赣西北大湖塘钨矿床辉钼矿Re-Os同位素定年及其意义

江西省武宁县大湖塘钨矿位于武宁县西南方向41km,赣西北地区武宁、靖安、修水3县交界处,矿区处于下扬子成矿省之江南隆起东段成矿带之西部,是与燕山期花岗质岩浆活动有关的钨矿床, 也是最近刚勘查出的我国规模最大的钨矿床。本文采用辉钼矿Re-Os同位素定年技术,测得大湖塘石门寺矿段辉钼矿Re-Os等时线年龄为143.7±1.2Ma(n=6,MSWD=0.84); 狮尾洞矿段辉钼矿Re-Os等时线年龄为140.9±3.6Ma (n=6,MSWD=2.30)。说明其成矿于早白垩世,与其北侧的、同处于下扬子成矿省的长江中下游成矿带九瑞-鄂东南矿集区的铜多金属矿床成岩成矿年龄非常一致,但与华南成矿省之南岭成矿带的钨矿成矿作用有诸多不同。下扬子成矿省主要为早期两大古陆碰撞对接、构造格局开始大转换时期成矿,而华南成矿省为地壳重熔形成的花岗质岩浆经过多期次和多阶段分异演化在最晚阶段富集成矿。     

江西大湖塘钨矿床似斑状白云母花岗岩锆石U-Pb年代学、地球化学及成因研究

江西省大湖塘钨(钼、铜、锡)矿集区位于江南造山带中段,九岭山脉中段北部之武宁、修水、靖安三县交界区域,是目前世界最大的钨矿之一。本文对该矿床中与成矿关系密切的似斑状白云母花岗岩进行了详细的锆石U-Pb年代学、云母矿物化学、主量元素、微量元素以及Sr-Nd同位素研究。结果表明,LA-ICP-MS锆石U-Pb定年测得大湖塘似斑状白云母花岗岩成岩年龄为144.2±1.3Ma。岩体中白云母显示原生白云母的特征;黑云母属于富铁黑云母,其物质来源是地壳物质,Fe³⁺/Fe²⁺组成表明岩浆氧逸度很低。岩石地球化学特征表明似斑状白云母花岗岩为强过铝质的S型花岗岩,表现为高的SiO₂(72.88%~73.33%),轻重稀土分馏明显,Eu负异常明显,亏损Nb、Ta,Rb/Sr比值高。似斑状白云母花岗岩的ε_Nd(t)值变化于-7.47~-7.78之间,两阶段模式年龄t_DM^C为1543~1568Ma, 推测其源区很可能来源于双桥山群的富泥质岩石,双桥山群可能是大湖塘钨矿的初始矿源层。九岭燕山期的岩浆活动发生在侏罗纪和白垩纪之交的早白垩世早期,花岗岩形成于拉张的构造环境。     

江西大湖塘地区燕山期构造-岩浆热液成矿系统及其成矿机理

江西大湖塘地区近年发现了一批大-特大型钨铜多金属矿矿床,矿床类型均为燕山期构造-岩浆热液型,成矿与燕山期花岗岩有关,基底中的成矿元素被活化并参与成矿;矿化受燕山期断裂及其岩体与围岩接触面的控制,根据岩体形成时代、岩石地球化学特征及与矿化的关系判断,细粒花岗岩及花岗斑岩为成矿岩体或成矿地质体;该区的成矿作用与区域燕山期构造-岩浆热液成矿系统直接相关,并受深部作用过程和浅部构造环境的双重控制;其成矿机理是基于成矿系统内部各种物理、化学(生物)作用的耦合,成矿实际上是深部过程背景与表层岩石响应的结果。     

江西大湖塘矿集区燕山期岩浆岩基本特征及其与成矿的关系

文章对大湖塘矿集区燕山期岩浆岩从岩体的空间分布、岩石的地球化学特征等方面进行了分析研究,探讨了岩浆岩的成因及其与成矿的关系。结果表明,该矿集区燕山期岩浆岩是一个半隐伏―隐伏的多次侵入的岩株状杂岩体,均属强过铝质的S型花岗岩,为岩浆成因,深熔浅成,形成于同碰撞构造环境。各期次岩体W、Sn、Mo、Bi、Cu、Zn等成矿元素含量高,矿床、矿体及矿床金属分带均围绕岩体展布,是成矿的母岩。成岩与成矿是先行后续的关系,成矿主要发生在燕山早期。     

Pb同位素对江西大湖塘矿集区部分矿床成岩成矿物质来源的指示

大湖塘矿床为近年来赣西北发现的超大型钨铜多金属矿床,其钨资源量达到了超大型规模,与南岭地区典型的钨矿床相比,大湖塘矿床缺乏应有的钨锡、钨钼元素组合,而以钨铜元素组合为特征,铜资源量达到了大型规模。钨、铜为2种地球化学性质迥异的元素,其在同一空间的出现意味着可能存在不同来源端员的混合。笔者测定了大岭上、大岭上东南部大雾塘矿区的一矿带以及平苗与成矿有关的岩体的全岩及矿石铅同位素,利用铀-铅同位素体系特征将本次测定的全岩铅同位素数据中铅发生丢失的样品进行剔除,然后分别将同位素比值投入不同的铅构造模式图解中,发现大湖塘全岩及长石铅数据主要分布于上地壳与地幔之间,可能还有下地壳物质混入。为了得到更为准确的组分来源信息,使用了铅同位素全方位对比法,对比了包括矿石铅、区内出露岩浆岩、区内及邻区相关地层、推测可能出现的岩石端员组分及本次测定的大湖塘矿区成矿岩体的全岩及长石铅同位素值。结果表明,大湖塘成矿岩体来源于新元古代双桥山群深熔作用,成矿物质主要为岩浆来源,其中铜主要来自新元古代变基性岩,钨主要来自元古代地层;其构造动力学背景可能受九瑞地区地壳加厚、拆沉远端系统的影响。     

江西大湖塘北区石门寺矿段钨矿成矿条件与找矿预测

在大湖塘北区钨矿找矿勘查过程中,在总结分析20世纪80年代初针对石英大脉型黑钨矿的普查资料基础上,通过地表填图和老窿编录,发现前人认为的混合黑云母花岗岩与混合白云母花岗岩之间为截然清楚的侵入接触关系,二者之间稳定地分布着一层似伟晶岩壳;由空间关系和区域成矿规律推断似斑状黑云母花岗岩为燕山期侵入于晋宁期黑云母花岗闪长岩之中的成矿母岩。晋宁期黑云母花岗闪长岩为成矿有利围岩,在云英岩化等蚀变过程中释放出形成白钨矿的钙离子。燕山期似斑状黑云母花岗岩岩株与晋宁期黑云母花岗闪长岩岩基之间的侵入接触界面是最主要的成矿构造与成矿结构面,控制了主矿体的位置、形态与产状。在研究区内首次于新元古代花岗闪长岩中发现厚大的白钨矿工业矿体,并根据不同岩块混杂、被长英质充填物胶结等特征识别出热液隐爆角砾岩型矿体。基于对矿区成矿地质条件和矿床地质特征的新认识,修改了针对石英大脉型黑钨矿所做的详查设计,抓住细脉浸染型白钨矿这一主要矿床类型,及时调整了找矿目标和勘查手段,在短时间内实现了赣北地区钨多金属找矿的重大突破。通过与石门寺矿段成矿地质条件类比,预测毗邻的苗尾矿段与太平洞矿区找矿潜力大。     

江西大湖塘中生代花岗岩的成因与构造指示意义:年代学、矿物化学、地球化学与Lu Hf同位素制约

江西大湖塘地区发育多期次与钨、铜、钼多金属成矿关系密切的中生代花岗岩。本文对该地区出露的似斑状黑云母二长花岗岩和黑云母花岗斑岩进行矿物化学、岩石地球化学、锆石U-Pb年代学和Lu-Hf同位素研究。其中似斑状黑云母二长花岗岩样品的成岩年龄分别为145.6±1.4 Ma(昆山岩体)、148.4±2.4 Ma(燕子崖岩体中部)和145.7±2.9 Ma(燕子崖岩体边部);黑云母花岗斑岩成岩时代为143.7±2.4 Ma(狮尾洞岩体),四者的继承锆石均来自新元古代花岗岩源区。岩石地球化学特征显示主量元素特征相似,似斑状黑云母二长花岗岩和黑云母花岗斑岩普遍高硅(SiO_2分别为72.37%～73.33%和70.16%～73.8%);富铝,二者铝饱和指数A/CNK分别为1.23～1.47和1.30～3.02,均属过铝质高钾钙碱性系列,而稀土、微量元素特征存在明显差异,其中似斑状黑云母二长花岗岩轻重稀土分馏明显,(La/Yb)_N平均为26.18,Eu负异常明显,稀土元素配分曲线呈明显右倾型,富集大离子亲石元素(LILE)Cs、Rb、Th、U、K、Pb,亏损高场强元素(HFSE)Zr、Nb、Ti、Y,低Ba、Sr;而黑云母花岗斑岩轻重稀土分馏不显著,(La/Yb)_N平均为9.76,Eu负异常明显,稀土元素配分曲线呈"海鸥型",并显示"M"型四分组效应,微量元素富集LILE,亏损HFSE。似斑状黑云母二长花岗岩的锆石ε_(Hf)(t)值为-7.39～-5.19,两阶段模式年龄(T_(DM2))为1.53～1.67 Ga。综合分析表明,大湖塘晚侏罗世似斑状黑云母二长花岗岩应产于古太平洋板块向华南板块俯冲的构造背景之下,由中上地壳的新元古代黑云母花岗闪长岩部分熔融形成;而早白垩世黑云母花岗斑岩形成于古太平洋板块向华南板块俯冲—俯冲后伸展的构造转换背景之下,由于软流圈地幔上涌,诱发上地壳新元古代黑云母二长花岗岩部分熔融,且在结晶分异过程中还受到富Cl流体的交代。     

赣北大湖塘超大型钨矿多期似斑状花岗岩岩浆作用、成因及意义

赣北大湖塘钨矿位于江南造山带九岭多金属矿集区东部,是目前世界上最大的钨矿之一。该区燕山期花岗岩的岩性繁多,岩浆序列及源区特征等研究仍存在争议和不足。就似斑状花岗岩而言,前人已查明该区存在两期岩浆作用,分别是石门寺(北区)似斑状黑云母花岗岩(150. 0 Ma)和狮尾洞(南区)似斑状白云母花岗岩(144. 2 Ma)。本文识别出南区似斑状二云母花岗岩,并对其进行了精细的独居石和锆石U-Pb定年、岩石地球化学及锆石Hf同位素研究。锆石和独居石给出的岩浆结晶年龄分别为130. 0～128. 6 Ma和128. 3 Ma,表明南区似斑状二云母花岗岩形成于早白垩世,代表了区域上第3期似斑状花岗岩岩浆作用的产物。岩石地球化学研究表明,3期似斑状花岗岩均为高钾钙碱性的S型花岗岩,南区两期似斑状花岗岩具有相似的地球化学特征。与北区相比,南区似斑状花岗岩过铝质程度(A/CNK=1. 16～1. 24)更高;南、北区岩石的稀土元素总量均较低,均具有明显的Eu负异常;北区岩石轻、重稀土元素分馏[(La/Yb)_N=11. 17～26. 67]较南区[(La/Yb)_N=7. 72～19. 0]更显著。南、北区岩石的ε_(Hf)(t)值分别为-7. 31～0. 58和-8. 6～-3. 1,指示似斑状花岗岩主要来源于古老下地壳的重熔,南区岩石有少量新生物质的参与。南区似斑状花岗岩较北区有更低的CaO/Na_2O值,指示南区似斑状花岗岩的源岩比北区更富泥质。综合研究表明,大湖塘南、北区似斑状花岗岩至少是3期岩浆作用的产物,是新元古代双桥山群地层中的富泥质、或泥质夹杂砂岩在后造山伸展构造环境下经部分熔融后分异演化而成。该研究丰富并完善了大湖塘区域似斑状花岗岩的岩浆序列和成因意义。     

江西大湖塘矿集区茅公洞钨矿有关的高分异花岗岩成因研究

江西省大湖塘钨(铜、钼、锡)矿集区位于江南造山带中段九岭山脉,是世界级钨矿。茅公洞岩体位于大湖塘矿集区南部,由花岗斑岩和白云母花岗岩组成,后者有显著钨矿化。本文对此岩体进行详细的锆石U-Pb年代学、云母-长石矿物化学、全岩主微量元素及Nd同位素研究。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明花岗斑岩的成岩年龄为133±2Ma,野外穿切关系表明含矿白云母花岗岩侵位稍晚。岩相学和岩石地球化学表明白云母花岗岩属于高分异花岗岩,与花岗斑岩相比,具有高硅,富碱,过铝质,较低的Ga/Al值,高Rb/Sr,Eu负异常明显,稀土四分组效应和异常的微量元素特征(non-CHARAC性质),以及较高的ε_(Nd)值。基于以上特征,我们提出高分异的白云母花岗岩的形成模式:双桥山群变质沉积岩经部分熔融形成花岗斑岩之后留下麻粒岩相残余体,后者在幔源高温玄武岩底侵交代作用下再次发生深熔作用而形成白云母花岗岩;玄武质岩浆的底侵不仅为麻粒岩相残余的部分熔融带来高温,同时也带来挥发份F、B等,以及少量幔源物质的添加(导致白云母花岗岩具有较高ε_(Nd)值)。F、B的加入改变了岩浆体系的物理化学性质,显著降低了岩浆的粘度、密度和固相线温度,这导致岩浆体系分离结晶过程的延长和高度的分离结晶;延长的岩浆演化过程活化了围岩中的水,导致强烈的熔-流体相互作用,形成白云母花岗岩的稀土四分组效应。同时,围岩流体的活化也萃取围岩中的成矿物质,加剧成矿物质的富集。而较还原的岩浆体系阻止了钨的分离结晶,为成矿提供了必要的条件。     

江西大湖塘石门寺钨矿隐爆角砾岩型矿体地球化学特征与成因探讨

为探讨大塘钨矿石门寺隐爆角砾岩型钨矿床的成因,开展了野外详细观察、室内岩矿鉴定工作,用显微测温方法测定了隐爆角砾岩型矿体矿石石英中的流体包裹体,以及金属硫化物中的S同位素。结果显示,12件黄铜矿样品的δ34S值介于-1.4‰~-0.1‰之间,均值为-0.82‰;3件辉钼矿样品的δ34S值介于-0.8‰~0.2‰之间,均值为-0.33‰,表明S主要来自深部岩浆或者上地幔。均一温度介于152.1~387.1℃之间,主要集中在170~250℃;盐度为4.8%~14.9%Na Cleq(wt),均值为10.8%Na Cleq(wt),主要集中于8%~14%Na Cleq(wt)。表明成矿流体属中温、中-低盐度Na Cl-H2O±CO2体系,成矿流体在演化过程中经历了岩浆热液与低温、低盐度大气降水的混合作用与沸腾作用,流体的混合作用和沸腾作用是该类型含矿流体中络合物分解并沉淀成矿的主要因素。