湖北省麻城市两路口钨矿地质特征、成因及找矿前景探讨

曾小华， 刘 嘉， 杜文洋， 鲁显松， 刘 雷， 吴 兵，熊意林， 朱正勇， 杜翌超， 黄桂珍

(1.湖北省地质调查院，湖北 武汉 430034; 2.湖北省地质勘查工程技术研究中心，湖北 武汉 430074)

桐柏—大别造山带是洋陆转化、俯冲增生、碰撞拼合及逆冲推覆而形成的不同时代重叠的造山带[1-3]。其经历了长期的地质演化历史过程：张裂、俯冲、碰撞、折返拼合及其相互转化，是研究区地质构造演化的一个显著特点[4]。区域上构造—岩浆(流体)活动复杂，壳幔相互作用及地壳变形强烈，具备优越的成矿条件及巨大的找矿潜力。研究区位于桐柏—大别造山带中部、商城岩体南西及湖北与河南交界处，紧邻新城岩体(图1)。

图1 大别山北麓构造地质简图[3-4]Fig.1 The sketch of structural geology of North Dabie1.中新生代地层(K-E)；2.二郎坪群( Pt3-Pz)；3.龟山岩组(Pt2g)、南湾组(Dn)；4.肖家庙岩组(Z-Ox)；5.秦岭岩群( Pt2Q)；6.桐柏—大别变质杂岩(Ar3-Pt1)；7.红安岩群( Pt3HA)；8.榴辉岩；9.白垩纪火山岩(K)；10.石炭系；11.燕山期花岗岩；12.晋宁期花岗岩；13.地质界线；14.断裂带及编号；15.大别造山带边界；16.研究区位置；Ⅰ.华北地块；Ⅱ.大别造山带；Ⅲ.扬子地块。

1 成矿地质背景

1.1 区域地质特征

两路口矿区位于湖北省麻城市两路口地区，地处桐柏—大别变质核杂岩隆起亚带中部。区域主要出露英云闪长质片麻岩、二长花岗质片麻岩、花岗闪长质片麻岩组合。新元古代火山岩均有双峰式火山建造特征(称大别山(岩)群)。侵入岩主要表现为晋宁期—燕山期的花岗岩类[5-6]。

桐柏—大别造山带为陆—陆碰撞造山，由扬子陆块向北俯冲至华北陆块之下形成。区域上发育多期次的韧性变形以及脆性变形为主的推覆构造和断裂构造。区域上主要表现为呈NE向延伸并沿断裂分布的中酸性构造—岩浆岩带，并与NW向—近EW向断裂相互交织。同时也发育有各方向的脆性断裂，其中近EW向、NNE向两组尤为发育。研究区内断裂构造与区域断裂构造相配套，表现为压扭性特征。

造山带内岩浆活动十分频繁，发育多期岩浆岩，尤以燕山期后碰撞钙碱性花岗岩最为强烈，规模较小的岩体主要形成于早白垩世，其中中酸性小岩体密布，岩体受断裂体系控制，具有成群成带等间距分布特点。

1.2 矿区地质特征

矿区主要出露的基岩为黑云二长花岗质片麻岩，其覆盖了研究区60%以上区域；其次为一套变斜长角闪岩及斜长角闪片麻岩组(原红安群解体单元)[7]，该套岩性主要分布于研究区中部两路口村—铁门口一带，多呈大小不等、形态各异的包裹体、残留体镶嵌在中元古代变质岩中。

矿区主要发育有NNE向、EW向、NE向以及NW向多组断层。主矿体ⅠW1赋存于齐头山—单尖沟一带发育的近EW向断层破碎带中，该断层为一逆断层，产状345°～15°∠45°～60°，工区出露>2 km，形成的破碎带一般宽5～35 m，破碎带内发育强硅化岩蚀变。破碎带内主要充填构造角砾岩、碎裂岩及碎粒岩，明显与围岩面理斜交，常见断层引起的拖曳褶曲，构造岩具明显分带现象。钨矿化与碎裂岩化+黄铁矿化(褐铁矿)+硅化蚀变关系密切(图2)。

图2 两路口矿区构造略图[8]Fig.2 Structural sketch of Lianglukou mining area1.第四系；2.中元古代基性火山岩组；3.中元古代变辉长(辉绿)岩；4.中元古代二长花岗质片麻岩；5.晚侏罗世斑状角闪二长花岗岩；6.早白垩世斑状中粒二长花岗岩；7.实测正断层；8.实测逆断层；9.构造矿化蚀变带；10.性质不明断层；11.钨矿体；12.钨矿化体。

脉岩多呈放射状分布，走向以近EW向、NE向、NW向为主。NE向脉岩严格受构造控制，沿断裂产出；近EW向脉岩多产出于构造破碎带中。研究区内见白垩纪似斑状黑云二长花岗岩呈岩株状侵入，分布于工区北面，面积>4 km2，其中闪长岩脉与钨矿赋存关系较密切[8]。

1.3 成矿规律

桐柏—大别造山带内已发现大量与中酸性火山岩有关的斑岩型钼矿床(如汤家坪钼矿等)以及热液型铅(锌)矿床。从区域上已发现的矿床(点)来看，其矿床成因与沉积作用、火山作用及岩浆侵入作用紧密相关，规模较大的矿床(点)成因除与上述成矿作用之外，后期往往伴随有岩浆期后热液或与断裂活动有关的热液叠加改造，早期的火山作用及岩浆侵入作用富集了部分矿质，后期的热液叠加使矿质在容矿(构造)有利部位进一步富集，形成规模较大的矿床。同时，结合研究区成矿地质背景分析，区内具有良好的成矿地质条件和较大的成矿潜力。

2 矿区地质—地球化学特征

2.1 区域地球化学特征

结合前人研究成果，两路口钨矿区属秦岭地球化学省之北大巴山铁族元素(Nb、La、Ba、Au、Ag、V、Mo、U等)富集区，主要构成以铁族、Nb、La、Ba、Au等为主的多元素富集区。区内不同元素组合所构成的高背景—异常带交织排布，Au普遍富集，背景含量为1.53 ng/g，局部异常广泛分布，但主体对应基性—超基性岩带及碱性粗面岩带；Pb、W、Sn除在局部的断裂带上有零星弱异常外，基本为背景分布[5-6,9]。

1988年湖北省地质局开展了1∶20万商城幅区域化探工作，对Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Mo、Ni、Co、Cr等40种元素进行了半定量分析。所圈定的异常显示，工作区内W、Mo、Ag单元素异常套合较好(图3)，指示本区具有较好的找矿前景。

图3 研究区1∶20万化探异常特征图Fig.3 The 1∶200 000 stream sediment survey geochemicalanomalies in the study area

2.2 矿区地球化学特征

通过开展1∶5万水系沉积物测量工作，在两路口齐头山—纯阳山一带圈出了以W、Mo、Bi为主的综合异常(由W、Mo、Bi、Ag、Au、Ni等元素组成，面积约18 km2)，W、Mo、Bi平均含量为10.064×10-6、3.939×10-6、2.413×10-6，变异系数分别为1.739 7、1.390 1、0.752 4。

在区内大面积发育的黑云二长花岗质片麻岩中，W、Mo、Bi衬值分别为6.493、7.072、8.045，与区域背景值相比较，W、Mo、Bi元素在研究区存在显著富集。W、Mo在区内明显的含量起伏反映有矿化活动的叠加[10]，显示出后期矿化活动的叠加改造强烈。在研究区中、西部分布有较大面积的W、Mo高强度异常，为区内最重要钨矿找矿异常。以大面积富集W、Mo,局部富集Sn、As、Pb为特征，这种元素组合为高温元素组合，反映了黑云二长花岗质片麻岩局部富集W、Mo，与后期热液改造作用关系密切。

根据1∶5万水系沉积物测量圈定的异常及发现的矿化线索，重点对纯阳山—齐头山—单尖沟—铁门口地区开展了1∶1万土壤测量工作，共圈定土壤综合异常带(群)3处，编号分别为ZH1、ZH2、ZH3(图4、图5)[11]。

图4 两路口矿区1∶1万土壤综合异常图Fig.4 The 1∶10 000 soil survey geochemical anomaly map ofLianglukou scheelite deposit1.W；2.Mo;3.Ag;4.Bi;5.Pb;6.Zn;7.As;8.Sn;9.综合异常及编号；10.1∶1万土壤采测量区；11.研究区。

图5 两路口矿区1∶1万土壤异常剖析图Fig.5 Elementary anomalies map of 1∶10 000 soil survey in Lianglukou scheelite deposit

ZH1号异常成矿元素较全(Ag、As、Bi、Mo、Pb、Sn、W、Zn元素异常均有)，面积达2.61 km2，各元素异常套合较好，具有明显的浓集中心和梯度变化，异常以W、Mo、Bi、Ag元素为主，其中W元素峰值为202.5×10-6，衬值为4.79；Mo元素峰值为71.97×10-6，Bi元素峰值为37.58×10-6，Ag元素峰值为1 040×10-9。异常分布于黑云二长花岗质片麻岩中，与1∶5万水系异常吻合，异常重现性好。主矿体ⅠW1、ⅡW2位于该异常中(图4、图5)。

ZH2号异常由Bi、Mo、Pb、Sn、W、Zn元素组成，面积达1.62 km2，W、Bi元素异常套合好，W具有明显的浓集中心和梯度变化，其中Bi元素峰值为11.85×10-6，W元素峰值为93.42×10-6，Mo元素峰值为22.27×10-6，Zn元素峰值为400.07×10-6。异常产于黑云二长花岗质片麻岩中，异常位于1∶5万水系异常边部。ⅣW4钨矿化体位于该异常中(图4、图5)。

ZH3号异常主要由Bi、Mo、W元素组成，各元素异常套合好，具有明显的浓集中心和梯度变化，其中Bi元素峰值为19.77×10-6，Mo元素峰值为6.72×10-6，W元素峰值为97.08×10-6，衬值为1.99。异常位于1∶5万水系异常西部，异常重现性好。钨矿(化)体ⅤW5、ⅥW6位于该异常中(图4、图5)。

2.3 矿(化)体特征

地表已发现矿(化)体6条，其中ⅠW1、ⅡW2钨矿体已成规模。ⅠW1钨矿体是区内规模最大的矿体，已实施的8个钻孔均见钨矿化。ⅠW1矿体地表控制长度已达1 800 m，矿体斜深最深达480 m；矿体厚度为1.01～10.30 m，平均为4.41 m；矿体品位WO30.08%～0.53%，平均品位0.16%。矿化受构造破碎带控制，呈近EW向展布，倾向345°～15°，倾角45°～60°。矿体呈脉状、似层状产出，产状与断层产状大体一致(图6)。矿体品位与硅化、钾化、褐铁矿化、碎裂化关系密切。矿石矿物为白钨矿，其它金属矿物主要有针铁矿、黄铁矿、赤铁矿、辉钼矿等，偶见黄铜矿、方铅矿；脉石矿物有石英、绢云母、长石、萤石、角闪石及碳酸盐(方解石)等。

图6 两路口白钨矿床ⅠW1、ⅡW2矿体空间分布图[8]Fig.6 The spatial distribution of the ⅠW1、ⅡW2 scheelite orebodies ofLianglukou scheelite deposit

2.4 围岩蚀变特征

围岩蚀变主要受构造控制及构造后期热液活动影响，主要有黄铁矿化、褐铁矿化、高岭土化、硅化、次生石英岩化、绿泥石化等。地表局部矿化露头以铁帽形式产出。矿化强度与破碎带中的黄铁矿化与硅化蚀变正相关[11]。

2.5 成矿流体特征

2.5.1流体包裹体特征

流体包裹体样采自ZK004岩芯及LTC08工程控制IW1矿体。镜下观察显示，成矿过程中流体包裹体十分发育。根据室温下包裹体的相态特征(室温 20 ℃)，将石英中的包裹体类型分为四类，按其丰度高低顺序分别为：含气相和液相CO2三相包裹体(Ⅰ类)；纯CO2包裹体(Ⅱ类)；气液两相包裹体(Ⅲ类)；纯液相包裹体(Ⅳ类)；含子矿物包裹体(Ⅴ类)(图7)。

Ⅰ类在室温下呈三相(H2O溶液相+CO2液相+CO2气相)，其在石英中最为发育，形状较为规则，单体形态主要为近圆—椭形、负晶型、长条状，呈群状和孤立状分布，也可见在石英颗粒内呈带状分布。包裹体个体较大，一般为4～40 μm，大者可至100 μm以上，小者仅为1～2 μm，以富含CO2为特征。根据包裹体中CO2所占的比例可以进一步划分为Ⅰa类(图7-c)富水包裹体(CO2相比一般<50%)和Ⅰb类(图7-d)CO2包裹体(CO2相比一般>50%，少数可达95%)，Ⅰa类占Ⅰ类的80%左右。根据测温过程中CO2相均一方式的不同，Ⅰa类可进一步分为两个亚类：Ⅰa1CO2相均一至气相；Ⅰa2CO2相均一至液相。

Ⅱ类室温下呈两相(CO2液相+CO2气相)，在石英中较为发育(图7-b,7-l)，大小3～40 μm。形态多见近椭圆形和负晶型，呈群状和孤立状分布，与Ⅰ类常在同一石英颗粒中同一视域出现。CO2气相含量多集中在10%～35%之间。

Ⅲ类室温下呈气液两相(图7-g,7-j)，有气相和液相H2O组成，大小4～30 μm，呈长条形、椭圆形、负晶型、正方形等。液体充填度一般在60%以上，少数低于Ⅳ类室温下单一液相(图7-h,7-m)，形态较为不规则。Ⅴ类包裹体数量极少，只能在极个别包裹体片中偶然出现。

图7 石英中流体包裹体特征Fig.7 The fluid inclusions characteristics in the quartza.包裹体呈群状分布；b.包裹体呈带状分布；c.长条状含气相和液相CO2三相包裹体；d.富CO2相的三相包裹体；e.近椭圆状含气相和液相CO2三相包裹体；f.富CO2气相的纯CO2包裹体；g.富液相两相包裹体；h.纯液相包裹体；i.包裹体细小均匀分布在石英颗粒内；j.富液相两相包裹体；k.呈石英负晶型的含气相和液相CO2三相包裹体；l.假次生包裹体；m.纯液相包裹体呈带状分布。

2.5.2流体包裹体测温

本次测温对象均为石英，共测定73个包裹体，均一温度为207～405.3 ℃，盐度为1.02～20.45 wt.NaCl%。含气相和液相CO2三相包裹体测定33个，均一温度为245～400 ℃，均值为334.6 ℃；盐度为1.02～11.33 wt.NaCl%，均值为6.8 wt.NaCl%。纯包裹体测定17个，均一温度为245～372.6 ℃，均值为324.1 ℃；盐度为2.77～12.16 wt.NaCl%，均值为7.4 wt.NaCl%。气液两相包裹体测定17个，均一温度为207～405.3 ℃，均值为304.2 ℃；盐度为3.39～20.45 wt.NaCl%，均值为14.0 wt.NaCl%。前人研究认为，斑岩型钨矿均一温度230～410 ℃，对应盐度31～33 wt.NaCl%；均一温度200～400 ℃，对应盐度3～13 wt.NaCl%。测温结果显示，均一温度基本与斑岩型钨矿的均一温度相吻合。由于含气相和液相CO2三相包裹体的盐度是通过二氧化碳笼合物的熔点来测量，测试过程能清晰观测到，所以测出的盐度基本都在斑岩型钨矿盐度的范围之内。而气液两相包裹体冰点较难观测，所测出的结果误差较大，导致对应的盐度范围与斑岩型钨矿的盐度范围差异较大。由于测温过程中所测得含子矿物的多相包裹体未能观察到，故盐度31～33 wt.NaCl%均未能测到。综上所述，石英样品中的包裹体类型及其特征与斑岩型钨矿中的包裹体类型及其特征较为相似。

各测温片测温结果如图8所示，所对应的平均盐度分别为6.2 wt.NaCl%、8.3 wt.NaCl%、5.6 wt.NaCl%、8.1 wt.NaCl%，除3001-1平均均一温度偏低之外，其它测温片的平均均一温度和盐度差异不大。

图8 不同测温片流体包裹体均一温度直方图Fig.8 The histogram map of homogenization temperature of fluid inclusions

2.5.3流体包裹体成分

激光拉曼探针原位成分分析工作在构造与油气资源教育部重点实验室的天然气水合物评价实验室完成，测试仪器为法国HORIBA Jobin Yvon公司的LabRam HR型号拉曼光谱仪，其激发光源为波长532.06 nm、功率为14 mW的氩离子激光。

由于包裹体样品荧光效应强烈，拉曼光谱图中主要显示的是寄主矿物石英的峰值以及二氧化碳和水的峰值，说明包裹体成分主要为H2O和CO2。

3 矿床成因及找矿标志

3.1 矿床成因

在距今大约1.4亿年前的早白垩世，新生的太平洋洋壳快速向西北方向扩张，鄂霍次克陆块也跟随着古太平洋向西北方向运动。在距今大约1.3亿年前的晚白垩世早期，该陆块漂移到东亚大陆边缘[15]，与中国华南地区及日本西南部发生碰撞,晚白垩世大别山隆起造山，引起W、Sn丰度较大的陆壳重熔形成燕山期中酸性及酸性岩浆[16]，在岩浆上升演化过程中W、Mo、Bi等成矿元素及挥发组分趋于在晚期和上部演化为含W、Bi等成矿元素的花岗岩浆。此种岩浆侵位结晶后挥发组分上升使岩体及围岩发生一系列的蚀变及矿化[15]。首先是高温碱性流体与岩体发生的钾化和继之发生的钠化，不仅形成了相应的蚀变带,而且可使早期进入黑云母及角闪石晶格的钨矿化组分活化进入流体相，同时流体向酸性方向转化。当岩体与化学性质不活泼的东西向构造碎裂岩围岩接触时，富矿化组分流体在岩体突起部位及边部集中并且在岩体内外接触带沿东西向构造裂隙发生充填作用形成热液充填型钨矿床[17]。

两路口钨矿体主要受近EW向、NNE向断层构造控制，与岩脉活动存在一定的关系，但是成矿时期应晚于岩脉发育时期，具有多期热液叠加富集成矿特征(最少两期)。岩浆岩活动形成于大别山隆起运动阶段，矿床形成年龄应晚于矿区出露的白垩世岩浆岩脉。

两路口矿区地表出露各类岩脉，钨钼矿化与EW向中酸性岩脉密切相关，受构造控制作用明显。区内各类岩脉的锆石U-Pb年龄在130 Ma左右，表明了区域内岩浆活动的时间应该是130 Ma，与整个大别地区第三期岩浆活动的时间一致。成矿物质与成矿流体主要来自岩浆，成矿与130 Ma的岩浆活动相关。同时因为构造活动，地表水和地下水沿着构造裂隙下渗与岩浆水混合并在适当的温压条件下成矿物质析出而成矿。两路口白钨矿床为典型构造控矿高温热液型钨矿床[12，17]。

3.2 找矿标志

(1) 构造标志：目前已发现的钨矿体位于近EW向构造破碎带内，因此近EW向构造破碎带是找矿的构造标志。

(2) 地球化学异常标志：结合图3-图5，发现成规模的钨矿体多位于土壤W异常地势偏高的边部，浓度高的W异常是有利的找矿标志(但是需要结合地形因素考虑)。

(3) 蚀变标志：近EW向构造破碎带内黄铁矿化(褐铁矿化)+硅化是直接的蚀变找矿标志。

4 讨论

(1) 两路口钨矿床位于桐柏—大别造山带中部，对比相邻的沙坪沟大型斑岩型钼矿和汤家坪大型斑岩型钼矿床，本区构造、岩浆岩发育情况与之大致相同，推测两路口地区具有形成大型钨矿床的潜力。

(2) 白钨矿体受构造控矿作用显著，主要受EW向、NNE向断裂的控制，不受特定的地层及岩性制约；热液成矿作用显著，且多期热液作用使成矿元素叠加富集，具有较大找矿前景[18]。

(3) 区内频繁的岩浆活动给成矿带来热及动力条件的同时，促进了热液的多次叠加改造活动，为区内成矿创造了有利条件。

(4) 据现有钻探工程见矿情况分析，Ⅰ钨矿体深部有趋厚、品位增高趋势，且除地表所发现矿体深部验证重现外，依然存在多条地表未出露矿(化)体通过钻探工程被发现，显示深部亦存在较大找矿空间。

(5) 两路口钨矿虽已达中型钨矿床规模，但远不能够解释所圈定的地化异常。

5 结论

两路口钨矿床为受近EW向断层控制的中高温热液充填型白钨矿床，成矿作用与岩浆侵入和热液活动紧密相关，岩浆期后热液或与断裂活动有关的热液叠加改造使W进一步富集成矿，形成规模较大的矿体。两路口矿区具备良好的成矿地质条件，W异常规模大，但目前已发现的钨矿体远不能够解译异常源；已实施钻探工程成功在I矿体深部480 m处对该矿体进行控制，验证矿化在深部是连续的同时，指示了两路口矿区深部具有较大的找矿潜力。两路口钨矿区已具有中型以上的钨矿找矿前景，如果加大深部工程验证力度，有望实现找矿重大进展。

致谢：感谢孙四权教授级高级工程师对找矿工作的全程指导、祝敬明教授级高级工程师等对本文的认真审阅。