艾國(guó)棟,戴塔根,陳明輝,鮑振襄,包覺(jué)敏

(1.中南大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院,長(zhǎng)沙410083;2.湖南省有色地質(zhì)勘查局二四五隊(duì),湖南吉首416007;3.湘西礦產(chǎn)資源綜合研究發(fā)展中心,湖南乾州416009)

0 引言

大溶溪白鎢礦床地處湖南省安化縣境礦床賦存于辰山花崗巖體西北側(cè)外接觸帶下震旦統(tǒng)南沱砂巖組的熱接觸變質(zhì)暈(帶)內(nèi),為華南地區(qū)層控白鎢礦床新層位[1]。礦床規(guī)模為大型,產(chǎn)狀穩(wěn)定,具有較為獨(dú)特的成礦特征及控礦因素。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

本區(qū)位于揚(yáng)子地體與湘中南地體的結(jié)合部位。區(qū)內(nèi)廣泛出露前寒武系和下古生界。前寒武系為厚大的淺變質(zhì)碎屑巖建造,含火山物質(zhì)碎屑巖系,具復(fù)理石、類復(fù)理石沉積建造特征;下古生界為淺海相的碳酸鹽巖-砂頁(yè)巖組合。主要容礦地層為下震旦統(tǒng)南沱砂巖組(Z1n),假整合或微不整合于板溪群五強(qiáng)溪組(Pt3w)和南沱冰磧巖組(Z1nt)之間,為典型的含鎢衍生建造。

區(qū)域構(gòu)造主要為EW向香巖溪復(fù)背斜,軸部地層為板溪群馬底驛組(Pt3m)。斷裂構(gòu)造主要為NE-NEE向的唐家田斜沖斷裂和南金沖斷裂,長(zhǎng)度50～74 km,傾向 NW,傾角 60°。這兩條斷裂對(duì)區(qū)域鎢礦化具有控制作用。

辰山花崗巖體產(chǎn)于香巖溪復(fù)背斜北翼近軸部與NE-NEE向斷裂復(fù)合部位(圖1),呈 EW向展布的橢圓形,巖體為正地形凸起,長(zhǎng)約9 km,寬6 km,面積34 km2。巖石以黑云母花崗閃長(zhǎng)巖和二云母花崗巖為主,其化學(xué)成分屬高鉀鈣堿性系列過(guò)鋁質(zhì)花崗巖[2],亦即S型殼源花崗巖。2件鋯石U-Pb年齡分別為226.5 Ma和224 Ma,表明巖體形成于晚三疊世。在巖體周邊形成寬200～1 000 m的熱接觸變質(zhì)暈(帶),區(qū)域鎢礦床均產(chǎn)于熱接觸變質(zhì)暈(帶)內(nèi)。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 含鎢巖系

圖1 辰山花崗巖地質(zhì)圖(據(jù)湖南省403地質(zhì)隊(duì))Fig.1 Geologecal map of Chenshan granite

含鎢巖系即鎢的同生富集巖系或稱含鎢建造,它是鎢礦成礦物質(zhì)的主要來(lái)源。本區(qū)容礦地層南沱砂巖組具備含鎢建造的地球化學(xué)特征。南沱砂巖組厚50.92～60.60 m,平均厚54.28 m。根據(jù)巖性、構(gòu)造和含礦性,可劃分為兩部分。

(1)上部。主要為粉砂質(zhì)板巖、硅質(zhì)板巖夾粉砂質(zhì)灰?guī)r。厚度6.26～10.72 m,巖性(自上而下)為:

④紫灰色、深灰色厚層粉砂質(zhì)板巖:水平層理(紋)發(fā)育,主由顯微鱗片狀絹云母和部分粉砂級(jí)石英碎屑組成;厚度2.12～2.61 m。

③紫灰色、深灰色厚層狀硅質(zhì)板巖:層紋發(fā)育,主要由顯微鱗片狀絹云母和隱晶-微晶石英組成;厚度0.44～4.45 m。

②灰白色、淺灰色薄層-中厚層狀粉砂質(zhì)灰?guī)r:經(jīng)變質(zhì)形成大理巖,主要由微晶狀、不規(guī)則狀方解石組成;厚度0.20～1.07 m。

①紫灰色、深灰色厚層狀粉砂質(zhì)板巖:水平層理(紋)發(fā)育,主要由顯微鱗片狀絹云母和部分粉砂質(zhì)石英組成;厚度2.12～2.61 m。本層普遍變?yōu)殁}硅質(zhì)夕卡巖,為礦區(qū)的主要含礦層。

(2)中下部。紫灰色、淺灰-灰綠色厚層塊狀石英砂巖、長(zhǎng)石石英砂巖夾變質(zhì)石英砂巖。主要由石英碎屑和石英集合體組成,膠結(jié)物較少,局部見(jiàn)火山塵。夕卡巖礦物不均勻地稀疏分散于碎屑顆粒間,并交代膠結(jié)物和碎屑。厚度 42.45～55.80 m。該層巖石普遍夕卡巖化和鎢礦化。

2.2 礦區(qū)構(gòu)造

礦區(qū)位于香巖溪復(fù)背斜的西段北翼,呈舒緩波狀的向斜構(gòu)造。地層走向NEE或近 EW,傾向 NNW 或 NNE,向斜軸向 NNW,兩翼傾角較平緩(15°～30°),軸部稍陡。向斜北側(cè)和深部被唐家田沖斷層截?cái)?致使五強(qiáng)溪組直接與震旦系呈斷層接觸。向斜南翼與辰山花崗巖體接觸。

此外,礦區(qū)中部出露1條縱貫全區(qū)的霏細(xì)斑巖脈,其西段貫入五強(qiáng)溪組和南沱砂巖組,東段插入辰山巖體中,屬成礦后脈巖,對(duì)礦體未產(chǎn)生明顯的破壞作用。

2.3 礦體地質(zhì)特征

礦體均賦存于南沱砂巖組內(nèi)。其中上部夕卡巖型礦體出露地表(圖2),中下部夕卡巖化變質(zhì)砂巖型礦體則隱伏地下40～80 m(垂深)處,傾斜延深360～460 m。該層礦體在以往的勘查報(bào)告中將其劃分為3層平行的礦體,包括上部礦體共4層①。但近年來(lái)的探采資料表明,產(chǎn)于砂巖中的礦體基本上為一厚大的透鏡體狀礦體(稱下部礦體),局部或少部分地段由于礦化不均勻而成為“夾石”(或夾層),礦體與圍巖無(wú)明顯界線。

資料表明 ,上部礦體長(zhǎng) 1 300 m,以 17°～25°的傾角向西延深下插,最大傾斜延深大于860 m,呈穩(wěn)定的層狀、似層狀產(chǎn)出,礦體形態(tài)類型為板狀型。厚度一般1.12～3.10 m,最厚7.82 m,平均2.58 m;w(WO3)=0.33%～ 1.02%,最高單樣6.75%,平均0.78%。厚度變化系數(shù)51.47%,品位變化系數(shù)93.13%,屬于厚度變化較穩(wěn)定、品位分布較均勻的礦體。下部礦體長(zhǎng)600 m,與上部礦體平行延伸,最大傾斜延深大于770 m,宏觀上呈厚大的透鏡體狀產(chǎn)出,礦體形態(tài)類型為近于柱板狀的過(guò)渡型。厚度一般 8.24～19.16 m,平均 14.42 m;w(WO3)=0.11%～0.55%,單樣最高 0.86%,平均 0.37%。厚度變化系數(shù)75%,品位變化系數(shù)108%,屬于厚度變化較穩(wěn)定(局部較不穩(wěn)定)、品位分布較均勻的礦體。

2.4 礦石特征

2.4.1 礦石的礦物組成

圖2 大溶溪白鎢礦區(qū)地質(zhì)圖Fig.2 Geologecal map of Darongxi scheelite deposit

礦石礦物為單一的白鎢礦,金屬礦物有少量(或局部富集)磁黃鐵礦、閃鋅礦、黃鐵礦,微量方鉛礦、黃銅礦、毒砂等;非金屬礦物主要為透輝石、石榴石、透閃石及石英。

據(jù)鏡下鑒定,產(chǎn)于上部礦層的白鎢礦常與鈣硅質(zhì)夕卡巖礦物共生或被其交代,白鎢礦多為他形粒狀,少數(shù)為半自形晶板狀晶體,由于受變質(zhì)礦物交代,部分呈極不規(guī)則狀,分布不均勻,一般含量3%～5%,局部富集達(dá)10%～15%,粒度一般0.2～0.6 mm。主要分布于夕卡巖礦物顆粒間、硅化石英條帶、貫入石英脈及條帶狀石英微脈間,少量見(jiàn)于近礦圍巖中。而產(chǎn)于下部夕卡巖化、硅化砂巖中的白鎢礦一般較均勻地浸染于膠結(jié)物中或碎屑顆粒間。

非金屬礦物主要為鈣硅質(zhì)夕卡巖礦物。據(jù)上部礦體資料,石榴石含量5%～10%,少數(shù)達(dá)15%,呈脈狀或塊狀,星散浸染狀分布;透輝石含量3%～5%,少數(shù)可達(dá)25%,多與透閃石、石榴石共生,呈脈狀或條帶狀、團(tuán)塊狀分布;透閃石較少,大多由透輝石蝕變而成或置換透輝石;石英為粗細(xì)晶粒混雜,以粗晶為主,多數(shù)集中呈條帶狀、脈狀或團(tuán)塊狀分布,含量30%～40%。

2.4.2 礦石化學(xué)成分

鈣硅質(zhì)夕卡巖(2件)的w(SiO2)=64.05%,w(Al2O3)=10.81%,w(Fe2O3+FeO)=8.69%,w(CaO)=5.73%;原巖主要為砂質(zhì)板巖、硅質(zhì)板巖及含鈣板巖。夕卡巖化變質(zhì)砂巖(8件)的w(SiO2)=72.93%,w(Al2O3)=10.71%,w(Fe2O3+FeO)=4.45%,w(CaO)=5.35%;原巖主要為石英砂巖。各類礦化巖石都含有一定量的CaO,無(wú)疑對(duì)白鎢礦的形成是一個(gè)有利的因素。

2.4.3 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造依礦石類型而異。夕卡巖型礦石白鎢礦主要分布于條帶狀、脈狀和塊狀石榴石、透輝石、透閃石發(fā)育的夕卡巖礦物間,以條帶狀礦石為主,次為細(xì)脈狀。夕卡巖化變質(zhì)砂巖型礦石,白鎢礦主要分布于膠結(jié)物中,或嵌布于石英顆粒間以及石英微脈內(nèi);宏觀上主要沿不規(guī)則的微細(xì)裂隙呈細(xì)脈狀、細(xì)脈浸染狀及浸染狀產(chǎn)出。由于本區(qū)白鎢礦石金屬礦物少,載礦巖石和脈石成分多,故所形成的礦石構(gòu)造多為條帶浸染狀、浸染狀及細(xì)脈狀構(gòu)造。礦石結(jié)構(gòu)主要為他形晶粒狀結(jié)構(gòu),少量半自形晶結(jié)構(gòu)、板狀晶體結(jié)構(gòu),此外在變質(zhì)砂巖中尚見(jiàn)渾圓碎屑狀結(jié)構(gòu)等。

2.4.4 圍巖蝕變

礦床的近礦圍巖蝕變主要是由巖體侵入所產(chǎn)生的夕卡巖化、角巖化、硅化及大理巖化等。

(1)夕卡巖化:系分布最廣且與成礦作用最密切的蝕變類型,以形成大量的石榴石、透輝石、透閃石等夕卡巖礦物為特征,白鎢礦化與夕卡巖礦物密切共生或被其交代。

(2)角巖化:以形成長(zhǎng)英質(zhì)角巖為主。由于碎屑巖在熱接觸變質(zhì)時(shí)比較穩(wěn)定,因而主要由膠結(jié)物類型而定。膠結(jié)物為硅質(zhì)的形成石英巖或長(zhǎng)石石英巖;膠結(jié)物為泥質(zhì)的形成黑云母、堇青石、白云母、長(zhǎng)石、石英組成的長(zhǎng)英質(zhì)角巖;膠結(jié)物為鈣質(zhì)的形成方解石、綠簾石、角閃石(透閃石)、石榴石組成的長(zhǎng)英質(zhì)角巖。白鎢礦化與新生的變質(zhì)礦物有關(guān)。

(3)硅化:宏觀上常形成石英細(xì)脈、微脈,沿巖石節(jié)理裂隙充填;微觀上與夕卡巖礦物共生,白鎢礦與石英脈、硅化石英條帶伴生。

(4)大理巖化:上部礦層中的不純灰?guī)r經(jīng)熱接觸變質(zhì)作用后常形成大理巖化灰?guī)r、大理巖、透輝石大理巖、透閃石大理巖和石榴石透閃石大理巖等。在含夕卡巖礦物的大理巖中可見(jiàn)到白鎢礦化。

3 成礦控制因素

3.1 地層層位及巖性控礦

大溶溪白鎢礦床主要賦存于下震旦統(tǒng)南沱砂巖組,上覆、下伏地層中僅在斑點(diǎn)狀板巖內(nèi)偶見(jiàn)分散的白鎢礦化。礦床的空間分布與容礦地層展布一致,南沱砂巖組分布范圍基本上就是礦床范圍;白鎢礦體一旦與巖體接觸即和南沱組砂巖組一起消失。這一特點(diǎn)顯示出容礦地層對(duì)成礦的層控特性。

光譜分析結(jié)果表明,南沱砂巖組中W元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)61.19×10-6(561件),分別是上覆的南沱冰磧巖組(8.61×10-6,480件)和下伏的五強(qiáng)溪組(13.29×10-6,171件)的 7.1倍和 4.6倍[3],是上部大陸地殼平均值(2.0×10-6,Taylos S R等,1985)的30.6倍。W在區(qū)域地層中的高豐度是含鎢巖系(建造)的重要地球化學(xué)標(biāo)志[4]。

研究表明,新元古界板溪群五強(qiáng)溪組侵蝕面以上的下震旦統(tǒng)南沱砂巖組,在海侵序列下部砂質(zhì)、粉砂質(zhì)巖石向泥質(zhì)或泥灰質(zhì)巖石的沉積過(guò)渡中,在沉積分異、尤其是早期海底伴有火山噴溢的同沉積過(guò)程中,富含與W元素親和力強(qiáng)的Mn,Fe及Ca質(zhì)組分的“富集障”[5],可以通過(guò)巖性和巖石組合達(dá)到最佳聚礦效果,從而使W元素濃集,形成含鎢建造。

南沱砂巖組上部巖石主要為層狀含鎢砂質(zhì)板巖、硅質(zhì)板巖夾不純碳酸鹽巖,中下部石英砂巖中常夾含鈣質(zhì)砂巖。上部巖石水平層理發(fā)育,層狀,成層性良好,由于不同巖性的巖石結(jié)合面本身就是構(gòu)造軟弱面,故在褶皺構(gòu)造變形過(guò)程中易形成層間剝離和層間破碎,加之化學(xué)活動(dòng)性強(qiáng),可與巖體侵入產(chǎn)生的巖漿氣液發(fā)生化學(xué)變化,有利于礦液濃度增高,形成層帶狀分布的富鎢礦體;中下部在構(gòu)造應(yīng)力作用下,巖層產(chǎn)生的構(gòu)造裂隙帶為礦液大范圍運(yùn)移和沉淀提供了擴(kuò)容空間,形成厚大的透鏡狀礦體,其成礦機(jī)理類似于“構(gòu)造破碎帶型”礦床。由此可以認(rèn)為,有利的容礦地層、巖性和巖石組合以及W元素的高豐度必然為白鎢礦床的形成提供極為有利的介質(zhì)條件和物源條件。

3.2 構(gòu)造控礦

本區(qū)陸殼的形成始于新元古代,定型于加里東期。中生代早期的印支運(yùn)動(dòng)是一次重要的構(gòu)造巖漿事件,導(dǎo)致廣泛的斷裂構(gòu)造和巖漿活動(dòng),使含鎢巖系的礦質(zhì)活化、轉(zhuǎn)移,并在有利的構(gòu)造空間富集成礦。區(qū)域的近EW向褶皺和NEE向斷裂對(duì)辰山巖體接觸帶鎢礦的空間定位起著顯著的控制作用。

3.2.1 層間斷裂系統(tǒng)的控礦作用

南沱砂巖組成巖后,歷經(jīng)多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生了褶皺與斷裂構(gòu)造。從巖石受力后的變形分析,具有不同礦物成分組成的層狀巖石,其層理面本身就是構(gòu)造脆弱帶,易產(chǎn)生層間剝離構(gòu)造、層間斷裂以及虛脫空間,有利于礦液的進(jìn)入和礦質(zhì)的富集,對(duì)形成大溶溪層狀、似層狀白鎢礦體具有特殊的意義,它可以使含礦熱液在遠(yuǎn)離侵入體的圍巖中形成穩(wěn)定的、高品位的鎢礦體。

3.2.2 節(jié)理裂隙構(gòu)造的控礦作用

受多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響,在南沱砂巖組中下部的厚層塊狀石英砂巖中,沿其早期形成的一對(duì)NE(主要)及NW向節(jié)理裂隙及橫張裂隙,發(fā)育疏密不等的裂隙帶,并成為礦化的有利空間,尤其在裂隙密集帶及裂隙交叉部位礦化富集。這類裂隙構(gòu)造的局部產(chǎn)狀特征為“非整合型”的,但總體上被限制在同一巖層內(nèi),形成與巖層總體產(chǎn)狀一致的厚大的透鏡狀礦體,產(chǎn)狀也較穩(wěn)定,是產(chǎn)于南沱砂巖組中下部礦體的主要容礦構(gòu)造和礦體定位空間。

3.2.3 不整合或假整合構(gòu)造控礦作用

大溶溪白鎢礦床位于板溪群五強(qiáng)溪組之假整合面(局部表現(xiàn)為不整合面)之上的下震旦統(tǒng)南沱砂巖組內(nèi)。研究表明,不整合面或假整合面是機(jī)械物理性質(zhì)和化學(xué)成分有明顯差別的巖石分界面,是明顯的地球化學(xué)異常面,含礦溶液在其間流動(dòng)易于發(fā)生分異作用,導(dǎo)致某些礦物的集中[6]。同時(shí),不整合面或假整合面也是構(gòu)造的薄弱帶,巖石易于破碎,產(chǎn)生裂隙,成為巖漿侵入和礦液流動(dòng)的通道和堆積場(chǎng)所。所以,當(dāng)印支期巖漿熱液侵入活動(dòng)穿過(guò)礦區(qū)的該構(gòu)造層時(shí),白鎢礦體即產(chǎn)在其假整合面(局部為不整合面)及覆于其上的南沱砂巖組碎屑巖及砂泥質(zhì)、鈣質(zhì)巖石建造中,尤其是下部礦體則以接近假整合面最為富集。由此可見(jiàn),大溶溪白鎢礦床的形成與構(gòu)造活動(dòng)的假整合面有著密切的關(guān)系,地層不整合接觸面或假整合面是重要的控礦構(gòu)造類型之一。

3.2.4 巖體產(chǎn)狀與成礦關(guān)系

實(shí)地調(diào)查表明,當(dāng)辰山巖體與圍巖的接觸關(guān)系為EW向“整合接觸”(即接觸面與圍巖層面近于平行一致)時(shí),在這類接觸構(gòu)造附近形成的夕卡巖或礦體則以層狀和透鏡狀為主,產(chǎn)狀與圍巖層理或劈理構(gòu)造一致,如辰山巖體南側(cè)的白沙溪鎢礦、北側(cè)的大溶溪鎢礦等都是產(chǎn)于這類接觸構(gòu)造部位。

3.3 巖漿巖控礦

在各種成礦控制因素中,巖漿巖控礦作用十分重要。大溶溪白鎢礦床的巖漿巖控礦作用主要表現(xiàn)為接觸-熱變質(zhì)作用。該作用發(fā)生在侵入體與圍巖的外接觸帶,主要由巖漿熱力所導(dǎo)致的廣泛變質(zhì)作用,并在有利的巖性部位由巖漿熱液引起的化學(xué)(交代)變質(zhì)作用形成夕卡巖化與鎢礦化。在空間上礦床(體)的成礦與巖體保持一定的距離,垂向上約150 m,這可能與該區(qū)夕卡巖礦物形成的溫、壓條件相當(dāng)。而在沒(méi)有經(jīng)過(guò)熱接觸變質(zhì)的圍巖中,尚未發(fā)現(xiàn)鎢礦化。原因是:在沒(méi)有巖體侵入作用產(chǎn)生的變質(zhì)帶,尤其是未形成夕卡巖化變質(zhì)帶的情況下,W在同生富集層中既不形成大量的礦物聚集,更不產(chǎn)生顯著的礦化跡象,在宏觀上與普通巖石幾乎沒(méi)有區(qū)別。如辰山巖體東北端出露的未經(jīng)熱接觸變質(zhì)的南沱砂巖組沒(méi)有鎢的礦化便是例證,足見(jiàn)巖體與成礦的關(guān)系至關(guān)重要。

金屬元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高低通常被認(rèn)為是評(píng)價(jià)巖體含礦性最直接、最重要的標(biāo)志。然而,辰山巖體微量元素的平均值顯示[2],巖體中的w(W)=0.8×10-6,w(Sn)=7.62×10-6,w(Bi)=0.73×10-6;明顯低于華南典型鎢礦成礦巖體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)[4](w(W)=33.9×10-6(36件),w(Sn)=59.8×10-6(38件),w(Bi)=33.1×10-6(34件)),屬于非含鎢巖體,它在成礦過(guò)程中直接提供成礦物質(zhì)的能力有限。本區(qū)巖漿巖對(duì)成礦的控制作用主要表現(xiàn)為,在巖體上侵過(guò)程中以巨大的熱(動(dòng))能使圍巖發(fā)生廣泛而強(qiáng)烈的接觸-熱變質(zhì),并在貧鎢巖漿侵入含鎢沉積建造時(shí),巖漿中的巨大能量和礦化劑可使圍巖中的W元素活化后進(jìn)入熱液系統(tǒng),向巖體外圍相對(duì)低能封閉的有利成礦空間遷移-富集,從而產(chǎn)生鎢的礦化并形成白鎢礦床。

4 成礦過(guò)程與礦床成因

礦床地質(zhì)特征及成礦控制因素的研究表明,大溶溪白鎢礦床主要沿下震旦統(tǒng)南沱砂巖組外接觸帶成礦,礦床與構(gòu)造、侵入巖密切相關(guān)。在成礦過(guò)程中,巖漿巖的作用是主導(dǎo)條件,容礦層位是必備條件,構(gòu)造則是不可或缺的賦礦空間條件。成礦熱液活動(dòng)十分廣泛,形成了從高溫到中低溫的一系列蝕變。礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造表明,除少數(shù)保留了原始的沉積特征外,絕大部分的成礦都晚于早期硅酸鹽蝕變礦物并和同期熱液夕卡巖礦物或脈石礦物相伴隨,說(shuō)明都是由熱液中直接析出或由熱液交代反應(yīng)沉淀的[7]。

資料表明,巖石的化學(xué)性質(zhì)對(duì)鎢礦床的形成有一定的影響。由化學(xué)沉積的碳酸鹽巖層和化學(xué)與機(jī)械混合沉積的含鈣砂巖層有利于含鎢熱液進(jìn)行滲濾交代,常形成夕卡巖型白鎢礦床。所以說(shuō)含鈣圍巖是形成白鎢礦的一個(gè)重要因素,但不是唯一的因素。直接決定礦床形成的條件是礦液本身的酸堿度和鈣離子濃度。礦床地質(zhì)研究及室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)的大量資料證明②,白鎢礦是在堿性介質(zhì)條件下,鈣離子濃度高時(shí)形成。

本區(qū)白鎢礦化圍巖均含有一定量的鈣質(zhì),鈣硅質(zhì)夕卡巖礦物也可以析出鈣,鈣的來(lái)源是多方面的。故在夕卡巖化過(guò)程中為堿性介質(zhì)條件,隨著鈣硅酸鹽礦物的分解,溶液中鈣離子濃度增高,此時(shí)在含鎢的溶液中就可形成白鎢礦[8]。

郭文魁[9]曾把我國(guó)巖漿熱液礦床的成礦過(guò)程劃分為4個(gè)階段,即硅酸鹽階段、氧化物階段、硫化物階段及碳酸鹽階段。大溶溪白鎢礦床也不例外:在早期硅酸鹽階段形成層狀、似層狀夕卡巖和夕卡巖化變質(zhì)砂巖,鎢礦化不強(qiáng)烈;氧化物階段為鎢的主要成礦階段,其產(chǎn)物一般重疊于夕卡巖之上,少量也可超出夕卡巖范圍而出現(xiàn)于熱變質(zhì)圍巖中;此后的硫化物階段僅形成少量磁黃鐵礦、閃鋅礦等硫化物;晚期的碳酸鹽階段發(fā)育少量方解石脈等,一般不形成白鎢礦化。

雖然大溶溪白鎢礦床產(chǎn)在辰山巖體周邊的熱變質(zhì)暈范圍內(nèi),沿南沱砂巖組形成層狀、似層狀及厚大透鏡體狀礦體,白鎢礦化與夕卡巖的關(guān)系密切;但值得注意的是,該礦床與傳統(tǒng)意義上的夕卡巖型礦床有所不同,因?yàn)樗⒉皇怯苫◢弾r與碳酸鹽巖交代而成,而是流體沿構(gòu)造裂隙充填交代碎屑巖、含火山物質(zhì)碎屑巖并與之相互作用而成,夕卡巖全部產(chǎn)于外接觸帶的地層中,形成夕卡巖的原巖具有明顯的特殊性,而夕卡巖(化)的形成過(guò)程和礦物成分與通常所見(jiàn)的鈣質(zhì)夕卡巖沒(méi)有太多的差異。近年來(lái)一些夕卡巖的模擬實(shí)驗(yàn)研究表明[10],無(wú)論何種熱液,只要含有一定量的Si,Al和 Fe,并有足夠的溫度和壓力,就能與碳酸鹽巖、碎屑巖發(fā)生反應(yīng)生成石榴石、透輝石等夕卡巖礦物;這就是說(shuō),夕卡巖的形成并不限于酸性巖漿與碳酸鹽巖的接觸帶,只要溫壓條件適宜,也可形成于非碳酸鹽巖石以及巖體的外接觸帶,大溶溪白鎢礦床即是一例,故有人稱這類礦床為似夕卡巖型白鎢礦床[11]。

研究表明,大溶溪白鎢礦床初始成礦作用發(fā)生 于雪峰運(yùn)動(dòng)(約800 Ma)之后,鎢在外生作用下,可以“納米級(jí)”的重砂礦物形式被搬運(yùn),也可以吸附在黏土、有機(jī)質(zhì)和鐵、錳氫氧化物膠體中被帶走,從而沉積并富集在南沱砂巖組中,形成較高的鎢豐度,成為含鎢建造(或含鎢巖系)。后經(jīng)印支運(yùn)動(dòng)發(fā)生辰山巖體侵入及對(duì)圍巖的接觸-熱變質(zhì)作用,驅(qū)使含鎢巖系中的礦質(zhì)活化、遷移,在有利的構(gòu)造空間富集成礦。

總之,產(chǎn)于辰山巖體外接觸帶的大溶溪白鎢礦床,沿下震旦統(tǒng)南沱砂巖組自然延伸,礦床產(chǎn)出明顯受地層層位和巖性的控制,相鄰礦體在地層系統(tǒng)中可以對(duì)比,具有層控礦床的基本特征[12]。這套地層具有高豐度成礦元素的地球化學(xué)特點(diǎn),經(jīng)印支期的接觸-熱變質(zhì)作用產(chǎn)生夕卡巖(化)而形成白鎢礦化。由于礦床產(chǎn)在侵入體的熱變質(zhì)暈(帶)范圍內(nèi),由熱液活動(dòng)沿特定地層層位或巖性形成的層狀、似層狀及厚大透鏡體狀礦體,并以與夕卡巖化有密切的成因聯(lián)系和空間關(guān)系為特征,故稱之為層控夕卡巖型白鎢礦床。其形成的溫度和壓力范圍為:溫度700～400 ℃,壓力50～100 MPa(模擬石榴石、透輝石形成的溫壓條件[10])。因此,巖體和特定層位是大溶溪白鎢礦床形成的必要條件。

注釋:

①中國(guó)有色金屬工業(yè)總公司,湖南地質(zhì)勘探二四五隊(duì)(包正相主編).湖南省安化縣大溶溪白鎢礦區(qū)評(píng)價(jià)地質(zhì)報(bào)告.1985.

②楊超群.鎢礦地質(zhì)研究動(dòng)向及資源趨勢(shì).湖南地質(zhì)科技情報(bào),1982(2):2-8.

[1] 包正相.層控白鎢礦床新層位及其地質(zhì)特征[J].地質(zhì)論評(píng),1984,30(6)::595-599.

[2] 周曉巖.辰山巖體巖石學(xué)地球化學(xué)特征及其大地構(gòu)造環(huán)境意義[J].國(guó)土資源導(dǎo)刊,2008(1):37-40.

[3] 包正相.湘西層控白鎢礦床地質(zhì)特征及其成礦作用[J].礦床地質(zhì),1987,6(4):33-42.

[4] 劉英俊,馬東升.鎢的地球化學(xué)[M].北京;科學(xué)出版社,1987:134-135,198-200.

[5] 王發(fā)宇.與區(qū)域變質(zhì)作用有關(guān)的鎢礦床及控礦因素[J].地質(zhì)論評(píng),1987,33(5):417-425.

[6] 傅必勤.論湘中地區(qū)金礦床的控礦構(gòu)造[J].湖南地質(zhì),1990,9(4):1-8.

[7] 常印佛,劉學(xué)圭.關(guān)于層控夕卡巖型礦床——以安徽省內(nèi)下?lián)P子坳陷中的一些礦床為例[J].礦床地質(zhì),1983,2(1):11-20.

[8] 南京大學(xué)地質(zhì)學(xué)系.地球化學(xué)(修訂本)[M].北京:科學(xué)出版社,1979:309-314.

[9] 郭文魁.某些金屬礦床的原生分帶及其成因[J].地質(zhì)學(xué)報(bào),1963,43(3):7-12.

[10] 章振根.夕卡巖及其主要礦物形成條件[J].地質(zhì)地球化學(xué),1979(4):21-25.

[11] 朱火齡,李崇佑,林運(yùn)淮.贛南鎢礦地質(zhì)[M].南昌:江西人民出版社,1981:277-281.

[12] 鮑正襄,萬(wàn)榕江,包覺(jué)敏.湖南安化大溶溪白鎢礦床成礦特征及富集條件[J].江西地質(zhì),2000,147:21-25.