2. 江西省地质矿产勘查开发局916大队,九江 332100
2. Geological Team 916 of Jiangxi Geology & Mineral Exploration Bureau, Jiujiang 332100, China
江西省是我国钨矿的产量和出口大省,具有“世界钨都”之称,资源储量占全国19.48%,居全国第二位,主要分布在赣南、九江-修水、新余-分宜一带,其中大型矿床13处(伴生矿1处),中型矿床24处(共生矿1处)。但是经过50多年的矿山开采,在13个大型矿床中已有6个浅部采完或停采(下垅、西华山、浒坑、盘古山、大吉山、黄沙),在24个中型矿床中已有11个基本采完(画眉坳、岿美山、左拔、樟斗、上坪、小龙、茅坪、荡坪、大坪矿、宝山、大龙山)(林黎等, 2006a, b)。江西钨业经济正面临资源危机,寻找新的钨矿化富集区并开展相应的资源调查评价工作是解决江西钨业持续发展的关键问题。赣北大型-超大型香炉山钨矿以及阳储岭、大湖塘钨矿的发现逐渐改变了江西南钨北铜的传统观念。大湖塘钨矿处于下扬子成矿省之江南隆起东段成矿带(徐志刚等,2008)的西部(图 1、图 2),是与燕山期花岗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,该矿床的成功勘查,有可能改变我国钨矿的分布格局和工业布局。一些专家学者对大湖塘开展了矿田地质特征、成矿预测以及找矿前景等方面的研究工作(林黎等, 2006a, b),但精确测年方面的研究还是很少。众所周知,我国钨矿主要分布在华南,本次工作通过对大湖塘狮尾洞矿段和石门寺矿段的系统采样测试分析,厘定成矿时代,研究该矿区与华南地区钨矿成矿特征异同点,为进一步找矿工作提供依据。
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图 1 大湖塘钨矿狮尾洞矿段1170m中段地质图 1-中元古界双桥山群板岩;2-晋宁期花岗闪长岩;3-构造角砾岩;4-断裂-裂隙带/黑钨矿-石英脉;5-钨矿体及其编号;6-见矿钻孔;7-年龄样品采样坑道 Fig. 1 The geological map of 1170m level of Shiweidong ore block in the Dahutang W deposit 1-slate of the Middle Mesoproterozoic Shuangqiaoshan Group; 2-Jinningian Period granodiorite; 3-tectonic breccia; 4-fault and cranny belt/ wolframite-quartze veins; 5-W ore bodies and their numbers; 6-drill cores; 7-underground tunnel for sampling |
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图 2 大湖塘钨矿石门寺矿段970m中段地质图 1-爆破角砾岩;2-燕山期花岗斑岩;3-燕山期细粒花岗岩;4-燕山期似斑状花岗岩;5-晋宁期花岗闪长岩;6-W矿体及其编号;7-W-Cu矿体;8-Cu矿体;9-见矿钻孔;10-年龄样品采样坑道 Fig. 2 The geological map of 970m level of Shimensi ore block in the Dahutang W deposit 1-explosion breccia; 2-Yanshanian granite-porphyry; 3-Yanshanian fine-grained granite; 4-Yanshanian porphyritic granite; 5-Jinningian Period granodiorite; 6-W ore bodies and their numbers; 7-W-Cu ore bodies; 8-Cu ore bodies; 9-drill cores; 10-underground tunnel for sampling |
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(徐志刚等,2008)西部(图 1、图 2)。最近完成的勘查工作集中于该矿区中的狮尾洞矿段和石门寺矿段,本文的报道仅限于这两个矿段。
1.1 矿区地质除第四系之外,矿区出露地层单一,仅在狮尾洞矿段南部边缘有中元古界双桥山群浅变质岩系分布(图 1),为一套深海火山-碎屑沉积建造,岩性为板岩夹变质杂砂岩、变余云母细砂岩、千枚岩,呈厚层状,其总体走向北东东、倾向南南东,倾角约60°~80°。
区内褶皱构造为九岭复式褶皱的次级靖林-操兵场背斜东延部分,轴向呈北北东向。断裂构造主要为近东西(北东东)、北东-北北东向,次为北西和南北向。近东西向断裂在区内规模最大,主要分布在本区中部罗丝塘-新安里一带,该断裂控制着区内燕山期岩浆岩和矿床(点)的分布,是区内控岩控矿的重要构造。北东-北北东向断裂在区内最发育,纵贯全区,倾向南东,早期以压扭性为主,晚期张性破碎强烈,该组断裂与东西向断裂复合控制燕山期成矿岩体、岩脉或矿脉(体)的分布,为区内控岩控矿的主导构造。北西向断裂在区内分布不多,规模较大的见2条,分别分布在观音堂、茅公洞-石门寺一带,倾向北东。
大湖塘矿区花岗岩类非常发育,并主要由新元古代花岗闪长岩和早白垩世花岗岩组成。
新元古代花岗闪长岩:是大湖塘矿区出露最多的岩石,也是最重要的赋矿围岩。大湖塘矿区出露的新元古代花岗闪长岩属于著名的九岭花岗岩(钟玉芳等,2005)的一部分,其中,狮尾洞矿段从地表(海拔1550m)至深部950m标高范围内所见到的花岗岩类岩石,全部为新元古代花岗闪长岩(图 1)。岩石具中-中粗粒结构、似斑状结构,石英往往呈集合斑晶产出,形成聚晶结构,主要组成矿物石英25%~30%,钾长石5%~10%,斜长石35%~60%,黑云母6%~20%。受晚侏罗世花岗岩侵入影响,矿区内新元古代花岗闪长岩发育黑云母化、钠长石化、云英岩化和绢英岩化蚀变。
早白垩世花岗岩:是大湖塘矿区成矿母岩,分布于石门寺矿段中心部位和隐伏于狮尾洞矿段深部,并主要由3个脉动侵入期次的花岗岩体组成,其从早到晚分别为似斑状花岗岩、细粒花岗岩、花岗斑岩。
早白垩世似斑状花岗岩呈岩株状,沿NEE-EW向、NE-NNE向构造交汇部位侵入于新元古代花岗闪长岩中,出露于石门寺矿段中部。其地表(海拔1100m以上)出露面积0.2km2左右,970m中段岩体出露面积急剧增大到0.7km2(图 2),表明该岩体接触带产状平缓。在900m标高之上,该岩体边部发育多条走向NEE、产状平缓的岩枝和岩盖,它们均侵入于新元古代花岗闪长岩体之中,并在内-外接触带发育了较强的钨矿化,从而形成厚大的矿体。岩石具似斑状结构,斑晶粗粒结构,基质中-细粒结构,主要由石英(25%~35%)、钾长石(条纹长石为主,30%~40%)、斜长石(25%~35%)和黑云母(5%~7%)组成。岩石热液蚀变强烈,常见云英岩化、绢英岩化、硅化和绿泥石化。
早白垩世细粒花岗岩主要发现于矿区深部,在石门寺矿段,常见其形成多条岩枝或岩盖,出露于地表,主要侵入于早白垩世似斑状花岗岩、局部还侵入于新元古代花岗闪长岩中。在狮尾洞矿段,早白垩世细粒花岗岩侵入于新元古代花岗闪长岩,并呈岩株状隐伏于矿区深部。细粒结构,主要由石英、钾长石、斜长石和黑云母组成,通常发育绢英岩化、硅化蚀变。
早白垩世花岗斑岩主要零星见于石门寺矿段地表及钻孔深部,岩体形态极不规则,常呈膨大缩小、分枝复合、厚薄不均、倾角陡缓不一、总体走向NEE或NW的岩墙和岩枝,多处见到其穿插早白垩世细粒花岗岩和似斑状花岗岩。在上述花岗斑岩岩枝和岩墙的前锋,通常发育爆破角砾岩。角砾呈棱角状、大小不一,成分多为花岗斑岩的围岩,还见有花岗斑岩、蚀变岩角砾,胶结物以热液物质为主,如石英、绢云母、金属硫化物和白钨矿、黑钨矿等。
大湖塘矿区发育NEE-EW向、NE-NNE向和NW向3组断裂-裂隙带。NEE-EW向和NE-NNE向断裂大多属于区域性控矿构造,这两组构造的交汇部位通常控制了早白垩世花岗岩和钨矿床的分布。矿区内,上述3组断裂-裂隙带不但控制了早白垩世花岗岩的侵入,也是黑钨矿-石英脉的容矿构造,同时成矿后的再次活动,也使它们成为破矿构造,但断距都很小。
矿区最常见的与成矿关系密切的热液蚀变有硅化、黑云母化、钠长石化、云英岩化、绢英岩化。
1.2 矿体及矿石按照矿床类型划分,大湖塘矿区主要有含钨石英脉和蚀变花岗岩两类工业矿体,以后者为主;按成矿元素分,大湖塘矿区主要有W矿体、W-Cu矿体和Cu矿体,以W矿体为主。
大湖塘矿区的含钨石英脉型矿体主要赋存在早白垩世花岗岩外接触带的新元古代花岗闪长岩内,矿体地质-地球化学特征与赣南地区的含钨石英脉型矿体(丰成友等,2007a;许建祥等,2008)相似,是矿区高品位钨矿石的主要来源。在狮尾洞矿段的近期勘查区内,共发现183条含钨石英大脉,石门寺矿段有60多条含钨石英大脉。它们按照走向可以分为EW-NEE和NW两组共轭大脉,其中前者脉幅较宽、陡倾斜、走向延长及倾向延深均较稳定、WO3品位变化于0.13%~5.497%之间,是主要的含钨石英大脉,后者较少见,且倾角较缓、脉幅较窄、走向延长及倾向延深变化大、WO3品位在0.037%~9.531%。
矿区蚀变花岗岩型矿体具有斑岩型矿体的基本特征,即全岩蚀变和全岩矿化、低品位、大吨位,其主要分布在3种不同位置:一是早白垩世似斑状花岗岩和晚元古代花岗闪长岩内外接触带,以外接触带为主,是本矿区W矿体最重要的赋矿部位;二是早白垩世细粒花岗岩内外接触带,以外接触带为主,是本矿区W-Cu矿体的重要赋矿部位;三是早白垩世花岗斑岩的内外接触带(主要在外接触带),特别是斑岩体前锋位置的爆破角砾岩,是Cu矿体和W-Cu矿体重要赋矿部位(图 2)。
在大湖塘矿区,含钨石英脉和蚀变花岗岩型矿体是紧密共生在一起的,用工业指标区分,二者之间没有严格的界限,因此将圈定工业矿体是混合型的。
狮尾洞矿段共圈定32个钨矿体,求得WO3工业矿30万吨,伴生Cu金属量24万吨。矿体多隐伏地表以下,其中6W、7W、8W、9W1、9W2、10W、11W、12W八个钨矿体占全区资源储量的85%以上,以9W2为最大钨矿体,资源储量占全区总量的27%。9W2矿体呈似层状和透镜状,控制走向长度600m,倾斜延深479~642m,总体走向54°~68°,倾向北北西,倾角40°~55°,平均厚度45.19m。
按照矿体产出位置,石门寺矿段划分成两个矿带(编号1和2)。1矿带位于早白垩世似斑状花岗岩内外接触带,以外接触带为主,以钨矿体为主、伴生铜,矿体埋藏浅、规模巨大,其中最大的是W1钨矿体。W1矿体沿早白垩世似斑状花岗岩体南侧接触带呈弧形分布,走向NWW-EW-NEE、倾角平缓(与早白垩世似斑状花岗岩体顶面产状近于一致),矿体呈似层状-透镜状,控制走向长1600m、倾斜延深300~800m,厚度变化于数十米至数百米之间,WO3资源储量(111b+122b+333)60万吨,占石门寺矿段WO3资源储量80%。2矿带位于早白垩世细粒花岗岩以及花岗斑岩的内外接触带,以外接触带为主,大部隐伏在1矿带之下,局部出露地表,除钨矿体之外,还有不少W-Cu矿体、Cu矿体以及少量Mo矿体,以W2矿体为最大。
按照矿石结构,可分出3种矿石类型:细(网)脉-浸染状矿石、脉状矿石和角砾状矿石,以细(网)脉-浸染状矿石为主;按照成矿元素,可分出5种矿石类型:W矿石、W-Cu矿石、Cu矿石、W-Mo矿石和Mo矿石,以W和W-Cu矿石为主。
细(网)脉-浸染状矿石,又可称作蚀变花岗岩型矿石,通常由含矿的蚀变花岗闪长岩或蚀变花岗岩构成,交代(残余)结构、细(网)脉-浸染状构造、块状构造。脉石矿物主要有石英、长石、白云母、绢云母、黑云母、萤石等,主要的矿石矿物有白钨矿、黑钨矿、黄铁矿、黄铜矿、斑铜矿、辉钼矿、锡石等,主要表现为矿石矿物多呈细粒浸染于蚀变花岗闪长岩或蚀变花岗岩中、或呈细(网)脉穿插于蚀变花岗闪长岩或蚀变花岗岩中。
脉状矿石呈乳白色、自形-他形晶结构、块状构造,通常构成矿区的各类脉状矿体。主要的矿石矿物有黑钨矿、白钨矿、黄铜矿、斑铜矿、辉钼矿、锡石等,脉石矿物主要为石英,偶见长石、白(绢)云母、萤石、方解石等。
角砾状矿石主要见于石门寺矿段的含矿爆破角砾岩中,常见交代结构、角砾状构造,与细(网)脉-浸染状矿石有相同的主要矿石矿物和脉石矿物。
总之,在大湖塘矿区,细(网)脉-浸染状矿石中WO3主要分布于白钨矿中,脉状矿石中WO3主要分布于黑钨矿中。由于细(网)脉-浸染状矿石是最常见的矿石类型,因而主矿体中白钨矿的含量通常要高于黑钨矿。
1.3 成矿阶段根据野外和显微镜下观察,初步将矿区成矿划分为黑钨矿-锡石-石英、白钨矿-黑钨矿-辉钼矿-黄铜矿和黄铜矿(斑铜矿)-辉钼矿-白钨矿(黑钨矿)3个主要成矿阶段。黑钨矿-锡石-石英阶段较早,主要形成含钨石英脉型钨矿石(图 3a,b);白钨矿-黑钨矿-辉钼矿-黄铜矿成矿阶段紧随其后,通常交代和叠加于前者之上(图 3a-c),形成蚀变花岗岩型钨钼矿石,是大湖塘矿区的主成矿阶段;黄铜矿(斑铜矿)-辉钼矿-白钨矿(黑钨矿)最晚,大多交代和叠加于前二者之上(图 3c,d),形成钨多金属矿石,可能与早白垩世花岗斑岩有关。
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图 3 大湖塘钨矿区矿石照片 (a)-黑钨矿-石英脉型矿石,辉钼矿呈细脉沿脉体边部充填,坑道内照片;(b)-黑钨矿-石英脉型矿石,辉钼矿穿切黑钨矿,坑道内照片;(c)-蚀变花岗岩型矿石,硫化物(黄铜矿、黄铁矿)交代、穿切白钨矿,正交偏光;(d)-黑钨矿-石英脉型矿石,辉钼矿穿切黑钨矿、黄铜矿交代穿切辉钼矿和黑钨矿,反光.矿物:Wol-黑钨矿; Mo-辉钼矿; Sch-白钨矿; Chal-黄铜矿; Sul-硫化物; Q-石英 Fig. 3 Photographs of W-bearing ores in the Dahutang W deposit (a)-wolframite-quartz vein type ore, molybdenite occurs as small vein filled along the quartz vein border; (b)-wolframite-quartze vein type ore, molybdenite crosscuts wolframite; (c)-altered granite type ore, sulfide minerals (chalcopyrite, pyrite) metasomatise and crosscut scheelite; (d)-wolframite-quartze vein type ore, molybdenite crosscuts wolframite, chalcopyrite crosscuts molybdenite and wolframite. Mineral symbols: Wol-wolframite; Mo-molybdenite; Sch-scheelite; Chal-chalcopyrite; Sul-sulfide; Q-quartz |
矿区与成矿有关的早白垩世花岗岩浆的多次叠加侵位和多阶段成矿的相互交代和叠加,是形成该超大型钨矿床的重要原因之一。
2 样品采集与分析方法在石门寺矿段和狮尾洞矿段探矿坑道中的WO3工业矿体内各采集6件含辉钼矿样品(表 1),样品均为石英脉型矿石,脉内主要矿石矿物为黑钨矿、辉钼矿、白钨矿和黄铜矿,其中辉钼矿主要呈晶形较好的鳞片状、团块状分布于脉壁或与黑钨矿一起构成团块,或呈细脉与白钨矿一起穿切黑钨矿。将野外采集到的矿石样品首先粉碎过筛,再从100目以上的样品中用重力分离、电磁分离等方法和在实体显微镜下挑选获得辉钼矿,辉钼矿质纯,无氧化、无污染,纯度在98%以上。最后用玛瑙钵研磨至200目待测。
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表 1 辉钼矿年龄样品采样位置及描述 Table 1 Sampling locations and description of molybdenite samples |
样品分析和测试在国家地质实验测试中心Re-Os同位素实验室进行,分析仪器是PQ Excell ICP-MS,Re-Os同位素分析的原理和详细分析方法参见有关文献(Shirey and Walker, 1995;Du et al., 2004;杜安道等,2001;屈文俊和杜安道,2003)。
3 结果与讨论 3.1 矿床成矿时代12件辉钼矿样品的Re-Os同位素测试结果见表 2。表 2的数据显示,石门寺矿段6件辉钼矿样品(表 2中PD401-1~PD401-6)的187Re变化于1174×10-9~13912×10-9,187Os变化于2.778×10-9~33.29×10-9,模式年龄变化于141.4~144.3Ma之间,加权平均年龄为142.6±1.2Ma,等时线年龄143.7±1.2Ma (图 4a),二者在误差范围内是一致的。狮尾洞矿段6件辉钼矿样品(表 2中DCM11-Mo01~DCM11-Mo6)的187Re变化于334.9×10-9~1136×10-9,187Os变化于0.7864×10-9~2.689×10-9,模式年龄变化于138.8~141.9Ma之间,加权平均年龄为139.9±1.2Ma,等时线年龄140.9±3.6Ma (图 4b),在误差范围内二者一致。而且,从MSWD和拟合概率来看,上述加权平均年龄和等时线年龄可信度较高,应该代表了辉钼矿的形成年龄。钨矿中辉钼矿的Re含量普遍偏低,多数为n×10-9~1×10-6,这可能是Re和Mo与其共生的黑钨矿的矿物形成行为显著不同所致(Stein et al., 2001, 2003),Re在钨矿中辉钼矿的含量为4×10-9~103965×10-9(杜安道等,2009),文中PD401-4和PD401-5样品Re含量偏高,可能是由于混入杂质引起。该年龄与黄兰椿和蒋少涌(2012)报道的狮尾洞矿段似斑状白云母花岗岩的成岩年龄(144.2±1.3Ma)在误差范围内完全一致,说明大湖塘矿床成岩成矿作用的同时性。
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表 2 大湖塘钨矿辉钼矿Re-Os同位素测试结果 Table 2 Re-Os isotopic data for molybdenite from the Dahutang W deposit |
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图 4 大湖塘钨矿辉钼矿Re-Os加权平均年龄和等时线年龄 (a)-石门寺矿段;(b)-狮尾洞矿段 Fig. 4 Molybdenite Re-Os mean ages and isochron ages of the Dahutang W deposit (a)-Shimensi ore block; (b)-Shiweidong ore block |
从表 1和图 3可看出,本文用于测年的辉钼矿样品主要采自石门寺矿段和狮尾洞矿段的钨多金属-石英脉内。在这类脉体中通常黑钨矿最早晶出,然后是白钨矿和辉钼矿,黄铜矿形成较晚。前已述及,大湖塘矿区的钨多金属成矿从早到晚分为3个阶段:黑钨矿-锡石-石英、白钨矿-黑钨矿-辉钼矿-黄铜矿和黄铜矿(斑铜矿)-辉钼矿-白钨矿(黑钨矿),其中,白钨矿-黑钨矿-辉钼矿-黄铜矿是钨矿的主成矿阶段,辉钼矿主要形成于该阶段,本文用于测年的辉钼矿样品主要形成于该阶段,少量辉钼矿样品形成于黄铜矿(斑铜矿)-辉钼矿-白钨矿(黑钨矿)成矿阶段。因此,本文获得的辉钼矿Re-Os同位素年龄,应该就是大湖塘矿区钨矿的成矿年龄。
3.2 赣北钨成矿作用江西是我国的产钨大省和钨资源大省,大湖塘钨矿的勘查发现,使该省探明的WO3资源储量跃居国内首位。江西省的钨矿资源主要分布于赣南地区,其次是赣中和赣北。
赣南地区的钨矿主要集中在崇(崇义)-犹(上犹)-余(大余)、三南(全南-龙南-定南)和赣县-于都等3个重要成矿远景区,以黑钨矿-石英脉型为主,偶见矽卡岩型、云英岩型、破碎带型和斑岩型,著名的矿区有大吉山、黄沙、盘古山、茅坪、漂塘、西华山等(Wang et al., 2010;许建祥等,2008;王旭东等,2008;丰成友等, 2011, 2012a, b)。它们属于华南成矿省(二级成矿带)的南岭成矿带(三级成矿带)(徐志刚等,2008)。近年来的同位素测年数据显示,包括赣南地区在内的华南地区大规模钨成矿作用年龄主要集中在160~150Ma之间(Feng et al., 2011, 2012;丰成友等,2007b;华仁民等, 2007, 2010)。
赣中地区已发现的钨矿产地不多,且多以小型规模矿床或矿点为主,主要为黑钨矿-石英脉型,其次是斑岩型,达到大型规模者仅有武功山-下桐岭远景区的浒坑钨矿、下桐岭钨矿和丰城县的徐山钨矿。下桐岭钨矿辉钼矿的Re-Os年龄152Ma (李光来等, 2011a, b),浒坑钨矿辉钼矿的Re-Os年龄150Ma (刘珺等,2008),徐山钨矿蚀变白云母的Rb-Sr等时线年龄147Ma (李光来等, 2011a, b)。从目前已经获得的资料来看,赣中地区的钨矿矿床类型和成矿年龄与赣南地区相似。
赣北地区自西向东已发现的钨矿分别集中于4个远景区:修水县的香炉山-高湖(如香炉山钨矿)、武宁-靖安-修水三县交界处的大湖塘(如大湖塘钨矿)、都昌县的阳储岭(如阳储岭钨钼矿)、浮梁县的莲花山-八字脑(如朱溪钨多金属矿)。与赣南地区相比,赣北地区发现的钨矿床不多,但是近年来的地质找矿工作显示,赣北地区具有极大的钨资源找矿潜力。相比之下,赣北地区目前已发现的钨矿床以单个矿床规模大、矿床类型多、共伴生组分复杂、以白钨矿为主、成矿年龄新等特点,区别于赣南地区的钨矿床。例如:香炉山钨矿是国内外著名的大而富的矽卡岩型白钨矿矿床,形成于126Ma (成矿岩体Rb-Sr等时线年龄)~128Ma (石英矿物Rb-Sr等时线年龄)(张家菁等,2008);阳储岭是国内首次勘查出的大型斑岩型钨钼矿床,形成于140Ma左右(成矿岩体Rb-Sr等时线年龄)(满发胜和王小松,1988)。大湖塘钨矿是我国目前规模最大的钨矿床,矿石中白钨矿含量大于黑钨矿,本文获得的成矿年龄为141~144Ma,黄兰椿和蒋少涌(2012)获得的似斑状白云母花岗岩的成岩年龄为144Ma。最近江西省地勘局九一二大队在浮梁县的朱溪深部钻孔打到单矿体见矿视厚度226.5m、WO3(以白钨矿为主)单样最高品位7.734%、平均品位0.491%,并伴有铜、锌等多种矿化的厚大矿体(参见中国有色工业协会网站2011年11月19日报道)。该矿体产在花岗斑岩与碳酸盐岩的接触带,成因类型为矽卡岩型白钨矿床(陈国华等,2012)。
赣北地区的钨矿属于江南隆起东段成矿带,该成矿带东北部的皖东南地区近年来也发现了多处钨矿床,其中WO3资源储量均达大型规模的有东源斑岩型钨钼矿床、百丈岩矽卡岩型钨钼矿床、高家塝矽卡岩型钨钼矿床等(秦燕等,2010;周翔等,2011)。秦燕等(2010)测得百丈岩矿床的成岩成矿年龄为130Ma (与成矿有关的花岗岩SHRIMP锆石U-Pb年龄)和134Ma (矿石中辉钼矿Re-Os年龄);周翔等(2011)获得东源斑岩型钨钼矿床的成岩成矿年龄均为146Ma。因而皖东南地区的钨矿床与赣北地区的钨矿床在矿床类型、成矿元素、主要矿石矿物、成矿年龄等方面具有相似性。
尽管目前获得的资料和数据不多,但是位于下扬子成矿省的江南隆起东段成矿带的钨矿成矿作用与华南成矿省之南岭成矿带的钨矿成矿作用有诸多不同。后者成岩成矿年龄年龄主要集中在160~150Ma之间,前者则介于146~126Ma之间(早白垩世)。前者的年龄数据与其北侧的、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(Yang et al., 2011;谢桂青等,2006;李亮和蒋少涌,2009;蒋少涌等, 2008, 2010)和江西彭山锡多金属矿床的成岩成矿年龄(罗兰等,2010)非常一致。究其原因,应该是二者的成矿地质背景不同,尤其是晚中生代壳-幔作用和构造-岩浆活动的差异造成的(周涛发等,2003)。遗憾的是,有关江南隆起东段成矿带,特别是赣北地区的燕山期岩浆活动以及钨矿成矿作用的资料和数据还很少,要想进一步探讨这些问题,还需要更多的研究工作支撑。董树文等(2000)指出中、下扬子地区中、晚三叠世-早侏罗世时的水流由东向西流动,与特提斯海退方向基本一致,表明中国东部可能一度上升为高山。目前大多数研究基本上证明在中生代早期两大古陆碰撞对接的同时,开始了构造格局大转换。200~160Ma期间可能为近东西向挤压与伸展调整时期,挤压与伸展相间出现。陈培荣等(1998, 1999)在赣南地区发现早中侏罗世广泛分布的双峰式火山岩和A型花岗岩,成岩时代为180~160Ma,由此提出东南大陆中生代最早裂解始于燕山早期。相应在这一时期成矿作用不十分强烈,主要为与壳幔同熔型花岗质岩石有关的斑岩铜、钼、钨矿床。中国东部岩石圈的大规模拆沉作用发生在160~100Ma期间,岩石圈、软流圈系统发生大灾变(邓晋福等,1999),岩石圈变薄,来自软流圈的高热物质直接涌入下地壳,导致大规模花岗质岩浆重熔生成,由此形成了华南、华北和东北三个大花岗岩省和火山大爆发及一系列北东向断陷盆地。中国东部大规模花岗岩活动发生于160~110Ma (胡受奚等,1998)。由地壳重熔形成的花岗岩浆经过多期次和多阶段分异演化,抑或在最晚阶段富集成矿,抑或在主要阶段均伴随有矿化,还可能岩体仅作为能源加热,形成热液对流循环系统,从下部及周围岩石萃取矿质,最后于上部有利空间卸载成矿。尤其是这一时期许多与成矿有关的岩体为高热花岗岩,其本身的巨大能量可以大大延缓岩浆结晶速度和矿质最大程度富集成矿。因此,亲地壳的成矿元素W、Sn、Nb、Ta、REE、Pb、Zn、Sb、Hg等在此期间大量聚集成矿。
4 结论(1)大湖塘钨矿是与燕山期花岗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,测得其中石门寺矿段和狮尾洞矿段辉钼矿Re-Os等时线年龄分别为143.7±1.2Ma和140.9±3.6Ma,说明其成矿于早白垩世。
(2)近年来的矿产勘查工作表明,包括赣北地区在内的江南隆起东段成矿带,已经显示出巨大的钨矿资源潜力。初步的研究表明,江南隆起东段成矿带钨成矿作用与南岭成矿带的钨矿成矿作用有诸多不同,其主要形成于早白垩世,与其北侧的长江中下游成矿带的铜多金属成矿年龄非常一致。
致谢 作者在野外工作中得到了江西巨通实业有限公司、江西省地质矿产勘查开发局九一六大队和赣西北大队的支持和帮助,文中还引用了江西巨通实业有限公司大湖塘矿区的勘查资料;Re-Os同位素分析由国家地质实验测试中心屈文俊研究员、杜安道研究员、李超博士完成;在此一并表示衷心感谢![] | Chen GH, Wan HZ, Shu LS, Zhang C, Kang C. 2012. An analysis on ore-controlling conditions and geological features of the Cu-W polymetallic ore deposit in the Zhuxi area of Jingdezhen, Jiangxi Province. Acta Petrologica Sinica, 28(12): 3901–3914. |
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