广西大明山地区泥盆系下统钨矿矿床成因及成矿模式.doc

广西大明山地区泥盆系下统钨矿矿床成因及成矿模式 摘要大明山地区大型钨矿矿床位于广西中部大明山背斜北西端。成矿主要与印支燕山期花岗岩、深大断裂及其裂隙系统有关，地层岩性有一定的控制作用。文章较系统地从矿区地质、矿床地质、成矿条件、层控矿床依据等方面分析了该矿床的成矿物质来源、介质来源、控矿因素及成矿机理。建立了钨矿床成矿模式。 关键词钨矿；大明山地区；矿床成因；成矿机理；成矿模式 内生矿床的矿床成因、控矿地质条件研究及成矿模式的建立是矿山地质找矿预测的重要内容之一。其成因和成矿模式的正确与否，直接关系到内生矿床找矿预测的成败。成矿预测的实践和经验表明，对大明山钨矿区内的泥盆系下统下部的层状贫钨矿床开展详细研究工作，进一步查明了成矿物质来源，富集规律，扩大了区内找矿远景地段。笔者通过系统地研究、查证大明山地区钨矿的矿化类型、控矿地质构造、围岩蚀变特征等，总结该地区的泥盆系下统（D1）层位钨矿矿床成因，建立成矿模式。 1 矿区地质特征 大明山地区大型钨矿矿床位于广西中部大明山背斜北西端。按出露的下泥盆统地层界线圈闭，背斜整体呈北西南东走向。大地构造位置位于上扬子古陆块南部，罗城-来宾褶冲带与大明山褶冲带接合部位，北西向的南丹昆仑关深大断裂东南段。 矿区出露的地层主要为泥盆系，赋矿层位以下泥盆统莲花山组为主，那高龄组及燕山期花岗岩次之，岩性组合为中细粒含泥质石英砂岩，石英细砂岩及砂质页岩，侵入岩体为燕山晚期的花岗岩株及花岗斑岩枝脉。控矿构造有北西西向对称穹状七凤背斜，北西-南东组为主的，区域性南丹-昆仑关深大断裂带及其次级甚至更次级断裂直至节理裂隙。 成矿主要与印支燕山期花岗岩、深大断裂及其裂隙系统有关，地层岩性有一定的控制作用。成矿物质来源于燕山晚期的七凤花岗岩体（群）；主要成矿时代为燕山晚期；矿床成因与区域性深大断裂活动及燕山晚期岩浆侵入有关。 2 矿床地质特征 大明山矿区钨矿经前人资料综合分析研究，划分为以下几个类型钨矿 1 层状、似层状钨矿床赋矿围岩为下泥盆统碎屑岩层，北西-南东方向已控制最大宽度为1公里多，向南西缓倾斜，倾角20左右，延深控制最大长度为几公里，含W03 0.2％以上的主矿层厚度一般为10-30米；矿石具条带状构造，即由粉尘状的钨铁矿小颗粒聚集而成的小薄层与细粒石英砂岩小薄层相间产出所致；层状矿体中钨的含量较均匀含W03 0.1-0.5％，矿石的物质组成简单，钨铁矿成分单一。赋矿围岩为寒武系浅变质钙镁质砂页岩，呈东西轴向的汉江沟背斜南翼镇武山十二洞山一带岩层中的已知的5层矿，单层厚3-l2米，总体走向方向的矿层控制长约1公里；矿石中以钨铁矿为主，次为白钨矿。在矿层中往往发育有各向含钨铁矿的微细石英脉厚210mm，其密度可达35条/米，成细脉带。 2 网脉状钨矿床赋矿围岩为燕山晚期云英岩化细粒白云母花岗斑岩；七凤石高岩筒内，由一组大致跟岩筒产状相近似的含钨石英细脉带最为发育，其它含钨石英细脉组产状按其发育由强至弱不一，整个岩体含W03较均匀，一般变化于0.05-0.55％，平均0.179％，黑钨矿与白钨矿量的比值为3，构成一个单独的潜在大型钨矿床；在几组含钨石英细脉相交汇之处，往往形成“富”矿柱。 3 含钨铁石英大脉型矿床此类型表现为切割各类岩性、矿体，这类钨矿脉比较集中分布在石高、镇武山两区段，石高区段，脉厚0.10-0.77米的见有25条，长30620米，各个方向均有发育，各条脉平均含W03 0.151.59％，黑、白钨量的比值为8.9；镇武山区段，以倾向南西组最为发育，倾角为7080，计有数十条脉，单脉厚0.06-0.30米，长几十至500米，含W03 0.03-0.91％。 4 云英岩型钨矿、矽卡岩型钨矿、现代山麓冲积扇型-冲积型-残坡积型砂钨矿云英岩型钨矿仅发育在大明、石高细粒白云母花岗岩枝外缘接触带较纯的白色石英砂岩中；矽卡岩型钨矿仅发现呈薄透镜体状产在七凤区段的下泥盆统莲花山组层状砂岩钨矿层内。 3 泥盆系下统D1钨矿成矿条件分析及其属层控型矿床依据 3.1泥盆系下统D1钨矿成矿条件分析 1 寒武系含钨碎屑岩作为泥盆系下统层状钨矿的矿源层蚀源区，其钨的丰度，在矿区北边缘一般均在200PPm以上，最高达400PPm，而且寒武系矿源层还夹有5层黑钨矿床单层厚几米-十多米。 2 物相分析资料表明，大明山北西段上寒武统含钨岩层内黑钨矿跟白钨矿之间量比平均为101；据区域内缺失奥陶纪、志留纪地层判断，由下构造层寒武系富含钨的钙质砂岩、泥板岩组成的基底，曾是低缓隆起的陆地，在有利的古气候条件下，经历了长达亿年的强烈风化破碎、剥蚀夷平作用。 3 由富含铁白云石的寒武系碎屑岩及其上部层位中发现夹有10多层的铁白云岩、菱铁矿、灰岩等分析推测，当时的地下水与地表水的混合体属于弱碱性，在这样的介质环境，钨矿物不易被分散溶解。矿区内含钨岩层、钨矿层厚度变化特征反映蚀源区的黑、白钨矿呈微粒碎屑状，通过低能量的弱碱性水体作媒介、在早泥盆世初期被搬运到相对低洼的滨岸地带的沉积区潮上带大明山隆起的北西端水下自然延伸部位的局部相对低凹处且较快地沉积了下来，同时含钨碎屑物的沉积还受到滨岸沉积相的局部古地形的严格控制。 4 沉积区域中的含钨碎屑沉积物的成岩作用和其后多次褶皱断裂构造运动及陆壳改造型的含钨酸性岩浆的侵入活动、含钨石英脉的穿插、地下热水的渗透等综合作用，致使钨元素得以运移、富集、改造、叠加，最终形成了泥盆系下统层状钨矿。 3.2泥盆系下统D1钨矿属层控型矿床依据 下泥盆统下部层状钨矿经沉积改造叠加而成的层控型矿床的主要依据是 1 在剖面岩性上，矿层与非矿层之间没有天然的清晰界线，二者之间存在渐变过度关系。矿体严格受地层层位控制，且具多层性；含W03 0.2％以上的自然钨矿层，在一些地段最多达数十层，单矿层厚0.7～l8米；它们均产在下泥盆统中下部莲花山组含砾石英粗砂岩、石英细砂岩、泥质细砂岩和那高岭组粉砂岩、砂质页岩及郁江组砂、页岩中，矿层与岩层产状一致，同步褶曲，其下部平缓起伏的下泥盆统主矿层延展稳定。 2 钨铁矿的颗粒度空间变化规律较明显。钨铁矿呈粉粒碎屑状，其颗粒大小分别与矿层基质部分砂、页岩的粒度相对应；从纵剖面上看，下部砂岩中钨铁矿的粒度大，粒径0.05～0.5毫米，但比石英砂粒小；上部页岩中钨铁矿的粒度小，粒径0.01～0.1毫米，比页岩中的粉砂粒细小；下泥盆统下部含钨岩层的岩性由下而上大体依次为底砾岩、含砾粗砂岩、石英细砂岩、泥质砂岩、粉砂岩、砂质页岩，钨铁矿的粒度在垂向上的沉积韵律也有同样的下粗上细递交规律，反映海进程序成矿的特征。 3 D1n页岩矿层中含钨量比D1l砂岩矿层中的高，这是因为在成矿物质搬运、沉积过程中泥质物对钨吸附力强的缘故。假若是岩浆热液成矿的话，则泥质层应起屏蔽隔挡作用，其中钨含量通常不会比空隙度大的砂岩层中的高。 4 矿石呈同生沉积条带状构造。在下泥盆统中下部莲花山组地层中，富含钨的白色石英砂岩层单层厚1～40cm夹于富含钨的浅灰色泥质细砂岩层，构成宽、中条带；白色石英砂岩层中有单层厚约lcm左右的洁白色糖粒状石英岩与黑色的由粉尘状钨铁矿密集成的小薄层相间组成中、细条带，浅灰色泥质细砂岩层中夹有钨粒的微薄层，组成隐条纹。这些沉积韵律特征，为近岸地带的海浪水流反复冲刷分选所致。 5 钨的矿区背景值及含钨岩层厚度。据区域原生晕化学分析表明，钨的矿区背景值，比地盾区沉积砂岩的平均含W量1.6PPm高出46～230倍，含钨岩层厚度是钨矿层厚度的10倍左右。 4 D1层位钨矿成矿机理和成矿模式 4.1D1层位钨矿成矿机理 1 区内钨的成矿具有明显的继承性，首先就钨的背景值来看，处于元古代基底穷隆状突起部位的汉江沟一带是大明山区域晚寒武世地层中黑钨矿含量最高的地段；其次就古地形来看，加里东运动末期，由基底寒武纪地层构成的大明山区域地垒式隆起的北西端部上面，形成一个次级的凹陷地段；再就古地理岩相来看，在早泥盆世初期，钨矿区一带正处于滨岸相区的内侧，即靠近古海岸线的潮上带区域，为一套陆、海过渡相的近岸砾砂泥质物夹泥质白云岩的沉积；另就早泥盆世初期的沉积环境来看，当时的地下水与表流水的混合体属弱碱性，不溶的含钨碎屑物通过低能量的水系搬运，沉积后又经滨岸浅滩区高能量水体的冲选。再加上成岩后的多期次的构造、岩浆活动比较强烈。 2 寒武系褶皱基底隆起区的边缘利于D1钨的成矿。早泥盆世初期，大明山隆起的北西端部上的相对凹陷地段成为有利于含钨碎屑物的汇集地域，沉积成了D1富含钨的岩层，当初其中某些有利层位，很可能已构成钨的古砂矿。 3 D1l地层厚度与其中的钨矿层厚度变化规律相同。钨矿区内的下泥盆统莲花山组砂岩层中的层状钨矿，其厚度跟相应岩层厚度大体成正相关关系。D1层状钨矿，总体看其层位，南西面低北东则渐趋偏高，与海侵方向由南西向北东完全一致。 4.2钨矿成矿模式 加里东运动，致使大明山隆起区的寒武纪含钨碎屑岩层及钨矿层，经历时间长达亿年的风化剥蚀，钨铁矿、白钨矿、石英、长石、泥质物等呈机械碎屑，在弱碱性低能量水系中被近距离部分属就地的风化壳搬运至大明山北段的局部凹陷地段开始沉积，形成矿化层，经成岩作用，就成了原始沉积贫钨矿床。其后的海西、印支、燕山期，甚至喜山期的构造、岩浆活动，以及燕山晚期末次酸性岩浆的衍生物含钨钼石英脉等，对D1层状钨矿进行着改造、迭加富集的作用。 与此同时，燕山晚期侵入的酸性花岗岩浆同化混熔了寒武系、泥盆系下统（D1）含钨岩层、钨矿层，并形成白云母花岗斑岩体内的网脉状钨矿床。 新构造上升运动，致使D1层状钨矿床和壳熔而成的花岗斑岩型钨矿床及含钨石英脉风化成碎屑物。在当今的弱碱性地表高能量的汉江水系中被带至汉江缓流地段及大明山麓沉堆积，形成现代黑、白钨砂矿床。见图1。 图1泥盆系下统和寒武系层状钨矿床及燕山晚期岩体型钨矿床的成矿图解模式 5 结论 在大明山地区矿田边缘地带及深部扩大评价泥盆系下统以及寒武系含矿层位中隐伏层状钨矿床时，就前述的资料研究，提出以下建议 1 在滨岸相碎屑岩潮上带区域中，大明山隆起北西端部的横向凹陷（即D1l岩层厚度相对于其周围的要大几十米），为成矿物质钨的有利聚集地。 2 层位内砂页岩中钨元素的丰度值要高出黎彤的大陆地盾区平均含W 1.2PPm的100倍以上的地段或层位。重磁异常迭加区及用航片解译判断深部隐伏酸性岩体顶面凸起的部位。 3 地表出露或浅部侵入的酸性岩枝，岩脉及石英脉类均富含钨W03达0.1％以上的地段。 4 泥盆系下统以及寒武系岩层强烈蚀变硅化、绢云母化、白云母化、绿泥石化、透闪石化、电气石化、萤石化和硫化物矿化地段。重砂黑钨矿、白钨矿、锡石机械扩散晕及钨、钼化探次生晕发育地段。 参考文献 [1] 郜兆典等. 广西区域成矿研究报告 .地质出版社. 2004年. [2] 李水如，魏俊浩等.广西大明山矿集区钨多金属矿床类型及控矿因素与找矿标志.中国钨业，第22 卷，第6 期，2007 年12 月. [3] 李水如 ,王登红等.广西大明山钨矿区成矿时代及其找矿前景分析.地质学报，第82卷第7期，2008年7月. 作者简介潘华1978-，男，2001年毕业于成都理工学院，学士学位，现主要从事地质工作，地质矿产工程师，研究方向地质矿产。 注文章内的图表、公式请到PDF格式下查看