云南麻栗坡县南温河钨矿床成矿地质条件

李华明，朱勋帅，洪明春

(云南源浩矿业有限公司，云南 昆明 650200)

云南省麻栗坡县南温河钨矿所处大地构造部位为扬子地块东南部被动边缘褶皱带(Ⅲ3-1-3)西南端，属文山-富宁-大新断隆带(Ⅲ3-1-3-2)，西邻金沙江-哀牢山结合带，属越北古陆边缘坳陷带(云南省地矿局，1990)，越北古陆南缘为斋江结合带(图1)。文山-富宁-大新断隆带(Ⅲ3-1-3-2)则是矽卡岩型白钨矿床的主要产出地带。

区内最显著的构造单元为南温河变质核杂岩构造，受到后期构造改造作用，呈不规则状穹隆状产出，向南延伸入越南境内，属于大型穹隆构造北部的次级构造，在中国境内出露面积约600km2。南温河变质核杂岩是在前加里东期、加里东期区域变质作用所形成的一套区域变质岩的基础上形成的，后又遭受晚期构造破坏，叠加构造的特征表现清楚。该变质核杂岩是一个发生多层拆离隆升形成的杂岩体，可分为变质内核和盖层两大部分。变质内核的构成十分复杂，主要由晚元古代片麻岩、早元古界猛硐岩群和燕山期酸性侵入岩及花岗伟晶岩构成。盖层由早元古界、泥盆系和三叠系组成。构造的演化过程，经历了前加力东期-加里东期-印支期-燕山期-喜马拉雅期。对区内地层、岩浆活动、变质作用及区域矿产起到不同程度的控制、改造作用。区内主要矿床均分布于南温河变质核杂岩体的核部及外围。该地区已发现了都龙锡矿、南温河钨矿、新寨锡矿等一大批大、中型锡多金属矿床、钨矿床。本文将根据区调成果前人资料，结合笔者长期在该区工作取得的认识，对南温河钨矿床的成矿条件进行分析。

1 矿床地质特征

南温河钨矿区位于南温河变质核杂岩体东翼近核部位。矿区南北长约8600m，东西宽5000m-6500m，自北向南依次分为岩脚、南秧田、大渔塘、茅坪四个矿段。

矿区内地层出露较单一，主要为早元古界猛硐岩群南秧田岩组(Pt1n)中深度变质岩，岩性以各类片岩、变粒岩、矽卡岩为主。

矿区位于南温河变质核杂岩构造东翼，区内发育北东向、近南北向、近东西向、北西向四组断层。其中总体呈北东向展布发育于南秧田岩组顶底部的F1、F2两条韧性滑脱断层以及呈北东向展布的F12、F13断层(K2K花岗斑岩脉沿断层带侵入)是矿区主要控矿构造(图2)。

区内岩浆活动频繁，岩浆活动以侵入为主，喷出次之。岩石类型有基性和酸性两类，以酸性侵入岩为主，基性喷出岩仅在早元古界猛硐群南秧田岩组中以夹层形式产出。根据岩性、结构构造、变质变形、同位素年龄特征等把区内酸性岩浆活动的时期划分为晚元古代南捞(Ngn)片麻岩，晚志留世老城坡单元(S3L)片麻状花岗岩，白垩纪花石头单元(K1H)花岗岩、扣哈单元(K2K)花岗斑岩。本区强烈的岩浆活动为钨、锡、铜、铅锌等矿产的形成提供了物质基础和成矿有利条件。

图1 南温河钨矿区大地构造位置图

2 矿体地质特征

南温河钨矿区圈定钨矿体近100余个，规模较大者44个，钨(WO3)资源储量在20000吨以上的3个主要矿体NⅠ-3、MⅠ-3、MⅢ-1，规模最大的NⅠ-3矿体钨资源储量大于27000吨。这3个矿体一般长1230m-2080m，宽1450m-2030m，平均厚度2.04m-2.56m，平均品位ω(WO3)0.30%-0.58%。

南秧田矿段和茅坪矿段位于矿区东南部，是南温河钨矿区4个矿段中的主要矿段，圈定大小矿体60余个，探明资源储量占矿区总量的87%。

矿区主要赋矿层位为早元古界猛硐岩群南秧田岩组二段(Pt1n2)，在该岩组中共圈定了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个矽卡岩带(图3)，主矿体均产于该矽卡岩带中；其它含矿层位于南秧田岩组一段(Pt1n1)、南秧田岩组三段(Pt1n3)矿化相对较弱，仅有零星矿体分布，且走、倾向上不稳定，延伸不大即尖灭。

其中南秧田矿段主矿体NⅠ-3是矿区(段)规模最大的矿体，矿体呈层状、似层状，矿体产状与Ⅰ蚀变带产状基本一致，同步变化(图3)，总体走向北东—南西，倾向南东，倾角3°-19°，平均9°。矿体厚度0.48m-11.40m，平均2.56m，平均品位ω(WO3)0.41%。主要金属矿物为白钨矿、磁黄铁矿、黄铁矿、毒砂、黄铜矿、闪锌矿，非金属矿物为石英、长石、云母、石榴子石、透辉石、透闪石、阳起石、帘石类、符山石、榍石、电气石、萤石、方解石、绿泥石、高岭石、多水高岭石、三水铝土矿等。矿石结构以微-细粒他形-半自形晶粒状结构、他形-半自形晶不等粒状结构、包含结构、金属矿物的连生结构为主。常见星散浸染状、斑点及斑块状、断续脉状、平行脉状、条带状、网脉状构造。

3 矿床成因分析

3.1 成矿条件

南温河钨矿位于扬子地块东南部被动边缘褶皱带(Ⅲ3-1-3)西南端，文山-富宁-大新断隆带(Ⅲ3-1-3-2)，南温河变质核杂岩东部，南温河变质核杂岩，受到后期构造改造作用，呈不规则状穹隆状产出，构造演化经历了前加里东期-加里东期-印支期-燕山期-喜马拉雅期。区内构造复杂，岩浆活动频繁，多期次的围岩蚀变前后叠加改造，带来了丰富的热液和矿质，形成区内众多的钨、锡多金属矿床，成矿条件十分有利。

(1)地层条件：南温河矿区钨矿化主要发生在早元古界猛硐岩群南秧田岩组内。该岩组是一套副变质岩，原岩系由碎屑岩夹碳酸盐岩组成。其中的碳酸盐岩主要分布在二段地层中，其规模较大、连续性较好、延伸较稳定者有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三层，覆盖全区，是该区钨矿体的主要赋存部位。在一、三段地层中亦有碳酸盐岩分布，但规模小，不连续，延伸不大即尖灭，矿化差。地层中的碳酸盐岩因其化学性质活泼、易溶，较脆，经区域变质作用和多期酸性岩浆热力作用形成矽卡岩；而钙质碎屑岩则形成矽卡岩化、绿泥石化片岩、变粒岩及石英岩，它们共同组成蚀变岩带。其形态呈层状、似层状、透镜状，产状与地层产状基本一致，赋于其中的矿体形态、产状亦与蚀变带一致，具有明显的层控作用。显然，地层中碳酸盐岩及钙质岩石的广泛分布，为后期白钨矿床的形成提供了先决条件。

图2 南温河钨矿矿区地质简图(据云南源浩矿业有限公司，2019)

1-早元古界猛洞岩群南秧田岩组三段；2-早元古界猛洞岩群南秧田岩组二段；3-早元古界猛洞岩群南秧田岩组一段；4-燕山期扣哈单元；5-晚志留世老城城单元；6-晚元古代南捞片麻岩；7-花岗斑岩；8-片麻状花岗岩；9-片麻岩；10-地质界线；11-正断层及编号；12-逆断层及编号；13-滑覆构造接触带及编号；14-矽卡岩；15-钨矿体及编号；16-片理产状；17-片麻理产状；18-勘探线及编号

图3 南温河钨矿南秧田矿段4勘探线剖面示意图

1-残破积层；2-晚志留世老城坡片麻状花岗岩；3-早元古界南秧田岩组三段；4-早元古界南秧田岩组二段；5-早元古界南秧田岩组一段；6-片麻状花岗岩；7-矽卡岩带；8-钨矿体及编号；9-实测地层界线；10-滑覆断层及编号；11-钻孔位置及编号

(2)岩性条件：矿化赋存的围岩岩性-物理性质与化学性质，跟成矿作用的方式和强度有十分密切的关系。在燕山期老君山花岗岩北部及西侧，由于接触带岩石多为碎屑岩夹碳酸盐岩，由于岩性多样，物理化学性质不同，如碳酸盐化学性质活泼，有利矿液交代；砂岩孔隙性好，易于矿液渗透；泥岩具良好可塑性能，对热液常常起到封闭遮挡作用。因此，形成的矿体多呈透镜状、似层状、扁豆状，说明围岩的性质是成矿的主要条件。

(3)沉积岩相条件：元古代的沉积记录为猛硐岩群南秧田岩组。猛硐岩群经原岩恢复(成都地调中心，2011)，主要为泥质岩石、长英质碎屑岩夹碳酸盐岩和磷质岩石，伴随基性和酸性岩浆活动。前加里东运动使本区发生了强烈的变质作用，使猛硐岩群发生区域动力热流变质作用，形成了该区的基底变质岩系。该套基底变质岩系对区内似层状白钨矿床控制作用明显，特别是其中的矽卡岩岩层，几乎全岩矿化，为重要的含矿层位。

(4)构造条件：矿区地处扬子地块东南部被动边缘褶皱带西南端，属文山-富宁-大新断隆带，越北古陆北缘。区内地质构造活动频繁，历经了加里东、华力西、印支、燕山多期构造运动，其构造复杂，主要表现为变质核杂岩构造控制着岩浆作用及其沉积建造，变质核杂岩往往是多期岩浆活动的中心，岩浆-热液活动、伸展隆起和构造剥蚀使高地热梯度-高热流环境抬升至浅部或地表，为成矿元素的活化、淬取、迁移、富集提供了良好的条件。其拆离断层面既是脆性构造与塑性构造的变换面，又是氧化与还原作用的交替面，同时沿拆离断层产生的动力变质作用和变质热液及韧脆性断裂带均为导矿、容矿的有利条件。

(5)岩浆岩条件：该区岩浆岩十分发育，主要有：南正变质岩捞片麻岩、老城坡片麻状花岗岩，分别位于南秧田岩组的底部及上部，其时代分别为晚元古代及晚志留世，即晚于南秧田岩组，均以滑覆断裂相接触。上述岩浆岩为成矿提供了丰富的物源和热力。据南温河序列微量元素分析结果，老城坡片麻状花岗岩W元素含量为16.50×10-6，Sn元素含量22.40×10-6，分别高于燕山晚期富钙花岗岩丰度值(W1.30×10-6、Sn1.50×10-6)的10倍以上，是一矿化岩体；团田片麻状花岗岩W元素含量为7.78×10-6，Sn元素含量10.57×10-6，分别高于燕山晚期富钙花岗岩丰度值(W1.30×10-6、Sn1.50×10-6)的6倍以上。南捞片麻岩虽缺乏微量元素的分析资料，但其特征类似于南岭花岗岩，其W、Sn元素含量也高。上述岩体是该区的矿源岩，是钨矿成矿物质和热力的主要来源之一。

岩浆期后热液作用与部分富矿的形成有着密切关系。岩浆期后热液叠加在原已形成的矽卡岩内矿体部位，由于热液中富含硫、硼等挥发性组分及钨、锡等金属元素组分，不但使原矿物成分较为简单的矽卡岩，变为矿物成分复杂的矽卡岩，也使已形成的白钨矿逐趋富化。可见岩浆岩条件也是该区成矿的重要条件。

(6)变质作用：加里东期变质作用主要使早元古界猛硐岩群、南捞片麻岩遭受变质作用。变质作用是白钨矿迁移富集的重要条件。在变质热水溶液持续作用下，岩石中钨元素进行活化转移，对钨的调整和富集起到重要作用，并在热动力影响下，含矿热液主要沿蚀变带岩层的层纹、层理、片理沉淀，形成大致沿层分布的浸染状矿石；随变质程度的加深、赋矿岩石晶粒加大，呈浸染状产出的白钨矿粒度也随之逐渐加大，形成大致沿层分布的斑点状白钨矿；当白钨矿斑点富集分布时，则为粗粒条带状、斑点状白钨矿富矿石。由于继承结晶作用和定向压力的影响，白钨矿斑点的长轴方向与地层产状基本一致。

3.2 成矿阶段

根据矿区围岩蚀变矿石组构特征及矿物组合和共生关系，将成矿过程划分为2期5个阶段(表1)。

(1)矽卡岩成矿期：根据矿物生成先后顺序，分为早矽卡岩阶段、晚矽卡岩阶段和氧化物三个成矿阶段

早矽卡岩阶段：在高温气水作用下主要生成钙、铝的硅酸盐矿物，这时没有石英出现，主要生成透辉石、石榴石、硅灰石等无水硅酸盐矿物，是矽卡岩的主要成分，此阶段一般不形成有用矿物，故此为无矿矽卡岩阶段。

晚矽卡岩阶段：这一阶段明显表现为对早期矽卡岩的交代作用，且显示了[OH]-等矿化剂的作用。可形成阳起石、透闪石、绿帘石、符山石等含水硅酸盐矿物。

该阶段由于温度降低，矿液中的铁不参加硅酸盐格架，惰性增强，逐渐浓集达到饱和形成大量磁铁矿。

氧化物阶段：这一时期具过渡性质，开始出现石英、萤石矿物，是由温度较高的热液作用形成。这一时期出现的金属矿物除赤铁矿、白钨矿、锡石外，还有少量磁铁矿、辉钼矿和磁黄铁矿。是白钨矿的主成矿阶段。

(2)石英～硫化物成矿期：该期显示了H2S、F、B等矿化剂的作用，又分为：

早阶段：为石英-硫化物阶段，此一阶段的成矿条件是高～中温环境，热液交代作用下，矽卡岩发生广泛的热液蚀变，矽卡岩矿物被交代形成热液型的绿泥石、绢云母，以及大量的石英、萤石、电气石等脉石矿物，含米黄色块状白钨矿的石英脉、电气石石英脉常沿白钨矿化矽卡岩顶、底分布。金属矿物主要有:磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿、斑铜矿、毒砂等。交代早期矽卡岩白钨矿矿石，形成硫化物型白钨矿矿石，使原形成的层状、似层状白钨矿体更加富集。

晚阶段：为方解石-硫化物阶段，在中温热液条件下出现大量方解石，金属矿物有闪锌矿、方铅矿和黄铁矿。

(3)表生期(阶段)：褐铁矿、蛭石、方解石、钨华。

表1 南温河钨矿成矿阶段划分及矿物生成顺序表

Tab 1.Metsllogenesis Stage Division and Mineral Formation Sequence

4 矿床成因探讨

根据冯佳睿等(2011)研究成果，该矿床石榴子石、绿帘石、石英、萤石和方解石等矿物中的流体包裹体主要有3种类型：富液相流体包裹体、富气相流体包裹体和含子矿物多相流体包裹体。流体包裹体的气相成分以H2O、CH4和N2为主，含少量CO2，液相成分以H2O为主。矽卡岩期流体包裹体均一温度260℃～420℃，盐度为6.45%NaCleq.～53.26%NaCleq.，流体密度为0.83g/cm3～1.15g/cm3。石英硫化物期流体包裹体的均一温度主要集中于160℃～300℃，盐度为4%NaCleq.～8%NaCleq.，流体密度为0.67g/cm3～0.96g/cm3，与矽卡岩期相比，温度、盐度和密度明显降低。石榴子石、石英和方解石的氢氧同位素研究表明，成矿流体主要来自于岩浆水，混合有少量大气降水；黄铁矿硫同位素硫同位素组成反映出成矿物质来源于深部岩浆热液；矿石铅同位素组成与老城坡单元花岗片麻岩铅同位素明显不同，而与老君山花岗岩铅同位素组成基本一致，说明矿区铅同位素来源很可能与老君山花岗岩有密切联系。矿石铅的来源较浅，成矿物质以壳源为主。

关于南温河钨矿成矿年龄争议较大。曾志刚等(1999)获得白钨矿矿石全岩Rb-Sr年龄214.25±15.60Ma；冯佳睿等(2011)获得了南秧田矽卡岩型钨矿体内的3件辉钼矿Re-Os模式年龄值为(209.1±3.3)～(214.1±3.1)Ma，成矿时代为晚三叠世。谭洪旗等(2011)获得含矿金云透闪矽卡岩与白钨矿共生的金云母坪年龄为118.14±0.69Ma，成矿时代为早白垩世。研究表明，老君山地区岩浆活动主要集中在白垩纪和早古生代。白垩纪老君山复式花岗岩成岩时代为118.08Ma～86.9Ma(云南省地矿局，1990；刘玉平，2007)。三叠纪，主要经历了区域动力变质作用，尚未发现存在该时期的岩浆活动。

据此，推断南温河钨矿成矿年龄可能为与白垩纪岩浆侵入活动有关的矽卡岩型矿床，成矿时代可能为早白垩世。冯佳睿等(2011)和曾志刚等(1999)获得的年龄，可能为经历过区域变质作用与白垩纪花岗质岩浆热液作用改造过的混合年龄(谭洪旗等，2011a)。

南温河钨矿矿床成因观点众多，主要早古生代混合岩成矿(缪应理等，2013)，元古代海底火山喷发沉积形成白钨矿化体-早古生代的区域混合岩化作用形成层状白钨矿体-后期的岩浆热液叠加改造作用三阶段成矿模式(石洪召等，2015)，印支期岩浆成矿(冯佳睿等，2011；李建康等，2013)，印支期区域变质作用成因(曾志刚等，1999)，燕山期岩浆成矿(官容生，1993；张洪培等，2006；狄永军等，2013；阙朝阳等，2014)等观点。

通过对南温河钨矿床成矿条件、成矿阶段分析研究，结合前人对南温河钨矿床成因取得的认识，可得出以下结论

(1)早元古代的泥质岩、长英质碎屑岩夹碳酸盐岩岩相带，含有较高的钨元素，形成了本区的初始矿源层。

(2)加里东期产生了持续的区域变质作用，使原沉积的碳酸盐岩、泥砂质碎屑岩形成一套绿片岩相-低角闪石相的变质岩系，在变质热水的作用下，钨元素得到了调整富集，在岩层的层纹、层理、片理沉淀，形成层状、似层状白钨矿化、矽卡岩化带。

(3)白垩纪岩浆热液侵位于碳酸盐岩，受碳酸盐岩的同化混染作用，分异形成的富CO2等挥发分，结合上侵动力、挥发分产生的内压力进而沟通了岩浆体系与地下水体系，热液沸腾形成了较高盐度富含成矿物质的岩浆-热液流体，沿韧脆性断裂带及裂隙进入碳酸盐岩进行交代作用，随着CO2的释放促进碳酸盐岩的进一步分解，加速了流体与碳酸盐岩的化学反应，形成大规模的矽卡岩带。随着温度、压力的降低，岩浆热液影响减弱，地下水参与度提升，成矿流体温度、盐度进一步降低，含矿热液沿平缓的滑脱面迁移，使早期所形成的矽卡岩型钨矿床得到了进一步改造，在后期改造作用强烈和含矿热液叠加地段，矿化进一步富集。

综上所述，南温河钨矿床是与白垩纪岩浆热液活动有关的矽卡岩型钨矿床。