貴州從江污牙鎢礦床地球化學(xué)特征及其成因探討

劉 靈，楊儀錦，李永剛，吳壽寧，張 翼

(貴州省地礦局101地質(zhì)大隊(duì)，貴州 凱里 556000)

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貴州從江污牙鎢礦床地球化學(xué)特征及其成因探討

劉 靈，楊儀錦，李永剛，吳壽寧，張 翼

(貴州省地礦局101地質(zhì)大隊(duì)，貴州 凱里 556000)

本文對(duì)污牙鎢礦區(qū)礦石、蝕變圍巖、地層圍巖及花崗巖進(jìn)行了微量元素分析，分析結(jié)果顯示，污牙鎢礦床大多數(shù)礦石和蝕變圍巖樣品的Hf / Sm與Th / La值小于1，少部分蝕變圍巖的Hf / Sm與Th / La值大于1，表明成礦流體以富Cl熱液體系為主，部分顯示富F特征，成礦流體具有多源性。云英巖化圍巖及礦石與地層圍巖樣品的微量元素特征相似，主要顯示變質(zhì)成因；其它類型礦石及蝕變圍巖樣品微量元素特征與地層圍巖樣品差別較大，可能非單一變質(zhì)熱液作用的產(chǎn)物。類矽卡巖礦石中典型接觸交代礦物符山石的大量存在，暗示巖漿熱液參與成礦。在微量元素蛛網(wǎng)圖上，蝕變圍巖和電云英巖型礦石樣品皆不顯示 Zr-Hf虧損，少數(shù)樣品Ta-Nb也無異常，特征與地層圍巖不同，與花崗巖樣品相似，支持了巖漿熱液作用的存在，污牙鎢礦床很可能為變質(zhì)熱液與巖漿熱液復(fù)合疊加成因。污牙礦區(qū)花崗巖和賦礦圍巖，W元素均顯示富集特點(diǎn)。

微量元素；稀土元素；白鎢礦；礦床成因；從江污牙

污牙鎢礦床位于我國重要的華南陸塊西緣成礦區(qū)之九萬大山北緣礦集區(qū)，是該礦集區(qū)發(fā)現(xiàn)的唯一的白鎢礦礦床，資源量可達(dá)中型規(guī)模[1]。目前，該礦床的研究程度不高，潘光松等[2]主要從地質(zhì)特征方面對(duì)污牙鎢礦床進(jìn)行了研究，認(rèn)為其成因?qū)僮冑|(zhì)熱液白鎢礦床類型。本文在污牙鎢礦床地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上，對(duì)礦床內(nèi)礦石、容礦圍巖及花崗巖的微量元素特征進(jìn)行了研究，以探討礦床成因。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

污牙鎢礦在大地構(gòu)造位置上位于揚(yáng)子陸塊與華夏陸塊過渡帶，即江南造山帶(江南隆起帶)之西南段，礦床位于吉羊穹狀背斜北東緣與高武斷層北西盤(圖1)。區(qū)域內(nèi)出露地層由老至新分別為新元古界四堡群塘柳巖組(Pt3t)、魚西組(Pt3y)及下江群甲路組(Pt3j)、烏葉組(Pt3w)地層，巖石組合為低綠片巖相淺變質(zhì)巖系，各地層巖性組合特征具體見表1。

本區(qū)經(jīng)歷了四堡期、加里東期和印支—燕山期、喜山期等多期次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，構(gòu)造較復(fù)雜，主要有北東向、北西向和南北向的斷裂構(gòu)造和順層剪切帶構(gòu)造等。北東向斷裂以高武斷層為代表，該斷層屬區(qū)域性池洞斷層的北段。

花崗巖在本區(qū)大面積出露，屬雪峰期摩天嶺巖體(三防巖體)的北延部分，按1∶5萬高武幅區(qū)調(diào)工作的劃分方案，該區(qū)主要為吉羊單元(Pt3J)和更丹單元(Pt3G)花崗巖(圖1)。吉羊單元花崗巖主要為中粒、粗中粒、細(xì)中粒二長(正長)花崗巖、中粒似斑狀二長(正長)花崗巖，更丹單元花崗巖主要為二長花崗巖及蝕變的鉀長石化二長花崗巖。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 地層

污牙鎢礦區(qū)出露地層為四堡群魚西組和下江群甲路組地層。應(yīng)當(dāng)指出的是，潘光松等[1]對(duì)該區(qū)四堡群地層仍沿用堯等組及河村組的劃分方案，并且對(duì)于甲路組地層，認(rèn)為該礦區(qū)只出露甲路組一段及二段下部地層。本文在細(xì)致野外地質(zhì)填圖的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)礦區(qū)甲路組地層出露較完整，甲路組一段至三段皆出露。本文魚西組地層包括潘光松等[2]的河村組和甲路組一段地層。污牙鎢礦容礦地層為魚西組，賦礦巖性為黑色石英黑云母片巖、含電氣石黑云母石英砂巖、含電氣石石英砂巖、含黑云母石英片巖、鈣質(zhì)千枚巖，由于巖石整體呈黑色，故稱之黑色蝕變體(hst)。

圖1 貴州從江污牙鎢礦床地質(zhì)略圖

2.2 巖漿巖

區(qū)內(nèi)花崗巖類屬吉羊單元花崗巖，主要為中細(xì)粒電氣石花崗巖和中粒似斑狀二長花崗巖，其中電氣石花崗巖呈巖株或巖脈貫穿于中粒似斑狀二長花崗巖基中，表明前者形成明顯晚于后者?；◢弾r主要礦物有長石、石英、云母，副礦物有磁鐵礦、石榴石、電氣石、鈦鐵礦、榍石、鋯石、銳鈦礦、金紅石、磷灰石、黃鐵礦、螢石等。

2.3 礦體特征

2.4 礦石特征

污牙鎢礦床礦石均為原生礦石，按自然類型可劃分為電云英巖型和石英脈型(圖2a、c)白鎢礦礦石。按工業(yè)類型可劃分為石英—黑云母—白鎢礦型(圖2b)、石英—電氣石—白鎢礦型(圖2d)和電氣石—黑云母—白鎢礦型。礦石結(jié)構(gòu)有粒狀結(jié)構(gòu)、柱狀結(jié)構(gòu)、纖維絲狀結(jié)構(gòu)、針狀結(jié)構(gòu)、鱗片結(jié)構(gòu)、鑲嵌結(jié)構(gòu)等，礦石構(gòu)造以(微)細(xì)脈狀和斑點(diǎn)浸染狀為主。

圖2 從江污牙鎢礦床礦石及礦物組成特征

此外，在礦床中局部見類矽卡巖型白鎢礦礦石，礦物組合為陽起石+黑云母+石英+符山石(十字石)+白鎢礦，細(xì)粒至中粒結(jié)構(gòu)，束狀、放射狀、千枚狀構(gòu)造。

2.5 圍巖蝕變

圍巖蝕變主要有硅化、電氣石化、黑云母化、錳方解石化、綠簾石—綠泥石化、長石化、黃鐵礦化及磁黃鐵礦化等，其中硅化、錳方解石化是最重要的找礦標(biāo)志，其次為黑云母、電氣石化。

3 樣品采集及分析方法

本次研究所采樣品皆為新鮮無風(fēng)化樣品，兩件花崗巖樣品采自地表(圖1)，分別代表了礦區(qū)兩類花崗巖類型——二長花崗巖基和電氣石花崗巖脈。礦石及圍巖樣品主要采自平硐坑道(PD1；圖1)，采樣過程中兼顧不同的礦石類型、圍巖類型，使樣品對(duì)礦床具有充分的代表性。樣品粉碎流程包括表面去污、人工破碎、清洗烘干、搗缽細(xì)碎縮分，最后用瑪瑙研缽手工研磨至200目以下，整個(gè)流程皆確保在無污染條件下操作。樣品前處理及測(cè)試在中國廣州澳實(shí)分析檢測(cè)中心完成，微量元素分析采用質(zhì)譜儀定量分析法(ME-MS81)，分析精度優(yōu)于5%，分析結(jié)果見表2。

4 分析結(jié)果

4.1 微量元素

礦石：在微量元素蛛網(wǎng)圖上(圖3a)，3類典型礦石的標(biāo)準(zhǔn)化曲線總體表現(xiàn)為向右傾斜， Ba、Ta-Nb和Sr顯示負(fù)異常。除此之外，石英脈型礦石和類矽卡巖型礦石還顯示Zr-Hf的虧損。應(yīng)當(dāng)說明的是，石英脈型礦石樣品的Ba、Ta、Nb、Sr含量皆低于檢出限，在微量元素蛛網(wǎng)圖上(圖3a)對(duì)應(yīng)的元素處是空置的，這些元素的虧損特征無疑。

圍巖：圍巖所采樣品包括地層圍巖及蝕變圍巖，所有地層圍巖的微量元素分布特征極為相似(圖3b)，標(biāo)準(zhǔn)化曲線整體呈右傾型，Ba、Ta-Nb、Zr-Hf和Sr顯示明顯的虧損。蝕變圍巖的微量元素分布特征可分為兩類(圖3b)，一類為電英巖樣品，它們的標(biāo)準(zhǔn)化曲線呈相對(duì)平坦型，以無明顯Ta-Nb虧損和明顯的Zr-Hf富集特征與地層圍巖相區(qū)別；另一類為黑云母石英片巖(云英巖化)樣品，除無明顯Zr-Hf虧損特征外，其與地層圍巖的微量元素分布特征整體較為一致。

花崗巖：在微量元素蛛網(wǎng)圖顯示，電氣石花崗巖和二長花崗巖標(biāo)準(zhǔn)化曲線展布形式一致，皆向右傾斜，明顯虧損Ba、Sr(圖3c)，無明顯Ta-Nb、Zr-Hf的虧損。

4.2 稀土元素

表2 從江污牙鎢礦巖礦石微量元素含量(×10-6)

注：稀土元素總量(∑REE)以及HREE不包含Y的含量；L / H表示LREE / HREE；δCe、δEu值是測(cè)試數(shù)據(jù)經(jīng)Boynton[3]得出球粒隕石平均值后計(jì)算所得。

圖3 從江污牙鎢礦床巖礦石及花崗巖微量元素蛛網(wǎng)圖(a，b，c)和稀土元素配分圖(d，e，f)(原始地幔數(shù)據(jù)引自Sun and McDonough[4]， 球粒隕石數(shù)據(jù)引自Boynton[3])

5 礦床成因機(jī)制探討

前人研究表明，富Cl流體能夠有效富集輕稀土元素(LREE)和虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素(HFSE)，其Hf / Sm與Nb / La值通常小于1；富F流體能夠同時(shí)富集LREE和HFSE，其Hf / Sm與Nb / La值通常大于1[6]。污牙鎢礦床礦石樣品中，絕大多數(shù)礦石樣品的Hf / Sm與Th / La值小于1(表2)，表明該礦床的成礦流體以富Cl熱液體系為主。對(duì)于蝕變圍巖，黑云母石英片巖樣品的Hf / Sm與Nb / La值同樣小于1，與礦石樣品特征一致，但電英巖樣品的Hf / Sm與Th / La值大都大于1(表2)，熱液流體顯示富F特征，這說明云英巖化與電英巖化可能是不同來源熱液蝕變的產(chǎn)物。

稀土元素Eu和Ce是典型的變價(jià)元素，Eu在還原條件下呈二價(jià)狀態(tài)與其它三價(jià)稀土元素分離，而Ce在還原條件下呈三價(jià)狀態(tài)，只有在氧化條件下才呈四價(jià)狀態(tài)與其他稀土元素分離。因此，Eu異常和Ce異常能夠示蹤成礦環(huán)境的氧化還原狀態(tài)。圖3及表2顯示，污牙鎢礦區(qū)的礦石和蝕變圍巖樣品大都具Eu負(fù)異常(除樣品WY1514)，Ce大都無異常，說明成礦流體的物理化學(xué)條件為還原環(huán)境。

在稀土元素配分圖和微量元素蛛網(wǎng)圖上(圖3)，云英巖化圍巖(WY1508)及礦石(WY1531)與地層圍巖樣品的稀土配分模式和微量元素標(biāo)準(zhǔn)化曲線總體較為相似，暗示黑云母石英片巖主要為變質(zhì)作用產(chǎn)物。與之不同，不管是石英脈型和類矽卡巖型礦石樣品，還是電英巖樣品，它們的稀土配分模式和微量元素標(biāo)準(zhǔn)化曲線與地層圍巖樣品均存在較大差異(圖3)，暗示成礦過程并不只存在變質(zhì)熱液作用。鎢牙礦區(qū)類矽卡巖型礦石中符山石普遍存在，符山石作為典型的接觸交代變質(zhì)礦物[7]，表明成礦過程中巖漿熱液的參與。在微量元素蛛網(wǎng)圖上，蝕變圍巖和電云英巖型礦石樣品皆不顯示Zr-Hf虧損，少數(shù)樣品(WY1530)Ta-Nb也不顯示虧損，與圍巖地層明顯不同，與花崗巖樣品特征較為一致(圖3)，同樣暗示花崗巖漿熱液作用的存在。該礦床很可能為變質(zhì)熱液與巖漿熱液復(fù)合疊加成因，這也直接導(dǎo)致各類礦石微量元素特征差別較大。

在污牙礦區(qū)，與二長花崗巖大巖基接觸的魚西組地層?？梢姷皆朴r化(黑云母化+硅化)現(xiàn)象，圍巖與電氣石花崗巖巖脈接觸部位，常發(fā)生電英巖化而不是云英巖化。從本文分析可知，云英巖化主要為變質(zhì)作用引起，電英巖化與巖漿熱液作用更為密切，云英巖化可能由大巖基的熱烘烤變質(zhì)作用所致，而電英巖化可能主要為巖漿熱液作用結(jié)果，特別是受電氣石花崗巖巖脈控制。電氣石花崗巖與二長花崗巖的稀土配分模式和微量元素標(biāo)準(zhǔn)化曲線較為一致(圖3c)，暗示二者為同一母巖漿演化的結(jié)果，形成時(shí)間應(yīng)該相差不大。潘光松等[2]認(rèn)為污牙白鎢礦床應(yīng)是巖漿熱液先使地層形成含W高的地球化學(xué)背景，后期蝕變改造，使其中的有用物質(zhì)進(jìn)一步富集而形成礦床。本文研究結(jié)果表明，巖漿熱液作用時(shí)間應(yīng)與變質(zhì)熱液作用同時(shí)，或者稍晚于后者。

吉羊穹狀背斜為江南造山帶的重要構(gòu)造，該構(gòu)造主要由吉羊單元花崗巖的侵位造成的，吉羊穹狀背斜局部發(fā)育順層剪切帶構(gòu)造，這類順層剪切帶是該區(qū)鎢礦床的主要容礦構(gòu)造。鎢礦體產(chǎn)于層間破碎帶和層間褶皺中，礦體的形態(tài)、產(chǎn)狀、規(guī)模和強(qiáng)度與層間構(gòu)造關(guān)系非常密切，往往在褶皺與斷層疊加部位礦體加厚。層間破碎帶不僅為成礦熱液提供了運(yùn)移通道，還能作為儲(chǔ)礦場(chǎng)所，為鎢礦的形成提供了成礦條件。

6 結(jié)論

(1)污牙鎢礦床絕大多數(shù)礦石和蝕變圍巖樣品的Hf / Sm與Th / La值小于1，少部分蝕變圍巖的Hf / Sm與Th / La值大都大于1，表明該礦床的成礦流體以富Cl熱液體系為主，部分成礦流體顯示富F特征，成礦流體具有多源性。

(2)污牙鎢礦區(qū)的礦石與蝕變圍巖樣品大都顯示Eu負(fù)異常、Ce無異常，說明成礦流體的物理化學(xué)條件為還原環(huán)境。

(3)污牙鎢礦床很可能為變質(zhì)熱液與巖漿熱液復(fù)合疊加成因，巖漿熱液作用時(shí)間應(yīng)與變質(zhì)熱液作用同時(shí)，或者稍晚于后者。

(4)污牙礦區(qū)花崗巖和賦礦圍巖，W均顯示富集特點(diǎn)，二者應(yīng)該都提供了成礦元素W，白鎢礦中的Ca可能主要來自地層中的鈣質(zhì)千枚巖。

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Geochemical Characteristics and Genesis of the Wuya Tungsten deposit in Congjiang Area，Guizhou Province

LIU Ling，YANG Yi-Jin，LI Yong-Gang，Wu Shou-Ning，ZHANG Yi

(101GeologicalParty，GuizhouBureauofGeology&MineralExplorationandDevelopmen，Kaili556000，Guizhou，China)

In this paper，trace elements of ores，altered wall-rocks，unaltered wall-rocks and granites are analyzed.Results show that values of Hf/Sm and Th/La of most ores and altered wall-rocks are more than 1 indicating a solution system enriched in Cl，but that of some altered wall-rocks are less than 1 indicating a solution system enriched in F.Thus，the ore-froming fluid system originated from multiple sources.The trace elements features of wall-rocks and ores of greisenization are simlar to that of unaltered wall-rocks，which mainly suggest a metamorphic origin.However，other types of ores and altered wall-rocks have different trace elements features with that of unaltered wall-rocks，and thus only metamorphic genesis cannot form it.The idocrase，typical contact metasomatic mineral，abound in the skarnlike ores implying the participation of magma hydrothermal fluids.In addition，on the spider diagram of trace elements，altered wall-rocks and tourmalite greisenization-type ores show no Zr-Hf negative anomalies，and some show no Ta-Nb negative anomalies too.That features similar to that of granite samples rather than wall-rocks，which also support the existence of magma hydrothermal mineralization.The deposit was produced by superimposition of metamorphic and magma hydrothe- rmal fluids.Both ganite and wall-rocks are enriched in element W.

Trace elements；Rare earth elements；Scheelite；Ore genesis；Wuya，Congjiang

2016-06-30

2015年度貴州省地礦局公益性基礎(chǔ)性項(xiàng)目(編號(hào)：GZ2015-1)。

劉靈(1965—)，男，地質(zhì)高級(jí)工程師，長期從事礦產(chǎn)勘查及區(qū)域地質(zhì)調(diào)查。

P618.67

A

1000-5943(2016)03-0205-08