瑶岗仙钨多金属矿成矿作用

瑶岗仙钨多金属矿成矿作用1.成矿地质背景瑶岗仙矿田位于郴州市南东32km处，位于北西向展布的柿竹园—瑶岗仙基底断裂带与北东向展布的长城岭—瑶岗仙构造成矿带，并有燕山早期瑶岗仙黑云母二长花岗岩体（云母K-Ar法173Ma），成矿地质条件优越。矿田内出露地层有震旦系和寒武系砂板岩沉积，泥盆系和石炭系浅海碳酸盐岩夹碎屑岩沉积，三叠系和侏罗系陆相盆地含煤碎屑岩沉积。矿田内褶皱与断裂发育，并以印支期和燕山期NE—NNE向为主。其中瑶岗仙背斜南部倾伏端与NE向大断裂交汇部位控制着瑶岗仙矿区，NW向和NWW向次级断裂控制着黑钨矿—石英脉型钨矿床和矿体的分布。区内出露的侵入岩为瑶岗仙复式花岗岩体和花岗斑岩、石英斑岩。瑶岗仙复式花岗岩体为区内重要控矿岩体，面积约1.2km2，呈岩株状产出。根据分布、产状和岩性又分4次侵入体。岩体内普遍发育有钾长石化、钠长石化、云英岩化和白云母化；岩体外接触带，东南部发育150～700ｍ宽的大理岩化带和28～100ｍ宽的矽卡岩化带，其它地段形成宽400～1000ｍ的角岩化带。该区岩浆岩较发育，主要由瑶岗仙岩体、花岗斑岩脉、石英斑岩脉组成，岩浆侵入时代不一，呈多期次性，岩石种类以酸性的二长花岗岩、花岗斑岩、石英斑岩为主，基性的煌斑岩、云斜煌斑岩、闪斜煌斑岩及辉绿玢岩次之，总体反映出该区是由复式岩体和岩脉带组成的岩浆岩群特征。正是这一特征与其它综合因素的影响，导致了该区成矿特征的多样性。①岩体SiO2富、TiO2含量低、分异指数（DI）高等岩石化学特征与邻近的千里山岩体（有世界闻名的柿竹园钨锡钼铋多金属矿）在岩石化学特征上非常相似，属于成矿花岗岩。②岩石Zr/Hf、Nb/Ta低于维氏值，说明岩石的高分异性（与岩石分异指数DI对应），这一特征表明了岩浆的漫长演化史，非常利于成矿（即成矿外部环境有利）。③岩石Be、B、Bi的高含量正符合章振根（1983）的“含锡花岗岩为3B（即富Be、B、Bi）花岗岩”理论，加上被称之谓“矿化剂元素”的F、B、As等挥发性元素含量也相当高，也有利于成矿。④W、Sn、Mo、Bi、Cu、Pb、Zn、Ag、Au高于维氏值的数倍至数千倍，说明岩浆岩是最重要的矿源物。⑤∑Ce／∑Y低于维氏值，表明该岩体富集重稀土。⑥δEu均低于维氏值，且各阶段差异小，铕（Eu）亏损现象明显，铕负异常突出，表明各阶段侵入体具有同源性，且分异演化程度高（验证了前面提到的高分异指数），更利于成矿。区内岩脉均属燕山晚期产物，受断裂控制，岩石类型主要有酸性的花岗斑岩和石英斑岩，基性的辉绿玢岩、煌斑岩、云斜煌斑岩、闪斜煌斑岩。岩石中微量元素含量情况见表5。从表中看出，有色金属W、Sn、Bi、Pb、Cu、Sb、Zn、Ag等均高于维氏值的数倍至数百倍，是该区的矿源物，为后期的矿化叠加起补充矿源的作用。2成矿地质特征矿田内矿产以钨、锡矿为主，具代表性的矿床有：瑶岗仙黑钨矿石英脉型钨矿床（大型）、和尚滩矽卡岩型白钨矿床（大型）、界牌岭锡矿（大型）。次为铅锌银矿，代表矿床为煤垅铅锌银矿床（小型）、金竹垅铅锌矿床（小型）。区内金属矿产围绕岩体分布，并在水平方向及垂方向上呈现出明显的温度与矿化分带。自岩体接触带向外，成矿温度自高温→中温→低温，矿化由钨锡→锡铜铅锌→铜铅锌→铅锌银→金锑，矿物组合由复杂到简单。内外接触带有矽卡岩型白钨矿、石英脉型黑钨矿，向岩体以外依次出现石英-黄铁矿-毒砂脉、石英-铅锌-黄铁矿-毒砂脉、辉锑矿-铅锌矿脉。随着距岩体距离增大，钨含量逐渐减少，而硫化物矿物相应增加，银也相应增加。矿体常产在岩体边界内弯处，而外弯处矿体不发育。3矿床成因瑶岗仙岩体中成矿元素含量高（邓宝宣等，1994），与维氏酸性岩平均值相比较，Pb高出8.6～11倍，Zn高出1.2～3.6倍，Cu为2.3～5.3倍，Sb为40～100倍，W为6～12倍，Sn为16～20倍。另据同位素研究（湖南省湘南地质勘察院，1994），矿石铅（1个）为上地壳铅与岛弧铅的混合，长石铅（3个）落在单阶段演化铅曲线上，具单阶段演化特点；长石铅与矿石铅模式年龄基本一致；包体氢氧同位素（2个）测定表明，深部至浅部重氧具降低趋势，总体具岩浆水特征。上述含矿性与同位素特征，及围绕岩体的矿化分带现象等，说明成矿热源来源于岩体，成矿物质主要来源于岩体，少量围岩地层物质加入。矿床的形成过程大致可以归纳为：本区从硅铝层地壳（含矿源体）重熔形成花岗岩开始，经历了成岩富集阶段—含钨黑云母二长花岗岩形成阶段；成岩成矿富集阶段，形成W高含量岩体，同时形成石英脉。再经过成矿富集阶段，在不同地质环境，以不同成矿方式，分别形成石英脉型黑钨矿和矽卡岩型白钨矿。当温度不断降低时，Ag、Pb、Zn等元素伴随硫化物阶段或在钨矿体上叠加，形成含银黑钨矿床和含银白钨矿床；或运移至有利的赋矿地层中，在适当的构造部位，以充填方式为主形成Ag、Pb、Zn、Au等多金属矿床。近矿围岩及其岩石化学特征脉带主要产于一套浅变质的泥质碎屑岩中。近矿围岩由下而上依次为:1.寒武系变质砂岩系主要岩石为深灰色绢云母变质砂岩、含长石变质砂岩及砂质板岩等。在花岗岩浆多次活动的影响下，围岩受到明显的接触热变质作用，形成了云母角岩、斑点状云母角岩及绢云母斑点板岩等岩石。2.中下泥盆统跳马涧系底部为砾岩，其上为泥质砂岩、石英质砂岩。岩石经区域变质及热变质作用，成为灰色致密块状绢云母变质砂岩。镜下见石英砂粒略呈拉长状，与片状矿物一起构成明显的定向排列。3.侏罗纪良口系底部为砾岩、含砾石英质砂岩。上部为石英质砂岩、砂岩、薄层状页岩和砂质页岩互层。岩石亦受到轻微变质作用，局部可见重结晶现象。燕山期黑云母花岗岩在脉带下部亦构成近矿围岩的一部分。近矿围岩的主要化学成分列于表1。从表1可看出，脉带近矿围岩硅铝质成分普遍偏高。依H·n·谢勉年科(196。)分类，分别计算了沉积变质岩系中各主要岩石的F、A、M、C系数，结果表明它们介于铝硅质岩类及铝镁铁硅质岩类的分界面附近，具有近于等化学系列的特点。围岩蚀变特征(一)蚀变类型脉带的围岩蚀变有萤石化、电气石化、绢云母化、石英化、绿泥石化、碳酸盐化、硫化物化、云英岩化。其中绢云母化、石英化及金属硫化物化是本区围岩蚀变的最主要类型。1.绢云母化:绢云母化有强弱之分，强者绢云母含量可达80%以上，弱者绢云母一般介于10一40%。镜下绢云母呈细鳞片无定向杂乱散布。绢云母鳞片的大小随蚀变增强而增大，有向白云母过渡的趋势。绢云母化的强弱还与原岩性质有关，砂板岩、砂页岩中绢云母化往往较为发育。2.石英化:脉带围岩的石英化与中等程度以下的绢云母化密切伴生。次生石英以微粒状或糖粒状两种方式产出。前者多充填在绢云母鳞片的空隙中。石英化明显时，原岩中的细粒砂状石英部分或大部分发生重结晶。3.金属硫化物化:主要为黄铁矿化和毒砂化。黄铁矿一般呈不规则显微粒状，在脉带下部蚀变围岩中含量较多。毒砂多呈稀疏状散布于脉带上部蚀变围岩中，粒径一般较大，自形程度完好，肉眼即可辨认。金属硫化物化的强弱与裂隙的发育程度关系密切.在层理构造明显的岩石中，常见金属硫化物顺层交代。-4.其它蚀变:近脉壁的下部蚀变围岩中，常见萤石化及电气石化。萤石多呈微粒状或显微蠕虫状，与绢云母镶嵌，构成斑点状集合体。电气石多呈自形程度较好的长柱状晶体。它们的含量一般多在5%以下。碳酸盐化及绿泥石化多发育在蚀变围岩的外带。前者与含钙质较高的岩石有关，后者则多为交代黑云母的产物。在蚀变岩石中，其含量一般可达5%左右。脉带下部的花岗岩中常发育云英岩化。富云母云英岩化断续出现在近矿脉的内侧，向外常见富石英云英岩化。根据局部所见早阶段矿化的蚀变—黑云母化，可推测脉带深部钾化会更加强烈。(二)蚀变岩类型沉积变质岩系中发育的蚀变岩石划分为三大类八亚类:1.绢云母岩:常呈灰一淡绿灰色，致密块状，紧靠脉壁发育。主要成分为绢云母、石英。常见的次要矿物是电气石及萤石等(表2)。岩石以显微鳞片变晶结构为特征，有时可见变余层理构造。依典型蚀变矿物含量上的差异，可分为电气石一萤石一绢云母岩亚类和萤石-绢云母岩亚类。2.石英绢云母岩:岩石呈灰一淡黄灰色，主要由细鳞片状绢云母和显微粒状次生石英组成。镜下观察，绢云母含量为50一80%，石英含量为10一50%，常见少量原生细粒砂状石英、电气石、萤石及碳酸盐等(表3)。白云母被电气石、绢云母交代呈残晶状，易于蚀变的黑云母几乎全无保留。常呈显微鳞片状变晶结构，块状构造。依蚀变矿物组合划分出以下亚类:(1)电气石一萤石一石英绢云母岩;(2)萤石一碳酸盐一石英绢云母岩，(3)碳酸盐一石英绢云母岩。3.绢英岩:这是脉带蚀变围岩中分布最为广泛的一种蚀变岩石。典型的蚀变矿物有次生石英、绢云母、碳酸盐、绿泥石、金属硫化物等。依蚀变矿物组合划分为以下亚类:(l)碳酸盐一绢英岩，(2)绿泥石一绢英岩，(3)毒砂一绢英岩。绢英岩呈灰一灰白色，绢云母含量为一50写，石英含量为50一80%(表4)。石英有原生的，亦有蚀变产生的。原生石英都有增生加大，其含量往往数倍于次生石英。次生石英多为微粒状，与绢云母伴生。绢云母则散布在原生石英粒间。显然，绢英岩化的石英较之前两种蚀变岩石明显增强。原岩中的部分电气石、铅石、磷灰石等保留，常见少量黑云母残晶。岩石结构以显微鳞片状变晶结构为主，局部可见微层构造。(三)蚀变带不同类型的蚀变围岩在矿脉两侧常呈对称带状分布。常见的水平分带为:矿脉、毒砂一绢英岩一绢云母化变质砂岩、浅变质砂岩(上部)矿脉、电气石一萤石一绢云母岩、电气右一萤石一石英绢云母岩*碳酸盐一绢英岩*绢云母化角岩、云母角岩(下部)这种水平分带越向脉带的下部越明显。蚀变围岩在垂向上的分带模式如图2所示。上述水平及垂直分带，反映了蚀变围岩由内向外、由下到上蚀变作用呈现从绢云母化到石英化的递变规律。蚀变带的宽度上下差异显著。脉带下部蚀变围岩宽仅10余厘米至20一30厘米，而脉带上部蚀变围岩宽达数十厘米至2米以上。在含脉密度较高的地段，蚀变围岩连成一片，其宽度远远大于总脉幅。图2脉带蚀变围岩垂直分带示意图围岩蚀变垂直分带与矿化强度在空间分布上亦有相应的关系。绢云母岩及石英绢云母岩十分发育的地段，一般矿化较强;而绢英岩普遍发育的地段，一般矿化较弱。这可能由于富含氟钨酸钾的热水溶掖，在运移过程中随着温度的降低以及沿途K+、F-等离子的交代消耗，致使络合物不断分解，形成了黑钨矿微粒。这些新生成的黑钨矿微粒从溶液析出后并没有就地沉淀，而被含矿流体搬运，最后在多种因素影响下沉淀富集。所以说，引起围岩蚀变的因素与矿化富集的条件既有联系又不完全相同。因此，这种相应关系就空间分布而言是有联系的，但就任何局部来说蚀变强度与矿化强度又不是完全对应的。脉钨矿床中局部强烈云英岩化地段并不总会发现矿化富集，这与上述结论是相吻合的。