广西牛塘界白钨矿床地质特征及成矿模式

唐嘉俊，黄玉珍，黄子龙

(广西壮族自治区二七一地质队，广西 桂林 541199)

0 引言

自20世纪80年代以来，先后有广西第一地质队、广西二七一地质队在牛塘界开展了地质矿产勘查工作，也有不少科研院校在桂北牛塘界一带进行过各类科研工作，取得了较多工作成果及研究成果[1-10]。近年，广西壮族自治区二七一地质队在兴安县牛塘界矿区开展了深部详查及资源储量核实工作，对矿区地质特征有了进一步的了解和认识；本文在前期勘查工作的基础上，分析该矿区成矿地质特征，总结了矿床成矿要素，建立了成矿模式，分析下一步的找矿方向，为矿区深边部找矿工作提供参考。

1 区域地质背景

牛塘界钨矿床位于南华准地台桂北台隆之越城岭断褶带之越城岭背斜南端[11]，越城岭岩基及猫儿山岩基中间的南部，新宁—资源断裂带西侧(图1)。

区域内出露地层有新元古界板溪群、震旦系变质岩系，下古生界寒武系浅变质砂页岩及奥陶系、泥盆系。区域内断裂构造比较发育，其中以资源断裂为代表的NE—NNE向断裂构造最为显著，是本区主要的控矿构造。

区域内岩浆活动强烈，广泛分布有加里东期黑云母花岗岩，侵入于板溪群、震旦系、寒武系和奥陶系，构成猫儿山复式岩体的主体；燕山期岩浆活动所形成的细—中粒黑云母花岗岩或中—细粒白云母花岗岩则以小岩株或岩体群产出于猫儿山岩体和越城岭岩体内部及两者之间的新宁—资源断裂带附近，组成数以百计的大小不等的花岗岩体(面积一般小于1 km2)，和数以千计的各类岩脉，其中牛塘界岩株群(细粒二云母花岗岩)与钨矿成矿关系密切。

2 矿床地质特征

2.1 赋矿地层特征

矿区出露地层主要是寒武系，次为上震旦统陡山沱组、老堡组，中泥盆统应堂组(图2)。矿区含矿地层主要局限于寒武系清溪组。在矿区该组又分为四个岩性段，由下而上：①清溪组第一岩性段为绢云母板岩、绢云母泥板岩、斑点状绢云母板岩，岩石含炭，夹少量砂岩、粉砂岩和透镜状灰岩。厚82 m。②清溪组第二岩性段分为上中下三部分，下部和上部为轻变质泥质粉砂岩夹绢云母板岩，是钨矿的产出层位；中部为含炭绢云母板岩夹泥质粉砂岩、泥质灰岩、薄层大理岩，为牛塘界矿床赋矿层位，厚210～350 m。

该段岩层空间上由北西至南东，沉积厚度逐渐增大(由176 m渐变为350 m)，含矿岩系中的长石质砂岩急剧减少，变为两个3～5 m厚的透镜体，而碳酸盐岩夹层则迅速增加，一般十多层，最多达32层，单层厚0.5～3 m，最厚达15 m。③清溪组第三岩性段为含炭绢云母板岩夹绿泥绢云板岩，厚70 m。④清溪组第四岩性段为绢云母板岩、绿泥绢云板岩夹泥质灰岩，厚175～312 m。

2.2 控矿构造

本区经历了加里东期、印支期、燕山期等多期次构造运动[11-15]，断裂构造及褶皱构造具多期叠加，并继承性明显。矿区断裂十分发育，有NNE向、NW向、SN向、EW向四组；NNE向组的F1与成矿有关，为资源断裂的一部分，该断裂控制了区域上白垩系断陷盆地的沉积、燕山期花岗岩的侵入，破坏了加里东至燕山期的褶皱，同时还控制了本区矿产的分布。矿区经历了多期次的构造活动，发育大量的与各期构造相配套的裂隙。构造活动所发育NW—SE向的切割前期构造的裂隙，是后期热液的运输通道，多为后期石英脉体充填，并为成矿层位带入较强的钨矿化，并对原先钨矿石进行叠加富集起到了重要作用；层间裂隙是白钨矿富集的场所，多为热液石英脉充填。

地层多表现为单斜构造，岩层倾向SW 210°～240°，倾角20°～50°。单斜地层在倾向上及走向上可呈现出宽缓的背向斜构造，故在矿区地质图上表现出有NE向的宽缓褶皱，局部因断层的影响，呈较陡倾角的背向斜构造。矿层与围岩发生同步褶皱。

2.3 岩浆岩

矿区内出露的牛塘界岩体为加里东期[3-4]，呈小岩株群产出，共出露12个小岩株，岩性为云英岩化中细粒—中粒花岗岩，具电气石化、绢云母化、绿泥石化等，侵入寒武系清溪组不同层位及矿层，围岩具强烈的矽卡岩化、角岩化、绿泥石化，并有众多的微细石英脉充填。

矿区岩浆岩有加里东期岩基及加里东期岩株群。前者为中粒黑云母、白云母-二云母花岗岩，广泛分布，呈岩基产出，北部分布的为猫儿山岩体的南东端的一部分，东部分布的则属越城岭岩体的一部分。后者为中细—细粒白(二)云母二长花岗岩，地表呈大小不等的岩株群产出，出露面积一般小于0.02 km2，侵入于寒武系清溪组中，其深部则连成一体。

2.4 矿体特征

牛塘界矿区内矿体为层状白钨矿(图3)，矿层产于新宁—资源断裂带西侧，赋存于特定的层位即寒武系清溪组第二段的泥质粉砂岩夹灰岩、大理岩(后蚀变为角岩、矽卡岩中)。分A、B两个矿组，A矿组产于第二段下部，该部分厚60～130 m，由轻变质泥质粉砂岩、粉砂质泥岩组成，间夹1～3层矽卡岩化角岩、1～2层大理岩或矽卡岩化大理岩，局部有含炭泥质粉砂岩。含2～3层矿，局部达6层矿。矿层间距一般为10～30 m。B矿组产于第二段上部，该部分厚50～80 m，岩性也是由轻变质泥质粉砂岩、粉砂质泥岩组成，间夹数层矽卡岩化角岩、大理岩或矽卡岩化大理岩，局部有含炭泥质粉砂岩。含3～4层矿，矿层间距一般为2～31 m。矿体均产于岩体外接触带，距岩体600 m范围内。

矿体呈层状、似层状，或沿层产出的透镜状，与其上下盘岩层呈顺层产出，矿层的产状与围岩的产状一致，并与地层产生同步褶皱。矿层总体走向北西，倾向200°～250°，倾角一般为10°～40°，少部分达60°～70°。矿体严格受地层的控制，走向与倾向上膨缩现象明显，往往在数十米甚至数米内，矿体由数米厚迅速变薄至数十厘米或一米多，矿体沿走向、倾向上的变化均呈逐渐尖灭，慢慢被围岩代替；一些地段矿层呈现分支复合，局部见热液脉交切矿层(图4)。

2.5 矿石质量特征

矿石类型有矽卡岩型、矽卡岩化大理岩型、矽卡岩化粉砂岩型、含白钨矿石英脉型。

矿物组分复杂，多达40多种，主要金属矿物有白钨矿、黄铁矿、方铅矿；次要有闪锌矿、黄铜矿、辉铋矿、辉铜矿等；非金属矿物主要有石英、石榴石、透辉石、符山石、绿泥石、方解石。次有阳起石、透闪石、斜黝帘石、萤石、钠长石。

矿石结构以交代结构为主、粒状结构(图5)、角岩结构、粒状变晶结构、筛状变晶结构；矿石构造以稀疏浸染状构造为主，常见条带状、微层状构造、脉状穿插构造。

矿石主要矿物为白钨矿呈稀疏浸染状分布于石英、石榴石、透辉石、绿泥石、方解石、长石粒间，有时呈星点状断续沿矿石的假层理充填。与热液石英脉关系密切，常相对集中于热液石英细脉、团块、条带之中或其周围。白钨矿呈白色，强油脂光泽，自形、半自形粒状，亦有呈不规则粒状或溶蚀呈港湾状者。粒径一般为0.1～2 mm。产于石英脉中的白钨矿粒径粗大，可达几毫米甚至几厘米。白钨矿常交代或包裹前期形成的石榴石、透辉石、符山石等矽卡岩矿物，同时又被后期热液阶段形成的方解石、绿泥石、石英等交代或沿其裂隙充填。

矿体顶底板围岩主要为轻变质泥质粉砂岩(图6)和斑点状绢云母板岩，个别地方为花岗岩、含炭绢云母板岩、大理岩、矽卡岩化角岩。

围岩具矽卡岩化、硅化、碳酸盐化、绿泥石化等蚀变。与成矿关系最为密切的为矽卡岩化、硅化。

3 矿床成矿模式

3.1 矿床成因

本矿床是在富钙碎屑沉积岩+区域变质作用+多期岩浆热液叠加作用+接触交代而形成的矽卡岩型白钨矿床。

寒武系清溪组第二段的细砂—粉砂浊流沉积地层，是本矿床的成矿物质聚集层。

加里东期酸性岩浆活动，使得含钨岩系在区域变质和热力变质作用下，形成了以轻变质泥质粉砂岩、绢云母板岩为主的轻变质岩系。而含钨较丰富的层位，因变质分异作用引起了成矿元素的活化、迁移、聚集，变质作用和岩浆热液提供的热力使在成矿岩系中活动的水被加热，从而淋滤出聚集层中的成矿物质钨，形成了相对富集的钨元素成矿流体，钨元素随流体的流动被移动搬运到成矿有利的地段进行聚集。随着流体温度的降低，钨矿物晶体析出形成富钨矿化体；另一方面，富钨流体的流动因为受清溪组第二段第二岩性段 (∈q2-2) 绢云母板岩的隔挡作用，仅仅局限在清溪组第二段第一岩性段 (∈q2-1) 和第三岩性段 (∈q2-3) 两个岩性段内活动，当钨元素被运移到有利的聚集地段，在合适的物化条件下就形成了富含钨的矿化体。

燕山期构造运动和岩浆活动，使新宁—资源断裂再度活化成为岩浆活动的通道，燕山期花岗岩浆沿活化断裂通道侵入矿区，携带有成矿元素的岩浆与区内富含钨的碳酸盐岩系发生接触交代作用形成矽卡岩矿物，使含钨的矿化层发生矽卡岩化；同时燕山期岩浆带来的气热，使前期形成的钨矿化层中的钨再度活化、再分配、再富集成矽卡岩型的钨矿层。在燕山期期后热液中，由深部上升含有丰富的硅质、钨元素的热液，随着含钨石英脉的贯入和普遍硅化，形成了本区多期次、多来源、多成因的叠加层控矿床。

3.2 成矿模式

通过收集牛塘界典型矿床资料进行综合研究，分析成矿地质条件，从构造背景、成矿物质来源、成矿时代、矿体特征、矿石矿物组合、结构构造、矿床成因等方面描述其成矿模式。编制了其理想化成矿模式图(图7)。

新宁—资源深大断裂为该区控岩控矿构造、导矿构造；寒武系清溪组为其成岩成矿之围岩，其中的泥质粉砂岩夹泥砂质灰岩和钙质岩类对成矿最有利，其顶底板为高塑性的板岩对成矿起圈闭作用；矿源W来源于深部，Pb、S主要来源于围岩；岩浆水上升与天水混合演化成含矿热液。模式图上自成矿中心向外，具有矿体—矽卡岩—变质泥质灰岩、大理岩的分布规律，隐示了泥质粉砂岩与所夹灰岩类夹层因早期(加里东期)岩浆侵入分别形成大理岩、矽卡岩、角岩，后期的含矿热液正是沿这些含活泼元素的岩层交代从而形成本区层状矽卡岩型矿床。

4 找矿方向

1)2018年广西二七一地质队在兴安牛塘界矿区155～148号勘探线间开展深部详查工作，发现矿体在采矿证最低可采高程300 m以下的A矿组中A2-4、A2-12、A1-3号矿体继续往西南及深部延伸，矿区边部的24号勘探线的A2-2号矿体往南面及深部延伸到矿区外，其中几个矿体在深边部均缺少工程控制，矿区深部及边部是今后找矿工作的重点。

2)位于牛塘界西南方向的油麻岭矿区，处于猫儿山复式背斜南倾伏端，在花岗岩接触带附件发现多种类型钨矿体[16]，其成矿条件及矿化特征均较好，矿体具有一定规模，近几年由于一些原因未开展找矿工作；围绕矿区内发现的矿体，继续在矿区深边部开展找矿工作，有望取得较大突破。

3)位于牛塘界矿床北面的竹子水矿点，前期工作发现Ⅰ号白钨矿化带，Ⅲ号含Sn、Pb矿化带；其成矿条件相似，且深边部工作程度较低，可进一步开展工作。

5 结论

1)牛塘界矿床是受地层层位(岩性)、构造及岩浆岩控制的矽卡岩型矿床。

2)根据矿床成矿条件及地质特征，建立了矿床的成矿模式，对在牛塘界一带开展深边部找矿工作具有一定的指导意义。