石英脉型钨矿成矿研究进展

许泰;刘雪芬;张巨峰;杨峰峰

【摘 要】我国钨矿的储量、产量、消费量和出口量均处于全球领先地位,尤其是石英脉型钨矿床研究成果最为丰富.本文通过大量查阅国内外有关石英脉型钨矿的文献资料,对石英脉型钨矿的成矿研究成果和观点进行综合评述.石英脉型钨矿在我国各个成矿带均有分布,其空间分布和区域构造单元息息相关,所处的区域构造活动一般都很强烈,经历多次叠加构造运动.钨矿床产在震旦寒武系地层中,特别是在寒武系地层最多.成矿物质主要来源是岩浆热液,岩浆活动频繁为成矿热液的形成创造了必要的前提条件,但也有部分成矿物质源于围岩.石英脉型钨矿成矿模式以“五层楼+地下室”成矿模式最具影响力和实际意义,开创了模式找矿的先河. 【期刊名称】《地质找矿论丛》 【年(卷),期】2019(034)002 【总页数】5页(P196-200)

【关键词】石英脉型钨矿;断裂构造;成矿物质;花岗岩;成矿模式 【作 者】许泰;刘雪芬;张巨峰;杨峰峰

【作者单位】陇东学院能源工程学院,甘肃庆阳745000;陇东学院能源工程学院,甘肃庆阳745000;陇东学院能源工程学院,甘肃庆阳745000;陇东学院能源工程学院,甘肃庆阳745000 【正文语种】中 文 【中图分类】P618.67

0 引言

钨在国民经济中占有非常重要的地位。我国早在宋朝开采锡矿时就已发现黑钨矿，是有钨矿开采记录的最早国家[1]。我国是钨矿大国，世界上钨的储量55%～70%分布在中国，而中国90%的钨矿分布在华南地区[2]。石英脉型钨矿床是储钨的重要矿床类型，据统计，全世界生产的钨矿约有一半来自于石英脉型钨矿床[3]；石英脉型钨矿床历来是地质学家的研究重点。本文就关于我国石英脉型钨矿的分布、成矿区域地质特点、成矿物质来源、成矿模式等几个方面进行综述。 1 石英脉型钨矿分布特征

石英脉型钨矿床是开发最早、分布最广、矿床最多、储量最大、研究最深的矿床类型。国外一些典型的石英脉型钨矿，如玻利维亚的科迪耶拉矿区，其典型的石英脉型钨矿床拉乔季拉，大量含钨石英脉呈雁形状排列，分布于花岗岩基顶盖的变质沉积岩中；英国的海默多姆石英网脉型钨矿床，矿脉产于岩墙状花岗岩体中[4-7]。 我国石英脉型钨矿在扬子褶皱系、华南加里东褶皱系和东南沿海海西—印支褶皱系中均有分布，其中华南加里东褶皱系中矿床最多、储量最大、最为典型[8]。石英脉型钨矿床主要产于褶皱基底隆起区的边缘[9]，统计资料表明，华南地区有68.3%的石英脉型矿床或矿点产于这样的构造部位。其次是坳陷区边缘，这种坳陷或隆起往往受燕山期断裂构造所控制。石英脉型钨矿床在空间分布上常沿一定的构造岩浆带呈带状分布，或受成矿母岩的制约，围绕成矿岩体矿床或矿体常成群成带产出。且常沿一定的构造线或成矿岩体长轴方向排布，在许多地区往往还出现一定的等距性。

除上述外，在吉黑成矿带中有与燕山期花岗岩有关的白石应钨矿。在内蒙—大兴安岭成矿带中，目前已经发现的矿化点有30处之多，几乎全部都是石英脉型钨矿类型。其中，太朴寺白石头洼钨矿，石英型钨矿最具典型，它与燕山期花岗岩存在

紧密联系；其它与钨矿有关的侵入岩体主要还有燕山期黑云母花岗岩、石英斑岩及花岗斑岩，甚至还有少量海西期花岗岩侵入岩存在。在大兴安岭南端有东山湾石英细脉带型钨锡矿床。在燕山成矿带中，石英脉钨矿床最具代表性；天津蓟县沿河钨矿，钨矿脉沿NW向分布，达到300余条，成矿也与燕山期花岗岩相关。在秦岭东部成矿带中有蓝田清山峪石英脉型钨矿和洛南解家河石英脉型钨矿。在祁连—西秦岭成矿带中，肃南县有大道口、古大板河、干巴河脑石英脉型钨钼矿床。在天山—北山成矿带中，有温泉的奇克斯泰石英脉型钨矿及甘肃红尖兵山石英脉型钨矿。

2 石英脉型钨矿成矿地质背景

矿床是一定区域地质作用的产物，其空间分布、类型和一定的区域构造单元息息相关[10]。石英脉型钨矿所处的区域构造活动一般都很强烈，断裂、褶皱、节理尤为发育，经历过多次的叠加构造运动，同时岩浆活动频繁为成矿热液的形成创造条件。 赣南崇-余-犹成矿带的西华山钨矿区，震旦系和早古生界紧密线型褶皱及其次级褶皱发育，有部分同斜倒转褶皱、复背斜西翼普遍倒转；断裂构造复杂多变，特别是中新生代以来强烈的断块作用，形成了一套NE向、NNE向及SN向、EW向多组断裂带，尤其以NE—NNE、EW向断裂带发育最为完整；花岗岩中NEE—EW向的控矿节理发育。淘锡坑钨矿区内断裂发育，形式复杂，规模不大，活动时间较长，既有控矿、储矿断裂又有成矿期后破坏性断裂构造，伴有三期岩浆活动[11]。广东瑶岭钨矿区内褶皱构造，断裂构造发育，断裂构造多期性活动明显，按断裂方向可分为NWW向和NE向两组，区内节理也相当发育并普遍被黑钨矿石英脉所充填[12]。广西宾阳县高田铜钨矿床以断裂构造为主，NW向的南丹—昆仑关深大断裂穿越矿区，并衍生出NW向和NE向两组次级断裂，尤其是次级羽裂在这两组断裂交汇处非常发育，这就为含钨石英脉提供了良好的赋存构造。湖南衡南杨林坳矿区内构造发育，不同方向的构造相互叠加并加以改造，在加里东期主要形成EW

向的基底构造，以褶皱为主，矿区中小型EW向背向斜形成于这一时期；印支期为SN向褶皱构造和SN向的压剪性断裂；燕山早期形成NE向断裂，晚期形成NNE向断裂和褶皱为主的构造[13]。

中国南方含钨石英脉型矿床出现于不同构造单元[14]。①西华山—张天堂钨成矿区系诸广山花岗岩体北面一个NE向延伸的构造地段(西华山—杨眉寺成矿带[15])，其东以区域性断裂与白垩纪断陷红色盆地相邻，西界震旦纪和泥盆—石炭纪地层出露区；区内出露基底主要为中下寒武统，形成近SN向或NNW向的紧密褶皱，其上不整合覆盖有中泥盆世粗碎屑岩层。燕山期构造岩浆活动强烈是该区一个突出特点。北东向断裂构造非常发育，有的延伸较大。花岗岩侵位围岩主要为中下寒武统，侵位深度大约在2 500 m左右，隐伏岩体则一般在泥盆纪地层不整合面之下附近。矿床产于花岗岩株边部和隐伏侵入体的接触带和外接触带。②盘古-隘上钨成矿区是赣南重要钨成矿区之一，为东北向延伸的构造地段，与邻区有明显的构造分异。西侧为白垩纪红色断陷盆地，东侧为断裂破碎带。早古生代地层支离破碎，间以红色盆地，再向两侧外围为花岗岩基分布区。与西华山—杨眉寺构造块段相似，基底主要为震旦-寒武纪地层，呈NW向或近SN向紧密褶皱。本区突出的是泥盆-二叠纪沉积分布广泛，多呈NW向宽阔盆地叠置于基底构造之上，组成平缓褶皱。与西华山—杨眉寺成矿区不同，这里燕山期花岗岩侵位较高(1 400 m)，如铁山垄岩株侵入于晚古生代叠置盆地之中。区内一些矿床的深部也相继揭露了隐伏花岗岩体。矿化在本区主要产于晚泥盆世和早石炭世地层、寒武纪地层中，部分产于花岗岩中。③瑶岗仙钨矿区分布于江西加里东隆起与湘桂粤褶皱坳陷区的接触带上。出露岩系有三套，基底为NW向紧密褶皱的震旦-寒武纪地层，其上不整合叠置了泥盆-二叠纪盆地且多呈NE向展布的狭长大型盆地，泥盆-二叠纪盆地之上又不整合地叠置了早侏罗世陆相碎屑盆地。瑶岗仙花岗岩株侵入中晚泥盆纪地层，而与之共生的石英斑岩脉则侵入于晚古生代及早侏罗世地层。矿化主要产于中泥盆世

碎屑岩中，部分含钨石英脉产于早侏罗世碎屑岩中。 3 石英脉型钨矿成矿环境

围岩的岩性及岩石组合对钨矿床的形成有密切的关系。一方面，围岩可能会对钨矿的物质来源进行直接控制[16]；另一方面会对钨矿床的矿化作用存在一定影响(比如因岩层化学成分、物理性质和地层产状等因素的不同而存在差异)。尤其是它直接决定着钨矿床的成因类型和工业类型，对矿体的矿化富集、形态特征以及蚀变交代等都起一定的控制作用已成为地学界的共识[8]。

华南绝大多数黑钨矿石英脉型矿床都产在震旦寒武系地层中，特别是在寒武系地层最多[10]。西华山钨矿围岩是寒武系变质岩，由板岩、片岩和变质砂岩组成[1]；广东省锯板坑钨矿围岩主要是寒武系变质岩[3]；广东瑶岭钨矿矿区与连州市岭脚锡钨矿矿区出露地层主要为寒武系浅变质石英砂岩、板岩夹硅质砾岩及奥陶系、泥盆系变质岩[12]；广西宾阳县高田铜钨矿床出露在寒武系浅变质砂页岩中。但也有些石英脉型钨矿床并不产在震旦寒武系：湖南衡南杨林坳钨矿的赋矿围岩为泥盆系的杨林坳组[13]；江西浒坑钨矿区主要地层为元古代变质岩系[17]；甘肃肃北的塔儿沟石英脉型钨矿床与前寒武系地层有密切关系[18]；甘肃小柳沟主要赋矿层位是长城系朱龙关群[19-20]；湖南瑶岗仙钨矿床区内出露寒武系变质岩、中泥盆统砂岩、砂砾岩、页岩，中上泥盆统灰岩、页岩，下、中石炭统灰岩、砂岩、页岩，下侏罗统石英砂岩、长石砂岩、砂砾岩、页岩，其中泥盆统是最主要的赋矿岩层[21-22]。

石英脉型钨矿区内普遍发育的变质岩都存在塑性、细致和不透水的特征。浅变质岩层软韧性能占据优势，通常只发生轻微的挠曲等塑性形变，对矿化溶剂起到屏蔽的作用；当花岗岩侵位于其下方部位时，矿化裂隙的发育部位往往会被在下部的成矿岩体中。西华山钨矿的大脉带[1,23]，主要发育在花岗岩体内，向上到达浅变质岩接触面，多呈明显尖灭，有的矿脉进入变质岩后，突然分散变细，而延至不远

就尖灭。九龙脑网脉浸染黑钨矿，其网脉或矿体的最发育地段，也是紧靠浅变质岩底面以下的内接触带，其泥质岩石的屏蔽作用就十分明显。 4 石英脉型钨矿成矿物质来源

石英脉型钨矿成矿物质的来源目前比较统一的观点认为主要是岩浆热液来源。但成矿物质还有其它一些来源，比如说围岩[8,24-25]。要使分散的成矿元素富集成矿床，就必需通过构造作用及由此引起的变质和岩浆作用促使成矿元素活化转移[3,16]。江西西华山钨矿成矿物质主要来自于重熔再生花岗岩浆[18,26]，主要根据花岗岩中W，Sn，Mo等主要成矿元素丰度高，同时造岩矿物中W的含量也相当高；岩浆的演化与成矿的关系十分密切；成矿流体为岩浆分异的产物。江苏镇江谏壁钼钨矿床成矿物质主要来自于岩浆[27]；江西崇义塘漂孜岩体型钨矿床成矿流体也是来自于岩浆，由于上覆围岩塑性较强，裂隙不发育而形成了岩体型钨矿床[28]；内蒙古沙麦钨矿床的成矿物质也主要来自于岩浆热液流体[29]。

此外，成矿物质与岩浆热液关系密切，但有一部分成矿物质来源于围岩；岩浆热液在上侵过程中，对部分成矿元素丰度较高的围岩层进行了萃取作用。

其它类型钨矿床的成矿元素就不一定是来自于岩浆热液，比如湖南沃溪金锑钨矿床成矿流体来自演化的海水[30]。 5 石英脉型钨矿成矿模式

我国石英脉型黑钨矿床的成矿模式研究比较深入，其中最具影响力和实际意义的是我国地质工作者在长期实践找矿过程中总结出来的石英脉型黑钨矿的“五层楼”模式[31-35]。伴随深部找矿工作的开展，南岭地区大批以“五层楼”模式发育的钨矿床资源已经或者接近枯竭，为进一步开拓找矿思路，许多学者进一步对“五层楼”模式进行了拓展，提出了“五层楼+地下室”的钨矿找矿模型[36-39]。近年来，“五层楼”与“五层楼+地下室”找矿模式在应用过程中出现了诸多问题，典型代表就是茅坪含矿石英脉与浸染状蚀变花岗岩型钨矿体共存的“上脉”和“下体”存

在的成因关系，“上脉下体”成为和花岗岩有关的热液钨多金属矿床的重要成矿模式。南岭钨矿区“上脉下体”的成矿模式具有普遍性的现象已得到了广泛的认可。 皖南地区石英脉型钨矿床形成，与“五层楼+地下室”模式、“上脉下体”的成矿模式有所不同。皖南地区在寒武纪时期沉积形成较厚的高丰度泥岩-灰岩-白云岩系列的钨钼层，为后期成矿的矿源层；燕山期我国东部岩石圈在减薄，大量中酸性岩浆产生在江南过渡带，成矿流体(降雨与岩浆热液混合)沿着江南断裂贯入，并沿着次级控矿与导矿断裂涌入，与海相碳酸盐岩发生反应，富集成矿。

除此之外，石英脉型白钨矿床成矿模式也涉及比较多，比如香炉山钨矿同燕山期的“S”型花岗质岩浆关系紧密，含矿热液通过导矿系统运移，在断裂复合部位的岩体接触带和层间破碎带等有利地段存储富集，在有利控矿因素和种类繁多地质作用的耦合下，生成一系列规模较大的石英脉型白钨矿床。 6 结语

(1)石英脉型钨矿在我国各个成矿带均有分布，尤其华南地区最为广泛，空间分布、类型和一定的区域构造单元息息相关。石英脉型钨矿所处的区域构造活动一般都很强烈，断裂、褶皱、节理尤为发育；经历过多次叠加构造运动，岩浆活动频繁，为成矿热液的形成创造了必要的前提条件。

(2)钨矿床的形成与其所在的地层有密切的联系。华南绝大多数黑钨矿石英脉型矿床都产在震旦寒武系地层中，特别是在寒武系地层最多。石英脉型钨矿区内普遍发育的变质岩都存在塑性、细致和不透水的特征，浅变质岩层软韧性能占据优势，通常只发生轻微的挠曲等塑性形变，对矿化溶剂具有屏蔽作用。

(3)石英脉型钨矿成矿物质主要来源是岩浆热液，但有部分成矿物质源于围岩。岩浆热液上侵过程中在围岩中萃取部分成矿元素丰度较高的陆壳。石英脉型钨矿成矿模式，“五层楼+地下室”和“上脉下体”成矿模式的发展，尤其是“上脉”和“下体”的共存模式是与花岗岩有关的热液钨多金属矿床的重要成矿模式，且为开

展花岗质岩浆分异演化、岩浆-热液过渡、流体作用和蚀变、金属运移和富集等与花岗岩成矿作用有关问题的研究提供了便利条件。 参考文献：

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