赣南钨矿类型划分及其成矿流体特征

徐繁昌，李葆华，李表鹏，王 强，高昆丽，邓丹莉

成都理工大学地球科学学院，四川成都610059

赣南钨矿类型划分及其成矿流体特征

徐繁昌，李葆华，李表鹏，王 强，高昆丽，邓丹莉

成都理工大学地球科学学院，四川成都610059

赣南是中国最重要的钨矿产区，矿床类型及其分类方法众多且未统一.通过对赣南地区以往和新发现钨矿资源成果的分析和总结，简要概括了赣南钨矿的类型及其各自的成矿地质特征，并收集了不同类型的赣南钨矿床的流体包裹体岩相学、显微测温、氢氧同位素等相关资料，探讨了赣南钨矿的成矿流体特征.得出赣南钨矿流体包裹体以富液相包裹体为主，少见含子矿物的三相包裹体、CO2包裹体及流熔包裹体，具有不同层次的测温值，显示出多期次流体活动相互叠加的特征.成矿流体为中高温低盐度低密度的NaCl-H2O-CO2体系，成矿流体以岩浆水为主，并有大气降水的混合.

矿床类型；地质特征；流体包裹体；成矿流体；钨矿；赣南

1 赣南钨矿概况

赣南地区位处赣江上游，成矿条件优越，拥有丰富的钨矿产资源，不仅是中国最重要的钨矿产地，而且是世界上黑钨矿最密集的产出区.已探明钨储量150×104t左右，比国外金属钨储量总和（82×104t）还要多，其中黑钨矿储量121.55×104t［1］.故赣南钨矿使我国成为钨资源大国，矿石产量、储量及出口贸易量均居世界首位［2］.赣南钨矿床类型齐全，主要类型是高温热液充填石英脉群岩控钨矿［3］，即石英脉型黑钨矿.矿脉成群似平行产出，呈线脉、网状细脉及巨脉或尖灭等形态，空间形态复杂.现已发现的大小钨矿床共计500余处，主要分布于湘赣粤加里东隆起带赣南后加里东隆起区以及靠近这些隆起区的海西-印支拗陷的边缘部位，大地构造位置处于华南大花岗岩省中部，南岭东西向构造-岩浆成矿带东段，中国最大钨的地球化学块体［4］中东部，跨华南、华夏两地块，多处在北东向华夏构造和东西向老构造的复合地带.矿区内的控矿导矿、多期成矿的断裂构造发育，矿集区内东西、北东、北北东、北西向多组构造控矿体系并存，以东西向构造带内近北东向深断裂带控制钨矿床的分布尤其突出.这些深断裂带中的一系列平行密集的断层、裂隙带及构造岩带对矿集区超大型钨矿床的形成起到重要作用，奠定了赣南钨矿床北东成带、东西成串的展布格局（图1）.

图1 赣南钨矿地质矿产分布及其大地构造位置略图Fig.1 Distribution of tungsten deposits in Southern Jiangxi Province with tectonic location1—研究区范围（study area）；2—远景区（prospective area）；3—矿带分界线（ore belt division）；4—断裂（fault）；5—县市（county/city）；6—钨矿点、矿床（tungsten deposit/occurrence）；7—古板块结合带（paleo-plate junction）；8—断层及构造分区界限（fault and tectonic division）；9—过渡性构造边界（transitional tectonic boundary）；I1—扬子陆块（Yangze landmass），I2—湘桂陆缘造山带（Hunan-Guangxi continental margin orogenic belt），II1—浙粤陆缘造山带（Zhejiang-Guangdong continental margin orogenic belt），II1a—罗霄-仙霞前缘褶皱带（Luoxiao-Xianxia front folded belt），II11—罗霄褶皱带（Luoxiao folded belt），II12—武夷褶皱带（Wuyi folded belt），II13—东南沿海火山断裂带（Southeast Coast volcanic fault zone），II14—云开褶皱带（Yunkai folded belt），II15—粤东褶皱带（Yuedong folded belt），II16—海南褶皱带（Hainan folded belt），I-II—钦杭结合带（Qin-Hang junction）

赣南钨矿区域地层由加里东褶皱基底、上古生界—中生界盖层、中生代陆相火山岩及中-新生代红色岩系4个构造层组成［5］.总体而言，赣南地区发育地层岩性多为浅变质砂岩、板岩、石英岩、千枚岩互层.另外该地区岩浆活动强烈，岩浆侵入具多旋回、多期次活动特点，主要为加里东期岩浆旋回、海西—印支期岩浆旋回和燕山期岩浆旋回.其中燕山期和加里东期岩浆活动的分布度广和发育程度大，故该区岩浆岩以燕山期和加里东期花岗岩分布最广，常呈复式岩体，亦可见少量中酸性及基性岩.燕山期早期陆壳改造型花岗岩类与区内钨矿成矿关系最为密切［6］，成矿花岗岩体呈高位侵入、高度演化的岩基、岩枝、岩株、岩钟、岩瘤产出，分布面广且深度不一.代表性的岩体有西华山复式岩体、漂塘岩体、大吉山岩体、九头脑岩体等.这些岩体表现出高硅，富碱、铝质或过铝质，强烈的Eu负异常等较一致的岩性特征.

2 赣南钨矿类型及其成矿地质特征

在讨论赣南钨矿之前，有必要对中国钨矿的已知划分类型作简略介绍.早在1959年，徐克勤等人［7］根据矿物共生组合、矿石建造及成矿温度将其划分为高温热液钨铁锰石英脉型、钙钨夕卡岩型、高温热液钙钨石英脉型、中低温钙钨石英脉型、中低温黑钨矿石英脉型、砂钨矿型及破碎带交代型.随着后期大家注意到钨矿成矿物质的多源性、成矿条件的多样性、矿化作用的多因性以及多种控矿机制并存的特征，盛继福［8］又根据钨矿的共伴生关系，将我国钨矿分为热液型、夕卡岩型、花岗岩型、斑岩型、火山岩型、砂钨矿型及风化型等7种类型，直到现在钨矿类型划分的方法众多且尚未统一.

综上可知我国钨矿大多为复合成因，多种成因交织在一起，故各种分类方法均有侧重点不能概全.当然赣南钨矿也不例外，大部分国内已知的钨矿类型均有出现，根据相关资料［9］可知赣南钨矿多为岩浆成因矿床.本文考虑到矿床与成矿岩体成因联系，将赣南钨矿划分为石英脉型、夕卡岩型、云英岩细脉浸染型、蚀变花岗岩浸染型、破碎带蚀变岩型、隐爆角砾岩型等6类，以石英脉型黑钨矿为主，并将各类型钨矿成矿地质特征概括于表1.

表1 赣南钨矿主要类型及其成矿地质特征一览表

3 赣南钨矿成矿流体特征

3.1 流体包裹体基本特征

本文挑选了几个不同类型的赣南钨矿作为典型矿床研究，以此归纳总结赣南钨矿成矿流体特征.流体包裹体基本特征研究对判断矿床类型与成矿流体特征很有作用.赣南钨矿中流体包裹体主要类型为气液包裹体，其中绝大多数为富液相包裹体，少见含子矿物的三相包裹体及CO2包裹体.另据相关资料，西华山钨矿石英脉的绿柱石中发现与气液包裹体共生的熔融包裹体和流熔包裹体［18］（表2）.

3.2 成矿流体特征

本文收集了多种不同类型的赣南钨矿床的流体包裹体数据（表3），通过对流体包裹体冰点、均一温度、盐度、密度、压力等特征对比分析可知，均一温度分布在132.6~412℃，主要集中在130~300℃（中温）和340~410℃（高温）之间，具有双峰的特性，表明大多数赣南钨矿的成矿作用至少有两期或多期流体活动；盐度主要集中在0.32%~10.6%（NaCl当量，质量分数），平均5.46%，属低盐度，并结合其成矿流体密度0.69~ 1.00 g/cm3，均值0.85 g/cm3，属低密度，成矿压力变化幅度大，表明不同类型的赣南钨矿成矿压力差异明显，与所处成矿地质环境关系密切.根据前人对多种赣南钨矿的成矿溶液组成的相关研究［22-23］，知成矿流体中富含钾、钠、氟、二氧化碳等碱质和挥发组分，使其具有很大的搬运能力，促使成矿元素在碱交代过程中从深部向上活化转移并在上部淀积成矿.故赣南钨矿成矿流体应属于中高温低盐度低密度的流体，富含CO2、Na+、K+、F-、Ca2+、Cl-、SO42-等组分，属于NaCl-H2O-CO2体系.

与赣南钨矿相比，整个华南地区钨矿的成矿时代与其一致，始于160 Ma左右，成矿集中于150~160 Ma，少数延续到140 Ma左右.矿床类型都以石英脉型黑钨矿床为主，仅个别为夕卡岩型钨矿（表4），而且它们成矿作用和成岩成矿背景均较为相似.因此对华南地区钨矿床的成矿流体相关研究，可间接地对赣南钨矿成矿流体特征的探讨具有一定的论证和指导意义.朱溪钨矿床石英-硫化物阶段石英氢氧同位素分析得出，石英δDV-SMOW值的变化范围为-53‰~-87‰，δ18OV-SMOW值的变化范围为13.9‰~17‰.利用矿物-水同位素分馏方程成矿流体的δ18OH2O为2.58‰~5.68‰，将其与其他华南地区钨矿床的石英氢氧同位素组成投图（图2），观察可发现这些钨矿床的石英δDH2O、δ18OH2O值多位于岩浆水范围或靠近岩浆水向大气降水演化的区域，反映成矿流体以岩浆水为主，但成矿过程中有大气降水的加入.同时赵一等［26］曾指出华南地区钨矿成矿过程中从早到晚流体的δ18OH2O值在降低，并向雨水线偏移，δDH2O值大幅度减小，表明含钨热液主要来自岩浆流体，在成矿晚期有大气降水的加入.

表2 赣南钨矿流体包裹体基本特征

表3 不同类型的赣南钨矿流体包裹体地球化学特征

表4 华南地区钨矿床成矿时代统计表

图2 华南地区典型钨矿床δDV-SMOW-δOH2O同位素分布范围Fig.2 The δDV-SMOW-δOH2Oisotopic distribution of typical tungsten deposits in Southern China1—第1组（朱溪）；2—第2组（瑶岗仙）；3—第3组（上房）；4—第4组（南秧田）

另外诸多赣南钨矿的包裹体成分、氢氧同位素等特征都直接证明了赣南钨矿成矿流体并非单一水溶液，而是以岩浆水为主，并有大气降水的混合.八仙脑钨矿床矿石中石英的δDV-SMOW为-78‰~-65‰，δOH2O为4.33‰~6.44‰.将上述结果投影到传统的成矿流体δD-δ18OH2O关系图上可见绝大多数矿石数值落在岩浆水区域，少部分低品位矿石位于岩浆水与大气降水之间紧邻岩浆水的部位，表明八仙脑钨矿床成矿流体以岩浆水为主并有大气降水的混合.西华山钨矿流体包裹体水溶液盐度计算分析发现，成矿作用早期一般为7%~10%（NaCl），晚期逐渐降低，直到接近1%.其次黑钨矿-绿柱石-石英脉侧云英岩晶洞水晶体稳定同位素地球化学演化特征研究表明，晶体核心为岩浆水晶体边部环带属大气降水.且利用西华山钨矿蚀变岩石的水/岩交换过程中氢氧同位素地球化学行为特征对其氢氧同位素组成进行示踪剖析，西华山成矿流体的δDV-SMOW值为-44‰~-81‰，δ18OV-SMOW值为-8.8‰~+8.4‰.上述都揭示了该钨矿床成矿流体早期主要为岩浆水，晚期有少量水参与［28］.对比同类型钨矿其特别之处在于绿柱石-黑钨矿石英脉的绿柱石中存在与气液包裹体共生的熔融包裹体和流熔包裹体，说明了该钨矿床的成矿流体并非单一水溶液，而是由硅酸盐熔融体与超临界水溶液共存的岩浆-热液过渡性流体.

4 结论

（1）赣南钨矿类型众多，可分为石英脉型、夕卡岩型、云英岩细脉浸染型、蚀变花岗岩浸染型、破碎带蚀变岩型、隐爆角砾岩型等6类，其中以中高温热液石英脉型黑钨矿为主.它们多产于燕山期花岗岩隆起带，受东西向构造带内近北东向深断裂带控制，呈现北东成带、东西成串的展布格局.燕山期早期陆壳改造型花岗岩类与区内钨矿成矿关系最为密切.

（2）赣南钨矿包裹体以富液相气液流体包裹体为主，少见含子矿物的三相包裹体及CO2包裹体.另外近年来在西华山钨矿中发现了与气液包裹体共生的熔融包裹体和流熔包裹体，这对赣南钨矿成矿流体研究具有重大意义.

（3）赣南钨矿成矿流体应属于中高温低盐度低密度的流体，富含CO2、Na+、K+、F-、Ca2+、Cl-、SO42-等组分，属于NaCl-H2O-CO2体系.且该成矿流体并非单一水溶液，多以岩浆水为主，在成矿过程中或成矿作用后期会有大气降水的混合参与.

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XU Fan-chang,LI Bao-hua,LI Biao-peng,WANG Qiang,GAO Kun-li,DENG Dan-li

College of Earth Sciences,Chengdu University of Technology,Chengdu 610059,China

The Southern Jiangxi Province is the most important producing area of tungsten in China.The types and classifications of the tungsten deposits are numerous and inconsistent.Based on the analysis and summarization of previously and newly discovered tungsten ore resources,the authors brief the types and metallogenic geological characteristics of each type of tungsten deposits in the area.With study on the data involving fluid inclusion petrography, microthermometry,hydrogen and oxygen isotopes of different types of tungsten deposits,the characteristics of metallogenic fluid are discussed.It is concluded that the fluid inclusions are dominated by liquid-rich phase,rarely with daughter mineral-bearing three-phase inclusions,CO2inclusions and fluid-melt inclusions,with various levels of temperature values,showing the characteristics of multi-stage fluid overlapping.The ore-forming fluid belongs to high temperature,low salinity and low density NaCl-H2O-CO2system,mainly derived from magma,with later addition of atmospheric precipitation.

type of deposit;geological characteristics;fluid inclusion;metallogenic fluid;tungsten deposit;Southern Jiangxi Province

2016-04-13；

2016-06-21.编辑：张哲．

国家自然科学基金项目“甘肃干沙河稀土矿床碱性岩浆-流体演化过程研究”（编号41372094）.

徐繁昌（1991—），男，在读硕士，主要从事矿产勘查与研究，通信地址四川省成都市成华区二仙桥东三路1号，E-mail//969553571@qq.com

李葆华（1960—），男，教授，主要从事流体包裹体研究，E-mail//libaohua@cdut.edu.cn