江西大湖塘超大型钨多金属矿田成矿机制研究

发布时间：2020-07-24 03:52

【摘要】：江西大湖塘超大型钨多金属矿田是近年来发现的世界上最大的钨矿之一,区内发育多套与成矿作用密切的燕山期花岗岩,矿化类型以细脉浸染型白钨矿为主,兼有石英大脉型黑钨矿和隐爆角砾岩型钨(铜、钼)矿等多种矿化类型,形成“多位一体”的钨(铜、钼)矿床。对大湖塘钨矿的成岩成矿背景、控矿因素、成矿流体特征、成矿作用过程等方面的系统研究和深入剖析,了解大湖塘钨矿的矿床成因和成矿机制,建立起“大湖塘式”成矿模型,对江南造山带乃至整个华南地区钨多金属矿的理论研究和找矿勘查都具有很重要的理论和实践意义。LA-ICPMS独居石U-Pb同位素年龄测定结果表明,大湖塘石门寺矿区的似斑状黑云母花岗岩、含斑细粒黑云母花岗岩、细粒黑云母花岗岩和黑云母花岗斑岩的侵位时间分别为147.9±1.1 Ma、146.4±1.1 Ma、138.6±0.98 Ma和142.8±1.7 Ma.四种花岗岩均为过铝质的S型花岗岩,但黑云母花岗斑岩具有明显的从S型到I型花岗岩过渡的特征。它们来源于相似的岩浆源区,主要为新元古代双桥山群中变泥质岩和变玄武岩的混合源区。石门寺矿区四种花岗岩来自两个独立的、经历不同演化过程的岩浆房。石门寺的似斑状黑云母花岗岩、含斑细粒黑云母花岗岩和细粒黑云母花岗岩很可能是来源于同一个岩浆房的三次脉动式岩浆侵位,而黑云母花岗斑岩则来源于另一个不同的岩浆房,两个岩浆房分别经历了不同的岩浆演化过程。斜长石的微区剖面分析显示An和Al_2O_3之间存在明显的正相关关系,而An和FeO之间却无明显的相关性。此外,斜长石晶体中Sr和Ba含量之间显示明显的正相关关系,表明石门寺矿区两套岩浆房系统都没有发生基性岩浆的补给或不同岩浆之间化学成分的混合。石门寺矿区的两套岩浆房均为化学成分封闭的岩浆系统,岩浆演化过程中只有热量混合和/或减压作用,没有镁铁质岩浆的注入和混合作用。大湖塘矿田的燕山期花岗岩体由于体积小,钙含量低,不能为该区形成超大型白钨矿化提供足够的钙元素,而晋宁期黑云母花岗闪长岩由于体积巨大、钙含量高,很可能为大湖塘矿田大规模的白钨矿化贡献了所需的钙元素。石门寺矿区隐爆角砾岩和狮尾洞矿区的石英大脉形成时间分别为142.0±0.6 Ma和136.1±0.5 Ma,均形成于早白垩世,分别代表了隐爆角砾岩型矿化和石英大脉型矿化的时间。石门寺矿区的隐爆作用应是黑云母花岗斑岩引起。而狮尾洞矿区的石英大脉型矿化可能是似斑状二云母花岗岩晚期热液作用形成。流体从强还原性的母岩浆中出溶之后,从母岩向围岩迁移的过程中,逐渐发生氧化,氧逸度逐渐升高,CO_2含量也逐渐增加,流体从强还原性逐渐变为弱氧化性。含矿石英细脉、隐爆角砾岩胶结物和含矿石英大脉等成矿阶段的流体均为弱氧化性-氧化性流体,包裹体中一般出现大量的CO_2、CH_4和N_2气体。大湖塘矿田中隐爆角砾岩型硫化物、石英大脉型硫化物和细脉浸染型硫化物的δ~(34)S值分别变化于-2.05~-0.33‰、-36.34~-0.02‰和-10.07~-1.53‰,δ~(34)S的大范围变化以及远离0的很大负值说明大湖塘矿田的硫不可能是单纯的岩浆硫,还应该有来自沉积岩中的硫,尤其是晚期的石英大脉型矿化阶段的硫,应该有大量来自沉积岩。新元古代双桥山群富钨变质沉积物的部分熔融和岩浆的高度分异结晶导致岩浆中的钨发生初始和进一步富集。石门寺矿床中的钨矿化极大地受到成矿母岩浆的氧化还原状态控制。从岩浆结晶的早期到晚期,似斑状黑云母花岗岩和含斑细粒黑云母花岗岩的氧逸度有明显下降,但是细粒黑云母花岗岩、黑云母花岗斑岩和晋宁期黑云母花岗闪长岩一直保持着比较稳定的较高氧逸度。似斑状黑云母花岗岩和含斑细粒黑云母花岗岩很可能是钨的主要贡献者,而细粒黑云母花岗岩和黑云母花岗斑岩主要贡献了石门寺矿床的铜和钼。这种长期多相的岩浆作用和长期的成矿作用在大湖塘超大型钨多金属矿田的形成中起着重要作用,是导致大湖塘超大型钨矿形成关键因素。
【学位授予单位】：中国地质科学院
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：P618.2
【图文】：

示意图,研究思路,示意图

第一章绪论1.5 研究思路与方法1.5.1 研究思路首先，收集和整理前人对大湖塘地区的地质勘查资料，阅读目前已发表的矿区相关科研论文，全面了解矿区的研究程度和存在问题，并制定详细的研究计划。其次，对大湖塘钨矿区开展详细的野外地质调查，深入了解矿区的矿床地质特征，系统采取科研工作所需的岩石样品。最后，通过采用独居石 U-Pb 同位素定年、岩石地球化学、稳定同位素地球化学、矿物原位微区分析技术、流体包裹体分析技术等多种研究方法和现代测试技术，系统研究成岩成矿时代、岩石成因、构造背景、成矿流体性质及来源、成矿物质来源等科学问题，最终确定矿床成因及成矿机制，构建成矿模式，为该矿区进一步勘查找矿以及区域找矿提供参考和指导。本文的研究思路如图 1-1。

钨矿,大湖,成矿带

中国地质科学院博士学位论文第三章区域地质背景3.1 大地构造背景大湖塘钨矿田地处赣西北武宁县、靖安县和修水县三县的交界区域，大地构造位置处于扬子板块东南缘江南造山带东段（图 3-1a；项新葵等，2013a；Huangand Jiang, 2014），是江南古陆钨矿带的重要组成部分（周洁等，2013；毛志昊，2016）。它位于赣北九岭成矿带东部，属于钦杭成矿带东段的北侧（张智宇等，2015），北临长江中下游成矿带的九瑞 Cu-Au-Mo 大型矿集区（图 3-1b；蒋少涌等，2015）。

地质图,大湖,田区,钨矿

第四章大湖塘矿田地质特征第四章大湖塘矿田地质特征根据目前的勘查和开采状况，大湖塘钨多金属矿田从北到南可以划分为北区（石门寺矿区）、中区（平苗、一矿带、大岭上和东陡崖矿区）和南区（狮尾洞矿区）三部分（图 4-1）。目前只有石门寺矿区和狮尾洞矿区是大湖塘矿田的主要开采矿区，其他矿区仍处于找矿勘查阶段。大湖塘矿田内出露元古代双桥山群浅变质岩基底和第四系残积物。区内断裂构造广泛发育，以 NE-NNE 向断裂为主，对矿田内的岩浆岩分布和矿化起到了重要的控制作用。区内岩浆活动频繁，具有多期侵入的特点，除地表大面积出露的晋宁期黑云母花岗闪长岩之外，还发育多期燕山期花岗岩，岩性有似斑状黑云母花岗岩、似斑状白（二）云母花岗岩、含斑细粒黑云母花岗岩、细粒黑云母花岗岩、细粒白云母花岗岩、中粗粒白云母花岗岩和多期花岗斑岩等，岩性和穿插关系复杂，每个矿区发育的岩浆岩类型也存在明显差异。

【参考文献】