南岭地区钨锡铌钽花岗岩及其成矿作用

在晚侏罗世时,南岭地区发生了与花岗岩有关的钨锡铌钽大规模成矿作用。依据花岗岩的岩石学、地球化学及其矿化特征,可将南岭地区含钨锡铌钽花岗岩划分为三个主要类型：含钨花岗岩、含锡钨花岗岩和含钽铌花岗岩。含钨花岗岩的地球化学特征可归纳为铝过饱和,低Ba+Sr 和TiO2,轻重稀土比值低,铕亏损强烈,富Y 和Rb,Rb/Sr 比值高,分异强烈。含锡钨花岗岩总体特征表现为TiO2 含量高,准铝质—弱过铝质,轻重稀土比值和CaO/(K2O+Na2O)比值高,富高场强元素、稀土、Ba+Sr 和Rb,低Rb/Sr 比值,分异演化程度较低。含钽铌花岗岩的地球化学特征主要为TiO2 含量和CaO/(K2O+Na2O)比值低,Al2O3/TiO2 和Rb/Sr 比值明显偏高,强过铝质,贫Ba+Sr、稀土和高场强元素,铕亏损强烈,明显富Rb 和Nb,高度分异演化。三类含矿花岗岩具有明显不同的演化特征,成矿作用与它们的演化密切相关。黑云母花岗岩主要与锡成矿作用有关,二云母花岗岩和白云母花岗岩主要产生钨矿化或锡钨共生矿化,钠长石花岗岩主要与钽铌或锡（钨）钽铌矿化有关。总结了南岭锡钨钽铌矿床的重要类型,提出了绿泥石化花岗岩型锡矿新类型,指出南岭地区要特别注意在含锡钨花岗岩中寻找此类锡矿和云英岩- 石英脉型锡钨矿。     

南岭印支期花岗岩与钨锡成矿作用研究进展

华南中生代陆内环境成矿大爆发在区内形成了东部钨锡高温成矿省和西部金—锑—铅—锌低温成矿省,造就了世界级金属成矿区。华南中部的南岭成矿带是世界上钨锡多金属矿床分布最密集的区域之一,南岭在加里东期、印支期和燕山期都发育有与钨—锡成矿相关的成矿花岗岩,区内印支期的成矿强度明显弱于燕山期,对区内印支期岩体的研究相对滞后。本文在对比了南岭印支期钨锡花岗岩与不成矿花岗岩的地球化学特征并结合前人的研究发现可以结合花岗岩的高度的结晶分异、低镁、铁含量、高REE+Y、Nb+Ta值和Ti、P的强烈亏损来区分印支期钨—锡花岗岩与不成矿花岗岩。     

南岭中西段燕山早期北东向含锡钨A型花岗岩带

南岭中西段,发育着一条北东向的燕山早期含钨锡A 型花岗岩带,该带主要由花山、姑婆山、九嶷山、骑田岭等花岗质岩基和周边岩株群所组成,延伸在250 km 以上,出露总面积超过3 000 km2,含有丰富的钨锡等金属矿产资源。这些花岗质岩体多为多阶段复式岩体,主侵入期花岗岩的侵位年龄多在165~153 Ma 范围内,常常与同时代的偏中性（闪长岩、花岗闪长岩、石英二长岩等）岩株或酸性火山侵入杂岩相伴生,具有岩浆混合特征的暗色包体十分常见。主侵入体多为斑状黑云母花岗岩,有时含角闪石,酸性至超酸性,弱准铝至弱过铝,富含K2O 和总碱,富含大离子亲石元素和高场强元素如Rb, Cs, U, Th, LREE, Y, Nb, Ta, Zr, Hf, Ga 等,Sn, W 等成矿元素及F, Cl 等挥发性组分亦十分丰富。在Whalen 等 (1987) 判别A型花岗岩和未分异M,I,S 型花岗岩的图解上,绝大多数落在A 型花岗岩区。他们的ISr 值变化较大（0.7063 ~ 0.7182）,εNd （t）值偏高（-1.7 ~ -8.0）,t2DM 值偏低（1.1 ~ 1.6 Ga）,表明花岗岩成分中有不同程度新生地幔物质的参与,尤其以花山和姑婆山花岗岩更为明显。花岗岩体往往强烈分异,晚期（或称补充侵入期）强分异细粒花岗岩的侵位年龄大多在146 ~151Ma 范围内。与主体相花岗岩相比,他们更偏酸性, 过铝, 更富含Rb, Cs, U, Y, Sn, W 等微量元素,但Σ REE (尤其是LREE), Zr等HFSE 含量明显贫化,在岩石化学成分上与S 型花岗岩十分接近。成矿作用贯穿花岗岩侵位和演化的全过程,从主侵入期经补充侵入期到后来的热液期,都能形成Sn,W 等金属矿床。矿化类型多样,包括云英岩型、石英脉型、矽卡岩型、Li-F花岗岩型、锡石硫化物型和绿泥石化构造蚀变带型等,规模可达大型乃至超大型。过去一般认为,Sn/W 矿床主要与S型花岗岩有关,南岭地区富含Sn/W 矿化的A 型花岗岩带的厘定,证明了A 型花岗岩与Sn/W成矿作用密切相关,为在华南乃至 世界其他地区寻找新的锡钨矿床提供了新的理论依据和实际范例。南岭地区在燕山早期的后造山拉张减薄的构造环境,软流圈地幔的上涌和地幔基性岩浆的底侵,壳幔的相互作用和下地壳的高温熔融,花岗质岩浆的分离结晶和分异演化,以及热液的充填和蚀变交代等,是控制本区成岩成矿作用的关键因素。     

南岭地区钨锡花岗岩的成矿矿物学：概念与实例

南岭地区的钨锡成矿作用与花岗岩岩浆活动有十分密切的关系。花岗岩的物源与成矿元素的初始富集、花岗岩的分异程度和花岗岩中流体性质与活动性集中体现了花岗岩对成矿的控制能力,即花岗岩的成矿能力。初步建立了南岭地区钨锡花岗岩的成矿矿物学研究体系。黑云母、榍石、锆石、锡石、金红石、黑钨矿、白钨矿和钨铁铌矿等是讨论的重点矿物,它们可用于判别花岗岩的成矿能力。首先以矿物晶体化学为基础,介绍了上述矿物在钨锡花岗岩中的岩相学特征、内部构造和矿物化学及其变化,并分别论证了花岗岩原始含矿性、花岗岩结晶演化和花岗岩中成矿元素活动性的矿物学标志;其次,系统对比了南岭地区三类钨锡花岗岩（准铝质含锡花岗岩、过铝质含锡花岗岩和过铝质含钨花岗岩）的成矿矿物学特征。以湖南骑田岭花岗岩复式岩体为实例,进行了芙蓉- 菜岭含锡花岗岩和新田岭含钨花岗岩的成矿矿物学对比研究。前者以黑云母、榍石为典型含锡矿物,它们在流体富集阶段,经热液蚀变作用,导致锡的淋滤和结晶富集作用;后者则以出现岩浆白钨矿和黑钨矿为特征。提出的钨锡花岗岩成矿矿物学研究体系有助于深化矿床学研究和矿床勘探工作,并将在今后工作中进一步完善。     

南岭钨锡稀土成矿带资源特征与潜力分析

南岭钨锡稀土成矿带跨越湖南、广东、广西、江西四省(区),其钨、锡、铋、铅锌、稀土等产量位居全国前列,是我国重要的有色金属资源基地和生产加工基地。该成矿带横跨扬子、华夏两个板块,位于中生代欧亚大陆板块构造岩浆活动带的华南陆块中部,区域成矿地质条件优越,是中国有色、稀有、稀土、放射性矿产的重要成矿远景区带。通过研究成矿带的成矿特征,划分了成矿系列,建立了成矿谱系,确定了区带的主攻矿种为钨、锡、锰、铅锌,并对其资源潜力进行了评价,预计可新增钨475万吨、锡375万吨、锰2.6亿吨、铅锌6084万吨。在此基础上,部署了江西省于都-银坑重点远景区、江西大余-上犹重点远景区、广东韶关地区铅锌、银、钨矿重点远景区、广东大宝山-连平地区铁、铜、铅锌、钨矿重点远景区、湖南郴州地区钨、锡、钼、铅锌、铜、萤石矿重点远景区5个重点远景区和湖南常宁地区铅锌、金、银、萤石、硼矿一般远景区等8个一般远景区,为指导本区勘查工作提供了依据。     

南岭锡钨多金属矿区碱长花岗岩的厘定及其意义

南岭地区锡钨多金属矿成矿作用主要与燕山早期花岗岩岩浆活动有关,这些花岗岩一直被认为是黑云母花岗岩、二长花岗岩、细粒二长花岗岩等,少量矿区岩体顶部出现钠长石花岗岩。通过对湖南瑶岗仙钨矿岩体的深入解剖,以及对杮竹园、黄沙坪、锡田、邓阜仙、栗木、梅子窝等矿区花岗岩全面的岩矿鉴定和电子探针分析,确定钨矿区致矿花岗岩的长石主要为碱性长石,其中绝大部分样品中钠长石An<5,因此确定这些花岗岩均属于碱长花岗岩。与成矿有关的由浆液过渡态流体形成的云英岩包体中的钠长石更加富Na,An<3。碱长花岗岩的成分以及钠长石成分在岩体顶部约1 000 m深度范围内无明显垂向变化。致矿花岗岩体中部分早期花岗岩包体、晚期花岗斑岩,部分花岗岩基以及印支期花岗岩、加里东期花岗闪长岩等,钠(斜)长石An值明显高,很多属更长石、中长石甚至基性长石。这种包含有两种碱性长石的碱长花岗岩由富挥发分的岩浆形成,在岩体顶部附近广泛发生液态不混溶作用,是导致锡钨多金属矿富集成矿的主要分异方式。钨锡矿区碱长花岗岩钠长石An值明显低于区域大花岗岩基或不致矿花岗岩,可作为花岗岩的钨锡成矿评价标志之一。     

南岭地区大规模钨锡多金属成矿作用:成矿时限及地球动力学背景

南岭位于华南地区中部,是我国乃至全球最主要的钨锡金属成矿省.本文基于最近几年的高精度成岩成矿测年资料和地球动力学研究进展,提出南岭地区大规模成矿作用出现于中晚侏罗世(165～150Ma),相应的构造背景是古太平洋板块向大陆俯冲,在大陆边缘弧后地区出现一系列NE向壳幔相互作用强烈的伸展带,这些伸展带与东西向古断裂的交汇部位是岩浆活动和成矿作用中心区,NE向十杭带与南岭中脊部EW向古深大断裂的交汇处形成湘南最大的钨锡矿集区.在中晚白垩世.古太平洋板块向NNE方向走滑,导致大陆岩石圈大面积伸展,相应大规模的火山活动主要出现在武夷山以东地区,但在包括南岭地区在内的华南地区广泛出现盆岭构造,NNE向的白垩纪红层-火山盆地与以花岗岩为代表的隆起相间分布,在一些盆地可见130～90Ma侵位的、面积不大却广泛分布的花岗岩及其锡多金属矿化,构成华南地区大规模锡多金属矿化作用,但这次成矿作用在南岭地区并不十分强烈.     

南岭地区几个与锡（钨）矿化有关的岩体的岩浆演化

南岭地区是中国重要的钨、锡成矿区,钨、锡矿化与该区燕山期侵位的花岗岩关系密切。在对南岭花岗岩的研究中发现,高的εNd、低的T2DM标志着有较多地幔物质的混入。在受地幔物质影响较大的杭州-诸广山-花山(HZH)带内出现较多的锡矿化;在地幔物质影响较小的地区锡矿化则相对较少。在总结前人关于南岭地区姑婆山、骑田岭、千里山和大吉山4个岩体的同位素、微量元素、稀土元素等资料的基础上,对4个岩体源岩中地幔物质的相对含量、岩浆演化过程、出溶流体的性质等进行了比较。结合4个岩体矿化类型的差异,认为地幔物质除可能为锡矿化的物质来源外,地幔物质混入量的差异还可能通过影响与矿化有关的花岗岩岩浆演化的过程而决定钨、锡矿化的差异。     

南岭钨矿床研究进展

南岭钨矿床研究一直是重要的前沿课题,近十余年来测试方法和技术的革新为南岭钨矿床研究注入了新活力,也取得了众多新进展.本文在系统查阅前人研究基础上对其进行总结,概括如下:①该区的岩浆-钨成矿活动不仅有燕山期,也有加里东期和印支期,但以燕山期最为强烈;②花岗岩浆是南岭钨矿床主要的直接物质来源,即使有少部分成矿物质是热液直接对含矿地层淋滤、萃取而来,但却被认为是次要的;③与花岗岩有关钨矿床的成矿流体主要来自花岗岩浆,在成矿作用晚期有不同程度的大气降水混入;④与钨有关的花岗岩主要由下地壳的早—中元古代岩石重熔形成,但地幔岩浆一定程度上参与了花岗岩的形成作用;⑤碱质交代在花岗岩浆演化形成钨矿床的过程中发挥了关键性作用;⑥不同学者对燕山期钨成矿作用动力学背景尚有不同看法,但该时期确定为板内伸展和裂谷环境已达成共识.     

花岗岩体构造-化学特征与钨、锡成矿作用

本文以南岭几个金属矿床为例,阐明含矿复式岩体形成过程中岩浆入侵通道是否变动以及如何变动,影响到矿化分带特征。与单一入侵通道有关的岩浆-矿化具有明显的垂直分带,而与多个入侵通道有关的岩浆-矿化,则水平分带较为显著。构造类型影响矿石类型和成矿系列中各矿床类型间的相互关系。本文提出了各矿床类型间的过渡性、重叠性和互补性,并认为它们是客观存在的普遍现象。     

南岭高分异花岗岩成岩与成矿

南岭是我国花岗岩研究程度最高的地区。特别是由于这一地区花岗岩与钨、锡、铌、钽、锆、铪、铜、钼、铅、锌、银、铋、锑、铀、锂、铍、稀土等金属成矿作用关系密切而受到国内外学术界关注。一般认为,南岭花岗岩及相关的成矿作用与花岗岩浆的高度结晶分异作用有关,但高分异作用发生的原因却并不明确。本文通过详细梳理南岭中生代燕山早期花岗岩的特征提出,这些花岗岩的结晶分异作用表现为岩浆房内晶粥体和残留岩浆的长期不断分凝。区内大面积的粗粒似斑状花岗岩为岩浆房早期结晶的堆晶体（主体）,而晚期细粒花岗岩则为残留的高硅熔体（补体）。岩浆房发生充分结晶分异作用受控于两个因素：其一是岩浆房自身在演化过程中不断受到来自深部热的补给,使岩浆房内富含金属元素的残留熔体不断发生抽离,并向上运移。花岗岩体顶端的伟晶岩壳是保证抽离的熔体在近封闭环境下不断发生分异的另一个重要因素。这些特征使得南岭花岗岩的分异机制明显有别于喜马拉雅淡色花岗岩,后者以沿大型拆离断层就位并发生分异结晶为主要机制,两者可分别归类为热驱动分异和构造驱动分异类型,构成高分异花岗岩发生的两大重要机制。未来应结合锂资源的国家重大战略需求,对南岭地区高分异花岗岩,特别是晚期钨锡铌钽成矿花岗岩展开全面检查与评价,着重研究铁锂云母花岗岩及云英岩的岩石序列、矿物演变、金属元素富集和岩浆储存机制等,使南岭花岗岩与成矿作用研究再上新台阶。

     

南岭花岗岩区锂铍铌钽成矿规律与找矿方向

南岭是全球最重要的稀有和有色金属资源基地之一, 以大面积出露的花岗质岩浆岩与大规模的稀有金属矿化而举世瞩目。华南多旋回构造岩浆活动, 造就了广泛发育的各类花岗岩, 并普遍经历了高分异作用, 使得钨、锡、锂、铍、铌、钽等稀有金属不同程度富集成矿。前人对南岭钨和锡的时空分布规律、成矿作用和成矿动力学背景进行了大量研究。本文结合近年矿产调查新进展, 重点总结了南岭花岗岩区锂铍铌钽矿化类型、时空分布规律及其成矿条件, 系统梳理了锂铍铌钽矿化相关花岗岩的成矿专属性。花岗质岩浆体系中源区组成、部分熔融程度、结晶分异程度、岩浆-热液流体的交代作用控制着锂、铍、铌、钽的分配和富集, 铌和钽可在花岗质岩浆熔体演化晚期阶段形成独立矿物, 铍一般在岩浆-热液的过渡阶段富集, 锂在伟晶岩阶段形成锂辉石, 也可富集于流体中交代形成锂云母。南岭地区铌钽矿化主要产出在花岗岩晚期阶段和云英岩中, 铍常与钨锡相伴生产出于石英脉型和接触交代型矿床中, 南岭锂资源以锂云母形式主要产出于富锂花岗岩体的云英岩化带。本文进一步讨论了多期岩浆作用与铌钽成矿关系、岩浆热液体系中铍与钨锡的成矿机理及南岭花岗岩区锂(锂云母)的成矿潜力, 这对下一步南岭地区锂铍铌钽找矿行动部署具有重要的意义。

     

南岭离子吸附型稀土矿床成矿规律研究新进展

离子吸附型稀土矿是我国的优势资源,是全球重稀土的主要来源。20世纪80年代我国对此类矿床的成矿规律开展过大量研究,但仍有诸多未解之谜。为了解目前离子吸附型稀土资源的分布特征和成矿规律,2011~2015年中国地质科学院矿产资源所三稀项目组对52个离子吸附型稀土矿床进行了综合研究,本文介绍稀土成矿规律研究方面取得的一些新进展:(1)离子吸附型稀土矿床广泛分布在华南地区,以南岭最为发育,近些年在越南、老挝、泰国及美国也有发现。矿床主要产在花岗岩和酸性火山岩风化壳中,近几年也在变质岩和灰岩风化壳中有所发现,但花岗岩离子吸附型稀土矿床规模较大,品位较高,仍是最为重要的一类(亚类)稀土矿床;(2)成矿花岗岩的形成时代范围较宽,锆石U-Pb年龄集中在461~384Ma、228~242Ma和189~94Ma三个区间。相对于LREE型成矿花岗岩,HREE型更加富硅,富HREE,具有强烈的负Eu异常,普遍高Rb,低Ti、Zr、Hf、Nb、Ta、Ba、Sr等微量元素,暗示HREE型成矿花岗岩岩浆经历了高度分异。值得注意的是,部分LREE型成矿花岗岩相对富集HREE,特别是富集Y,轻重稀土元素比值(LREE/HREE)多介于1~3之间,风化易形成HREE型风化壳,这很可能是今后重稀土资源的重要来源之一;(3)成矿花岗岩中稀土矿物的成因多样,有岩浆成因(如榍石、褐帘石、独居石、磷钇矿等)、流体交代成因(稀土氟碳酸盐类)和表生成因(水磷铈矿、水磷镧矿等),稀土元素的内生矿化很大程度上受流体交代作用影响;(4)发育完整的风化壳垂向剖面中稀土元素含量呈"弓背式"分布,即表土层和半风化层中含量低,全风化层中含量高,但受地形、地貌及地表水等因素的影响,稀土含量变化曲线呈多种形态。垂向上LREE和HREE可分层富集,即全风化层上部富集LREE,下部富集HREE,也可以同时富集在全风化层下部。华南大量成矿母岩和风化壳样品的化学风化蚀变指数(CIA)与稀土元素总量(∑REE)之间存在明显的相关性,当CIA85%时,CIA与∑REE呈正相关,当85%CIA100%时,CIA与∑REE呈负相关;(5)表生过程中,母岩中易风化的稀土矿物不断释放出可交换性吸附态的稀土元素,酸性淋滤作用是稀土元素迁移的动力,黏土矿物是稀土元素赋存的载体,风化程度影响稀土元素的次生富集。     

REE geochemistry and petrogenesis of some granite bodies related to tin-polymetallic deposits in Nanling region,South China

Tin-polymetallic deposits, with a characteristic elemental association of Sn, Cu, Pb, Zn, Au, Ag and sometimes Fe, W and Mo, are widespread in the Nanling region, South China. Like W-Sn-Nb-Ta-Be(REE) deposits, they are commonly associated with acid granites. Therefore, it has long been considered that tin-bearing granitic magma derived from anatexis in the tin-rich belt in the sial crust is the only source of primary tin mineralization, including the tin-polymetallic deposits discussed in this paper. Genetically they are related to the continental crust-reworked (I-type and S-type) granites. Based on geologic and geochemical features and, particularly, REE geochemical features, it is proposed that the granite bodies related to tin-polymetallic deposits in this region are products of the derived acid magma generated by partial melting and fractional crystallization from basaltic-andesitic rocks plus a small amount of sial rocks in the lower crust.     

南岭万洋山加里东期花岗岩地质地球化学特征及其成因

通过岩体地质地球化学等特征的调查研究,对万洋山花岗岩体进行了岩石谱系单位划分,认为它是加里东期多阶段岩浆活动形成的复式岩体.花岗岩岩石类型主要为黑云母花岗闪长岩、黑云母二长花岗岩、二云母二长花岗岩,其中,黑云母花岗闪长岩、黑云母二长花岗岩中含有较多的暗色镁铁质微粒包体.SiO2含量为66.99%～73.04%,K2O平均含量为3.91%,Na2O K2O为6.26%～7.39%,K2O/Na2O平均值为1.45,Al2O3平均值为13.74%;Ba、Nb、Sr、P、Ti亏损较明显,Rb、(Th U)、(La Ce)、Nd、(Zr Hf Sm)、(Y Yb)等则相对富集;∑REE平均为264.43×10-6,重稀土富集;∑Ce/∑Y平均比值为1.8;(La/Yb)N比值平均7.13;Eu弱亏损,δEu值平均为0.53;I 值为0.71223～0.71376.εSr(t)值为109.8～131.5,εNd(t)值为-7.1～-8.3,t2DM为1.74～1.86 Ga;研究表明万洋山花岗岩属铁质、(强)过铝高钾钙碱性S型花岗岩,形成于后造山构造环境;岩浆源区的物质是多源的,主要是含有深源岩浆固结产物的地壳物质;或是加里东期间扬子地块和华夏地块间发生碰撞前的侵入有深源岩浆岩或岛弧型岩浆岩的地壳物质:早期次单元花岗岩的岩浆源可能还有幔源岩浆混染或局部混合.     

华南西部地区晚中生代与W-Sn矿有关花岗岩的年代学格架及地质意义

华南西部地区是我国重要的大型-超大型锡多金属矿床分布区。本文根据近年来新获得的花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb数据,结合近几年以来新报道的高精度成岩成矿年代学资料和地球动力学研究进展,总结发现华南西部地区中生代岩浆-成矿作用的时代主要集中在晚白垩世(76～98Ma)。通过分别总结华南东、西部地区晚白垩岩浆作用及相应的成矿作用的特征,发现华南东、西部的成岩成矿作用特征表现出明显的差异,但是这两地内部各自却表现出高度的一致性;且东部地区明显要比西部地区更为复杂,但二者之间的共同点在于该时期均处于岩石圈伸展的环境和壳幔间的相互作用明显。晚白垩世华南西部地区主要受控于华南陆块陆内背景下岩石圈伸展而导致的岩浆-成矿作用这一因素,而东部地区除此之外还受到太平洋古板块北北东向走滑带来的影响。     

华南南岭地区石英脉型钨矿床蚀变晕形成机制

中国地质工作者在20世纪80年代已发现南岭地区许多石英脉型钨矿床的蚀变晕宽度随深度递减,然而这一蚀变特征的形成机制至今仍未得到较好的解释。通过模拟热液运移和硅从裂隙带向邻近围岩的扩散过程,发现流体温度和围岩孔隙度是影响石英脉型钨矿床蚀变特征的重要变量。高温和高孔隙度会加速硅从裂隙向邻近围岩扩散,从而形成较宽的蚀变。在围岩孔隙度均一分布的情况下,由于深部温度高于浅部,深部围岩蚀变宽于浅部蚀变。围岩孔隙度随深度递减会抵消温度对硅扩散速率的影响,使深部围岩形成较窄的蚀变。围岩孔隙度随深度递减可能是形成石英脉型钨矿床蚀变宽度随深度减小的有效机制。前人将钨矿蚀变特征归因于岩浆热液过渡性流体不均一的物理性质,该研究为这一科学问题提供新的解释。