江西大湖塘鎢礦區礦化蝕變與成礦機制初析

黃廣文，劉赫顯，張亮亮，牟　平

（1.東華理工大學放射性地質與勘探技術國防重點學科實驗室，江西南昌330013；2.中國地質大學<北京>地球科學與資源學院，北京100083；3.核工業二四三大隊，內蒙古赤峰024006）

江西大湖塘鎢礦區礦化蝕變與成礦機制初析

黃廣文*1，劉赫顯2，張亮亮3，牟平1

（1.東華理工大學放射性地質與勘探技術國防重點學科實驗室，江西南昌330013；2.中國地質大學<北京>地球科學與資源學院，北京100083；3.核工業二四三大隊，內蒙古赤峰024006）

大湖塘鎢礦田是新近發現的世界級超大型鎢礦，礦床類型多樣。選取礦區出露的燕山期花崗巖及晉寧期黑云母花崗閃長巖為研究對象，利用偏光顯微鏡，在巖相學蝕變方面進行微區分析。得出區內發育多種礦化蝕變現象，云英巖化、鈉長石化是形成細脈浸染狀白鎢礦的最主要礦化蝕變。另外，結合前人的相關研究成果，對成礦機制做初步總結，晉寧期黑云母花崗閃長巖發育云英巖化及鈉長石化時，釋放出賦存在斜長石中Ca2+，并與燕山中期花崗巖成礦流體中的WO42-結合，形成細脈—微脈浸染狀白鎢礦，后在雙橋山群淺變質巖蓋層的保護下，使內外接觸帶裂隙內生成的白鎢礦不易被剝蝕，導致該區形成以細脈浸染狀白鎢礦為主的超大型鎢礦。

礦化蝕變；成礦機制；大湖塘鎢礦

江西大湖塘鎢礦床位于九嶺山脈的北部，武寧、修水、靖安三縣交界區域，是近年來新發現的世界級超大型鎢礦床，并伴生鎢鉬錫等多金屬，其WO3金屬量達到110.47×104t（平均品位0.185%），銅金屬量達65.2×104t（平均品位0.16%），該礦床的發現徹底打破了江西“南鎢北銅”的傳統資源格局，同時為今后找尋鎢礦戰略由南向北逐步轉變［1-3］。隨著勘查區工作的不斷推進，國內很多學者在礦區地質特征、控礦因素、找礦遠景區域劃分、巖石地球化學、礦床地球化學及同位素地球化學方面取得了較多成果，并刊登于國內外各地學期刊［1-13］。

但就目前礦區研究進展來看，在蝕變巖相學與沉淀機制等方面相對較為薄弱，作者多次前往礦區，進行實地踏勘，并從導師在研項目中選取了礦區代表性巖礦石樣品，初步從微觀巖相學方面入手，論述礦區發育的礦化蝕變現象，且結合前人的相關研究成果，對礦區的成礦機制做簡要論述。

1　區域地質背景

大湖塘鎢礦處于下揚子成礦省江南地塊中生代銅鉬金銀鉛鋅成礦帶中［14］.大湖塘—同安鎢（錫）、鉭鈮多金屬礦帶的北段［4］。揚子板塊東南緣江南地塊中段，屬欽杭結合帶的北側［15］.九嶺—鄣公山隆起之西部中北段，北鄰修水—武寧滑覆坳陷帶，近東西向斷裂帶與北北東向走滑沖斷—伸展構造復合部位［5］（圖1）。

區域地層為雙橋山群淺變質巖，為一套低綠片巖相變質的含少量火山物質的復理石建造體［16］.，是以變質砂巖、千枚狀頁巖和板巖為主的淺變質巖系。起初雙橋山群一直被認為是中元古代的產物［17］.，但最新研究結果表明雙橋山群為一套新元古代地層［18-19］。

區內巖漿活動強烈，主要為晉寧期中—粗粒黑云母花崗閃長巖和少量燕山期花崗巖。晉寧期花崗閃長巖為該區主要的容礦圍巖，燕山期花崗巖為主要的成礦母巖［3-7，11］。

區內褶皺構造為九嶺復式褶皺中的靖林—操兵場背斜的東延部分，軸向為NNE向［5］。蔣少涌等（2015）認為區內共發育有4組斷裂，即NEE向斷裂、NENNE向斷裂、NW向斷裂和SN向斷裂。其中區內NEE向斷裂、NE-NNE向斷裂規模最大，也是大湖塘礦區最重要的控巖控礦斷裂［3］（圖1）。

2　礦床地質特征

大湖塘礦集區內發育有多期次侵入的燕山期巖漿巖，同時也是區內最主要的成礦巖漿巖，呈巖株、巖枝、巖脈等產出。巖性以中細粒黑云母花崗巖、白云母花崗巖、二云母花崗巖、花崗斑巖、隱爆角礫巖等，具多期多階段特征。前人將該區侵入巖劃分為3個階段，即燕山早期第三階段、燕山晚期第一階段、燕山晚期第二階段，各階段代表巖性分別為似斑狀白云母花崗巖、細粒黑云母花崗巖和花崗斑巖［1，5］。黃蘭椿和蔣少涌（2012，2013）對大湖塘獅尾洞礦床的似斑狀白云母花崗巖進行鋯石LA-ICP-MS U-Pb定年，得出似斑狀白云母花崗巖的年齡為144.2Ma±1.3Ma，花崗斑巖的年齡為134.6Ma±1.2Ma［6-7］。除燕山晚期第二階段花崗斑巖為成礦后巖漿活動產物外，其余均與成礦關系密切，其中似斑狀白云母花崗巖中鎢鉬銅含量較高，與成礦關系極為密切，可能是主要成礦母巖。

圖1　大湖塘鎢礦床區域地質略圖［11］

大湖塘礦集區以細脈浸染型、蝕變花崗巖型黑（白）鎢礦為主體，兼有石英大脈型、云英巖型及隱爆角礫巖型等礦床類型，屬一元“多位一體”礦田（表1、圖2）。在成礦母巖燕山早期花崗巖體內接觸帶形成有蝕變花崗巖型黑鎢礦礦床，以東陡崖鎢錫礦床為代表；在接觸帶上形成有云英巖型黑鎢礦礦床，如石門寺黑鎢礦礦床；在外接觸帶晉寧期黑云母花崗巖中形成以細脈浸染型、石英大脈型黑鎢礦礦床，如大嶺上、蓑衣洞大脈型黑鎢礦礦床等。另外燕山期含礦巖體侵入形成隱爆角礫巖筒，構成隱爆角礫巖型的黑鎢礦礦床。近期在獅尾洞礦區發現有細脈浸染型白鎢礦，主要賦存在石英大脈的兩側，與石英大脈緊密相伴，且儲量巨大，正處于坑道開采階段，已探明WO3金屬量31.09× 104（122b+333）［20］。通過鉆孔及坑道作業后發現，該區燕山期巖漿巖以巖株、巖瘤或巖枝產出，巖性見中—細粒黑云母花崗巖、細粒白云母花崗巖、似斑狀白云母花崗巖及花崗斑巖［3］。

前人根據該區出露的礦物共生組合與礦脈交代疊加之間的關系，劃分出3個主要成礦階段：第一階段（黑鎢礦—錫石—石英階段）主要形成含鎢石英脈型鎢礦石；第二階段（白鎢礦—黑鎢礦—輝鉬礦—黃銅礦階段）通常交代疊加第一階段，形成蝕變花崗巖型鎢鉬礦石，該階段為大湖塘礦區主成礦階段；第三階段（黃銅礦、斑銅礦—輝鉬礦—白鎢礦、黑鎢礦階段）大多交代和疊加前2個階段，形成鎢多金屬礦石。從3個礦化階段來看，成礦依次由高溫氧化物階段向低溫硫化物階段過渡，較高溫的綠柱石、錫石、黑鎢礦、白鎢礦緊密共生，而中（低）溫的鉬、銅、鋅等關系密切的后期礦物往往交代前期礦物產出。從礦物縱向分布來看，較高溫的礦物分布于礦脈的最上部，向下則逐漸貧化，中（低）溫礦物則多富集于下部，整體呈現出逆向分帶的現象［1］。

表1　大湖塘鎢地區礦床類型一覽表［21］

圖2　大湖塘鎢礦集區成礦模式圖［21］

3　巖相學及其蝕變與礦化關系

3.1巖相學特征

晉寧期黑云母花崗閃長巖具斑狀結構、似斑狀結構，塊狀構造。石英呈聚斑產出，主要礦物由石英（22%～30%）、堿性長石（5%～10%）、斜長石（35%～55%）組成；次要礦物為黑云母（5%～15%）、白云母（3% ～5%）組成；副礦物多為后期硫化物黃鐵礦（2%～4%）。石英多以聚斑形式展布，斜長石呈板條狀，可見聚片雙晶，絹云母化強烈，且淺色的斜長石呈細脈狀、棒狀分布于深色的鉀長石主晶中形成細脈狀條紋長石。堿性長石（條紋長石、鉀長石）發育不同程度粘土化，黑云母呈鱗片狀，邊緣多與細小白云母交生在一起。巖石受燕山期花崗巖侵入影響，普遍發育多種高—中溫熱液交代蝕變現象，如鈉長石化、黑云母化、云英巖化、黃鐵絹英巖化及絹云母化等；其中鈉長石化、黑云母化、云英巖化及黃鐵絹英巖化為該區重要的成礦蝕變。

燕山期似斑狀（斑狀）白云母花崗巖具中—細（中—粗）粒不等粒粒狀結構、似斑狀（斑狀）結構，塊狀構造。主要礦物由酸性斜長石（25%～40%）、鉀長石（8% ～15%）、石英（30%～35%）組成；次要礦物由黑云母（5%～8%）、白云母（4%～6%）組成；副礦物見后期硫化物黃鐵礦。黑云母富Fe、貧Mg、高Ti及F含量高等特點，經全鐵分析得出，黑云母為鐵質黑云母，結晶時氧逸度低，屬還原環境，并且指示成巖物質來源于上地殼［6］。該區巖石中普遍發育弱綠泥石化蝕變現象；同時發育有較強鉀長石化、云英巖化及絹云母化等蝕變現象。

3.2蝕變與礦化關系

梅勇文（1987）對脈側蝕變與鎢的成礦關系所做的云英巖化實驗表明，富云母云英巖形成在富鋁富鉀氧逸度高的并有揮發分參與的堿質交代環境中，而富石英云英巖是貧鋁富硅弱酸性環境硅質交代的結果。當成礦流體的大量堿質帶入圍巖，在揮發組分較多的情況下，則形成白云母化，外側由于揮發分減少，往往出現鉀長石化；在揮發組分缺乏時，形成黑云母化，并從圍巖中帶出硅質，往往在晚期或外側出現硅質交代。當成礦流體的大量硅質進入圍巖，在揮發分作用下使圍巖硅化，從圍巖帶出堿質、鋁質和鎂鐵組分，其外側常表現黑云母化或白云母化，這時熱液堿性離子含量高，弱堿性，非常有利于白鎢礦沉淀［22］。

大湖塘礦集區內晉寧期巖體是重要的含礦圍巖，普遍發育鈉長石化、黑云母化及云英巖化蝕變現象，無疑對成礦起著不可替代的作用。而燕山期巖體作為礦區最直接的成礦母巖，普遍發育有強烈云英巖化蝕變現象，以及在大湖塘礦集區石門寺礦段和獅尾洞礦段揭露的坑道作業中常見有硅質及堿質（以堿性長石為主）條帶展布。所以推測上述云英巖化實驗結果也適用于大湖塘礦集區，同時也是礦集區形成大量白鎢礦的重要論證之一。

4　討論

4.1成礦機制初析

細脈浸染型白鎢礦主要賦存于燕山期似斑狀黑云母花崗巖體外接觸帶的晉寧晚期花崗閃長巖中，并且晉寧期黑云母花崗閃長巖巖石化學特點之一就是富CaO，FeO+Fe2O3［8］，而其中的Ca質大都賦存于斜長石中，在云英巖化及鈉長石化過程中，賦存在斜長石中的Ca2+被釋放出來，與來自燕山中期花崗巖成礦流體中的WO42-結合形成細脈—微脈浸染狀白鎢礦［23］。另外，礦區晉寧晚期黑云母花崗閃長巖巖性致密，吸水率明顯低于燕山中期似斑狀黑云母花崗巖、細粒黑云母花崗巖及花崗斑巖，對成礦流體具有良好的屏蔽作用［8］，使接觸帶成礦時壓力較長時間保持在促進蝕變和成礦的范圍內。在雙橋山群淺變質巖蓋層良好的保護基礎上，使內外接觸帶裂隙內生成的白鎢礦不易被剝蝕，可能是該區形成以細脈浸染狀白鎢礦為主的超大型鎢礦的重要因素之一。

在中國東南大陸邊緣燕山中期由陸內拼貼碰撞造山向伸展擴張轉換的構造背景下，當九嶺礦集區地殼不斷減薄、斷裂下切至燕山期花崗巖株頂部時，液態揮發組分瞬間氣化，發生熱液隱爆作用，形成熱液隱爆角礫巖型鎢銅礦體［8］。同時，在高濃度揮發分作用下，巖漿結晶分異后期的殘漿和燕山期花崗巖發生云英巖化、絹英巖化、硅化和綠泥石化、鈉長石化、黑云母化等。另外燕山期似斑狀黑云母花崗巖中的黑云母富鐵貧鎂高鈦，F含量高，且全鐵分析為鐵質黑云母［6］，反映出F可能是揮發分，表明蝕變時F（O2）低，還原環境，蝕變后熱液弱堿性，殘余熱液中豐富的堿、鐵組分，與鎢結合沉淀，形成了部分以黑鎢礦為主要礦石礦物的蝕變巖型鎢礦床和云英巖型鎢礦床。

4.2成礦物質來源

前人研究認為，大湖塘礦集區的形成與燕山期巖漿熱液活動是分不開的，并認為成礦與燕山期似斑狀白云母花崗巖存在密切關系，可能是該區的成礦巖體，且鎢銅等成礦元素的初始來源也許與該區新元古代的雙橋山群地層有關［6-7］。王輝等（2015）對不同礦脈中的石英氫、氧同位素及黑鎢礦氧同位素研究后表明成礦流體為巖漿水［13］。阮昆等（2015）針對大湖塘石門鎢礦床碳、氧、硫同位素研究后認為，石門寺礦段的成礦物質主要來源于大湖塘燕山期S型花崗巖巖漿，但不排除成礦流體在上升的過程中萃取了一部分圍巖的成礦物質［12］。前人的研究均表明該區出露的燕山期似斑狀花崗巖與成礦存在密切關聯，可能是最主要的成礦母巖［1，3，6-8，10-11］。

5　結語

（1）區內發育的云英巖化、鈉長石化、絹云母化、硅化、鉀長石化、黑云母化、黃鐵絹英巖化等礦化蝕變現象是成礦的重要蝕變，且云英巖化、鈉長石化是形成細脈浸染狀白鎢礦的最主要礦化蝕變。

（2）晉寧期黑云母花崗閃長巖發育云英巖化及鈉長石化時，釋放出賦存在斜長石中Ca2+，并與燕山中期花崗巖成礦流體中的WO42-結合，形成細脈—微脈浸染狀白鎢礦，后在雙橋山群淺變質巖蓋層的保護下，使內外接觸帶裂隙內生成的白鎢礦不易被剝蝕，導致該區形成以細脈浸染狀白鎢礦為主的超大型鎢礦。

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P61

A

1004-5716（2016）03-0131-05

2015-11-10

2015-11-11

國家重點基金項目（U1403292）資助。

黃廣文（1991-），男（漢族），青海西寧人，東華理工大學在讀碩士研究生，研究方向：礦物學、巖石學、礦床學。