桂北牛塘界钨矿床成矿地质特征及成因

罗 捷,冯佐海,牛鹏飞,付 伟,康志强,张成龙

(桂林理工大学 a.广西隐伏金属矿产勘查重点实验室;b.地球科学学院,广西 桂林 541004)

桂北牛塘界钨矿床成矿地质特征及成因

罗 捷,冯佐海,牛鹏飞,付 伟,康志强,张成龙

(桂林理工大学 a.广西隐伏金属矿产勘查重点实验室;b.地球科学学院,广西 桂林 541004)

牛塘界钨矿产于桂北越城岭加里东期花岗岩体西南外接触带,矿体呈层状、似层状或透镜状赋存于寒武系清溪组第二段中。矿石类型以矽卡岩型为主,次为石英脉型和花岗岩型,矿石品位以石英脉型较高(w(WO3)>8%); 矿石以交代结构和稀疏浸染状构造为主,矿石矿物有白钨矿、黄铁矿、方铅矿、闪锌矿等。矿石主要矿物形成阶段为区域变质和热变质阶段、矽卡岩阶段、氧化物阶段、石英硫化物阶段及碳酸盐阶段。电子探针显微分析表明:白钨矿的主要组分WO3、CaO含量分别为75.29%～80.04%、18.91%～19. 49%;Mo、 Cu含量与南岭及邻区白钨矿相比偏低(MoO3含量低于检测限, CuO 0～0.03%), 因此本矿床的白钨矿纯度更高。研究认为，牛塘界钨矿成矿物质与花岗岩关系最为密切,矿石铅同位素显示,方铅矿模式年龄为516～608 Ma,成矿物质可能来源于上地壳,矿区矽卡岩为热液蚀变作用的产物,矿石中含有大量热液石英,且白钨矿常与石英、萤石伴生,推测钨的搬运形式为含F-、Cl-等阴离子的络合物。

白钨矿;矿床成因;牛塘界钨矿床;桂北

牛塘界钨矿地处桂北资源和兴安两县交界处,是桂北已知最大的白钨矿床。前人对该矿床的控矿条件及成矿时代等进行了一定程度的研究[1-3],但对该矿床、矿体及矿石特征研究相对薄弱。本文在野外地质调查基础上,结合岩(矿)石微量元素、稀土元素分析及特征矿物电子探针分析等结果,探讨了该矿床成矿物质来源及其矿床成因。

1 矿区地质背景

牛塘界钨矿在大地构造上位处江南造山带西南段的桂北隆起区东部[4-5], 越城岭花岗岩体的西南缘(图1a)。矿区内断层按走向大致分为NNE向(F1、 F2、 F6)、 NE向(F3、 F7)、 NW向(F5、 F8)和近EW向(F4)4组，在平面上构成近于封闭的环状展布(图1b)。 矿区总体位于NNE向越城岭复式背斜的西南倾伏端附近, 矿区内发育数个轴向NNE且平行排列的平缓-开阔次级褶皱。 矿区出露地层主要为寒武系边溪组(∈b)和清溪组(∈q)。矿体主要赋存于清溪组第二段(∈q2)这一特定层位中, 该层位岩性为灰黑色变质泥质粉砂岩、粉砂质绢云板岩夹大理岩或矽卡岩化大理岩。矿区岩浆岩主要为黑云母花岗岩。岩石呈浅灰色,细-中粒结构,块状构造;岩石主要由钾长石、斜长石、石英、黑云母组成;副矿物有锆石、磷灰石、独居石、磁铁矿、电气石、石榴子石、钛铁矿、褐帘石等。最新的年代学研究表明,矿区内花岗岩的年龄为429.6±4.3 Ma[6]和421.8±2.4 Ma[2],白钨矿的Sm-Nd同位素年龄为431±12 Ma[6]和421±24 Ma[2],成岩与成矿年龄在误差范围内基本一致,均为加里东晚期岩浆事件的产物。

图1 牛塘界钨矿矿区地质简图(a、b)及155号勘探线地质剖面图(c)(据文献[7]修编)

2 成矿地质特征

2.1 矿体特征

牛塘界钨矿矿体主要呈层状、似层状和透镜状,走向或倾向上常有分支复合现象,局部见白钨矿石英脉交切矿层。钨矿体由下而上被划分为A、B两个矿组。A矿组产于寒武系清溪组第二段下部,即该段之第一岩性层(∈q2-1),厚度一般60～130 m,岩性为变质泥质粉砂岩、粉砂质绢云板岩,夹1～2层厚1～5 m的大理岩或矽卡岩化大理岩,矿组内有矿层2～3层,各矿层之间距离10～30 m,该矿组工业矿体有28个,矿体平均走向长度60～150 m,平均倾向延伸40～735 m,厚度0.55～8.23 m;B矿组产于寒武系清溪组第二段上部,即该段之第三岩性层(∈q2-3),矿组厚一般50～80 m,岩性组合与A矿组基本相同,产矿层3～4层,各矿层之间距离2～31 m不等,该矿组工业矿体有14个,矿体平均走向长度120～330 m,平均倾向延伸90～480 m,厚度0.35～16.53 m。A、B矿组之间为未被矿化的寒武系清溪组第二段第二岩性层(∈q2-2)(图1c)。两矿组矿体产出特征一致,均顺层产出,矿体(层)产状与围岩产状相协调,总体倾向200°～240°,倾角一般10°～40°。由于受次级褶皱的影响,矿体与围岩发生同步褶皱,风化剥蚀后,矿体在平面上呈现同心环带状分布特征(图1b)。

2.2 矿石特征

根据矿物共生组合的不同,将牛塘界钨矿原生矿石分为以下5种类型。

(1)碳酸盐化硅化矽卡岩型钨矿石:矿石呈灰绿色,硅化、碳酸盐化蚀变强烈(图2a);野外观察可见白钨矿主要呈浸染状或小团窝状分布,多见白钨矿石英小脉或细脉穿插(图2b)。石英不均匀分布,常呈现颜色深浅相间的条带。此类矿石为矿区主要矿石类型,品位较富,WO3含量0.4%～3%,富集处在5%以上。

(2)硅化矽卡岩化粉砂岩型钨矿石:较少见,偶尔出现在富矿体与围岩的过渡带,呈灰至浅灰色,显微鳞片变晶结构。矿石主要由石英、绢云母、绿泥石组成(图2c),含少量方解石、黄铁矿等。白钨矿呈极细脉状或星点状分布于矿石中。矿石品位较低,WO3含量0.1%～0.25%。

(3)硅化矽卡岩化大理岩型钨矿石: 一般呈条带、 团块或透镜体状夹于碳酸盐化硅化矽卡岩型钨矿石中(图2d)。矿石呈暗灰色或白色, 白钨矿呈稀疏浸染状分布,常与方铅矿、 闪锌矿、 黄铁矿等金属矿物相伴。矿石WO3含量0.1%～0.4%。

(4)石英脉型钨矿石: 石英脉长一般几至十几米, 脉幅1～30 cm。白钨矿颗粒粗大, 常富集于石英脉壁或裂隙发育处(图2e)。白钨矿颗粒一般由脉体至围岩逐渐变小, 含量变少。此类矿石为矿区中最富矿石类型, 部分WO3含量超过8%。

(5)硅化弱蚀变细粒(钾长)花岗岩型钨矿石: 该类型矿石产于花岗岩脉中, 花岗岩脉呈浅灰至灰白色(图2f), 脉长一般几米至几十米, 脉幅多在10～50 cm。主要矿物为正长石、石英,其次为斜长石。 矿石中可见少量绿帘石、 方解石沿裂隙充填。 白钨矿、 黄铁矿星点状散充于矿石中, 矿化较弱,WO3含量0.1%～1%。

图2 牛塘界钨矿矿石野外或手标本照片

矿石主要呈交代结构, 石英、 方解石等不同程度地交代早期矽卡岩矿物(图3a、b、c); 次为半自形-自形粒状结构, 由石榴子石、 透辉石、 白钨矿、 黄铁矿等晶粒构成(图3a、b、d、f)。 细粒花岗结构, 见于硅化弱蚀变细粒(钾长)花岗岩型钨矿石中(图2f)。 碎裂结构, 石榴子石、 方解石等遭受强烈挤压, 呈碎裂状(图3a、b)。矿石构造以稀疏浸染状构造为主, 白钨矿或部分金属硫化物(黄铁矿、 黄铜矿等)呈星点状浸染于矽卡岩矿物粒间或热液石英脉中(图3d); 次为脉状穿插构造, 石英、 方解石、 绿泥石等单矿物细脉纵横穿插于矿石中(图2b、d, 图3a、b)。 条带状或微层状构造, 透辉石、 石榴子石、 石英等矿物相间或断续相间, 呈平行层理的条带状分布, 白钨矿、 黄铁矿、 方铅矿等常沿条带或微层理定向分布(图2d、图3a、图3b)。矿石中金属矿物主要有白钨矿、 黄铁矿、 方铅矿、 闪锌矿等; 非金属矿物主要有石英、 石榴子石、 透辉石、 符山石、 阳起石、 方解石、 绿泥石、 萤石、 磷灰石、 长石等。钨矿体围岩蚀变主要有矽卡岩化、 硅化、 碳酸盐化及绿泥石化, 其次可见绢云母化。

根据矿物特征及其结构构造等,文献[7]将矿石主要矿物生成顺序由早到晚分为6个阶段,即:区域变质和热变质阶段、早期矽卡岩阶段、晚期矽卡岩阶段、氧化物阶段、石英硫化物阶段及碳酸盐阶段。

图3 牛塘界钨矿矿石显微照片

3 花岗岩与矿石地球化学特征

牛塘界钨矿花岗岩及白钨矿石微量元素和稀土元素的测试分析均在澳实分析检测集团广州澳实矿物实验室完成。测试采用电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS),相对偏差小于5%。分析结果表明(表1),花岗岩明显富集W元素(w(W)=(3～294)×10-6),F含量高(w(F)=(1～14)×10-3),与华南地区富W花岗岩相似[8]; 在富钨与贫钨花岗岩的Rb-Zr与Ba-Rb关系图(图4)中, 矿区样品点大部分落在富钨花岗岩内。其次, 矿区花岗岩 Rb/Sr和Rb/Ba值变化范围分别为2.49～55.78和0.52～3.76,显示岩浆经历了高度分异演化[9]。

矿区花岗岩稀土元素总量∑REE为18.69×10-6～194.15×10-6;轻重稀土比值LREE/HREE为2.13～9.86(表1),表现为轻稀土富集的特点；

表1 牛塘界钨矿花岗岩与矿石微量、稀土元素分析结果

注: 花岗岩样品NTJ05取自矿区北东约600 m的S202省道旁(东经 25°50′36.5″, 北纬 110°34′59.4″); NTJ14和NTJ16分别取自A矿组312中段和321中段; NTJ18-1和NTJ18-2取自B矿组680中段; 钨矿石样品NTJ10-1和NTJ10-3取自A矿组303中段; NTJ15、 NTJ17和NTJ17-2取自A矿组321中段; NTJ19-4取自B矿组680中段。 测试单位: 广州澳实矿物实验室, 2012。

图4 牛塘界钨矿富钨与贫钨花岗岩的Ba-Rb关系图(a)和Rb-Zr关系图(b)(仿文献[11])

(La/Yb)N值为1.73～13.33, 稀土分馏明显; δEu为0.13～0.48, 显示出Eu负异常(图5), 反映出岩浆经历了强烈的分离结晶演化。 这些特征表明矿区花岗岩为经历高度分异演化的上地壳物质部分熔融的产物。

图5 牛塘界钨矿矿石稀土元素球粒陨石标准化配分图

矿石微量元素分析结果显示,牛塘界钨矿中石英脉型钨矿石最富(WO3含量1.02%～11.45%), 次为碳酸盐化硅化矽卡岩型钨矿石(WO3含量1.15%～4.07%), 最贫为硅化弱蚀变细粒(钾长)花岗岩型钨矿石(WO3含量1.43%)和硅化矽卡岩化大理岩型钨矿石(WO3含量0.72%)。除W外,矿石明显富集As、Cu、Pb、Sn等元素,表明矿石中含有较多的金属硫化物。

矿石稀土元素总量∑REE为(12.28～67.28)×10-6(表1), 轻稀土元素LREE为(10.76～60.12)×10-6, 重稀土元素HREE为(1.52～11.2)×10-6, 表明稀土元素分馏强烈; (La/Sm)N为2.28～5.50, (Gd/Yb)N为0.90～1.85,表明轻稀土元素较重稀土元素分馏更强烈。此外,矽卡岩型及石英脉型矿石的δEu为1.28～3.47,显示出Eu正异常(图5)。根据Sverjensky[10]的观点可知,牛塘界钨矿石英硫化物阶段属于温度相对较高且还原的环境,该环境可以使Eu3+被还原为Eu2+;此外，后期碳酸盐阶段Eu2+大量取代Ca2+进入石榴子石晶格中,从而呈现Eu的正异常。

4 矿石矿物化学特征

本次研究的电子探针分析选择了矿床中的白钨矿、石榴子石、辉石作为特征矿物,测试在广西隐伏金属矿产勘查重点实验室完成,仪器为JXA-8230型电子探针显微分析仪(EPMA)。测试加速电压：硅酸盐15 kV,含氧盐20 kV;束电流20 nA,束斑直径1～5 μm,校正方法ZAF法,检出限为0.002%。所测特征矿物的电子探针显微分析结果见表2、表3。

白钨矿呈白色-黄白色, 自形-半自形粒状, 粒径0.2～2 mm(图3)。 电子探针显微分析矽卡岩型(NTJ10-2)、 大理岩型(NTJ24)和石英脉型(NTJ15)钨矿石各1块。 由表3的测定结果可看出, 氧化物阶段白钨矿主要组分WO3、CaO含量分别为75.29%～77.36%、 18.91%～19.49%, 低于白钨矿理论组成; 硫化物阶段白钨矿主要组分WO3、 CaO含量分别为78.64%～80.04%、 19.41%～19.43%, 与白钨矿理论组成比较接近(白钨矿Ca(WO4)理论组成WO3为80.6%、 CaO为19.4%)。白钨矿中MoO3含量低于检测限, 含有微量的ReO2、 CuO,部分Ca可能被Cu或稀土元素代替而总量减少。 与南岭及邻区白钨矿主要组分相比[12], 牛塘界钨矿白钨矿的纯度更高,尤其是Mo和Cu含量较低,而W含量相当。

表2 牛塘界钨矿白钨矿电子探针显微分析结果

注: *据文献[12]; TFeO—全铁氧化物; 分析精度为10-4; 测试单位: 广西隐伏金属矿产勘查重点实验室,2013年。

表3 牛塘界钨矿石榴子石、辉石及绿泥石电子探针显微分析结果

续表3

注: TFeO—全铁氧化物; And—钙铁榴石; Gro—钙铝榴石; Spe—锰铝榴石; Pyr—镁铝榴石; Hd—钙铁辉石; Di—透辉石; Jo—锰钙辉石;T-a=319 {AlⅣ/2+0.1[Fe/(Fe+Mg)]}-69(据文献[13]);T-b=321.98 AlⅣ/2-61.62(据文献[14])。 分析精度为10-4; 测试单位: 广西隐伏金属矿产勘查重点实验室, 2013年。

根据电子探针显微分析结果,白钨矿含有微量的FeO、CuO、Cr2O3等。按矿物晶体化学通式2个阳离子和考虑电价平衡,以O=4为基准计算,求得氧化物阶段的白钨矿晶体化学式为Ca1.024[Fe0.002Cr0.003W0.989O4],硫化物阶段的白钨矿晶体化学式为Ca1.024[Cu0.001W0.989O4]。

辉石由于受到后期热液蚀变的影响,多呈港湾状,少量可见柱状或局部集合体放射状,被方解石、石英、萤石等充填交代(图3c)。镜下为无色或浅绿色,正高突起,辉石式解理。采用阴离子法(O=6)计算矿物端元组分为Di38.79～41.45Hd53.97～55.38Jo4.58～6.06(Di为透辉石,Hd为钙铁辉石,Jo为锰钙辉石)。由图6a及表3可知,牛塘界钨矿辉石中钙铁辉石(Hd)含量属次透辉石(Hd=53.97%～55.38%)。

图6 牛塘界钨矿辉石(a)和石榴子石(b)组分分布

图7 牛塘界钨矿绿泥石分类图解(仿文献[15])

石榴子石呈浅红褐色, 自形-半自形粒状;镜下为无色, 正高突起, 无解理, 晶体中发育不规则裂理, 具均质性。大部分石榴子石被交代或溶蚀, 呈细小粒状包裹在石英颗粒中(图3a、 b)。 采用化学计量性通用公式计算石榴子石中Fe均为Fe3+, 以阴离子法(O=12)计算矿物端元组分为And11.64～26.52Gro72.70～85.34(Pyr+Spe)0.78～3.38(And为钙铁榴石, Gro为钙铝榴石, Pyr为镁铝榴石, Spe为锰铝榴石)。由图6b及表3可知, 石榴子石组分以钙铝榴石为主(Gro=72.70%～85.34%), 其次为钙铁榴石(And=11.84%～26.52%)。 绿泥石呈显微叶片状,镜下为浅绿色。绿泥石中FeO含量变化范围23.77%～28.21%;MgO含量变化范围11.58%～14.75%。 TFeO与SiO2含量呈负相关关系, MgO与SiO2含量呈正相关关系; Mg与Fe离子数呈负相关关系。 在绿泥石分类图解(图7)中, 牛塘界钨矿绿泥石落点全部位于铁镁绿泥石范围。研究表明,利用蚀变成因绿泥石矿物中特征阳离子数可以估算绿泥石化热液蚀变的形成温度。本文采用Jowett[13]和Cathelineau[14]提出的公式,分别计算得到牛塘界钨矿绿泥石化热液蚀变形成的温度为270～321 ℃和265～313 ℃(表3),两种计算方法获得较为一致的温度。根据成矿阶段划分,推测牛塘界钨矿氧化物阶段的末期和石英硫化物阶段早期的温度约265～320 ℃。

5 矿床成因分析

近些年来研究发现,矽卡岩矿物形成的溶液介质不仅可以是中、高温的岩浆热液,也可以是中、低温等其他性质的热液[16]。梁祥济等[17]通过岩石学、矿物学和成岩成矿实验等研究证实,矽卡岩矿物可以由中低温热水流体作用形成。研究发现,牛塘界钨矿矿体分布与矽卡岩关系密切,矽卡岩矿物中存在绿泥石等岩浆热液蚀变的产物,显示成矿过程中经历了典型的与岩浆作用有关的高温蚀变向低温蚀变退化的过程。因此,该矿区矽卡岩可能为热液蚀变作用的产物。

本文根据广西第一地质队分析的牛塘界钨矿岩矿石铅同位素原始数据[18]重新进行特征值计算和分析(表4), 以探讨牛塘界钨矿的成矿物质来源。 结果显示, 矿石中方铅矿的铅同位素组成较为一致,变化范围小。特征参数ψ值为0.616～0.625,说明铅来源较单一;μ值为9.49～9.86,显示μ值铅特征。在206Pb/204Pb-207Pb/204Pb构造分配模式图解(图8)中,样品点大多落在上地壳演化曲线附近;在铅Δβ-Δγ成因分类图解(图9)中,2个样品点落在上地壳铅范围,2个落在上地壳和地幔混合的俯冲带范围,且靠近上地壳铅，反映出牛塘界钨矿的矿石铅来源较浅,成矿物质可能来源于上地壳。

表4 牛塘界钨矿矿石铅同位素组成

注: 原始Pb同位素组成资料来源于文献[18]。

图8 牛塘界钨矿206Pb/204Pb-207Pb/204Pb构造分配模式图解(仿文献[19])

图9 牛塘界钨矿铅Δβ-Δγ成因分类图解(仿文献[20])

前人的研究成果证实,钨矿的成矿物质来源与花岗岩体有关[21-25]。牛塘界钨矿矿石微量元素、稀土元素组成与花岗岩基本一致,显示矿区花岗岩可能为钨矿床的形成提供了物质基础。此外,矿区花岗岩分异程度高、Rb/Sr值高,在岩石学及地球化学特征方面与南岭含钨花岗岩演化晚期的特征[26]相一致。

牛塘界钨矿的成因与花岗岩关系密切。加里东晚期桂北地区处于同碰撞的挤压向后碰撞伸展构造环境转换的过程中[27-28],由陆壳深部岩浆房分异出来的高热中酸性岩浆沿着早期形成的越城岭复式背斜核部侵位,在背斜西南倾伏端附近(即牛塘界矿区)侵入了数个规模较小的花岗岩株和数目众多的岩枝、岩脉。此次岩浆侵入在牛塘界地区寒武系清溪组第二岩性段含钙泥砂粉砂岩等有利部分形成了层状矽卡岩,并伴随钨的矿化。

钨在花岗岩熔浆结晶过程中优先进入残留熔体,特别是晚期的富F-、Cl-等挥发分的热液中[29],因此在岩株、岩脉顶部钨的含量最高。牛塘界钨矿矿石中含有大量热液石英,且白钨矿常与石英、萤石伴生,由此推测钨的可能搬运形式为含F-、Cl-等阴离子络合物;牛塘界钨矿成矿经历了矽卡岩-氧化物-石英硫化物-碳酸盐阶段,从早到晚当溶液温度、压力降低时,络合物配体从溶液中逸出,使络合物分解,钨开始富集沉淀形成白钨矿。

6 结 论

(1)牛塘界钨矿矿体均赋存于寒武系清溪组第二段(∈q2)这一特定层位中,由下而上可划分为A、B两个矿组,两组矿体产出特征一致,矿体主要呈层状、似层状或透镜体状顺层产出。碳酸盐化硅化矽卡岩型钨矿是矿区主要矿石类型,石英脉型钨矿石为最富矿石类型。矿石以交代结构为主,次为半自形-自形粒状结构、细粒花岗结构、碎裂结构等;矿石构造以稀疏浸染状构造为主,次为脉状穿插构造、条带状或微层状构造等。

(2)矿床处于成矿温度相对较高且还原的环境,加之晚期碳酸盐阶段Eu2+大量取代Ca2+进入石榴子石晶格,进而导致矽卡岩型和石英脉型矿石显示Eu正异常。

(3)牛塘界钨矿石榴子石组分以钙铝榴石为主(72.70%～85.34%), 次为钙铁榴石(11.84%～26.52%); 辉石中钙铁辉石(53.97%～55.38%)属次透辉石,绿泥石组分以铁镁绿泥石为主。与南岭及邻区白钨矿主要组分相比,牛塘界钨矿体中的白钨矿纯度更高。

(4)矿区矽卡岩为热液蚀变作用的产物,矿床形成与花岗岩关系密切,矿区花岗岩富W,且经历了强烈的分离结晶演化,为钨矿床形成提供了物质基础;成矿物质可能来源于上地壳,钨的可能搬运形式为含F-、Cl-等阴离子的络合物。

研究过程中得到了美国缅因州大学普雷斯克艾尔分校王春增教授的大力帮助，在此表示衷心感谢。

[1]汪金榜,唐怀禹.广西牛塘界白钨矿床地质特征及其成因的探讨[J].广西地质,1988,8(1):11-18.

[2]杨振,王汝成,张文兰,等.桂北牛塘界加里东期花岗岩及其矽卡岩型钨矿成矿作用研究[J].中国科学:地球科学,2014,44(7):1357-1373.

[3]张相训.广西资源县牛塘界花岗岩体时代探讨[J].广西地质,1994,7(3):13-20.

[4]广西地质矿产局.广西壮族自治区区域地质志[M].北京:地质出版社,1985.

[5]舒良树.华南构造演化的基本特征[J].地质通报,2012,31(7):1035-1053.

[6]李晓峰,冯佐海,肖荣,等.桂东北钨锡稀有金属矿床的成矿类型、成矿时代及其地质背景[J].地质学报,2012,86(11):1713-1725.

[7]广西第一地质队.广西资源县牛塘界钨矿区详细普查地质报告[R].桂林:广西第一地质队,1983.

[8]王联魁,黄智龙.Li-F花岗岩液态分离和实验[M].北京:科学出版社,2000.

[9]Imeokparia E G.Ba/Rb和Rb/Sr比值作为岩浆分离、岩浆期后蚀变和矿化的指标(以尼日利亚北部年轻的Afu花岗岩杂岩为例)[J].赵振华，译.地质地球化学,1983(9):31-35.

[10]Sverjensky D A. Europium redox equilibria in aqueous solution[J]. Earth and Planet Science Letters, 1984, 67: 70-78.

[11]黄兰椿,蒋少涌.江西大湖塘富钨花岗斑岩年代学、地球化学特征及成因研究[J].岩石学报,2013,29(12):4323-4335.

[12]李逸群,颜晓锺.中国南岭及邻区钨矿床矿物学[M].武汉:中国地质大学出版社,1991.

[13]Jowett E C. Fitting iron and magnesium into the hydrothermal chlorite geothermometer[C]//GAC/MAC/SEG Joint Annual Meeting (Toronto) Abstract, 1991: A62.

[14]Cathelineau M. Cation Site occupancy in chlorites and illites as a function of temperature[J]. Clay Mineral,1991, 23: 471-485.

[15]赵杏媛,张有瑜.粘土矿物与粘土矿物分析[M].北京:海洋出版社,1990.

[16]姚鹏,顾雪祥,李金高,等.甲马铜多金属矿床层控矽卡岩流体包裹体特征及其成因意义[J].成都理工大学学报:自然科学版,2006,33(3):285-293.

[17]梁祥济,乔莉.火山岩中交代岩和铁矿的实验研究[J].岩石矿物学杂志,1991,10(4):300-314.

[18]广西第一地质队.广西资源县牛塘界钨矿床控矿条件、成矿机理研究[R].桂林:广西第一地质队,1986.

[19] Zartman R E, Doe B R. Plumbotectonics—The model[J]. Tectonophysics, 1982,75(1-2):135-162.

[20]朱炳泉,李献华.地球科学中同位素体系理论与应用——兼论中国大陆壳慢演化[M].北京:科学出版社,1998.

[21]卢焕章.华南钨矿成因[M].重庆:重庆出版社,1986.

[22]林新多,张德会,章传玲.湖南宜章瑶岗仙黑钨矿石英脉成矿流体性质的探讨[J].地球科学——武汉地质学院学报,1986,11(2):153-160.

[23]刘家齐,汪雄武,曾贻善,等.西华山花岗岩及钨锡铍矿田成矿流体演化[J].华南地质与矿产,2002(3):91-96.

[24]毛景文,李红艳,宋学信,等.湖南柿竹园钨锡钼铋多金属矿床地质与地球化学[M].北京:地质出版社,1998.

[25]李水如,魏俊浩,邓军,等.广西大明山矿集区钨多金属矿床类型及控矿因素与找矿标志[J].中国钨业,2007,22(6):19-24.

[26]陈骏,陆建军,陈卫峰.南岭地区钨锡铌钽花岗岩及其成矿作用[J].高校地质学报,2008,14(4):459-473.

[27]张芳荣,舒良树,王德滋,等.华南东段加里东期花岗岩类形成构造背景探讨[J].地学前缘,2009,16(1):248-260.

[28]柏道远,钟响,贾朋远,等.南岭西段加里东期越城岭岩体锆石SHRIMP U-Pb年龄、地质地球化学特征及其形成构造背景[J].地球科学,2015,44(1):27-42.

[29]张新虎,苏犁,崔学军,等.甘肃北山造山带玉山钨矿成岩成矿时代及成矿机制[J].科学通报,2008,53(9):1077-1084.

Geology and ore genesis of Niutangjie tungsten deposit,northern Guangxi

LUO Jie,FENG Zuo-hai,NIU Peng-fei,FU Wei,KANG Zhi-qiang,ZHANG Cheng-long

(a.Guangxi Key Laboratory of Hidden Metallic Ore Deposit Exploration;b.College of Earth Sciences, Guilin University of Technology,Guilin 541004,China)

The Niutangjie tungsten deposit is located in the southwestern outer contact zone of the Yuechengling Caledonian granitic pluton in northern Guangxi, China. Orebodies are layered or lenticular in shape and hosted by the Second Member of the Cambrian Qingxi Group. Ore types are mainly of skarn type with minor quartz-vein and granite types. The higher ore grade is seen in quartz-vein type (w(WO3)> 8%). The ores show metasomatized alteration texture and are sparsely disseminated. The orebodies are composed of scheelite, pyrite, galena, and sphalerite. The deposit has experienced regional and thermal metamorphic stage, skarn stage, oxides stage, quartz sulfide stage, and carbonate stage. According to the micro-probe analysis results, concentrations of WO3and CaO are 75.29%-80.04% and 18.91%-19.49% respectively in scheelite. Compared to scheelite reported from Nanling and adjacent areas, the scheelite in Niutangjie deposit has higher purity due to its lower concentrations of Mo and Cu (The concentrations of MoO3are lower than detection limit and the concentrations of CuO are 0-0.03%). Based on data obtained in this study, the source of ore-forming material is closely related to the granite and may be derived from the upper crust. The lead isotopic data show galena model ages of 516-608 Ma. The skarn is the product of hydrothermal metasomatic alteration between the granite and its wall rocks. The ore contains a large volume of hydrothermal quartz. The scheelite is associated with quartz and fluorite, suggesting that the tungsten was likely transported in a media with F-and Cl-complexes.

scheelite;ore genesis;Niutangjie tungsten deposit;northern Guangxi

1674-9057(2015)04-0701-11

10.3969/j.issn.1674-9057.2015.04.007

2015-05-22

国家自然科学基金项目(41162005；41572191)；广西自然科学基金重点项目(2015GXNSFDA139029)

罗 捷(1989—)，男，硕士研究生，构造地质学专业，253506623@qq.com。

冯佐海,博士，教授，fzh@glut.edu.cn。

罗捷,冯佐海,牛鹏飞,等.桂北牛塘界钨矿床成矿地质特征及成因[J].桂林理工大学学报，2015,35(4):701-711.

P618.67

A