江西九岭钨多金属矿集区位于扬子板块东南 缘江南地块中段(徐志刚等，2008)，下扬子成矿省江南地块中生代铜多金属成矿带内，北邻长江中下游成矿带内的鄂东南矿集区和九瑞矿集区，南侧靠近钦杭成矿带。区内成矿地质条件优越，产出有多个与燕山期岩浆活动相关的钨多金属矿床，包括大湖塘、昆山、大雾塘等，为一个以钨为主、共生或伴生铜、钼、锡、银等金属的矿集区(项新葵等，2013a;蒋少涌等，2015)。

大湖塘钨矿位于九岭多金属矿集区东部，武宁-靖安-修水三县交界处，是我国近年来发现的最大规模的钨矿床。目前已经探明钨金属储量106万吨，其中仅大湖塘北段石门寺矿段探明(111b+122b+333)WO₃金属量74.255×10⁴t、共生及伴生铜金属量40.36×10⁴t、钼金属量2.8×10⁴t(项新葵等，2013b)。大湖塘钨矿的发现改变了江西“南钨北铜”的资源格局(阮昆等，2013)。林黎等(2006)分析了大湖塘钨(锡)矿田的成矿地质条件并提出了找矿远景区。项新葵等(2012a，b，2013a，c)对石门寺矿床的矿床地质特征进行了系统的总结，对石门寺矿床S、Pb、C、O同位素进行了初步的研究。黄兰椿和蒋少涌(2012，2013)对狮尾洞矿段似斑状花岗岩和花岗斑岩的年代学及地球化学进行了研究，之后又对狮尾洞矿段4种不同岩性花岗岩的特征及其与钨矿化的关系进行了探讨(Huang and Jiang， 2014)，获得狮尾洞矿段花岗岩至少有2期，早期花岗岩锆石U-Pb年龄为144Ma左右，晚期花岗岩为130~134Ma左右，指出该区花岗岩为高分异的S型花岗岩，并推断其源区可能来源于双桥山群的富泥质岩石。Mao et al.(2014)获得大湖塘石门寺矿段燕山中期花岗岩类锆石U-Pb年龄集中在150~140Ma。丰成友等(2012)报道了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±1.0Ma和140.9±3.6Ma，而Mao et al.(2013)、项新葵等(2013c)获得石门寺矿段的辉钼矿等时线年龄分别为139±1.0Ma和149.6±1.2Ma。同一矿床所获的辉钼矿年龄相差近10Ma，充分体现了大湖塘钨矿成矿作用的复杂性。在前人研究基础上，本文通过对大湖塘北段石门寺矿床矿物学、同位素地球化学的系统研究，讨论成岩成矿物质来源，旨在为大湖塘钨矿成岩成矿作用的研究提供新的参考和依据。

1 矿区地质

大湖塘矿区出露地层单一，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，呈厚层状，岩性以灰绿色杂砂岩与板岩互层为主。北东-北北东向断裂在区内发育，纵贯全区，倾向南东。该组断裂与东西向断裂复合控制燕山中期侵入体的分布，为区内重要的控岩控矿构造。大湖塘矿区花岗岩类主要由晋宁晚期黑云母花岗闪长岩和燕山中期花岗岩组成。晋宁晚期黑云母花岗闪长岩属于九岭花岗岩的一部分，是重要的赋矿围岩；燕山中期侵入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。

图 1

Fig. 1

图 1 赣北九岭钨多金属矿集区地质矿产略图(据项新葵等，2013a修改) 1-第四系；2-中-新元古代双桥山群安乐林组；3-中-新元古代双桥山群修水组；4-晋宁晚期黑云母花岗闪长岩；5-燕山中期似斑状花岗岩；6-燕山中期细粒黑云母花岗岩；7-矿床及矿点；8-断层 Fig. 1 Regional geological and mineral resources sketch map of Jiuling tungsten-polymetallic ore concentration region，North Jiangxi(modified after Xiang et al., 2013a) 1-Quarternary; 2-Anlelin Formation of Meso-Neoproterozic Shuangqiaoshan Group; 3-Xiushui Formation of Meso-Neoproterozic Shuangqiaoshan Group; 4-biotite granodiorite of Late Jinning period; 5-porphyritic granite of Middle Yanshannian period; 6-fined-grained biotite granite of Middle Yanshannian period; 7-deposit and ore spot; 8-fault

石门寺矿段除第四纪残坡积层外，基岩全部为岩浆岩，包括呈岩基状分布的晋宁晚期黑云母花岗闪长岩(bγδ₂³⁽¹⁾)，燕山中期侵入的似斑状花岗岩(bγ₅^2(2)a)、细粒黑云母花岗岩(bγ₅^2(2)b)、花岗斑岩(γπ₅^2(2)b)(隐伏岩体)(图 2)。矿区断裂构造多呈北西向或北东东向，产状较陡，多数被含矿石英脉充填。矿区内见一组北东东走向的韧性剪切带，底部叠加强烈的硅化。石门寺矿段构造特征详见项新葵等(2013a)。

图 2

Fig. 2

图 2 大湖塘钨矿石门寺矿段地质略图(据项新葵等，2012a修改) 1-第四系；2-燕山中期细粒黑云母花岗岩；3-燕山中期似斑状花岗岩；4-晋宁晚期黑云母花岗闪长岩；5-热液隐爆角砾岩；6-含矿石英脉；7-断层 Fig. 2 Geological sketch map of Shimensi ore block in Dahutang tungsten deposit(modified after Xiang et al., 2012a) 1-Quarternary; 2-fined-grained biotite granite of Middle Yanshannian period; 3-porphyritic granite of Middle Yanshannian period; 4-biotite granodiorite of Late Jinning period; 5-hydrothermal cryptoexplosive breccias; 6-ore-bearing quartz vein; 7-fault

晋宁晚期黑云母花岗闪长岩呈岩基状分布，出露面积约80%。岩石呈灰白色，具有粗粒花岗结构，矿物组成为斜长石(40%~60%)、石英(25%~30%)、黑云母(10%~15%)及少量的角闪石。黑云母花岗闪长岩中含较多的暗色包体，大小一般为5~20cm。受燕山期岩浆活动的影响，矿区内黑云母花岗闪长岩黑云母化、云英岩化现象十分普遍。黑云母化表现为粗粒板状黑云母被交代形成细小鳞片状黑云母集合体叠加在粗粒黑云母之上(图 3a)；云英岩化表现为黑云母花岗闪长岩中的黑云母、斜长石被石英和白云母交代，斜长石发生强烈的绢云母化作用(图 3b)，蚀变强烈时形成云英岩；此外，接触带外侧的黑云母花岗闪长岩中发育不同程度的绿泥石化及硅化。

图 3

Fig. 3

图 3 大湖塘钨矿石门寺矿段花岗岩岩相学及蚀变特征显微照片 (a)黑云母花岗闪长岩发生黑云母化；(b)黑云母花岗闪长岩发生云英岩化；(c)似斑状花岗岩中充填不规则状白云母；(d)似斑状花岗岩发生钠长石化；(e)细粒黑云母花岗岩发生云英岩化；(f)花岗斑岩发生云英岩化；(g)花岗斑岩中细粒自形白云母；(h)似伟晶岩壳中条纹长石.Ab-钠长石；Bt-黑云母；Kfs-钾长石；Ms-白云母；Pl-斜长石；Qtz-石英；Srt-绢云母 Fig. 3 Photomicrographs of petrographical and altered features of granitoid rocks of Shimensi ore block in Dahutang tungsten deposit (a)biotitization in biotite granodiorite;(b)greisenization in biotite granodiorite;(c)irregular muscovite filled in porphyritic granite;(d)albitization in porphyritic granite;(e)greisenization in fine-grained biotite granite;(f)greisenization in granite porphyry;(g)fine-grained euhedral muscovite in granite porphyry;(h)perthite in pegmatoid crust. Ab-albite; Bt-biotite; Kfs-K-feldspar; Ms-muscovite; Pl-plagioclase; Qtz-quartz; Srt-sericite

侵入接触关系表明燕山中期花岗岩从早到晚依次为似斑状花岗岩→细粒黑云母花岗岩→花岗斑岩。

似斑状花岗岩呈岩株状，见于矿区中部，沿北东东-东西向、北东-北北东向构造交汇处侵入晋宁晚期黑云母花岗闪长岩中，热液隐爆角砾岩分布在该岩体顶部(图 2)。岩石具有似斑状结构，中心相粒度较粗，边缘相粒度变细，主要由钾长石(30%~40%)、斜长石(25%~35%)、石英(25%~35%)及黑云母(5%~10%)构成。似斑状花岗岩中见以云英岩化和碱交代(钾长石化、钠长石化)作用为主的蚀变，云英岩化产生的白云母呈不规则状充填于黑云母和长石的解理、裂隙及矿物颗粒间(图 3c)，钾长石化表现为钾长石沿斜长石边缘进行交代，在白色的斜长石斑晶边缘形成一圈粉红色的钾长石边(项新葵等，2013a)。钠长石化略晚于钾长石化，表现为钠长石沿裂隙和解理呈不规则状交代钾长石，形成条纹长石(图 3d)。

细粒黑云母花岗岩出露于矿区东南部，深部延伸至矿区中部，以岩枝或岩株状产出(图 2)。岩石呈灰白色，具有细粒花岗结构，主要由石英、钾长石、斜长石和黑云母构成，普遍发生云英岩化(图 3e)。

花岗斑岩主要见于矿区深部，形态极不规则，多呈岩枝或岩脉。岩石为灰色，斑状结构，斑晶为石英、钾长石、斜长石及黑云母，基质由细粒-微粒的长石、石英颗粒构成，云英岩化作用强烈(图 3f)。除云英岩化产生的不规则状白云母外，燕山中期的岩体中均可见一定量的自形的、散布于其他矿物颗粒间的白云母(图 3g)。此外，石门寺矿段似斑状花岗岩与黑云母花岗闪长岩的接触带常见0.5~1.5m厚的似伟晶岩壳，其主要由巨晶的条纹长石构成，客晶长石具有双晶且形态复杂，多呈穿插状、不规则状，大小不一(图 3h)，属交代成因条纹长石。

大湖塘矿区矿体主要产于燕山中期侵入岩与晋宁晚期黑云母花岗闪长岩的内外接触带，并以外接触带为主。石门寺矿段矿体分为三种类型：①产于内外接触带的呈似层状产出的细脉浸染型钨矿体(以白钨矿为主，占石门寺矿区钨储量的74%)；②从似斑状花岗岩顶部延伸至黑云母花岗闪长岩岩基中的隐爆角砾岩型钨、铜矿体；③广泛分布于内外接触带的石英大脉型钨(铜、钼)矿体。外接触带矿化连续性较好，常见厚大的工业钨(铜)矿体；内接触带矿体连续性差，品位普遍较低。由外接触带向内接触带，钨品位逐渐降低，铜品位有增高的趋势(项新葵等，2013c)。

矿石类型包括细(网)脉浸染型、石英脉型、角砾岩型。主要矿石矿物为白钨矿、黑钨矿、黄铜矿、辉钼矿，其次为磁黄铁矿、斑铜矿、闪锌矿、黄铁矿、黝锡矿、锡石、黝铜矿、硫铋铅矿等。主要矿石矿物特征简述如下：黑钨矿晶出较早，为岩浆期后高温-中高温热液活动的产物，主要形成含黑钨矿石英脉，多为粗粒板状(图 4a)，也有少量呈他形粒状分布在云英岩或云英岩化的黑云母花岗闪长岩中(图 4b)；白钨矿多呈细脉浸染状产于外接触带，见白钨矿交代萤石(图 4b)或磷灰石(图 4c)，或与黄铜矿伴生呈网脉状交代黑钨矿(图 4d)；辉钼矿形成稍晚于黄铜矿和白钨矿，见辉钼矿细脉穿插于黄铜矿中(图 4e)；磁黄铁矿、闪锌矿及黝锡矿形成于中温-中低温条件下，见磁黄铁矿(图 4f)、闪锌矿(黝锡矿)(图 4g)交代黄铜矿，中粗粒黝锡矿发育格子状双晶，呈“蠕虫状”交代黄铜矿(图 4h)。

图 4

Fig. 4

图 4 大湖塘钨矿石门寺矿段矿化特征显微照片 (a)粗粒板状黑钨矿；(b)黑钨矿、白钨矿交代萤石；(c)白钨矿交代磷灰石；(d)黄铜矿、白钨矿交代黑钨矿；(e)脉状辉钼矿穿切黄铜矿；(f)磁黄铁矿交代黄铜矿；(g)闪锌矿、黝锡矿交代黄铜矿；(h)黝锡矿呈“蠕虫状”交代黄铜矿.Ap-磷灰石；Ccp-黄铜矿；Fl-萤石；Mlb-辉钼矿；Po-磁黄铁矿；Py-黄铁矿；Tet-黝铜矿；Sch-白钨矿；St-黝锡矿；Wf-黑钨矿 Fig. 4 Photomicrographs of mineralization features of Shimensi ore block in Dahutang tungsten deposit (a)corase-grained tabular wolframite;(b)fluorite replaced by wolframite and scheelite;(c)apatite replaced by scheelite;(d)wolframite replaced by chalcopyrite and scheelite;(e)vein of molybdenite crosscuts chalcopyrite;(f)chalcopyrite replaced by pyrrhotite;(g)chalcopyrite replaced by sphalerite and stannite;(h)chalcopyrite replaced by vermicular stannite. Ap-apatite; Ccp-chalcopyrite; Fl-fluorite; Mlb-molybdenite; Po-pyrrhotite; Py-pyrite; Tet-tetrahedrite; Sch-scheelite; St-stannite; Wf-wolframite

本文选择大湖塘石门寺矿段晋宁晚期黑云母花岗闪长岩、燕山中期似斑状花岗岩和花岗斑岩中未蚀变的长石、不同产状的黑云母及白云母进行了电子探针分析。分析测试工作在中国地质科学院矿产资源研究所进行，所用仪器为JEOL-JXA8230型电子探针，氧化物加速电压为15kV，硫化物为20kV，束斑直径为5μm，标样采用天然矿物或国家标准合成金属，分析误差小于0.01%。矿物阳离子数及端元组分使用Geokit软件(路远发，2004)计算。

2.1 长石 代表性长石电子探针分析结果表明(表 1、图 5a)，黑云母花岗闪长岩中的斜长石An值为29.68~44.29，平均38.77，为中长石。似斑状花岗岩斜长石An值为1.30~23.03，平均11.92，为钠长石和更长石；钾长石Or值为87.24~94.96。花岗斑岩斜长石An值为0.83~38.03，平均16.91，为钠长石、更长石和中长石；钾长石Or值为89.24~95.06。晋宁晚期黑云母花岗闪长岩与燕山中期侵入岩类斜长石均具有富钠的特点。似伟晶岩壳条纹长石主晶Ab值为1.80，Or值为98.19，为钾长石；客晶Ab值为98.43，Or值为1.32，为钠长石，具有正条纹长石的特点，暗示大湖塘石门寺矿段似伟晶岩形成后发生了强烈的钠长石代作用。

表 1

Table 1

表 1(Table 1)

表 1 大湖塘钨矿石门寺矿段代表性长石电子探针分析结果(wt%) Table 1 Representative microprobe analyses of feldspar of Shimensi ore block in the Dahutang tungsten deposit(wt%) 岩性 黑云母花岗闪长岩 花岗斑岩 似斑状花岗岩 似伟晶岩壳 编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 SiO2 58.67 58.44 60.37 57.12 57.88 59.21 68.40 65.78 65.30 65.00 67.53 68.63 65.11 63.72 65.96 64.67 69.17 64.90 Al2O3 27.01 26.54 25.14 26.96 26.44 26.64 20.93 21.80 18.41 18.58 20.28 20.52 18.45 23.18 22.42 18.00 18.73 18.42 CaO 8.19 8.14 6.12 8.96 8.16 7.79 0.15 2.48 0.01 0.01 1.35 0.22 0.01 4.50 2.96 0.01 0.05 - Na2O 6.62 6.78 7.82 6.15 6.61 6.88 9.48 9.93 1.21 0.56 10.06 9.03 1.42 8.08 8.12 0.56 11.46 0.20 K2O 0.23 0.11 0.29 0.12 0.16 0.20 0.11 0.37 15.34 16.49 0.29 0.10 14.81 0.34 0.19 16.19 0.23 16.60 Total 100.72 100.02 99.73 99.30 99.24 100.71 99.07 100.36 100.27 100.64 99.51 98.50 99.79 99.81 99.65 99.42 99.65 100.12 以8个氧原子为基准计算的阳离子数 Si 2.601 2.609 2.691 2.574 2.605 2.622 2.986 2.882 3.000 2.990 2.963 3.007 2.999 2.812 2.888 3.007 3.028 2.998 Al 1.412 1.397 1.320 1.432 1.403 1.390 1.077 1.126 0.997 1.007 1.049 1.060 1.002 1.205 1.157 0.986 0.966 1.003 Ca 0.389 0.390 0.292 0.433 0.393 0.370 0.007 0.116 0.000 0.000 0.064 0.010 0.000 0.213 0.139 0.001 0.003 0.000 Na 0.569 0.587 0.676 0.538 0.576 0.591 0.803 0.843 0.108 0.050 0.856 0.767 0.127 0.691 0.689 0.050 0.973 0.018 K 0.013 0.006 0.016 0.007 0.009 0.011 0.006 0.021 0.899 0.968 0.016 0.005 0.870 0.019 0.011 0.961 0.013 0.979 Sum 4.984 4.989 4.995 4.982 4.986 4.984 4.879 4.988 5.005 5.015 4.948 4.850 4.998 4.941 4.883 5.005 4.982 4.998 An 40.07 39.64 29.68 44.29 40.19 38.03 0.83 11.88 0.04 0.03 6.79 1.30 0.03 23.03 16.56 0.06 0.26 0.01 Ab 58.58 59.72 68.67 55.03 58.89 60.82 98.43 86.01 10.72 4.91 91.50 98.00 12.73 74.89 82.18 4.97 98.43 1.80 Or 1.35 0.63 1.65 0.68 0.92 1.15 0.74 2.11 89.24 95.06 1.71 0.70 87.24 2.09 1.26 94.96 1.32 98.19 注：“-”代表低于检测限

表 1 大湖塘钨矿石门寺矿段代表性长石电子探针分析结果(wt%) Table 1 Representative microprobe analyses of feldspar of Shimensi ore block in the Dahutang tungsten deposit(wt%)

图 5

Fig. 5

图 5 大湖塘钨矿石门寺矿段长石(a，据Deer et al., 1996)和黑云母(b，据Foster，1960)分类图解 Fig. 5 Classification of feldspar(a，after Deer et al., 1996) and biotite(b，after Foster，1960)of Shimensi ore block in Dahutang tungsten deposit

代表性黑云母电子探针分析结果见表 2。大湖塘石门寺矿段岩体中黑云母均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(图 5b)。从黑云母花岗闪长岩到似斑状花岗岩、花岗斑岩，黑云母的Fe²⁺/(Fe²⁺+Mg)值由平均0.56到0.61、0.81，Fe含量依次升高。黑云母花岗闪长岩中原生的粗粒板状黑云母与次生细粒黑云母相比，主要成分上未见明显差别，但F含量明显降低(平均值分别为0.92和0.72)，说明黑云母花岗闪长岩在黑云母化的过程中可能释放了一定量的挥发分。

表 2

Table 2

表 2(Table 2)

表 2 大湖塘钨矿石门寺矿段代表性黑云母电子探针分析结果(wt%) Table 2 Representative microprobe analyses of biotites of Shimensi ore block in the Dahutang tungsten deposit(wt%) 岩性 黑云母花岗闪长岩 似斑状花岗岩 花岗斑岩 粗粒板状黑云母 细粒鳞片状黑云母 编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 SiO2 35.56 35.06 35.48 36.36 35.59 35.16 35.52 35.70 35.12 35.87 36.40 35.03 34.77 35.17 35.30 35.37 34.17 33.55 33.70 33.47 TiO2 3.77 3.85 3.68 2.78 2.51 3.20 2.94 3.23 2.83 2.18 3.86 2.95 3.26 3.11 3.48 3.21 3.16 2.21 2.44 2.25 Al2O3 18.94 19.03 18.99 19.46 18.47 18.99 19.58 19.61 19.48 19.17 17.73 18.54 18.60 19.21 18.85 18.62 18.29 19.45 19.29 19.24 FeOT 20.44 19.95 20.18 20.49 19.96 21.09 20.69 19.96 20.44 20.10 19.56 20.52 21.26 22.23 21.84 20.44 24.40 24.08 24.83 24.94 MnO 0.38 0.29 0.40 0.34 0.36 0.42 0.39 0.38 0.34 0.43 0.38 0.46 0.55 0.51 0.60 0.49 0.76 0.69 0.68 0.56 MgO 6.96 7.01 6.98 7.64 7.44 7.28 7.24 7.11 6.80 7.63 7.14 6.35 5.66 5.48 5.80 6.14 2.54 2.67 2.66 2.68 CaO - - - 0.00 0.01 0.01 0.05 - 0.03 - - - 0.01 - - 0.01 0.02 0.02 - - Na2O 0.10 0.13 0.19 0.15 0.15 0.15 0.22 0.32 0.16 0.19 0.12 0.09 0.13 0.21 0.10 0.10 0.21 0.12 0.10 0.10 K2O 9.79 9.83 9.91 10.00 9.79 9.85 9.55 9.99 9.85 9.73 10.08 10.16 9.94 10.02 10.18 9.88 9.50 9.81 9.76 9.66 H2O 3.52 3.60 3.44 3.38 3.52 3.72 3.67 3.55 3.59 3.40 3.16 3.30 3.13 3.22 3.34 3.51 3.29 2.82 2.78 2.94 F 0.87 0.64 1.04 1.29 0.76 0.43 0.59 0.85 0.64 1.09 1.60 1.14 1.48 1.41 1.19 0.74 0.91 1.86 2.00 1.61 F=O -0.37 -0.27 -0.44 -0.55 -0.32 -0.18 -0.25 -0.36 -0.27 -0.46 -0.68 -0.48 -0.63 -0.59 -0.50 -0.31 -0.38 -0.79 -0.84 -0.68 Total 99.95 99.11 99.85 101.34 98.23 100.12 100.19 100.33 99.01 99.31 99.36 98.05 98.17 99.97 100.18 98.18 96.86 96.48 97.39 96.78 以22个氧原子为基准计算的阳离子数 Si 5.418 5.381 5.413 5.455 5.510 5.371 5.395 5.409 5.406 5.486 5.568 5.472 5.444 5.420 5.424 5.496 5.506 5.431 5.420 5.417 Ti 0.432 0.444 0.422 0.314 0.293 0.368 0.336 0.368 0.327 0.250 0.444 0.347 0.385 0.360 0.402 0.375 0.383 0.269 0.295 0.274 AlⅣ 2.582 2.619 2.587 2.545 2.490 2.629 2.605 2.591 2.594 2.514 2.432 2.528 2.556 2.580 2.576 2.504 2.494 2.569 2.580 2.583 AlⅥ 0.819 0.825 0.828 0.896 0.880 0.791 0.899 0.909 0.940 0.943 0.765 0.884 0.877 0.909 0.839 0.908 0.979 1.142 1.076 1.087 Fe3+ 0.586 0.566 0.550 0.511 0.500 0.468 0.526 0.515 0.510 0.488 0.609 0.500 0.532 0.509 0.521 0.583 0.616 0.524 0.526 0.514 Fe2+ 2.018 1.995 2.024 2.060 2.084 2.227 2.101 2.013 2.122 2.083 1.893 2.181 2.253 2.356 2.286 2.073 2.671 2.736 2.814 2.861 Mn 0.049 0.038 0.052 0.043 0.047 0.054 0.050 0.049 0.045 0.055 0.049 0.060 0.072 0.066 0.078 0.064 0.104 0.094 0.092 0.077 Mg 1.580 1.604 1.588 1.709 1.717 1.659 1.638 1.607 1.560 1.739 1.627 1.479 1.321 1.260 1.328 1.423 0.611 0.643 0.637 0.647 Ca 0.000 0.000 0.000 0.001 0.002 0.002 0.008 0.000 0.005 0.000 0.000 0.000 0.002 0.000 0.000 0.001 0.003 0.004 0.000 0.000 Na 0.028 0.038 0.056 0.044 0.044 0.043 0.065 0.093 0.048 0.056 0.037 0.026 0.041 0.062 0.029 0.030 0.065 0.038 0.031 0.030 K 1.902 1.925 1.929 1.913 1.933 1.920 1.850 1.931 1.934 1.898 1.967 2.023 1.986 1.970 1.996 1.958 1.953 2.026 2.003 1.995 F 0.419 0.311 0.502 0.614 0.370 0.209 0.282 0.409 0.310 0.527 0.776 0.565 0.735 0.687 0.577 0.362 0.463 0.954 1.015 0.821 OH 3.581 3.689 3.498 3.386 3.630 3.791 3.718 3.591 3.690 3.473 3.224 3.435 3.265 3.313 3.423 3.638 3.537 3.046 2.985 3.179 Total 19.414 19.414 19.414 19.414 19.414 19.414 19.414 19.414 19.414 19.414 19.414 19.414 19.414 19.414 19.414 19.414 19.414 19.414 19.414 19.414 Fe2+/(Fe2 + + Mg) 0.56 0.55 0.56 0.55 0.55 0.57 0.56 0.56 0.58 0.55 0.54 0.60 0.63 0.65 0.63 0.59 0.81 0.81 0.82 0.82 注：“-”代表低于检测限；H2O根据Tindle and Webb(1990)方法计算

表 2 大湖塘钨矿石门寺矿段代表性黑云母电子探针分析结果(wt%) Table 2 Representative microprobe analyses of biotites of Shimensi ore block in the Dahutang tungsten deposit(wt%)

本次用于电子探针分析的白云母包括云英岩化黑云母花岗闪长岩及云英岩中的白云母，似斑状花岗岩和花岗斑岩中云英岩化作用产生的不规则状白云母及散布于其他矿物颗粒间的自形-半自形的鳞片状白云母，代表性白云母电子探针分析见表 3。结果显示大湖塘石门寺矿段的白云母由一系列绿鳞石和钠云母构成的类质同相系列的产物(图 6a)。综合岩相学宏观、微观特征及化学成分特征可以判别原生与次生的白云母(章邦桐等，2010)。在Ti-Mg-Na白云母分类图上(图 6b)，云英岩化黑云母花岗闪长岩及云英岩中的白云母均落在次生白云母区，而似斑状花岗岩和花岗斑岩中自形-半自形的鳞片状白云母落在原生白云母区，与岩相学的观察一致。

表 3

Table 3

表 3(Table 3)

表 3 大湖塘钨矿石门寺矿段代表性白云母电子探针分析结果(wt%) Table 3 Representative microprobe analyses of muscovites of Shimensi ore block in Dahutang tungsten deposit(wt%) 岩性 黑云母花岗闪长岩 似斑状花岗岩 花岗斑岩 云英岩 编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 SiO2 49.16 52.13 48.59 48.72 49.05 48.44 50.07 48.87 48.08 50.30 49.84 43.58 44.20 44.67 45.92 45.13 48.28 49.42 48.88 49.70 50.34 TiO2 0.11 0.12 0.04 0.07 0.78 0.68 0.29 0.56 0.64 0.37 0.41 0.27 0.35 0.20 0.15 0.59 0.61 0.45 0.16 0.47 0.65 Al2O3 35.44 36.19 35.94 35.38 34.03 34.79 33.55 34.76 35.84 32.52 31.75 33.43 33.58 31.81 30.92 30.37 35.10 33.62 34.77 30.40 30.94 FeOT 1.51 1.55 0.98 1.41 1.84 2.11 1.92 1.80 1.64 2.78 3.04 1.51 1.62 2.64 3.49 2.61 1.72 2.57 1.70 2.77 2.20 MnO 0.03 0.02 - - 0.03 0.08 0.08 0.04 - 0.04 0.11 - - 0.08 0.04 0.10 0.00 0.10 0.03 0.15 0.12 MgO 0.91 0.97 0.67 0.60 0.84 1.00 1.47 1.07 0.94 1.99 2.03 0.32 0.60 0.77 0.85 1.18 0.57 1.06 1.23 2.30 2.39 CaO 0.02 0.01 0.00 - 0.01 - - 0.01 0.03 0.00 0.00 0.00 0.01 0.01 0.05 0.05 0.03 0.02 - 0.01 0.00 Na2O 0.38 0.14 0.43 0.52 0.43 0.55 0.28 0.27 0.44 0.27 0.24 0.77 0.70 0.44 0.23 0.30 0.55 0.25 0.45 0.12 0.17 K2O 9.28 3.82 10.32 10.21 9.50 9.51 9.83 9.31 6.70 9.88 9.59 10.31 10.42 11.12 10.94 10.73 9.25 9.54 9.41 10.17 9.62 H2O 4.56 4.70 4.42 4.30 4.29 4.35 4.26 4.22 4.20 3.87 3.85 3.43 3.37 3.32 3.38 2.91 4.12 3.95 4.12 3.43 3.61 F 0.17 0.07 0.43 0.67 0.66 0.57 0.80 0.83 0.80 1.64 1.57 1.72 1.96 2.00 1.97 2.84 0.98 1.40 1.03 2.32 2.06 F=O -0.07 -0.03 -0.18 -0.28 -0.28 -0.24 -0.34 -0.35 -0.34 -0.69 -0.66 -0.73 -0.83 -0.84 -0.83 -1.20 -0.41 -0.59 -0.43 -0.98 -0.87 Total 101.50 99.68 101.64 101.60 101.17 101.83 102.20 101.38 98.95 102.97 101.78 94.61 95.99 96.21 97.10 95.60 100.80 101.79 101.34 100.86 101.21 以22个氧原子为基准计算的阳离子数 Si 6.359 6.601 6.303 6.335 6.395 6.293 6.469 6.348 6.297 6.489 6.509 6.156 6.159 6.267 6.386 6.363 6.312 6.429 6.356 6.573 6.586 AlⅣ 1.641 1.399 1.697 1.665 1.605 1.707 1.531 1.652 1.703 1.511 1.491 1.844 1.841 1.733 1.614 1.637 1.688 1.571 1.644 1.427 1.414 AlⅥ 3.760 4.001 3.797 3.757 3.625 3.621 3.577 3.670 3.830 3.434 3.396 3.722 3.674 3.526 3.453 3.409 3.720 3.583 3.685 3.312 3.357 Ti 0.011 0.011 0.004 0.007 0.077 0.067 0.028 0.055 0.063 0.036 0.041 0.028 0.037 0.021 0.016 0.062 0.060 0.044 0.016 0.047 0.064 Fe 0.163 0.164 0.107 0.153 0.200 0.229 0.207 0.196 0.180 0.299 0.332 0.178 0.188 0.310 0.405 0.308 0.188 0.280 0.184 0.307 0.241 Mn 0.003 0.002 0.003 0.009 0.008 0.005 0.005 0.012 0.000 0.000 0.009 0.005 0.012 0.000 0.011 0.003 0.016 0.013 Mg 0.175 0.183 0.129 0.117 0.163 0.193 0.283 0.206 0.183 0.382 0.396 0.068 0.125 0.160 0.177 0.248 0.111 0.205 0.238 0.454 0.465 Ca 0.003 0.001 0.000 0.001 0.001 0.004 0.000 0.000 0.000 0.002 0.002 0.007 0.007 0.005 0.003 0.000 0.002 0.000 Na 0.096 0.034 0.109 0.131 0.109 0.139 0.069 0.068 0.111 0.066 0.062 0.212 0.189 0.119 0.061 0.082 0.139 0.064 0.114 0.029 0.043 K 1.531 0.617 1.707 1.694 1.581 1.577 1.621 1.542 1.119 1.625 1.598 1.858 1.852 1.991 1.941 1.930 1.542 1.583 1.560 1.717 1.605 F 0.068 0.028 0.175 0.274 0.272 0.233 0.327 0.341 0.332 0.668 0.648 0.769 0.865 0.888 0.867 1.265 0.405 0.577 0.423 0.972 0.851 OH 3.932 3.972 3.825 3.726 3.728 3.767 3.673 3.659 3.668 3.332 3.352 3.231 3.135 3.112 3.133 2.735 3.595 3.423 3.577 3.028 3.149 Total 17.743 17.014 17.854 17.859 17.758 17.834 17.793 17.742 17.489 17.848 17.837 18.068 18.067 18.137 18.066 18.058 17.764 17.773 17.801 17.884 17.789 Fe/Fe+Mg 0.48 0.47 0.45 0.57 0.55 0.54 0.42 0.49 0.50 0.44 0.46 0.72 0.60 0.66 0.70 0.55 0.63 0.58 0.44 0.40 0.34 注：“-”代表低于检测限；H2O根据Tindle and Webb(1990)方法计算

表 3 大湖塘钨矿石门寺矿段代表性白云母电子探针分析结果(wt%) Table 3 Representative microprobe analyses of muscovites of Shimensi ore block in Dahutang tungsten deposit(wt%)

图 6

Fig. 6

图 6 大湖塘钨矿石门寺矿段白云母化学成分(a，据陶继华等，2013)及分类(b，据Miller et al., 1981) Fig. 6 Diagrams of composition(a，after Tao et al., 2013) and classification(b，after Miller et al., 1981)for muscovite of Shimensi ore block in Dahutang tungsten deposit

本文用于同位素分析的样品采自大湖塘石门寺矿段地表及2号平硐中。选择不同类型的矿石样品挑选黄铜矿和辉钼矿分析硫同位素；选择不同类型及产状的石英脉用于氢氧同位素分析，挑选石英脉型矿石中的黑钨矿进行氧同位素分析。 3.1 硫同位素

黄铜矿、辉钼矿硫同位素测试工作在国土资源部同位素地质重点实验室完成。硫同位素测试是以Cu₂O做氧化剂制备SO₂，并用冷冻法收集，然后用MAT251气体同位素质谱仪分析硫同位素组成，测量结果以V-CDT为标准，分析精度优于±2‰。硫同位素组成测试结果列于表 4，8件黄铜矿δ³⁴S值在-2.9‰~-1.0‰之间，平均为-2.2‰；4件辉钼矿δ³⁴S值介于-3.1‰~-1.4‰，平均-2.5‰。

表 4

Table 4

表 4(Table 4)

表 4 大湖塘钨矿石门寺矿段硫同位素组成 Table 4 Sulfur isotopic compositions of Shimensi ore block in Dahutang tungsten deposit 样品号 类型 测试矿物 δ34SV-CDT(‰) SMS31 细脉浸染型白钨矿、黑钨矿、黄铜矿矿石 黄铜矿 -2.1 SMS34 细脉浸染型白钨矿、黄铜矿、辉钼矿矿石 黄铜矿 -2.3 辉钼矿 -2.5 SMSPD2-07 石英脉型辉钼矿、黑钨矿、黄铜矿矿石 辉钼矿 -1.4 SMSPD2-09 石英脉型黑钨矿、黄铜矿矿石 黄铜矿 -2.0 SMSPD2-10 石英脉型辉钼矿、黄铜矿矿石 黄铜矿 -2.9 辉钼矿 -2.8 SMSPD2-15 细脉浸染型白钨矿、黄铜矿、辉钼矿矿石 黄铜矿 -2.2 辉钼矿 -3.1 SMSPD2-17 石英脉型黑钨矿、黄铜矿矿石 黄铜矿 -2.7 SMSPD2-18 石英脉型黄铜矿矿石 黄铜矿 -2.6 SMSPD2-19 石英脉型黑钨矿、黄铜矿矿石 黄铜矿 -1.0

表 4 大湖塘钨矿石门寺矿段硫同位素组成 Table 4 Sulfur isotopic compositions of Shimensi ore block in Dahutang tungsten deposit

石英氢氧同位素和黑钨矿氧同位素测试工作在国土资源部同位素地质重点实验室完成，氧同位素是利用强氧化剂BrF₅在高温反应器中把样品中的氧转化成氧气，然后再在700℃与石墨反应转化为CO₂，最后在MAT253质谱上测量出结果，测量精度0.1‰；氢同位素的测量采用爆裂法取水，然后Zn法制氢，再送质谱MAT253质谱测出结果，精度为1‰。氢氧同位素组成测试结果见表 5，12件石英δD_V-SMOW值介于-76‰~-64‰，平均为-70.8‰；δ¹⁸O_V-SMOW值为11.9‰~14.7‰，平均为12.8‰；7件黑钨矿δ¹⁸O_V-SMOW值为3.8‰~6.3‰，平均为4.87‰。结合石门寺矿段石英流体包裹体测温结果(另文发表)，利用石英-水同位素分馏方程(Clayton et al., 1972)，计算得到δ¹⁸O_H2O值为4.5‰~7.3‰。

表 5

Table 5

表 5(Table 5)

表 5 大湖塘石门寺矿段氢氧同位素组成 Table 5 Hydrogen and oxygen isotopic compositions of Shimensi ore block in Dahutang tungsten deposit 样品号 类型 测试矿物 δDV-SMOW(‰) δ18OV-SMOW(‰) δ18OH2O(‰) SMS09 含白云母石英脉，0°走向 石英 -69 12.7 5.3 SMS10 隐爆角砾岩胶结物 石英 -64 12.4 5.0 SMS14 石英脉，310°走向 石英 -72 12.3 4.9 SMS17 石英脉，30°走向 石英 -76 12.9 5.5 SMS21 石英脉，280°走向 石英 -70 12.1 4.7 SMS24 石英脉，15°走向 石英 -67 11.9 4.5 SMS27 石英脉，35°走向 石英 -75 13.2 5.8 SMS28 石英脉，330°走向 石英 -72 12.9 5.5 SMS31 细脉浸染型白钨矿、黑钨矿、黄铜矿矿石 黑钨矿 4.9 SMSPD2-04 含辉钼矿、黄铜矿石英脉，20°走向 石英 -66 14.7 7.3 SMSPD2-07 石英脉型辉钼矿、黑钨矿、黄铜矿矿石 石英 -72 12.2 4.8 SMSPD2-09 石英脉型黑钨矿、黄铜矿矿石 石英 -76 13.8 6.4 黑钨矿 4.8 SMSPD2-10 石英脉型辉钼矿、黄铜矿矿石 石英 -71 12.8 5.4 SMSPD2-13 含白钨矿、黑钨矿、黄铜矿石英脉 黑钨矿 4.7 SMSPD2-14 含白钨矿、黑钨矿、黄铜矿石英脉 黑钨矿 5.3 SMSPD2-17 石英脉型黑钨矿、黄铜矿矿石 黑钨矿 6.3 SMSPD2-19 石英脉型黑钨矿、黄铜矿矿石 黑钨矿 3.8 SMSPD2-20 石英脉型黑钨矿矿石 黑钨矿 4.3

表 5 大湖塘石门寺矿段氢氧同位素组成 Table 5 Hydrogen and oxygen isotopic compositions of Shimensi ore block in Dahutang tungsten deposit p>

大湖塘钨矿石门寺矿段矿体产于燕山中期侵入体与晋宁晚期黑云母花岗闪长岩的内外接触带中，主要赋存在外接触带。主要蚀变类型包括黑云母化、云英岩化及碱交代(钾长石化、钠长石化)作用，其次为绿泥石化、硅化、碳酸盐化等。内接触带碱交代作用强烈，外接触带广泛发育黑云母化，二者普遍叠加强烈的云英岩化。云英岩化与碱交代作用是钨矿形成过程中重要的蚀变类型，如湖南柿竹园特大型钨多金属矿床(毛景文等，1996; Lu et al., 2003; 程细音等，2012)、江西西华山钨矿(赫英，1987; 周玉振等，2010)。石门寺矿段碱交代作用早期以钾长石化为主，晚期发生钠长石化，燕山中期侵入岩上部似伟晶岩壳是强烈碱交代作用的典型产物。云英岩化和碱交代作用除萃取部分成矿物质外，使岩体中的Ca²⁺大量的活化迁移，为白钨矿的大规模沉淀提供了物质基础。

矿物成分研究表明，黑云母花岗闪长岩中原生的粗粒板状黑云母与次生的细粒鳞片状黑云母主要成分上差别不大，但F含量明显降低，表明黑云母化的过程中释放了一定量挥发分。白钨矿、黑钨矿及黄铜矿多与萤石、白云母等富含挥发分的矿物共生，表明F、Cl等挥发分在钨、铜矿床形成过程中起了重要的作用。铜、金的成矿体系多与富Cl富S体系有关，而钨、锡主要与富F体系相关(蒋国豪，2004)。钨、锡矿化多与分异演化程度较高的花岗岩有关(Kempe and Wolf， 2006; Xie et al., 2009; Liu et al., 2014)。在岩浆演化过程中，F偏向进入熔体相，因而随着岩浆的演化，F在高度分异演化的岩浆中富集(Webster and Holloway， 1990; Holztf，1993)。 虽然在高温条件下，钨主要以钨酸、钨酸盐及其离解形式存在和迁移(Keppler and Wyllie， 1991; Bernard et al., 1990; Wood，1992)，而仅在中低温、高度富F的热液流体中形成WO₃F^-、WO₂F₄^-进行迁移(蒋国豪，2004)，但富F的存在很可能起到岩浆解聚的作用，从而提高了钨在富水岩浆中的溶解度，增加了钨在岩浆中的富集程度(马东升，2009)。从黑云母花岗闪长岩到似斑状花岗岩、花岗斑岩，黑云母中F的含量为平均0.92到1.26、1.59，燕山中期侵入岩中F的高度富集为大规模钨矿化作用的发生提供了重要的条件。 4.2 成矿流体及物质来源

大湖塘石门寺矿段不同类型及产状石英脉中的石英氢、氧同位素研究表明，成矿流体的δ¹⁸O_H2O值为4.5‰~7.3‰，δD_V-SMOW值介于-76‰~-64‰。在δD-δ¹⁸O_H2O关系图上(图 7a)，12件石英样品落在靠近岩浆水的区域，略向靠近大气降水线方向偏移，表明成矿流体以岩浆水为主，晚期可能有少量大气降水的加入。7件黑钨矿δ¹⁸O_V-SMOW值为3.8‰~6.3‰，平均为4.87‰，与张理刚(1987)划分的钨-锡系列花岗岩再平衡岩浆水形成的黑钨矿δ¹⁸O_V-SMOW值(5‰~9‰)相近。当硫化物矿物组合简单且没有硫酸盐出现时，可用硫化物的δ³⁴S值近似代表成矿热液的总硫同位素组成(Ohmoto and Rye， 1979)。大湖塘石门寺矿段未见硫酸盐矿物，且硫化物以黄铜矿和辉钼矿为主。黄铜矿δ³⁴S值为-2.9‰~-1.0‰，平均-2.2‰；辉钼矿δ³⁴S值为-3.1‰~-1.4‰，平均-2.5‰。硫同位素组成变化范围较窄，在硫同位素组成分布图(图 7b)上，δ³⁴S峰值在-3‰~-2‰，呈明显的“塔式效应”分布，具有岩浆硫的特征。氢、氧、硫同位素研究表明，成矿流体与燕山中期岩浆侵入活动密切相关。

图 7

Fig. 7

图 7 大湖塘钨矿石门寺矿段成矿流体δD-δ18OH2O图解(a)和硫化物δ34S分布图(b) Fig. 7 Plot of δ18OH2O vs. δD for ore-forming fluid(a) and δ34S distribution pattern for sulfides(b)of Shimensi ore block in Dahutang tungsten deposit

4.3 岩石成因及物质来源

项新葵等(2012b)获得大湖塘钨矿石门寺矿段晋宁晚期黑云母花岗闪长岩A/CNK平均值为1.25，燕山中期花岗岩类A/CNK平均值为1.14，表明晋宁晚期与燕山中期岩体均为过铝质S型花岗岩。黑云母是花岗岩类岩石中最主要的铁镁矿物，黑云母成分对母岩岩浆起源、成岩过程及环境具有一定的指示意义(Wones and Eugster， 1965; Selby and Nesbitt， 2000; 蒋国豪等，2005; Hossain and Tsunogae， 2014)。在黑云母构造环境的判别图解上(图 8)，石门寺矿段不同岩石单元中的黑云母均落入P区，属过铝质花岗岩中的黑云母。燕山中期似斑状花岗岩和花岗斑岩中均存在原生的白云母，也证明了二者均属于过铝质S型花岗岩。

图 8

Fig. 8

图 8 大湖塘钨矿石门寺矿段黑云母Al2O3-MgO(a)和MgO-FeOT-Al2O3(b)图解(据Abdel-Rahman，1994) A-非造山带碱性花岗岩中黑云母；P-过铝质花岗岩(包括S型)中的黑云母；C-造山带钙碱性花岗岩中的黑云母 Fig. 8 Al2O3-MgO(a) and MgO-FeOT-Al2O3(b)diagram of biotite(after Abdel-Rahman，1994) A-biotite in non-orogenic alkali granite; P-biotite in peraluminous granite(including S-type); C-biotite in orogenic calc-alkaline granite

前人研究表明，富铁质黑云母通常指示成岩物质源于上地壳(周作侠， 1988，1991)，将石门寺矿段不同岩石单元中的黑云母在MgO-FeO^T/(MgO+FeO^T)图上投点，全部投在壳源区(图 9)，与晋宁晚期花岗闪长岩相比，燕山中期似斑状花岗岩和花岗斑岩中黑云母的壳源特征更加明显。

图 9

Fig. 9

图 9 大湖塘钨矿石门寺矿段黑云母FeOT/(MgO+FeOT)-MgO图解(据陈光远等，1993) 图例同图 8 Fig. 9 FeOT/(MgO+FeOT)vs. MgO diagram of biotite of Shimensi ore block in Dahutang tungsten deposit(after Chen et al., 1993) Symbols in this figure are same as in Fig. 8

黄兰椿和蒋少涌(2012，2013)获得大湖塘狮尾洞矿段燕山中期似斑状白云母花岗岩和花岗斑岩的ε_Nd(t)值分别为-7.78~-7.47、-8.20~-7.45之间，两阶段模式年龄t_DM^C(Nd)分别为1543~1568Ma、1534~1595Ma，花岗斑岩ε_Hf(t)值为-8.23~-2.43，t_DM^C(Hf)为1459~1703Ma，推测其源区可能来源于双桥山群的富泥质岩石。最新研究获得石门寺矿段花岗斑岩锆石ε_Hf(t)值为-7.86~-4.03，t_DM^C(Hf)为1411~1709Ma(作者未发表数据)，同样表明其可能来源于双桥山群的部分熔融。矿物学研究表明，燕山中期侵入岩类斜长石具有富钠的特点，黑云母均为铁质黑云母，成分特点指示燕山中期侵入岩类为过铝质S型花岗岩，成岩物质来源于地壳。综上，燕山中期富钨的双桥山群浅变质岩系发生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，成矿物质不断富集，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。 5 结论

通过对大湖塘石门寺矿段花岗岩类矿物学、同位素示踪的研究，得出如下结论：

(1)大湖塘石门寺矿段花岗岩类蚀变主要包括黑云母化、云英岩化及碱交代(钾长石化、钠长石化)作用。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。

(2)从黑云母花岗闪长岩到似斑状花岗岩、花岗斑岩，斜长石均具有富钠特征，黑云母中铁含量依次升高。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。似斑状花岗岩和花岗斑岩中均存在原生的白云母。黑云母成分表明，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。

(3)不同类型及产状石英脉中的石英氢、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、辉钼矿硫同位素研究表明成矿流体中硫具有岩浆硫的特征。

(4)燕山中期富钨的双桥山群浅变质岩系发生了部分熔融，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，成矿物质不断富集，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。