熊作勝

（湖南省核工業(yè)地質(zhì)局三○六大隊(duì)，湖南 衡陽(yáng)421008）

川口礦田及外圍是衡陽(yáng)盆地東部重要的鎢及多金屬礦產(chǎn)地，其突出礦種鎢礦化成礦機(jī)理和成礦模式一直是地質(zhì)找礦工作者和國(guó)內(nèi)外學(xué)者關(guān)注的一個(gè)焦點(diǎn)。因此筆者試圖從巖體地球化學(xué)特征巖體演化及其與鎢礦化的關(guān)系的角度做一新的探索，以期能夠拋磚引玉，促進(jìn)更多同仁和朋友參與對(duì)本區(qū)礦產(chǎn)地質(zhì)和基礎(chǔ)地質(zhì)更為深入的研究，同時(shí)亦能對(duì)本區(qū)找礦、勘查工作提供必要參考和幫助。

1 巖體區(qū)域地質(zhì)

川口巖體位于衡陽(yáng)市以東約40km，構(gòu)造上位于茶陵—郴州北東向深大斷裂、潘家沖-水口山北東向斷裂帶、祁陽(yáng)-水口山近東西向斷裂帶與常德—安仁北西向基底隱伏走滑大斷裂交匯夾持?jǐn)鄩K區(qū)內(nèi)。區(qū)域地殼經(jīng)歷了加里東海槽褶皺逥返形成前泥盆系基底褶皺；泥盆紀(jì)中世下降接受泥盆—二疊系地臺(tái)型沉積形成泥盆系中統(tǒng)與下伏青白口系高澗群的角度不整合或斷層接觸；中三疊世湘東南進(jìn)入陸內(nèi)造山演化階段，相繼經(jīng)歷了中三疊世后期—中侏羅世初陸內(nèi)造山階段，中侏羅世早期—晚侏羅世后造山期階段和白堊紀(jì)板內(nèi)裂谷階段等地殼運(yùn)動(dòng)發(fā)展過(guò)程[1]。川口花崗巖便是中侏羅世早期（早燕山期）后造山階段的產(chǎn)物，前人用黑云母K—Ar法等方法獲取的年齡多趨向在176Ma和164Ma（1:20萬(wàn)衡陽(yáng)幅）附近。

中三疊世印支運(yùn)動(dòng)中茶陵—郴州斷裂的西盤向東（被動(dòng)）俯沖，西盤兩條主要的北西向基底斷裂，即常德—安仁與邵陽(yáng)—郴州斷裂發(fā)生強(qiáng)烈的基底左旋走滑斷裂[2、3]。其中常德—安仁斷裂的走滑導(dǎo)致安仁—川口一帶強(qiáng)烈壓縮增厚而形成次級(jí)隆起，且區(qū)域NNE向褶皺走向亦發(fā)生逆時(shí)針偏轉(zhuǎn)成NNW向[2]，川口巖體即位于NNW向背斜核部（圖1）；其核部地層由青白口系架枧田組板巖、粉砂質(zhì)板巖、南華系泗州山組含礫板巖、粉砂質(zhì)板巖夾泥礫巖組成的褶皺基底，背斜兩翼為泥盆—石炭系沉積蓋層。其間為明顯的角度不整合。

2 巖體形態(tài)演化及地球化學(xué)特征

2.1 巖體形態(tài)產(chǎn)狀、演化特征

川口巖體呈小巖株（滴）群分布（圖1），共發(fā)現(xiàn)大小不等、形態(tài)各異的小巖體20余處，地表出露面積共約14Km2左右。鉆孔資料證實(shí)，在小巖體之間的變質(zhì)巖中見花崗巖，說(shuō)明這些小巖體在下部很可能連成一體，故將其統(tǒng)稱川口巖體。巖體分布的長(zhǎng)軸方向?yàn)镹NW向與地層隆起長(zhǎng)軸方向一致亦與次級(jí)褶皺同步起伏呈波浪狀接觸[4]。

川口巖體與石英脈型及交代蝕變巖型鎢礦化關(guān)系密切，巖體內(nèi)見較多的含鎢石英脈及少量細(xì)粒白云母花崗巖脈。巖體內(nèi)及其外圍分布有大型鎢礦床及數(shù)目較多的中小型鎢礦床、礦點(diǎn)。巖體由黑云母二長(zhǎng)花崗巖、中細(xì)粒斑狀二云母二長(zhǎng)花崗巖、細(xì)—中粒二云母二長(zhǎng)花崗巖、細(xì)粒（白）二云母花崗巖組成，是一套分異演化較為完善的巖石系列，而每一次演化均有不同類型不同程度的溶—熔、固—熔交換，使之巖石礦物、巖石化學(xué)成分相對(duì)含量呈現(xiàn)有規(guī)律的變化，亦即巖體的成礦元素及揮發(fā)份等礦化劑、促溶（熔）劑減少，而殘余溶（熔）液中更豐富。

圖1 川口地區(qū)地質(zhì)略圖（引自[1]并修改）

2.2 地球化學(xué)特征及產(chǎn)出構(gòu)造環(huán)境

2.2.1 巖石化學(xué)特征

從川口巖體巖石化學(xué)成分及其相關(guān)指數(shù)（表3）可以看出SiO2、Al2O3、K2O及K2O+Na2O均較高（>7.4），分別為73.22-76.48%、12.40-13.36%、4.188-4.505%；K2O/Na2O比為（1.35-1.435）>1.3，全鐵低（1.26-2.51），TiO2、MgO、CaO、P2O5總體很低，平均分別為0.117%、0.425%、0.799%、0.069%。

川口巖體巖石的鋁飽和指數(shù)（ASI）在1.52-1.59之間，如以大于1.10作為強(qiáng)過(guò)鋁花崗巖體的標(biāo)準(zhǔn)，則應(yīng)屬?gòu)?qiáng)過(guò)鋁質(zhì)花崗巖，但與一般強(qiáng)過(guò)鋁質(zhì)巖體相比，其Al2O3略低。

在SiO2—（K2O+Na2O- CaO），巖石分類圖解（圖2）及ASK—ASI巖石分類圖解（圖3）中。川口巖體屬鈣堿性及過(guò)鋁質(zhì)（強(qiáng)過(guò)鋁）花崗巖。另外從圖4可以看出：川口巖體尤其是二云母花崗巖和白云母花崗巖均具明顯的稀土元素“四分組效應(yīng)”，為多金屬成礦的有利巖體[6]。

2.2.2 微量元素與稀土元素特征

川口巖體微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖上（圖略），與相鄰元素相比，Ba、Nb、Sr、En、Ti等元素表現(xiàn)為強(qiáng)烈的虧損，Zr表現(xiàn)為弱虧損；而Rb、U、Ta、Nd、Hf、Sm、（Y+Yb）等則相對(duì)富集，顯示出一般殼源花崗巖特征。

稀土元素含量較低，∑REE一般在67.66-78.34（×10-6）,(La/Yb)N低（2.288-3.818），顯示輕稀土相對(duì)富集不明顯；Eu虧損明顯，δEu 值在0.113-0.190之間，表明經(jīng)歷過(guò)明顯的斜長(zhǎng)石的分離結(jié)晶作用。稀土配分曲線（圖5）左傾不明顯，呈較典型的海鷗狀，且具有較明顯的稀土元素“四分組效應(yīng)”；表征“四分組效應(yīng)”強(qiáng)弱的參數(shù)TE1.3值均>1.1，表明巖石演化充分完善，在結(jié)晶晚期水—巖相互交換作用強(qiáng)烈而明顯，揮發(fā)份含量高；亦表明川口巖體是鎢、鉬等金屬成礦的有利巖體[7、8]。

2.2.3 Sr-Nd 同位素特征

圖5 川口巖體稀土元素配分模式圖

據(jù)柏道遠(yuǎn)等的研究[9]，川口巖體Sr、Nd同位素組成及計(jì)算表明：巖體εNd(t)值很低，為-11.82； t2DM年齡值1.92Ga。ISr高，為0.7509，εSr(t)值為659(表略)，其t2DM值與湘桂區(qū)域基底吻合。

2.3 巖石成因及物質(zhì)來(lái)源

大陸地殼ISr值平均為0.719，εSr(t)值大于0，反映巖體同位素與中上地殼具親緣關(guān)系，而不是下地殼[9]。川口巖體的上述Sr同位素特征（ISr為0.7509，εSr(t)值為659）表明其物質(zhì)來(lái)源（源巖）很可能為中地殼結(jié)晶片巖、片麻巖。

前人研究表明，強(qiáng)過(guò)鋁花崗巖大多為地殼物質(zhì)熔融成因的S型（C型）花崗巖類[9]。因此，川口巖體屬過(guò)鋁—強(qiáng)過(guò)鋁S型（C型）殼源重熔型花崗巖的可能性大。

2.4 產(chǎn)出構(gòu)造環(huán)境

與前所述湘東南中侏羅世早期—晚侏羅世即早燕山期大地構(gòu)造環(huán)境為后造山階段，此階段湘東南花崗巖漿活躍，高峰期年齡集中于154Ma-163Ma，川口巖體亦在此階段形成，且?guī)r體長(zhǎng)軸方向與斷裂走向一致，顯示巖體沿張性斷裂充填的就位機(jī)制，表明川口巖體形成于“后造山”拉長(zhǎng)環(huán)境，而非“大陸裂谷”拉張環(huán)境。在多組主元素構(gòu)造環(huán)境判別圖中（圖6）川口巖體全部落入后造山花崗巖（POG）區(qū)內(nèi)。此外，在以多組微量元素構(gòu)造環(huán)境判別系列圖中（圖略）川口巖體落入碰撞花崗巖區(qū)，但緊鄰板內(nèi)花崗巖區(qū)，暗示巖漿形成于后造山環(huán)境，總之它們均顯示后造山構(gòu)造環(huán)境。

綜上所述：川口巖體的就位形態(tài)產(chǎn)狀，巖石的地球化學(xué)分異特征及自變質(zhì)作用的完全，巖體的成因、物質(zhì)來(lái)源及產(chǎn)出構(gòu)造環(huán)境、就位機(jī)制均表明其為鎢多金屬成礦的有利巖體，不僅為后期巖漿氣液流體和高中溫?zé)嵋禾峁┝素S富的成礦元素、揮發(fā)份及礦化劑，同時(shí)其巖體特征的構(gòu)造形態(tài)、長(zhǎng)桓狀隆起和波狀起伏接觸面以其巖體的水氣揮發(fā)份均能促成其橫向張節(jié)理（裂隙）的發(fā)育，為鎢成礦提供充足的斷裂構(gòu)造空間。

3 鎢礦化特征及其物質(zhì)來(lái)源

3.1 鎢礦化特征

川口礦田礦床大多在巖體內(nèi)，即使產(chǎn)于外接觸帶亦與巖體存在親密的成因和空間關(guān)系，其主要礦化特征如下：

1 礦體和礦脈在巖體中多與長(zhǎng)軸垂直，且在其次級(jí)隆起部位集中，具有上寬下窄、上大下小的特征，脈中常可見能拼合的花崗巖角礫（呈透鏡狀），表現(xiàn)為礦液由上倒灌的特征。

2 成礦溫度及礦（脈）的礦物共生組合，顯示出由上向下溫度遞降，即同一種礦物（脈石英或其共生的鎢礦物、硫礦物等）上部礦物（均一和爆裂）溫度較高，下部溫度較低。礦物共生組合的分帶性表現(xiàn)為上部為高溫礦物組合特征，下部為中溫或低溫礦物組合特征[5]，從另一方面佐證了成礦是從上向下的生成順序。

3 不同標(biāo)高黑鎢礦單礦物成分表現(xiàn)出上部黑鎢礦Fe含量高即鐵鎢礦含量高，Mn含量低（錳鎢礦含量少），而下部黑鎢礦上述比例則相反，即Fe/Mn比例小[5，11]（表略），黑鎢礦中Fe/Mn比值能相對(duì)確定形成溫度[10]，其Fe/Mn比值高相對(duì)成礦溫度高，因此又證明了礦（脈）體上部成礦溫度較下部高。

3.2 成礦物質(zhì)來(lái)源

1 共生脈石及礦物包裹體成分特征

據(jù)曾憲科等《湖南川口礦田鎢礦化特征及成因機(jī)制》[11]一文表2“楊林坳鎢礦區(qū)含礦石英脈包裹體氣相、液相成分”分析（表略）顯示：除一個(gè)產(chǎn)于砂巖中的含礦脈石英包體的Cl-∕F-比值＞1外，其余均＜1，而Na+∕K+比值均＜1。成礦流體的Cl-∕F-和Na+∕K+比值可作判別流體是源于巖體還是源于地層的標(biāo)志之一[12]。若比值＜1，則源于巖體，若＞1則源于地層。川口礦田脈石包體的Cl-∕F-和Na+∕K+比值均＜1，故可判斷成礦流體基本來(lái)源于花崗巖漿。

2 脈石礦物稀土元素的配分與成礦物質(zhì)來(lái)源的關(guān)系

脈石及礦物的稀土元素對(duì)的比值與其所在地區(qū)巖體及地層的稀土元素對(duì)的比值，分別作相應(yīng)的相關(guān)分析，其相關(guān)系數(shù)值可判斷成礦物質(zhì)的主要來(lái)源[13、14]。亦據(jù)《湖南川口礦田鎢礦化特征及成因機(jī)制》[11]中的表3、表4（表略）分別是川口礦田不同地區(qū)含鎢石英及鎢礦物與川口巖體及地層巖石稀土元素對(duì)相關(guān)系數(shù)矩陣，從表中可以看出，無(wú)論是巖體內(nèi)帶的毛灣、荒垅地區(qū)，還是巖體外接觸帶的三口地區(qū)，其含鎢脈石英和鎢礦物中的稀土元素對(duì)比值與川口巖體對(duì)應(yīng)的稀土元素對(duì)比值的相關(guān)系數(shù)值均遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)值（F=0.195）[15]，均在0.7314和0.5934以上，表明成礦流體主要來(lái)自川口巖體，從另一角度又證明了上述結(jié)論[11]。由于川口巖體的源巖與前震旦系關(guān)系密切（前已述及），加之巖漿及成礦流體在運(yùn)移過(guò)程中與地層均有不同程度的物質(zhì)交換，故不同程度地表現(xiàn)出與地層的相關(guān)性。

3 氧、硫同位素組成特征

表1是川口礦田脈石英與鎢礦物包體水氧同位素組成和計(jì)算后流體水的同位素測(cè)定結(jié)，從表中可以看出石英礦物氧同位素δ18O石英=（11.1-14.4）‰，鎢礦物氧同位素δ18O礦物=（2.8-8.9）‰，根據(jù)溫度計(jì)算出的流體水氧同位素δ18OH2O=（6.47-9.95）‰，均在泰勒的巖漿水δ18OH2O值（5.5～10）‰之間[16]，說(shuō)明含礦水溶液中氧來(lái)源于巖漿水（可能在水—巖交換中混有部分地層水）。

表1 含礦石英脈中石英、黑鎢礦、白鎢礦氧同位素測(cè)定結(jié)果表

表5 含礦石英脈中黃鐵礦、黃銅礦硫同位素測(cè)定結(jié)果表

注：資料引自有色二一四隊(duì)，1988年11月。

表2是川口礦田含礦石英脈中共生硫化物的硫同位素組成，其δ34S在-3.03~1.93‰間，接近于0值，屬隕石硫的范疇，表明成礦熱液中的硫來(lái)源于巖漿。

4 結(jié)論

綜上川口巖體的形態(tài)產(chǎn)狀、成巖時(shí)代及湘東南地質(zhì)構(gòu)造發(fā)展歷史和一系列巖石學(xué)、巖石化學(xué)特征，可確定川口巖體是在后造山環(huán)境下由中地殼重熔巖漿在后造山環(huán)境下就位于隆起帶的鈣堿性強(qiáng)過(guò)鋁質(zhì)花崗巖。巖石具典型的稀土元素“四分組效應(yīng)”，富含W、Mo等多金屬成礦元素以及H2O和揮發(fā)份，是多金屬成礦的有利巖體，且易在次級(jí)隆起部位發(fā)育一系列的橫向“Q”型原生張（節(jié)理）裂隙，為其后礦液致裂及礦化流體的充填沉淀提供基礎(chǔ)空間。

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