廣西水巖壩礦田爛頭山鎢礦地質(zhì)特征與控礦因素分析

范汝海，林清梅，韋睿妍，倪戰(zhàn)旭，覃明飛

(1.廣西壯族自治區(qū)二七一地質(zhì)隊(duì)，廣西 桂林 541199；2.廣西壯族自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院，廣西 南寧 530023)

0 引言

鎢礦是廣西戰(zhàn)略性優(yōu)勢(shì)礦產(chǎn)資源，已探明鎢礦資源儲(chǔ)量在全國占有重要位置。桂東北賀州地區(qū)屬全國19個(gè)重要地質(zhì)找礦片區(qū)之一的南嶺成礦帶的重要組成部分，是南嶺重要鎢錫產(chǎn)地之一。區(qū)內(nèi)鎢錫多金屬礦(化)普遍、礦(化)點(diǎn)密集分布，已發(fā)現(xiàn)有珊瑚、新路、水巖壩和花山等礦田，是廣西主要的鎢、錫及稀有金屬產(chǎn)地之一。

本文在前期工作的基礎(chǔ)上，對(duì)賀州市水巖壩礦田爛頭山鎢礦的地質(zhì)特征及控礦因素進(jìn)行綜合分析，以期為該區(qū)找礦工作提供新思路。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

水巖壩礦田位于桂東北賀州地區(qū)，該區(qū)在大地構(gòu)造位置上處于羌塘—揚(yáng)子—華南板塊揚(yáng)子克拉通湘桂被動(dòng)陸緣大瑤山陸緣沉降帶(圖1)，經(jīng)歷了晉寧—加里東期、印支—燕山期和喜山期等復(fù)雜的構(gòu)造演化歷程，是南嶺鎢錫多金屬成礦帶的重要組成部分，且伴隨著復(fù)雜的構(gòu)造-巖漿活動(dòng)，因而桂東北地區(qū)的花崗巖及其成礦作用歷來是地質(zhì)學(xué)家研究的熱點(diǎn)[1-6]。區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造發(fā)育，形態(tài)多樣，前泥盆系地層褶皺強(qiáng)烈，呈緊密線狀EW向展布。泥盆系至二疊系的巖層受印支運(yùn)動(dòng)作用形成的褶皺，多為開闊短軸狀，中生代的地層受燕山運(yùn)動(dòng)的影響形成向斜盆地，由于多期次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和多期巖漿活動(dòng)的侵入，構(gòu)造線較紊亂，斷裂構(gòu)造較發(fā)育。區(qū)域出露地層主要有南華系、震旦系、寒武系、泥盆系、石炭系、三疊系、侏羅系、白堊系、古近系和第四系。水巖壩礦田北東部姑婆山花崗巖體主要侵入寒武系、泥盆系和石炭系，從巖體內(nèi)向接觸帶至遠(yuǎn)離巖體的地層水平方向上，礦種依次表現(xiàn)為巖體內(nèi)的鎢錫鈮鉭礦、接觸帶上的鎢錫礦、遠(yuǎn)離接觸帶上的鉛鋅銅銻礦，成礦分帶明顯，與之相應(yīng)的礦床成因類型大致為巖體型(偉晶巖型)，接觸交代矽卡巖型，高、中、低溫?zé)嵋盒蚚7]。區(qū)域礦產(chǎn)以錫、鎢、金為主，鉛、鋅、銀、銅、鐵及稀有金屬等次之。

2 礦田地質(zhì)特征

水巖壩礦田范圍北起光明山，南至擔(dān)崗嶺，東起養(yǎng)豬沖，西至五拱水，位于賀州市姑婆山花崗巖體南西緣與地層接觸帶上(圖1)，總面積約92 km2。礦田出露地層為上古生界淺海相碳酸鹽巖夾薄層硅質(zhì)巖沉積建造，地層呈連續(xù)整合接觸，層序從老到新為中泥盆統(tǒng)、下石炭統(tǒng)、中上石炭統(tǒng)。受多期構(gòu)造活動(dòng)的影響，區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，褶皺次之，尤以NW向和NE向斷裂更為顯著，NW向沙子沖斷裂、車底斷裂、筆架山斷裂與NE向野鬼沖斷裂、楓木沖斷裂、湖鴨塘斷裂交叉呈棋盤格子狀，多期活動(dòng)明顯。其中，沙子沖斷裂北西端沿姑婆山花崗巖體西南接觸帶展布，并穿過烏羊山巖體延入富川縣境內(nèi)，為一條區(qū)域性的脆-韌性剪切帶。褶皺主要有呈NW向展布的筆架山背斜和車底背斜。區(qū)內(nèi)巖石節(jié)理、微裂隙較發(fā)育，以爛頭山礦床最為典型，其裂隙局部呈密集網(wǎng)格狀發(fā)育，裂隙中常充填有方解石脈或暗色礦物[8]。巖漿巖大面積出露于礦田北東部，與泥盆系、石炭系呈侵入接觸關(guān)系，屬姑婆山花崗巖體新路單元，巖性主要為淺紅色粗粒黑云母二長花崗巖[9]。此外有多處晚期小巖體及隱伏巖體，在中部沿爛頭山至老虎坳一帶有一系列NE向的花崗斑巖脈、偉晶巖脈及玢巖脈出露。圍繞巖體的邊緣部位，分布著白沙塘、大廟山、董家坳等多個(gè)的鎢錫等多金屬的礦床(點(diǎn))(圖2)。

圖1 廣西構(gòu)造區(qū)劃圖

圖2 水巖壩礦田地質(zhì)簡圖

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

爛頭山鎢礦床位于水巖壩礦田北東面姑婆山花崗巖體外接觸帶上，產(chǎn)于燕山早期侵入的隱伏細(xì)?；◢忬w凸部，中泥盆統(tǒng)東崗嶺組灰?guī)r變質(zhì)的大理巖中。頂部有走向近EW的含錫矽卡巖細(xì)脈密集帶及含錫螢石電氣石細(xì)脈密集帶產(chǎn)出，其下則為含鎢石英脈矽卡巖脈混合帶，垂向上具有不太明顯的分帶性。黑鎢石英脈礦床由Ⅰ號(hào)脈組、Ⅱ號(hào)脈組、Ⅲ號(hào)脈組構(gòu)成，Ⅱ號(hào)脈組是Ⅰ號(hào)脈組北西端尖滅再現(xiàn)的盲脈組，Ⅲ號(hào)脈組是Ⅰ號(hào)脈組南東端尖滅側(cè)現(xiàn)的盲脈組。其中以Ⅰ號(hào)脈組規(guī)模最大，是本礦床主要工業(yè)脈組。三個(gè)脈組主要由走向NW的含鎢石英脈、矽卡巖脈及長石石英脈組成，共有大小含鎢石英脈83條。

Ⅰ號(hào)脈組：地表出露14條含鎢石英脈，其他多呈盲脈產(chǎn)出，脈組沿走向延長220～480 m，寬84～170 m，沿傾斜延深527 m，主要由走向NW的含鎢石英脈組成，間或有走向EW、NE、SN等不同產(chǎn)狀的含鎢石英脈穿插其間，后者延深不大，多數(shù)在100 m高程以上變小尖滅。脈組總的形態(tài)在平面上呈透鏡狀，在垂向上略呈頂部撒開向下逐漸收斂的弧形，接近隱伏花崗巖體大多數(shù)礦脈為矽卡巖脈代替而變小趨于尖滅(圖3)。單脈延長20～320 m，脈距3～15 m不等，較密者0.5～1 m，一般脈厚0.1～0.7 m，最厚1.37 m，工業(yè)礦脈平均厚0.32 m，厚度變化系數(shù)為78%。礦脈多呈平行排列，形態(tài)總的較規(guī)整，但膨脹、轉(zhuǎn)折、分枝復(fù)合、尖滅側(cè)現(xiàn)、尖滅再現(xiàn)也比較頻繁。礦脈走向300°～340°，在100 m高程以上多數(shù)傾向NE 30°～50°，以下則傾向SW210°～230°，傾角60°～89°，以陡傾斜為主。

圖3 爛頭山鎢礦22號(hào)勘探線地質(zhì)剖面圖

Ⅱ號(hào)脈組：屬Ⅰ號(hào)脈組北西端尖滅再現(xiàn)的盲脈組，在100 m高程出露，延長約200 m，延深320 m，走向320°～346°，傾向230°～256°，傾角56°～75°。脈組向北西延伸逐漸被矽卡巖脈、長英巖脈或偉晶巖脈所代替，條數(shù)減少，礦化急劇減弱。

Ⅲ號(hào)脈組：屬Ⅰ號(hào)脈組南東端尖滅側(cè)現(xiàn)的盲脈組，有含鎢石英脈9條。脈組出露高程約150 m，沿走向斷續(xù)延長約400 m，傾斜斷續(xù)延深290 m，走向315°～320°，100 m高程以上傾向45°～50°，以下傾向225°～230°，傾角62°～84°，脈距5～20 m。單脈延長50～150 m，延深40～200 m，部分脈體沿走向及傾向被矽卡巖脈代替而尖滅，單脈厚0.1～0.2 m，最厚2.19 m，最薄0.04 m。

3.2 礦石礦物組成及其特征

3.2.1 礦物組成

本礦床大部分含鎢石英脈充填交代于早期矽卡巖脈再度張開的裂隙中呈復(fù)脈產(chǎn)出，石英脈壁或一壁往往見有矽卡巖鑲邊(圖4)。由于礦脈的形成經(jīng)歷兩個(gè)成礦期，因而導(dǎo)致礦石物質(zhì)組分的復(fù)雜性。常見的礦石礦物有黑鎢礦、白鎢礦、錫石。脈石礦物有石英、螢石、黃玉、云母、電氣石、綠柱石、透輝石、透閃石、石榴石、鈉長石、鈉云母、綠簾石、綠泥石、角閃石、方解石、黃鐵礦、黃銅礦、毒砂等。

圖4 100中段含鎢石英脈與矽卡巖鑲邊

3.2.2 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦石結(jié)構(gòu)主要為交代結(jié)構(gòu)、自形—半自形晶結(jié)構(gòu)和壓碎結(jié)構(gòu)。其中，交代結(jié)構(gòu)是常見的礦石結(jié)構(gòu)，早期晶出的礦物被晚期生成的礦物交代而形成，據(jù)交代溶蝕的程度不同可分為骸晶結(jié)構(gòu)、假象結(jié)構(gòu)、脈狀交代結(jié)構(gòu)。組成致密塊狀、浸染狀礦石的黑鎢礦、毒砂等多呈自形—半自形晶結(jié)構(gòu)，分別呈板狀、針柱狀及粒狀等晶形產(chǎn)出。黑鎢礦、毒砂等受力作用壓碎產(chǎn)生裂隙、間隙被方解石、白鎢礦、黃鐵礦等充填、交代。

礦石構(gòu)造主要可分為塊狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造、脈狀構(gòu)造和浸染狀構(gòu)造(圖5)。其中，塊狀構(gòu)造多由石英、黃玉、螢石、黑鎢礦、毒砂、白鎢礦等組成；條帶狀構(gòu)造是本礦床較發(fā)育的構(gòu)造，在石英脈兩壁或一壁，由矽卡巖、黃玉、毒砂、螢石及石英構(gòu)成條帶狀構(gòu)造。

圖5 礦石構(gòu)造

3.3 圍巖蝕變

礦床內(nèi)圍巖蝕變不甚強(qiáng)烈，分帶性不明顯，蝕變種類主要有矽卡巖化、絹云母化、黃玉化、螢石化、電氣石化、毒砂化及碳酸鹽巖化等。各種蝕變分布與礦脈兩壁，厚薄不一，連續(xù)性不佳，與成礦關(guān)系較密切的有矽卡巖化、黃玉化和螢石化。

4 控礦因素分析

本礦床成礦作用以充填為主，交代次之，當(dāng)燕山早期酸性花崗巖隱伏巖株侵入時(shí)，巖漿期后含礦氣水溶液沿構(gòu)造裂隙運(yùn)移上升充填交代成礦。本區(qū)成礦控制因素主要是構(gòu)造裂隙及隱伏花崗巖巖株。在花崗巖侵位及凝固過程中，在巖體外接觸帶NW向這組裂隙更加發(fā)育，從巖體分餾出的含礦流體向上運(yùn)移并與圍巖及表殼流體發(fā)生反應(yīng)，沿該組裂隙形成脈狀礦化系統(tǒng)，脈體從下到上逐漸變窄以至于成為不具工業(yè)意義的線狀細(xì)脈。

4.1 構(gòu)造裂隙對(duì)成礦的控制

根據(jù)本區(qū)對(duì)F1、F3、F4、F5、F6、F7等主要斷層破碎帶的取樣分析，成礦元素含量不高，組合不佳，肉眼觀察不到任何礦化現(xiàn)象[10]，但是與上述斷層有成生關(guān)系的次一級(jí)裂隙帶局部成為控礦裂隙，主要有NW向和EW向兩組。

1)NW向控礦裂隙呈平行密集側(cè)幕排列，走向290°～320°，100 m高程以上主要傾向NE，以下向SW反傾，傾角25°～88°，以陡傾為主。壓扭性特征明顯，裂面光滑平直，常具水平、斜擦痕，局部粗糙并保留角礫狀構(gòu)造，部分為含鎢石英脈所充填，是礦田現(xiàn)有主要控礦裂隙(圖6)。

圖6 控礦裂隙受力性質(zhì)示意圖

2)EW向控礦裂隙帶，由平行密集壓扭性微細(xì)裂隙組成，其頻度為5～48條/m，裂隙帶延長200～700 m，寬約600 m，走向近EW，傾向S或N，傾角50°～80°，沿裂隙帶有含錫矽卡巖細(xì)脈及螢石電氣石細(xì)脈充填。

由于本礦床處于多個(gè)構(gòu)造體系復(fù)合部位，走向NW的控礦裂隙經(jīng)多期構(gòu)造活動(dòng)形成，晚期隱伏巖株的侵入使裂隙的張開度及延深進(jìn)一步擴(kuò)展，因而使裂隙具有明顯的壓扭性特征及延深大的特點(diǎn)，從而為礦液的運(yùn)移、擴(kuò)散、沉淀提供了通道及儲(chǔ)礦空間。

4.2 巖漿巖與成礦的關(guān)系

礦床產(chǎn)于隱伏花崗巖巖株凸部外接觸帶，礦化中心位于巖株凸起的最高部位，脈組所在空間恰與巖株凸脊一致。根據(jù)巖石化學(xué)分析結(jié)果，巖株內(nèi)堿金屬含量較高(6.8%)，且Na2O略大于K2O，活潑的堿金屬與各種成礦元素形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，使之能伴隨氣、液向上運(yùn)移，對(duì)成礦有利。另外，爛頭山巖株中成礦元素W、Sn含量較高，分別為60.37×10-6、139.4×10-6[10]，遠(yuǎn)超過廣西含鎢巖體5.0×10-6的判別標(biāo)準(zhǔn)，具備提供成礦物質(zhì)的能力?？抵緩?qiáng)等[11]研究認(rèn)為爛頭山含鎢石英脈成礦年齡為162 Ma，與姑婆山花崗巖體主體年齡一致，為燕山早期巖漿作用的產(chǎn)物，成礦作用與姑婆山花崗巖體密切相關(guān)。毛景文等[2]研究認(rèn)為華南地區(qū)中生代主要金屬礦床成礦形成于3個(gè)階段，分別為170 Ma～150 Ma、140 Ma～125 Ma和110 Ma～80 Ma，而170 Ma～150 Ma這一階段以銅鉛鋅和鎢礦化為主，尤其約160 Ma是華南陸殼重熔型花崗巖最廣泛發(fā)育和侵位的時(shí)期。這一時(shí)期形成的姑婆山花崗巖體，受構(gòu)造動(dòng)力的作用，斷裂進(jìn)一步活動(dòng)，伴隨深淵流體影響，巖漿礦液中W、Sn等成礦物質(zhì)進(jìn)一步活化，沿?cái)嗔堰w移，在展開的構(gòu)造裂隙中富集成礦。

本區(qū)鎢在石英脈中的分布極不均勻，呈跳躍式不連續(xù)變化，具分段富集特點(diǎn)，富集段的長度一般數(shù)米到十余米，在平面上呈中間大、兩端小的透鏡狀。在垂向上分段富集頗為明顯，總的變化特點(diǎn)是上部(200～0 m)含W3O較富，頂部及下部含W3O較貧，尤其是-50 m高程以下品位明顯降低，接近隱伏花崗巖體大多數(shù)礦脈為矽卡巖脈代替而變小趨于尖滅(圖7)。這種在垂向上的變化特征，與一般的含鎢石英脈的“五層樓”模式相同，即從深處向上，脈狀礦脈具尖脈—大脈—薄脈—細(xì)脈—線脈變化的特征。

圖7 爛頭山鎢礦床I號(hào)脈組WO3品位(%)等值線圖

5 結(jié)論

在充分收集前期資料的基礎(chǔ)上，對(duì)爛頭山鎢礦床區(qū)域及礦床特征、控礦因素進(jìn)行研究，獲得了以下認(rèn)識(shí)：

1)爛頭山鎢礦床含鎢石英脈主要受斷層旁側(cè)的次一級(jí)NW向的裂隙控制，礦床的成礦作用與姑婆山花崗巖體有密切的成因關(guān)系，燕山早期巖株富鎢，成礦溶液來源于巖漿熱液，礦床是巖漿熱液的產(chǎn)物。

2)含鎢石英脈與含錫矽卡巖細(xì)脈帶及含錫螢石電氣石細(xì)脈帶密切伴生，空間關(guān)系密切，因此，上述兩種細(xì)脈帶是尋找含鎢石英脈的間接標(biāo)志。

3)鑒于本區(qū)礦床在成因上與花崗巖，特別是隱伏花崗關(guān)系密切，隱伏花崗巖體是重要的找礦標(biāo)志。尤其是本區(qū)NW向裂隙構(gòu)造，當(dāng)受到成礦期隱伏巖體應(yīng)力場(chǎng)的改造時(shí)，便形成了最為有利的成礦場(chǎng)所。