摘要
近年来,随着皖南逍遥、东源、竹溪岭W-Mo矿床及赣北朱溪、大湖塘超大型W-Cu矿床的勘探突破,江南钨矿带已成为钨储量世界第一的钨矿带,WO3总资源量>600万吨。江南钨矿带大致以安徽-江西行政区界划分为北、南两部分,具北部钨钼矿化、南部钨铜矿化的分带特点,江南钨矿带这一特征的成矿金属元素组合差异性的形成机制是值得探索的重要科学问题。本文选取江南钨矿带北部(皖南逍遥钨钼矿床)和南部(赣北朱溪钨铜矿床)典型的矽卡岩矿床作为主要研究对象,在两个代表性矿床的地质特征研究基础上,进一步通过矿物原位成分分析、同位素、地球化学、流体包裹体等分析测试,进行两类矽卡岩型钨矿床的成矿作用对比研究,揭示江南钨矿带钨钼、钨铜矿床的岩浆-热液系统的异同。本次工作取得的主要认识如下: (1)确定了逍遥钨钼矿床和朱溪钨铜矿床的成矿岩浆岩形成年代。逍遥钨钼矿床成矿岩体锆石U-Pb定年获得成岩年龄约为150.8±2.4Ma;朱溪钨铜矿床成矿岩体锆石U-Pb定年获得成岩年龄为147.7±1.51Ma,两个矿床均形成于晚侏罗世,成矿岩浆岩形成时代在误差范围一致。 (2)阐明了逍遥钨钼矿床和朱溪钨铜矿床成矿岩浆岩的成因。逍遥钨钼矿床成矿的花岗闪长岩岩体为过铝质高钾钙碱性I型花岗岩,岩浆来源于壳幔混合源区,演化过程中经历了较显著的分离结晶。朱溪钨铜矿床成矿的黑云母(二长)花岗岩为过铝质高钾-钾玄岩钙碱性S型花岗岩,岩浆岩主要为壳源,演化过程中经历了显著分离结晶作用。相比朱溪钨铜矿床,逍遥钨钼矿床成矿花岗闪长岩具有更高氧逸度、更低F含量和结晶分异程度。 (3)揭示了逍遥钨钼矿床和朱溪钨铜矿床的成矿流体性质。逍遥钨钼矿床和朱溪钨铜矿床成矿流体主要来自于岩浆水,均具有高中温(150~400℃)、中低盐度(8.3~1.0NaClwt.%eq.)特点;从矽卡岩阶段→氧化物阶段→石英-硫化物阶段,成矿流体的温度、盐度逐渐降低。逍遥钨钼矿床成矿流体成分为CO2-NaCl-H2O体系,呈氧化型特征;朱溪矿流体为CH4-NaCl-H2O体系,呈还原型特征。矽卡岩阶段→氧化物阶段氧逸度升高,氧化物阶段→石英硫化物阶段氧逸度降低。 (4)揭示了逍遥钨钼矿床和朱溪钨铜矿床中矽卡岩石榴子石形成的精细过程。逍遥钨钼矿床中石榴子石主要为钙铁榴石,分为三个世代,从早到晚具钙铝榴石向钙铁榴石演化趋势,形成于氧化环境,pH值由中性(Grt1)向酸性(Grt2和Grt3)转变,氧逸度逐渐增高。朱溪钨铜矿床石榴子石主要为钙铝榴石,也分为三个世代,从早到晚从锰铝榴石-钙铝榴石→钙铁榴石演化,形成于还原环境,形成环境从早到晚由中性→酸性,氧逸度逐渐升高。 (5)揭示了逍遥钨钼矿床和朱溪钨铜矿床中白钨矿形成的精细过程。逍遥钨钼矿床中的白钨矿有两个世代,朱溪钨铜矿床白钨矿可分为三个世代。从早到晚两个矿床的白钨矿呈现氧逸度逐渐降低、弱碱性向酸性变化的特征。逍遥钨钼矿床中白钨矿在矽卡岩阶段、氧化物阶段沉淀成矿;朱溪钨铜矿床白钨矿在矽卡岩阶段、氧化物阶段、石英-硫化物阶段均沉淀成矿。 (6)提出了江南钨矿带中矽卡岩型钨矿床的成矿规律和找矿方向。江南钨矿带中,钨钼矿床的成矿岩浆岩为具有准铝质-过铝质Ⅰ型特征,钨铜矿床成矿岩浆岩具有过铝质S型花岗岩特征。深大构造断裂带、富碳酸盐和白云岩地层、强烈的围岩蚀变等是成矿的有利条件,W、Mo或W、Cu成矿元素的组合异常是找矿的重要标志。 本文系统对比了江南钨矿带内代表性的矽卡岩型钨钼矿床和钨铜矿床的岩浆-热液成矿系统,据此总结了江南钨矿带南、北两类矽卡岩型矿床成矿系统的异同及其热液成矿的制约条件。研究成果深化了江南钨矿带中矽卡岩型钨钼矿床和钨铜矿床成因的认识,也为该区钨多金属矿床进一步的找矿勘探提供了新的依据,具有重要的科学和经济意义。