滇东南南秧田白钨矿矿床成因及找矿标志

2018-06-11王国强和翠英

现代矿业 2018年5期

王国强和翠英

(云南迪庆有色金属有限责任公司)

矽卡岩型白钨矿资源量约占全球钨矿总资源储量的1/2，开采量达钨矿开采总量的25%以上，具有矿量集中、易形成大型矿床的显著特征[1]。滇东南老君山地区是我国西南地区重要的W-Sn多金属矿集区，按照矿床成因类型及成矿元素组合，可具体划分为曼家寨—铜街(Sn-Zn)、南秧田—茶叶山(W)及大新竹—新寨(Sn-W)3个矿带，南秧田白钨矿床即为位于老君山矿集区东部的典型金属矿床[2-5]。近年来，大量学者对南秧田矿床开展了部分地球化学研究工作，初步厘定了区域构造背景，但对该矿床的成矿作用及成因的研究较为薄弱[6-12]。本研究结合区内地质工作成果，着重对矿床地质特征、矿床成因进行分析，并对找矿标志进行系统总结，为在该区进一步开展地质研究提供借鉴。

1 区域成矿地质背景

南秧田矿区地处滇东南麻栗坡县老君山W-Sn-Cu-Pb-Zn多金属成矿区东侧，总体隶属滇东南—桂西Sn-W多金属成矿带，大地构造位置为华南褶皱系、三江褶皱系及扬子准地台三地交汇部位，夹持于滇东南褶皱带及文山—马关隆起南端老君山复式背斜内，受后期构造破坏总体呈穹状隆起的变质核杂岩构造，向南延入越南境内[13]。区域地质构造频繁，经历了加里东期、华力西期、印支期、燕山期及喜马拉雅期等多期构造—岩浆运动，其伴生的多种变质岩多赋存于核杂岩构造带内。该构造带具体由核部、盖层及分隔两者的剥离断层构成，核部主要由下元古界猛硐岩群、上元古界新寨岩组及南捞片麻岩、加里东期和燕山期花岗岩体组成，盖层则由寒武系、泥盆系、石炭系地层组成。区内多期次叠加的岩浆侵入—变质作用形成了W、Sn、Pb-Zn、Cu、Fe等矿产资源，共同组成了南岭W-Sn多金属成矿带[14]。

2 矿区地质特征

2.1 地层

南秧田矿区内出露的地层较单一，除局部地段零星分布第四系地层外，主要为下元古界猛硐岩群南秧田岩组(Pt1n)(图1)。南秧田岩组一段(Pt1n1)岩性以绢云片岩为主，夹少量黑云母石英变粒岩、黑云斜长片麻岩及矽卡岩，局部地段发育少量脉状白钨矿，厚度变化较大，总体呈中间厚、南北两端较薄的变化趋势；南秧田岩组二段(Pt1n2)为矿床最主要的赋存层位，顶部岩性以透闪石黝帘石透辉石矽卡岩、透闪石—阳起石矽卡岩与三段分界，上部岩性为黑云斜长片麻岩、电气石长石石英岩，中部为含电气石黑云斜长片麻岩及云母石英片岩，下部岩性为云母石英片岩、云母石英片岩夹绿帘石透闪石矽卡岩及阳起石透辉石矽卡岩，与一段(Pt1n1)有所区别，厚度总体呈中部薄、南北两端变厚的趋势，各层内深变质岩蚀变带为矿化(体)有利的赋存部位；南秧田岩组三段(Pt1n3)岩性为二云斜长片麻岩、二云片岩及电气石石英片岩夹矽卡岩，也呈中间薄、南北两端变厚的趋势。

图1 南秧田钨矿区地质特征

2.2 构造

矿区总体位于南温河变质核杂岩的核部(图1)，构造以南温河滑覆构造及后期脆性断裂为主。其中，南秧田滑覆构造为南温河变质核杂岩构造的韧性滑覆特征构造，由3个滑覆体组成，滑覆体分别由老凹寨滑覆断裂(F11)、漫庄—河头寨滑覆断裂(F12)及南秧田滑覆断裂(F13)分化为叠瓦状排列，运动方向均由东南往北西滑动，由南温河变质核杂岩构造早期的拆离滑脱形成。矿区内发育NE向、近EW向、NW向及近SN向4组脆性断裂。其中，NE向断裂以沿沟秧河发育的F5断裂为主，自北向南分别切错了南捞片麻岩、南秧田岩组及二长花岗岩；近EW向断裂以矿区北部及中部的F3、F1断裂为代表，F3断裂将岩脚矿段及南秧田矿段隔开，F1断裂则是南秧田矿段与茅坪矿段的分界；NW向F2断裂出露于岩脚矿段北端的田湾村附近，北东盘、南西盘均出露南捞片麻岩、南秧田岩组及南温河序列片麻岩。总体上，3组成矿后断裂均属南温河构造核杂岩构造定型后期EW向挤压应力作用的产物，普遍错断早期构造及矿化蚀变带，破矿性质显著。

2.3 岩浆活动

矿区岩浆活动频繁，以酸性侵入岩为主，基性喷出岩仅在早元古界猛硐岩群中以夹层形式出现，酸性侵入岩具有显著的多期性：早元古代南捞片麻岩(Ngn)与矿区内的猛硐岩群南秧田岩组呈构造接触，岩性以黑云母二长片麻岩及黑云斜长片麻岩为主，矿区出露的南捞片麻岩中存在沉积捕掳体，经过多期次变质变形改造后与上元古界新寨岩组片岩一致，表明南捞片麻岩与新寨岩组具有相近的构造史；加里东期南温河序列(S3NW)大面积出露于矿区东部及东南部，经历了印支期构造改造及燕山期热流作用，以片麻状细粒花岗岩及片麻状黑云二长花岗岩为主，岩石化学特征反映其属地壳物质重熔形成的S型同碰撞花岗岩；燕山期扣哈单元为补充期花岗岩的晚次单元，岩性以灰—灰白色花岗斑岩为主，在南秧田矿段南北两侧各出露1条近EW向脉状侵入体。

2.4 变质作用

矿区地处南温河构造核杂岩核部，经历多期变质作用，早元古界猛硐岩群南秧田岩组、南捞片麻岩及南温河序列花岗岩均被区域变质作用改造为片岩、石英岩、片麻岩及斜长角闪岩等。在动力变质作用下，与南温河滑覆体韧性滑覆断裂构造伴随产生了糜棱岩及脆性断裂的碎裂岩、断层角砾岩。接触变质作用则伴随着矽卡岩的产出，在都龙超单元扣哈单元脉状侵入体的外接触带多发育角岩化。矿区岩石蚀变强烈且类型多样，蚀变类型以硅化、电气石化、矽卡岩化及碳酸盐化最为发育，局部发育绿泥石化、黄铁矿化、钠化、绿帘石化，其中，矽卡岩化、黄铁矿化、黄铜矿化与白钨矿关系甚密。

3 矿床地质特征

3.1 矿化特征

矿区钨矿化主要发育于早元古界猛硐岩群南秧田二段(Pt1n2)中深变质岩内的蚀变带中，自上而下可划分为Ⅰ#、Ⅱ#、Ⅲ#3层规模大、较为连续且稳定的矿化蚀变带。Ⅰ#矿化蚀变带分布于14#～7#线南秧田岩组二段顶部，呈层状、似层状及透镜状产出，容矿岩石为矽卡岩；Ⅱ#矿化蚀变带赋存于14#～7#线南秧田岩组二段中部，矿体主要赋存于Ⅱ#矿化蚀变带的顶部及底部；Ⅲ#矿化蚀变带分布于14#～5#线南秧田岩组二段底部，总体呈层状、似层状及透镜状，主要由矽卡岩、片岩类及少量电气石英岩组成，容矿岩石以矽卡岩为主。

3.2 矿体特征

本研究在Ⅰ#矿化蚀变带的矽卡岩矿化层内圈定了Ⅰ-1#、Ⅰ-2#、Ⅰ-3#3条主矿体，资源总量占Ⅰ#矿化层的90%以上；在Ⅱ#矿化蚀变带的矽卡岩矿化层内圈定了Ⅱ-1#、Ⅱ-2#、Ⅱ-3#3条主矿体，资源总量占Ⅱ#矿化层的80%以上。上述矿体中，以Ⅰ-3#、Ⅱ-3#矿体规模最大。矿体总体呈层状、似层状及透镜状展布于矽卡岩内，产状与各蚀变带产状基本一致，走向NNE—NE，沿走向延伸200～900 m，倾角平缓(3°～10°)，顶底板岩性以片岩类、变粒岩及少量电气石英岩为主，局部矿体内及边部发育石榴子石及绿帘石矽卡岩的残留体(表1、图2)。

表1 南秧田钨矿矿体特征参数

图2 南秧田矿区17#线剖面

3.3 矿石矿物特征

矿石中的金属矿物以白钨矿、磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿及闪锌矿为主，脉石矿物相对复杂，包含石英、长石、云母、石榴子石、透闪石、透辉石、阳起石、电气石、帘石、方解石、绿泥石、高岭石、铝土矿等，矿石总体可以划分为长石石英脉型白钨矿及矽卡岩型白钨矿2类。白钨矿是矿石中最主要的有用金属矿物，白色—米黄色，呈半自形—他形粒状嵌布于各类矽卡岩矿物及长石石英矿物粒间，多呈星点状、微细脉状、团块状产出，部分沿纹层及层理聚集成条带状、条纹状富矿；磁黄铁矿呈古铜黄色，弱磁性，以他形粒状为主，以条纹状、斑点状集合体多沿岩石裂纹呈不连续细脉状、薄膜状或呈他形粒状嵌布于矽卡岩矿物及长石、石英等脉石矿物粒间[15]。

根据矿物共生组合关系，可将南秧田钨矿成矿划分为2期，矽卡岩期先后经历了矽卡岩阶段—退化蚀变阶段，在阳起石、透闪石、绿帘石、白云母等脉石矿物充填交代第1阶段形成矽卡岩矿物的同时，发育形成了大量白钨矿；石英硫化物期则可以进一步划分为石英硫化物阶段、方解石硫化物阶段。

3.4 矿石组构特征

矿床在成矿后又经历了多期次的构造运动及变质作用，使得矿石矿物成分及矿石组构变得复杂，根据矿物形态、粒度及相互关系，可将矿石结构大致划分为微—细粒他形—半自形晶粒状结构、他形—半自形不等粒粒状结构、包含结构、连生结构、交代结构及碎裂结构，其中连生结构多见于金属矿物间，多见白钨矿呈微—细粒他形晶与萤石连生于云母集合体中，亦或磁黄铁矿、黄铁矿及黄铁矿相互连生。矿石构造以角砾状构造、星散浸染状构造、板状构造及平行脉状构造为主[16-17]。

4 矿床成因及找矿标志

4.1 矿床成因

目前，学术界对于矽卡岩矿床成因的探讨主要有传统定义的接触—交代成因、变质成因、喷流—(热水)沉积成因、岩浆成因等观点。由于各类矽卡岩的成岩物源及成岩作用不同，其形成的矽卡岩型矿床类型也有所区别。接触—交代成因的矽卡岩型矿床具有高/中/低温条件均伴有强烈蚀变作用的鲜明特征，南秧田钨矿床的蚀变作用以矽卡岩化为主，未见其余蚀变现象；喷流—(热水)沉积成因的矽卡岩型矿床的含矿岩体粒度较细，南秧田钨矿床中透辉石、石榴子石及透闪石等均以粗粒度为特征。此外，南秧田钨矿床中未发育矿物分带现象，明显区别于岩浆成因的矽卡岩型矿床，故本研究推断南秧田白钨矿床属变质成因[18]。

南秧田白钨矿床的矿石矿物组合复杂，多为3种或3种以上矿物同时存在。通过对矿区赋矿矽卡岩的原岩恢复研究，发现区内矽卡岩由陆源含碳酸质成分的泥灰岩、页岩及钙质含量较高的火山凝灰质组成，与由不纯碳酸盐经变质后形成的矽卡岩特征吻合。区域于早元古代发育沉积了一套厚度较大浅海相沙泥质碎屑岩夹碳酸盐岩，该物源层钨元素含量较高，与南秧田钨矿床的初始矿源层对应。随后，加里东地槽发生回返，在多旋回构造运动的影响下，多期次、持续的区域变质作用使得原始沉积的碳酸盐岩及泥沙质碎屑岩形成了一套绿片岩相—低角闪石相的变质岩系，在变质热水的共同作用下，钨元素运移至有利部位富集成层状矽卡岩化白钨矿化。至晚元古界、志留系及燕山期(186～90 Ma)，花岗岩浆侵入，对早期形成的区域变质型钨矿化进行叠加改造，进一步富化了矿化(体)。根据上述分析以及矿石金属矿物类型、矿石结构构造特征，本研究推断南秧田钨矿床属与沉积—变质成因矽卡岩密切相关的层控型高—中温热液交代型矿床。

4.2 找矿标志

矿床严格受控于地层岩性、构造、变质相带及岩浆岩等地质因素[19]，该类因素相互重叠的地段为成矿有利部位。具体来讲，矿区有利的找矿标志为：①矿区地形陡峭、切割强烈，加之已进行了50余年的开采，所形成的矿体剥蚀点(露头)、老硐则为最直接的找矿标志；②矿区出露的南秧田组二段(Pt1n2)为钨矿的主要赋存层位，矽卡岩带为极有利的储矿部位，大多于矽卡岩带内发育成规模的层状、似层状透镜状钨矿体，故南秧田组二段可作为区内同类型矿床找矿的标志层位；③拆离断裂构造(尤以拆离带为主)对区内成矿发挥了重要的控制作用，其次级同生、派生断裂(成矿前)、裂隙带以及更低级别序次的微构造(节理、裂隙、背斜轴部虚脱部位、褶曲翼部层间滑动裂隙)为容矿、储矿的有利场所；④南秧田岩组二段顶部、中部及顶部的蚀变带(矽卡岩和矽卡岩化变粒岩、片岩等)为成矿有利部位，尤以矽卡岩化、硅化、碳酸盐化等几类蚀变叠加的地段为直接找矿标志；⑤鉴于南秧田钨矿床受控于断裂的特征，可将多组线性构造叠合且与岩浆热液环、构造环、热事件相切的部位作为间接找矿标志。

5 结论

(1)南秧田钨矿床夹持于构造、岩浆活动发育的文山—麻栗坡、马关—都龙断裂间的老君山多金属成矿带，多期次的围岩蚀变的叠加改造作用严格控制了区域W、Sn、Ag、Pb、Zn、Cu等矿化带的形成及空间分布，成矿条件十分有利。

(2)矿区发育一套下元古界猛硐岩群南秧田岩组一、二、三段(Pt1n1-3)中深变质岩，具有工业价值的矿(化)体主要赋存于南秧田岩组二段Ⅰ#、Ⅱ#、Ⅲ#矿化蚀变带的矽卡岩内，层控特征明显，不同期次的变质作用和不同期次、不同类型的酸性岩广泛分布，为钨矿化的富集发挥了重要作用。矿区矿化与变质作用、酸性岩浆作用以及蚀变带中的矽卡岩关系密切。

(3)矿区钨矿除了赋存于南秧田岩组二段外，也产于洒西岩组(Pt1s)内，层控特征亦十分显著。依据矿床成矿规律及找矿标志，可将越北古陆中南温河变质核杂岩构造周围出露的下元古界南秧田岩组(Pt1n)、洒西岩组(Pt1s)圈定为钨矿的重点找矿靶区。

参考文献

[1] 赵一鸣，林文蔚，毕承思，等.中国矽卡岩矿床[M].北京：地质出版社，1990.

[2] 华仁民，李光来，张文兰，等.华南钨和锡大规模成矿作用的差异及其原因初探[J].矿床地质，2010，29(1)：9-23.

[3] 李曙光.华北与杨子陆块的碰撞时代及过程[J].地球科学进展，1993，8(4)：83-84.

[4] 刘玉平，李正祥，李惠民，等.都龙锡锌矿床锡石和锆石U-Pb年代学：滇东南白垩纪大规模花岗岩成岩-成矿事件[J].岩石学报，2007，23(5)：967-976.

[5] 毛景文，谢桂青，程彦博，等.华南地区中生代主要金属矿床模型[J].地质论评，2009，55(3)：347-354.

[6] 蔡德坤.滇东南老君山花岗岩类岩石的形成演化与锡、钨的矿化富集作用[J].云南地质，1983，2(2)：102-113.

[7] 李东旭，徐顺山.变质核杂岩的旋钮成因——滇东南老君山变质核杂岩的构造解析[J].地质论评，2000，46(2)：113-119.

[8] 李华，陈正友，李忠烈.云南省麻栗坡县新寨铁铜多金属矿床地球化学异常特征[J].科技信息，2007(35)：241-243.

[9] 李华，李忠烈，任武行，等.云南省麻栗坡县新寨铁铜锌多金属矿床地质特征[J].金属材料与冶金工程，2008，26(1)：41-45.

[10] 李文尧.云南麻栗坡新寨锡矿物化探异常特征[J].云南地质，2002，21(1)：72-82.