廣西珊瑚鎢錫礦床成礦條件及深部找礦潛力分析

陶明榮，黃玉恩，王本達(dá)

（1.中國有色桂林礦產(chǎn)地質(zhì)研究院有限公司，廣西 桂林 541004；2.廣西桂華成有限責(zé)任公司，廣西 賀州 542800）

鎢是國民經(jīng)濟(jì)和現(xiàn)在國防不可替代的基礎(chǔ)材料和戰(zhàn)略資源，其用途涉及冶金、機(jī)械、軍工、航天等各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域，被列為我國保護(hù)性開采的特定礦種。廣西主要鎢礦床有石英脈型鎢礦、花崗巖型鎢礦、矽卡巖型鎢礦、云英巖型鎢礦5種類型，鎢資源潛力大，是廣西的優(yōu)勢(shì)礦產(chǎn)。珊瑚鎢錫礦床是南嶺鎢錫成礦帶內(nèi)典型的熱液石英脈型礦床之一，其礦產(chǎn)資源豐富，累計(jì)勘查探獲固體礦產(chǎn)資源WO3金屬量達(dá)20萬噸、Sn金屬量達(dá)6萬噸，是我國重要的鎢錫礦資源產(chǎn)地。

前人對(duì)珊瑚礦床進(jìn)行了大量研究，在成礦規(guī)律、構(gòu)造環(huán)境、成礦年代、流體特征、找礦勘查等取得重要成果[1-8]。本文通過對(duì)珊瑚鎢錫礦床區(qū)域構(gòu)造環(huán)境、賦礦圍巖巖性、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)與成礦作用關(guān)系、巖體與礦床分帶關(guān)系進(jìn)行總結(jié)，結(jié)合近年找礦勘查和研究成果，從脈組分布規(guī)律和控制情況、隱伏巖體與礦床成因關(guān)系、蝕變巖型鎢（錫）礦體的發(fā)現(xiàn)等分析礦床深部找礦潛力，以期為下一步找礦勘查和綜合研究提供參考。

1 區(qū)域成礦條件

珊瑚鎢錫礦位于揚(yáng)子陸塊與華夏板塊結(jié)合部位的桂東北富賀鐘鎢錫礦集區(qū)內(nèi)，為南嶺鎢錫成礦帶上的典型礦床之一。富賀鐘礦集區(qū)地處南嶺東西向構(gòu)造帶與湘南-桂北北北東向構(gòu)造帶交匯部位的次級(jí)構(gòu)造單元桂東北坳陷的中部（圖1），受區(qū)域深部構(gòu)造帶的控制。富賀鐘地區(qū)深部區(qū)域構(gòu)造由北、南部兩條東西向隆起帶和中部的北西向坳陷帶組成，鎢錫成礦帶沿坳陷帶的邊緣呈北西向展布，珊瑚鎢錫礦床產(chǎn)于南部隆起帶和中部坳陷帶邊緣接觸部位（圖2）。

圖1 富賀鐘地區(qū)大地構(gòu)造及鎢錫礦產(chǎn)分布略圖[9]

圖2 富賀鐘地區(qū)深部構(gòu)造及其與鎢錫礦化關(guān)系圖

區(qū)內(nèi)主礦化帶位于八步嶺背斜東翼，主要賦礦地層為泥盆系中、下統(tǒng)（圖3）。賦礦圍巖巖性的變化及區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場的變化制約了控礦構(gòu)造的發(fā)育與演化。根據(jù)巖性特征，賦礦地層從下到上大致可分為三個(gè)巖性段：下部中～厚層狀砂巖；中部泥質(zhì)巖、頁巖夾薄層狀粉砂巖；上部中～厚層狀碳酸鹽巖。從巖石變形性質(zhì)分析，上下兩段均為相對(duì)較硬、或彈性地段，中間以泥質(zhì)巖為主的巖層段較軟，為變形相對(duì)較大的可塑性地段（圖4）。

圖3 珊瑚鎢錫礦田地質(zhì)略圖[9]

圖4 珊瑚礦已知主要賦礦層位巖性變化柱狀示意圖

在礦區(qū)范圍沿地層走向或傾向，上下兩套較硬巖性段地層的產(chǎn)狀變化有限，整體為近南北走向，平緩向東傾沒的單斜，傾角20°～30°。夾在其中的柔性巖層表現(xiàn)出明顯有別于上下兩段地層的產(chǎn)狀變化，出現(xiàn)由層滑作用導(dǎo)致的波狀起伏，并在主礦帶形成一系列軸線呈北東向延展并順層傾伏的雁行式小褶皺。礦區(qū)已發(fā)現(xiàn)的主要工業(yè)礦脈多限于這一地段。近期深部鉆探在礦帶中部那高嶺組上下段間和北部蓮花山組頂部分別發(fā)現(xiàn)似層狀白鎢礦礦化和含錫類云英巖化帶，為深部找礦提供了新的線索。

除巖性力學(xué)性質(zhì)對(duì)構(gòu)造裂隙的發(fā)育有直接影響，巖性化學(xué)性質(zhì)的變化對(duì)含礦流體的演化也進(jìn)行限制。下部碎屑巖建造夾有的局部鈣質(zhì)巖性對(duì)經(jīng)過流體的變化影響并不大，但上覆厚層碳酸鹽地層的存在，其地球化學(xué)障性質(zhì)促成流體組分發(fā)生變化，保障了成礦元素在下伏碎屑巖建造中已存在的破碎帶形成含礦脈系。

珊瑚礦田的構(gòu)造總體上是由以發(fā)育東西向緊密褶皺與斷裂的寒武系深部基底與以發(fā)育近南北向?qū)捑忨薨櫦按嘈詳嗔褳橹黧w的泥盆、石炭系淺部蓋層兩部分組成。深部近南北向基底斷裂制約著區(qū)域巖漿的侵入活動(dòng)，而淺部的近北東、北北東向兩組主要斷裂構(gòu)造呈格架狀展布，是礦田的主要控礦構(gòu)造。

珊瑚礦田經(jīng)歷了加里東、海西-印支、燕山及喜馬拉雅等多次地殼構(gòu)造運(yùn)動(dòng)作用。加里東運(yùn)動(dòng)使地槽封閉而進(jìn)入地臺(tái)階段，基底巖系被褶皺成古緯向構(gòu)造，印支運(yùn)動(dòng)結(jié)束了海相沉積，本區(qū)轉(zhuǎn)入地臺(tái)活化階段，并使蓋層緯向、經(jīng)向弧形及北東-北北東向構(gòu)造相繼產(chǎn)生[10]。燕山運(yùn)動(dòng)改造了前期形成的北東-北北東向構(gòu)造、形成含礦剪切裂隙及后期的北西向構(gòu)造帶，是本區(qū)主要的成巖成礦階段。喜馬拉雅期以上隆剝蝕為主，并有砂錫礦堆積。印支運(yùn)動(dòng)、燕山運(yùn)動(dòng)是礦區(qū)構(gòu)造演化過程中與成礦作用關(guān)系最為密切。

（1）印支期北東-北北東向構(gòu)造對(duì)地層的改造作用。礦區(qū)在印支運(yùn)動(dòng)晚期受NW-SE向擠壓作用下形成F1、F3斷裂、F31等逆沖斷裂構(gòu)造和北東-北北東背向斜，其中F1與珊瑚鎢錫礦成礦最為密切。F1位于礦床的東側(cè)，延伸超過4km，走向20°～40°，傾向SE，傾角45°～70°，主斷裂帶寬一般20m～50m。F1斷裂上盤巖性為灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r，下盤巖性為頁巖、泥質(zhì)粉砂巖互層，為“上硬下軟”的巖性構(gòu)式，下盤在F1逆沖過程中形成與垂直F1的次生裂隙，后期演化為緩北西組礦脈的賦礦斷裂（圖5）。

圖5 珊瑚礦田F1逆沖示意圖

（2）燕山運(yùn)動(dòng)基底斷裂的控巖控礦作用。揚(yáng)子板塊與華夏板塊在印支末期至燕山期發(fā)生強(qiáng)烈碰撞，形成東西走向的基底斷裂，基底斷裂在燕山期活動(dòng)加劇，巖漿沿?cái)嗔汛笠?guī)模侵入，最后形成鹽田嶺巖體、花山-姑婆山巖體等。在珊瑚礦區(qū)底部發(fā)育有東西走向的基底斷裂，是隱伏巖體入侵的關(guān)鍵。以氣體為主的早期熱液在巖漿活動(dòng)早期沿著導(dǎo)礦構(gòu)造進(jìn)入、充填在緩北西組裂隙中形成云母-螢石-石英細(xì)脈。

隨著礦區(qū)剪切力作用進(jìn)一步加強(qiáng)，當(dāng)該剪切力超越了F1斷裂最大承載力，使得F1上下盤沿走向發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。在上下盤相對(duì)運(yùn)動(dòng)過程中，下盤所受剪切作用進(jìn)一步加強(qiáng)，前期形成的最大應(yīng)力面破裂張開，形成一系列陡傾斜的張扭性裂隙，導(dǎo)礦構(gòu)造重新聯(lián)通，含礦巖漿熱液充填裂隙中形成南東陡傾的礦脈組（圖6）。

圖6 珊瑚鎢錫礦床成礦構(gòu)造演化圖

（3）成礦階段剪切作用的脈動(dòng)對(duì)含礦裂隙的進(jìn)一步改造。剪切作用的脈動(dòng)對(duì)含礦斷裂的改造作是通過礦脈的韻律結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出來的。在珊瑚鎢錫礦床中，礦脈的韻律結(jié)構(gòu)在大脈中均有所顯示。剪切力的脈動(dòng)驅(qū)動(dòng)含礦裂隙重新張開，成礦熱液進(jìn)入裂隙中富集、改造早期鎢錫礦體。礦脈具多層石英礦物的韻律層，可見礦區(qū)發(fā)生了多次剪切作用力的脈動(dòng)。礦區(qū)在成礦后期受北西向應(yīng)力場的影響，形成北西向斷裂，將早期礦脈錯(cuò)斷。喜馬拉雅期礦區(qū)抬升，礦脈受剝蝕作用形成砂錫礦床。

礦田內(nèi)僅出露的巖漿巖為鹽田嶺花崗巖體，該巖體呈巖株?duì)?，出露于礦田西部葫蘆嶺背斜的南翼，距長營嶺礦床約4km，地表出露面積約0.16km2。構(gòu)造上屬SN向及EW向斷裂的控制，同似層狀錫多金屬硫化物礦床有著時(shí)間、空間和成因上的聯(lián)系。地球物理資料顯示在長營嶺深部存在隱伏巖體[11]，在構(gòu)造上受NE向斷裂的控制。珊瑚礦床是一個(gè)與隱伏巖體密切相關(guān)并受其他因素控制的礦床，自東向西、自下而上分布有鎢錫石英脈-鎢銻螢石石英脈-含鎢石英角礫巖脈。

2 礦床地質(zhì)特征

礦區(qū)出露地層除第四系外，全部為泥盆系。泥盆系早期為陸相和濱海相的紫紅色碎屑沉積，晚期為穩(wěn)定的淺海相碳酸鹽沉積，總厚1160m～1367m。出露地層主要為泥盆系下統(tǒng)蓮花山組、那高嶺組上下段和中統(tǒng)信都組上下段，中統(tǒng)東崗嶺組出露較少，上統(tǒng)榴江組僅在礦區(qū)選廠處石灰山頂可見。

受區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，珊瑚礦區(qū)的主構(gòu)造線方向以NNE向?yàn)橹?，NW向、NE向次之。地層變形受巖性制約，主體以發(fā)育寬緩背斜（穹窿）和斷裂褶皺為特征。長營嶺地段的那高嶺組與信都組的富泥質(zhì)巖層出現(xiàn)因?qū)踊@曲導(dǎo)致的順層小褶皺群。

根據(jù)區(qū)內(nèi)構(gòu)造分布特征，以北東向的F1和F3為界，將礦田劃分東部南北向褶皺帶、中部北東向擠壓帶、西部東西向褶皺帶。珊瑚礦床產(chǎn)于中部NE向擠壓構(gòu)造帶，嚴(yán)格受F1和F3斷裂帶的控制。

中部北東向擠壓帶位于F1和F3之間的狹長地帶，斷裂發(fā)育，構(gòu)造線方向主要為NNE向，次為NW向，NNE向和NW向兩組斷裂構(gòu)造交叉，構(gòu)成菱形格狀斷裂構(gòu)造體系，與成礦關(guān)系密切。褶皺以北北東向的八步嶺背斜為主體。

區(qū)內(nèi)無巖漿巖出露。但物探異常顯示深部1400m以下有隱伏巖體存在。

礦區(qū)主要圍巖蝕變類型有云英巖化、電氣石化、硅化和碳酸鹽化，其次部分地段有弱綠泥石化-綠簾石化，灰?guī)r夾層偶見有透閃石化；礦床深部石英砂巖則出現(xiàn)重結(jié)晶現(xiàn)象。受礦脈熱液化學(xué)成分、脈幅的大小及圍巖化學(xué)惰性等影響，蝕變影響范圍較窄，一般限于幾厘米至幾十厘米之間。

珊瑚鎢錫礦床礦化面積約2km2，礦帶北東延長2500m，北西方向?qū)?00m～1000m，延深達(dá)1km以上，礦床上部賦存于中泥盆統(tǒng)東崗嶺組灰?guī)r和信都組砂、頁巖內(nèi)，下部延深至那高嶺組頁巖和蓮花山組砂、頁巖中。受北東向擠壓構(gòu)造帶控制，礦脈充填于走向北北東、傾向南東和北西的剪切裂隙中。礦床中礦脈產(chǎn)狀走向以北北東向?yàn)橹?，少?shù)呈近南北向，傾向和傾角有較大變化，主要有緩北西傾礦脈組和陡南東傾礦脈組。緩北西傾礦脈延長、延深和脈厚較小，多呈幾～十幾厘米細(xì)脈或線脈產(chǎn)出，極少形成工業(yè)礦脈。南東陡傾礦脈呈北東向分組密集平行排列，走向15°～40°，傾向南東，傾角60°～85°，平均傾角68.2°。按礦脈的空間分布位置，由西向東分為七個(gè)脈組，以Ⅱ、Ⅲ和Ⅵ脈組礦脈數(shù)多、規(guī)模大，工業(yè)脈數(shù)量占約礦床礦脈（體）總數(shù)的95%。

全區(qū)共有含鎢錫石英脈830余條，工業(yè)礦體280余條，厚度一般0.1m～0.8m，最大6.14m，平均0.65m，探獲礦石量達(dá)1700萬噸，固體礦產(chǎn)資源WO3金屬量20萬噸、Sn金屬量6.6萬噸，平均品位WO31.14%、Sn0.37%，還伴生有一定數(shù)量的Cu、Zn、Ag。

珊瑚礦床主要工業(yè)礦脈中已發(fā)現(xiàn)各種礦物26種。礦石礦物主要有黑鎢礦、白鎢礦和錫石，少量閃鋅礦、黃鐵礦、毒砂、黃銅礦，微量黝錫礦、磁黃鐵礦、白鐵礦、方鎢礦和輝鉍礦。脈石礦物主要有：石英、白云母、螢石、方解石、白云石，少量磷灰石、氟磷酸鐵錳礦、菱錳礦、綠泥石、自然砷和雄黃等。這些礦物構(gòu)成四種脈中常見礦物共生組合：1、白云母-黃玉-螢石-石英（錫石）；2、黑鎢礦（錫石）-石英；3、黑鎢礦-硫化物-石英；4、白鎢礦-白云石-方解石；

根據(jù)不同礦物組合礦脈的分布與切割關(guān)系，整個(gè)熱液成礦過程展示出四個(gè)成礦階段（圖7）：①早期高溫氣液礦化的云英巖化階段；②主成礦階段的黑鎢礦一石英階段；③富硫化物—石英階段；④反映了晚期較低溫殘液特征的碳酸鹽—白鎢礦階段；

圖7 珊瑚鎢錫礦床礦石礦物組合沿垂深的變化示意圖

礦石結(jié)構(gòu)按成因主要有結(jié)晶結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造主要有塊狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造、晶洞構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、梳狀構(gòu)造、脈狀構(gòu)造、網(wǎng)脈狀構(gòu)造等。

3 深部找礦潛力分析

2007年桂林礦產(chǎn)地質(zhì)研究院完成的全國危機(jī)礦山接替資源勘查珊瑚項(xiàng)目，取得非常好的找礦效果，共獲得新增推斷資源量：WO310.8萬噸、Sn2.6萬噸。珊瑚礦區(qū)Ⅲ、Ⅱ、Ⅵ三個(gè)脈組在剖面上呈側(cè)列狀排列（圖8），所有勘探線均未控制Ⅲ、Ⅱ、Ⅵ脈組傾向延伸。在12勘探線約-400m標(biāo)高處揭露新的8條礦脈，單條脈厚度0.11m～1.45m、WO3品位0.1%～2.37%，其中A77號(hào)脈厚1.45m、WO3品位2.26%，根據(jù)脈組分布規(guī)律，預(yù)測深部存在與Ⅲ、Ⅱ、Ⅵ脈組相平行的新脈組出現(xiàn)。在礦區(qū)ZK3-③孔接近-700m標(biāo)高發(fā)現(xiàn)新的鎢礦化類型，即緩傾斜蝕變巖型鎢礦體，真厚度約10m，WO3平均品位0.195%，Sn品位0.01%，顯示深部具有重大的找礦潛力。

圖8 珊瑚鎢錫礦12-1-15線聯(lián)合地質(zhì)剖面圖

平桂地區(qū)巖漿活動(dòng)十分強(qiáng)烈，印支-燕山期含鎢錫花崗巖廣泛分布，是平桂地區(qū)鎢錫礦床形成的成礦母巖和基礎(chǔ)。位于平桂成礦區(qū)中部的珊瑚礦田出露有鹽田嶺花崗巖，距珊瑚礦床約4km，由相距約300m的兩個(gè)小巖株組成，巖石化學(xué)分析結(jié)果表明，該巖體具有高硅、高Fe、低堿(K、Na)特點(diǎn)，巖石已發(fā)生蝕變（云英巖化），且?guī)r體巖石中W、Sn含量分別高出華南燕山期花崗巖平均值的10.7倍和2.8倍，屬含W、Sn重熔型花崗巖[12、13]，與鎢錫礦形成有密切成因關(guān)系。珊瑚鎢錫石英脈礦床迄今深部尚未揭露隱伏花崗巖，根據(jù)區(qū)域重力和航磁測量成果，推測長營嶺-1200m以下的深部發(fā)育有隱伏含礦花崗巖體。在珊瑚礦區(qū)上部坑道中發(fā)現(xiàn)有富含鎢、錫的長石脈，鉀—?dú)逋凰啬挲g為110.4Ma①，推測是深部隱伏花崗巖體的衍生產(chǎn)物。隱伏巖體頂部及其周邊是形成熱液充填型脈狀鎢錫礦床的有利部位，珊瑚長營嶺主采區(qū)位于推測隱伏花崗巖體頂部，顯示深部有巨大的找礦空間（圖9）。

圖9 長營嶺—八步嶺鎢錫礦成礦模式圖

珊瑚鎢錫礦床的δ34S硫同位素、氫氧同位素表明礦床的原始成礦流體來自巖漿[4、14]，成礦熱液是一個(gè)與巖漿結(jié)晶相關(guān)的、相對(duì)單一、封閉巖漿成礦熱液體系。余勇等利用較精確的鋯石LA-ICP-MS U-Pb法和絹云母Ar-Ar法對(duì)鹽田嶺巖體進(jìn)行了巖體侵位及熱液活動(dòng)年代學(xué)研究，得出鹽田嶺花崗巖鋯石U-Pb加權(quán)平均年齡為106±13Ma，熱液蝕變絹云母Ar-Ar坪年齡為103.6±1.2Ma[15]。利用40Ar-39Ar法對(duì)取自長營嶺礦床上部中段的黑鎢礦-錫石-硫化物-石英脈內(nèi)沿脈壁生長的白云母進(jìn)行了測定，其成礦年齡為100±1Ma[14、16]。云母的Ar/Ar樣品都呈現(xiàn)正常的平坦型年齡譜，不存在坪年齡譜圖的異常，說明樣品自結(jié)晶作用以來保持著封閉體系，后期未受過其它地質(zhì)熱事件的擾動(dòng)，這與從流體包體得到的封閉體系的認(rèn)識(shí)相吻合。測年結(jié)果表明巖體侵位發(fā)生于早白堊世晚期，為姑婆山-花山地區(qū)巖漿演化的末期產(chǎn)物。珊瑚礦田內(nèi)的長營嶺鎢錫礦床為與之相關(guān)的巖漿房最晚期巖漿脈動(dòng)帶來的后期熱液活動(dòng)事件。根據(jù)華南鎢礦總結(jié)規(guī)律，在未揭露到成礦母巖體前，礦區(qū)礦脈的深部延伸就還有進(jìn)一步的找礦的空間。

4 結(jié)論

（1）珊瑚礦床位于富賀鐘鎢錫礦集區(qū)內(nèi)，具有良好的成礦地質(zhì)背景、復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境、頻繁的巖漿活動(dòng)，區(qū)域成礦條件優(yōu)越。

（2）Ⅲ、Ⅱ、Ⅵ脈組深部延伸均未控制，在12勘探線深部揭露出新的8條礦脈，礦床深部可能存在新的隱伏脈組，并在礦區(qū)-700m標(biāo)高發(fā)現(xiàn)緩傾斜蝕變巖型鎢（錫）礦體，顯示深部具有重大的找礦潛力和找礦空間。

（3）前人氫氧、硫同位素和同位素測定顯示，珊瑚鎢錫礦床為桂平地區(qū)巖漿房最晚期巖漿脈動(dòng)帶來的后期熱液活動(dòng)事件，珊瑚長營嶺主采區(qū)位于推測含鎢錫隱伏花崗巖體頂部，深部有巨大的找礦空間。