云南麻栗坡縣南溫河鎢礦床成礦地質條件

李華明，朱勛帥，洪明春

(云南源浩礦業(yè)有限公司，云南 昆明 650200)

云南省麻栗坡縣南溫河鎢礦所處大地構造部位為揚子地塊東南部被動邊緣褶皺帶(Ⅲ3-1-3)西南端，屬文山-富寧-大新斷隆帶(Ⅲ3-1-3-2)，西鄰金沙江-哀牢山結合帶，屬越北古陸邊緣坳陷帶(云南省地礦局，1990)，越北古陸南緣為齋江結合帶(圖1)。文山-富寧-大新斷隆帶(Ⅲ3-1-3-2)則是矽卡巖型白鎢礦床的主要產(chǎn)出地帶。

區(qū)內(nèi)最顯著的構造單元為南溫河變質核雜巖構造，受到后期構造改造作用，呈不規(guī)則狀穹隆狀產(chǎn)出，向南延伸入越南境內(nèi)，屬于大型穹隆構造北部的次級構造，在中國境內(nèi)出露面積約600km2。南溫河變質核雜巖是在前加里東期、加里東期區(qū)域變質作用所形成的一套區(qū)域變質巖的基礎上形成的，后又遭受晚期構造破壞，疊加構造的特征表現(xiàn)清楚。該變質核雜巖是一個發(fā)生多層拆離隆升形成的雜巖體，可分為變質內(nèi)核和蓋層兩大部分。變質內(nèi)核的構成十分復雜，主要由晚元古代片麻巖、早元古界猛硐巖群和燕山期酸性侵入巖及花崗偉晶巖構成。蓋層由早元古界、泥盆系和三疊系組成。構造的演化過程，經(jīng)歷了前加力東期-加里東期-印支期-燕山期-喜馬拉雅期。對區(qū)內(nèi)地層、巖漿活動、變質作用及區(qū)域礦產(chǎn)起到不同程度的控制、改造作用。區(qū)內(nèi)主要礦床均分布于南溫河變質核雜巖體的核部及外圍。該地區(qū)已發(fā)現(xiàn)了都龍錫礦、南溫河鎢礦、新寨錫礦等一大批大、中型錫多金屬礦床、鎢礦床。本文將根據(jù)區(qū)調(diào)成果前人資料，結合筆者長期在該區(qū)工作取得的認識，對南溫河鎢礦床的成礦條件進行分析。

1 礦床地質特征

南溫河鎢礦區(qū)位于南溫河變質核雜巖體東翼近核部位。礦區(qū)南北長約8600m，東西寬5000m-6500m，自北向南依次分為巖腳、南秧田、大漁塘、茅坪四個礦段。

礦區(qū)內(nèi)地層出露較單一，主要為早元古界猛硐巖群南秧田巖組(Pt1n)中深度變質巖，巖性以各類片巖、變粒巖、矽卡巖為主。

礦區(qū)位于南溫河變質核雜巖構造東翼，區(qū)內(nèi)發(fā)育北東向、近南北向、近東西向、北西向四組斷層。其中總體呈北東向展布發(fā)育于南秧田巖組頂?shù)撞康腇1、F2兩條韌性滑脫斷層以及呈北東向展布的F12、F13斷層(K2K花崗斑巖脈沿斷層帶侵入)是礦區(qū)主要控礦構造(圖2)。

區(qū)內(nèi)巖漿活動頻繁，巖漿活動以侵入為主，噴出次之。巖石類型有基性和酸性兩類，以酸性侵入巖為主，基性噴出巖僅在早元古界猛硐群南秧田巖組中以夾層形式產(chǎn)出。根據(jù)巖性、結構構造、變質變形、同位素年齡特征等把區(qū)內(nèi)酸性巖漿活動的時期劃分為晚元古代南撈(Ngn)片麻巖，晚志留世老城坡單元(S3L)片麻狀花崗巖，白堊紀花石頭單元(K1H)花崗巖、扣哈單元(K2K)花崗斑巖。本區(qū)強烈的巖漿活動為鎢、錫、銅、鉛鋅等礦產(chǎn)的形成提供了物質基礎和成礦有利條件。

圖1 南溫河鎢礦區(qū)大地構造位置圖

2 礦體地質特征

南溫河鎢礦區(qū)圈定鎢礦體近100余個，規(guī)模較大者44個，鎢(WO3)資源儲量在20000噸以上的3個主要礦體NⅠ-3、MⅠ-3、MⅢ-1，規(guī)模最大的NⅠ-3礦體鎢資源儲量大于27000噸。這3個礦體一般長1230m-2080m，寬1450m-2030m，平均厚度2.04m-2.56m，平均品位ω(WO3)0.30%-0.58%。

南秧田礦段和茅坪礦段位于礦區(qū)東南部，是南溫河鎢礦區(qū)4個礦段中的主要礦段，圈定大小礦體60余個，探明資源儲量占礦區(qū)總量的87%。

礦區(qū)主要賦礦層位為早元古界猛硐巖群南秧田巖組二段(Pt1n2)，在該巖組中共圈定了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個矽卡巖帶(圖3)，主礦體均產(chǎn)于該矽卡巖帶中；其它含礦層位于南秧田巖組一段(Pt1n1)、南秧田巖組三段(Pt1n3)礦化相對較弱，僅有零星礦體分布，且走、傾向上不穩(wěn)定，延伸不大即尖滅。

其中南秧田礦段主礦體NⅠ-3是礦區(qū)(段)規(guī)模最大的礦體，礦體呈層狀、似層狀，礦體產(chǎn)狀與Ⅰ蝕變帶產(chǎn)狀基本一致，同步變化(圖3)，總體走向北東—南西，傾向南東，傾角3°-19°，平均9°。礦體厚度0.48m-11.40m，平均2.56m，平均品位ω(WO3)0.41%。主要金屬礦物為白鎢礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦、毒砂、黃銅礦、閃鋅礦，非金屬礦物為石英、長石、云母、石榴子石、透輝石、透閃石、陽起石、簾石類、符山石、榍石、電氣石、螢石、方解石、綠泥石、高嶺石、多水高嶺石、三水鋁土礦等。礦石結構以微-細粒他形-半自形晶粒狀結構、他形-半自形晶不等粒狀結構、包含結構、金屬礦物的連生結構為主。常見星散浸染狀、斑點及斑塊狀、斷續(xù)脈狀、平行脈狀、條帶狀、網(wǎng)脈狀構造。

3 礦床成因分析

3.1 成礦條件

南溫河鎢礦位于揚子地塊東南部被動邊緣褶皺帶(Ⅲ3-1-3)西南端，文山-富寧-大新斷隆帶(Ⅲ3-1-3-2)，南溫河變質核雜巖東部，南溫河變質核雜巖，受到后期構造改造作用，呈不規(guī)則狀穹隆狀產(chǎn)出，構造演化經(jīng)歷了前加里東期-加里東期-印支期-燕山期-喜馬拉雅期。區(qū)內(nèi)構造復雜，巖漿活動頻繁，多期次的圍巖蝕變前后疊加改造，帶來了豐富的熱液和礦質，形成區(qū)內(nèi)眾多的鎢、錫多金屬礦床，成礦條件十分有利。

(1)地層條件：南溫河礦區(qū)鎢礦化主要發(fā)生在早元古界猛硐巖群南秧田巖組內(nèi)。該巖組是一套副變質巖，原巖系由碎屑巖夾碳酸鹽巖組成。其中的碳酸鹽巖主要分布在二段地層中，其規(guī)模較大、連續(xù)性較好、延伸較穩(wěn)定者有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三層，覆蓋全區(qū)，是該區(qū)鎢礦體的主要賦存部位。在一、三段地層中亦有碳酸鹽巖分布，但規(guī)模小，不連續(xù)，延伸不大即尖滅，礦化差。地層中的碳酸鹽巖因其化學性質活潑、易溶，較脆，經(jīng)區(qū)域變質作用和多期酸性巖漿熱力作用形成矽卡巖；而鈣質碎屑巖則形成矽卡巖化、綠泥石化片巖、變粒巖及石英巖，它們共同組成蝕變巖帶。其形態(tài)呈層狀、似層狀、透鏡狀，產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀基本一致，賦于其中的礦體形態(tài)、產(chǎn)狀亦與蝕變帶一致，具有明顯的層控作用。顯然，地層中碳酸鹽巖及鈣質巖石的廣泛分布，為后期白鎢礦床的形成提供了先決條件。

圖2 南溫河鎢礦礦區(qū)地質簡圖(據(jù)云南源浩礦業(yè)有限公司，2019)

1-早元古界猛洞巖群南秧田巖組三段；2-早元古界猛洞巖群南秧田巖組二段；3-早元古界猛洞巖群南秧田巖組一段；4-燕山期扣哈單元；5-晚志留世老城城單元；6-晚元古代南撈片麻巖；7-花崗斑巖；8-片麻狀花崗巖；9-片麻巖；10-地質界線；11-正斷層及編號；12-逆斷層及編號；13-滑覆構造接觸帶及編號；14-矽卡巖；15-鎢礦體及編號；16-片理產(chǎn)狀；17-片麻理產(chǎn)狀；18-勘探線及編號

圖3 南溫河鎢礦南秧田礦段4勘探線剖面示意圖

1-殘破積層；2-晚志留世老城坡片麻狀花崗巖；3-早元古界南秧田巖組三段；4-早元古界南秧田巖組二段；5-早元古界南秧田巖組一段；6-片麻狀花崗巖；7-矽卡巖帶；8-鎢礦體及編號；9-實測地層界線；10-滑覆斷層及編號；11-鉆孔位置及編號

(2)巖性條件：礦化賦存的圍巖巖性-物理性質與化學性質，跟成礦作用的方式和強度有十分密切的關系。在燕山期老君山花崗巖北部及西側，由于接觸帶巖石多為碎屑巖夾碳酸鹽巖，由于巖性多樣，物理化學性質不同，如碳酸鹽化學性質活潑，有利礦液交代；砂巖孔隙性好，易于礦液滲透；泥巖具良好可塑性能，對熱液常常起到封閉遮擋作用。因此，形成的礦體多呈透鏡狀、似層狀、扁豆狀，說明圍巖的性質是成礦的主要條件。

(3)沉積巖相條件：元古代的沉積記錄為猛硐巖群南秧田巖組。猛硐巖群經(jīng)原巖恢復(成都地調(diào)中心，2011)，主要為泥質巖石、長英質碎屑巖夾碳酸鹽巖和磷質巖石，伴隨基性和酸性巖漿活動。前加里東運動使本區(qū)發(fā)生了強烈的變質作用，使猛硐巖群發(fā)生區(qū)域動力熱流變質作用，形成了該區(qū)的基底變質巖系。該套基底變質巖系對區(qū)內(nèi)似層狀白鎢礦床控制作用明顯，特別是其中的矽卡巖巖層，幾乎全巖礦化，為重要的含礦層位。

(4)構造條件：礦區(qū)地處揚子地塊東南部被動邊緣褶皺帶西南端，屬文山-富寧-大新斷隆帶，越北古陸北緣。區(qū)內(nèi)地質構造活動頻繁，歷經(jīng)了加里東、華力西、印支、燕山多期構造運動，其構造復雜，主要表現(xiàn)為變質核雜巖構造控制著巖漿作用及其沉積建造，變質核雜巖往往是多期巖漿活動的中心，巖漿-熱液活動、伸展隆起和構造剝蝕使高地熱梯度-高熱流環(huán)境抬升至淺部或地表，為成礦元素的活化、淬取、遷移、富集提供了良好的條件。其拆離斷層面既是脆性構造與塑性構造的變換面，又是氧化與還原作用的交替面，同時沿拆離斷層產(chǎn)生的動力變質作用和變質熱液及韌脆性斷裂帶均為導礦、容礦的有利條件。

(5)巖漿巖條件：該區(qū)巖漿巖十分發(fā)育，主要有：南正變質巖撈片麻巖、老城坡片麻狀花崗巖，分別位于南秧田巖組的底部及上部，其時代分別為晚元古代及晚志留世，即晚于南秧田巖組，均以滑覆斷裂相接觸。上述巖漿巖為成礦提供了豐富的物源和熱力。據(jù)南溫河序列微量元素分析結果，老城坡片麻狀花崗巖W元素含量為16.50×10-6，Sn元素含量22.40×10-6，分別高于燕山晚期富鈣花崗巖豐度值(W1.30×10-6、Sn1.50×10-6)的10倍以上，是一礦化巖體；團田片麻狀花崗巖W元素含量為7.78×10-6，Sn元素含量10.57×10-6，分別高于燕山晚期富鈣花崗巖豐度值(W1.30×10-6、Sn1.50×10-6)的6倍以上。南撈片麻巖雖缺乏微量元素的分析資料，但其特征類似于南嶺花崗巖，其W、Sn元素含量也高。上述巖體是該區(qū)的礦源巖，是鎢礦成礦物質和熱力的主要來源之一。

巖漿期后熱液作用與部分富礦的形成有著密切關系。巖漿期后熱液疊加在原已形成的矽卡巖內(nèi)礦體部位，由于熱液中富含硫、硼等揮發(fā)性組分及鎢、錫等金屬元素組分，不但使原礦物成分較為簡單的矽卡巖，變?yōu)榈V物成分復雜的矽卡巖，也使已形成的白鎢礦逐趨富化?？梢妿r漿巖條件也是該區(qū)成礦的重要條件。

(6)變質作用：加里東期變質作用主要使早元古界猛硐巖群、南撈片麻巖遭受變質作用。變質作用是白鎢礦遷移富集的重要條件。在變質熱水溶液持續(xù)作用下，巖石中鎢元素進行活化轉移，對鎢的調(diào)整和富集起到重要作用，并在熱動力影響下，含礦熱液主要沿蝕變帶巖層的層紋、層理、片理沉淀，形成大致沿層分布的浸染狀礦石；隨變質程度的加深、賦礦巖石晶粒加大，呈浸染狀產(chǎn)出的白鎢礦粒度也隨之逐漸加大，形成大致沿層分布的斑點狀白鎢礦；當白鎢礦斑點富集分布時，則為粗粒條帶狀、斑點狀白鎢礦富礦石。由于繼承結晶作用和定向壓力的影響，白鎢礦斑點的長軸方向與地層產(chǎn)狀基本一致。

3.2 成礦階段

根據(jù)礦區(qū)圍巖蝕變礦石組構特征及礦物組合和共生關系，將成礦過程劃分為2期5個階段(表1)。

(1)矽卡巖成礦期：根據(jù)礦物生成先后順序，分為早矽卡巖階段、晚矽卡巖階段和氧化物三個成礦階段

早矽卡巖階段：在高溫氣水作用下主要生成鈣、鋁的硅酸鹽礦物，這時沒有石英出現(xiàn)，主要生成透輝石、石榴石、硅灰石等無水硅酸鹽礦物，是矽卡巖的主要成分，此階段一般不形成有用礦物，故此為無礦矽卡巖階段。

晚矽卡巖階段：這一階段明顯表現(xiàn)為對早期矽卡巖的交代作用，且顯示了[OH]-等礦化劑的作用?？尚纬申柶鹗?、透閃石、綠簾石、符山石等含水硅酸鹽礦物。

該階段由于溫度降低，礦液中的鐵不參加硅酸鹽格架，惰性增強，逐漸濃集達到飽和形成大量磁鐵礦。

氧化物階段：這一時期具過渡性質，開始出現(xiàn)石英、螢石礦物，是由溫度較高的熱液作用形成。這一時期出現(xiàn)的金屬礦物除赤鐵礦、白鎢礦、錫石外，還有少量磁鐵礦、輝鉬礦和磁黃鐵礦。是白鎢礦的主成礦階段。

(2)石英～硫化物成礦期：該期顯示了H2S、F、B等礦化劑的作用，又分為：

早階段：為石英-硫化物階段，此一階段的成礦條件是高～中溫環(huán)境，熱液交代作用下，矽卡巖發(fā)生廣泛的熱液蝕變，矽卡巖礦物被交代形成熱液型的綠泥石、絹云母，以及大量的石英、螢石、電氣石等脈石礦物，含米黃色塊狀白鎢礦的石英脈、電氣石石英脈常沿白鎢礦化矽卡巖頂、底分布。金屬礦物主要有:磁黃鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦、斑銅礦、毒砂等。交代早期矽卡巖白鎢礦礦石，形成硫化物型白鎢礦礦石，使原形成的層狀、似層狀白鎢礦體更加富集。

晚階段：為方解石-硫化物階段，在中溫熱液條件下出現(xiàn)大量方解石，金屬礦物有閃鋅礦、方鉛礦和黃鐵礦。

(3)表生期(階段)：褐鐵礦、蛭石、方解石、鎢華。

表1 南溫河鎢礦成礦階段劃分及礦物生成順序表

Tab 1.Metsllogenesis Stage Division and Mineral Formation Sequence

4 礦床成因探討

根據(jù)馮佳睿等(2011)研究成果，該礦床石榴子石、綠簾石、石英、螢石和方解石等礦物中的流體包裹體主要有3種類型：富液相流體包裹體、富氣相流體包裹體和含子礦物多相流體包裹體。流體包裹體的氣相成分以H2O、CH4和N2為主，含少量CO2，液相成分以H2O為主。矽卡巖期流體包裹體均一溫度260℃～420℃，鹽度為6.45%NaCleq.～53.26%NaCleq.，流體密度為0.83g/cm3～1.15g/cm3。石英硫化物期流體包裹體的均一溫度主要集中于160℃～300℃，鹽度為4%NaCleq.～8%NaCleq.，流體密度為0.67g/cm3～0.96g/cm3，與矽卡巖期相比，溫度、鹽度和密度明顯降低。石榴子石、石英和方解石的氫氧同位素研究表明，成礦流體主要來自于巖漿水，混合有少量大氣降水；黃鐵礦硫同位素硫同位素組成反映出成礦物質來源于深部巖漿熱液；礦石鉛同位素組成與老城坡單元花崗片麻巖鉛同位素明顯不同，而與老君山花崗巖鉛同位素組成基本一致，說明礦區(qū)鉛同位素來源很可能與老君山花崗巖有密切聯(lián)系。礦石鉛的來源較淺，成礦物質以殼源為主。

關于南溫河鎢礦成礦年齡爭議較大。曾志剛等(1999)獲得白鎢礦礦石全巖Rb-Sr年齡214.25±15.60Ma；馮佳睿等(2011)獲得了南秧田矽卡巖型鎢礦體內(nèi)的3件輝鉬礦Re-Os模式年齡值為(209.1±3.3)～(214.1±3.1)Ma，成礦時代為晚三疊世。譚洪旗等(2011)獲得含礦金云透閃矽卡巖與白鎢礦共生的金云母坪年齡為118.14±0.69Ma，成礦時代為早白堊世。研究表明，老君山地區(qū)巖漿活動主要集中在白堊紀和早古生代。白堊紀老君山復式花崗巖成巖時代為118.08Ma～86.9Ma(云南省地礦局，1990；劉玉平，2007)。三疊紀，主要經(jīng)歷了區(qū)域動力變質作用，尚未發(fā)現(xiàn)存在該時期的巖漿活動。

據(jù)此，推斷南溫河鎢礦成礦年齡可能為與白堊紀巖漿侵入活動有關的矽卡巖型礦床，成礦時代可能為早白堊世。馮佳睿等(2011)和曾志剛等(1999)獲得的年齡，可能為經(jīng)歷過區(qū)域變質作用與白堊紀花崗質巖漿熱液作用改造過的混合年齡(譚洪旗等，2011a)。

南溫河鎢礦礦床成因觀點眾多，主要早古生代混合巖成礦(繆應理等，2013)，元古代海底火山噴發(fā)沉積形成白鎢礦化體-早古生代的區(qū)域混合巖化作用形成層狀白鎢礦體-后期的巖漿熱液疊加改造作用三階段成礦模式(石洪召等，2015)，印支期巖漿成礦(馮佳睿等，2011；李建康等，2013)，印支期區(qū)域變質作用成因(曾志剛等，1999)，燕山期巖漿成礦(官容生，1993；張洪培等，2006；狄永軍等，2013；闕朝陽等，2014)等觀點。

通過對南溫河鎢礦床成礦條件、成礦階段分析研究，結合前人對南溫河鎢礦床成因取得的認識，可得出以下結論

(1)早元古代的泥質巖、長英質碎屑巖夾碳酸鹽巖巖相帶，含有較高的鎢元素，形成了本區(qū)的初始礦源層。

(2)加里東期產(chǎn)生了持續(xù)的區(qū)域變質作用，使原沉積的碳酸鹽巖、泥砂質碎屑巖形成一套綠片巖相-低角閃石相的變質巖系，在變質熱水的作用下，鎢元素得到了調(diào)整富集，在巖層的層紋、層理、片理沉淀，形成層狀、似層狀白鎢礦化、矽卡巖化帶。

(3)白堊紀巖漿熱液侵位于碳酸鹽巖，受碳酸鹽巖的同化混染作用，分異形成的富CO2等揮發(fā)分，結合上侵動力、揮發(fā)分產(chǎn)生的內(nèi)壓力進而溝通了巖漿體系與地下水體系，熱液沸騰形成了較高鹽度富含成礦物質的巖漿-熱液流體，沿韌脆性斷裂帶及裂隙進入碳酸鹽巖進行交代作用，隨著CO2的釋放促進碳酸鹽巖的進一步分解，加速了流體與碳酸鹽巖的化學反應，形成大規(guī)模的矽卡巖帶。隨著溫度、壓力的降低，巖漿熱液影響減弱，地下水參與度提升，成礦流體溫度、鹽度進一步降低，含礦熱液沿平緩的滑脫面遷移，使早期所形成的矽卡巖型鎢礦床得到了進一步改造，在后期改造作用強烈和含礦熱液疊加地段，礦化進一步富集。

綜上所述，南溫河鎢礦床是與白堊紀巖漿熱液活動有關的矽卡巖型鎢礦床。