鎢錫礦中三個(gè)黃牛隱伏花崗巖的成因

鎢錫礦中三個(gè)黃牛隱伏花崗巖的成因

三支黃鼠礦位于盧木礦的東南部。北與魚萊錫祿礦接壤，東與水西寺蜀祿礦接壤。礦區(qū)由3種不同類型礦床組成,包括砂錫礦床,脈型錫鎢(銅)礦床和花崗巖型鎢錫礦床。砂錫礦和脈礦早在20世紀(jì)60年代前后發(fā)現(xiàn),均屬小型規(guī)模,現(xiàn)已少量開采?；◢弾r型鎢錫礦床是由桂林礦產(chǎn)地質(zhì)研究院在實(shí)施“廣西恭城栗木錫礦接替資源勘查”(2007年～2008年)項(xiàng)目過程中發(fā)現(xiàn)的,經(jīng)鉆探,初步認(rèn)為是具有一定規(guī)模的隱伏花崗巖型鎢錫礦床,本文主要討論該類型礦床的成礦地質(zhì)特征。1礦表方面的構(gòu)造環(huán)境栗木礦田位于桂東北拗陷北東緣,北鄰桂北臺隆,處于灌陽—富川褶斷帶中部,恭城復(fù)式向斜的北段揚(yáng)起部位。三個(gè)黃牛礦區(qū)即位于復(fù)式向斜東翼近軸部(圖1)。礦田內(nèi)地層主要有寒武系上部淺變質(zhì)砂巖、砂頁巖、板巖和泥質(zhì)灰?guī)r;泥盆系碳酸鹽巖、粉砂巖、砂頁巖和礫巖;石炭系下統(tǒng)碳酸鹽巖、硅質(zhì)頁巖、粉砂巖、砂頁巖和礫巖。石炭系下統(tǒng)碳酸鹽巖、硅質(zhì)頁巖、粉砂巖以及第四系洪積、沖積層、殘坡積層等。三個(gè)黃牛花崗巖體則隱伏于下石炭統(tǒng)灰?guī)r、硅質(zhì)碳質(zhì)灰?guī)r、粉砂巖和大理巖之下。下石炭統(tǒng)地層也是本區(qū)脈狀錫鎢礦床的圍巖。第四系為本區(qū)砂錫礦的直接圍巖。上述的復(fù)式向斜是縱貫栗木礦田的主要構(gòu)造,軸向近南北,與其相伴的次級短小背斜或撓曲,往往是巖體突起的定位場所,礦田內(nèi)斷裂多為走向斷層,可分為NE向、EW向、SM向、NNE向等四組,其中SN向與EW向斷裂組成了礦田基本構(gòu)造格架,其交匯部位或斷裂破碎帶往往是巖體的定位場所,而斷層旁側(cè)次級構(gòu)造裂隙常是礦田內(nèi)鎢錫脈狀礦床的容礦構(gòu)造。在三個(gè)黃牛、魚萊和復(fù)船崗一帶,在構(gòu)造上是一個(gè)地塹型斷塊,其東面與水溪廟、獅子嶺之間有近SN走向的正斷層,在其西側(cè)貫穿本礦區(qū)有走向近SN傾向西的逆斷層發(fā)育,經(jīng)鉆探查明,其錯(cuò)距約300m左右,斷層延伸穩(wěn)定,長3km以上,寬度20～30m,斷裂帶巖石擠壓破碎明顯,角礫呈棱角狀、次棱角狀。在斷層兩側(cè)發(fā)育有剪切裂隙和張性裂隙,這些裂隙往往被石英脈、長石石英脈、花崗巖脈以及各種線細(xì)脈充填,其中部分脈體構(gòu)成本區(qū)錫鎢脈狀礦體。2隱伏巖體巖體栗木礦田花崗巖體呈巖株?duì)町a(chǎn)出,其分布主要受SN向、EW向兩組構(gòu)造斷裂控制,出露面積約1.5km2。經(jīng)鉆探工程證實(shí),礦田內(nèi)存在著隱伏巖體,按巖體頂板-250m標(biāo)高圈定,其面積達(dá)17km2以上。根據(jù)巖體的侵入接觸關(guān)系,巖石特征及同位素年齡資料,栗木巖體屬燕山早期同源同期不同階段形成的復(fù)式巖體。第一階段(196～185Ma)為細(xì)粒似斑狀鐵白云母花崗巖,出露于礦田內(nèi)泡水嶺一帶,近來在水溪廟礦區(qū)南部鉆孔中也發(fā)現(xiàn)很可能屬于該階段的隱伏花崗巖。第二階段(174Ma)為中—中粗粒鋰鐵白云母花崗巖(最近在魚萊礦區(qū)鉆孔中發(fā)現(xiàn)巖體深部出現(xiàn)含黑云母花崗巖),主要分布于香壇嶺、牛欄嶺、金竹源、魚萊和三個(gè)黃牛等地,是栗木巖體的主體部分,具有鎢錫礦化,在巖體內(nèi)外接觸帶形成脈狀鎢錫礦床,在隱伏巖體內(nèi)形成花崗巖型鎢錫礦床,三個(gè)黃?；◢弾r型礦床即屬于這一類型。第三階段(160Ma)為中細(xì)粒含鋰云母鈉長石花崗巖,見于老虎頭、水溪廟、金竹源和獅子嶺等地,在巖體頂上部形成花崗巖型鉭鈮錫礦床,在巖體外帶形成偉晶巖型鉭鈮錫礦床和脈型錫鎢礦床。三個(gè)黃?；◢弾r體隱伏于下石炭統(tǒng)地層下面,巖體頂板埋深320～643m,最高標(biāo)高-138m。其侵位深度比相鄰的魚萊巖體、水溪廟巖體都要深百余米。根據(jù)11個(gè)鉆孔資料,隱伏巖體已控制面積為0.22km2。呈巖鐘狀凸起,巖體接觸面向東、北緩傾,西、西南面相對較陡。礦區(qū)花崗巖呈淺肉紅—灰白色,為中細(xì)粒—粗中粒鋰鐵白云母花崗巖。自巖體頂部至深部,巖石結(jié)構(gòu)總體趨于變粗,但局部地段巖石結(jié)構(gòu)變化并不明顯,主要造巖礦物由石英(含量25%～35%)、鉀長石(微斜長石、微斜條紋長石,含量20%～30%)、斜長石(鈉更長石、鈉長石,25%～35%)、鋰鐵白云母(2%～8%)以及黃玉(1%～10%)組成。副成份礦物有氟磷鐵錳礦、磷灰石、鋯英石、黑鎢礦、鎢錳礦、白鎢礦、錫石、螢石、碳酸鹽、毒砂、黝錫礦、黃鐵礦等。隱伏巖體頂部和邊部接觸帶發(fā)育有厚薄不等(0.65～2.34m)的似偉晶巖殼。似偉晶巖呈整合似層狀產(chǎn)出,不具分帶性,主要由石英、微斜長石以及酸性斜長石、云母(包括含鋰白云母和黑云母)組成。似偉晶巖中發(fā)育后期交代蝕變作用,但遠(yuǎn)不及其下的花崗巖強(qiáng)烈,因而鎢錫礦化較弱。在隱伏巖體內(nèi)細(xì)晶巖脈、斑狀細(xì)晶巖脈、偉晶巖團(tuán)塊以及石英脈也頗為發(fā)育,部分脈巖具有鎢錫礦化。在隱伏巖體頂上帶,各種脈體十分發(fā)育,自地表以下至巖體頂板之間依次發(fā)育方解石微細(xì)脈、螢石微細(xì)脈、螢石—含鋰云母細(xì)脈、長石石英脈、長石脈、細(xì)晶巖脈和偉晶巖脈。其中部分長石石英脈、長石脈具有錫(鎢)工業(yè)礦化。三個(gè)黃?；◢弾r巖石化學(xué)成分及有關(guān)參數(shù)見表1。由表可知,巖石中SiO2含量偏高(74.02%～75.99%),屬超酸性巖石。Al2O3>Na2O+K2O+CaO,A/CNK比值高(1.24～1.34),標(biāo)準(zhǔn)礦物剛玉(C)含量為3.20%～4.61%,表明花崗巖屬鋁過飽和型。巖石中Na2O含量偏高,標(biāo)準(zhǔn)礦物Ab為34.19%～41.29%,而K2O含量偏低,Or為17.49%～21.69%,顯示巖石以富鈉為特征。巖石富含揮發(fā)組分F、P以及Mn,而貧Fe、Mg、Ca、Ti等基性組分。此外,巖石分異指數(shù)高,DI值為93.0～95.3。由上可見,三個(gè)黃?；◢弾r屬分異程度高的超酸性過鋁富堿(鈉)一類巖石。巖石的稀土元素組成具有以下特征(圖2,表2):①稀土元素豐度很低,ΣREE僅為5.985×10-6～24.239×10-6,其中含鎢礦體花崗巖的稀土總量又明顯低于非礦體花崗巖;②相對(La/Yb)N為0.847～1.809;③具有負(fù)Eu異常,δEu值為0.013～0.074,Eu強(qiáng)烈虧損;④巖石稀土元素組成表現(xiàn)出明顯的M型四重效應(yīng),TE1,3=1.45～1.59,且隨著巖石中揮發(fā)分F含量的增加而增大。稀土四重效應(yīng)的產(chǎn)生是與富含揮發(fā)分流體相的存在密切相關(guān),表明本區(qū)含礦花崗巖是在流體—熔體相相互作用的體系中形成的。因此,稀土四重效應(yīng)可以作為識別含礦巖體的標(biāo)志之一。從其它微量元素Li、Rb、Sr、Ba來看(表3),三個(gè)黃?；◢弾r以富含Li、Rb貧Sr、Ba為其特征。因而Rb/Sr、Rb/Ba比值均很高,分別為105～3212和77.1～179.0;而K/Rb比值很低,僅為15.9～18.2,這反映了本區(qū)花崗巖是一種具有潛在礦化的分異程度高的巖漿巖。3礦床類型3.1號工業(yè)武礦體三個(gè)黃?；◢弾r型鎢錫礦體隱伏于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面以下389.83～689.11m,相當(dāng)于標(biāo)高-176.83m～-460.07m之間,呈透鏡狀、似層狀產(chǎn)于隱伏巖體的淺部或接觸帶內(nèi)側(cè),距巖體頂板0～19.87m,可圈出4層工業(yè)礦體,礦體呈波狀起伏,彼此平行,單層厚2～4.3m,總厚度13m,產(chǎn)狀平緩、形態(tài)簡單(圖3)。其中①號工業(yè)鎢礦體位于5線～21線之間,產(chǎn)于花崗巖體上部,隱伏于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面以下411.15～516.13m,相當(dāng)于標(biāo)高-198.15～-286.15m之間,礦體長軸近南北向,呈似層狀產(chǎn)出,礦體頂板距巖體接觸面21.32～45.55m,頂、底板圍巖為花崗巖。礦體南北長430m,東西寬90～160m,平均厚2.12m,平均品位w(WO3)為0.140%,w(Sn)為0.040%。②號工業(yè)鎢礦體位于7線～17線之間①號礦體下部,相距17.49～38.25m,隱伏于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面以下449.40～463.06m,相當(dāng)于標(biāo)高-216.32～-273.12m之間,礦體長軸近南北向,呈似層狀產(chǎn)出,頂、底板圍巖為花崗巖。礦體南北長280m,東西寬90～160m,平均厚5.71m,平均品位w(WO3)為0.138%、w(Sn)為0.055%。礦體以鎢為主,在隱伏巖體不同部位,鎢錫成礦富集程度有所不同,相對錫而言,鎢礦化規(guī)模以及延深都較大,在巖體垂深100m左右仍有鎢的工業(yè)礦體出現(xiàn)。3.2黑鎢礦成礦地質(zhì)特征礦區(qū)主要工業(yè)礦物為黑鎢礦、白鎢礦和錫石,其次有鎢錳礦、黝錫礦及少量鉭鈮錳礦。根據(jù)10個(gè)樣品的物相分析結(jié)果來看,鎢礦石中黑鎢礦平均占有55.4%,白鎢礦占44.6%。不過,白鎢礦在含礦巖體深部鎢礦石中所占比例往往趨于增多,有時(shí)甚至超過黑鎢礦,因此,相對富含白鎢礦可以說是本區(qū)礦床一個(gè)重要特征。另外,根據(jù)3個(gè)錫物相分析結(jié)果來看,礦石中Sn絕大部分形成錫石,其平均含量占92%,而黝錫礦很少,平均僅占8%。黑鎢礦呈棕黑-黑色,晶形為針柱狀、板柱狀,粒度細(xì),以0.1～0.2mm居多,少數(shù)大于0.2～0.4mm。經(jīng)化學(xué)簡項(xiàng)分析,黑鎢礦中MnO(16.5%)明顯高于FeO(6.76%),雜質(zhì)元素Ta、Nh含量相對較低,w(Ta2O5)為0.119%、w(Nb2O5)為0.54%,明顯低于礦田內(nèi)花崗巖型鉭鈮礦床中黑鎢礦的Ta、Nb含量,其w(Ta2O5)為0.240%～0.328%、w(Nb2O5)為1.06%～1.42%。黑鎢礦在礦體花崗巖中產(chǎn)出形式有兩種:浸染狀和微細(xì)脈狀。浸染狀構(gòu)造表現(xiàn)為黑鎢礦,呈單晶或聚晶嵌布于造巖礦物(鉀長石、黃玉、含鋰白云母等)裂隙中或其粒間空隙。浸染狀黑鎢礦在含礦巖體中分布普遍,不過,其WO3含量一般低于或略高于邊界品位。微細(xì)脈型主要有含黑鎢礦石英脈,脈幅1～5mm,黑鎢礦分布于細(xì)脈的兩側(cè)或其中。其次有含黑鎢礦硫化物石英微細(xì)脈和硫化物微細(xì)脈,脈幅0.2～1mm,硫化物有毒砂、黝錫礦、黃鐵礦等。在鎢工業(yè)礦體中一般都發(fā)育微細(xì)脈型礦石構(gòu)造。白鎢礦呈灰白色、晶形為四方雙錐,一般呈不規(guī)則粒狀,粒徑小于1mm,以0.2～0.5mm居多。白鎢礦主要呈浸染狀嵌布于鈉長石集合體內(nèi),也有充填于石英、黃玉粒間或其裂隙內(nèi),尚未見到呈微細(xì)脈狀產(chǎn)出的白鎢礦。錫石呈褐黑—棕褐色,具正方雙錐和偏錐柱狀,通常為粒狀,粒度細(xì),多為0.1～0.3mm,少數(shù)0.4～0.8mm。經(jīng)化學(xué)分析,錫石中鈮鉭含量不高,w(Ta2O5)為0.103%,w(Nb2O5)為0.21%,均低于礦田內(nèi)鉭鈮花崗巖型礦床錫石中鉭鈮含量w(Nb2O5)為0.40%～5.44%、w(Nb2O5)0.408%～1.36%。錫石呈浸染狀產(chǎn)出,以單晶或聚晶充填于造巖礦物粒間,有時(shí)富集于鈉長石集合體內(nèi),也見于造巖礦物(鉀長石、斜長石、含鋰白云母、黃玉等)裂隙中。此外,錫石與毒砂、黃鐵礦、黝錫礦、閃鋅礦等硫化物伴生呈團(tuán)塊狀產(chǎn)出,還有少量錫石產(chǎn)于含硫化物石英細(xì)脈內(nèi)。3.3云英巖化層序三個(gè)黃牛巖體內(nèi)巖漿末期—巖漿期后交代蝕變作用十分發(fā)育,與鎢錫成礦有關(guān)的交代作用有鈉長石化、云英巖化及晚期中低溫?zé)嵋何g變作用。鈉長石化表現(xiàn)為鈉長石呈厚板狀、板條狀、細(xì)粒狀或聚合體狀交代早期斜長石、鉀長石、石英和早期黃玉等,在巖體深部部分鈉長石則以條紋形式出現(xiàn)在鉀長石內(nèi)。鈉長石化呈面型蝕變分布于整個(gè)含礦巖體內(nèi)。在巖體頂部,蝕變強(qiáng)烈,有浸染狀錫石晶出,往巖體深部蝕變總體上趨于減弱,但在局部區(qū)段,巖體深部鈉長石化反而增強(qiáng),并形成以白鎢礦為主的工業(yè)礦體。云英巖化作用在含礦巖體內(nèi)發(fā)育較普通,巖體上部蝕變較強(qiáng),深部明顯減弱。云英巖化表現(xiàn)為晚期細(xì)粒石英、絹白云母、晚期黃玉、氟磷鐵錳礦等礦物交代早期造巖礦物,交代關(guān)系清晰。晚期石英(0.2～0.3mm粒徑)主要交代鉀長石,絹白云母(0.2～0.4mm)主要呈集合體充填交代鉀長石、斜長石,早期云母及早期黃玉等,晚期黃玉(0.1～0.2mm)一般沿石英、鉀長石、鈉長石邊緣或其中裂隙交代,氟磷鐵錳礦是云英巖化階段特征的含揮發(fā)分礦物,在礦體花崗巖中含量為1%以下至2%,局部高達(dá)4%～5%,主要是交代早期黃玉和鉀長石,其本身常常又被后期的碳酸鹽、絹云母交代。云英巖化作用是本區(qū)黑鎢礦、錫石的主要成礦階段。晚期中低溫?zé)嵋何g變作用在含礦巖體內(nèi)也頗為發(fā)育,計(jì)有絹云母化、螢石化、硫化物化、碳酸鹽化等。其中絹云母化分布普遍,幾乎遍及整個(gè)含礦巖體,絹云母充填交代巖石中各種造巖礦物,甚至交代早期蝕變礦物(鈉長石、氟磷鐵錳礦等),此外,還發(fā)育各種細(xì)脈,包括絹云母細(xì)脈,含碳酸鹽絹云母細(xì)脈以及含絹云母石英脈,巖體內(nèi)碳酸鹽化分布較普遍,碳酸鹽礦物(方解石、菱錳礦)呈不規(guī)則粒狀主要交代早期長石和云母以及氟磷鐵錳礦等,與絹云母構(gòu)成微細(xì)脈穿插早期礦物。螢石化也較常見,螢石以細(xì)脈為主,也有呈浸染狀沿早期礦物粒間充填交代。伴隨上述晚期熱液蝕變作用,往往形成毒砂、黝錫礦、黃鐵礦、閃鋅礦及黃銅礦等多種硫化物礦物。晚期的黑鎢礦、錫石也在這一階段晶出,并與上述硫化物礦物呈團(tuán)簇狀產(chǎn)出。由上可見,本區(qū)花崗巖礦體中鎢錫具有多階段成礦,成礦延續(xù)時(shí)間長的特點(diǎn)。除了含礦巖體內(nèi)交代蝕變作用外,圍巖蝕變也十分發(fā)育。主要有熱變質(zhì)引起的灰?guī)r大理巖化和粉砂巖、頁巖的角巖化,熱液蝕變類型有螢石化、黃鐵礦化、硅化及透閃石化等。4白鎢礦和錫礦床(1)三個(gè)黃牛礦區(qū)的礦床類型包括有花崗巖型、脈型以及砂礦型,它們在空間上具有橫向、垂向分帶性。隨著隱伏花崗巖體接觸面的起伏變化,礦化也具有不同類型的變化,表現(xiàn)為巖體自東向西隨著巖體頂板標(biāo)高的降低,成礦由巖體內(nèi)帶向巖體外帶演化的變化趨勢,即在巖體東側(cè)形成隱伏花崗巖型以鎢為主的鎢錫礦床,而在其西側(cè)形成巖體外帶脈型錫鎢礦床,并