提供較有利的信息。

圖1 川口礦田地質(zhì)略圖（據(jù)湖南核工業(yè)306隊(duì)資料修編）1.泥盆—石炭系；2.全新統(tǒng)；3.更新統(tǒng)；4.神皇山組；5.龍?zhí)督M；6.茅口組；7.棲霞組；8、壺天群；9.梓門橋組；10.巖關(guān)階；11.錫礦山組；12.佘田橋組；13.棋梓橋組；14.跳馬澗組；15.天子地組；16.架枧田組；17.桑梓嶺單元；18.巖前單元；19.秋里單元；20.大嶺腦單元；21.寶嶺單元；22.花崗巖脈；23.花崗斑巖；24.石英脈；25.地質(zhì)界線；26.構(gòu)造Fig.1 Chuankou ore feld geologic scheme1.Devonian-Carboniferous； 2.Holocene series； 3.Pleistocene series； 4.Shenhuangshan formation； 5.Longtan formation； 6.Maokou formation；7.Qixia formation； 8.Hutian formation； 9.Zimenqiao formation； 10.Yanguanian Stage； 11.Xikuangshan formation； 12.Shetianqiao formation；13.Qiziqiao formation； 14.Tiaomajian formation； 15.Tianzidi formation； 16.Jiajiantian formation； 17.Sangziling unit； 18.Yanqian unit；19.Qiuli unit； 20.Dalingnao unit； 21.Baoling unit； 22.granitic dike； 23granite porphyry； 24.quartz vein； 25.geological boundary； 26.fault

1 礦田地質(zhì)概況

川口礦田位于茶陵—郴州NNE向大斷裂與安仁—常德NW向基底隱伏大斷裂所組成的三角區(qū)域內(nèi)［10］（圖1）。

研究區(qū)位于川口近南北向隆起的南段，為早期（加里東）東西向褶皺隆起與晚期（印支）南北向褶皺隆起復(fù)合疊加形成的復(fù)式背斜。區(qū)內(nèi)出露地層較全，主要有青白口系高澗群為一套板巖、砂質(zhì)板巖類復(fù)理石建造；晚古生界泥盆—石炭系為碳酸鹽—碎屑巖建造，泥盆—石炭系地層呈角度不整合覆蓋于基底之上；第四系殘破積物。

區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育，主要構(gòu)造形跡有褶皺構(gòu)造、斷裂構(gòu)造、不整合界面，不同方向構(gòu)造相互疊加改造。褶皺構(gòu)造主要有NEE向褶皺和NNW向褶皺。斷裂構(gòu)造主要為NE向、近SN向的NNE、NNW向以及遷就改造加里東期的近EW向及NEE向斷裂。NE向斷裂，規(guī)模較大，多為控巖控礦的區(qū)域性斷裂，而近SN向及近EW向斷裂規(guī)模較小，NNW向斷裂多為次級(jí)斷裂是區(qū)內(nèi)最主要的導(dǎo)礦斷裂和儲(chǔ)（賦）礦斷裂。泥盆—石炭系地層與青白口系高澗群之間的不整合面巖石較為破碎，表現(xiàn)為破碎裂隙帶。

礦田及其外圍區(qū)域構(gòu)造—巖漿熱液活動(dòng)頻繁，區(qū)內(nèi)有加里東期、印支—燕山期和喜馬拉雅期等巖漿巖出露，尤其是該地區(qū)燕山早期花崗巖富硅、過鋁質(zhì)高鉀的鈣堿性系列且有幔源巖漿加入［11～14］、后造山構(gòu)造環(huán)境、“S型”［15，16］殼源重熔型類花崗巖，區(qū)內(nèi)礦化花崗巖川口巖體巖漿活動(dòng)較為強(qiáng)烈，巖體分異充分，巖體演化完全且富含W、Mo元素及揮發(fā)分，其與礦田內(nèi)鎢礦化關(guān)系極為密切。

表1 川口礦田及外圍鎢礦化類型及其特征Table 1 Tungsten mineralization types and characteristics of Chuankou ore feld and its periphery

2 鎢礦化類型及礦石礦物

2.1 鎢礦化類型

川口礦田鎢礦化類按其與巖體的空間關(guān)系可分為內(nèi)帶型及內(nèi)外接觸帶型，按其成因及產(chǎn)狀可分為石英大脈充填型和蝕變交代巖型（包括細(xì)網(wǎng)脈充填型），兩者在同一礦床、同一礦體大多呈互相聯(lián)系，相互過渡關(guān)系。礦田主要鎢礦化類型見表1。

2.2 礦石類型及結(jié)構(gòu)構(gòu)造

2.1.1 礦石類型

川口礦田礦石類型按照礦石的礦物組成可分為：石英—黑鎢礦類型；石英—白鎢礦類型；石英—云母—長(zhǎng)石—黑鎢礦類型；石英—云母—長(zhǎng)石—白鎢礦類型；石英—云母—長(zhǎng)石—黑鎢礦—白鎢礦類型；石英—云母—長(zhǎng)石—硫化物—黑鎢礦石類型；石英—云母—長(zhǎng)石—硫化物—白鎢礦類型；石英—云母—長(zhǎng)石—硫化物—黑鎢礦—白鎢礦類型；石英—多金屬硫化物類型。其中石英—黑鎢礦類型是石英脈型鎢礦的主要礦石類型，石英—白鎢礦類型是不整合面型鎢礦的主要礦石類型，石英—云母—長(zhǎng)石—白鎢礦類型是巖體型鎢礦的主要礦石類型。

2.1.2 礦石結(jié)構(gòu)及構(gòu)造

川口礦田鎢礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造與我國(guó)華南地區(qū)同類型鎢礦床礦石基本一致，礦石結(jié)構(gòu)主要有自形粒狀結(jié)構(gòu)、他形—半自形結(jié)構(gòu)、粒狀結(jié)構(gòu)、溶蝕交代結(jié)構(gòu)、固溶體分離結(jié)構(gòu)和嵌晶結(jié)構(gòu)等；礦石構(gòu)造梳狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造、晶洞狀構(gòu)造、脈狀構(gòu)造、斑雜狀構(gòu)造，少量的線狀、條帶狀構(gòu)造［6］。

2.3 礦石礦物組合及分布特征

川口礦田礦石礦物主要有黑鎢礦、白鎢礦、黃鐵礦、黃銅礦、輝鉬礦、輝鉍礦、方鉛礦、閃鋅礦，脈石礦物主要有石英、長(zhǎng)石、重晶石、方解石、電氣石、螢石。礦田內(nèi)礦石礦物組合類型由于鎢礦化的成因類型、成礦溫度、圍巖巖性等方面的差不同亦各不相同，其礦物組合類型主要分為黑鎢礦—硫化物組合，黑鎢礦、白鎢礦—硫化物組合，白鎢礦—硫化物組合三類；其中硫化物分為輝鉬礦、輝鉍礦、黃鐵礦、黃銅礦組合，黃鐵礦、黃銅礦、輝鉍礦、閃鋅礦、方鉛礦組合，黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦組合。

前人研究［1］表明川口礦田鎢礦石礦物組合分布具有如下特征：

（1）高溫黑鎢礦—硫化物組合礦石礦物主要分布于花崗巖內(nèi)帶或賦存在礦體的上—中部；白鎢礦—硫化物組合礦石礦物主要分布于花崗巖外帶、內(nèi)帶接觸帶或賦存在礦體中—下部；外帶鎢礦化遠(yuǎn)離巖體為白鎢礦—硫化物組合礦石礦物，靠近巖體為黑鎢、白鎢—硫化物組合礦石礦物。兩種組合類型同時(shí)出現(xiàn)于礦體之中，呈不同成礦階段疊加特征：鏡下可見白鎢礦與黑鎢礦互為交代，既具有黑鎢礦穿插包圍交代白鎢礦，亦見有白鎢礦交代黑鎢礦（圖2）。

圖2 白鎢礦和黑鎢礦相互穿插關(guān)系圖Fig.2 Scheelite and wolframite and its interrelationship graph

（2）產(chǎn)于巖體內(nèi)帶的鎢礦體其上部具有W、Mo、Bi的高溫鎢礦—硫化物組合；鎢礦體中部具有中高溫鎢礦—硫化物組合；鎢礦體下部鎢礦化變?nèi)?、尖滅而出現(xiàn)中—低溫多金屬硫化物（閃鋅礦、黃銅礦、黃鐵礦、方鉛礦）組合。川口礦田鎢礦石礦物這一分布特征表現(xiàn)為與華南鎢礦化“五層樓式”相反的“逆向分帶”特征。

3 成礦期次、成礦階段及礦物生成順序

根據(jù)野外地質(zhì)觀察和室內(nèi)巖（礦）石標(biāo)本測(cè)定，可知川口礦田鎢成礦具有多期次多階段特征。綜合鎢礦化類型、礦石類型、礦石礦物組合特征及結(jié)構(gòu)構(gòu)造等資料，將川口礦田成礦期次分為氣液成礦期、熱液成礦期和表生氧化期。

氣液成礦期為礦田內(nèi)最早成礦期次；熱液成礦期為川口礦田最重要的成礦期次；表生氧化期的表生作用使已形成的淺部原生硫化物礦體氧化，大量金屬組份轉(zhuǎn)入鎂鐵硅酸鹽、氧化物和氫氧化物中。各成礦期次相應(yīng)的蝕變類型及組合為正長(zhǎng)石化、鉀長(zhǎng)石化、鈉長(zhǎng)石化、白云母化、電氣石化、綠柱石化、石榴石化→鉀長(zhǎng)石化、鈉長(zhǎng)石化、電氣石化、綠柱石化、云英巖化、黃鐵礦化、黃銅礦化、碳酸鹽化、螢石化、重晶石化→褐鐵礦化。硅化伴隨整個(gè)氣液成礦期和熱液成礦期。

3.1 成礦階段

（1）長(zhǎng)石—白云母—白鎢礦階段

長(zhǎng)石—白云母—白鎢礦階段是花崗巖結(jié)晶成巖晚期發(fā)生最早的一次成礦作用。該階段花崗巖晚期富揮發(fā)、富堿質(zhì)、富鎢的高溫氣、液流體對(duì)礦田內(nèi)花崗巖進(jìn)行鉀鈉交代作用形成花崗巖的鉀長(zhǎng)石化、鈉長(zhǎng)石化、云英巖化，伴隨出現(xiàn)少量細(xì)粒散染狀黃鐵礦，部分地方有少量的鎢礦化。該階段晚期的云英巖化部分地方見有鎢礦化（在巖體頂邊部Q型張節(jié)理等擴(kuò)容空間，且由于氣—液流體中Ca2+離子含量較高，故形成以白鎢礦為主的鎢礦化（三角潭礦區(qū)）。礦物組合主要有正長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石、鈉長(zhǎng)石、白云母，部分地方見氣成—高溫電氣石、綠柱石、石榴石等。

（2）石英—輝鉬礦—黑鎢礦—白鎢礦階段

石英—輝鉬礦—黑鎢礦—白鎢礦階段含礦熱液沿控礦斷裂運(yùn)移，在成礦有利地段交代充填成礦，主要形成不透明油脂光澤，他形塊狀石英脈。由于含礦流體（巖漿分異的氣水溶液從圍巖中萃取物質(zhì)）中Ca2+離子濃度較高，含W絡(luò)合物首先與之形成白鎢礦（亦有少量黑鎢礦），此階段礦物表現(xiàn)為沿張裂隙的兩壁交代充填，并對(duì)其角礫膠結(jié)，同時(shí)熱液對(duì)圍巖及其斷裂中的角礫進(jìn)行交代，形成含鎢云英巖化花崗巖或呈含鎢云英巖化花崗巖團(tuán)塊和條帶。此階段主要生成的鎢礦物為白鎢礦，也有少量黑鎢礦生成，是鎢礦重要的成礦階段，其礦物組合主要有黃鐵礦、輝鉬礦、錫石、電氣石、綠柱石、鉀長(zhǎng)石、白云母、毒砂等。

（3）石英—輝鉍礦—黑鎢礦—白鎢礦階段

石英—輝鉍礦—白鎢礦—黑鎢礦階段是區(qū)內(nèi)重要的成礦階段，形成乳白色、半透明、強(qiáng)油脂光澤的它形塊狀石英。礦化表現(xiàn)為含礦熱液沿前階段被應(yīng)力及熱液致裂作用而產(chǎn)生的裂隙和斷裂充填交代。此階段由于流體中Ca2+離子濃度下降，因而形成大量的黑鎢礦［6］（圖3），黑鎢礦與白鎢礦的反消長(zhǎng)關(guān)系（由脈壁及云英巖化花崗巖白鎢礦的集中向脈中間白鎢礦的減少和黑鎢礦的增加）表明本階段為黑鎢礦的主成礦階段，且是在早期形成的白鎢礦化基礎(chǔ)上充填白鎢礦化云英巖化花崗巖或穿插包圍早階段白鎢礦形成（圖4）。其礦物組合主要有輝鉬礦、輝鉍礦、黃鐵礦、黃銅礦、錫石、電氣石、白云母、螢石、毒砂等。

圖3 三角潭礦區(qū)九中段68#礦脈素描圖Fig.3 68# Vein sketch of NO.9 middle piece in Sanjiaotan deposit

（4）石英—黑鎢礦—白鎢礦—多金屬硫化物階段

石英—黑鎢礦—白鎢礦—多金屬硫化物階段礦化表現(xiàn)為礦液沿已成礦的礦體的裂隙進(jìn)行充填和膠結(jié)，為礦田的主要成礦階段。主要形成乳白色—灰白色、半透明、油脂光澤的他形塊狀石英，礦化由細(xì)粒黃鐵礦、不規(guī)則致密塊狀黃銅礦、不規(guī)則閃鋅礦、半自形—自形小薄板狀黑鎢礦及其集合體組成不規(guī)則團(tuán)塊狀黑鎢礦，白鎢礦呈顯微粒狀浸染于石英脈或它形細(xì)粒狀、膜狀產(chǎn)于石英晶體晶縫中。本階段礦物組合主要表現(xiàn)為對(duì)早期成礦階段礦物組合的膠結(jié)，溶蝕交代和穿插充填，同時(shí)含礦熱液對(duì)圍巖進(jìn)行交代，亦有云英巖化、硅化作用。石英、黑鎢礦、白鎢礦生成較早，硫化物尤其是黃銅礦生成較晚，方鉛礦和閃鋅礦共生。礦物組合有方鉛礦、閃鋅礦、輝鉍礦、黃鐵礦、黃銅礦，及暗色螢石、毒砂等。

（5）石英—多金屬硫化物階段

石英—多金屬硫化物階段礦化表現(xiàn)為含礦熱液沿早期裂隙進(jìn)行充填和膠結(jié)，主要形成灰白色、半透明、油脂光澤、他形一半自形石英。金屬硫化物表現(xiàn)對(duì)早階段的白鎢礦、黑鎢礦及金屬硫化物（黃銅礦、黃鐵礦等）的穿插，充填交代和膠結(jié)。本階段白鎢礦生成較硫化物早，呈不規(guī)則粒狀和細(xì)脈狀與石英脈共生。圍巖蝕變以硅化為主，少量螢石化和碳酸鹽化。礦物組合表現(xiàn)為對(duì)前幾期礦物組合進(jìn)行疊加和改造，礦物組合主要有黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦、白鎢礦及少量重晶石、螢石、方解石等。

（6）重晶石—碳酸鹽階段

重晶石—碳酸鹽階段鎢礦化已經(jīng)進(jìn)入尾聲，礦化表現(xiàn)為含礦熱液沿早期石英脈、礦物裂隙和孔洞進(jìn)行填充，主要形成方解石、粒狀重晶石、灰白色透明度自形程度較高的粒狀中晶石英脈及少量白鎢礦。方解石呈晶形較好的粒狀、菱面體，常與重晶石、石英組成晶洞；一般晶洞越大，上述礦物晶形越好，未見黑鎢礦，偶爾見白鎢礦。白鎢礦主要呈細(xì)脈和它形粒狀穿插交代早期脈石礦物。圍巖蝕變?yōu)楣杌?。碳酸鹽化并見少量重晶石化。礦物組合主要有白鎢礦、重晶石、方解石等。

（7）螢石—輝鉬礦—方解石階段螢石—輝鉬礦—方解石階段，該成礦階段僅在窯木嶺礦區(qū)見到。微晶、細(xì)晶石英脈，螢石成不規(guī)則粒狀散布于石英脈中，礦物組合主要有輝鉬礦、赤鐵礦、菱鐵礦、螢石、方解石等。

（8）鎢華階段

表生氧化期階段的鎢華是在氧化作用下形成的，該階段礦物組合主要有褐鐵礦、軟錳礦、鎢華等。

上述八個(gè)成礦階段中，二、三、四這三個(gè)階段是川口礦田主要鎢成礦階段，不僅所形成的鎢礦量多，而且在部分礦區(qū)（三角潭）黑鎢礦單體結(jié)晶粗大，自形程度高，在有利（膨大、收縮、分枝復(fù)合）部位常形成黑鎢礦“砂包”。

3.2 礦物生成順序

根據(jù)川口礦田中礦物組合特征、礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造及不同礦物之間的穿插、交代關(guān)系等因素，將川口礦田礦物生成順序列于表2。

圖4 白鎢礦被黑鎢礦穿插Fig.4 Scheelite is interspersed by wolframite

4 結(jié)論

（1）川口礦田礦化類型主要分為花崗巖內(nèi)帶型、內(nèi)外接觸帶型和花崗巖外帶型三大類。鎢礦石類型主要有石英—黑鎢礦類型；石英—白鎢礦類型；石英—黑鎢礦—白鎢礦類型；石英—硫化物—黑鎢礦石類型；石英—硫化物—白鎢礦類型；石英—硫化物—黑鎢礦—白鎢礦類型；石英—多金屬硫化物類型。

（2）川口礦田礦石礦物主要有黑鎢礦、白鎢礦、黃鐵礦、黃銅礦、輝鉬礦、輝鉍礦、方鉛礦、閃鋅礦，脈石礦物主要有石英、長(zhǎng)石、重晶石、方解石、電氣石、螢石；其礦物組合類型主要分為黑鎢礦—硫化物組合，黑鎢礦、白鎢礦—硫化物組合，白鎢礦—硫化物組合三類；鎢礦石礦物分布具有為與華南鎢礦化“五層樓式”相反的“逆向分帶”特征。

（3）川口礦田鎢成礦期次分為氣液成礦期、熱液成礦期和表生氧化期三個(gè)成礦期次，成礦階段主要分為長(zhǎng)石—白云母—白鎢礦階段、石英—輝鉬礦—黑鎢礦—白鎢礦階段、石英—輝鉬礦—黑鎢礦—白鎢礦階段、石英—黑鎢礦—白鎢礦—多金屬硫化物階段、石英—多金屬硫化物階段、重晶石—碳酸鹽階段、螢石—輝鉬礦—方解石階段、鎢華階段八個(gè)階段，反映礦田鎢成礦具有多期多階段性。

表2 川口礦田及外圍礦石礦物生成順序表Table 2 Ore mineral generate order table of Chuankou ore feld and its periphery

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Pilot Study on Metallization Epoches and Mineralization Stages of Tungsten Ore in Chuankou Ore Field

He Youyu，Jiang Biguang，Zhou Xiping，Liu Hongbing，Qin Jinning，Zhou Qian
（306 Bridge of Hunan Nuclear Geology，Hengyang Hunan 421008）

Chuankou ore feld is located in the southern of Chuankou south north uplift，and in the triangle of Chaling to Chenzhou NNE direction large major fault and Anren to Changde NW direction basement of concealed fault，and is the important tungsten clusters area of central of Hunan.This paper is based on detailed identifcation of rock and minerals and feld observation，and on the basis of geological charactistics of ore feld，tungsten mineralization types，tungsten ore rock type and its texture and structure，tungsten mineral combination and its interrelationship，then the Chuankou ore feld tungsten mineralization is divided into three metallization epoches and eight mineralization stages，this paper shows that tungsten formation has multiple epoches and multiple stages in Chuankou ore feld.

tungsten； mineralization stages； mineral association； metallization epoches； Chuankou ore feld

P618.67

A

1672-5603（2016）02-014-8

*第一作者簡(jiǎn)介 何友宇，男，1985年生，工程師，主要從事礦產(chǎn)資源勘查、評(píng)價(jià)和地球物理工作。E-mail:364325708@qq.com

2016-4-21；改回日期：2016-5-10。