廣西大瑤山社垌鎢多金屬礦床地質特征分析

邱際瑋

摘要：社垌鎢多金屬礦床位于大瑤山地區(qū)東部，為大型鎢多金屬礦床。本文在野外工作的基礎上，結合已有的研究成果，總結了社垌礦床地質特征、成礦成巖年度、物質來源及大地構造背景。通過分析認為，社垌礦床外圍可能存在中低溫熱液礦床，具有良好的找礦潛力。

關鍵詞：大瑤山；社垌；多期成礦；鎢多金屬

大瑤山地區(qū)位于廣西壯族自治區(qū)中東部，是華南地區(qū)重要的W-Sn多金屬成礦省。自加里東期以來，該區(qū)構造—巖漿作用活躍，形成了大量的中酸性、酸性巖漿，伴隨著WSn-Cu-Mo-Pb-Zn-Au-Ag礦床產(chǎn)出。近年來，該區(qū)陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了大黎鉬礦、圓珠頂鉬銅礦、社垌鎢多金屬礦床等一系列大中型礦床，使得大瑤山地區(qū)成為找礦勘查的重點靶區(qū)。為了更好地了解大瑤山地區(qū)礦床特征及成礦規(guī)律，本文對社垌鎢多金屬礦床特征進行了總結和分析，在此基礎上提出了外圍存在中低溫熱液礦床的可能，為進一步找礦工作提供參考資料。

1.區(qū)域地質背景

大瑤山地區(qū)位于揚子板塊與華夏板塊結合處、欽杭成礦帶南緣，呈近EW向展布，包括大桂山、大瑤山等兩條山脈，總面積超過1.8萬km3。區(qū)內地層發(fā)育較為齊全，自寒武系到第四系地層均有出露；其中，以寒武系地層最為發(fā)育。寒武系地層分布在該區(qū)的中部，為一套類復理石砂巖建造，厚度超過9000m；巖性主要為粉砂巖、砂巖、千枚巖及炭質頁巖等。寒武系地層自下到上，可劃分為三個組：培地、小內沖及黃洞口等。區(qū)內泥盆系地層較為發(fā)育，底部為一套厚層的底礫巖，上部為淺海相石英砂巖、泥頁巖、碎屑巖等。區(qū)內構造較為發(fā)育，主要為褶皺及斷層；其中，NEE向的大瑤山復式背斜及憑祥—大黎斷裂構成了該區(qū)構造框架，后期疊加有近SN、NE及NW向斷裂，為該區(qū)成礦提供了物質運移通道及容礦空間[1]。區(qū)內巖漿作用強烈，在區(qū)內南部及東部，分布著大量的中酸性巖漿，與區(qū)內W-Sn多金屬礦床的形成密切相關。此外，區(qū)內還存在一些后期巖脈，巖性主要由花崗閃長巖、閃長巖、二長花崗巖等。

2.礦床地質特征

社垌鎢多金屬礦床位于廣西梧州市蒼梧縣境內，距離梧州市約58km。該礦床于2011年由廣西地球物理勘察院發(fā)現(xiàn)。經(jīng)過多年的勘查，該礦床目前已達大型規(guī)模。礦區(qū)主要出露寒武系小內沖組及黃洞口組地層，由細砂巖、粉砂巖、炭質頁巖、頁巖組成，夾有灰?guī)r夾層，為一套淺海相復理石建造。小內沖組與黃洞口組地層呈整合接觸。礦區(qū)內構造、褶皺構造發(fā)育，主要為NE向的平頭背不對稱背斜及NW、NE向斷裂，控制了礦區(qū)巖漿巖及礦體的分布方向。此外，礦區(qū)分布著一系列次級的褶皺及斷裂。礦區(qū)巖漿巖分布廣泛，主要為社山復式巖體及平頭背花崗閃長巖脈。其中，社山復式巖體中巖漿巖大致可以分為兩期：早期為加里東期黑云母花崗閃長巖，呈巖株產(chǎn)出，長約3km，寬約2km，侵入寒武系黃洞口組砂巖中；晚期為燕山期花崗斑巖、石英斑巖等，主要呈巖枝狀產(chǎn)出，侵入黑云母花崗閃長巖中。平頭背地區(qū)出露3條花崗閃長斑巖巖脈，主要呈NWW向展布，侵入寒武系黃洞口組地層中。

社垌礦區(qū)礦體主要由三部分組成：平頭背礦段、社山礦段及寶山礦段；其中，平頭背及社山礦段主要以鎢鉬礦化為主，而寶山礦段主要以銅礦化為主[2]。社山礦段主要分布在社山復式巖體中，鎢鉬礦化分布于黑云母花崗閃長巖中，主要呈白鎢礦—輝鉬礦—石英脈體產(chǎn)出，脈寬1cm～3cm。在礦段下部，分布著少量的矽卡巖，白鎢礦、輝鉬礦等呈浸染狀分布于矽卡巖中。平頭背礦段中，花崗閃長斑巖脈體侵入寒武系地層中，在其接觸部位形成矽卡巖化蝕變；白鎢礦、輝鉬礦化均呈浸染狀分布在矽卡巖中，礦化與花崗閃長斑巖關系密切；其上部同樣為輝鉬礦—白鎢礦—石英脈體，脈體寬1cm～20cm。兩個礦段中產(chǎn)出金屬礦物主要為白鎢礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦及輝鉬礦，脈石礦物主要為石英、白云母、綠泥石等，礦體主要發(fā)生綠泥石化、硅化、黃鐵礦化等蝕變。寶山礦段同樣位于社山復式巖體之中、社山礦段南側，呈隱伏狀產(chǎn)出，礦體以銅礦化為主，黃銅礦主要呈浸染狀、細脈浸染狀分布于石英斑巖及其附近黑云母花崗閃長巖中。礦體蝕變主要由絹云母化、綠泥石化及黃鐵礦化，蝕變主要分布在石英斑巖中。

礦區(qū)共發(fā)現(xiàn)四條礦帶，分別為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ及Ⅳ號；其中，Ⅰ、Ⅱ及Ⅲ號礦帶為鎢鉬礦帶，且規(guī)模較大；Ⅳ號為銅礦體，規(guī)模較小。Ⅰ號礦帶位于社山礦段，鎢鉬礦脈走向300o左右，寬度大于100m，單礦體厚度在0.28m到1.49m之間，WO3的品位在0.072%～2.94%之間。Ⅱ號及Ⅲ號礦帶分布在平頭背礦段；其中，Ⅱ號礦帶長約430m，最大深度超過400m，寬度約300m，單礦體WO3的品位在0.013%～ 0.78%之間，Mo品位在0.001%～0.260%之間。Ⅲ號礦帶長約800m，最大深度超過350m，WO3的品位在0.014%～ 4.630%之間，Mo品位在0.001%～1.210%之間。Ⅳ號礦脈銅的品位多在0.2%～0.8%之間，長約150m；礦體呈不規(guī)則帶狀分布在寶山石英斑巖中。

3.成巖成礦年代

社山黑云母花崗閃長巖及平頭背花崗閃長斑巖均具有中等SiO2（54.5%～63.0%），較高的Al2O3（15.4%～17.8%）含量，輕/重稀土（La/Yb）N）分異明顯（6.3～13.5），Eu負異常（0.62～0.70）且均為鈣堿性、I型花崗巖；其初始87Sr/86Sr（0.7086～0.7091）含量較高，？Nd（t）（-6.6～-5.2）、？Hf（t）（-6.3～ 1.6）值較低，表明這些巖體主要形成于古老下地殼的部分熔融。而這些巖體中均包含有基性暗色包體（MME），表明在這些巖體形成過程中，有地幔物質的加入。年代學研究表明，社山黑云母花崗閃長巖形成于439.8±3.2Ma，平頭背花崗閃長巖形成于441.1±2.2Ma，MME形成于440.0±1.7Ma，在誤差范圍內一致[3]。寶山石英斑巖具有較高的SiO2（73.13%～77.92%），較低的Al2O3（12.27%～13.62%）含量，鈣堿性、S型花崗巖，輕重稀土分異不明顯（La/Yb）N=1.26-1.66），Eu強負異常（0.03～0.06），指示該巖體形成于沉積物的部分熔融。LA-ICP-MS鋯石U-Pb同位素定年結果顯示，該巖體形成于燕山期（約為95Ma），明顯晚于社山及平頭背礦段的W-Mo礦化時間[4]。

通過詳細的地質研究，社山、平頭背礦段被認為是矽卡巖—石英脈型W—Mo礦化，礦化與社山黑云母花崗閃長巖及平頭背花崗閃長斑巖關系密切。由此可以認為社山、平頭背W—Mo礦化形成與加里東期（約440Ma）。通過選取社山、平頭背W—Mo礦石中的輝鉬礦，進行了精確的Re-Os定年，得到其等時線年齡為439.1±3.5Ma，加權平均年齡為437±11Ma，也證實了礦物W-Mo礦化是由形成于440Ma黑云母花崗閃長巖及花崗閃長巖侵入而形成[2]。此外，研究認為寶山銅礦段的蝕變及礦化特征與斑巖銅礦床相似，因此認為寶山礦段為斑巖礦化，是有石英斑巖侵入而引起的。通過選取寶山礦段輝鉬礦進行Re-Os定年，得到等時線年齡為101.7±4.6Ma，加權平均年齡為92.5±0.5Ma，在誤差范圍內與石英斑巖成巖年齡一致[2]。這些研究證實了在社垌礦區(qū)存在兩期礦化，早期為W-Mo礦化，形成于加里東期；晚期形成斑巖銅礦化，形成于燕山期。

4.成礦物質來源

在社山、平頭背W-Mo礦段，脈體從早到晚可劃分為石英—黃鐵礦脈、石英—白鎢礦—輝鉬礦脈、石英—多金屬脈以及石英—方解石脈，其形成溫度分別為370oC～550oC，330oC～370oC，330oC～210oC以及150oC～190oC，且從早到晚，流體密度及鹽度均呈現(xiàn)降低趨勢。表明成礦流體為巖漿流體，在演化過程中，地下水不斷加入，從而導致了成礦物質的沉淀[5]。He-Ar-H-O-S同位素測試結果顯示，W-Mo礦脈中3He/4He為0.46-0.67 Ra，40Ar/36Ar為303.83-388.62，δDV-SMOW為-84‰～-61‰，δ18OH2O為-0.48～5.09，δ34S為-3.8‰～ 1.7‰，表明成礦流體主要來自于巖漿，在成礦后期有地下水的加入，幔源物質在成礦過程中起到了重要作用[5-6]。

寶山銅礦段成礦流體及成礦物質方面的研究還較少，通過測量寶山黃銅礦脈體中He-Ar同位素得出，其3He/4He為0.7-1.46Ra，40Ar/36Ar為294.02-316.96，顯示成礦流體同樣主要來自于巖漿，后期有地下水的加入，而幔源物質在成礦過程中的作用并不明顯[5]。對于斑巖銅礦，國內外學者已做較多的研究，成礦物質主要來自巖漿房。

5.大地構造背景分析

前人通過對大瑤山—大明山地區(qū)寒武系、泥盆系地層中碎屑鋯石進行U-Pb同位素年齡測試表明，大瑤山地區(qū)缺乏加里東期巖漿作用。而近些年來，學者們在大瑤山—大明山地區(qū)發(fā)現(xiàn)了桂東巖體（442Ma～412Ma）、牛塘界巖體（約420 Ma）、苗兒山巖體（約412Ma）等一系列加里東期巖體，表明該區(qū)加里東期巖漿作用同樣較強。而在華南地區(qū)，早古生代花崗巖體也廣發(fā)分布在武夷山、云開大山、武功山、萬洋山—諸廣山等地區(qū)。如宏夏橋巖體（約432Ma）、麥斜巖體（約435Ma）、瑋埔?guī)r體（447Ma～427Ma）、安樂巖體（約415Ma）等。表明加里東巖漿作用不僅在大瑤山地區(qū)，而且在整個華南地區(qū)的地殼演化過程中均起到重要作用。此外，該期巖漿作用與華南W-Mo-Sn-Cu的成礦作用密切相關，如社垌W-Mo礦化形成于440Ma左右、德保Cu-Sn礦形成于4442Ma～412Ma、牛塘界W礦床形成于425Ma左右。因此，尋找加里東期巖漿的源區(qū)變得尤為重要。由于在武夷山—武功山—云開大山一帶產(chǎn)出大量的深熔型片麻狀花崗巖，如明月山巖體形成于445Ma左右、松旺巖體形成于440Ma、板杉鋪巖體形成于418Ma左右。這些片麻狀花崗巖與華南加里東期巖體形成年齡基本一致，由此被認為是華南地區(qū)加里東期巖漿的巖區(qū)。然而，鋯石Hf同位素兩階段模式年齡顯示，華南地區(qū)加里東期巖漿巖主要的由中元古下地殼物質的部分熔融形成。動力學研究表明，早古生代造山后的伸展垮塌導致了被古俯沖板片交代的巖石圈地幔發(fā)生部分熔融，這些高溫巖漿地墊到下地殼，使得古老下地殼物質發(fā)生部分熔融，從而形成了華南早古生代花崗巖[7]。

受古太平洋板塊俯沖的影響，燕山期是華南地區(qū)重要的構造—成礦事件，使得華南地區(qū)成為我國W-Sn-Mo-BiCu-Pb-Zn-Au-Ag等礦床的重要產(chǎn)區(qū)。其中，燕山晚期巖漿活動和成礦作用是燕山早期的延續(xù)，但規(guī)模上遠不如燕山早期。該階段主要形成Pb-Zn-Cu-Mo-Au-Ag等礦床，成礦相關的巖體主要為淺成的石英斑巖—花崗斑巖—二長花崗斑巖—正長花崗斑巖以及相應的次火山巖。巖體以準鋁質、鈣堿性為主，且部分巖體中有基性巖包體，表明巖漿形成以殼幔混合為主的I型巖漿巖。構造研究表明，華南燕山期處于地殼拉伸環(huán)境，是由俯沖古太平洋下地殼拆沉，導致的地幔上涌的結果[8]。

6.找礦勘查指導

從時間尺度上來看，大瑤山地區(qū)成礦作用主要分為三期：加里東期（約430Ma）、燕山早期（165Ma～150Ma）及晚期（120Ma～80Ma）[9]。其中，加里東期主要形成W-Mo礦化，如社垌W-Mo礦化，武界W-Mo礦化。燕山早期以AuAg-Mo-Pb-Zn等多金屬礦床為特征，如古袍Au礦、圓珠頂Mo-Cu礦。燕山晚期以形成Cu-Mo礦床為特征，如大黎鉬礦、寶山銅礦。加里東期及燕山早期成礦作用已被廣泛的關注，特別是燕山早期，其為華南最重要的成礦事件，也是找礦勘查的重點。然而，燕山晚期成礦作用長期被忽略，直到近年來才有突破；其良好的成礦潛力，可作為未來找礦勘查的重點研究對象。

從空間尺度上，大瑤山地區(qū)成礦呈群狀分布，通常中部為斑巖—矽卡巖型W-Mo、Mo、Au礦床，形成溫度較高；外圍為中—低溫熱液Au-Ag、Pb-Zn礦床，從而形成多個礦集區(qū)。礦集區(qū)內，高溫礦床與中低溫礦床間可能存在成因關系。這成為大瑤山地區(qū)，乃至廣西地區(qū)的特色。在社垌礦床外圍，并未發(fā)現(xiàn)大量中—低溫熱液礦床，這也暗示其外圍仍然有較大的找礦潛力。此外，從社垌礦區(qū)礦化特征顯示多期成礦相互疊加的特征，因此在后期找礦過程中應多注意蝕變、礦化相互疊加的現(xiàn)象，可能預示著已發(fā)現(xiàn)礦體邊部或下部存在其他礦體。

7.結論

通過已有研究成果，社垌鎢多金屬礦床中存在兩期成礦作用：早期為加里東期W-Mo礦化，晚期為燕山晚期Cu礦化，為一個多期成礦相互疊加的礦區(qū)。此外，通過分析大瑤山地區(qū)礦床分布特征可知，大瑤山地區(qū)礦床具有成群出現(xiàn)的特點，由此推斷在社垌礦床外圍可能有尋找中低溫礦床的潛力。

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