江西大湖塘超大型钨矿初始岩浆流体出溶——来自似伟晶岩壳的记录

江西大湖塘地区是江南造山带中段九岭矿集区内近年查明的世界级超大型钨矿产地,白钨矿体主要呈细脉浸染状缓倾于中粗粒黑云母花岗闪长岩中。位于区内一矿带的成矿母岩顶部发育完好的似伟晶岩壳,壳层的组构特征明显,由母岩向含矿围岩,依次为似斑状黑云母花岗岩→长英质细晶岩→石英长石似伟晶岩→长石石英似伟晶岩→含白钨矿黑云母花岗闪长岩。壳内石英的阴极发光岩相学研究显示,石英巨晶、斑晶、基质和石英脉大多经历了早阶段主晶石英,中阶段扩散交代石英和晚阶段渗滤充填石英3个生长阶段。微量元素研究表明,早阶段石英的生长是一个流体加速沉淀的过程,中阶段和晚阶段流体对主晶石英均有叠加改造,其微量元素呈降低趋势。各类石英均表现为富碱金属元素、中高温(≥483℃)、低Li/Al(0.01~0.50,大多小于0.24)的地球化学特征,反映了成矿流体为岩浆水来源,石英的生长具有岩浆—热液过渡性质。综合研究表明,大湖塘一矿带似伟晶岩壳是初始含矿岩浆流体出溶的产物,其形成过程中动态的物理化学条件促进了成矿元素W由母岩向围岩搬运富集。     

大湖塘钨矿区岩浆岩黑云母的成分特征及其成矿指示意义

大湖塘钨矿床是赣北地区近年来发现的超大型钨-多金属矿床,矿区内岩浆岩十分发育,且均含黑云母。按照黑云母的产出特征,大湖塘矿区岩浆黑云母可分为晋宁期花岗闪长岩中黑云母(类型一)、燕山期似斑状花岗岩中黑云母(类型二)、燕山期细粒花岗岩中黑云母(类型三)3种类型。对3类黑云母的电子探针和LA-ICP-MS分析结果显示,3类黑云母属于铁云母到铁叶云母,富F贫Cl,富集大离子亲石元素Rb、Ba、K和高场强元素Ta、Nb、Ti等。综合对比显示,与钨成矿相关的燕山期似斑状花岗岩中的黑云母(类型二)具有较低的X_(Mg)值和Fe~(3+)/Fe~(2+)值、较高的Cl含量、∑REE浓度和LREE/HREE值,可作为含钨岩浆岩的成矿专属性指标。     

赣北大湖塘钨矿成岩成矿物质来源的矿物学和同位素示踪研究

赣北大湖塘超大型钨矿位于九岭钨多金属矿集区东部。本文对大湖塘钨矿石门寺矿段矿物学特征进行了系统的研究,结合同位素示踪分析了成岩成矿物质来源。岩相学研究表明,石门寺矿段蚀变以黑云母化、云英岩化及碱交代(钾长石化、钠长石化)作用为主。黑云母化的过程中释放了一定量的挥发分,云英岩化和碱交代作用除萃取部分的成矿物质外,使岩体中的Ca2+大量活化迁移。晋宁晚期黑云母花岗闪长岩与燕山中期似斑状花岗岩、花岗斑岩矿物成分研究表明:(1)斜长石普遍富钠,似伟晶岩壳主晶为钾长石,客晶为钠长石;(2)黑云母具有富铁贫镁的特点,黑云母花岗闪长岩及似斑状花岗岩中的黑云母均为铁质黑云母,花岗斑岩中黑云母为铁叶云母。黑云母成分指示大湖塘石门寺矿段花岗岩类均为过铝质S型花岗岩,成岩物质均为壳源。石英氢、氧同位素及黑钨矿氧同位素研究表明成矿流体为岩浆水。黄铜矿、辉钼矿硫同位素表明成矿流体中硫来自于岩浆。结合前人研究成果,本文认为富钨的双桥山群浅变质岩在燕山中期发生了部分熔融,产生了高分异的富含钨元素及挥发分的岩浆,岩浆分异演化过程中形成的含矿热液使侵入体自身及围岩发生大规模的蚀变作用,进而在燕山中期侵入岩的内外接触带形成了大湖塘超大型钨多金属矿床。     

江西大湖塘钨矿田成矿预测

江西省是我国钨矿资源重要产地,经50多年的矿山开采,钨业经济正面临资源危机,急切解决后备战略资源。大调查成果对江西北部特别是九岭成矿带大湖塘钨矿田的成矿条件和资源潜力有了新的认识。预测出大湖塘—东陡崖钨(锡)、昆山—蓑衣洞钨(钼)2个找矿远景区,估算出大湖塘钨矿田资源潜力,钨(WO3)预测资源量80万t。     

江西大湖塘钨铜多金属矿整装勘查区 成矿地质背景及矿床成因研究

大湖塘钨铜多金属矿整装勘查区位于江南古岛弧造山带的中段,成矿区划上属于江南地块中生代铜钼金银铅锌成矿带的“九岭—鄣公山钨锡多金属成矿亚带”。区内石门寺、狮尾洞、大湖塘三个矿段紧密相连,成矿条件相似,实际上应是一个超大型钨矿床（大湖塘钨矿床）。在该区内近年取得重大找矿突破,截止目前大湖塘钨矿床已获得WO3金属量共计1.1047Mt、Cu金属量0.652Mt伴生钼金属量56.6kt、伴生锡金属量29.4kt,伴生银1135t。值得指出的是,大湖塘矿床已探明WO3储量已接近整个赣南探明的WO3储量（约1.50Mt）,并大大高于其保有WO3储量（约0.50Mt）。这一地区的勘查工作完成后,WO3储量有望达到2.00Mt以上,可占到世界探明储量的约1/5 ~ 1/4,将赶超现世界上已知的最大钨矿集区—哈萨克斯坦的“卡拉奥巴—阿克莫亚—凯拉克特” 矿集区。因此查明大湖塘矿床成矿地质背景和矿床成因机制,对于对于进一步扩大找矿远景,进行区内钨铜资源成矿潜力预测有着现实而重要的意义。     

赣北大湖塘矿集区超大型钨矿地质特征及成因探讨

江西北部大湖塘地区发现世界级超大型钨矿床,使赣北成为继赣南之后我国又一重要的钨成矿省。大湖塘矿集区包括北区、南区和大雾塘矿区,正在开采的矿床有北区的石门寺矿床(己探明WO3金属量为74.255×104t)和南区的狮尾洞矿床(己探明WO3金属量31.09×104t),正在找矿勘查的矿区有北区的大岭上、大雾塘矿区平苗、东陡崖、一矿带等。矿化类型有细脉浸染型、石英大脉型、蚀变花岗岩型、云英岩型及隐爆角砾岩型钨(铜、钼)矿等多种类型,黑钨矿与白钨矿矿体共存、钨铜共生是该矿区成矿的显著特征。区内出露的沉积地层为新元古代双桥山群浅变质岩,岩浆岩为晋宁期的黑云母花岗闪长岩和燕山期多种岩性的花岗岩。燕山期主要有两期,早期为斑状花岗岩,成岩年龄约144Ma,如狮尾洞矿床的似斑状白云母(二云母)花岗岩、石门寺矿床的斑状黑云母花岗岩等,晚期为狮尾洞和大岭上矿床产出的中细粒花岗岩或花岗斑岩,成岩年龄约135~130Ma。这些岩浆的源区很可能来源于双桥山群的泥质变质沉积岩。富钨铜等成矿元素的双桥山群泥质变质岩部分熔融可初步形成含矿花岗岩浆,岩浆在高度结晶分异过程中则可使得钨铜等金属进一步富集在岩浆热液中,通过两期岩浆与成矿作用,最终形成超大型的大湖塘钨矿床。     

江南造山带中段大湖塘同构造花岗斑岩的成因——锆石U-Pb年代学、地球化学和Nd-Hf同位素制约

大湖塘钨多金属矿床位于江南造山带之九岭-鄣公山隆起西段。本文对大湖塘与成矿有关的燕山期花岗斑岩开展了锆石U-Pb年代学、地球化学、Nd-Hf同位素研究。结果表明,较早期(成矿期)大湖塘花岗斑岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为146.01±0.78Ma。花岗斑岩具有高硅富碱的特征和较高的分异指数DI,结合主、微量元素特征,该花岗斑岩应属于高分异的S型花岗岩。Rb/Sr、Rb/Nb比值都明显高于上地壳所对应的均值0.32和4.5,也都大于中国东部上地壳所对应的均值0.31和6.83,表明其源自成熟度较高的地壳物质。Nb/Ta和Zr/Hf比值明显低于正常花岗的Nb/Ta比值11和Zr/Hf比值33~40,而且存在REE四分组效应,说明在岩浆演化晚期存在流体-熔体的强烈作用。不均匀的Hf同位素组成[εHf(t)=-19.9~-5.3;tDM2=1.54~2.46Ga]显示该花岗斑岩主要是由年龄为1.9~1.6Ga的前寒武古老地壳(可能是双桥山群)和部分基性岩熔融形成的,并且混入了少量扬子克拉通晚太古代的基底岩石(2.5Ga)。较早期花岗斑岩A/CNK值均大于1.15,暗示其不应为火山弧花岗岩,应属于同构造(同碰撞)花岗岩,而较晚期花岗斑岩在构造判别图解上则显示出后碰撞特点。较早期和较晚期花岗斑岩形成的构造背景演化过程,表明本区经历的从挤压向伸展转变的"挤压-伸展旋回"过渡期持续了约11Ma。正是长达11Ma的"挤压-伸展旋回"为本区多期成岩作用所必需的动力持续供给提供了充分的时间,而这也是本区能够发生大规模W-Cu成矿作用的一个重要的地质前提。     

赣北大湖塘地区昆山钨-钼-铜矿床流体包裹体研究和稳定同位素特征

昆山矿床位于大湖塘钨多金属矿田的南部,产出石英细脉带型W-Mo-Cu矿体。该矿床的成矿过程可以划分为黑钨矿-石英阶段(Ⅰ)、辉钼矿-石英阶段(Ⅱ)、黄铜矿-石英阶段(Ⅲ)及石英-方解石阶段(Ⅳ)。本文通过流体包裹体岩相学、显微测温、激光拉曼光谱和稳定同位素研究,探讨了昆山矿床的成因机制。研究结果表明,昆山矿床发育纯气相型(PG)、纯液相型(PL)、富液两相水溶液型(WL)三类包裹体。Ⅰ阶段主要发育WL型流体包裹体,并有少量PG型包裹体,均一温度为236～388℃,盐度为0. 5%～13. 8%NaCleqv,密度为0. 54～0. 90g/cm~3;Ⅱ阶段亦主要发育WL型和少量PG型包裹体,其均一温度为221～390℃,盐度为0. 5%～12. 7%Na Cleqv,密度为0. 51～0. 93g/cm~3;Ⅲ阶段主要发育WL型包裹体,均一温度为228～376℃,盐度为0. 7%～11. 2%NaCleqv,密度为0. 57～0. 91g/cm~3;Ⅳ阶段主要发育WL型包裹体,并有少量的PL型包裹体,其均一温度为173～288℃,盐度为0. 4%～11. 8%NaCleqv,密度为0. 76～0. 97g/cm~3。主成矿阶段流体属于中高温、中低盐度、中等密度流体,成矿晚阶段流体属于中低温、中低盐度、中高密度流体。包裹体气相成分主要是H_2O,亦有少量CH_4和CO_2,成矿流体总体上属于H_2O-NaCl-(CH_4-CO_2)体系。Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ阶段成矿流体的δD值为-92‰～-56‰,计算获得的δ~(18)O水值为3. 8‰～6. 4‰;石英-方解石阶段的δD值为-68‰～-58‰,δ~(18)O水值为0. 5‰～0. 7‰。H-O同位素结果表明,昆山矿床主成矿阶段的流体以岩浆水为主,成矿晚阶段有少量的大气降水加入。金属硫化物的δ~(34)S值分布集中,其值为-1. 5‰～3. 0‰,表明成矿流体中的硫主要来自深源岩浆。辉钼矿-石英阶段的石英包裹体中CO_2的δ~(13)CV-PDB值为-6. 6‰和-5. 9‰,平均-6. 3‰;晚阶段石英-方解石脉中方解石的δ~(13)CV-PDB值为-12. 3‰～-10. 2‰,平均-11. 0‰,表明昆山矿床主成矿阶段流体中的碳主要由花岗岩浆提供,且受低温蚀变作用的影响,而晚阶段方解石脉中的碳还受到了双桥山群沉积有机物质的影响。成矿流体的冷却作用是导致昆山矿床钨、钼和铜沉淀的主要机制。     

赣北大湖塘矿床的含铌钽与含钨花岗岩成岩成矿特征对比研究

大湖塘钨多金属矿床位于江西北部三县（武宁、修水、靖安）交界处,是近年来发现的一个超大型钨矿床,与燕山期含钨花岗质岩浆活动密切相关。本次研究发现该区还存在含铌钽花岗斑岩,利用全岩地球化学特征、矿物的结构和主微量元素成分、以及锆石和铌铁矿族矿物U- Pb同位素年代学,对比含铌钽花岗斑岩和含钨似斑状花岗岩成岩成矿特征,以探讨两类不同成矿花岗岩的成因及成矿联系。研究得出： WingdingsAB@ 含铌钽花岗斑岩的U- Pb LA- ICP- MS锆石和铌铁矿族矿物同位素年龄分别为146±2 Ma和144±5 Ma,与含钨似斑状花岗岩的成岩成矿年龄（150~140Ma）接近;②含铌钽花岗斑岩全岩的Nb/Ta和Zr/Hf比值分别为1.7和13,云母为含锂白云母,Li2O和F含量最高可达2.1%和3.8%,K2O/Rb2O比值24,而含钨似斑状花岗岩中具有相对较高的Nb/Ta（~4.8）和Zr/Hf（~30）比值,云母也以白云母为主,含有0.32% Li2O和1.5% F,K2O/Rb2O比值88,表明含铌钽花岗斑岩的演化程度比含钨似斑状花岗岩更高;③两类花岗岩中的成矿指示性矿物有明显差异,含铌钽花岗斑岩中包括具有岩浆成因特征的铌铁矿族矿物、钨铌锰矿、锡锰钽矿、含铌钽黑钨矿、含铌钽金红石和富集稀有金属元素的含锂白云母;而含钨似斑状花岗岩中主要体现为热液期形成的黑钨矿、白钨矿、金红石和锡石。本次研究认为,含铌钽花岗斑岩的原始岩浆中富含铌钽钨等元素,高挥发组分和岩浆流体的作用有利于岩浆期稀有金属成矿作用的发生;而含钨似斑状花岗岩中钨成矿作用发生在岩浆作用的后期,与后期流体作用相关性更大,这些信息也验证了大湖塘矿床发生了多期多阶段钨锡稀有金属成矿作用。     

江西大湖塘富钨花岗斑岩年代学、地球化学特征及成因研究

在江西大湖塘地区发现具有高钨含量的花岗斑岩体,钨含量是普通花岗岩的几十甚至上百倍。本文对该富钨花岗斑岩进行了详细的锆石U-Pb年代学、主量元素、微量元素以及Nd-Hf同位素研究。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年法测得大湖塘花岗斑岩成岩年龄为134.6±1.2Ma。岩相学和岩石地球化学研究表明这种花岗斑岩属于高分异的S型花岗岩,具有高硅,富碱,过铝质,较高的Ga/Al值,锆饱和温度低,轻重稀土分馏明显,Eu负异常明显的特点。大湖塘富钨花岗斑岩的ε_Nd（t）值和锆石ε_Hf（t）值分别变化于-7.45~-8.20,-2.43~-8.23之间,两阶段Nd 和Hf模式年龄分别为t_DM^C（Nd）=1534~1595Ma,t_DM^C（Hf）=1312~1677Ma。结合其CaO/Na₂O值都小于0.3,本文认为它的源区很可能来源于双桥山群的泥质变质沉积岩。这种富钨花岗斑岩有富Li、Rb,贫Ba、Zr,ΣREE含量低,GCI值大于零的特征。Ba/Rb<0.6,Rb/Zr>6可作为富钨花岗岩的判别标志而与贫钨的花岗岩区分开来。富钨的双桥山群泥质变质岩部分熔融可初步形成富钨的花岗岩浆,岩浆在高度结晶分异过程中则可使得钨进一步富集在花岗斑岩岩浆热液中并进一步形成了超大型的大湖塘钨矿床。