福建漳平福坪白钨矿床地质特征及成因探讨

傅宗瑚

(福建省核工业二九五大队，龙岩，364000)

矽卡岩型白钨矿矿床是目前世界上最重要的钨矿床类型之一[1]。漳平福坪白钨矿床是在寻找铁矿过程中发现的热液接触交代矽卡岩型白钨矿床，经详查地质工作，发现白钨矿资源量达到中型规模。白钨矿肉眼难以辨认，需采用荧光灯照射才能分辨出矿石，普查工作早期找铁矿过程中侧重于利用荧光灯寻找透辉石矽卡岩中的白钨矿，随着后期地质工作的不断深入，发现铁锰矿化的地表氧化带中贮存着大量的白钨矿，这种氧化白钨矿即使利用荧光灯也无法辨认。笔者通过分析矿床的成矿地质背景、矿体特征及围岩蚀变等，总结白钨矿床的找矿标志。

1 地质概况

矿区位于闽东火山断坳带寿宁—华安断隆带南段[2]，区域大面积出露二叠纪、三叠纪以及侏罗纪地层。区域线性断裂构造以北东向大型断裂带为主，次为北西向、东西向和南北向断裂；区域岩浆活动频繁，岩浆岩分布广泛，主要为花岗岩沿断裂带及构造交会部位上侵，与二叠纪和三叠纪含钙地层接触部位常形成矽卡岩，中低温热液蚀变现象普遍且强烈，铁、锰、铜、钼、铅锌等多金属矿(化)点星罗棋布，已发现铁、锰、铅锌等多个矿(化)点。区域内具有较好的中低温热液接触蚀变型多金属矿床的成矿地质条件。

1.1 地层

矿区地层出露简单，主要有中二叠世童子岩组、早三叠世溪口组、晚三叠世文宾山组和第四系(图1)。

图1 漳平福坪矿区地质图Fig.1 Geological map of Fuping deposit in Zhangping city1—第四系；2—晚三叠世文宾山组；3—早三叠世溪口组(矽卡岩)；4—中二叠世童子岩组；5—早白垩世正长花岗岩；6—白钨矿体及编号；7—地质界线；8—地层产状；9—断裂构造及编号；10—勘探线及编号；11—见矿钻孔编号；12—未见矿钻孔编号；13—矿区范围

中二叠世童子岩组：岩性以灰黑色粉砂岩、砂质泥岩、砂质板岩为主，夹黑色页岩或石墨层，为海陆交互相沉积，岩层倾向南东，倾角55°。区内出露厚度200 m以上。

早三叠世溪口组：溪口组被岩体侵入，呈舌状残留体残留于早白垩世正长花岗岩之上。溪口组原岩为石灰岩。根据钻孔资料，地层很薄，厚度一般为0～50 m，最厚为153.97 m。岩石已全部矽卡岩化，地表全风化，从地表至底部主要岩性依次为全风化透辉石矽卡岩、透辉石矽卡岩和石榴石矽卡岩，局部还发育大理岩(分布于0～3线的低洼部位)和硅灰石矽卡岩(仅于钻孔ZK1103可见)。其中透辉石矽卡岩是硅化、铅锌矿化、磁铁矿化、白钨矿化发育的主要岩性，是寻找白钨矿的主要对象。

晚三叠世文宾山组：岩性为灰白色、深灰色砂砾岩，含砾粗砂岩，粉砂岩夹细砂岩，泥岩和煤层、煤线。岩层倾向南东，倾角50°～75°。

第四系：分布于矿区地势低凹处，由砂砾、亚黏土、含泥砂卵石组成。厚度0～9.19 m。

1.2 构造

矿区构造较简单，以断裂构造为主，受断裂构造影响，地层出露不完整。主要的断裂构造有北东向断裂，出露于矿区的东南角，主要发育在早白垩世正长花岗岩中。断裂构造总体走向北东向，倾向南东，倾角75°左右。

1.3 岩浆岩

区内的岩浆岩主要为早白垩世正长花岗岩与少量晚期的酸性或中酸性小岩脉，偶见少量基性岩脉。早白垩世正长花岗岩成因类型为“S”型花岗岩，呈岩基、岩株、岩瘤或岩枝状产出，岩石呈肉红色-浅肉红色，中-细粒花岗结构，块状构造，岩石主要矿物成分为石英、钾长石、斜长石、黑云母。

岩浆岩的侵入与区域内生金属成矿有密切关系，其外接触带及其附近往往形成矽卡岩型铁、锰、铜、钼、铅锌等多金属矿(化)点。区域内已发现矿(化)点主要有铁、锰、铅锌等多金属矿产，均与侵入岩有着密切的成因联系。矿区内早白垩世正长花岗岩在空间上与白钨矿关系密切，花岗岩与溪口组石灰岩的外接触带形成矽卡岩，白钨矿主要贮存在岩体外接触带的透辉石矽卡岩中。

1.4 地球化学特征

矿区于2010年开展1∶1万土壤化探测量，圈定出W、Ag、Fe和Mn异常(图2)。其中W异常规模最大，呈北北东向带状展布于矽卡岩中，异常控制总面积为0.49 km2，W含量最高为3 892×10-6，浓集中心明显，且具有浓度分带特征(图2b)；Ag异常呈北北东向条带状展布于矽卡岩中，与W异常套合较好，异常控制总面积为0.19 km2，Ag含量最高为32×10-6(图2c)；Fe异常呈条带状断续展布于矽卡岩中，但异常特征值均较低，异常浓集中心不明显；Mn异常总体呈带状展布于矽卡岩中。异常控制总面积为0.33 km2，与W、Ag异常套合较好，局部呈透镜状分散展布于花岗岩中。异常分布表明，W、Ag、Mn异常套合好。经此次研究，福坪矿区W异常主要分布在早白垩世正长花岗岩与溪口组的接触带中及其附近，白钨矿体主要分布在W异常浓集中心内(图2)，分析表明研究区的W异常应是矿致异常。

图2 漳平福坪矿区地球化学剖析图Fig.2 Geochemical analysis diagram of Fuping deposit in Zhangping city1—第四系；2—晚三叠世文宾山组；3—早三叠世溪口组(矽卡岩)；4—中二叠世童子岩组；5—早白垩世正长花岗岩；6—白钨矿体及编号；7—地质界线；8—地层产状；9—断裂构造及编号； 10—矿区范围

2 矿床地质特征

2.1 矿体规模、形态特征

2.1.1 矿床氧化带划分及其矿化特征

根据地表及各钻孔中矿石内黄铁矿等金属硫化物氧化程度，确定了矿体氧化带界线[3]，区分矿体的氧化带和原生带。矿区中部氧化带发育，主要分布于地表至潜水面。氧化带发育深度随地形的变化而变化，其厚度多数为9.19～37.75 m，局部地段为50.05～98.43 m。分布标高为525～600 m。

氧化带的矿化特征主要是暴露于地表的矿体经风化剥蚀作用，内部发生变化，一方面是矿体出露地表的部分，风化成碎块，以残积或坡积物的形式存在于地表。另一方面出露地表或靠近地表的矿体内部结构发生化学变化，原生白钨矿与地表水和大气作用形成钨华[4]。圈定矿体为Ⅰ白钨矿体。原生带的矿化特征为矿体均位于潜水面之下，矿区圈定的Ⅱ1、Ⅱ2白钨矿体处于原生带中。

2.1.2 矿体特征

白钨矿体主要贮存在早白垩世正长花岗岩与溪口组石灰岩外接触带的透辉石矽卡岩中，呈北北东向延伸，长约1 250 m，地表出露宽度0～300 m，倾向100°～120°，倾角12°～45°，向深部逐渐变薄尖灭，沿倾斜方向延伸20～50 m。白钨矿主要分布于乳白色微细晶石英、透辉石颗粒之间。根据区内白钨矿(化)的形态、产状特征，认为早白垩世正长花岗岩和早三叠世溪口组接触带严格控制着矿体的分布。通过工程控制，已圈定2个主矿体Ⅰ、Ⅱ1和一个小矿体Ⅱ2(图3)。

图3 福坪矿区0线地质剖面图Fig.3 Diagram showing the geological profile in the No.0 of Fuping deposit1—第四系残坡积土；2—氧化白钨矿；3—原生白钨矿；4—透辉石矽卡岩；5—石榴石矽卡岩；6—大理岩；7—早白垩世正长花岗岩；8—褐铁矿/硬锰矿；9—石英/绿泥石；10—方铅矿/闪锌矿；11—钻孔位置及编号

Ⅰ氧化白钨矿体：该矿体是矿区内规模最大的矿体，呈似层状分布于8～19线。经深部钻探工程控制，矿体走向南南西-北北东，倾向100°～120°，倾角0°～30°，最大为35°。矿体单工程厚度为1.00～29.90 m，平均厚度为10.29 m，厚度变化系数77.70%，属较稳定；矿体单工程WO3品位0.120%～0.619%， 平均品位为0.284%，品位变化系数为59.03%，属较均匀类型。矿体贮存于透辉石矽卡岩全风化带，其顶板为第四系残坡积土或透辉石矽卡岩，底板为透辉石矽卡岩或大理岩，埋藏深度为0～30.19 m。

Ⅱ1原生白钨矿体：该矿体位于Ⅰ矿体下部，呈似层状分布于8～11线，倾向100°～120°，倾角4°～35°，最大倾角为41°，沿倾斜方向延伸300 m左右。矿体单工程厚度为2.00～15.55 m，平均厚度为5.47 m，厚度变化系数76.03%，属较稳定矿体单工程WO3品位为0.070%～1.158%， 平均品位为0.266%，品位变化系数为98.99%，属较均匀类型。矿体贮存于透辉石矽卡岩中，其顶板主要为透辉石矽卡岩，底板一般为透辉石矽卡岩，局部(ZK102)为大理岩，埋藏深度为5.13～68.46 m。

Ⅱ2原生白钨矿体：该矿体位于Ⅱ1矿体下部，呈透镜状分布于0～1线，倾向南东东或北西西，与花岗岩侵入形态相关，倾角为10°～35°，沿倾斜方向延伸350 m左右。矿体单工程厚度为1.54～16.40 m，平均厚度为5.19 m，厚度变化系数为107.19%，属不稳定。矿体单工程WO3品位为0.118%～0.708%， 平均品位为0.269%，品位变化系数为85.71%，也较为均匀。矿体贮存于透辉石矽卡岩中，其顶板为大理岩或透辉石矽卡岩，底板主要为透辉石矽卡岩，埋藏深度为28～92 m。

2.2 矿石特征

根据矿石矿物组合、有用组分及结构构造特征，矿石自然类型可划分为细脉浸染状透辉石矽卡岩白钨矿石、小斑状透辉石矽卡岩白钨矿石、条带状透辉石矽卡岩白钨矿石以及氧化白钨矿石。

原生透辉石矽卡岩白钨矿石呈浅灰绿色，柱粒状结构，块状构造。岩石硅化、绿泥石化较强，白钨矿石主要呈浸染状、局部小斑状、条带状分布于石英脉或团块状石英集合体中。

氧化白钨矿石呈褐黄色、灰黑色，松散土状构造，白钨矿以颗粒形式被黏土及铁锰氧化物吸附而聚集在黏性土及铁锰矿化层中。

矿石主要有柱状变晶结构、粒状变晶结构及柱粒状变晶结构。矿石构造主要为松散土状、浸染状、细脉状、条带状和小斑状。

矿石中金属矿物主要为白钨矿，少量的磁铁矿，偶见微量的方铅矿、闪锌矿、黄铁矿；脉石矿物有透辉石、石英、石榴石、萤石、斜长石等。白钨矿为无色透明、半透明或乳白色，半自形粒状结构，块状构造，粒径为0.3～2.0 mm，与石英相似，肉眼难以区别。在荧光灯照射下，透辉石矽卡岩硅化发育部位常见淡蓝色浸染状及星点状白钨矿，石英脉发育部位可见明显的淡蓝色小斑状或条带状白钨矿集合体。白钨矿在透辉石矽卡岩中的石英脉或地表铁锰矿化地段较富集，局部含量可达2%。

2.3 围岩蚀变

矿体严格受花岗岩溪口组石灰岩的外接触带控制，贮存在透辉石矽卡岩带及其全风化带中，与矿化有关的围岩蚀变主要有矽卡岩化、硅化、铁锰矿化和铅锌矿化，次有黄铁矿化、萤石化、碳酸盐化、绿泥石化及绢云母化等。其中，透辉石矽卡岩中的硅化与原生白钨矿关系密切，地表的铁锰矿化与氧化白钨矿关系密切。

矽卡岩化主要沿着花岗岩外接触带普遍发育，矽卡岩的组分较为简单，主要有透辉石、石英、硅灰石、萤石、石榴石、方解石等。一般形成透辉石矽卡岩和石榴石矽卡岩。硅化主要发育于透辉石矽卡岩和花岗岩体内。透辉石矽卡岩中的硅化主要表现为呈石英细脉穿插在透辉石矽卡岩中或呈团块状不规则分布于透辉石矽卡岩中；花岗岩体内硅化主要沿裂隙和破碎带充填，形成细脉状、网脉状、透镜状、不规则树枝状的石英脉。铁锰矿化大面积发育于矿区地表氧化带中，主要为矽卡岩、原生黄铁矿和软锰矿、硬锰矿风化形成及地表风化淋滤富集形成。铅锌矿化主要发育于花岗岩外接触带的矽卡岩中，与铁矿化和白钨矿化关系密切。方铅矿和闪锌矿均呈不规则细粒状分布于岩石中，局部呈脉状、角砾状充填于岩石裂隙中。黄铁矿化主要发育于原生矽卡岩中或呈他形粒状嵌布于矽卡岩矿物粒间。

3 矿床成因讨论

基于中国矽卡岩型白钨矿矿床成矿基本地质特征的大背景，系统分析了漳平福坪白钨矿床矿体地质特征，并与闽北建瓯上房矿区矽卡岩型白钨矿床和江西香炉山矿区矽卡岩型白钨矿床进行对比讨论，厘定福坪白钨矿床成矿物质来源、成矿物化条件和成矿阶段。

(1)成矿物质来源：区域上早白垩世正长花岗岩中钨含量为1.0×10-6～3.6×10-6，平均为2.22×10-6，高于中国东部出露地壳(去碳酸盐岩)钨丰度值为0.97×10-6[5]，富集系数2.3，表明矿区早白垩世正长花岗岩(S型)中钨具有显著富集的特征。前人研究表明，矽卡岩型白钨矿矿床的钨主要来源于燕山期中酸性花岗岩类且主要为改造型(大陆地壳重熔或S型花岗岩)[6]。矿区白钨矿体发育在早白垩世正长花岗岩(S型)外接触带周边分布，推测矿区钨主要来源于早白垩世正长花岗岩。矿区围岩为早三叠世溪口组，原岩为石灰岩。早白垩世正长花岗岩侵入早三叠世溪口组石灰岩，发生接触热变质作用，致使区内岩石蚀变为矽卡岩或大理岩，这与典型矽卡岩型白钨矿床的围岩特征较为相似，推测钙元素主要来源于早三叠世溪口组石灰岩。此外，内接触带的早白垩世正长花岗岩钾化明显，钙还可能部分来源于内接触带的早白垩世正长花岗岩的碱质交代作用[7]。

(2)成矿物化条件：矿区内白钨矿体埋藏深度为0～68.6 m，矿体埋藏浅。矽卡岩型白钨矿床的形成温度变化范围较大。一般矽卡岩形成温度为400～500℃，硫化物形成温度200～350℃，白钨矿形成温度为200～320℃[6]。白钨矿形成过程中有CO2产生，降低了H+的浓度，表明成矿过程是在弱碱性条件下进行的。成矿晚期随着温度的降低，矿床中出现有少量的方铅矿、闪锌矿等金属硫化物。

(3)成矿阶段划分：根据矿石矿物的共生组合、脉体产状、穿插关系及围岩蚀变特征，大致推断该矿床的矿物生成顺序为矽卡岩→白钨矿、石英→方铅矿、闪锌矿、黄铁矿→钨华。矿床成矿过程划分为热液期和表生期。

①热液期是主要的成矿期，又可划分为3个阶段[8]。

第一阶段：矽卡岩阶段，该阶段主要表现为早期岩浆侵入围岩，岩浆热液向围岩扩散和渗透形成矽卡岩；主要为透辉石矽卡岩，少量石榴石矽卡岩，局部见硅灰石矽卡岩及大理岩等，该阶段基本没有白钨矿等金属矿物出现。

第二阶段：白钨矿-石英-硫化物阶段，是白钨矿形成的主要阶段。岩浆侵入晚期，岩浆热液及钨的络合物形成的成矿流体在接触带内，与围岩发生接触交代作用，形成白钨矿，内接触带主要表现为硅化；硫化物阶段主要表现为形成方铅矿、闪锌矿、细粒黄铁矿等金属硫化物。

第三阶段：碳酸盐阶段，主要表现为透辉石被大量方解石充填交代。

②表生期：原生白钨矿床形成以后，在地质作用下，矿体暴露于地表，经风化剥蚀作用，矿体内部发生变化。

(4)成因探讨：以早白垩世正长花岗岩为主的中酸性岩浆侵入带来大量的成矿元素钨，钨与氧、氯或氟等元素化合，形成WO2Cl2和WO2F2等络合物[9-10]，与岩浆期后热液一起形成成矿流体，在弱碱性和中高温度的物化条件下与早三叠世溪口组石灰岩在接触带内发生交代作用，从而在成矿有利部位沉淀富集形成白钨矿，其反应式如下：

WO2Cl2+2CaCO3—→CaWO4(白钨矿)+ CaCl2+2CO2

WO2F2+2CaCO3—→CaWO4(白钨矿)+ CaF2+2CO2

4 找矿标志

(1)白钨矿具有荧光反应，在荧光灯照射下显淡蓝色，是地表基岩露头寻找白钨矿的直接找矿标志。

(2)区内土壤钨的异常浓集中心是寻找白钨矿的重要标志。

(3)区内原生白钨矿均分布于透辉石矽卡岩中，透辉石矽卡岩是寻找白钨矿的重要找矿标志。

(4)早三叠世溪口组石灰岩与早白垩世正长花岗岩外接触带及其地表氧化带是白钨矿成矿的有利部位。

(5)区内铁锰矿化是寻找地表氧化白钨矿的重要标志；透辉石矽卡岩中的硅化是寻找白钨矿的重要标志。

此文是在福建省漳平市福坪矿区铁多金属矿详查工作总结而成，系项目组集体劳动的成果。文章编写过程中承蒙福建省核工业二九五大队林国荣教授级高工审阅并提出宝贵的意见和建议，在此深表感谢！