广西大瑶山社垌钨多金属矿床地质特征分析

邱际玮

摘要：社垌钨多金属矿床位于大瑶山地区东部，为大型钨多金属矿床。本文在野外工作的基础上，结合已有的研究成果，总结了社垌矿床地质特征、成矿成岩年度、物质来源及大地构造背景。通过分析认为，社垌矿床外围可能存在中低温热液矿床，具有良好的找矿潜力。

关键词：大瑶山；社垌；多期成矿；钨多金属

大瑶山地区位于广西壮族自治区中东部，是华南地区重要的W-Sn多金属成矿省。自加里东期以来，该区构造—岩浆作用活跃，形成了大量的中酸性、酸性岩浆，伴随着WSn-Cu-Mo-Pb-Zn-Au-Ag矿床产出。近年来，该区陆续发现了大黎钼矿、圆珠顶钼铜矿、社垌钨多金属矿床等一系列大中型矿床，使得大瑶山地区成为找矿勘查的重点靶区。为了更好地了解大瑶山地区矿床特征及成矿规律，本文对社垌钨多金属矿床特征进行了总结和分析，在此基础上提出了外围存在中低温热液矿床的可能，为进一步找矿工作提供参考资料。

1.区域地质背景

大瑶山地区位于扬子板块与华夏板块结合处、钦杭成矿带南缘，呈近EW向展布，包括大桂山、大瑶山等两条山脉，总面积超过1.8万km3。区内地层发育较为齐全，自寒武系到第四系地层均有出露；其中，以寒武系地层最为发育。寒武系地层分布在该区的中部，为一套类复理石砂岩建造，厚度超过9000m；岩性主要为粉砂岩、砂岩、千枚岩及炭质页岩等。寒武系地层自下到上，可划分为三个组：培地、小内冲及黄洞口等。区内泥盆系地层较为发育，底部为一套厚层的底砾岩，上部为浅海相石英砂岩、泥页岩、碎屑岩等。区内构造较为发育，主要为褶皱及断层；其中，NEE向的大瑶山复式背斜及凭祥—大黎断裂构成了该区构造框架，后期叠加有近SN、NE及NW向断裂，为该区成矿提供了物质运移通道及容矿空间[1]。区内岩浆作用强烈，在区内南部及东部，分布着大量的中酸性岩浆，与区内W-Sn多金属矿床的形成密切相关。此外，区内还存在一些后期岩脉，岩性主要由花岗闪长岩、闪长岩、二长花岗岩等。

2.矿床地质特征

社垌钨多金属矿床位于广西梧州市苍梧县境内，距离梧州市约58km。该矿床于2011年由广西地球物理勘察院发现。经过多年的勘查，该矿床目前已达大型规模。矿区主要出露寒武系小内冲组及黄洞口组地层，由细砂岩、粉砂岩、炭质页岩、页岩组成，夹有灰岩夹层，为一套浅海相复理石建造。小内冲组与黄洞口组地层呈整合接触。矿区内构造、褶皱构造发育，主要为NE向的平头背不对称背斜及NW、NE向断裂，控制了矿区岩浆岩及矿体的分布方向。此外，矿区分布着一系列次级的褶皱及断裂。矿区岩浆岩分布广泛，主要为社山复式岩体及平头背花岗闪长岩脉。其中，社山复式岩体中岩浆岩大致可以分为两期：早期为加里东期黑云母花岗闪长岩，呈岩株产出，长约3km，宽约2km，侵入寒武系黄洞口组砂岩中；晚期为燕山期花岗斑岩、石英斑岩等，主要呈岩枝状产出，侵入黑云母花岗闪长岩中。平头背地区出露3条花岗闪长斑岩岩脉，主要呈NWW向展布，侵入寒武系黄洞口组地层中。

社垌矿区矿体主要由三部分组成：平头背矿段、社山矿段及宝山矿段；其中，平头背及社山矿段主要以钨钼矿化为主，而宝山矿段主要以铜矿化为主[2]。社山矿段主要分布在社山复式岩体中，钨钼矿化分布于黑云母花岗闪长岩中，主要呈白钨矿—辉钼矿—石英脉体产出，脉宽1cm～3cm。在矿段下部，分布着少量的矽卡岩，白钨矿、辉钼矿等呈浸染状分布于矽卡岩中。平头背矿段中，花岗闪长斑岩脉体侵入寒武系地层中，在其接触部位形成矽卡岩化蚀变；白钨矿、辉钼矿化均呈浸染状分布在矽卡岩中，矿化与花岗闪长斑岩关系密切；其上部同样为辉钼矿—白钨矿—石英脉体，脉体宽1cm～20cm。两个矿段中产出金属矿物主要为白钨矿、磁黄铁矿、黄铁矿及辉钼矿，脉石矿物主要为石英、白云母、绿泥石等，矿体主要发生绿泥石化、硅化、黄铁矿化等蚀变。宝山矿段同样位于社山复式岩体之中、社山矿段南侧，呈隐伏状产出，矿体以铜矿化为主，黄铜矿主要呈浸染状、细脉浸染状分布于石英斑岩及其附近黑云母花岗闪长岩中。矿体蚀变主要由绢云母化、绿泥石化及黄铁矿化，蚀变主要分布在石英斑岩中。

矿区共发现四条矿带，分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ及Ⅳ号；其中，Ⅰ、Ⅱ及Ⅲ号矿带为钨钼矿带，且规模较大；Ⅳ号为铜矿体，规模较小。Ⅰ号矿带位于社山矿段，钨钼矿脉走向300o左右，宽度大于100m，单矿体厚度在0.28m到1.49m之间，WO3的品位在0.072%～2.94%之间。Ⅱ号及Ⅲ号矿带分布在平头背矿段；其中，Ⅱ号矿带长约430m，最大深度超过400m，宽度约300m，单矿体WO3的品位在0.013%～ 0.78%之间，Mo品位在0.001%～0.260%之间。Ⅲ号矿带长约800m，最大深度超过350m，WO3的品位在0.014%～ 4.630%之间，Mo品位在0.001%～1.210%之间。Ⅳ号矿脉铜的品位多在0.2%～0.8%之间，长约150m；矿体呈不规则带状分布在宝山石英斑岩中。

3.成岩成矿年代

社山黑云母花岗闪长岩及平头背花岗闪长斑岩均具有中等SiO2（54.5%～63.0%），较高的Al2O3（15.4%～17.8%）含量，轻/重稀土（La/Yb）N）分异明显（6.3～13.5），Eu负异常（0.62～0.70）且均为钙碱性、I型花岗岩；其初始87Sr/86Sr（0.7086～0.7091）含量较高，？Nd（t）（-6.6～-5.2）、？Hf（t）（-6.3～ 1.6）值较低，表明这些岩体主要形成于古老下地壳的部分熔融。而这些岩体中均包含有基性暗色包体（MME），表明在这些岩体形成过程中，有地幔物质的加入。年代学研究表明，社山黑云母花岗闪长岩形成于439.8±3.2Ma，平头背花岗闪长岩形成于441.1±2.2Ma，MME形成于440.0±1.7Ma，在误差范围内一致[3]。宝山石英斑岩具有较高的SiO2（73.13%～77.92%），较低的Al2O3（12.27%～13.62%）含量，钙碱性、S型花岗岩，轻重稀土分异不明显（La/Yb）N=1.26-1.66），Eu强负异常（0.03～0.06），指示该岩体形成于沉积物的部分熔融。LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年结果显示，该岩体形成于燕山期（约为95Ma），明显晚于社山及平頭背矿段的W-Mo矿化时间[4]。

通过详细的地质研究，社山、平头背矿段被认为是矽卡岩—石英脉型W—Mo矿化，矿化与社山黑云母花岗闪长岩及平头背花岗闪长斑岩关系密切。由此可以认为社山、平头背W—Mo矿化形成与加里东期（约440Ma）。通过选取社山、平头背W—Mo矿石中的辉钼矿，进行了精确的Re-Os定年，得到其等时线年龄为439.1±3.5Ma，加权平均年龄为437±11Ma，也证实了矿物W-Mo矿化是由形成于440Ma黑云母花岗闪长岩及花岗闪长岩侵入而形成[2]。此外，研究认为宝山铜矿段的蚀变及矿化特征与斑岩铜矿床相似，因此认为宝山矿段为斑岩矿化，是有石英斑岩侵入而引起的。通过选取宝山矿段辉钼矿进行Re-Os定年，得到等时线年龄为101.7±4.6Ma，加权平均年龄为92.5±0.5Ma，在误差范围内与石英斑岩成岩年龄一致[2]。这些研究证实了在社垌矿区存在两期矿化，早期为W-Mo矿化，形成于加里东期；晚期形成斑岩铜矿化，形成于燕山期。

4.成矿物质来源

在社山、平头背W-Mo矿段，脉体从早到晚可划分为石英—黄铁矿脉、石英—白钨矿—辉钼矿脉、石英—多金属脉以及石英—方解石脉，其形成温度分别为370oC～550oC，330oC～370oC，330oC～210oC以及150oC～190oC，且从早到晚，流体密度及盐度均呈现降低趋势。表明成矿流体为岩浆流体，在演化过程中，地下水不断加入，从而导致了成矿物质的沉淀[5]。He-Ar-H-O-S同位素测试结果显示，W-Mo矿脉中3He/4He为0.46-0.67 Ra，40Ar/36Ar为303.83-388.62，δDV-SMOW为-84‰～-61‰，δ18OH2O为-0.48～5.09，δ34S为-3.8‰～ 1.7‰，表明成矿流体主要来自于岩浆，在成矿后期有地下水的加入，幔源物质在成矿过程中起到了重要作用[5-6]。

宝山铜矿段成矿流体及成矿物质方面的研究还较少，通过测量宝山黄铜矿脉体中He-Ar同位素得出，其3He/4He为0.7-1.46Ra，40Ar/36Ar为294.02-316.96，显示成矿流体同样主要来自于岩浆，后期有地下水的加入，而幔源物质在成矿过程中的作用并不明显[5]。对于斑岩铜矿，国内外学者已做较多的研究，成矿物质主要来自岩浆房。

5.大地构造背景分析

前人通过对大瑶山—大明山地区寒武系、泥盆系地层中碎屑锆石进行U-Pb同位素年龄测试表明，大瑶山地区缺乏加里东期岩浆作用。而近些年来，学者们在大瑶山—大明山地区发现了桂东岩体（442Ma～412Ma）、牛塘界岩体（约420 Ma）、苗儿山岩体（约412Ma）等一系列加里东期岩体，表明该区加里东期岩浆作用同样较强。而在华南地区，早古生代花岗岩体也广发分布在武夷山、云开大山、武功山、万洋山—诸广山等地区。如宏夏桥岩体（约432Ma）、麦斜岩体（约435Ma）、玮埔岩体（447Ma～427Ma）、安乐岩体（约415Ma）等。表明加里东岩浆作用不仅在大瑶山地区，而且在整个华南地区的地壳演化过程中均起到重要作用。此外，该期岩浆作用与华南W-Mo-Sn-Cu的成矿作用密切相关，如社垌W-Mo矿化形成于440Ma左右、德保Cu-Sn矿形成于4442Ma～412Ma、牛塘界W矿床形成于425Ma左右。因此，寻找加里东期岩浆的源区变得尤为重要。由于在武夷山—武功山—云开大山一带产出大量的深熔型片麻状花岗岩，如明月山岩体形成于445Ma左右、松旺岩体形成于440Ma、板杉铺岩体形成于418Ma左右。这些片麻状花岗岩与华南加里东期岩体形成年龄基本一致，由此被认为是华南地区加里东期岩浆的岩区。然而，锆石Hf同位素两阶段模式年龄显示，华南地区加里东期岩浆岩主要的由中元古下地壳物质的部分熔融形成。动力学研究表明，早古生代造山后的伸展垮塌导致了被古俯冲板片交代的岩石圈地幔发生部分熔融，这些高温岩浆地垫到下地壳，使得古老下地壳物质发生部分熔融，从而形成了华南早古生代花岗岩[7]。

受古太平洋板块俯冲的影响，燕山期是华南地区重要的构造—成矿事件，使得华南地区成为我国W-Sn-Mo-BiCu-Pb-Zn-Au-Ag等矿床的重要产区。其中，燕山晚期岩浆活动和成矿作用是燕山早期的延续，但规模上远不如燕山早期。该阶段主要形成Pb-Zn-Cu-Mo-Au-Ag等矿床，成矿相关的岩体主要为浅成的石英斑岩—花岗斑岩—二长花岗斑岩—正长花岗斑岩以及相应的次火山岩。岩体以准铝质、钙碱性为主，且部分岩体中有基性岩包体，表明岩浆形成以壳幔混合为主的I型岩浆岩。构造研究表明，华南燕山期处于地壳拉伸环境，是由俯冲古太平洋下地壳拆沉，导致的地幔上涌的结果[8]。

6.找矿勘查指导

从时间尺度上来看，大瑶山地区成矿作用主要分为三期：加里东期（约430Ma）、燕山早期（165Ma～150Ma）及晚期（120Ma～80Ma）[9]。其中，加里东期主要形成W-Mo矿化，如社垌W-Mo矿化，武界W-Mo矿化。燕山早期以AuAg-Mo-Pb-Zn等多金属矿床为特征，如古袍Au矿、圆珠顶Mo-Cu矿。燕山晚期以形成Cu-Mo矿床为特征，如大黎钼矿、宝山铜矿。加里东期及燕山早期成矿作用已被广泛的关注，特别是燕山早期，其为华南最重要的成矿事件，也是找矿勘查的重点。然而，燕山晚期成矿作用长期被忽略，直到近年来才有突破；其良好的成矿潜力，可作为未来找矿勘查的重点研究对象。

从空间尺度上，大瑶山地区成矿呈群状分布，通常中部为斑岩—矽卡岩型W-Mo、Mo、Au矿床，形成温度较高；外围为中—低温热液Au-Ag、Pb-Zn矿床，从而形成多个矿集区。矿集区内，高温矿床与中低温矿床间可能存在成因关系。这成为大瑶山地区，乃至广西地区的特色。在社垌矿床外围，并未发现大量中—低温热液矿床，这也暗示其外围仍然有较大的找矿潜力。此外，从社垌矿区矿化特征显示多期成矿相互叠加的特征，因此在后期找矿过程中应多注意蚀变、矿化相互叠加的现象，可能预示著已发现矿体边部或下部存在其他矿体。

7.结论

通过已有研究成果，社垌钨多金属矿床中存在两期成矿作用：早期为加里东期W-Mo矿化，晚期为燕山晚期Cu矿化，为一个多期成矿相互叠加的矿区。此外，通过分析大瑶山地区矿床分布特征可知，大瑶山地区矿床具有成群出现的特点，由此推断在社垌矿床外围可能有寻找中低温矿床的潜力。

参考文献：

[1]陈懋弘，黄智忠，李斌， et al.广西苍梧社洞钨钼矿床花岗岩类岩石的地球化学特征及其与成矿关系[J].岩石学报， 2012（01）： 201-214.

[2]吴雄兵，彭火坤，赵久军.广西苍梧县社垌钨多金属矿床中辉钼矿年龄及其地质意义[J].矿产与地质， 2020， 034（001）：71-75.

[3]李巍，毕诗剑，杨振，梁培，唐克非，桂东大瑶山宝山斑岩铜矿床花岗斑岩地球化学特征及其与成矿的关系.华南地质与矿产， 2015， 30（2）：88-98.

[4]蔣兴洲，康志强，许继峰，冯佐海，熊松泉，吴佳昌，广西大瑶山隆起宝山铜矿区斑岩体锆石U-Pb定年及其地质意义.桂林理工大学学报， 2015， 04：766-773.

[5]方贵聪，康志强，冯佐海，付伟，蒋兴洲，广西大瑶山社垌钨多金属矿床He-Ar、H-O同位素特征及其地质意义.中国钨业， 2017， 32（2）：1-7.

[6]张志强，陈懋弘，莫建明，肖柳阳，黄智忠，罗军，区朝辉，广西苍梧社垌石英脉型钨钼多金属矿床流体演化及来源示踪.岩石学报， 2014， 30（1）281-291.

[7]关义立，袁超，龙晓平，张运迎，王鑫玉，黄宗莹，陈蓓，曲少东，华南早古生代花岗岩中暗色包体的成因：岩石学、地球化学和锆石年代学证据.大地构造与成矿学， 2016， 40（1）：109-124.

[8]邢光福，洪文涛，张雪辉，赵希林，班宜忠，肖凡，华东地区燕山期花岗质岩浆与成矿作用的关系研究.岩石学报， 2017， 33（5）：1571-1590.

[9]Jiang， X.Z.， Kang， Z.Q.， Xu， J.F.， Feng， Z.H.， Pang， C.J.， Fang， G. C.， Wu， J.C.， Xiong， S.Q.， 2017. Early paleozoic granodioritic plutons in the Shedong W–Mo ore district， Guangxi， southern China： Products of re-melting of middle Proterozoic crust due to magma underplating. Journal of Asian Earth Sciences， 141：59-73.