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.桂林理工大學地球科學學院；2.廣西隱伏金屬礦產勘查重點實驗室）

鎢礦是我國的優勢礦產資源，大部分集中于華南南嶺地區［1-4］。華南地區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出，形成多種類型礦床（體），組成“多位一體”的聯合或復合礦床，或以一定結構形式組成的成礦結構體系或成礦模式［5］。如南嶺地區由地表線脈帶、細脈帶、細脈和大脈混合帶、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］，廣西大明山地區由直立型石英脈、近水平產出緩傾斜石英脈、網脈型和斑巖型4種礦化形式組成的“四位一體”成礦模式［3，9］。

西大明山地區是廣西重要的多金屬成礦區，礦產資源較豐富，以內生礦產為主，目前已發現有銀、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，對近年來新發現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行分析，并探討礦床成因，以期為西大明山地區鎢礦的找礦突破提供借鑒。

1 區域地質背景

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

自晚元古代揚子與華夏2個古陸塊碰撞拼貼以來，研究區主要處于板內構造環境，并經歷了多期（次）構造運動［19］。利用西大明山地區及其周邊盆地7個不同構造層中褶皺構造和共軛剪節理進行應力分析，獲得區域構造應力場的最大主壓應力方向依次為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）構造運動為區域成礦作用提供了有利條件。

2 礦區地質特征

2.1 地層

礦區內地層主要為寒武紀小內沖組（∈x）和黃洞口組（∈h），是由砂泥巖組成的復理石建造，屬半深海相沉積；另有少量泥盆紀蓮花山組（D1l）出露于礦區北部（圖2）。小內沖組（∈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）與小內沖組（∈x）呈整合接觸，亦分為3個巖性段；礦區內僅出露下部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 構造

礦區內的構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，長約15 km，寬約10 km。兩翼地層傾向相反，傾角相近。核部為寒武紀小內沖組一段，翼部由老到新依次為小內沖組二、三段、黃洞口組一、二段，次級褶皺發育。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）。

礦區內斷裂構造發育，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，多數在加里東期已經形成，是重要的導礦、容礦構造；其次為NE向、SN向斷裂；NW向斷裂形成最晚，規模最大，其將NEE向斷裂左行錯斷。

2.3 巖漿巖

礦區內未見巖漿巖出露，但鉆探（ZK40004、ZK31901）發現了隱伏巖體（圖2），巖性為細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

區內共發現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號礦體規模最大，位于F8與F11斷裂交匯處南側，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，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開挖出的道路進行。地表礦體呈層狀，其產狀與地層產狀基本一致，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，發育大量網格狀的節理將圍巖切割成大小不一的塊體（圖5（a）），沿節理有明顯的礦化蝕變現象。由塊體邊部向中心，蝕變逐漸減弱，直至消失。這些被節理分割的塊體，由于邊部蝕變較強，中心蝕變弱或未遭受蝕變，導致礦體不同部分的物質成分不同，在地表風化后呈現明顯的同心環狀結構（圖5（b）），塊體的邊部風化后呈軟泥狀，為蝕變礦物風化后形成；中心部位風化后呈砂狀，為原巖（砂巖）風化后形成。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的圍巖中運移，其優先進入連通性好的節理中，同時與節理兩側的圍巖反應，形成了網格狀的蝕變。

本次野外調研過程中，沿礦區內道路實測了1條地質剖面。圖示剖面（圖6）由1個向斜和2個背斜組成，巖性主要由寒武紀小內沖組第二段（∈x2）的長石石英砂巖和泥巖組成；剖面線控制長度范圍內由北向南大致發育3層礦化體，均順層產出，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50 m。

3.2 深部礦化特征

結合深部鉆探地表槽探工程，目前羅維礦區共發現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小內沖組砂巖、泥巖，但砂巖中發現少量方解石顆粒，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，區域上在西大明山西部大新縣以西，與小內沖組同時代的邊溪組中夾有灰巖，邊溪組屬于臺地相沉積，小內沖組屬于斜坡相沉積，由西向東，其中的鈣質逐漸減少。因此，寒武紀小內沖組可能是矽卡巖中鈣的主要來源。層狀矽卡巖編錄發現：含礦的矽卡巖體在垂向上也是不連續的，并可分出若干亞層，每層厚度在1～10 m；發育透輝石矽卡巖、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），且表現出正相關關系。層狀礦體之間，發育一些裂隙將各層礦體連通，沿著裂隙發生輕微的蝕變（圖9（a））。巖芯中觀察到的層狀礦體與地表產狀一致，表明礦體主要以層狀產出。同時，巖芯中不同礦層之間的裂隙，與地表觀察到的網格狀節理相對應。

此外，巖芯中還發現脈狀的白鎢礦脈。如圖9（b）所示：左側為脈狀白鎢礦，右側為層狀白鎢礦，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物。

3.3 顯微鏡下礦化特征

顯微鏡下觀察發現，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50%以上，顆粒中常含有較多雜質，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象。透輝石常呈半自形、他形粒狀或短柱狀集合體出現，粒度較小，一般小于0.5 mm，局部含量可達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，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，可達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。石英多發生重結晶，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，內部常包裹有細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，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，脈體及巖層中均發生礦化。脈體寬度不一，其寬度越大，礦物顆粒結晶越粗大，反之越小。脈中常可見礦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邊結構。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系及成礦時代

通過前面對礦化特征的分析，本研究認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，認為羅維鎢鉍多金屬礦床的成礦物質主要來源于隱伏花崗閃長巖。

分別在礦區內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個鉆孔中發現的隱伏巖體進行鋯石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，代表了羅維礦區隱伏花崗閃長巖體的結晶年齡，說明其是燕山晚期的巖漿活動產物。另外，對產在隱伏巖體上部的礦體進行了輝鉬礦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，研究區內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物。

4.2 礦床成因

燕山晚期，研究區發生巖漿侵入活動。巖漿熱液沿著斷裂、裂隙在構造動力、熱動力的驅動下向地殼淺部運移，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，導致熱液能夠保持較高的溫度運移。當熱液與寒武系相遇，由于砂巖的有效孔隙度比泥巖高，滲透性好，礦液會沿數層砂巖分流，并與地層中的鈣質成份發生化學反應，隨著溫度、壓力、氧逸度、酸堿度等物理、化學條件的變化，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，導致礦體出露于地表。

5 結論

（1）鎢鉍礦體主要受寒武紀小內沖組砂巖層理控制。區內共發現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，亦可見少量沿節理、裂隙呈脈狀分布。原巖中的石英多發生重結晶，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系。

（3）成礦熱液對砂巖改造較強，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理形成網格狀礦化蝕變。

（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系，巖體提供了主要的成礦流體。