地層圍巖對華南脈狀鎢礦床的成礦控制作用研究述評

吳開興，王永航，孫 濤，郭小飛，胡詠梅，陳陵康，劉衛(wèi)明

（江西理工大學(xué) 江西省礦業(yè)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江西 贛州 341000）

鎢成礦作用與地殼來源的還原性花崗巖漿活動密切有關(guān)。一般認(rèn)為，脈狀鎢礦床，即石英脈型黑鎢礦床，屬巖漿期后熱液充填成因[1-2]。盡管對于成礦物質(zhì)是由花崗質(zhì)巖漿通過正巖漿流體直接提供，還是在巖漿期后階段被流體從侵入體中淋溶出來的問題一直存在爭議，但無論是哪種情況，都認(rèn)為成礦物質(zhì)主要來源于巖漿流體[1-2]。也就是說，地層圍巖只是提供了容礦空間，其物質(zhì)成分基本上沒有參與礦脈的形成。然而，Lecumberri-Sanchez等[3]最近在國際權(quán)威地學(xué)雜志《Geology》上發(fā)文，對這一傳統(tǒng)成因觀點(diǎn)提出了質(zhì)疑，他們指出這種殼源花崗巖在全球范圍內(nèi)廣泛分布，而具經(jīng)濟(jì)意義的鎢礦床的分布卻具有高度的地域性，世界上90%左右的鎢礦資源集中分布在僅僅3個國家的領(lǐng)域內(nèi)；這表明這種殼源還原性花崗巖漿活動雖然對鎢的富集成礦是必要條件，但似乎不足以單獨(dú)形成如此稀有的礦床，還需要其他條件的配合。該文通過對葡萄牙帕納什凱拉（Panasqueira）鎢礦床氧化物-硅酸鹽階段單個流體包裹體成分的激光熔樣等離子質(zhì)譜（LA-ICP-MS）分析，及脈側(cè)12cm范圍內(nèi)的圍巖樣品（樣距約1cm）的巖石化學(xué)X射線熒光光譜分析（XRF）研究后，認(rèn)為富鎢巖漿流體通常貧Ca、Fe和Mn，因此，如同夕卡巖型白鎢礦床的形成需要地層圍巖供給Ca一樣，黑鎢礦沉淀也需要從地層圍巖中獲取Fe和Mn，地層圍巖對脈狀鎢礦床的形成同樣具有重要控制作用。眾所周知，中國是世界上最為重要的脈狀鎢礦床產(chǎn)出國，而中國的脈狀鎢礦床主要分布在華南，尤其是位于南嶺東端的贛南后加里東隆起區(qū)及其鄰區(qū)，主要產(chǎn)在寒武紀(jì)和震旦紀(jì)地層中。因此，韓久竹[4]曾指出“這種以礦液充填為主形成的礦床，其分布為何與地層有如此密切的關(guān)系，值得深思”。那么，為什么華南脈狀鎢礦床的分布與地層會有如此密切的關(guān)系呢？是否如同Lecumberri-Sanchez等[3]所言，地層圍巖對華南脈狀鎢礦床的形成具有重要的控制作用？文章擬綜述相關(guān)研究成果，以期對這些問題進(jìn)行深入探討。

1 華南脈狀鎢礦床與地層圍巖的關(guān)系

1.1 成礦受地層圍巖的巖性和鎢豐度影響的觀點(diǎn)

前人對華南脈狀鎢礦床的形成與地層圍巖的關(guān)系進(jìn)行了廣泛的探索。許多研究文獻(xiàn)認(rèn)為華南脈狀鎢礦床的成礦物質(zhì)主要來自殼源花崗巖的源區(qū)沉積巖，故礦床的產(chǎn)出必然與地層有密切的關(guān)系，主要表現(xiàn)在以下兩個方面：

（1）華南脈狀鎢礦床的分布，明顯受含鎢建造（礦源層）控制，多賦存在鎢豐度較高的層位之中[4-10]。Liu等[9]認(rèn)為華南鎢礦床主要受元古界、寒武系、泥盆系和石炭系等4個含鎢建造控制，這些含鎢建造中鎢資源儲量和鎢礦床數(shù)量分別占華南鎢資源總儲量的96%和鎢礦床總數(shù)的82%。華南產(chǎn)出各種類型的鎢礦床，集中分布在華南加里東褶皺系和揚(yáng)子?xùn)|安-晉寧褶皺系中，其中，石英脈型黑鎢礦鎢礦床主要分布于加里東褶皺基底隆起區(qū)，而夕卡巖型白鎢礦床則在海西-印支期的陸表海沉降帶及其邊緣最為發(fā)育，沉積再造鎢-銻-金礦床主要分布在江南后晉寧隆起的構(gòu)造轉(zhuǎn)折部位，深源系列鎢礦床則主要分布于深大斷裂上[7]。華南鎢礦床成礦物質(zhì)被認(rèn)為主要是在洋殼向陸殼轉(zhuǎn)化的地槽沉積階段開始區(qū)域性的濃集，經(jīng)過長期的沉積分異形成三大含礦巖系（晉寧期復(fù)理式和火山復(fù)理式建造、加里東期類復(fù)理式和復(fù)理式建造和海西期含碳酸鹽陸源碎屑建造）和五個礦源層（板溪群中的馬底驛組及相當(dāng)層位、震旦系、寒武系、泥盆系和石炭系）[7]。三大含礦巖系中，發(fā)育于華南陸表海中的海西期（泥盆-石炭紀(jì)）陸源碎屑建造中夾雜有碳酸鹽巖分布，主要賦含夕卡巖型礦床；而產(chǎn)于純陸源碎屑巖類中的脈狀黑鎢礦床主要賦含在晉寧期和加里東期含礦巖系中，其中晉寧期各時代地層中占礦床個數(shù)的13.1%，儲量的5.6%，加里東期各時代地層占礦床個數(shù)的59.1%，占儲量數(shù)的84.1%，尤以寒武紀(jì)及震旦紀(jì)地層賦含礦床所占的儲量（80.8%）最大，而海西-印支期和燕山期所屬各時代地層中，僅分別占儲量數(shù)的8.3%和2%[7]。徐克勤等[10]認(rèn)為多時代鎢的礦源層的存在，特別是晚元古代、寒武紀(jì)和泥盆紀(jì)的礦源層，是控制華南鎢礦形成的主要因素之一，其依據(jù)是：①華南鎢礦不論何種類型都具有層控特征，絕大多數(shù)黑鎢礦石英脈狀礦床都產(chǎn)在震旦-寒武系地層中，特別是寒武系地層中；②與鎢礦有關(guān)的控礦層位，如湘西的板溪群和贛南的震旦系-寒武系等，都有較高的鎢背景值，即使是同一層位，鎢礦密集區(qū)的背景值也顯著高于無礦區(qū)，如贛南的震旦-寒武系地層在鎢礦分布密集的大余一帶高達(dá)7×10-6～80×10-6，于都一帶達(dá) 16×10-6～83×10-6，而在離礦區(qū)較遠(yuǎn)的南康龍迴和崇義思順一帶，地層中的含量僅2×10-6左右；③鍶穩(wěn)定同位素測定結(jié)果表明，與鎢成礦密切相關(guān)的花崗巖屬陸殼改造型，即由地槽或坳陷沉積物的堆積物經(jīng)混合巖化或花崗巖化，以及與其有成因聯(lián)系的重熔-再生作用而形成的花崗巖類，這類花崗巖與地幔巖無成因上的直接聯(lián)系；④不同時代鎢的礦源層的分布決定了鎢礦床的分布特征，震旦-寒武紀(jì)的礦源層以贛南發(fā)育最好，所以贛南是脈狀鎢礦床的集中分布區(qū)。韓久竹[4]調(diào)查統(tǒng)計(jì)了贛南鎢礦床分布與地層時代和地層含鎢豐度之間的關(guān)系，結(jié)果表明，該區(qū)成礦（侏羅紀(jì)）前地層含鎢豐度大多超過地殼中平均含量的1.5倍，這些地層均有鎢礦床（點(diǎn)）分布，其中，含鎢豐度高的寒武紀(jì)、震旦紀(jì)地層中產(chǎn)出的鎢礦床（點(diǎn)）最多，占產(chǎn)于地層中的脈狀鎢礦床（點(diǎn)）總數(shù)的88%。據(jù)陳毓川等[5]南嶺地區(qū)賦存于震旦系和寒武系中的鎢礦床分別占38%和占42%。朱焱齡等[6]對贛南及鄰境鎢礦床規(guī)模與賦礦圍巖時代的關(guān)系進(jìn)行了不完全統(tǒng)計(jì)，結(jié)果也表明68%的大型礦床和76.7%左右的中型礦床及57.5%的小型礦床或礦化點(diǎn)均產(chǎn)于寒武紀(jì)、震旦紀(jì)地層中，另有21%的大型礦床、5.7%的中型礦床和36%的小型礦床或礦化點(diǎn)產(chǎn)于燕山期花崗巖中，而賦存于晚古生代和中生代地層中的礦床明顯較少：大型礦床占10.5%（全部集中在泥盆系中），中型礦床約占17.2%，小型礦床或礦化點(diǎn)占4.4%。地層中鎢豐度的高低似乎不僅能影響脈狀鎢礦床的分布，而且在高鎢豐度層位的局部地段還可形成鎢的原始富集，如在上寒武統(tǒng)、上泥盆統(tǒng)和下石炭統(tǒng)的橫龍組及梓山組等特定層位的局部地段WO3含量常高達(dá)0.01%～0.1%以上，在熱流體（可能兼有多種成因）的疊加改造下形成了層控黑鎢礦礦床[4，11-12]，如江西于都隘上鎢礦床[13]。

（2）礦脈的物質(zhì)組成與圍巖類型、成分密切相關(guān)。Hsu[14]指出圍巖類型是決定礦脈中礦物種類及其相對含量的重要因素：當(dāng)脈側(cè)圍巖為千枚巖、板巖、硅質(zhì)黏土巖和云母片巖等泥質(zhì)巖石時，鎢礦脈中含有大量厚大的片狀云母；當(dāng)圍巖為花崗巖時，云母含量要少得多（很少超過1%），云母片徑也明顯較小；在純石英砂巖中的礦脈幾乎不含云母。朱焱齡等[6]也認(rèn)為脈側(cè)圍巖的化學(xué)成分是決定石英脈狀鎢礦床建造不可忽略的因素之一，他們觀察到圍巖化學(xué)成分不同，主要工業(yè)礦物的類型及其比例常有差異，他們認(rèn)為石英脈中的黑鎢礦與白鎢礦的消長關(guān)系，在很大程度上可能就是受脈側(cè)圍巖的化學(xué)成分控制，因?yàn)樵S多含白鎢礦石英脈都產(chǎn)于鈣質(zhì)砂巖（如南康羅龍鎢礦）、混合巖（如信豐上坪鎢礦）、閃長巖（如巋美山鎢礦中的部分礦脈）等鈣質(zhì)圍巖中。由于這些圍巖較之其他脈狀鎢礦床的圍巖（如變質(zhì)砂巖、砂質(zhì)板巖和花崗巖等）含有較高的鈣質(zhì)，因此礦脈中除了形成黑鎢礦外，白鎢礦也特別發(fā)育，常形成二者各占一半，甚至在局部顯示出白鎢礦高于黑鎢礦的趨勢。這種影響工業(yè)礦物轉(zhuǎn)化的原因，被認(rèn)為是除成礦溫度、礦液性質(zhì)和原始巖漿組分不同之外，圍巖成分富含鈣質(zhì)也一個主要方面。

1.2 成礦與地層圍巖的巖性和鎢豐度無關(guān)的觀點(diǎn)

盡管多數(shù)學(xué)者持上述觀點(diǎn)，但也存在反對意見。例如，李逸群等[12]認(rèn)為鎢礦床的形成與沉積成巖作用的關(guān)系不大，尤其是與表生陸源沉積作用并無直接明顯關(guān)系；與鎢礦有關(guān)的花崗巖體不一定是由沉積物質(zhì)直接重熔形成的，而可能是由原始火成物質(zhì)經(jīng)再次熔融作用形成的；花崗巖類的多次熔融，可能是鎢富集成礦的一種重要成礦機(jī)制。因此，地層的賦礦強(qiáng)度，并不是與其原始含鎢量有關(guān)，而是與地層的物理化學(xué)性質(zhì)以及它在成礦時期所處的部位有關(guān)。其主要依據(jù)是：

（1）華南及鄰區(qū)的地層發(fā)育比較全，不同時代、不同巖類的地層均有程度不同的出露，其賦礦強(qiáng)度雖明顯不同，但它們都可賦存一定數(shù)量的礦床，且不同巖性地層中的礦床類型亦有所不同（礦床類型與圍巖性質(zhì)有一定的關(guān)系）。

（2）地層中含鎢量均比較高（大多數(shù)介于6×10-6～33×10-6），但據(jù)粗略了解，這些樣品大多數(shù)是在礦區(qū)外緣或受礦化作用影響的地段采集的。因此，其中的鎢不完全是由同生沉積作用形成的，可能大部分是由后期礦化作用疊加形成的。於祟文等[8]的深入研究已證實(shí)了該區(qū)各時代地層中的鎢（及其他成礦元素）具有同生沉積和后期疊加的雙重性。為了求得其成巖時的初始平均含量，則必須剔除出后期疊加的量。通常認(rèn)為柯爾莫各洛夫—斯米爾諾夫的非參數(shù)正態(tài)檢驗(yàn)方法可以基本消除后期作用的影響。於祟文等[8]根據(jù)實(shí)際測值，利用柯爾莫各洛夫—斯米爾諾夫的非參數(shù)正態(tài)檢驗(yàn)方法，求出該區(qū)不同時代地層中鎢的初始平均含量，其結(jié)果表明該區(qū)各時代地層中鎢的初始平均含量并不很高，僅為陸殼平均含量的1.01～2.33倍；現(xiàn)時平均含量雖較高，但初始平均含量/現(xiàn)時平均含量的比值表明，其中80%以上的鎢是由后期礦化作用疊加進(jìn)去的。因此，沉積地層本身一般很難成為成礦物質(zhì)的主要來源?？梢酝茢?，在該區(qū)已出露的地層中，可能不存在由同生陸源沉積形成的礦源層；成礦物質(zhì)鎢更可能來源于地殼深部（主要為下陸殼），并與上地幔的活動及作用有關(guān)。

再如，陳毓川等[5]也認(rèn)為南嶺地區(qū)鎢成礦相關(guān)花崗巖屬殼源重熔分異型花崗巖中最為典型的多旋迴重熔巖漿分異亞型，該區(qū)先后有六次大的構(gòu)造運(yùn)動，每次都形成了新的花崗巖漿；成礦元素和揮發(fā)組分通過花崗巖類的多次的重熔分異，不斷富集；最晚的燕山期巖漿活動最強(qiáng)烈，對成礦也最為有利。同時，也認(rèn)為含鎢層位鎢的豐度值高與巖漿活動的礦化疊加作用有關(guān)，指出：很多礦區(qū)研究證明，成礦巖體、近礦圍巖和礦區(qū)近處的巖層，其成礦元素的含量高于區(qū)域地層的背景值，含量向巖體方向增高。

此外，陳毓川等[5]還認(rèn)為南嶺脈狀鎢礦床的產(chǎn)出不受圍巖的性質(zhì)影響，指出：從含鎢石英脈產(chǎn)出的圍巖來看，它不僅產(chǎn)于花崗巖、泥砂質(zhì)淺變質(zhì)巖等硅鋁質(zhì)巖石中，而且產(chǎn)在易于交代的碳酸鹽巖層中，如廣西的珊瑚、水巖壩，栗木等礦床；柿竹園礦田和瑤崗仙礦床中的含鎢石英脈還穿入夕卡巖中；由此可見，含鎢石英脈如同通常所見的巖脈那樣，不論圍巖是易于交代的碳酸鹽層，還是不易交代的鋁硅酸鹽巖石，成礦方式都是充填作用，礦體與圍巖的界線都是清楚截然的。

2 地層圍巖對華南脈狀鎢礦床形成和分布的制約作用

2.1 成礦貌似受地層制約，實(shí)則受礦源層地球化學(xué)分區(qū)制約的觀點(diǎn)

盡管對于成礦流體究竟是來源于成礦巖體本身，還是與成礦巖體同源的深部巖漿房[12]？成礦母巖是黑云母花崗巖，還是白云母花崗巖[15-16]？成礦流體是熱水溶液還是巖漿-熱液過渡性流體[17-22]等諸多問題一直存在爭議，但迄今為止礦床學(xué)界幾乎一致認(rèn)為華南脈狀鎢礦床是以熱流體充填作用為主形成的鎢礦床，是由巖漿分異作用（包括分離結(jié)晶作用、射氣分異作用，或尚有熔離作用[23-26]，以及與分異作用有關(guān)的巖漿晚期或巖漿期后流體的蝕變作用和流體-熔體相互作用）造就的含礦熱流體充填在圍巖裂隙中形成的[26-30]。徐克勤等[10]將華南鎢礦的成礦過程概述為：鎢異常區(qū)（上地幔富鎢區(qū)）→地槽堆積（火山作用和外生作用）→多時代鎢的礦源層→多旋迴花崗巖→有利的構(gòu)造部位→含礦巖體（交代蝕變作用）→工業(yè)礦體。

盡管目前對脈狀鎢礦床中黑鎢礦的沉淀機(jī)制爭議較多，主要包括：自然冷卻[31-34]；CO2逸出導(dǎo)致的流體不混溶[35-36]；流體混合[37]；沸騰[38-39]；流體不混溶與自然冷卻[22]等；但通常認(rèn)為，脈側(cè)圍巖蝕變帶寬度都較窄，一般僅幾～十幾厘米[5，11，40-41]，水-巖相互作用不在黑鎢礦沉淀的有效機(jī)制之列[37]或者是次要的[22]。

因此，對于華南脈狀鎢礦床的分布和物質(zhì)組成與地層圍巖之間的密切關(guān)系，一般認(rèn)為“礦源層地球化學(xué)分區(qū)的制約性應(yīng)該是最根本的原因”，鎢的礦化富集經(jīng)歷了“含礦層或礦源層（震旦-寒武系WO3平均豐度為0.004%）→含礦巖漿（分熔后形成的高侵位的含礦巖株或巖瘤，WO3平均豐度為0.01%左右）→含礦熱液（受構(gòu)造進(jìn)一步演化的含鎢石英脈，WO3平均豐度一般在千分之幾以上）等三個演化發(fā)展階段”[6，11]。也就是說，成礦物質(zhì)的直接來源是巖漿（流體），脈側(cè)圍巖雖然具有較高的成礦元素含量（也可能主要是后期礦化作用疊加的），但并沒有直接參與成礦，不可能對成礦產(chǎn)生直接制約作用。

2.2 成礦受地層的物質(zhì)成分和物理化學(xué)性質(zhì)制約的觀點(diǎn)

雖然上述充填成因認(rèn)識比較統(tǒng)一，但也并非沒有不同觀點(diǎn)。例如，劉夢庚[42]認(rèn)為除充填外，沿裂隙帶的改造交代圍巖對脈狀鎢礦床的形成發(fā)揮了重要作用：“交代圍巖（花崗巖或砂板巖）的物質(zhì)組分顯然參與脈的形成活動，轉(zhuǎn)化為脈體各種礦物的組成成分”，并結(jié)合礦脈中含有大量交代殘余的圍巖組構(gòu)的現(xiàn)象，認(rèn)為“含鎢石英脈是脈壁圍巖進(jìn)一步被交代，成熟度不斷提高，石英不斷凈化的結(jié)果”。

還有觀點(diǎn)認(rèn)為石英脈型鎢礦圍巖的物理化學(xué)性質(zhì)對鎢礦的形成起著重要作用。陸源碎屑巖類，由于化學(xué)性質(zhì)不活潑，不容易與成礦流體發(fā)生交代作用，而且物理性質(zhì)較脆，易產(chǎn)生裂隙，因而有利于形成脈狀礦床，成礦溶液沿圍巖裂隙運(yùn)移過程中從圍巖攫取一部分元素（如鈣、鐵、錳等），它們可以使成礦溶液中攜帶的鎢絡(luò)合物產(chǎn)生解聚作用而沉淀[7]。

3 問題與展望

3.1 地層圍巖對脈狀鎢礦床的成礦控制作用相關(guān)問題評述

由以上文獻(xiàn)綜述可見，盡管目前對華南脈狀鎢礦床的成因仍然不是十分清楚，對其形成過程和機(jī)制還存在諸多爭議，但前人的研究成果足以就地層圍巖與脈狀鎢礦床成礦關(guān)系的某些基本問題作出清晰判斷，當(dāng)然也還存在明顯不足，評述如下：

（1）有關(guān)脈狀鎢礦床分布的高度地域性問題。正如Lecumberri-Sanchez等[3]所言，與鎢成礦有關(guān)的殼（淺）源還原性花崗巖在全球范圍內(nèi)廣布，但脈狀鎢礦床僅在世界上極少數(shù)國家和地區(qū)集中分布。這反映脈狀鎢礦床成礦條件苛刻，世界上完全具備這種苛刻條件的地區(qū)寥若晨星，而我國華南地區(qū)即為個中翹楚。華南脈狀鎢礦床的成礦條件是一定大地構(gòu)造背景及其動力作用下形成的巖漿-構(gòu)造-圍巖的有機(jī)耦合系統(tǒng)。

首先，我國華南地區(qū)盛產(chǎn)鎢，歸根結(jié)底，可能是受上地幔富鎢區(qū)控制。無論在地球的表層，還是在地球內(nèi)部，元素的空間分布均具有顯著的不均勻性，這是決定金屬成礦省及大型、巨型礦集區(qū)存在的根本原因。華南產(chǎn)鎢區(qū)內(nèi)基性、超基性巖的鎢豐度遠(yuǎn)高于同類巖石的平均含鎢量，也明顯高于鮮有鎢礦分布的鄰區(qū)內(nèi)同類巖石的含鎢量，這表明華南產(chǎn)鎢區(qū)的上地幔富鎢；華南產(chǎn)鎢區(qū)所謂的礦源層巖石中以富含陸源碎屑和深源火山物質(zhì)的巖石的鎢含量較高，震旦-寒武系“礦源層”在褶皺隆起以后遭受剝蝕，在鄰近的海西-印支構(gòu)造層的下部形成了泥盆系“礦源層”，反映“礦源層”之間具有明顯的繼承關(guān)系，據(jù)此推測華南“鎢礦源層”的形成也與上地幔富鎢有關(guān)[6-7，10]。由于上幔富鎢，通過火山作用、風(fēng)化作用、沉積分異作用才使成礦花崗巖的源區(qū)富鎢[10，43]，又通過多旋迴的花崗巖形成作用使得鎢到燕山期高度富集起來[10]。這樣，經(jīng)過漫長的地質(zhì)歷史演化，得以形成具有全球意義的鎢的地球化學(xué)場，這個巨大的地球化學(xué)場是由地幔物質(zhì)的非均勻性引起的[7]。

其次，花崗巖類的多次熔融，是鎢在成礦花崗巖中極度富集的重要機(jī)制。即便是由富鎢的沉積巖重熔形成的花崗巖漿也難于形成具有工業(yè)意義的鎢礦床，因?yàn)槌傻V花崗巖中的鎢一般比地殼克拉克值高幾倍到十幾倍，每一次熱熔作用，特別是地槽發(fā)展階段部分熔融程度很大的熔融作用形成的花崗巖類巖漿，很難使鎢富集到這種極度[26]。因此，在我國華南地區(qū)只有燕山期典型的多旋迴重熔分異型花崗巖漿才能形成有重大經(jīng)濟(jì)意義的鎢礦床[5]。

第三，充分、完善的分異作用是多旋迴重熔分異型花崗巖體成礦的必要條件。多旋迴重熔分異型花崗巖體能否成礦還取決于其演化程度[44-45]。與國外典型S型、I型和A型花崗巖相比，我國華南燕山期花崗巖總體上具有高分異的特殊性[46-47]。縱然如此，也只有其中經(jīng)歷了充分、完善的分異作用的那部分花崗巖體才能形成具較大經(jīng)濟(jì)意義的鎢礦床，而充分完善的分異作用除原始巖漿應(yīng)含有較豐富的揮發(fā)組分外，還需要有利的構(gòu)造條件和圍巖條件的配合[26]，這就導(dǎo)致脈狀鎢礦床僅在巖漿-構(gòu)造-圍巖有機(jī)耦合的少數(shù)地區(qū)及其局部區(qū)域集中分布，而其他地區(qū)雖有類似花崗巖分布，卻少有具工業(yè)意義的礦床產(chǎn)出。

最后，多旋迴構(gòu)造運(yùn)動是達(dá)成巖漿-構(gòu)造-圍巖有機(jī)耦合的動力。多旋迴巖漿的形成與演化，以及構(gòu)造和圍巖條件的配合都需要動力。華南褶皺帶受古亞洲構(gòu)造體系、特提斯-喜馬拉雅構(gòu)造體系和濱太平洋構(gòu)造體系的影響，斷裂構(gòu)造極其發(fā)育（主要有東西向、南北向、北西向和北東向），特別是瀕太平洋的北東向構(gòu)造最為顯著。它們對深部物質(zhì)的重熔有誘發(fā)作用，對巖漿的上升和展布有導(dǎo)、控作用，是華南褶皺帶及其巖漿巖發(fā)展演化的動力[5]，它們也是聯(lián)系含礦巖漿與有利圍巖的橋梁，以及促使含礦裂隙系統(tǒng)在有利圍巖中形成和發(fā)展演化的動力。

表1 華南淺源系列鎢礦床成礦概率統(tǒng)計(jì)表Tab.1 Statistical table of metallogenic probability of shallow source tungsten deposits in southern China

（2）華南脈狀鎢礦床受鎢豐度值高的地層控制的問題。如上文所述，一般認(rèn)為，脈狀鎢礦床屬巖漿熱流體充填成因。雖然華南脈鎢礦床賦存在W元素相對富集的層位，但這很可能是后期礦化疊加作用所致[5，8]，與其說是因?yàn)榈貙訃鷰r的鎢豐度高導(dǎo)致區(qū)內(nèi)脈狀鎢礦床叢生，不如說是因?yàn)閰^(qū)內(nèi)脈狀鎢礦床叢生導(dǎo)致賦礦地層的鎢豐度值升高了。因此賦礦圍巖不一定具備為成礦提供主要鎢的能力[12]。成礦花崗巖發(fā)生了鎢的極度富集，通常比賦礦圍巖高出約一個數(shù)量級，更有可能為成礦提供鎢[6，11]。氫、氧同位素研究表明，華南脈狀鎢礦床主成礦階段流體以巖漿水為主[37，48-52]；單個流體包裹體成分分析表明葡萄牙帕納什凱拉（Panasqueira）脈狀鎢礦床主成礦階段流體中鎢含量達(dá)1×10-6～70×10-6，足以為成礦提供所需的鎢[3]。因此，脈狀鎢礦床成礦所需的鎢主要為巖漿來源已基本達(dá)成共識，那么鎢豐度值高的地層圍巖自然不是脈狀鎢礦床產(chǎn)出的必要條件。因此，在我國華南地區(qū)可能并不存在由同生陸源沉積形成的鎢礦源層，地層的賦礦強(qiáng)度與其原始含鎢量并無直接關(guān)系，而是主要取決于其在成礦時期與成礦花崗巖侵入體之間的空間位置關(guān)系[12]。華南加里東褶皺帶震旦紀(jì)及寒武紀(jì)地層賦存的礦床數(shù)量最多，所占的儲量最大，這是因?yàn)槠渌幍纳疃任恢糜欣?，致使侵入這2個世代地層中的淺源花崗巖體數(shù)量最多，占總巖體數(shù)的62.2%（表1）。如果用某地層中礦床（點(diǎn)）數(shù)占比除以侵入該地層的巖體數(shù)占比，作為侵入該地層中的巖體成礦概率系數(shù)，用以衡量成礦概率的高低，計(jì)算結(jié)果（表1）顯示，雖然震旦系中巖體形成脈狀鎢礦床（主要賦存于碎屑巖中）的概率系數(shù)較高，為2.2，但遠(yuǎn)不如賦礦最少的中生代地層中的巖體成礦概率系數(shù)（達(dá)到7）高，因?yàn)榍秩胫猩貙又械膸r體數(shù)屈指可數(shù)；相反，侵入寒武系中的巖體成礦概率系數(shù)很低，只有0.5，但因?yàn)榍秩牒湎抵械膸r體數(shù)量最多，幾乎占總巖體數(shù)的一半，因此寒武系中賦含的礦床（點(diǎn)）數(shù)量也多。不過，雖然華南加里東褶皺帶震旦系及寒武系賦礦強(qiáng)度高與其較高的鎢豐度值并無直接關(guān)系，但震旦系及寒武系，甚至包括泥盆系，具有較高的鎢豐度值卻有其必然性。這是因?yàn)楸M管成礦巖體含鎢量高可能主要與其高度分異，及相關(guān)花崗巖類的多次熔融有關(guān)，但也要求其源區(qū)鎢豐度值高。據(jù)國外最新觀點(diǎn)，由強(qiáng)烈的化學(xué)風(fēng)化作用導(dǎo)致的地殼源區(qū)變沉積巖中W（-Sn）的預(yù)富集是含鎢（錫）花崗巖形成的前提條件[43]。全巖或副礦物的同位素、稀土和微量元素研究表明，鎢成礦花崗巖為高分異殼源花崗巖，起源于中或上部地殼變泥質(zhì)巖石的部分熔融，無或僅有少量地幔物質(zhì)加入[46-47，53-55]，其沉積巖源區(qū)即使不是震旦系和寒武系本身，也與它們有著密切的繼承演化關(guān)系[10-11]，而且它們往往代表礦區(qū)出露的最老地層，與成礦花崗巖源區(qū)巖石在成巖時間上間隔最小，層位最為靠近，繼承關(guān)系最為密切，成巖環(huán)境和巖性也可能最為相近，因此成礦花崗巖源區(qū)鎢豐度高，震旦系和寒武系的鎢豐度也必然較高。

（3）存在的主要問題。如上所述，脈狀鎢礦床成礦所需的鎢主要為巖漿來源已基本達(dá)成共識；然而，黑鎢礦形成所需的Fe、Mn，以及（云母）石英脈形成所需的SiO2、Al2O3是主要來自巖漿流體，還是主要來自圍巖？這方面的研究很薄弱。因此，目前在地層圍巖與脈狀鎢礦床成礦關(guān)系問題上憑借已有研究文獻(xiàn)資料最難于決斷，最值得關(guān)注的問題是：脈狀鎢礦床的產(chǎn)出是否受地層圍巖的巖性制約？地層圍巖的物質(zhì)成分是否參與了礦脈的形成？概括起來，大體存在以下3種觀點(diǎn)：

多數(shù)研究者認(rèn)為，華南脈狀鎢礦床的產(chǎn)出受圍巖的物理化學(xué)性質(zhì)制約，但地層圍巖的物質(zhì)成分基本沒有參與礦脈的形成。如上文所述，在華南地區(qū)，除盛產(chǎn)石英脈狀黑鎢礦床外，還同時產(chǎn)出的另一種特別重要的鎢礦床類型，即夕卡巖型。一般認(rèn)為，二者的成礦流體來源、成分和性質(zhì)相同或相似，當(dāng)圍巖為碳酸鹽巖時，成礦流體交代圍巖形成夕卡巖礦床，當(dāng)圍巖為（淺變質(zhì)）碎屑巖時，成礦流體充填圍巖裂隙形成脈狀鎢礦床[14，45，53]。按這一觀點(diǎn)，之所以是脈狀鎢礦床，而不是夕卡巖型鎢礦床，在華南加里東褶皺帶中大量產(chǎn)出，完全是由該構(gòu)造帶出露地層的巖性及其化學(xué)性質(zhì)決定的。該構(gòu)造帶出露地層以震旦-寒武系淺變質(zhì)碎屑巖為主，其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不易被成礦流體交代，而其物理性質(zhì)較脆，易產(chǎn)生裂隙，因而有利于形成脈狀礦床。通常認(rèn)為，脈側(cè)圍巖蝕變帶寬度都較窄，一般僅幾到十幾厘米[5，11，40-41]，因而認(rèn)為水-巖反應(yīng)對成礦的作用不大，圍巖的物質(zhì)成分基本沒有參與礦脈的形成。

另一種觀點(diǎn)是，華南脈狀鎢礦床的產(chǎn)出不受圍巖的性質(zhì)影響，圍巖成分也沒有參與礦脈的形成。此觀點(diǎn)倡導(dǎo)者認(rèn)為，含鎢石英脈如同通常所見的巖脈那樣，不論圍巖是易于交代的硅酸鹽層，還是不易交代的鋁硅酸鹽巖石，脈側(cè)圍巖蝕變帶的寬度都很窄，成礦方式都是充填作用，圍巖成分沒有參與礦脈的形成[5]。這種觀點(diǎn)得到少數(shù)產(chǎn)于石灰?guī)r中的脈狀黑鎢礦礦床[56]的有力支持。

此外，也不乏有學(xué)者認(rèn)為圍巖的物質(zhì)成分明顯參與了礦脈的形成。如上文所述，脈狀鎢礦床的圍巖類型和成分對礦脈中礦石礦物和脈石礦物的類型和含量都有重要影響，成礦溶液沿圍巖裂隙運(yùn)移過程中可能從圍巖攫取部分鐵、錳、鈣等成礦輔助元素。產(chǎn)于淺變質(zhì)砂巖-板巖中的含鎢石英脈常發(fā)育脈壁梳狀云母鑲邊，而產(chǎn)在花崗巖中的礦脈兩旁一般不發(fā)育梳狀云母邊和云母線（細(xì)）脈；胡受奚等[27]指出，在顯微鏡下可以看到脈壁梳狀云母的“根”是在圍巖中的，即圍巖中明顯伴隨淺色云母化，不同的是“根部”云母的片較小，排列無一定方向。他們據(jù)此認(rèn)為，形成云母的Al2O3主要是由泥質(zhì)巖石供應(yīng)的。如上文所述，劉夢庚[42]也認(rèn)為，除充填外，沿裂隙帶的改造交代圍巖對脈狀鎢礦床的形成發(fā)揮了重要作用；指出：“交代圍巖（花崗巖或砂板巖）的物質(zhì)組分顯然參與脈的形成活動，轉(zhuǎn)化為脈體各種礦物的組成成分”，并結(jié)合礦脈中含有大量交代殘余的圍巖組構(gòu)的現(xiàn)象，認(rèn)為“含鎢石英脈是脈壁圍巖進(jìn)一步被交代，成熟度不斷提高，石英不斷凈化的結(jié)果”。國外最新研究成果也表明成礦流體與地層圍巖之間的水-巖相互作用對脈狀鎢礦床的形成起著重要或決定性作用[3，57-58]。

3.2 研究方向展望

鑒于還存在上述重大爭議，結(jié)合國外脈狀鎢礦床的最新研究進(jìn)展，筆者認(rèn)為以下問題值得深入思考和研究：

（1）Fe、Mn來源問題。以往在談到脈狀鎢礦床成礦物質(zhì)（金屬）來源的時候，通常指主元素W，及Sn、Mo、Bi、Be等共（伴）生金屬元素，很少提及 Fe、Mn的來源。然而，鎢成礦與大多數(shù)金屬成礦不同，黑鎢礦和白鎢礦是鎢的主要工業(yè)礦物，其形成除需要W元素外，還需要Fe、Mn、Ca等輔助金屬元素參與。尤其值得注意的是，F(xiàn)e、Ca等元素與W、Sn等成礦元素在地球化學(xué)性質(zhì)上截然不同，前者屬于相容元素，在高度演化的富W、Sn巖漿及其出溶的熱液中趨于貧化[9，45，59-60]，而且正如 Eugster[61]所言，從黑鎢礦的沉淀性判斷，F(xiàn)eWO4和MnWO4的溶解度相當(dāng)小，因此除非存在很大的溫度梯度或流體混合，我們不能指望H2WO4和FeCl2或MnCl2在同一溶液中遷移。Lecumberri-Sanchez等[3]也已初步證實(shí)W成礦流體貧Fe，因而認(rèn)為脈狀鎢礦床形成需要外來的Fe、Mn。因此，筆者認(rèn)為Lecumberri-Sanchez等[3]所主張的脈狀鎢礦床成礦所需的Fe、Mn來自賦礦圍巖的觀點(diǎn)不無道理，F(xiàn)e、Mn來源和W的來源一樣，可能是制約礦脈中黑鎢礦砂包形成和分布的另一主要控制因素。關(guān)于這個問題的研究可以從以下兩個方面著手：一方面是借助單個流體包裹體的LA-ICP-MS成分分析技術(shù)，加強(qiáng)成礦流體中Fe、Mn、W含量及相關(guān)關(guān)系研究；另一方面，應(yīng)用巖相學(xué)、礦相學(xué)及各種化學(xué)和微區(qū)分析方法，加強(qiáng)賦礦圍巖中Fe、Mn的含量、分布、存在形式及其在構(gòu)造應(yīng)力、巖漿熱力和流體的作用下所表現(xiàn)出的地球化學(xué)行為等方面的研究，重點(diǎn)探討黑鎢礦中Fe、Mn比值與圍巖中Fe、Mn相對含量之間是否存在必然聯(lián)系，以及在構(gòu)造應(yīng)力、巖漿熱力和流體的作用下圍巖中的Fe、Mn是否可能向裂隙破碎帶轉(zhuǎn)移等問題。

（2）水-巖相互作用對成礦所起的作用問題。如果華南脈狀鎢礦床成礦所需的Fe、Mn的確來自賦礦圍巖，其途徑必定是水-巖相互作用[3，57-58，61]。淺變質(zhì)砂巖和板巖的化學(xué)性質(zhì)可能并非通常認(rèn)為的那樣穩(wěn)定，脈側(cè)圍巖蝕變帶寬度較窄可能只是反映圍巖滲透性差[40，62]，這還有利于成礦流體沿構(gòu)造裂隙遷移和富集成礦[62]。更為關(guān)鍵的問題是，脈狀鎢礦床賦礦圍巖通常為泥質(zhì)成分較高的砂泥質(zhì)巖石，那么在成礦深度范圍內(nèi)，在構(gòu)造應(yīng)力或流體壓力的作用下，這種砂泥質(zhì)巖石是以形成寬大的裂隙為主，還是形成破碎裂隙帶為主？裂隙被Fe、Mn質(zhì)礦物、圍巖碎屑和角礫充填的程度如何？如果是形成破碎裂隙帶為主，裂隙被Fe、Mn質(zhì)礦物、圍巖碎屑和角礫充填的程度高，那么成礦流體可以通過與破碎裂隙化巖石或者裂隙內(nèi)充填的Fe、Mn質(zhì)礦物、圍巖碎屑和角礫發(fā)生水-巖反應(yīng)獲得Fe、Mn。因此，一方面，需要加強(qiáng)賦礦層位內(nèi)未成礦（巖漿流體充填弱或無充填）裂隙破碎帶的物質(zhì)成分和結(jié)構(gòu)構(gòu)造研究，旨在分析研究裂隙破碎帶可否提供成礦所需的Fe、Mn；另一方面，需要加強(qiáng)礦脈及其蝕變圍巖的礦相學(xué)、巖相學(xué)以及質(zhì)量平衡研究，深入研究水-巖相互作用特征及其成礦意義。