段湘益，董王倉

(1.自然資源陜西省衛(wèi)星應(yīng)用技術(shù)中心，陜西 西安 710100；2.陜西省礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查中心，陜西 西安 710068)

為了提高資源安全供應(yīng)能力和開發(fā)利用水平，中國、美國、歐盟、日本等國家和地區(qū)，將鎢列入戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源目錄(彭齊鳴，2017)。同時，鎢也是中國西北地區(qū)的重要礦產(chǎn)之一(楊合群，2017)。中華人民共和國成立前，陜西省未見發(fā)現(xiàn)鎢礦的資料記載。新中國成立后，曾開展了鎢的找礦工作，但一直無重大突破，發(fā)現(xiàn)的鎢礦規(guī)模小，且以伴生礦為主，鎢礦的研究成果也較少。2000年地質(zhì)大調(diào)查以來，陜西省礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查中心、陜西省地質(zhì)調(diào)查院等十多家單位先后在南秦嶺鎮(zhèn)安西部開展鎢鉬等多金屬礦勘查與評價，2016年發(fā)現(xiàn)了陜西省首個大型鎢礦床-鎮(zhèn)安縣東陽鎢礦(陜西省國土資源廳，2018)。該礦床具有接觸交代型、巖漿熱液(石英)脈型和殘坡積型“一礦三型”的成礦特點，即3種礦床類型共存于同一礦床，殘坡積型鎢礦在陜西屬首次發(fā)現(xiàn)，在全國也比較少見。筆者論述陜西省鎮(zhèn)安縣東陽大型鎢礦床地質(zhì)特征，并進行成因探討，希望能為南秦嶺成礦帶及其他地區(qū)的鎢礦勘查，以及研究中國“南鎢北擴”等相關(guān)工作提供參考資料和有益啟示。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦區(qū)地質(zhì)

1.泥盆系古道嶺組灰?guī)r、鈣質(zhì)絹云母板巖，大理巖；2.泥盆系大楓溝組長石石英雜砂巖，石英巖，二云方解石英片巖；3.奧陶系兩岔口組二云方解石英片巖；4.奧陶系白龍洞組大理巖；5.寒武、奧陶系石甕子組白云巖、白云石大理巖；6.寒武系水溝口組硅質(zhì)巖、碳質(zhì)頁巖；7.震旦系燈影組白云巖、白云石大理巖；8.燕山期黑云二長花崗巖；9.石英脈；10.二長花崗巖脈；11.含鎢矽卡巖化帶；12.實測地質(zhì)界線；13.斷層；14.地層產(chǎn)狀圖1 (a) 區(qū)域大地構(gòu)造位置、(b)構(gòu)造單元劃分與(c)礦區(qū)地質(zhì)略圖(據(jù)陜西省地質(zhì)調(diào)查院，2017；路永安等，2016，有修改)Fig.1 (a) Regional geotectonic location (b)structural unit division and (c) geological sketch of mining area

2.2 礦體特征

礦區(qū)已圈定7條鎢礦體和10條鎢礦化體，有接觸交代型、巖漿熱液(石英)脈型和殘坡積型3種礦化類型。其中，接觸交代型和殘坡積型鎢礦體規(guī)模較大，巖漿熱液(石英)脈型鎢礦體規(guī)模較小。礦區(qū)已查明鎢資源儲量(WO3)52 630 t(陜西省國土資源廳，2018；路永安等，2016)，WO3平均品位為1.185%；伴生銀資源儲量7.2 t，Ag平均品位為1.618×10-6；鎵資源儲量77.9 t，Ga平均品位為0.0018%。

接觸交代型鎢礦體產(chǎn)于懶板凳巖體、直溝巖枝與石甕子組(∈1O2s)外接觸帶的層間構(gòu)造蝕變帶和層狀矽卡巖化帶上，礦體頂、底板圍巖為石甕子組(∈1O2S)白云巖、白云石大理巖(圖2a、圖2b)。礦體呈似層狀、透鏡狀產(chǎn)出，產(chǎn)狀為80°～100°∠45°～72°，地表出露長度大于1 000 m，控制最大斜深300 m，最大厚度超過15 m(圖3)。礦體品位WO3為0.285%～1.745%，伴生銀平均品位Ag 1.57×10-6，伴生鎵平均品位Ga 0.001 8%，查明鎢資源儲量超過4萬t(路永安等，2016)，伴生銀資源儲量大于5 t，伴生鎵資源儲量大于60 t。

a、c.自然光；b、d.紫外燈照射圖2 野外礦體照片(據(jù)王潔明，2015)Fig.2 Photos of field ore body

巖漿熱液(石英)脈型鎢礦體(圖2c、圖2d)產(chǎn)于接觸交代型鎢礦體及其附近斷裂裂隙，受石英脈控制。容礦圍巖為石甕子組(∈1O2s)白云巖、兩岔口組(O2-3l)及大楓溝組(D2d)二云方解石英片巖。礦體呈透鏡狀產(chǎn)出，產(chǎn)狀為10°～74°∠33°～73°，地表出露最大長度150 m，控制最大斜深40 m左右，厚度1.0 m左右，礦體品位WO3為0.098%～ 1.170%。

1.第四系；2.兩岔口組；3.白龍洞組；4.石甕子組；5.坡積物；6.白云巖；7.大理巖；8.白云石大理巖；9.二云方解石英片巖；10.鎢礦體；11.地層分界線；12.實測、推測斷層；13.鉆孔位置及編號；14.產(chǎn)狀圖3 39號勘探線剖面示意圖(據(jù)路永安等，2016，有修改)Fig.3 Profile of exploration line 39

殘坡積型鎢礦體位于接觸交代型鎢礦體南側(cè)(下游)數(shù)百米由陡變緩的山坡，整體沿丘陵地形呈面狀分布，系接觸交代型礦體在形成過程中經(jīng)地表風(fēng)化破碎、近距離搬運、就近堆積而成。礦體賦存于第四系坡積物中下部的砂礫層、礫石層中，礦層上部為泥砂層、黏土層及礫石層，礦層下部為泥砂層、白云巖及白云質(zhì)大理巖。地表出露長度約70 m，寬度約25 m?？刂频V體長度約500 m，寬度約300 m，最大厚度約14 m。礦體呈似層狀、透鏡狀產(chǎn)出，受底板基巖面起伏影響，沿走向及傾向具波狀起伏、膨大狹縮現(xiàn)象。礦體品位WO3為0.120%～6.323%，已查明鎢資源儲量超過1.2萬t(路永安等，2016)，伴生銀資源儲量約2 t，伴生鎵資源儲量約16 t。

2.3 礦石礦物成分

接觸交代型鎢礦、殘坡積型鎢礦二者的礦石礦物成分基本相同，礦石礦物主要為白鎢礦，其次為黃鐵礦、黃銅礦和黑鎢礦。次生礦物主要為褐鐵礦、鎢華；脈石礦物主要為金云母、白云母、斜長石、鈉長石、透閃石，其次為石英、鋇冰長石、鉻云母、榍石、石榴子石、磷灰石、透輝石、方解石、螢石，少量方柱石、方鉛礦、磷釔礦。巖漿熱液脈型鎢礦的礦石礦物主要為白鎢礦，黃鐵礦、輝鉬礦、黑鎢礦和綠柱石次之；脈石礦物為石英、方解石、絹云母、白云母、螢石、綠泥石等。主要礦石礦物及顯微鏡下特征見圖4。

a.綠柱石；b.金云母；c.透閃石；d.螢石；e(1.符山石；2.透輝石；3.白鎢礦)；f(1.透輝石；2.螢石；3.斜長石；4.石英)；g(1.白云母；2.絹云母；3.石英；4.石榴子石)；h(1.絹云母；2.方解石；3.長石；4.榍石)圖4 礦石野外和顯微照片(據(jù)王潔明，2014，2015)Fig.4 Field and micrograph of ore

2.4 礦石化學(xué)成分

據(jù)原礦鎢物相分析結(jié)果(表1)，礦石中有用組分主要為WO3，且主要賦存于白鎢礦中。據(jù)原生礦石組合分析結(jié)果(路永安等，2016)，接觸交代型、巖漿熱液(石英)脈型、殘坡積型3種礦床類型的礦石中均伴生有Au、Ag、Ga。其中，Au在3種類型中的平均含量均低于伴生有用組分綜合評價指標0.1×10-6，Ag在3種類型中的平均含量依次為1.57×10-6、1.82×10-6和1.79×10-6，高于綜合評價指標1.0×10-6。金、銀在鎢精礦中的富集比特別低，說明二者可能來源于其他礦物。Ga在3種類型中的平均含量依次為0.001 8%、0.001 3%和0.001 6%，稍高于綜合評價指標值。礦石中有害組分硫、磷含量稍高，但二者可在選礦過程中予以脫離，其他有害元素的含量低微。

表1 原礦鎢物相分析結(jié)果(%)Tab.1 Results of tungsten phase analysis from raw ore(%)

2.5 礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造

接觸交代型鎢礦：礦石結(jié)構(gòu)主要為半自形粒狀結(jié)構(gòu)-他形粒狀結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)，其次為包含結(jié)構(gòu)；礦石構(gòu)造主要以浸染狀、透鏡狀、土狀構(gòu)造為主，次為條帶狀構(gòu)造。

巖漿熱液(石英)脈型鎢礦：礦石具粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀、浸染狀構(gòu)造。

殘坡積型鎢礦：礦石具半自形粒狀、不規(guī)則粒狀、交代殘余、變晶和包含結(jié)構(gòu)，浸染狀、透鏡狀、條帶狀、礫狀和膠結(jié)狀構(gòu)造。

3 礦床成因及成礦模式

3.1 成礦地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境

陜西秦嶺造山帶經(jīng)歷了地殼早期(新太古代—新元古代青白口紀)、板塊構(gòu)造(新元古代南華紀—中生代晚三疊世)和陸內(nèi)造山(中生代晚三疊世—新生代第四紀)等三大地質(zhì)構(gòu)造發(fā)展演化階段。印支晚期-燕山期以來，受特提斯和濱太平洋兩大構(gòu)造域交替作用或聯(lián)合控制，在深部熱動力影響下，中下地殼部分熔融，繼之伸展減薄，包括本區(qū)在內(nèi)的南秦嶺發(fā)生大規(guī)模、多期次構(gòu)造-巖漿侵入為特征的陸內(nèi)造山作用，形成東江口和胭脂壩為主的復(fù)式巖體，以及懶板凳巖體、四海坪和直溝等小規(guī)模二長花崗巖巖枝(株)。上述中酸性巖漿侵入作用，不僅是已有成礦物質(zhì)再富集的控制因素之一，也是重要的成礦物質(zhì)來源(趙東宏等，2019)，從而為鎢鉬多金屬礦產(chǎn)的形成與分布創(chuàng)造了有利的成礦地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境。

3.2 成礦流體性質(zhì)

據(jù)礦區(qū)礦物流體包裹體測溫顯示(劉茜，2013)，矽卡巖化成礦期的均一溫度為220～300℃，平均為259.5℃，鹽度w(NaCleqv)為4.96%～11.93%，平均為6.9%；熱液成礦期的溫度主要集中在220～280℃，鹽度w(NaCleqv)為3.32%～12.05%，平均為8.42%。總體說明成礦期的流體屬中溫、中低鹽度熱流體。流體包裹體的氣相成分以CO2、N2、CH4、H2O為主，液相成分主要為H2O；石英中流體包裹體氣相成分以CO2為主，液相成分以H2O和CO32-為主；白云母H-O同位素組成δDv-smow為-76.4‰～-75.9‰，δ18Ov-smow為12‰～13.8‰，δ18OH2O為9.6‰～11.4‰，顯示成礦流體為巖漿水，有少量大氣降水加入。

3.3 成礦物質(zhì)來源

通過對懶板凳巖體地球化學(xué)特征進行分析，該巖體屬強酸高鉀過鋁質(zhì)S型花崗巖，形成于板內(nèi)環(huán)境，巖漿可能來源于中深部地殼熔融。巖體中鎂指數(shù)Mg2+/[Mg2++Fe2+(全鐵)]×100=9.15～31.01，平均值為20.4，低于45(Rapp R P et al.，1995)，說明巖漿主要來源于地殼熔融。有學(xué)者通過分析研究礦區(qū)內(nèi)(87Sr/86Sr)i與ξNd(t)值的相互關(guān)系，并結(jié)合鋁飽和指數(shù)，推測巖漿為殼源熔融的產(chǎn)物，也可能由巖石圈地幔巖漿演化而來(劉茜，2013)。近年來，也有學(xué)者提出Eu異常δ(Eu)是判斷成礦物質(zhì)來源及成礦地質(zhì)作用的重要地球化學(xué)參數(shù)(劉敬黨等，2005)，殼源巖漿δ(Eu)值較小(約0.45)，幔源巖漿接近1.0，殼幔巖漿δ(Eu)值為0.45～1.0(朱賴民等，2008)。而懶板凳巖體的Th/U值高，輕、重稀土分異明顯，δ(Eu)值為0.08～0.50(標準化球粒隕石REE豐度值來源于Taylor等，1985)，平均值為0.23，表現(xiàn)為強負Eu異常，斜長石分離結(jié)晶程度高，暗示巖漿源區(qū)為地殼。又據(jù)近年來鄰區(qū)核桃坪鎢礦研究資料，在氧化物早期階段，鎢、鈹?shù)瘸傻V物質(zhì)以深源酸性巖漿為主；在氧化物晚期階段，Ca、Mg等來自地層的成礦物質(zhì)逐漸增多，表明巖漿來自殼源的可能性大，即有巖漿分異來源也有地層的來源(代鴻章等，2019)。東陽鎢礦床與核桃坪鎢鈹?shù)V相距約15 km，且處于同一成礦帶，二者成礦地質(zhì)條件基本相同，推測2個地區(qū)的成礦物質(zhì)來源也大致相同。綜上所述，東陽鎢礦床的成礦物質(zhì)主要來源于地殼，同時有地層的帶入。

3.4 成礦期次及礦化階段

據(jù)前人資料總結(jié)(江磊等，2012；劉茜，2013)，并結(jié)合礦物共生組合、礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造、圍巖蝕變、脈體穿切關(guān)系等因素，將鎢礦床形成過程劃分為3個成礦期：矽卡巖化成礦期、熱液成礦期和表生成礦期。

(1)矽卡巖化成礦期，形成接觸交代型鎢礦體，可進一步劃分3個成礦階段。

第一階段——干矽卡巖階段，形成以石榴子石、透輝石為代表的無水硅酸鹽礦物，其受后期熱液溶蝕，礦物自形程度較差，顆粒較小。

第二階段——濕矽卡巖階段，形成大量含水硅酸鹽礦物，如陽起石、透閃石、綠簾石等，白鎢礦開始形成。陽起石、金云母呈放射集合體產(chǎn)出,透閃石呈柱狀產(chǎn)出,綠簾石自形程度較高，多以粒狀集合體產(chǎn)出。

第三階段——氧化物階段，為鎢的主要成礦階段。主要形成白鎢礦、磁鐵礦、石英、酸性斜長石、云母類礦物及螢石等礦物。

(2)熱液成礦期，形成石英脈型鎢礦體。主要礦物有石英、白鎢礦、斜長石、黃鐵礦、磁黃鐵礦、綠泥石、云母、方解石等。

(3)表生成礦期，形成殘坡積型鎢礦體。原生接觸交代型及石英脈型鎢礦體，在地表及近地表遭受風(fēng)化、剝蝕和重力作用影響，在礦體附近有利地形地貌條件下，聚集形成殘坡積型鎢礦。

3.5 成礦時代

區(qū)內(nèi)接觸交代型與石英脈型鎢礦的形成主要與印支晚期—燕山早期的巖漿活動密切相關(guān)，礦化主要發(fā)生在懶板凳、直溝巖體的外接觸帶及圍巖中。根據(jù)懶板凳巖體鋯石年齡值(206～197) Ma、(200±4.0) Ma、(166.4±2.8) Ma，以及礦區(qū)似層狀接觸交代型鎢礦體中輝鉬礦Re-Os同位素年齡值(198±2.7)Ma(劉茜，2013)，推測接觸交代型與石英脈型鎢礦的成礦時代為燕山期(早侏羅世)。殘坡積型砂鎢礦的形成主要與新生代的表生地質(zhì)作用有關(guān)，其成礦時代為喜馬拉雅期。

3.6 礦床成因類型

由東陽鎢礦床的地質(zhì)特征、成礦期次及成礦時代可以看出，該礦床的形成經(jīng)歷了先期巖漿作用和后期表生作用先后2期成礦作用，包含接觸交代型、巖漿熱液脈(石英脈)型和殘坡積型等3種成因類型。

巖漿成礦作用，是區(qū)內(nèi)鎢礦的主要成礦作用，又可分出早期巖漿熱液交代成礦作用和晚期巖漿熱液充填成礦作用。巖漿熱液交代成礦作用，主要發(fā)育于燕山期懶板凳、直溝黑云二長花崗巖與石甕子組白云巖、白云石大理巖外接觸帶附近，巖漿熱液使圍巖發(fā)生強烈接觸交代變質(zhì)作用，形成金云母-透輝石鎂矽卡巖化及似層狀、層狀鎢礦體，此類鎢礦的成因類型屬典型的接觸交代型礦床；巖漿熱液充填成礦作用，主要發(fā)育于懶板凳、直溝黑云二長花崗巖體頂部、外接觸帶及圍巖中，含礦熱液沿斷裂、節(jié)理隙裂隙發(fā)生充填作用，形成脈狀鎢礦體(含白鎢礦石英脈)。此類鎢礦的成因類型屬典型的巖漿熱液(石英)脈型礦床。

表生成礦作用，在區(qū)內(nèi)鎢礦床的形成中占有較重要地位，它是接觸交代型鎢礦體在形成過程中發(fā)生的一種次生富集成礦作用。其主要發(fā)生于接觸交代型鎢礦體下游附近低緩山丘地帶，系原生鎢礦體(石)受物理風(fēng)化作用及重力作用影響，沿山坡向下游發(fā)生崩塌、運移、就近堆積而成。

此類鎢礦的成因類型屬典型的風(fēng)化殘坡積型礦床。

3.7 成礦模式

印支晚期，伴隨華北板塊與揚子板塊的俯沖碰撞，區(qū)內(nèi)發(fā)生了大規(guī)模地殼熔融及中酸性巖漿侵入作用，形成胭脂壩花崗巖基和懶板凳花崗巖體等侵入體；燕山期，巖漿持續(xù)侵入，并分異出高溫氣化熱液，其沿著近東西向構(gòu)造裂隙運移，在巖體與碳酸鹽巖接觸帶發(fā)生熱液交代作用，形成層狀、似層狀矽卡巖及鎢礦體(圖5a)。隨著物理化學(xué)條件的改變及大氣降水的加入，含礦熱液沿矽卡巖帶及圍巖中的近南北向、北東向和北東東向斷裂及節(jié)理、裂隙發(fā)生熱液充填成礦作用，形成巖漿熱液脈(石英脈)型鎢礦體(圖5a)；喜馬拉雅期，出露地表的鎢礦體在表生地質(zhì)作用影響下，發(fā)生機械破碎、重力坍塌、近距離搬運及堆積，形成殘坡積型鎢礦體(圖5b)。

1.第四系(Qp)；2.石甕子組大理巖(∈1O2s)；3.燕山期黑云二長花崗巖(ηγT)；4.地質(zhì)界線；5.斷層；6.古風(fēng)化面；7.近代風(fēng)化面；8.接觸交代型礦體；9.石英脈型礦體；10.殘坡積型礦體；11.礦液流動方向；12.巖塊、礦塊剝蝕搬運方向；13.大氣降水；a.燕山期花崗巖體侵入成礦；b.喜山期表生風(fēng)化-殘坡積成礦圖5 東陽鎢礦床成礦模式圖Fig. 5 Metallogenic model of Dongyang tungsten deposit

4 結(jié)論

(1)東陽大型鎢礦床是近年來陜西南秦嶺地區(qū)地質(zhì)找礦的重大發(fā)現(xiàn)。該礦床的形成與南秦嶺陸內(nèi)造山階段燕山期構(gòu)造-巖漿作用關(guān)系密切，其經(jīng)歷了先期巖漿成礦作用和后期表生成礦作用兩大成礦期，具有接觸交代型、巖漿熱液(石英)脈型和殘坡積型等3種成因類型共存一體的“一礦三型”成礦特點。其中，接觸交代型礦體產(chǎn)于巖體與碳酸鹽巖地層接觸帶附近的近東西向矽卡巖帶中，巖漿熱液(石英)脈型礦體則主要賦存于巖體外接觸帶北東向、北北東向斷裂裂隙中，殘坡積型礦體主要分布于接觸交代型鎢礦體下游附近低緩山丘地帶。該礦床的發(fā)現(xiàn)，對于促進陜西南秦嶺乃至整個秦嶺造山帶的鎢礦勘查工作均具有重要的現(xiàn)實意義和引領(lǐng)作用。

(2)中國以往發(fā)現(xiàn)的鎢礦床(點)主要集中分布于中國南部和東部地區(qū)，大部分鎢礦以白鎢礦為主，優(yōu)質(zhì)易采選的黑鎢礦資源比較緊缺，而且主要產(chǎn)于南嶺地區(qū)。此次在陜西南秦嶺地區(qū)的東陽鎢礦床中發(fā)現(xiàn)了一定占比的黑鎢礦，而且在該礦床及周邊地耳溝、核桃坪、金盆等地的石英脈型鎢礦體中還發(fā)現(xiàn)有綠柱石與其伴生，與贛南、粵北地區(qū)的情況相似。進一步說明黑鎢礦已經(jīng)跨過長江到達秦嶺地區(qū)(代鴻章等，2017)，是“南鎢北擴，東鎢西擴”的重要標志之一(王登紅等，2012)。因此，通過該礦床的研究，對于深化中國“南鎢北擴，東鎢西擴”認識，以及在中國北方和西部地區(qū)開展鎢礦找礦工作具有一定的理論價值和實踐意義。

致謝：在成文過程中得到了陜西省礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查中心王潔明高級工程師、郭岐明高級工程師的大力幫助，在此致以衷心的感謝。