2. 南京大学地球科学与工程学院, 内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室, 南京 210093;
3. 江西省地质矿产勘查开发局赣西北地质大队, 九江 332000
2. State Key Laboratory for Mineral Deposits Research, School of Earth Sciences and Engineering, Nanjing University, Nanjing 210093;
3. Northwestern Geological Team, Jiangxi Bureau of Geology and Mineral Resources, Exploration and Development, Jiujiang 332000, China
大湖塘钨矿集区位于江西北部的九岭成矿带,己发现世界级的超大型钨矿,并伴生铜钼等多金属,其WO3金属量达到110.47万吨(平均品位0.185%),铜金属量65.2万吨(平均品位0.16%)(张志辉等,2014),是近年来我国钨矿找矿的重大突破。该矿床与江西北部另一超大型钨矿(朱溪钨铜矿)的发现,也使江西原有的“南钨北铜”的传统观念被打破,继赣南后,赣北一跃而成我国又一个著名的钨成矿省。与赣南的单钨成矿不同的是,赣北具有钨铜共生的成矿特征,引起国内外地质学家的高度关注。随着大湖塘地区找矿勘查工作的不断深入,已有越来越多的学者开展了相关的研究工作,并有多篇论文在国内外刊物上发表(林黎等, 2006a,b; 丰成友等,2012;黄兰椿和蒋少涌, 2012,2013; 项新葵等, 2012a,b,2013a,b,c; 阮昆等,2013;Mao et al., 2013,2014; Huang and Jiang, 2014)。但从这些初步工作看,对该地区内各矿床的许多基本地质和矿化蚀变特征的认识还存在混乱、对该矿床及相关岩浆岩的形成年代、成矿物质来源及成因类型仍存在争议,为便于国内外学者对该矿床的了解,本文在作者多次赴矿区地质考察和大量室内工作的基础上,旨在重点梳理清楚该区各矿床的基本地质特征,以期厘定该区多期岩浆活动及相关的成矿事件,探讨成矿物质来源,并初步提出钨铜成矿元素富集机制和矿床成因模型。 1 地质背景
大湖塘钨矿集区位于江西省九岭山脉中段北部三县(武宁、修水、靖安)交界区域。本区地处扬子地块东南缘,属于江南造山带中段,北邻长江中下游成矿带的九瑞铜多金属矿集区。它隶属Ⅱ级构造单元江南地块之九岭-障公山隆起,南邻萍乡-上高拗褶带,北为修水-武宁滑覆拗褶带,东邻鄱阳湖坳陷(图 1)。区域构造位于赣北北东向构造带的九岭-官帽山复式背斜与武宁-宜丰北北东向走滑冲断-伸展构造的复合部位,属九岭北北东向钨钼铜多金属成矿带(林黎等, 2006a,b),九岭成矿带北北东向长约20km,南东东向宽约10km(项新葵等,2012a)。
![]() | 图 1 大湖塘钨矿集区区域大地构造位置图(据杨明桂等,2004改编) 1-扬子地块;2-华夏地块;3-萍乐结合带;4-中新生代坳陷;5-深断裂;6-九岭成矿带Fig. 1 Location and the tectonic setting of the Dahutang oreconcentrated district(modified after Yang et al., 2004) |
九岭成矿带出露的区域地层为元古代双桥山群浅变质岩,为一套断陷环境形成的火山-碎屑岩沉积建造,岩性包括变余云母细砂岩、千枚状页岩、板岩。前人曾认为双桥山群为中元古代(杨明桂等,1988),但新的研究结果表明双桥山群为新元古代地层(824±5Ma,高林志等, 2008,2012)。区内侵入岩主要为大面积出露的晋宁期黑云母花岗闪长岩,呈大岩基状产出。见少量燕山期的中细粒黑云母花岗岩、似斑状二云母(或白云母)花岗岩以及花岗斑岩等的露头。晋宁期花岗岩呈岩基产出,燕山期花岗岩呈小岩株、岩瘤或岩墙(脉)产出(林黎等,2006b; 黄兰椿和蒋少涌, 2012,2013; 项新葵等, 2012a,b,2013a)。燕山期岩体侵入于双桥山群浅变质的砂页岩和晋宁期黑云母花岗闪长岩中。
区内褶皱构造为九岭复式褶皱中的靖林-操兵场次级背斜的东延部分。断裂构造发育四组,其中近东西(或北东东)、北东-北北东向两组断裂最为重要,大湖塘矿区的几个主要矿床就主要沿北东-北北东向断裂分布(图 2)。北东-北北东向断裂与近东西向断裂交叉复合控制了花岗岩和矿体的分布,但后期又可切割岩脉和矿脉,表现为多期次活动的特征。次要的两组断裂为北西向和南北向,其规模明显较小,其中北西向断裂延长数百米至几千米,切割晋宁期黑云母花岗闪长岩体并对燕山期花岗岩体的展布起控制作用,而南北向断裂多为成矿后断裂。
![]() | 图 2 大湖塘钨矿集区的区域地质图(据项新葵等,2012a; 左全狮等,2014改编) 1-第四系;2-新元古代双桥山群;3-燕山期花岗岩;4-晋宁期黑云母花岗闪长岩;5-钨矿床;6-断裂Fig. 2 Regional geological map of the Dahutang ore-concentrated district(modified after Xiang et al., 2012a; Zuo et al., 2014) |
大湖塘矿集区根据目前勘探和开釆现状,可划分为三个区,即大湖塘北区、大湖塘南区、和大雾塘矿区(图 2)。目前正在工业开采的矿床为北区的石门寺矿床和南区的狮尾洞矿床,石门寺为井下开采和露釆,狮尾洞仅为井下开釆。其它矿床(或找矿预测区)均处于找矿勘探阶段,如北区的大岭上,目前仅有一个探矿坑道(八一井),大雾塘矿区的一矿带、东陡崖、平苗等均在开展钻探工作。
大湖塘矿集区内燕山期岩浆岩具多期次侵入特征,岩性有似斑状黑云母花岗岩、细粒黑云母花岗岩、似斑状二云母(或白云母)花岗岩、细粒二云母花岗岩、中细粒白云母花岗岩、及花岗斑岩等。这些岩浆岩在空间上分布并不一致,前两者产于石门寺矿床,而后几类岩石见于狮尾洞矿床,花岗斑岩则在全区均可见到。大湖塘矿区的矿化类型以细脉浸染型黑(白)钨矿为主体,兼有石英大脉型、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(林黎等, 2006a,b; 项新葵等, 2012a,b,2013a)。区内矿床属于燕山期花岗岩浆热液有关的钨铜钼成矿系列,矿体环绕燕山期花岗岩株顶部及外接触带形成“多位一体”的钨(铜、钼)矿床,矿体多分布于石英大脉、石英细(网)脉及花岗岩体中,部分浸染于脉侧围岩中,形成脉状和“面型”或带状矿化。由于花岗岩体和矿体在不同矿床的产出均有明显差异,为便于讨论,下面我们从北至南来分别论述不同矿床的基本地质特征。
2.1 大湖塘北区 2.1.1 石门寺矿床
石门寺矿床位于大湖塘北区,己探明WO3金属量74.255×104t(111b+122b+333)、铜金属量40.36×104t、钼金属量2.8×104t(项新葵等,2013a)。该矿床大面积出露的为晋宁期黑云母花岗闪长岩;发育的燕山期岩浆岩主要为似斑状黑云母花岗岩、细粒黑云母花岗岩和花岗斑岩(图 3)。似斑状黑云母花岗岩多呈岩株产出于矿区中部,为一半隐伏岩体。在似斑状黑云母花岗岩的顶部内接触带常可见厚度不等的(0.2~1.5m)似伟晶岩壳,钠长石和石英构成细晶结构或文象结构。细粒黑云母花岗岩产出于矿区东南部,呈小岩株出露(图 3),钻孔及坑道工程显示它可呈不规则状小岩枝(脉)插入晋宁期岩体及似斑状黑云母花岗岩中。花岗斑岩呈岩枝(脉)产出,主要见于坑道和钻孔中。
![]() | 图 3 大湖塘石门寺矿床地质简图 1-第四系;2-燕山期花岗斑岩;3-燕山期细粒黑云母花岗岩;4-燕山期似斑状黑云母花岗岩;5-晋宁期黑云母花岗闪长岩;6-热液隐爆角砾岩筒;7-钨矿体;8-断裂Fig. 3 Geological map of the Shimensi ore deposit |
在石门寺矿床,发育一组走向北东东,倾向南南东、倾角中等的韧性剪切带(项新葵等,2012a)。该韧性剪切带历史较为复杂,分带现象显示从中心的糜棱片岩、千枚糜棱岩、糜棱岩至边缘的糜棱岩化黑云母花岗闪长岩,至燕山期演化为硅化破碎带,成为矿区的导矿、控矿构造,如发育于矿区北西部的FS24逆冲断裂(图 3)。钻孔资料揭示该区细粒黑云母花岗岩和花岗斑岩脉穿插进入该硅化破碎带中,说明该硅化破碎带形成于这两期岩体侵位之前(项新葵等,2012a)。石门寺矿床的断裂构造以北西向断裂最为发育,产状较陡,倾向南西为主,少数北东。长度大于200m的有FS1、FS7、FS9、FS11、FS20、FS22、FS23等(图 3),其中FS20断裂控岩控矿作用较为显著,在矿区中部,热液隐爆角砾岩顺FS20贯入,矿区细粒黑云母花岗岩和花岗斑岩也受FS20限制,多分布于该断裂南侧,矿区石英大脉型矿体也呈现靠近FS20断裂密集发育、远离FS20则分布较为稀疏(项新葵等, 2012a,2013a)。项新葵等(2012a,2013a)还对该矿区的节理发育情况进行了较详细的研究,并认为它控制了该区细(网)脉带型矿体和细脉浸染型矿体的产出。
石门寺矿床的矿化类型主要有细脉浸染型、石英大脉型和隐爆角砾岩型,局部见云英岩型矿体。细脉浸染型矿体以白钨矿为主,主要产于燕山期花岗岩与晋宁期花岗闪长岩的内外接触带,为厚大的似层状矿体,划分有两个矿带:外接触带矿带(Ⅰ矿带),内接触带矿带(Ⅱ矿带),其中外接触带矿化连续性较好,多产出厚大的工业矿体,如I1矿体,走向延伸可达1800m,倾向延深达1200m,而内接触带矿化连续性较差,矿体较贫。该类型矿石占石门寺钨资源储量的74%(项新葵等,2012a)。
石英大脉型矿体中矿石矿物以黑钨矿为主(图 4a),含黄铜矿、斑铜矿、辉钼矿等硫化物(图 4b),白钨矿沿石英裂隙呈细脉分布(图 4c),主要赋存在燕山期似斑状黑云母花岗岩中,少量延伸进入晋宁期黑云母花岗闪长岩中,共有60余条,主要矿脉有5、7、8、11、13等,矿脉长一般为200~800m,宽为20~70cm,矿脉走向主要为近东西向、北北东向和北西向,少量为北东东向或弧形弯曲矿脉。在石英脉与围岩似斑状黑云母花岗岩接触带上,常发育云英岩化,可局部形成云英岩型矿体,矿石矿物为白钨矿、黑钨矿、黄铜矿、辉钼矿等(图 4d)。
![]() | 图 4 大湖塘石门寺矿床不同类型矿石照片 (a)含巨晶黑钨矿石英大脉,露釆坑;(b)含斑铜矿-黄铜矿-辉钼矿石英大脉,硫化物多沿石英脉中裂隙面不规则分布,石英脉旁侧似斑状黑云母花岗岩蚀变严重,含较多浸染状白钨矿,井下907巷道;(c)含黄铜矿石英大脉,见白钨矿呈细脉状分布于石英中,井下907巷道;(d)石英脉与似斑状黑云母花岗岩接触带发育的云英岩化,见白钨矿、黑钨矿、辉钼矿和黄铜矿,井下907巷道;(e)隐爆角砾岩,角砾为似斑状黑云母花岗岩,胶结物为石英,见辉钼矿沿石英裂隙分布,井下907巷道;(f)隐爆角砾岩富矿石,胶结物为石英和辉钼矿,井下907巷道Fig. 4 Photos of various types of ores from the Shimensi ore deposit |
隐爆角砾岩型矿体主要分布在似斑状黑云母花岗岩株近顶部并可延伸进入晋宁期黑鳞云母化花岗闪长岩岩基中,总体呈筒状产出,以角砾状和网脉状矿化为主,主要矿石矿物为白钨矿、黑钨矿、黄铜矿和辉钼矿等,见大小不等的岩体角砾,胶结物为石英(图 4e),局部可形成铜钼富矿体(图 4f)。
2.1.2 大岭上矿床
井下坑道观察和大量钻孔岩芯编录资料表明,大岭上矿床出露的岩浆岩有晋宁期的黑云母花岗闪长岩及燕山期的似斑状二云母(或白云母)花岗岩、中细粒白云母花岗岩、细粒二云母花岗岩、细粒黑云母花岗岩及多条花岗斑岩脉。
大岭上矿床断裂发育北北东、北西向和南北向三组。以北北东向规模最大,一般几百米,大者一千多米,如规模最大为Fd1断裂,延长>1350m,延深>240m,断层破碎带宽度0.3~18m(图 5)。该断层形成于成矿前,被岩脉和含钨石英脉充填。成矿后又继续活动、错断了岩脉和矿脉及北东东向断裂。北东向Fd1断裂构造控制热液隐爆角砾岩的展布,沿Fd1构造破碎带分布一系列的隐爆角砾岩(图 5)。
![]() | 图 5 大湖塘大岭上矿床地质简图 1-燕山期花岗斑岩;2-燕山期细粒黑云母花岗岩;3-燕山期中细粒白云母花岗岩;4-晋宁期黑云母花岗闪长岩;5-热液隐爆角砾岩筒;6-断层破碎带;7-矿体;8-断裂Fig. 5 Geological map of the Dalingshang ore deposit |
大岭上矿床矿化类型主要为细脉浸染型、石英大脉型、及隐爆角砾岩型等多种类型(图 6)。细脉浸染型矿体分布于该区南陡崖-大岭上一带,赋存在晋宁期岩体及燕山期细粒二云母花岗岩株的顶部,常见多条石英细(网)脉密集发育(图 6a-c),脉中产有黑钨矿、白钨矿和辉钼矿,脉壁花岗岩中产有浸染状白钨矿。已圈定钨矿体18个,其中以Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ钨矿体为最大规模,占该区钨资源储量的95%。Ⅲ、Ⅴ矿体均产于晋宁期黑云母花岗闪长岩和隐爆角砾岩中,其中Ⅲ矿体延长680m,倾向延深280~395m,矿体真厚度59.87~76.54m,平均厚度67.55m。 WO3品位0.064%~0.652%,平均品位0.140%。Ⅴ矿体延长640m,倾向延深38~164m,矿体真厚度12.73~41.28m,平均厚度24.95m。WO3品位0.064%~0.182%,平均品位0.130%。
![]() | 图 6 大湖塘大岭上矿床不同类型矿石照片 (a)细(网)脉浸染型矿体,脉中见较多辉钼矿;(b)细(网)脉浸染型矿体,脉中见较多黑钨矿;(c)细(网)脉浸染型矿体,见多组细脉相互穿插;(d)石英大脉型矿体,粗晶状黑钨矿、辉钼矿呈不规则线状分布;(e)黑钨矿-辉钼矿石英大脉切割早期贫矿石英脉;(f)早期含矿石英脉被后期缓倾斜石英大脉切割;(g)隐爆角砾岩,见大小不一的多种花岗岩角砾,胶结物为石英;(h)隐爆角砾岩,石英中含较多辉钼矿;(i)角砾岩筒边部巨晶状云母集合体. 均摄于八一井1340m中段Fig. 6 Photos of various types of ores from the Dalingshang ore deposit |
石英大脉型矿体分布于该区关口里、大岭上、南排里一带,规模较大的有4、5、45、49、172号脉等,走向以近东西为主,长180~890m,倾向南或北,延深50~350m,倾角较陡(70°~85°),脉宽多为25~40cm。石英大脉中产有粗晶状黑钨矿,与辉钼矿、黄铜矿等硫化物共生,常沿石英脉中裂隙呈不规则线状分布(图 6d),含矿石英脉既可切割早期贫矿石英脉(图 6e),又见被后期缓倾斜石英大脉切割(图 6f)。
隐爆角砾岩筒型矿化主要发育在该矿床的西陡崖地区,平面上呈近葫芦形椭圆状(图 5),长轴长200m,短轴长160m,面积0.032km2,隐爆角砾岩筒产于晋宁期岩体中,伴随燕山期花岗岩体顶部或边缘展布。可见大小不一的多种花岗岩角砾,主要为燕山期细粒黑云母花岗岩,其次为晋宁期黑云母花岗闪长岩和燕山期花岗斑岩、白云母花岗岩等,呈棱角状,大小不一,大者砾径1m左右,一般在0.3~0.5m,胶结物为石英(图 6g),局部地段,石英中可含较多辉钼矿,构成富矿包(图 6h)。角砾岩筒边部可见巨晶状云母集合体(图 6i)。
2.2 大湖塘南区狮尾洞矿床
大湖塘南区钨矿为狮尾洞矿床,目前正在坑道开采。己探明WO3金属量31.09×104t(122b+333)(刘南庆等,2014)。该矿床出露有新元古界双桥山群浅变质岩(图 7),以变余粉砂岩和粉砂质板岩为主。出露的岩浆岩主要是晋宁期黑云母花岗闪长岩(图 7),与双桥山群地层呈侵入接触。钻孔及坑道工程揭露的燕山期岩浆岩有中细粒黑云母花岗岩、细粒白云母花岗岩、似斑状白云母(或二云母)花岗岩以及花岗斑岩等,呈岩株、岩瘤或岩枝产出。
![]() | 图 7 大湖塘狮尾洞矿床地质简图 1-新元古界双桥山群;2-燕山期花岗斑岩;3-晋宁期黑云母花岗闪长岩;4-矿体;5-断裂;6-断层破碎带Fig. 7 Geological map of the Shiweidong ore deposit |
狮尾洞矿床断裂构造发育,规模较大的断裂主要有F4、F5、F6三条(图 7)。三条断裂的特征基本相同,走向北东-北北东,倾向南东-南南东,倾角40°~50°,断裂带内由角砾岩、碎裂岩及初糜棱岩组成,具有多期次活动的特点。其中F4、F5在西南部与F6汇总,构成帚状构造。
狮尾洞矿床发育的矿化类型包括石英大脉型和细脉浸染型(图 8),二者通常在空间上紧密相伴。共圈定石英大脉183条,其中具工业意义含钨石英大脉型矿体117条,矿化带控制北东-南西长600m,北西-南东宽350m,按矿脉走向分为二组,第一组近东西走向、北东东向,是矿区目前开采的主要矿脉,最大延长达573m,倾斜延深达522m,脉幅宽一般在0.30~1.15m,平均厚0.53m;钨矿化相对较强,但矿化不均匀,WO3品位在0.13%~5.497%,平均1.81%。第二组呈北西走向,走向长度在60~510m,倾斜延深40~522m,脉幅宽一般在0.18~0.59m,平均0.39m; 钨矿化不均匀,WO3品位在0.037%~9.531%,平均2.57%。石英大脉型矿体中黑钨矿常呈巨大板条状晶体,沿石英脉边部或脉中裂隙生长(图 8a),常可见后期黄铜矿交代黑钨矿(图 8b),白钨矿也呈细脉状沿黑钨矿晶体边界或内部裂隙交代黑钨矿(图 8c,d)。
![]() | 图 8 大湖塘狮尾洞矿床不同类型矿石照片 (a)含黑钨矿石英大脉,狮尾洞3号井1170m中段;(b)含黑钨矿石英大脉,黄铜矿交代黑钨矿,狮尾洞3号井1170m中段;(c、d)含黑钨矿石英大脉,白钨矿呈细脉状交代黑钨矿,钻孔ZK11-2-5;(e)晋宁期黑云母花岗闪长岩中细脉状白钨矿,钻孔ZK28-2-1;(f)燕山期似斑状二云母花岗岩中浸染状白钨矿,钻孔ZK20-1-1Fig. 8 Photos of various type of ores from the Shiweidong ore deposit |
狮尾洞矿床的细脉浸染型矿体主要赋存在隐伏的燕山期花岗岩体之上的晋宁期岩体中(图 8e),也见白钨矿呈浸染状产于燕山期似斑状二云母花岗岩中(图 8f),与含钨石英大脉紧密相伴。共圈定36个钨矿体,主要矿体控制长度100~600m,倾斜延深122~770m,总体呈北东-北东东走向,矿体厚度2.81~80.34m,平均厚度32.08m,WO3品位0.066%~0.291%,WO3平均品位0.176%。 其中最大矿体为Ⅰ号矿体,总体呈近东西走向,走向长度>500m,延深>270m,最大厚度达120m。此外狮尾洞矿床也见少量蚀变花岗岩型、云英岩型矿体等。 2.3 大雾塘钨矿区
与大湖塘北区和南区钨矿不同的是,大雾塘钨矿区目前仍在勘探过程中,主要工作区可分为平苗、东陡崖、一矿带、坳窝子、狮子岩等。由于工作程度很不够,资料较缺乏,这里仅简单介绍一矿带、东陡崖和平苗。
2.3.1 一矿带
该矿带地表出露的燕山期岩体为细粒黑云母花岗岩及多条北北东和北东向展布的花岗斑岩脉(图 9)。近地表民采坑主要为细粒黑云母花岗岩侵入晋宁期岩体中,以细脉带黑钨矿-辉钼矿为主;细粒黑云母花岗岩中也见星点状黑钨矿及斑铜矿。钻孔资料揭示(图 10),上部(<600m)以细粒黑云母花岗岩侵入晋宁期花岗岩为主;下部为似斑状二云母花岗岩,局部见细粒白云母花岗岩,岩体形态复杂,以小岩株产出为主,岩体边缘不规则,多分枝呈脉状,侵位于晋宁期黑云母花岗闪长岩中。多个钻孔还钻遇多条花岗斑岩脉。总体而言,矿化情况在上部较好,但下部似斑状二云母花岗岩中也可圈出矿体(图 10)。在钻孔ZK61底部约15m为细粒白云母花岗岩全岩矿化,见浸染状黑钨矿团斑分布。在一矿带的北东部,在燕山期花岗岩的外接触带,产有细脉浸染型钨矿体,单层最大厚度105.59m,WO3品位0.177%;在内接触带,则有蚀变花岗岩型钨矿体,单层最大厚度84.72m,WO3品位0.182%。
![]() | 图 9 大湖塘一矿带矿床地质简图 1-燕山期花岗斑岩; 2-燕山期细粒黑云母花岗岩;3-晋宁期黑云母花岗闪长岩;4-矿体;5-断裂;6-断层破碎带Fig. 9 Geological map of the No. 1 ore belt |
![]() | 图 10 大湖塘一矿带7线地质剖面图 1-燕山期似斑状二云母花岗岩;2-燕山期细粒黑云母花岗岩;3-晋宁期黑云母花岗闪长岩;4-矿体;5-钻孔Fig. 10 Geological section of line 7 in the No.1 ore belt |
东陡崖矿床出露的岩体为燕山期白云母花岗岩(图 11),主要矿化类型为蚀变花岗岩型,产在该岩体的内接触带,矿化主要呈浸染状和细脉浸染状,共圈出19个工业矿体,其中钨矿体12个,钨锡矿体1个,锡矿体4个,铜矿体2个。主要矿体有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ号,其中Ⅰ号为钨锡矿体,赋存于燕山期白云母花岗岩体的内接触带(图 11),产状随白云母花岗岩体与晋宁期岩体的接触面变化而变化,纵向上显示上钨,下锡铜的分带特征;Ⅱ、Ⅲ号为钨矿体,分布于燕山期白云母花岗岩体的外接触带,呈隐伏状近平行产出,似层状、大透镜状,产状平缓,倾向南东,倾角2°~15°。Ⅵ号为钨矿体,呈脉状产出在白云母花岗岩内,产状上陡下缓。矿石矿物有白钨矿、黑钨矿、黄铜矿、斑铜矿、辉铜矿、黄铁矿,蚀变有白云母化、钠长石化、硅化、萤石化等。矿体WO3品位0.163%~0.488%,平均品位0.236%;Sn品位0.22%~0.364%。
![]() | 图 11 大湖塘东陡崖矿床地质简图 1-燕山期花岗斑岩;2-燕山期白云母花岗岩;3-晋宁期黑云母花岗闪长岩;4-矿体;5-断裂Fig. 11 Geological map of the Dongdouya ore deposit |
在东陡崖西北部的平顶山一带发育石英细脉带型矿化,己圈定2条矿体,控制长度>500m,平均厚度4.5m、3.7m,WO3平均品位0.52%、0.44%(林黎等,2006b)。该区还产有云英岩型矿体,呈透镜状、团块状不连续分布,一般锡矿化较钨矿化强,且矿化品位较富,Sn可达1%以上。
2.3.3 平苗
平苗矿区出露的岩体主要为中细粒白云母花岗岩和花岗斑岩脉,也见大量无矿的白色石英脉(图 12)。见云英岩型矿体,呈透镜状产于燕山期白云母花岗岩体中强烈云英岩化部位,延深可达数十米,见多层铜矿体和钨铜矿体,如19线钻孔揭露铜矿体视厚度达73.97m,铜平均品位0.354%(图 13)。钻孔揭示该区深部隐伏岩体为中粗粒白云母(二云母)花岗岩,局部发育钾长石化。
![]() | 图 12 大湖塘平苗矿床地质简图 1-燕山期花岗斑岩;2-燕山期白云母花岗岩;3-晋宁期黑云母花岗闪长岩;4-石英脉;5-矿体; 6-断裂Fig. 12 Geological map of the Pingmiao ore deposit |
![]() | 图 13 大湖塘平苗矿床19线地质剖面图 1-燕山期白云母花岗岩;2-晋宁期黑云母花岗闪长岩;3-钨矿体;4-铜矿体; 5-钻孔Fig. 13 Geological section of the line 19 in the Pingmiao ore deposit |
平苗矿区地表可见多条花岗斑岩脉,我们在2014年10月在该区工作时首次在这些斑岩脉的裂隙面上发现大量细粒针状黑钨矿,有可能代表该区较晚期的一次矿化事件,应晚于斑岩脉,但这些斑岩脉的成岩年龄仍在测试之中。
3 成岩成矿年代学 3.1 花岗岩锆石U-Pb定年结果
大湖塘矿集区所在的九岭地区出露的侵入岩主要有两个时代,一是晋宁期,另一为燕山期。表 1汇总了目前所获得的各岩体的高精度锆石U-Pb定年结果。
| 表 1 大湖塘矿集区岩浆岩锆石U-Pb定年和辉钼矿定年结果汇总Table 1 A summary of zircon U-Pb dating and molybdenite Re-Os dating results from the Dahutang ore-concentrated district |
晋宁期黑云母花岗闪长岩为大湖塘矿床的主要容矿围岩,前人对其开展过年代学测定,林黎等(2006a)报道的年龄为837Ma,但未说明所采用的测试方法。钟玉芳等(2005)报道的SHRIMP法锆石U-Pb年龄为828±8Ma。袁嫒等(2012)报道的九岭岩体的LA-ICP-MS法锆石U-Pb年龄为816±3Ma至811±2Ma。
燕山期的花岗岩较为复杂,有各种岩性,由于出露少,相互穿插关系常常较难厘定。早期用K-Ar法测定的年龄变化很大,如区域上九岭地区甘坊岩体的白云母K-Ar法年龄为257Ma和204Ma,古阳寨北侧的黑云母花岗岩中黑云母K-Ar法年龄为177Ma(江西省地质矿产局,1984),九仙塘燕山期中细粒黑云母花岗岩锆石SHRIMP U-Pb法年龄为151.4±2.4Ma(钟玉芳等,2005)。林黎等(2006a,b)报道大湖塘地区的燕山期岩浆岩年龄为134~150Ma,其中细粒黑云母花岗岩和白云母花岗岩被认为是燕山早期产物,黑云母K-Ar法年龄为150Ma; 花岗斑岩代表燕山晚期的岩浆活动产物,黑云母K-Ar法年龄为134Ma。
最近,高精度的LA-ICP-MS锆石U-Pb定年在大湖塘矿区不同矿床花岗岩的侵位年龄测定方面发挥了很大作用,基本厘定出该区存在两期岩浆活动,一为144Ma左右,另一为135~130Ma左右(表 1)。黄兰椿和蒋少涌(2012)对大湖塘狮尾洞矿床的似斑状白云母花岗岩进行锆石LA-ICP-MS U-Pb定年,获得206Pb/238U加权平均年龄为144.2±1.3Ma。黄兰椿和蒋少涌(2013)对大湖塘狮尾洞矿床的花岗斑岩锆石LA-ICP-MS U-Pb定年获得206Pb/238U加权平均年龄为134.6±1.2Ma。Huang and Jiang(2014)进一步报道了采自狮尾洞和大岭上矿床的4种不同类型花岗岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄,其中一个似斑状二云母花岗岩的年龄为144.0±0.6Ma;其余三个中细粒白云母花岗岩、斑状二云母花岗岩、细粒二云母花岗岩的年龄相同,分别为133.7±0.5Ma、130.3±1.1Ma、130.7±1.1Ma。
对于大湖塘石门寺矿床的岩体年龄,有两位研究者报道过,但两者的年龄有很大差别。项新葵等(2012a)提到他们项目组对石门寺矿床似斑状黑云母花岗岩和花岗斑岩进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb定年,获得138~135Ma的年龄,但该文并未提供具体数据,故其可靠性不好判定。最近,Mao et al.(2014)也采用锆石LA-ICP-MS U-Pb方法对石门寺矿床的岩体进行定年,获得似斑状黑云母花岗岩的年龄为147~148Ma,细粒黑云母花岗岩的年龄为145~146Ma,花岗斑岩的年龄为143Ma(表 1)。这些年龄值与我们报道的狮尾洞矿床似斑状白云母(二云母)花岗岩的年龄相近,但明显不同于我们在狮尾洞和大岭上获得的其他岩体和花岗斑岩的年龄(表 1)。此外,值得指出的是,狮尾洞矿床的似斑状白云母(二云母)花岗岩并不是Mao et al.(2014)认为的那样是由似斑状黑云母花岗岩发生白云母化蚀变而来的,岩相学和矿物化学证据表明这些岩石中存在原生岩浆白云母(黄兰椿和蒋少涌,2012; Huang and Jiang, 2014; 王辉等,2015)。并且,大量的钻探和坑道工程表明,在狮尾洞矿床没有发现似斑状黑云母花岗岩。
3.2 辉钼矿Re-Os定年结果
大湖塘钨矿床中普遍产有辉钼矿,成为成矿年龄测定的极佳对象。己有多位研究者报道了该矿床中辉钼矿的Re-Os同位素年龄,但结果有一定差异(表 1)。
丰成友等(2012)在石门寺矿床釆集了6个辉钼矿样品,其中4个样品采自黑钨矿辉钼矿石英脉,2个样品采自隐爆角砾岩型矿石,获得的Re-Os等时线年龄为143.7±1.2Ma,与该矿床花岗岩锆石U-Pb年龄(148~143Ma)大体接近(Mao et al., 2014)。项新葵等(2013c)在石门寺矿床也釆集了6个辉钼矿样品,从他们的样品描述看,应全部采自石英大脉型矿体,脉内除辉钼矿外,还有黄铜矿及少量黑钨矿,脉内裂隙中发育白钨矿。获得的Re-Os等时线年龄为149.6±1.4Ma,比他们报道的该矿区内燕山期岩体年龄明显偏大(~10Ma)(项新葵等,2012a),却和Mao et al.(2014)报道的岩体年龄相近。Mao et al.(2013)也在石门寺矿床釆集了5个辉钼矿样品,其中2件来自细脉浸染型矿体、2件来自石英大脉型矿体、1件来自隐爆角砾岩型矿体。5件样品共6个数据(含1个重复样)构成一条很好的Re-Os等时线,年龄为139.2±1.0Ma。该年龄值与项新葵等(2012a)报道的岩体年龄基本一致,却明显小于他们自己报道的该矿区内燕山期岩体年龄(Mao et al., 2014)。所有这三位研究者的样品均是送样到国家地质实验中心同一实验室分析完成的,其不同的结果(相差达~10Ma)值得引起人们进一步的关注。因此,对该矿床的成岩和成矿年龄还有必要进一步工作来验证。
丰成友等(2012)在狮尾洞矿床釆集了6个辉钼矿样品,全部来自石英脉型矿体,获得的Re-Os等时线年龄为140.9±3.6Ma。该年龄与狮尾洞矿床似斑状白云母花岗岩的成岩年龄(144.2±1.3Ma; 144.0±0.6Ma)在误差范围内完全一致(黄兰椿和蒋少涌,2012; Huang and Jiang, 2014),说明狮尾洞矿床成岩成矿作用的同时性。
大湖塘矿床燕山期岩体定年结果表明还存在一期135~130Ma左右的岩浆作用,对该期岩浆岩的岩相学和地球化学研究表明,它也应与成矿有关(黄兰椿和蒋少涌,2013; Huang and Jiang, 2014),但目前我们还缺乏这一期成矿年龄的数据。
3.3 白钨矿Sm-Nd定年结果 Sm-Nd同位素近年来己广泛应用于矿床学研究中,不仅可以示踪成矿物质来源,而且可以获得成矿时代,如矿石矿物白钨矿和硫化物等的Sm-Nd定年以及成矿期脉石矿物如萤石、碳酸盐等的Sm-Nd定年等(Jiang et al., 2000; Peng et al., 2003)。本文对大湖塘狮尾洞矿床3个白钨矿样品开展了Sm-Nd同位素定年,结果表明(表 2),白钨矿的Sm含量为0.69×10-6~4.35×10-6,Nd含量为2.57×10-6~14.97×10-6,147Sm/144Nd和143Nd/144Nd的变化范围分别为0.1622~0.3045,0.512152~0.512289。在147Sm/144Nd-143Nd/144Nd图解中(图 14),白钨矿样品表现出良好的线性关系,利用ISOPLOT程序计算获得的等时线年龄为142.4±8.9Ma(MSWD=1.7)。该年龄与丰成友等(2012)报道的狮尾洞矿床辉钼矿Re-Os年龄(140.9±3.6Ma)一致。
| 表 2 大湖塘狮尾洞矿床白钨矿Sm-Nd同位素测试结果Table 2 Sm-Nd dating result of scheelite from the Shiweidong ore deposit |
![]() | 图 14 大湖塘狮尾洞矿床白钨矿Sm-Nd等时线年龄Fig. 14 Sm-Nd isochron age of scheelite from the Shiweidong ore deposit |
从现有的高精度成岩成矿年龄数据(表 1)来看,大湖塘矿床的主成矿期应在144Ma左右,与该期成矿有关的岩浆岩为似斑状白云母(二云母)花岗岩(狮尾洞矿床)及斑状黑云母花岗岩(石门寺矿床)。从成岩年龄数据看,该区还存在一期135~130Ma左右的岩浆事件,形成的岩浆岩有中细粒白云母花岗岩、斑状二云母花岗岩、细粒二云母花岗岩和花岗斑岩,从地质证据看,这些岩石中均发育有不同程度的矿化,形成脉状或浸染状矿化,在平苗花岗斑岩裂隙面上也见黑钨矿化。因此,尽管目前我们还未获得这一期的成矿年龄数据,但无疑大湖塘地区存在该阶段的成矿作用。
在区域上,如赣北香炉山矽卡岩型白钨矿床的成岩年龄为126±3Ma,成矿年龄为121±11Ma(白钨矿Sm-Nd等时线)、128±3Ma(石英Rb-Sr等时线)(张家菁等,2008),与赣北相连的皖东南地区,多个钨矿床的成岩成矿年龄均为130Ma左右,如百丈岩矿床细粒花岗岩成岩年龄为133±1Ma(Song et al., 2012),成矿年龄为136±3Ma(辉钼矿Re-Os年龄)(秦燕等,2010)。因此,大湖塘矿床是否存在多期成矿,是否除144Ma左右的成矿年龄外,还能获得135~130Ma左右的成矿年龄,这是值得今后进一步工作来验证的。很可能正是该区多期的成岩成矿作用才造就了超大型的大湖塘钨矿的形成。 4.2 成矿物质来源
大量地质事实表明,大湖塘矿床的形成与燕山期岩浆热液活动密切相关。因此,与世界上许多与花岗岩有关的钨矿床一样,岩浆应是钨矿成矿物质的源区,钨以岩浆热液方式运移并富集形成矿床(Keppler and Wyllie, 1991; Linnen,2005; Fogliata et al., 2012)。
我们前期己对该区各类燕山期岩体开展了较为详细的地球化学研究,并认为成矿与似斑状白云母花岗岩有关(黄兰椿和蒋少涌,2012)。岩石地球化学特征表明似斑状白云母花岗岩SiO2含量为72.88%~73.33%,K2O+Na2O为7.69%~8.09%,且相对富钾,A/CNK为1.16~1.24,轻重稀土分馏明显(LREE/HREE为9.88~11.7),Eu负异常明显(0.13~0.24),富集Rb、U、Th、Pb等大离子亲石元素,贫Ba、Nb、Sr、Ti、Eu等元素,Rb/Sr比值高,属低Ba-Sr高Rb花岗岩,为强过铝质的高分异S型花岗岩(黄兰椿和蒋少涌,2012)。似斑状白云母花岗岩的εNd(t)值为-7.78~-7.47,两阶段模式年龄tDMC为1543~1568Ma,其源区很可能来源于双桥山群的富泥质岩石。对大湖塘矿区135~130Ma左右的花岗岩和花岗斑岩的研究也表明(黄兰椿和蒋少涌,2013; Huang and Jiang, 2014),这一期的岩石也具有高硅,富碱,过铝质,高Rb/Sr,轻重稀土分馏明显,Eu负异常明显的特点,也属于过铝质的高分异S型花岗岩。其εNd(t)值变化在-8.20~-7.45之间,两阶段Nd同位素模式年龄tDMC为1534~1595Ma。可以看出,这两期花岗岩在地球化学和同位素组成上并无明显区别。特别是在这些岩石中均发现了与造岩硅酸盐矿物共生的岩浆黑钨矿和白钨矿(Huang and Jiang, 2014),说明它们均可能是成矿岩体。
前人曾报导了大湖塘矿区硫化物的硫同位素组成(项新葵等,2013b; 王辉等,2015),无一例外,无论何种产状(细脉浸染型,石英脉型)的何种硫化物(黄铜矿,辉钼矿),δ34S值变化范围极小,均为接近0的小负值(-3.1‰~-0.9‰),说明硫来源于花岗岩浆。硫化物的铅同位素组成表明铅来源于上地壳(项新葵等,2013b),这与成矿岩体为地壳岩石重熔形成的S型花岗岩相吻合(黄兰椿和蒋少涌, 2012,2013)。而矿脉中石英氢、氧同位素研究表明成矿流体为岩浆水(王辉等,2015)。
从元素的地球化学性质看,钨为亲地壳的元素,而铜为亲地幔的元素。在大湖塘矿床,钨铜密切共生,钨达超大型规模(>110万吨WO3)、铜达中大型规模(>65万吨Cu)。大湖塘这种钨铜密切共生的成矿现象在国际上也是不多见的。地质事实和己有研究表明,大湖塘矿床钨铜的富集成矿与燕山期花岗岩有着密切的时空及成因联系。前人研究表明,与花岗岩有关的铜矿床主要与分异程度较低(Rb/Sr≈0.01~0.1)、较氧化性(Fe2O3/FeO≈0.5~5)的花岗质侵入体有关;而钨矿床则与分异程度稍高(Rb/Sr≈0.1~10),氧化性中等(Fe2O3/FeO≈0.1~2.0)的花岗质侵入体有关; 锡矿床则与分异程度更高(Rb/Sr≈1~100),相对还原性(Fe2O3/FeO≈0.01~0.5)的花岗质侵入体有关; 与Cu(-Mo)矿化有关的岩体主要是I型花岗质侵入体,而与W(-Sn)矿化有关的主要是I型和S型花岗质侵入体(Blevin and Chappell, 1992,1995; Robb,2005; Teixeira et al., 2012; Maulana et al., 2013)。换句话说,不同成矿元素的富集是与岩浆的性质及其演化分异过程相关的。对大湖塘燕山期花岗岩的地球化学和同位素示踪研究表明,它们是演化程度很高的高分异S型花岗岩(Huang and Jiang, 2014),因此,大湖塘矿床中钨铜这两个地球化学性质迥异的成矿元素的紧密共生应该主要不是受岩体类型及演化分异程度所控制,而可能受岩浆源区物质及环境因素的控制。
大湖塘矿床中钨铜等成矿元素的初始来源,也许与该区新元古代的双桥山群地层有关。前人研究表明,双桥山群地层中钨、铜、金、铅、锌等元素的含量较高,分别为9.13×10-6、38.1×10-6、10.8×10-9、32.3×10-6、109×10-6,大多高于地壳克拉克值,特别是钨为地壳克拉克值的3.23倍(左全狮,2006)。九岭东部地区晋宁期花岗闪长岩体中钨、铜、锡、铅、锌、钼等元素的含量也很高,分别为27×10-6、196×10-6、57×10-6、 13×10-6、114×10-6、1.6×10-6,其中钨为地壳克拉克值的9.5倍(左全狮,2006)。实际上,从区域地质情况看,江南造山带的新元古代时期就有海底喷流沉积块状硫化物型铜矿床的产出,典型实例为浙江绍兴的平水铜矿,产于新元古代早期(~920Ma)形成的细碧角斑岩系中,属典型的岛弧火山岩,铜等成矿金属元素则起源于地幔(Chen et al., 2009; 李春海等,2010)。由此推测,新元古代地层中铜的富集很可能与这些富铜的岛弧火山岩及其风化剥蚀产物沉积岩有成因联系。
大湖塘矿区另一突出特征是白钨矿矿体的发现。该区矿床从二十世纪六七十年代开始就一直在勘探和零星开釆石英脉型黑钨矿体,而正是近年来该地区新类型矿体,即细脉浸染型白钨矿体的发现,才使该区找矿获得突破,使大湖塘一跃而成一个世界嘱目的超大型钨矿床。要形成大规模的白钨矿,钙的来源是人们十分关注的一个问题。前人研究表明,白钨矿矿床多以矽卡岩型为主,矿体产于花岗岩与围岩沉积碳酸盐岩地层接触带,钙的来源主要是围岩碳酸盐,如赣北的香炉山钨矿床(WO3总资源量29.6万吨,吴胜华等,2014)、南岭的柿竹园钨矿床(WO3总资源量70.13万吨,王昌烈等,1987)、新田岭钨矿床(WO3总资源量32万吨,唐卫国等,2008)、国外的矿床如葡萄牙Riba de Alva层控夕卡岩型白钨矿床(WO3总资源38万吨,Gaspar et al., 2000)等。钙的另一种可能来源则是和钨一样,来自岩浆热液,如印度南部Kerala地区的石英脉型白钨矿床(Shabeer et al., 2003),该矿床产于麻粒岩相变质地体中,围岩为贫钙的石榴子石-黑云母片麻岩,矿化过程中,不但形成了含白钨矿石英脉,同时脉壁围岩也发生了强烈的钙交代作用,在蚀变围岩中形成了白钨矿及大量富钙蚀变矿物如钙长石、石榴子石(其中钙铝榴石成分由围岩的1%~3%升高到矿化蚀变带的9%~10%)、磷灰石等,而围岩中原有的含钾矿物(如黑云母、钾长石)则消失了。Shabeer et al.(2003)认为钙并非来自围岩地层而是由热液带来的。
在大湖塘地区,成矿围岩为晋宁期的黑云母花岗闪长岩,该区并无碳酸盐岩地层出露,也无证据表明该区存在强烈的钙交代作用,因此,白钨矿矿体中钙的来源与上述矿床实例中的沉积碳酸盐及岩浆热液均无成因关系,而可能直接来源于围岩黑云母花岗闪长岩。王辉等(2015)的研究表明,晋宁期黑云母花岗闪长岩中长石为中长石,An值为29.68~44.29,平均38.77,而燕山期似斑状花岗岩和花岗斑岩中长石的An值为0.83~38.03,平均16.91。此外,区域上九岭地区的晋宁期花岗闪长岩体含较多角闪石,而在大湖塘矿区,该岩体很难见到角闪石而发生了广泛的黑鳞云母化。因此,成矿流体对晋宁期岩体中富钙的长石和角闪石的蚀变作用可以释放出大量的钙,从而为在这些围岩中沉淀大规模的细脉浸染状白钨矿矿体提供钙源。 4.3 成矿模型
尽管研究者均认为大湖塘矿床的形成与燕山期花岗质岩浆热液作用有密切成因联系,但对于具体的成矿过程,前人提出过不同的成矿模型。林黎等(2006a)提出的大湖塘矿田成矿模式图认为,该矿床细粒黑云母花岗岩侵位于燕山早期,与石英大脉型和蚀变花岗岩型矿化有关,而二云母花岗岩侵位于燕山晚期,与细脉浸染型、石英大脉型和隐爆角砾岩型矿化有关。但在当时的工作程度下,不但缺乏岩体的高精度定年数据,而且由于钻探资料少,对不同类型岩体的产出及分布状态也并不清楚。刘南庆等(2014)提出大湖塘的成矿与燕山中期的斑状花岗岩和燕山晚期的细粒花岗岩或花岗斑岩有关,其中,燕山中期的成矿形成了狮尾洞式的大脉和构造蚀变岩型钨铜钼矿床,而晚期的成矿形成了石门寺式的大脉型、蚀变花岗岩型、云英岩型、隐爆角砾岩型钨铜钼矿床。而Mao et al.(2013,2014)先后提出了两种不尽相同的模式,在他们2013年的成矿模式中,成矿与黑云母花岗岩有关,围绕该花岗岩与围岩晋宁期岩体接触带形成了细脉浸染状、石英大脉、隐爆角砾岩型三种类型的矿化。但在他们2014年的成矿模式中,则按照斑岩型矿床的一般模式,提出大湖塘石门寺矿床围绕斑状黑云母花岗岩存在内带为云英岩化、外带为绢英岩化的蚀变分带,该模式图并未明确该矿床三类岩浆岩(即斑状黑云母花岗岩、细粒黑云母花岗岩、花岗斑岩)与成矿的具体关系,同时也缺乏地质及岩相学证据来支持他们的这种蚀变分带模型。
根据本文相关资料,笔者在这里明确提出大湖塘矿床的两阶段成矿模式(图 15),其中第一阶段的成矿与斑状花岗岩有关(如狮尾洞的似斑状白云母花岗岩、石门寺的斑状黑云母花岗岩),该阶段有高精度的成岩成矿年龄数据(144Ma左右)的佐证,第二阶段的成矿与中细粒花岗岩和花岗斑岩有关,目前我们还只有狮尾洞、大岭上矿床这期岩体的高精度年龄数据(135~130Ma左右),还缺乏精确的成矿年龄的限定,但地质及岩相学证据表明,该期岩浆岩也与成矿密切相关。因此,值得我们进一步的工作去补充和验证。
![]() | 图 15 大湖塘矿床的两阶段成矿模式 1-新元古代双桥山群地层;2-晋宁期黑云母花岗闪长岩;3-燕山期似斑状花岗岩;4-燕山期中细粒花岗岩或花岗斑岩;5-石英大脉型矿体a; 6-细脉浸染型矿体b; 7-热液隐爆角砾岩型矿体c; 8-蚀变花岗岩型矿体d; 9-云英岩型矿体e.说明:为使图面简洁,在图(b)中未标出图(a)中己表示的与斑状花岗岩有关的矿化; 该图在纵向上为示意性质,未按比例; 该图中岩体顶面为示意性的现今剥蚀面,不代表岩体侵位时的位置Fig. 15 A two-stage ore genesis model for the Dahutang ore deposits |
根据上述讨论,将本文主要结论总结如下:
(1)大湖塘矿集区由石门寺矿床、狮尾洞矿床及多个找矿远景区组成(如大岭上、平苗、一矿带、东陡崖等),其中石门寺矿床己探明WO3金属量为74.255×104t、铜金属量40.36×104t、钼金属量2.8×104t,狮尾洞矿床己探明WO3金属量31.09×104t。构成世界级的超大型钨矿床。
(2)大湖塘矿集区燕山期的岩浆活动主要有两期,早期为斑状花岗岩,成岩年龄~144Ma左右,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,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135~130Ma左右。
(3)大湖塘矿集区的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。与两期燕山期岩浆岩对应,该区成矿也应为两个阶段。其中第一阶段的成矿己获得辉钼矿Re-Os年龄的支持,但第二阶段的成矿还无确切的年代学数据。
(4)大湖塘矿床的形成与燕山期岩浆热液活动密切相关,钨铜等成矿物质来源于这些燕山期岩浆,但形成白钨矿矿体的钙可能由围岩晋宁期黑云母花岗闪长岩体蚀变提供。由于这些成矿岩体为高分异的S型花岗岩,起源于富含钨铜等成矿元素的新元古代双桥山群基底地层的重熔,故大湖塘矿床钨铜的共生很可能受该基底地层成分的控制。
致谢 野外地质工作得到了赣西北地质大队的帮助;审稿人曾对本文初稿提出了很好的修改建议;在此一并表示衷心的感谢。| [1] | Blevin PL and Chappell BW. 1992. The role of magma sources, oxidation states and fractionation in determining the granite metallogeny of eastern Australia. Transactions of the Royal Society of Edinburgh: Earth Sciences, 83: 305-316 |
| [2] | Blevin PL and Chappell BW. 1995. Chemistry, origin, and evolution of mineralized granites in the Lachlan Fold Belt, Australia: The metallogeny of I- and S-type granites. Economic Geology, 90: 1604-1619 |
| [3] | Bureau of Geology and Mineral Resources Jiangxi Province. 1984. Regional Geology of Jiangxi Province. Beijing: Geological Publishing House, 1-921 (in Chinese) |
| [4] | Chen ZH, Xing GF and Guo KY. 2009. Petrogenesis of keratophyes in the Pingshui Group, Zhejiang: Constraints from zircon U-Pb ages and Hf isotopes. Chinese Science Bulletin, 54(9): 1570-1578 |
| [5] | Feng CY, Zhang DQ, Xiang XK, Li DX, Qu HY, Liu JN and Xiao Y. 2012. Re-Os isotopic dating of molybdenite from the Dahutang tungsten deposit in northwestern Jiangxi Province and its geological implication. Acta Petrologica Sinica, 28(12): 3858-3868 (in Chinese with English abstract) |
| [6] | Fogliata AS, Báez MA, Hagemann SG, Santos JO and Sardi F. 2012. Post-orogenic, Carboniferous granite-hosted Sn-W mineralization in the Sierras Pampeanas Orogen, Northwestern Argentina. Ore Geology Reviews, 45: 16-32 |
| [7] | Gao LZ, Yang MG, Ding XZ, Liu YX, Liu X, Ling LH and Zhang CH. 2008. SHRIMP U-Pb zircon dating of tuff in the Shuangqiaoshan and Heshangzhen groups in South China: Constraints on the evolution of the Jiangnan Neoproterozoic orogenic belt. Geological Bulletin of China, 27(10): 1744-1751 (in Chinese with English abstract) |
| [8] | Gao LZ, Huang ZZ, Ding XZ, Liu YX, Pang JF and Zhang CH. 2012. Zircon SHRIMP U-Pb dating of Xiushui and Majianqiao formations in northwestern Jiangxi Province. Geological Bulletin of China, 31(7): 1086-1093 (in Chinese with English abstract) |
| [9] | Gaspar LM and Inverno CM. 2000. Mineralogy and metasomatic evolution of distal strata-bound scheelite skarns in the Riba de Alva mine, northeastern Portugal. Economic Geology, 95: 1259-1275 |
| [10] | Huang LC and Jiang SY. 2012. Zircon U-Pb geochronology, geochemistry and petrogenesis of the porphyric-like muscovite granite in the Dahutang tungsten deposit, Jiangxi Province. Acta Petrologica Sinica, 28(12): 3887-3900 (in Chinese with English abstract) |
| [11] | Huang LC and Jiang SY. 2013. Geochronology, geochemistry and petrogenesis of the tungsten-bearing porphyritic granite in the Dahutang tungsten deposit, Jiangxi Province. Acta Petrologica Sinica, 28(12): 4323-4335 (in Chinese with English abstract) |
| [12] | Huang LC and Jiang SY. 2014. Highly fractionated S-type granites from the giant Dahutang tungsten deposit in Jiangnan Orogen, Southeast China: Geochronology, petrogenesis and their relationship with W-mineralization. Lithos, 202-203: 207-226 |
| [13] | Jiang SY, Slack JF and Palmer MR. 2000. Sm-Nd dating of the giant Sullivan Pb-Zn-Ag deposit, British Columbia. Geology, 28:751-754 |
| [14] | Keppler H and Wyllie PJ. 1991. Partitioning of Cu, Sn, Mo, W, U and Th between melt and aqueous fluid in the systems haplogranite-H2O-HCl and haplogranite-H2O-HF. Contributions to Mineralogy and Petrology, 109: 139-150 |
| [15] | Li CH, Xing GF, Jiang YH, Dong YG, Yu XM, Chen ZH, Jiang Y and Chen R. 2010. LA-ICP-MS U-Pb dating of zircons from sulfide-bearing quartz veins in the Pingshui copper deposit, Zhejiang Province, and its geological implications. Geology in China, 37(2): 477-487 (in Chinese with English abstract) |
| [16] | Lin L, Zhan GL and Yu XP. 2006a. The metallogenic prognosis of Dahutang tungsten ore field in Jiangxi. Resources Survey & Environment, 27(1): 25-28 (in Chinese) |
| [17] | Lin L, Yu ZZ, Luo XH and Ding SH. 2006b. The metallogenic prognosis of Dahutang tungsten ore field in Jiangxi. Journal of East China Institute of Technology, 3(Suppl.): 139-142 (in Chinese with English abstract) |
| [18] | Linnen RL. 2005. The effect of water on accessory phase solubility in subaluminous and peralkaline granitic melts. Lithos, 80(1): 267-280 |
| [19] | Liu NQ, Huang JF, Qin RJ, Zhang BY and Yu ZD. 2014. Yanashanian tectonic-magmatic hydrothermal metallogenic system and metallogenic mechanism of Dahutang area in Jiangxi. Contributions to Geology and Mineral Resources Research, 29(3): 311-320 (in Chinese with English abstract) |
| [20] | Mao ZH, Cheng YB, Liu JJ, Yuan SD, Wu SH, Xiang XK and Luo XH. 2013. Geology and molybdenite Re-Os age of the Dahutang granite-related veinlets-disseminated tungsten ore field in the Jiangxin Province, China. Ore Geology Reviews, 53: 422-433 |
| [21] | Mao ZH, Liu JJ, Mao JW, Deng J, Zhang F, Meng XY, Xiong BK, Xiang XK and Luo XH. 2014. Geochronology and geochemistry of granitoids related to the giant Dahutang tungsten deposit, Middle Yangtze River region, China: Implications for petrogenesis, geodynamic setting, and mineralization. Gondwana Research, doi: org/10.1016/j.gr. 2014.07.005 |
| [22] | Maulana A, Watanabe K, Imai A and Yonezu K. 2013. Origin of magnetite- and ilmenite-series granitic rocks in Sulawesi, Indonesia: Magma genesis and regional metallogenic constraint. Procedia Earth and Planetary Science, 6: 50-57 |
| [23] | Peng JT, Hu RZ and Burnard PG. 2003. Samarium-neodymium isotope systematics of hydrothermal calcites from the Xikuangshan antimony deposit (Hunan, China): The potential of calcite as a geochronometer. Chemical Geology, 200(1-2): 129-136 |
| [24] | Qin Y, Wang DH, Li YH, Wang KY, Wu LB and Mei YP. 2010. Rock-forming and ore-forming ages of the Baizhangyan tungsten-molybdenum ore deposit in Qingyang, Anhui Province and their geological significance. Earth Science Frontiers, 17(2): 170-177 (in Chinese with English abstract) |
| [25] | Robb L. 2005. Introduction to Ore-Forming Processes. Oxford, UK: Blackwell Publishing Company, 1-386 |
| [26] | Ruan K, Wang XN, Wu Y, Yang CP, Guan WC and Pan JY. 2013. Relationship between the structure and granite-tungsten mineralization of Dahutang ore field. China Tungsten Industry, 28(5):1-5 (in Chinese with English abstract) |
| [27] | Shabeer KP, Okudaira T, Satish-Kumar M, Binu-Lal SS and Hayasaka Y. 2003. Ca-W metasomatism in high-grade matepelites: An example from scheelite mineralization in Kerala Khondalite Belt, southern India. Mineralogical Magazine, 67(3): 465-483 |
| [28] | Song GX, Qin KZ, Li GM, Li XH, Li JX, Liu TB and Chang ZS. 2012. Zircon SIMS U-Pb and molybdenite Re-Os ages of Baizhangyan W-Mo deposit in the Middle-Lower Yangtze Valley: Constraints on tectonic setting of magmatism and mineralization. International Geology Review, 69: 853-868 |
| [29] | Tang WG, Li J and Han QL. 2008. Mineral resource estimation in a mine scale: Taking Xingtianling tungsten deposit as an example. Land and Resources Herald, (4): 70-74 (in Chinese) |
| [30] | Teixeira RJS, Neiva AMR, Gomes MEP, Corfu F, Cuesta A and Croudace I. 2012. The role of fractional crystallization in the genesis of early syn-D3, tin-mineralized Variscan two-mica granites from the Carrazeda de Ansiães area, northern Portugal. Lithos, 153: 177-191 |
| [31] | Wang CL, Luo SH and Xu YZ. 1987. Geology of the Shizhuyuan Tungsten Polymetallic Deposit. Beijing: Geological Publishing House, 1-173 (in Chinese) |
| [32] | Wang H, Feng CY, Li DX, Xiang XK and Zhou JH. 2015. Sources of granitoids and ore-forming materials of Dahutang tungsten deposit in northern Jiangxi Province: Constraints from mineralogy and isotopic tracing. Acta Petrologica Sinica, 31(3): 725-739 (in Chinese with English abstract) |
| [33] | Wu SH, Wang XD and Xiong BK. 2014. Fluid inclusion studies of the Xianglushan skarn tungsten deposit, Jiangxi Province, China. Acta Petrologica Sinica, 30(1): 178-188 (in Chinese with English abstract) |
| [34] | Xiang XK, Wang SL, Zhang GN, Xiao E. Hu AN, Hu BZ and Pan WJ. 2011. Geological feature of "One Area-Three Ore Types" of a W-Cu-Mo deposit in Shimen Temple area. Zhangjiang Land and Mineral Resources, (Suppl.): 60-71 (in Chinese with English abstract) |
| [35] | Xiang XK, Liu XM and Zhan GN. 2012a. Discovery of Shimensi super-large tungsten deposit and its prospecting significance in Dahutang area, Jiangxi Province. Resources Survey & Environment, 33(3): 141-151 (in Chinese with English abstract) |
| [36] | Xiang XK, Chen MS, Zhan GN, Qian ZY, Li H and Xu JH. 2012b. Metallogenic geological conditions of Shimensi tungsten-polymetallic deposit in north Jiangxi Province. Contributions to Geology and Mineral Resources Research, 27(2): 143-155 (in Chinese with English abstract) |
| [37] | Xiang XK, Wang P, Zhan GN, Sun DM, Zhong B, Qian ZY and Tan R. 2013a. Geological characteristics of Shimensi tungsten polymetallic deposit in northern Jiangxi Province. Mineral Deposits, 32(6): 1171-1187 (in Chinese with English abstract) |
| [38] | Xiang XK, Wang P, Sun DM and Zhong B. 2013b. Isotopic geochemical characteristics of the Shimensi tungsten-polymetallic deposit in northern Jiangxi Province. Acta Geoscientica Sinica, 34(3): 263-271 (in Chinese with English abstract) |
| [39] | Xiang XK, Wang P, Sun DM and Zhong B. 2013c. Re-Os isotopic age of molybdeinte from the Shimensi tungsten polymetallic deposit in northern Jiangxi Province and its geological implications. Geological Bulletin of China, 32(11): 1824-1831 (in Chinese with English abstract) |
| [40] | Yang MG, Wu GA and Zhong NC. 1988. Mesoproterozoic to Late Proterozoic stratigraphic division, characteristics of sedimentary formations and tectonic evolution in South China. Jiangxi Geology, 2(2):112-121 (in Chinese with English abstract) |
| [41] | Yang MG, Wang FN and Zeng Y. 2004. Geology of Metallic Ore Deposits in Northern Jiangxi Province. Beijing: China Land Publishing House, 1-129 (in Chinese with English abstract) |
| [42] | Yuan Y, Liao ZT and Wang C. 2012. Multi-stage tectonic evolution in Jiangnan uplift (Jiuling Terran) from granitoids records. Journal of Tongji University (Natural Science), 40(9): 1415-1420 (in Chinese with English abstract) |
| [43] | Zhang JJ, Mei YP, Wang DH and Li HQ. 2008. Geochronology study on the Xianglushan scheelite deposit in North Jiangxi Province and its geological significance. Acta Geologica Sinica, 82(7): 927-931 (in Chinese with English abstract) |
| [44] | Zhang ZH, Geng L, Jia WB, Gong XD, Du ZZ and Zhang MC. 2014. Regional geological characteristics study of tungsten-polymetallic ore field in Dahutang tungsten polymetallic deposit in North Jiangxi. China Mining Magazine, 23 (Suppl. 2): 133-148 (in Chinese with English abstract) |
| [45] | Zhong YF, Ma CQ, She ZB, Lin GC, Jin XH, Wang RJ, Yang QG and Liu Q. 2005. SHRIMP U-Pb zircon geochronology of the Jiuling granitic complex batholith in Jiangxi Province. Earth Science, 30(6): 685-691 (in Chinese with English abstract) |
| [46] | Zuo QS. 2006. Analysis on the geological conditions and the assessment of the further ore-finding foreground from Dahutang to Liyangdou metallogenic region in the western part of Jiulingshan, Jiangxi Province. Resources Environment & Engineering, 20(4): 348-353 (in Chinese with English abstract) |
| [47] | Zuo QS, Zhang P and Zhou CJ. 2014. Basic characteristics of Yanshanian magmatic rocks and its implication for mineralization in Dahutang ore-concentrated area of Jianxi. Mineral Resources and Geology, 28(5): 519-526 (in Chinese with English abstract) |
| [48] | 丰成友, 张德全, 项新葵, 李大新, 瞿泓滢, 刘建楠, 肖晔. 2012. 赣西北大湖塘钨矿床辉钼矿Re-Os同位素定年及其意义. 岩石学报, 28(12): 3858-3868 |
| [49] | 高林志, 杨明桂, 丁孝忠, 刘燕学, 刘训, 凌联海, 张传恒. 2008. 华南双桥山群和河上镇群凝灰岩中的锆石SHRIMP U-Pb年龄--对江南新元古代造山带演化的制约. 地质通报, 27(10): 1744-1751 |
| [50] | 高林志,黄志忠,丁孝忠,刘燕学,庞建峰,张传恒. 2012. 赣西北新元古代修水组和马涧桥组SHRIMP锆石U-Pb年龄. 地质通报, 31(7): 1086-1093 |
| [51] | 黄兰椿, 蒋少涌. 2012. 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. 岩石学报, 28(12): 3887-3900 |
| [52] | 黄兰椿,蒋少涌. 2013. 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. 岩石学报,28(12): 4323-4335 |
| [53] | 江西省地质矿产局. 1984. 江西省区域地质志. 北京: 地质出版社, 1-921 |
| [54] | 李春海, 邢光福, 姜耀辉, 董永观, 俞锡明, 陈志洪, 姜杨, 陈荣. 2010. 浙江平水铜矿含硫化物石英脉锆石U-Pb定年及其地质意义. 中国地质, 37(2): 477-487 |
| [55] | 林黎, 占岗乐, 喻晓平. 2006a. 江西大湖塘钨(锡)矿田地质特征及远景分析. 资源调查与环境, 27(1): 25-28 |
| [56] | 林黎, 余忠珍, 罗小洪, 丁少辉. 2006b. 江西大湖塘钨矿田成矿预测. 东华理工学院学报, 3(增): 139-142 |
| [57] | 刘南庆,黄剑凤,秦润君,张炳远,余振东. 2014. 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. 地质找矿论丛,29(3):311-320 |
| [58] | 秦燕,王登红,李延河,王克友,吴礼彬,梅玉萍. 2010. 安徽青阳百丈岩钨钼矿床成岩成矿年龄测定及地质意义. 地学前缘,17(2):170-177 |
| [59] | 唐卫国,李剑,韩巧玲. 2008. 重视矿区矿产资源整合中的资源储量估算--以郴州市北湖区新田岭钨矿区资源整合为例. 国土资源导刊,(4):70-74 |
| [60] | 阮昆,王晓娜,吴奕,杨春鹏,管伟村,潘家永. 2013.大湖塘矿田构造、花岗岩与钨成矿关系探讨.中国钨业,28(5): 1-5 |
| [61] | 王昌烈,罗仕徽,胥友志. 1987. 柿竹园钨多金属矿床地质. 北京:地质出版社,1-173 |
| [62] | 王辉, 丰成友, 李大新, 项新葵, 周建厚. 2015. 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,岩石学报,31(3): 725-739 |
| [63] | 吴胜华, 王旭东, 熊必康. 2014. 江西香炉山矽卡岩型钨矿床流体包裹体研究. 岩石学报,30(1): 178-188 |
| [64] | 项新葵, 汪石林,詹国年, 肖锷,胡安南,胡笔正,潘文锦. 2011. 石门寺"一区三型"钨铜钼矿床地质特征. 浙江国土资源,(增刊): 60-71 |
| [65] | 项新葵,刘显沐,詹国年. 2012a 江西省大湖塘石门寺矿区超大型钨矿的发现及找矿意义. 资源调查与环境,33(3): 141-151 |
| [66] | 项新葵,陈茂松,詹国年,钱振义,李辉,许建华. 2012b 赣北石门寺矿区钨多金属矿床成矿地质条件. 地质找矿论丛,27(2): 143-155 |
| [67] | 项新葵,王朋,詹国年,孙德明,钟波,钱振义,谭荣. 2013a. 赣北石门寺超大型钨多金属矿床地质特征. 矿床地质,32(6): 1171-1187 |
| [68] | 项新葵,王朋,孙德明,钟波. 2013b. 赣北石门寺钨多金属矿床同位素地球化学研究. 地球学报,34(3): 263-271 |
| [69] | 项新葵,王朋,孙德明,钟波. 2013c. 赣北石门寺钨多金属矿床辉钼矿Re-Os同位素年龄及其地质意义. 地质通报,32(11): 1824-1831 |
| [70] | 杨明桂, 吴安国, 钟南昌. 1988. 华南中晚元古代地层划分、沉积建造特征及其地壳构造演化. 江西地质, 2(2): 112-121 |
| [71] | 杨明桂, 王发宁,曾勇,2004. 江西北部金属成矿地质.北京:中国大地出版社,1-129 |
| [72] | 袁媛, 廖宗廷, 王超. 2012. 江南隆起(九岭)多阶段构造演化的花岗岩记录. 同济大学学报(自然科学版), 40(9): 1415-1420 |
| [73] | 张家菁,梅玉萍,王登红,李华芹. 2008. 赣北香炉山白钨矿床的同位素年代学研究及其地质意义. 地质学报,82(7):927-931 |
| [74] | 张志辉,耿林,贾文彬,巩小栋,杜泽忠,张明超. 2014. 赣北大湖塘钨多金属矿田区域地质特征研究. 中国矿业,23(增2): 133-148 |
| [75] | 钟玉芳, 马昌前, 佘振兵, 林广春, 续海金, 王人镜, 杨坤光, 刘强. 2005. 江西九岭花岗岩类复式岩基锆石SHRIMP U-Pb年代学. 地球科学, 30(6): 685-691 |
| [76] | 左全狮, 2006. 江西九岭山西段大湖塘-李杨斗成矿区成矿地质条件分析及进一步找矿前景评价.资源环境与工程,20(4): 348-353 |
| [77] | 左全狮, 章平,周才坚. 2014. 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. 矿产与地质,28(5): 519-526 |
2015, Vol. 31
















