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1、1南岭地区钨矿成矿机理探讨 魏绍六贾宝华曾钦旺我国钨矿分布面广（图 1） ，类型较齐全，除在美国发现的卤水钨矿床（Sealers Lake）类型外，其余均有产出。我国钨总资源量居世界第一，大部分又集中于南岭地区。对南岭钨矿成矿机理进行探讨，总结钨矿成矿过程，对南岭钨矿的找矿勘探工作必将有所促进。注：引自中国矿业网根据大量相关研究及钨矿找矿勘探工作，现在我国地质界普遍认为，南岭钨矿成矿为多阶段多次逐步富集成矿,其成矿大致经过了以下几个过程:1.原始地层中钨的富集：我国主要钨产区都是富钨、锡、铋、铅、锌的地球化学省（成矿元素富集以Be、Mo、W、 Sn、Bi、Pb、Zn、Ag 为主） ，据华南钨矿
2、地质一书统计（P123） ，世界最大的钨矿集区华南区的地层中钨为 9.53 ppm1，为世界地层中钨平均值 1.3 ppm 的7.33 倍。一个巨大的区域内地层中钨元素普遍高度富集一定是有其原因的。据刘英俊元素地球化学一书2，钨（锡、铋）主要存在于地核中，而地幔中钨含量低（表 -1） ，从理论上说，由于钨是一种表-1 钨在地球及各大圈层中的丰度（据黎彤，1976）圈层 地売 上地幔 下地幔 地核 地球2W(ppm) 1.1 0.3 0.1 4.9 1.7高密度物质，原始状态下，钨在应该从地核到地壳逐步降低，实际不是这样(表 1)。由于地売中钨元素含量高于地幔，反映地球演化的早期钨元素主要是通过
3、在地质构造运动中，岩浆活动将钨从地核带到地表。造成地売中钨高于地幔。且不均匀分布，从实际情况看，花岗岩是由陆壳形成的，世界各地花岗岩中钨是不均匀分布的（表-2） ，可以间接说明世界地壳中钨是不均匀分布的。表-2 世界一些地区花岗岩中钨含量表花岗岩产地 花岗岩中钨平均含量（ppm） 资料来源前苏联 2.4 维格拉多夫，1958北美 1.6 桑德尔，1946非洲 1.3 桑德尔，1946日本 2.0 科日达，1956乌干达 1.4 杰弗里，1959中国华南 3.44 贵阳地化所，1979中国华南燕山期 5.2 刘义茂等，1981世界 1.5 维格拉多夫，1962南岭成矿带中由东安期的川中微型陆块和
4、晋宁期古扬子板块东南侧的江南古岛弧分布有超铁镁带，可推测这些钨产区在深部有较多的深源物质喷溢，带来了较丰富的钨元素，形成了这些钨矿集区钨（锡、铋）等元素的初始富集。也就是说，在地壳形成的早期，经过深源物质喷溢，形成了南岭钨矿集区钨的最主要原始富集。 2 钨元素通过地层演化在部分沉积地层中局部富集：在外生条件下，于地质条件的各异，经过风化-剥蚀- 运移 -沉积-成岩旋回；钨含量必然产生不平均，钨主要存在于硅铝质岩中，碳酸盐中含量较低。2.1 重力分选作用造成的富集:钨很易形成独立矿物，在花岗岩中，钨含量即使很低，钨也能呈独立矿物出现于副矿物中，特别是在黑云母中出现，因为钨矿物比重大，由重力可形成
5、高含钨的砂岩，现代砂钨矿的产出是最好的证明。2.2 化学吸附作用造成的富集:富含有机质高和氧化铁锰质的地层对钨有吸附作用，形成富钨的红色或黑色砂、页岩层。部分深源火山喷发也可以带来的钨迭加（如在江西省所见） 。富有机质的硅铝质地层含钨高，在寒武系、震旦系的黑色板岩和一些煤灰中往往富钨。在岭地区当以前寒武系黑色层为代表，正如大家所熟悉，在南岭各与岩体相关的钨矿集区都有前寒武系的黑色砂页岩作为主要矿源层。另外在很多钨矿富集区存在所谓“红色层” ，如湖南的“红板溪” 、 “红震旦” 、跳马涧组红砂岩，它们在平面上的分布往往与钨矿产出区有一定的重叠。通过对具钨锑铋组合的含钨高的马底驿组的研究，刘英俊教
6、授认为与地层中含铁锰较高，能强力吸附钨有关（湘西冷家溪群马底译组红色层 W8.62 ppm、灰绿层 W6.52 ppm） ，并指出其中有火山作用，是一种原始含钨建造。32.3 生物化学作用造成的贫化:因为钨不易进入生物体内，而较纯碳酸盐岩形成时水体是较清澈的，缺乏陆源物质，主要由生物-化学作用形成。各世界各地生物作用特征相似，所以在碳酸盐地层中钨含量变化不大，在矿集区内则形成相对贫化层。2.4 南岭地区沉积作用造成的钨富集特征:各大的钨矿集区在一定的地层中含钨可达 12ppm 以上（一般是泥砂质岩，如的震旦系、寒武系、泥盆系跳马涧组等） ，丰度系数在 6 以上，而在碳酸盐岩层中钨含量则不到 1
7、ppm丰度系数近平均值。 （表 3） 。表 3 华南地区各类沉积岩中钨含量表（ppm）岩石类型 样品数（个） 本区含量 克拉克值 丰度系数泥质岩类 426 12.18 2（维，1961） 6.09砂质岩类 109 10.49 1.6（涂和魏） 6.56碳酸盐岩 127 0.63 0.6（涂和魏） 1.06火山沉积岩 56 12.28平均值 （1187） 9.53 1.3（维，1961） 7.33从纵向上看，沉积地层中的钨含量在时空分布上具有继承性，即一个矿田内往往有多个富集层位，如白云仙矿田的震旦系、寒武系、泥盆系跳马涧组含钨都高。从横向上看，钨在同一矿集区同一岩性地层中含量也量变化较大的，据
8、湘南地勘院资料，跳马涧组地层中，香花岭矿田钨含量在 152ppm，东坡矿田钨含量在 13.6ppm，而湘南地区平均值仅为7.45 ppm。3 岩浆作用使钨进一步的富集：3.1 花岗岩形成时的钨析出及钨的再次富集：在成因上，与钨矿化有关的花岗岩主要属改造型成因系列（Sr 86/ Sr87 为 0.719-0.741）1，都是与板块俯冲相关的重熔型花岗岩。北大地质系和江西省地质局穆治国等根据对漂塘和西华山石英脉型钨矿床碳、氢和氧稳定同位素研究也表明，花岗岩是由前寒武系沉积地壳重熔而形成的花岗岩。说明钨矿化岩体中钨的富集与地层中钨的初步富集有继承性。杨超群根据对柿竹园矿区研究，矿床中矿石、花岗岩中及
9、矿物包裹体中富钾、钠、锂、铷、氟、氯、硼等地壳中一般常见丰度较高元素，钨的单矿物、精矿、矿石分析，钨矿物中，富含地壳中丰度较高的元素，如Nb、Ta、REE，而贫或不含地幔中丰度较高的元素，也说明了钨矿床中钨元素的来源是从地壳重溶中产生。而板块俯冲作用形成的花岗岩浆若是由熔化含钨高的地层而成，则岩浆中原始的钨丰度值会较高，利于形成钨矿。与此相对应的是华南地区前跳马涧（莲花山）地层都是由巨厚的含钨高的硅铝质岩构成。而各个钨矿集区与钨矿相关的花岗岩（在恢复原始形态后）都同化了这些含钨高的地层，而如果没有同化相关地层，则一般不能形成钨矿。4表-4 江西武功山混合岩各相带中钨含量表 （据元素地球化学 ）
10、值得注意的是如刘英俊教授指出，由沉积岩变为花岗岩时，在岩石中的钨不但没有提高，反而逐步降低。例如，对江西武功山混合岩化带中钨含量变化的研究就证实了这一点（表-4） 。根据华南钨矿一书，南岭地区地层中钨平均含量为 9.53 ppm，而花岗岩中平均为3.03 ppm。在沉积和变质岩形成花岗岩过程中亏损了 6 ppm 以上的钨，即在该区平均一立方千米花岗岩形成时将析出 15600 吨以上的钨，对含钨高的地层（参见表 3、表 5）形成花岗岩的过程中理论上将析出更多的钨。当然，各地岩石组成不同，参与花岗岩花的岩石也就各不相同，如果碳酸盐岩（钨含量 0.63ppm）比例高，则不会有较多钨析出，而华南地区（
11、前泥盆系砂页岩地层厚度10000m ！）有钨矿分布的地区正是基本不含碳酸盐岩或碳酸盐岩比例极低的地区。这些钨很可能是一部分进入上地幔，造成上地幔钨（0.3ppm）高于下地幔（0.1ppm） ，另一部分在花岗岩化时，以各种形式迁入热液和上部围岩中，致使变质岩中钨丰度大大高于相应的沉积岩，形成钨的第二次富集。而这些岩石在下一次花岗岩化时，单位体积岩石又将可析出更多的钨。所以在有大片花岗岩分布、花岗岩经多期次活动的地区，一般浅变质岩中钨元素丰度都较高，且高于相应的沉积岩。当然也不能排除这部分钨可直接形成变质成因的钨矿和热泉型钨矿3 华南钨矿冶金部南岭钨矿专题组冶金工业出版社 1983，如湘西的钨锑金
12、矿型钨矿。3.2 花岗岩的长期演化及钨不断富集：与钨矿化相关的花岗岩为多期次的巨大的复式花岗岩，说明巨大规模的花岗岩的多期次活动是钨矿富集的必要条件。根据华南花岗岩所含微量元素统计，随着岩体朝代的由老到新，岩体中钨含量逐步升高。 （表-5、表-6 ） 。这实质上是因为如上所述原因，钨元素在花岗岩化中不断析出，进入上部围岩中，形成含钨较前花岗岩化岩石含钨更高的岩石，这些岩石在下一旋廻花岗岩化时，又将析出更多钨。以此分析，南岭地区大量存在的变质岩中的钨很可能并不完全是在沉积时就具有的，而可能是已经包含经花岗岩化过程中叠加钨后的结果。这也很可能就是南岭地区钨为什么在各类岩石中都有丰度特高岩段出现，但
13、至燕山期才开始大规模成矿的原因之一。另外，同样起着重要作用的是，花岗岩经多次演化，形成了富含配矿元素（F、B 、Cl）的较晚期岩浆岩和围岩。这里特别应注意配矿元素的作用，从理论上说，氟、硼、氯等是钨元素运移成矿的主要元素，只有在富配矿元素的条件下，钨才能大量运移、富集、成矿。从实际看，任何一个钨矿体中，都会看到萤石、电气石、白云母、黄玉等矿物中的一种或数种。表-5 华南不同时代花岗岩类中钨含量表岩体时代 东安期 晋宁期 加里东期 海西-印支期 燕山期 平均 维氏值样品个数 4 16 401 29 193 （643）变 质 程 度 岩 相 带 钨的光谱量分析结果（ppm）部分混合岩 未测条带状混
14、合岩 2.61眼球状混合岩 1.62由浅到深 花岗岩化花岗质混合岩 0.395平均含量（ppm） 0.62 2.18 2.20 2.27 5.00 3.03 1.5据南京大学地质系（1966 年） 、贵阳地球化学研究所（1979 年）资料综合。表 6 华南某些燕山期多阶段复式花岗岩体的钨含量（ppm）岩体名称 第一阶段 第二阶段 第三阶段江西 455 岩体 7.0 8.0 70江西 487 岩体 100 100 360湖南 D 岩体 50 69 103据刘英俊等， 元素地球化学 （1984） 。3.3 成矿母岩分析：既然钨矿床一般都与复式花岗岩体相关，钨矿产出部位又受成矿成矿母岩的控制，那就特
15、别要正确区分钨矿成矿母岩和成矿前与成矿后岩体，特别是成矿前的被矿化岩体和年变质成矿母岩。钨矿与矿母岩决不是我们现在所看见的有钨矿脉充填的岩体，这些岩体往往是成矿前期岩体，它们在成矿时期只是起一种较均匀的硅铝质围岩的作用。我们不能仅凭一个岩体含现在钨高，就确定它是钨矿成矿母岩。必需正确区分它们是被矿化而含钨高的围岩还是带来矿化物质（成矿物质和矿化元素）的成矿母岩，实际上的成矿母岩是隐含伏于矿体下部的岩体。从重力资料可以看出，它们无例外都是巨大花岗岩体的前缘部分，为巨大花岗岩房多次演化中形成的较晚期岩体的前峰部位（只有巨大岩体才能带来足够成矿物质） 。成矿母岩可以在一个矿田内一次或多次（如西华山矿
16、田）出现。在矿液丰富和逸散条件不特别好时，本身顶部可形成似伟晶岩壳，并（或）自变质形成云英岩化，甚至形成云英岩型钨矿，这是判别成矿母岩重要标志之一。由于成矿母岩多隐伏于矿床的深部，过去有些研究中常较简单地以含钨量多少来确定成矿母岩，所以很多以往认为的所谓“成矿母岩” ，实际上是成矿前已固结、并已受构造破坏和矿化影响的早期岩体。4 热液变质作用是钨矿形成的关键过程4.1 花岗岩的碱长石化是钨活化的根本条件富钨的花岗岩还远不足以达到形成钨矿的富集程度，此时的钨一般作为副矿物分散于岩体中，或呈类质同象赋存于岩体的黑云母中和其它暗色矿物中。以形成柿竹园特大型钨矿的千里山各期岩体的矿物中钨含量研究为例（表-7） 。表-7 千里山各期岩体造岩矿物中钨的含量石英 钾长石 斜长石 黑云母岩体期次A B C A B C A B C A B C矿物中元素总量 岩石中元素总量52-2 b 28 4.5 6.64 55
