廣西西大明山羅維鎢鉍多金屬礦床礦化特征及成因*

曹 杰 李賽賽

（1.桂林理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院；2.廣西隱伏金屬礦產(chǎn)勘查重點實驗室）

鎢礦是我國的優(yōu)勢礦產(chǎn)資源，大部分集中于華南南嶺地區(qū)［1-4］。華南地區(qū)鎢多金屬礦床有斑巖型、云英巖型、矽卡巖型、石英脈型、砂頁巖（層控）型和碳酸鹽型等多種類型。這些礦床既可獨立，又或往往2種或2種以上礦床類型相伴產(chǎn)出，形成多種類型礦床（體），組成“多位一體”的聯(lián)合或復(fù)合礦床，或以一定結(jié)構(gòu)形式組成的成礦結(jié)構(gòu)體系或成礦模式［5］。如南嶺地區(qū)由地表線脈帶、細(xì)脈帶、細(xì)脈和大脈混合帶、大脈帶、單獨大脈組成的“5層樓”模式，以及后來的“5層樓+地下室”模式［6-8］，廣西大明山地區(qū)由直立型石英脈、近水平產(chǎn)出緩傾斜石英脈、網(wǎng)脈型和斑巖型4種礦化形式組成的“四位一體”成礦模式［3，9］。

西大明山地區(qū)是廣西重要的多金屬成礦區(qū)，礦產(chǎn)資源較豐富，以內(nèi)生礦產(chǎn)為主，目前已發(fā)現(xiàn)有銀、鉛鋅、鎢、鉍等礦種，其中探明大型礦床2處（鳳凰山銀礦、弄屯鉛鋅礦），中型礦床2處（長屯鉛鋅礦、羅維鎢鉍多金屬礦），小型礦床多處（淥井鉛鋅礦、姆馱山銀礦、平何銀礦、那佰鉛鋅礦、小明山鉛鋅礦等）。前人研究工作主要集中在銀、鉛鋅礦床，對近年來新發(fā)現(xiàn)的羅維鎢鉍多金屬礦床少有研究［10-18］。本研究從地表、深部和顯微鏡下3個角度對羅維鎢鉍多金屬礦床的礦化特征進(jìn)行分析，并探討礦床成因，以期為西大明山地區(qū)鎢礦的找礦突破提供借鑒。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

羅維鎢鉍多金屬礦床位于廣西西大明山復(fù)式背斜東段近傾伏端北翼（圖1），在大地構(gòu)造上位于華南欽杭成礦帶的西南端［19-20］。西大明山地區(qū)整體呈核部為寒武系，兩翼為泥盆系的短軸復(fù)式背斜。該復(fù)式背斜由一系列次級呈緊密排列的線狀背、向斜組成，總體構(gòu)造線呈近EW向，樞紐向東、西兩端傾伏。區(qū)域上EW向、NW向、NE向斷裂發(fā)育。地表僅有少量酸性和基性巖脈沿斷裂侵入。

自晚元古代揚(yáng)子與華夏2個古陸塊碰撞拼貼以來，研究區(qū)主要處于板內(nèi)構(gòu)造環(huán)境，并經(jīng)歷了多期（次）構(gòu)造運(yùn)動［19］。利用西大明山地區(qū)及其周邊盆地7個不同構(gòu)造層中褶皺構(gòu)造和共軛剪節(jié)理進(jìn)行應(yīng)力分析，獲得區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場的最大主壓應(yīng)力方向依次為SN（加里東）→NNW-SSE（海西）→SN（印支）→NW-SE（燕山早期）→NNE-SSW（燕山晚期）→近EW（喜山早期）→近SN（喜山晚期）向［21］。多期（次）構(gòu)造運(yùn)動為區(qū)域成礦作用提供了有利條件。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

礦區(qū)內(nèi)地層主要為寒武紀(jì)小內(nèi)沖組（∈x）和黃洞口組（∈h），是由砂泥巖組成的復(fù)理石建造，屬半深海相沉積；另有少量泥盆紀(jì)蓮花山組（D1l）出露于礦區(qū)北部（圖2）。小內(nèi)沖組（∈x）分為3個巖性段：第一段（∈x1）以頁巖為主夾少量砂巖；第二段（∈x2）為長石石英砂巖夾頁巖；第三段（∈x3）為長石石英砂巖與頁巖互層。黃洞口組（∈h）與小內(nèi)沖組（∈x）呈整合接觸，亦分為3個巖性段；礦區(qū)內(nèi)僅出露下部2個巖性段：第一段（∈h1）為長石石英砂巖與泥巖互層，第二段（∈h2）為長石石英砂巖夾泥巖。蓮花山組（D1l）與下伏寒武系呈角度不整合接觸，底部為礫巖、含礫砂巖，上部主要為紫紅色泥巖。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)內(nèi)的構(gòu)造以褶皺和斷裂為主。主體褶皺為一軸面近直立、樞紐傾伏向為75°的直立傾伏背斜，近EW向橫貫整個礦區(qū)，長約15 km，寬約10 km。兩翼地層傾向相反，傾角相近。核部為寒武紀(jì)小內(nèi)沖組一段，翼部由老到新依次為小內(nèi)沖組二、三段、黃洞口組一、二段，次級褶皺發(fā)育。核部被近EW向斷裂F12切割，東北部被NW向羅維斷裂左行切錯（圖2）。

礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，按斷層走向可劃分為4組：NEE向、NW向、NE向、SN向（圖2）。其中，NEE向斷裂形成最早，多數(shù)在加里東期已經(jīng)形成，是重要的導(dǎo)礦、容礦構(gòu)造；其次為NE向、SN向斷裂；NW向斷裂形成最晚，規(guī)模最大，其將NEE向斷裂左行錯斷。

2.3 巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)未見巖漿巖出露，但鉆探（ZK40004、ZK31901）發(fā)現(xiàn)了隱伏巖體（圖2），巖性為細(xì)粒斑狀黑云母花崗閃長巖［22］。鋯石U—Pb測年顯示隱伏巖體的年齡分別為（99.84±0.90）Ma和（98.03±0.99）Ma［23］，表明其形成于燕山晚期。

2.4 礦體特征

區(qū)內(nèi)共發(fā)現(xiàn)12個鎢鉍礦體，其中3個礦體出露地表，9個為隱伏礦體。礦體總體呈層狀或似層狀平行產(chǎn)出，近東西展布，傾角較小。礦體長度在170～360 m，厚度一般為0.70～3.90 m，其中WO3品位為0.137%～0.395%、Bi品位為0.013%～0.108%、Zn品位為0.62%～2.14%。V-9號礦體規(guī)模最大，位于F8與F11斷裂交匯處南側(cè)，埋深大于400 m，傾向南西，傾角約15°；其它礦體呈似層狀平行分布在V-9號礦體上部及下部（圖3）。圍巖蝕變較強(qiáng)，主要有矽卡巖化、黃鐵礦化、硅化、綠泥石化、黏土化、碳酸鹽化，局部可見絹云母化。

3 礦化特征

羅維鎢鉍多金屬礦床以層狀或似層狀礦化為主，但仍可見少量脈狀礦化。從地表、深部和顯微鏡下分別來觀察該礦床的礦化特征。

3.1 地表礦化特征

由于礦區(qū)山高林密，地形切割較深，覆蓋厚，基巖出露較差，地表工作主要沿礦區(qū)開挖出的道路進(jìn)行。地表礦體呈層狀，其產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀基本一致，為順層礦化（圖4（a）），氧化后呈黑褐色（圖4（b））。在礦體與周圍地層的過渡地段，發(fā)育大量網(wǎng)格狀的節(jié)理將圍巖切割成大小不一的塊體（圖5（a）），沿節(jié)理有明顯的礦化蝕變現(xiàn)象。由塊體邊部向中心，蝕變逐漸減弱，直至消失。這些被節(jié)理分割的塊體，由于邊部蝕變較強(qiáng)，中心蝕變?nèi)趸蛭丛馐芪g變，導(dǎo)致礦體不同部分的物質(zhì)成分不同，在地表風(fēng)化后呈現(xiàn)明顯的同心環(huán)狀結(jié)構(gòu)（圖5（b）），塊體的邊部風(fēng)化后呈軟泥狀，為蝕變礦物風(fēng)化后形成；中心部位風(fēng)化后呈砂狀，為原巖（砂巖）風(fēng)化后形成。這些特征說明，成礦熱液在沿砂巖層理礦化過程中，少量熱液向礦層兩側(cè)的圍巖中運(yùn)移，其優(yōu)先進(jìn)入連通性好的節(jié)理中，同時與節(jié)理兩側(cè)的圍巖反應(yīng)，形成了網(wǎng)格狀的蝕變。

本次野外調(diào)研過程中，沿礦區(qū)內(nèi)道路實測了1條地質(zhì)剖面。圖示剖面（圖6）由1個向斜和2個背斜組成，巖性主要由寒武紀(jì)小內(nèi)沖組第二段（∈x2）的長石石英砂巖和泥巖組成；剖面線控制長度范圍內(nèi)由北向南大致發(fā)育3層礦化體，均順層產(chǎn)出，并與圍巖地層同步褶皺。

各層礦化體厚度不同，單個礦化體的厚度沿走向和傾向變化較大。礦化最小厚度2 m，最大厚度達(dá)50 m。

3.2 深部礦化特征

結(jié)合深部鉆探地表槽探工程，目前羅維礦區(qū)共發(fā)現(xiàn)12個鎢鉍礦體，由多條勘探線控制。礦體多呈層狀、似層狀平行分布，垂向間距5～65 m，傾向南西。淺部礦體傾角較陡，一般在33°～48°；深部的礦體傾角變緩，由20°～22°逐漸過渡至8°～11°（圖3）。

通過對礦石進(jìn)行光薄片鑒定，確定羅維鎢鉍多金屬礦床屬于矽卡巖型礦床（圖7），其中層狀矽卡巖型礦體是礦床的主礦體［17］。至于矽卡巖中鈣的來源，盡管容礦圍巖為寒武紀(jì)小內(nèi)沖組砂巖、泥巖，但砂巖中發(fā)現(xiàn)少量方解石顆粒，鉆孔巖芯中靠近隱伏巖體的砂巖層中可見較多的方解石脈；同時，區(qū)域上在西大明山西部大新縣以西，與小內(nèi)沖組同時代的邊溪組中夾有灰?guī)r，邊溪組屬于臺地相沉積，小內(nèi)沖組屬于斜坡相沉積，由西向東，其中的鈣質(zhì)逐漸減少。因此，寒武紀(jì)小內(nèi)沖組可能是矽卡巖中鈣的主要來源。層狀矽卡巖編錄發(fā)現(xiàn)：含礦的矽卡巖體在垂向上也是不連續(xù)的，并可分出若干亞層，每層厚度在1～10 m；發(fā)育透輝石矽卡巖、石榴子石矽卡巖等，整體具有中間為石榴子石矽卡巖、兩側(cè)為透輝石矽卡巖的對稱帶狀分布特點［24］。

從巖芯可以觀察到，白鎢礦與磁黃鐵礦共生，呈平行帶狀分布（圖8），且表現(xiàn)出正相關(guān)關(guān)系。層狀礦體之間，發(fā)育一些裂隙將各層礦體連通，沿著裂隙發(fā)生輕微的蝕變（圖9（a））。巖芯中觀察到的層狀礦體與地表產(chǎn)狀一致，表明礦體主要以層狀產(chǎn)出。同時，巖芯中不同礦層之間的裂隙，與地表觀察到的網(wǎng)格狀節(jié)理相對應(yīng)。

此外，巖芯中還發(fā)現(xiàn)脈狀的白鎢礦脈。如圖9（b）所示：左側(cè)為脈狀白鎢礦，右側(cè)為層狀白鎢礦，兩者相互連通。脈狀礦體寬度在0.5～4 cm，礦物粒徑一般在0.1～1.5 cm，白鎢礦、磁黃鐵礦等礦物較層狀礦體中的礦物顆粒粗大。脈狀礦體中礦物組成與層狀浸染狀礦化基本相同，因此推測兩者可能是同期熱液礦化的產(chǎn)物。

3.3 顯微鏡下礦化特征

顯微鏡下觀察發(fā)現(xiàn)，礦石礦物主要為黃鐵礦、磁黃鐵礦、白鎢礦、黃銅礦，呈浸染狀、脈狀充填于巖石中。礦化巖石具有明顯的選擇性，主要為粉砂—中砂巖，泥巖礦化較弱。

（1）浸染狀順層礦化。矽卡巖礦物主要有石榴子石、透輝石和綠簾石（圖7）。石榴子石呈淺褐色或無色，自形、半自形、他形粒狀集合體，粒徑0.2～1 mm，局部含量可達(dá)50%以上，顆粒中常含有較多雜質(zhì)，與透輝石共生，邊部常見有綠簾石化和綠泥石化，局部可見被后期氧化礦物替代的現(xiàn)象。透輝石常呈半自形、他形粒狀或短柱狀集合體出現(xiàn)，粒度較小，一般小于0.5 mm，局部含量可達(dá)30%以上，與石榴子石共生。綠簾石是含水矽卡巖礦物，常為粒狀、條狀集合體，粒度一般與透輝石相當(dāng)，含量較少。

黃鐵礦、磁黃鐵礦等顆粒沿砂巖層理分布（圖10、圖11），粒度一般小于0.25 mm，局部礦化較強(qiáng)，可達(dá)1.5 mm。黃鐵礦呈半自形—自形粒狀，磁黃鐵礦呈他形粒狀。黃銅礦呈它形粒狀，粒度一般小于0.1 mm，星散分布，偶爾可見黃銅礦沿黃鐵礦邊部充填交代，而磁黃鐵礦常沿黃鐵礦間、邊部充填交代。白鎢礦呈他形粒狀，粒度一般小于0.5 mm，分布于磁黃鐵礦、黃鐵礦的邊部，或充填于石英顆粒間。熱液階段礦物生成順序：石英→黃鐵礦→磁黃鐵礦、黃銅礦→方解石（白鎢礦）。

礦石礦物主要沿石英間隙充填，有的被石英包裹。石英多發(fā)生重結(jié)晶，呈粒狀，粒徑在0.05～0.5 mm，多為0.1～0.2 mm，接觸界線凹凸—平直，內(nèi)部常包裹有細(xì)小絹云母等黏土礦物，故光潔度較差。說明成礦熱液對砂巖中的礦物改造較強(qiáng)，引起原巖硅化、黃鐵礦化、碳酸鹽化。礦石礦物顆粒無論大小，其長軸方向均與砂巖層理一致或近平行，顯示明顯的順層礦化特征。

（2）脈狀礦化特征。原巖（砂巖）被石英、礦石礦物以及碳酸鹽脈穿插（圖12），且脈體與砂巖層理角度相交，脈體及巖層中均發(fā)生礦化。脈體寬度不一，其寬度越大，礦物顆粒結(jié)晶越粗大，反之越小。脈中?？梢姷V石礦物沿石英間充填，而少量碳酸鹽（白鎢礦、方解石）又沿礦石礦物間充填。各礦物特征與浸染狀礦化的礦物特征相似。黃鐵礦呈自形—半自形粒狀，沿石英間充填，常可見磁黃鐵礦、黃銅礦沿其間、邊部充填交代；磁黃鐵礦呈他形粒狀，充填于巖石中，且沿石英、黃鐵礦邊部充填；黃銅礦細(xì)小呈他形粒狀，粒徑大小在0.01～0.3 mm，星散充填于巖石中，且沿黃鐵礦、磁黃鐵礦間、邊部充填，有的與磁黃鐵礦組成共結(jié)邊結(jié)構(gòu)。白鎢礦呈他形粒狀，粒度較浸染狀礦化粗，一般1～2 mm，分布于磁黃鐵礦、黃鐵礦的邊部，亦可見少量金屬礦物被白鎢礦包裹（圖8（c）、（d））。熱液階段礦物生成順序與順層的浸染狀礦化一致。

鉆孔深部靠近隱伏巖體的部位，原巖（砂巖）被花崗巖脈侵入。礦石礦物黃鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦呈脈狀、浸染狀充填于花崗巖脈、角巖化砂巖中（圖13），其中花崗巖脈中礦物顆粒較大（一般大于0.25 mm）。

脈狀礦化與順層的浸染狀礦化特征相似，而且順層的浸染狀礦化沿層理與脈狀礦化相連，石英具有明顯的重結(jié)晶特征，以上這些特征說明，脈狀礦化與順層的浸染狀礦化應(yīng)是同期熱液活動形成的，熱液在切層的裂隙中形成脈狀礦化，在順層的砂巖中運(yùn)移引起硅化、黃鐵礦化、碳酸鹽化。

4 討論

4.1 礦床與隱伏巖體的關(guān)系及成礦時代

通過前面對礦化特征的分析，本研究認(rèn)為羅維鎢鉍多金屬礦床為層控矽卡巖型熱液礦床。對礦石中的石英包裹體分析獲得δ18O值為4.5‰～9.66‰，δD值為-74‰～-55‰，說明成礦流體主要為巖漿水。對礦床中的鉛、硫、碳同位素組成進(jìn)行了研究，獲得208Pb/204Pb值 為38.404～39.046，207Pb/204Pb值 為15.592～15.766，206Pb/204Pb值為18.132～18.598；隱伏花崗閃長巖中長石208Pb/204Pb值為38.793～38.945，207Pb/204Pb值為15.658～15.713，206Pb/204Pb值為18.454～18.537；兩者特征基本一致。而且硫化物中的δ34S值為-0.2‰～6.9‰，方解石脈中δ13C值為-6.6‰～-5.7‰，表明硫和碳主要為巖漿來源［24-25］。因此，認(rèn)為羅維鎢鉍多金屬礦床的成礦物質(zhì)主要來源于隱伏花崗閃長巖。

分別在礦區(qū)內(nèi)ZK31901、ZK40001這2個鉆孔的500 m、950 m深處遇到了隱伏的花崗閃長巖，而鎢鉍礦體則位于該巖體的正上方。通過對2個鉆孔中發(fā)現(xiàn)的隱伏巖體進(jìn)行鋯石U—Pb定年，分別獲得（99.84±0.90）Ma和（98.03±0.99）Ma，2個樣品年齡一致，代表了羅維礦區(qū)隱伏花崗閃長巖體的結(jié)晶年齡，說明其是燕山晚期的巖漿活動產(chǎn)物。另外，對產(chǎn)在隱伏巖體上部的礦體進(jìn)行了輝鉬礦Re-Os等時線定年，獲得成礦年齡為（95.9±1.8）Ma［24］。

上述特征說明，研究區(qū)內(nèi)的鎢鉍多金屬礦床與隱伏花崗閃長巖體具有直接的成因聯(lián)系，巖體提供了主要的成礦流體，該礦床是巖漿巖侵入期后熱液作用的產(chǎn)物。

4.2 礦床成因

燕山晚期，研究區(qū)發(fā)生巖漿侵入活動。巖漿熱液沿著斷裂、裂隙在構(gòu)造動力、熱動力的驅(qū)動下向地殼淺部運(yùn)移，并沿途活化、遷移圍巖中的一些（成礦）元素。由于成礦深度較大，圍巖溫度較高，導(dǎo)致熱液能夠保持較高的溫度運(yùn)移。當(dāng)熱液與寒武系相遇，由于砂巖的有效孔隙度比泥巖高，滲透性好，礦液會沿數(shù)層砂巖分流，并與地層中的鈣質(zhì)成份發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，隨著溫度、壓力、氧逸度、酸堿度等物理、化學(xué)條件的變化，在順層流動過程中形成了順層的矽卡巖型礦（化）體，斷裂中形成了少量脈狀礦（化）體（圖14）。成礦后，由于地殼抬升剝蝕，導(dǎo)致礦體出露于地表。

5 結(jié)論

（1）鎢鉍礦體主要受寒武紀(jì)小內(nèi)沖組砂巖層理控制。區(qū)內(nèi)共發(fā)現(xiàn)12個鎢鉍礦體，呈層狀、似層狀平行分布。在地表上礦體氧化呈黑褐色，但仍保留層狀礦體特征。

（2）在礦石的光、薄片中可觀察到礦石礦物主要沿砂巖層理分布，亦可見少量沿節(jié)理、裂隙呈脈狀分布。原巖中的石英多發(fā)生重結(jié)晶，礦石礦物主要沿石英間隙充填，有的被石英包裹。礦石中白鎢礦與磁黃鐵礦具有密切的共生關(guān)系。

（3）成礦熱液對砂巖改造較強(qiáng)，引起原巖硅化、黃鐵礦化、碳酸鹽化；同時還沿礦體圍巖中的節(jié)理形成網(wǎng)格狀礦化蝕變。

（4）該礦床與燕山晚期形成的隱伏花崗閃長巖體具有直接的成因聯(lián)系，巖體提供了主要的成礦流體。