趙辛敏, 郭周平, 白赟

(1. 國(guó)土資源部巖漿作用與找礦重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心，陜西 西安　710054；

2. 長(zhǎng)安大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，陜西 西安　710054)

矽卡巖型白鎢礦礦床研究進(jìn)展

趙辛敏1, 郭周平1, 白赟2

(1. 國(guó)土資源部巖漿作用與找礦重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心，陜西 西安710054；

2. 長(zhǎng)安大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，陜西 西安710054)

摘要：矽卡巖型白鎢礦是世界上最重要的鎢礦類型，其儲(chǔ)量約占鎢礦總儲(chǔ)量的一半。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)矽卡巖型白鎢礦已占全國(guó)鎢礦總儲(chǔ)量的60%以上，因此，矽卡巖型白鎢礦礦床的研究具有重要的經(jīng)濟(jì)和戰(zhàn)略意義。前人對(duì)矽卡巖型白鎢礦進(jìn)行了廣泛的科學(xué)研究并取得了眾多的成果。本文在查閱整理前人資料的基礎(chǔ)上，對(duì)矽卡巖型白鎢礦礦床的時(shí)空分布、礦床地質(zhì)特征、成礦與花崗巖的關(guān)系、成礦流體特征及成礦機(jī)制、成礦物質(zhì)來(lái)源，國(guó)內(nèi)外礦床對(duì)比等方面進(jìn)行了綜述，闡明了矽卡巖型白鎢礦礦床的研究進(jìn)展。

關(guān)鍵詞：矽卡巖型白鎢礦；時(shí)空分布；地質(zhì)特征；成礦流體；成礦物質(zhì)；研究進(jìn)展

0引言

鎢是一種銀白色或鋼灰色的金屬，具有高硬度、高熔點(diǎn)、高沸點(diǎn)等特點(diǎn)，鎢元素在地殼中的豐度約為1.1×10-6，一般花崗巖中鎢的豐度為(1~2.5)×10-6。鎢的用途十分廣泛，不僅是電器工業(yè)和電子工業(yè)的重要材料，還廣泛用于航空、冶金、化工、建筑等行業(yè)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中具有重要意義，并已成為重要的戰(zhàn)略礦產(chǎn)資源?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)20多種鎢礦物，其中白鎢礦(Ca[WO4])和黑鎢礦((Fe，Mn)[WO4])是自然界中鎢的主要經(jīng)濟(jì)來(lái)源，白鎢礦主要產(chǎn)于矽卡巖中，黑鎢礦則常產(chǎn)于花崗巖體的頂部或近接觸帶的圍巖中。鎢礦床主要的礦床類型有矽卡巖型、石英脈型、斑巖型、層控型、沉積型、沉積變質(zhì)型、偉晶巖型和角礫巖筒型等，世界鎢礦產(chǎn)量的80%~90%來(lái)源于前兩種類型。其中矽卡巖型白鎢礦是世界上最重要的鎢礦類型，其儲(chǔ)量約占總儲(chǔ)量的一半，礦石儲(chǔ)量較集中，易形成較大型礦區(qū)，如著名的矽卡巖型白鎢礦有加拿大坎通(Cantung)、馬克通(Mactung)、美國(guó)派因克里克(Pine Creek)、澳大利亞金島(King Island)、朝鮮桑東(Sangtong)、土耳其烏盧達(dá)格(Uludag)、中國(guó)湖南的柿竹園、新田嶺、瑤崗仙和江西的大湖塘、朱溪、香爐山等。國(guó)外的特大型白鎢礦礦床多為矽卡巖型，顯示出矽卡巖型白鎢礦礦床的重要性。

1矽卡巖型鎢礦床的時(shí)空分布及構(gòu)造背景

徐克勤等[1]認(rèn)為世界鎢礦常分布在受俯沖作用影響，而又離俯沖帶較遠(yuǎn)的陸殼發(fā)育地區(qū)，而有些與大陸碰撞后繼承性斷裂巖漿活動(dòng)有關(guān)(圖1)。具體從世界范圍內(nèi)看，全球的鎢礦床主要分布在環(huán)太平洋帶(加拿大、美國(guó)、玻利維亞、朝鮮和中國(guó)東南沿海等)、地中海北岸(土耳其、法國(guó)、奧地利和德國(guó)等)、南烏拉爾和中亞西亞及中國(guó)新疆和甘肅等地[3]，即主要分布在環(huán)太平洋廣義的大陸邊緣，其次分布于歐亞大陸內(nèi)部廣義的古大陸邊緣碰撞帶。西太平洋的鎢礦主要分布在日本—琉球島弧、菲律賓島弧、印尼東部以西的亞洲大陸東部、新幾內(nèi)亞—新赫布里底—新喀里一帶以西的澳大利亞?wèn)|部，其中西太平洋北部是世界上最重要的鎢礦帶，主要分布在環(huán)太平洋金屬成礦帶的外帶，而沿海大陸邊緣幾乎沒(méi)有或極少有鎢礦化。東太平洋的情況與此相似，如北美西部的鎢礦主要分布在所謂石英閃長(zhǎng)巖線以東的地區(qū)，而在石英閃長(zhǎng)巖線以西的臨近俯沖帶的地區(qū)鎢礦很少。歐亞大陸內(nèi)部的古大陸邊緣碰撞帶一些鎢礦的分布主要與碰撞褶皺后的繼承性斷裂巖漿活動(dòng)有關(guān)，如特提斯造山帶的一些鎢礦。鎢礦是我國(guó)優(yōu)勢(shì)資源產(chǎn)業(yè)，儲(chǔ)量、產(chǎn)量、消費(fèi)量以及出口量均居于世界首位，我國(guó)的矽卡巖型白鎢礦礦床均分布在地槽褶皺帶中，如華南褶皺系、吉黑褶皺系、秦嶺—祁連褶皺系、天山褶皺系等(圖2)。按成礦帶來(lái)看，主要分布在華南、揚(yáng)子、秦嶺、祁連山、吉黑、康滇—三江、天山和大興安嶺等成礦帶內(nèi)[3-6]，其中華南、吉黑、秦嶺和祁連等區(qū)域是我國(guó)矽卡巖型白鎢礦床的主要成礦區(qū)帶。中國(guó)矽卡巖型白鎢礦床自呂梁期、晉寧期、加里東期、華力西期、印支期、燕山期一直到喜馬拉雅期均有發(fā)現(xiàn)，其中以燕山期最為重要，其次是華力西期。矽卡巖型白鎢礦的控礦層位一般沒(méi)有明顯時(shí)代選擇性，目前震旦紀(jì)至三疊紀(jì)地層中均有形成，但主要集中在泥盆系、石炭系，其次是前寒武系、二疊系[4]。

圖1　矽卡巖型鎢礦成礦構(gòu)造背景示意圖[2]

圖2　中國(guó)鎢礦床(點(diǎn))分布簡(jiǎn)圖[3]

2礦床地質(zhì)特征

國(guó)外學(xué)者曾對(duì)與鎢有關(guān)的矽卡巖礦床的特征進(jìn)行了廣泛的總結(jié)[2,7,8]。國(guó)內(nèi)學(xué)者也曾總結(jié)了中國(guó)矽卡巖型白鎢礦礦床的一般地質(zhì)特征：①與成礦有關(guān)的圍巖地層在時(shí)代上自元古宙—三疊紀(jì)均有，在巖性上以灰?guī)r、大理巖為主，又以不純灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r較為有利。②控巖控礦構(gòu)造常與區(qū)域性深斷裂有關(guān)，褶皺構(gòu)造以背斜較為有利。③與成礦有關(guān)的巖漿巖多為中酸—酸性中淺成侵入體，巖性主要以花崗巖、黑云母花崗巖為主，花崗閃長(zhǎng)巖次之，巖石結(jié)構(gòu)以中細(xì)粒為主。④礦體形態(tài)復(fù)雜，受接觸帶控制的礦體主要呈似層狀、透鏡狀，受斷裂或裂隙控制的礦體多呈脈狀、帶狀、扁豆?fàn)?、囊狀，白鎢礦多呈浸染狀產(chǎn)于矽卡巖內(nèi)或其附近的交代巖中。其礦化組合可為單一的鎢或伴有其他金屬礦化(以鉬或錫常見)。⑤礦化階段與蝕變類型：礦床形成階段可分為早矽卡巖階段、晚矽卡巖階段、石英-白鎢礦階段和石英-硫化物階段等。接觸帶及外帶矽卡巖化發(fā)育，矽卡巖礦物常見鈣鐵-鈣鋁榴石、透輝石-鈣鐵輝石、硅灰石、陽(yáng)起石、透閃石、綠簾石、螢石、電氣石等，內(nèi)帶蝕變類型主要有鉀長(zhǎng)石化、鈉長(zhǎng)石化、云英巖化、硅化、云母化、綠泥石化、電氣石化和螢石化等[4]。

3成礦與花崗巖的關(guān)系

在國(guó)外，如北美、日本、朝鮮等國(guó)家和地區(qū)，與巨型矽卡巖型白鎢礦成礦有關(guān)的花崗巖主要為I型花崗巖[9-13]。Einaudi et al[7]曾指出，含鎢矽卡巖及含賤金屬(Cu、Mo、Pb、Zn)硫化物的矽卡巖，是大陸邊緣造山帶的重要特點(diǎn)，且一般與俯沖消減環(huán)境的I型花崗巖有關(guān)。在中國(guó)，與I型花崗巖有關(guān)的鎢礦較少，典型礦床如河南三道莊鎢鉬礦等[14]，大部分鎢礦床與S型花崗巖有關(guān)，如華南地區(qū)與鎢礦有關(guān)的侵入巖多為S型花崗巖[15-17]。Kwak et al[8,10]將矽卡巖型白鎢礦分為兩種類型：W-Mo-Cu型和W-Sn-F型，認(rèn)為W-Mo-Cu型主要與氧化性質(zhì)的I型花崗巖有關(guān)，而W-Sn-F型主要與還原性質(zhì)的花崗巖有關(guān)。有學(xué)者將日本矽卡巖型白鎢礦分為兩類：一種為貧鉬的白鎢礦型，成礦與還原性質(zhì)的鈦鐵礦型花崗巖有關(guān)，另一種為富鉬的白鎢礦型，成礦與氧化性質(zhì)的磁鐵礦型花崗巖有關(guān)。毛景文等[18]認(rèn)為強(qiáng)烈分異演化的含礦花崗巖是成礦最關(guān)鍵的因素。在復(fù)合花崗巖體中，多階段分異演化的最晚階段的巖體對(duì)成礦最為有利，部分復(fù)合巖體表現(xiàn)出多階段侵位和多階段成礦的特征，這類巖體往往能形成大型—超大型礦床[19,20]。

4成礦流體特征及成礦機(jī)制

近年來(lái)，許多學(xué)者對(duì)國(guó)內(nèi)典型矽卡巖型白鎢礦礦床的成礦流體特征開展了深入研究[4,21-23]，總結(jié)出矽卡巖型白鎢礦礦床成礦流體的基本特征：①原生包裹體相態(tài)類型主要包括4種，即氣液兩相包裹體(占總數(shù)的80%~90%)、含液態(tài)CO2三相包裹體(<5%)、含子礦物多相包裹體(極少量)和單一液相包裹體(約5%)；②早期矽卡巖的形成溫度為400~500 ℃，晚期矽卡巖及硫化物的形成溫度多介于200~350 ℃之間，白鎢礦的沉淀溫度為200~320 ℃；③成礦流體的鹽度較低，一般<10%NaCleq；④成礦流體的密度多為0.8~1.0 g/cm3，屬中低密度流體。

在大部分礦床中，黑鎢礦與白鎢礦都存在一定程度的分離，黑鎢礦呈石英脈產(chǎn)出，白鎢礦發(fā)育于矽卡巖或云英巖中。徐克勤[24]曾指出兩種類型鎢礦的形成與圍巖巖性有關(guān)，當(dāng)成礦花崗巖侵入碎屑巖中時(shí)，形成石英脈型黑鎢礦，當(dāng)侵入碳酸鹽巖特別是灰?guī)r時(shí)形成矽卡巖型白鎢礦。康永孚[25]認(rèn)為巖漿組分及其相對(duì)濃度、溫度、壓力以及溶液的pH值、Eh值都對(duì)鎢的成礦作用有影響，在溶液中具有鎢的成礦作用的必要條件下，Ca2+與Fe2+、Fe3+、Mn2+的相對(duì)濃度在很大程度上決定形成白鎢礦床或黑鎢礦床類型，硅鋁介質(zhì)中的石英脈鎢礦床(Fe2O3+FeO+MnO)∶Ca=5.4∶1(平均數(shù))，S的濃度也不高，故形成黑鎢礦，而在矽卡巖礦床中，鎢礦化出現(xiàn)在矽卡巖形成后的蝕變階段，這些蝕變實(shí)際上是一種脫鈣作用，溶液中Ca的濃度較高，這個(gè)階段Fe的濃度也高，但同時(shí)H2S的濃度也很高，所以黑鎢礦不穩(wěn)定而形成白鎢礦，因此認(rèn)為，在石英脈中鎢以形成黑鎢礦為主，而在矽卡巖中鎢以形成白鎢礦為主是很自然的。祝新友等[26]認(rèn)為除圍巖巖性對(duì)鎢礦類型有重要影響外，花崗巖類型也與其有密切聯(lián)系，如在我國(guó)南嶺地區(qū)，石英脈型黑鎢礦成礦與第一期中粗粒斑狀黑云母花崗巖有關(guān)，而矽卡巖型白鎢礦成礦與第二期中細(xì)粒斑狀花崗巖有關(guān)。

研究表明，鎢在成礦流體中呈多種配合物形式遷移，劉英俊和馬東升[27]系統(tǒng)評(píng)述了多達(dá)7~8種鎢在熱液中可能遷移形式的假設(shè)。引起鎢沉淀的原因主要有流體體系溫度的降低、流體不混溶(沸騰)、不同流體的混合、pH值升高、水巖反應(yīng)、壓力降低及圍巖中非極性揮發(fā)分的加入等，其中流體的不混溶作用和不同流體的混合作用是鎢的配合物在熱液中分解、沉淀的主要機(jī)制[28-30]。

5成礦物質(zhì)來(lái)源

我國(guó)眾多學(xué)者總結(jié)了華南地區(qū)鎢礦床與花崗巖的關(guān)系，認(rèn)為鎢礦床的成礦物質(zhì)來(lái)源于花崗巖[31-38]，且這種觀點(diǎn)一直處于主導(dǎo)地位。翟裕生[39]認(rèn)為華南地區(qū)的含礦花崗巖類是富鎢、錫的硅鋁質(zhì)地殼長(zhǎng)期演化，多期次構(gòu)造-流體作用“熔煉”的結(jié)果。還有一些學(xué)者認(rèn)為成礦物質(zhì)來(lái)源于地層，這類鎢礦床多為層狀的沉積變質(zhì)型鎢礦。有資料顯示，從元古宙至早古生代曾發(fā)生過(guò)全球范圍的殼幔分異作用，從地幔中分異出的物質(zhì)以海底火山活動(dòng)的方式在基性火山-沉積巖層中形成鎢的初步富集，即形成了鎢的初始礦源層[40]。國(guó)內(nèi)外許多研究也表明，元古宙火山-沉積變質(zhì)巖系是鎢礦床的礦源層之一，在世界上許多地方的元古宙火山-沉積巖中均發(fā)現(xiàn)了大—中型的層控白鎢礦礦床或?qū)訝钗◣r型白鎢礦礦床，如歐洲阿爾卑斯一帶的許多白鎢礦礦床，典型的如奧地利的Mittersill和Bohemian Massif白鎢礦床等。在我國(guó)華南地區(qū)中-新元古代的四堡群、板溪群、雙橋山群等均有較高的鎢含量，是地殼克拉克值的數(shù)倍至數(shù)十倍，可能是華南眾多鎢礦床的礦源層[1,4,6,27,40,41]。近年來(lái)，越來(lái)越多的學(xué)者認(rèn)為成礦物質(zhì)來(lái)源于巖體和地層，體現(xiàn)了礦床多成因、成礦物質(zhì)多來(lái)源的觀點(diǎn)。

6中國(guó)矽卡巖型鎢礦與世界著名矽卡巖型鎢礦的對(duì)比

許多學(xué)者曾將中國(guó)矽卡巖型鎢礦與國(guó)外矽卡巖型鎢礦進(jìn)行過(guò)不同方面的對(duì)比[4,42,43]，通過(guò)綜合比較發(fā)現(xiàn)，兩者主要特征大體相似，但也有一些差異?？氐V地層方面，國(guó)外矽卡巖型鎢礦的控礦地層可達(dá)古近系，晚于國(guó)內(nèi)矽卡巖型鎢礦床賦礦層位；成礦巖體方面，中國(guó)矽卡巖型鎢礦與酸性花崗巖關(guān)系密切，以S型花崗巖為主，而國(guó)外矽卡巖型鎢礦與中酸性的石英二長(zhǎng)巖-花崗閃長(zhǎng)巖關(guān)系密切，北美、日本等地區(qū)鎢礦大多與I型花崗巖有關(guān)；成礦時(shí)代方面，我國(guó)華南以燕山期為主，祁連地區(qū)形成于加里東期，天山地區(qū)產(chǎn)于華力西期，國(guó)外鎢礦床的成礦時(shí)代跨度大，從太古宙到第四紀(jì)均有產(chǎn)出，但主要集中在古生代和中生代，其次為新生代，西歐和中亞鎢礦主要形成于華力西期，澳大利亞鎢礦主要形成于加里東期，北美西部大多形成于白堊紀(jì)末期；構(gòu)造背景方面，我國(guó)華南地區(qū)主要形成于伸展環(huán)境，而國(guó)外主要形成于俯沖及碰撞環(huán)境；相對(duì)而言，世界著名矽卡巖型鎢礦形成深度、壓力、品位比中國(guó)同類礦床略大一些，形成溫度可能也稍高一些?？赡芘c各自礦床成礦地質(zhì)條件與產(chǎn)出地質(zhì)環(huán)境有關(guān)。通過(guò)對(duì)比不難發(fā)現(xiàn)，不同構(gòu)造體制、不同類型巖漿巖中均能形成大型的矽卡巖鎢礦。因此，深化認(rèn)識(shí)不同構(gòu)造環(huán)境下鎢礦的形成條件，如加里東期、華力西期的俯沖及碰撞構(gòu)造環(huán)境下中酸性花崗巖體對(duì)鎢礦化的控制，有利于擴(kuò)大鎢礦找礦范圍，增加鎢礦遠(yuǎn)景儲(chǔ)量。

致謝：審稿專家對(duì)文章的修改提出了諸多寶貴意見，在此表示感謝！

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Advances in Study of Skarn-type Scheelite Deposit

ZHAO Xin-min1, GUO Zhou-ping1, BAI Yun2

(1.KeyLaboratoryfortheStudyofFocusedMagmatismandGiantOreDeposits,MLR,Xi’anCenterofChinaGeologicalSurvey,

Xi’an,Shaanxi710054,China； 2.EarthScience﹠ResourcesCollege,Chang’anUniversity,Xi’an,Shaanxi710054,China)

Abstract:Skarn-type scheelite deposit is widespread and has the greatest economic value, occupies an important place among all tungsten deposits in the world, and accounts for half of the total tungten reserves in the world In China, skarn-type scheelite makes up at least 60% of the total tungsten reserves. Therefore, study of skarn-type scheelite deposit is of great economic and strategic importance. In previous studies, some researchers have done a lot of works on skarn-type scheelite deposit and obtained a series of achievements. In this paper, on the basis of previous data, the spatial and temporal distribution, the geological and metallogenic characteristics, the ore-forming fluid and source, the metallogenic mechanism and comparison of typical deposits in domestic and abroad are discussed, and an overview of the current state in study of the skarn-type scheelite deposit is presented.

Key words:skarn-type scheelite deposit； spatial and temporal distribution； geological characteristics； ore-forming fluid； metallogenic material； research progress

作者簡(jiǎn)介：趙辛敏(1988—)，男，碩士，主要從事區(qū)域成礦及成礦規(guī)律研究。Email:zhaoxinmin0104@126.com。

基金項(xiàng)目：中國(guó)地質(zhì)調(diào)查“青海門源縣銀燦—浪力克1∶5萬(wàn)成礦預(yù)測(cè)(編號(hào)：1212011221043)”項(xiàng)目資助。

收稿日期：2014-09-29； 改回日期： 2014-10-11。

中圖分類號(hào)：P618.67

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：2095-8706(2015)01-0009-05