赣中大王山石英脉型钨钼多金属矿床成岩成矿年代学及其地质意义

doi:10.11720/wtyht.2019.1478

赣中大王山石英脉型钨钼多金属矿床成岩成矿年代学及其地质意义

杨庆坤¹, 张小亮², 华琛¹, 于玉帅³, 周万蓬¹

1. 东华理工大学核资源与环境国家重点实验室,江西南昌 330013

2. 中国地质大学(北京) 地球科学与资源学院,北京 100083

3. 中国地质调查局武汉地质调查中心,湖北武汉 430205

Petrogenic and metallogenic geochronology and its geological significance of the Dawangshan quartz vein type scheelite-molybdenite polymetallic deposit in central Jiangxi Province

YANG Qing-Kun¹, ZHANG Xiao-Liang², HUA Chen¹, YU Yu-Shuai³, ZHOU Wan-Peng¹

1. State Key Laboratory of Nuclear Resources and Environment, East China University of Technology, Nanchang 330013, China

2. School of Earth Sciences and Resources, China University of Geosciences, Beijing 100083, China

3. China Geological Survey, Wuhan Center, Wuhan 430205, China

责任编辑: 蒋实

收稿日期: 2018-12-27 修回日期: 2019-03-14 网络出版日期: 2019-06-20

基金资助:

江西省自然科学基金项目.  20171BAB213026
国家自然科学基金项目.  41602069
江西省教育厅科学技术研究项目.  GJJ150554
放射性地质与勘探技术国防重点学科实验室开放基金项目.  RGET1402

Received: 2018-12-27 Revised: 2019-03-14 Online: 2019-06-20

作者简介 About authors

杨庆坤(1984-),男,讲师,博士,毕业于中国地质大学(北京),主要从事区域成矿学研究工作。Email:197267245@qq.com 。

摘要

赣中大王山钨钼多金属矿床位于钦杭结合带西缘大王山—于山W-U-Sn-Au多金属成矿带,为典型的石英脉型矿床,其赋矿岩体具有多阶段特征。通过LA-ICPMS锆石U-Pb测年技术,得到晚阶段细粒花岗岩成岩年龄为145.1±0.89 Ma,与早阶段形成的中粗粒花岗岩形成时间接近(147.8±1.9 Ma);利用辉钼矿Re-Os同位素测年技术,得到成矿年龄为147.6±1.8 Ma,表明该矿床形成于晚侏罗世,与南岭地区及其周边的燕山期石英脉型钨钼多金属矿床的成岩、成矿时代一致。辉钼矿中Re的含量具有指示成矿物质来源的重要参考价值,大王山钨多金属矿床的辉钼矿中Re含量较低,为2 215×10 ^-9~10 183×10 ^-9,与以钨为主、共生或伴生钼的矿床特征相吻合,指示其成矿物质主要来自于壳源或壳幔混合源,即在160~110 Ma之间,古太平洋板块与欧亚板块之间的主应力作用方向发生转变,促使我国东部岩浆活动频繁,岩浆期后热液与围岩碱交代明显,大量成矿物质被萃取,并在成矿有利部位富集。

关键词： 辉钼矿 ; 同位素测年 ; 成矿年龄 ; 微量元素 ; 大王山

Abstract

The Dawangshan tungsten-molybdenum polymetallic deposit in Jiangxi province is a typical quartz vein type deposit, lies in the Dawangshan-Yudu Cu-Mo-Au-Ag-Pb-Zn ore belt. The ore-bearing rock mass is characterized by multiple stages. According to the LA-ICPMS zircon U-Pb dating technique, the diagenetic age of fine-grained granite in the late stage is 145.1±0.89 Ma, which is close to the formation time of medium-grained granite formed in the early stage (147.8±1.9 Ma). Using the Re-Os isotope dating technique of molybdenite, the metallogenic age was 147.6±1.8 Ma. Indicating that the deposit was formed in the late Jurassic, It is consistent with the diagenesis and mineralization age of Yanshanian quartz vein type tungsten molybdenum polymetallic deposit in Nanling area. Re content of molybdenite has important reference value to indicate the source of mineralization materials. The Dawangshan tungsten-molybdenum polymetallic deposit is related with Yanshanian granites, the Re contents of molybdenite samples is 2 215×10 ^-9~10 183×10 ^-9, It is consistent with the characteristics of tungsten deposit associated molybdenum,which indicates that the ore-forming materials are likely to come from the crust or crust-mantle-derived ones. In combination with metallogenic geological background, the author infers that the Dawangshan deposit is associated with the subduction of the Paleo-Pacificocean plate beneath the Eurasian continent. It is proposed that the ore-forming materials were extracted by alkali metasomatism between the magma and the wall rock and then concentrated in the favourable areas.

Keywords： molybdenite ; isotope dating ; mineralization age ; trace elements ; Dawangshan

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本文引用格式

杨庆坤, 张小亮, 华琛, 于玉帅, 周万蓬. 赣中大王山石英脉型钨钼多金属矿床成岩成矿年代学及其地质意义. 物探与化探[J], 2019, 43(3): 558-567 doi:10.11720/wtyht.2019.1478

YANG Qing-Kun, ZHANG Xiao-Liang, HUA Chen, YU Yu-Shuai, ZHOU Wan-Peng. Petrogenic and metallogenic geochronology and its geological significance of the Dawangshan quartz vein type scheelite-molybdenite polymetallic deposit in central Jiangxi Province. Geophysical and Geochemical Exploration[J], 2019, 43(3): 558-567 doi:10.11720/wtyht.2019.1478

0 引言

赣中宜黄地区大王山钨矿床开采历史悠久,但近年矿区多金属资源储量枯竭严重,“攻深找盲”工作迫在眉睫。通过在该地区进行区域地质调查工作,笔者及其研究团队陆续发现了多个W-Sn-Mo-Cu等多金属矿点,并呈现明显的带状展布特征,由此构成了一条钨多金属矿带,表明该地区具有很好的找矿前景。前人对该地区及其周边燕山期和加里东期花岗岩的岩石地球化学特征研究程度较高,但尚缺少对研究区与成矿方面有关的研究工作。大王山钨矿床赋矿花岗岩为一套高分异的过铝质花岗岩,形成过程中受到了少量幔源物质的混染作用^[1],属于低中温、中高盐度的热液矿床,成矿流体主要为岩浆水,后期经历了与大气水的混合作用和自然冷却过程^[2],成矿流体中富集CO₂和Cl^-。方解石的碳氧同位素显示原始岩浆具有幔源特征,硫化矿的硫同位素指示了硫源与深部岩浆有关^[3]。虽然这些认识都指向大王山钨矿床与赋矿花岗岩有着一定的关系,但是缺少最直接的成矿年代学方面的证据。研究区赋矿花岗岩多阶段侵位特征明显,伟晶岩脉、细晶岩脉等发育,通过对早期的中粗粒碱长花岗岩进行年代学研究,得到其形成于147.8±1.9 Ma^[1],但对研究区岩浆演化各阶段年代学特征等方面的工作并不系统。笔者通过对大王山矿床晚阶段细粒花岗岩开展LA-ICP-MS锆石U-Pb测年以及辉钼矿(脉状石英—黑钨矿—黄铜矿—辉钼矿型矿石)Re-Os测年工作,厘定了矿床的成岩、成矿时限,在此基础上结合前人的研究资料,讨论矿床成矿物质来源和区域动力学背景。

1 区域地质背景和矿床地质

赣中宜黄大王山钨多金属矿床位于江西省中东部,大王山—于山W-U-Sn-Au多金属成矿带的北端,构造上处于扬子板块与华夏板块拼合构造带(钦杭结合带)东南缘,遂川—德兴深断裂和鹰潭—安远深断裂分别从其北西侧和东南侧通过。

区域出露地层相对单一,以青白口纪浅变质岩系为主,该套变质岩为变余细砂岩、板岩、千枚岩等组成的富铁和炭的类复理石建造,部分岩石遭受了不同程度的接触变质。研究区燕山期岩浆侵入—喷发活动强烈,早期以酸性岩浆侵入为主,形成花岗质侵入体,局部可见与加里东期片麻状黑云母花岗岩呈侵入接触关系;中晚期则以火山喷发活动为主,尤以区内西北部的相山火山盆地最为典型(图1)。

图1

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图1 大王山矿床区域构造及矿区地质图

a—矿床大地构造位置图;b—矿床区域地质图;c—矿区地质图

Fig.1 Geotectonic location map and regional geological map of Dawangshan deposit

a—tectonic position of Dawangshan deposit;b—regional geological map of Dawangshan deposit;c—geological sketch map of Dawangshan deposit

矿区内控矿构造以NNE—NE向断裂为主。各组裂隙沿走向均具膨大缩小现象,矿区内呈现出由西南侧向北东侧逐渐收敛→撒开的帚状现象。成矿后区内NWW向断裂构造发育,呈现延伸短、位错小,但较为密集等特点,对矿体开采未造成影响。大王山矿床赋矿岩体主要为燕山早期的中、细粒黑云花岗岩,两者呈现明显的侵入关系(图2a、b)。该矿床为典型的石英脉型矿床,矿体多产于接触带附近的花岗岩内,地表浅变质岩系中略有出露(如大王山附近的圭峰矿点),大矿体多分布在海拔标高650~900 m范围内。矿体多以单(大)脉形式产出,部分呈囊状、网状等形态,在裂隙发育的囊状矿体周边分布着许多网脉状矿体。虽然矿脉形态多样,但彼此之间并无明显的穿插关系,并且整体走向一致(为NNE35°)。矿带宽约40~400 m,在地表呈现西南窄北东宽的帚状趋势(图1b)^[1]。根据野外所观察到的矿体产出形态,可将研究区划分为三期成矿作用,早期以矿囊状为特征,主要以黑钨矿、辉钼矿及石英为主,与围岩无明显的蚀变现象(图2c、d);主成矿期以大脉状赋矿石英脉为主,围岩可见明显的蚀变现在,但是蚀变范围较窄,主要有云英岩化、钾化、硅化以及绿泥石化等(图2f、g、h);成矿晚期可见少部分硫化矿赋存于石英晶洞中(图2e)。

图2

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图2 大王山钨钼多金属矿集区赋矿花岗岩及矿石照片

a—赋矿细粒花岗岩侵入到中粒花岗岩中;b—伟晶岩脉;c—早期钨钼多金属矿囊被后期含矿石英脉切割;d—矿囊;e—后期石英晶洞中的硫化矿;f—黄铁矿-黄铜矿-黑钨矿-辉钼矿共生;g,h—黑钨矿-黄铜矿-辉钼矿(反射单偏光);Mlt—黑钨矿;Ccp—黄铜矿;Py—黄铁矿;Mo—辉钼矿

Fig.2 Photos of the granite and W-Mo polymetallic ore samples in Dawangshan tungsten molybdenum polymetallic ore concentration area

a—ore-bearing fine-grained granite intrudes into medium-grained granite; b—pegmatitic dikes; c—early tungsten molybdenum polymetallic ore capsule was cut by late quartz veins containing ore; d—pocket; e—sulfide ore in late quartz crystal cave; f—pyrite-chalcopyrite-wolframite-molybdenite symbiosis; g,h—wolframite-chalcopyrite-brightness molybdenum ore (reflection of single polarized light); Mlt—wolframite; Ccp—chalcopyrite; Py—pyrite; Mo—molybdenum

2 样品采集及测试方法

本次进行Re-Os同位素测试的6件辉钼矿样品主要采集在大王山矿床探矿坑道中,为大脉状石英脉型黑钨矿+辉钼矿矿石,辉钼矿主要呈鳞片状及团块状。矿脉中可见与辉钼矿共生的白钨矿、黑钨矿、辉钼矿、黄铁矿和黄铜矿等金属矿物。进行锆石LA-ICPMS U-Pb测年所需的1件细粒花岗岩样品采集在地表采石场,样品新鲜,未见蚀变。辉钼矿Re-Os同位素测试工作在国家地质实验测试中心完成,详细的分析原理和测试方法参见文献[4]。花岗岩锆石制靶和阴极发光(CL)图像拍摄(型号Mono CL3+)工作在廊坊市宇恒矿岩技术服务有限公司完成。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年测试工作在南京大学内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室完成,具体的测试分析方法及流程见参考文献[5]、[6]。

3 分析结果

3.1 锆石U-Pb年龄

锆石颗粒多呈自形短柱状,以无色或淡黄色居多,岩浆结晶环带明显(图3),少量锆石边部呈现暗黑色。锆石LA-ICPMS U-Pb同位素测年数据见表1,年龄谐和图见图4。锆石长约89~133 μm,长宽比为2:1~4:1。本次共对24颗锆石颗粒进行测试,其中U含量主要集中在187×10^-6~3 534×10^-6之间,Th含量在94×10^-6~900×10^-6之间。通常,岩浆锆石w(Th)/w(U)比值在0.1~1.0之间,变质锆石w(Th)/w(U)比值<0.1^[7]。通过表1可知,本次所测锆石颗粒w(Th)/w(U)比值主要集中在0.25~0.75之间,U-Pb同位素组成均在误差范围内谐和,²⁰⁶Pb/²³⁸U谐和年龄较集中,²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄分别为145.1±0.89 Ma(MSWD=0.20,95%置信度)。

图3

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图3 大王山矿床赋矿花岗岩锆石阴极发光(CL)²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄(单位:Ma)

Fig.3 Zircon cathodoluminescene(CL) images for the ore-bearing granites from the Dawangshan deposit

图4

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图4 大王山钨钼多金属矿床赋矿花岗岩锆石 U-Pb 谐和曲线

Fig.4 U-Pb concordia diagram of zircons for porphyry from the Dawangshan deposit

表1 大王山矿床细粒花岗岩锆石LA-ICPMS U-Pb同位素分析结果

Table 1 Results of zircon LA-ICP-MS U-Pb ages for ore-bearing granites from the Dawangshan deposit

样号	w(U) /10^-6	w(Th) /10^-6	w(Th) /w(U)	同位素比值								年龄/Ma
样号	w(U) /10^-6	w(Th) /10^-6	w(Th) /w(U)	$\frac{^{207} Pb}{^{206} Pb}$	1σ	$\frac{^{207} Pb}{^{235} U}$	1σ	$\frac{^{206} Pb}{^{238} U}$	1σ	$\frac{^{208} Pb}{^{232} Th}$	1σ	$\frac{^{207} Pb}{^{206} Pb}$	1σ	$\frac{^{207} Pb}{^{235} U}$	1σ	$\frac{^{206} Pb}{^{238} U}$	1σ	$\frac{^{208} Pb}{^{232} Th}$	1σ
DWS17-1-1	863	364	0.42	0.0502	0.00106	0.1575	0.00345	0.0228	0.00030	0.0074	0.00018	204.2	49	148.5	3	145.4	2	149.9	4
DWS17-1-2	1463	506	0.35	0.0485	0.00096	0.1528	0.00314	0.0228	0.00027	0.0080	0.00016	124.2	47	144.4	3	145.6	2	160.3	3
DWS17-1-3	331	192	0.58	0.0487	0.00200	0.1530	0.00637	0.0229	0.00039	0.0077	0.00022	135.2	97	144.6	6	146.1	2	154.6	4
DWS17-1-4	3534	900	0.25	0.0510	0.00128	0.1596	0.00572	0.0228	0.00064	0.0080	0.00025	241.3	58	150.3	5	145.3	4	160.4	5
DWS17-1-5	416	225	0.54	0.0495	0.00163	0.1542	0.00507	0.0227	0.00037	0.0087	0.00028	169.5	77	145.6	4	144.6	2	174.1	6
DWS17-1-6	235	108	0.46	0.0487	0.00163	0.1525	0.00514	0.0228	0.00032	0.0078	0.00022	132.0	79	144.1	5	145.1	2	157.9	4
DWS17-1-7	309	212	0.68	0.0485	0.00145	0.1512	0.00452	0.0227	0.00031	0.0084	0.00023	124.0	70	143.0	4	144.6	2	168.9	5
DWS17-1-8	197	100	0.51	0.0506	0.00155	0.1592	0.00508	0.0228	0.00031	0.0074	0.00027	221.6	71	150.0	4	145.5	2	149.4	5
DWS17-1-9	595	277	0.47	0.0507	0.00189	0.1587	0.00734	0.0228	0.00056	0.0072	0.00042	225.6	86	149.6	6	145.5	4	145.1	8
DWS17-1-10	543	168	0.31	0.0489	0.00148	0.1540	0.00482	0.0229	0.00036	0.0082	0.00026	144.2	71	145.5	4	146.1	2	166.0	5
DWS17-1-11	332	176	0.53	0.0490	0.00225	0.1539	0.00634	0.0230	0.00057	0.0086	0.00027	150.2	108	145.4	6	146.7	4	173.2	5
DWS17-1-12	514	235	0.46	0.0485	0.00091	0.1512	0.00308	0.0226	0.00029	0.0077	0.00015	126.1	44	143.0	3	143.8	2	155.1	3
DWS17-1-13	328	168	0.51	0.0490	0.00137	0.1558	0.00482	0.0229	0.00032	0.0084	0.00020	146.7	66	147.0	4	146.2	2	168.6	4
DWS17-1-14	687	304	0.44	0.0497	0.00129	0.1568	0.00397	0.0230	0.00034	0.0076	0.00018	182.9	61	147.9	3	146.4	2	153.6	4
DWS17-1-15	209	156	0.75	0.0486	0.00198	0.1522	0.00633	0.0229	0.00039	0.0080	0.00027	128.5	96	143.9	6	145.9	2	161.9	5
DWS17-1-16	266	140	0.53	0.0500	0.00165	0.1557	0.00493	0.0228	0.00031	0.0077	0.00020	195.9	77	146.9	4	145.2	2	154.8	4
DWS17-1-17	360	164	0.46	0.0493	0.00154	0.1518	0.00480	0.0224	0.00038	0.0082	0.00026	161.1	73	143.5	4	142.9	2	164.4	5
DWS17-1-18	187	94	0.50	0.0511	0.00231	0.1565	0.00615	0.0227	0.00064	0.0084	0.00037	246.9	104	147.6	5	144.8	4	169.0	7
DWS17-1-19	405	205	0.51	0.0506	0.00177	0.1559	0.00551	0.0224	0.00031	0.0074	0.00024	222.0	81	147.1	5	142.7	2	148.1	5
DWS17-1-20	291	183	0.63	0.0498	0.00182	0.1559	0.00550	0.0229	0.00032	0.0079	0.00022	184.2	85	147.2	5	145.9	2	159.1	4
DWS17-1-21	493	221	0.45	0.0494	0.00141	0.1537	0.00386	0.0228	0.00038	0.0079	0.00022	168.8	67	145.1	3	145.2	2	158.5	4
DWS17-1-22	379	169	0.45	0.0505	0.00156	0.1569	0.00442	0.0228	0.00036	0.0079	0.00025	218.8	72	148.0	4	145.4	2	158.4	5
DWS17-1-23	378	184	0.49	0.0486	0.00152	0.1519	0.00466	0.0228	0.00036	0.0075	0.00025	130.0	74	143.6	4	145.0	2	151.2	5
DWS17-1-24	210	107	0.51	0.0493	0.00202	0.1535	0.00635	0.0227	0.00035	0.0075	0.00027	160.7	96	145.0	6	144.6	2	151.1	5

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3.2 辉钼矿Re-Os年龄

表2为大王山矿床辉钼矿Re-Os同位素测试结果,其中¹⁸⁷Re含量为1 392×10^-9~6 400×10^-9,平均为3 682×10^-9;¹⁸⁷Os含量为3.45×10^-9~15.92×10^-9,平均为9.08×10^-9。¹⁸⁷Re和¹⁸⁷Os的含量变化较为协调,模式年龄为145.3~148.5 Ma之间,加权平均值为147.6±1.8 Ma (MSWD=0.33)。通过ISOPLOT软件获得其等时线年龄为148.0±2.6 Ma(图5),二者在误差范围内一致。研究区主成矿阶段石英大脉中的辉钼矿与黑钨矿、白钨矿等多金属共生,属同一成矿阶段。因此,辉钼矿Re-Os同位素年龄应该属于大王山钨多金属矿床的成矿年龄。

表2 大王山钨钼多金属矿床中辉钼矿Re-Os同位素数据

Table 2 Re-Os isotopic data for molybdenite from the Dawangshan deposit

样品号	w(Re)/10^-9		w(Os)/10^-9		w(¹⁸⁷Re)/10^-9		w(¹⁸⁷Os)/10^-9		模式年龄/Ma
样品号	测定值	不确定度	测定值	不确定度	测定值	不确定度	测定值	不确定度	测定值	不确定度
DWS17-2-1	2215	18	0.0286	0.0122	1392	11	3.45	0.02	148.5	2.1
DWS17-2-2	7003	54	0.0003	0.0159	4401	34	10.82	0.08	147.4	2.1
DWS17-2-3	6534	65	0.0003	0.0283	4107	41	10.11	0.07	147.6	2.3
DWS17-2-4	6290	55	0.0003	0.0220	3953	35	9.72	0.07	147.4	2.2
DWS17-2-5	10183	86	0.0003	0.0442	6400	54	15.92	0.11	149.1	2.2
DWS17-2-6	2927	27	0.0001	0.0251	1840	17	4.46	0.03	145.3	2.3

注:模式年龄t=(1/π)×ln(1+¹⁸⁷Os/¹⁸⁷Re) ,其中衰变常数λ(¹⁸⁷Re)=1.666×1 $0 - 11 [8]$ ;测试仪器为TJAX系列电感耦合等离子体质谱仪, 测试单位为国家地质实验测试中心

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图5

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图5 大王山钨多金属矿床辉钼矿Re-Os同位素等时线和模式年龄加权平均值

Fig.5 Isochron diagram and model age weighted diagram of Re-Os isotope for molybdenite form the Dawangshan deposit

4 讨论

4.1 矿床成岩成矿时代

研究区赋矿花岗岩具有明显的多阶段特征,早阶段以中粗粒为主,形成于147.8±1.9 Ma^[1],晚阶段以细粒花岗岩为主,形成于145.1±0.89 Ma。大王山钨钼多金属矿床辉钼矿Re-Os年龄为147.6±1.8 Ma,略早于细粒花岗岩的锆石LA-ICMMS 锆石U-Pb年龄,这种现象在诸多岩浆后期热液型金属矿床中均有发现^[9]。本次测试的成矿年龄在成岩年龄的形成时间范围内,说明两者年龄在误差范围内一致,时间接近。早期成矿作用中可见含钨钼多金属的矿囊,与围岩无明显的蚀变现象,亦指示了成岩、成矿年龄在形成时间上的接近。

通过表3可以看出,大王山钨钼多金属矿的成岩成矿时代与南岭地区及其周边的燕山期石英脉型钨钼多金属矿床时代一致,说明研究区成岩成矿的大地构造背景可能与南岭地区及其周边地区类似。

表3 南岭东段及赣中地区部分石英脉型钨多金属矿床辉钼矿及其相关花岗岩体成矿—成岩时限

Table 3 The metallogenic and diagenetic ages of molybdenites and the granite from several quartz vein tungsten deposits in eastern Nanling and central Jiangxi

产地	矿床名称	成因类型(岩体名称)	成矿(成岩)年龄值/Ma	测年方法	数据来源
赣南	淘锡坑	石英脉型中粒似斑状黑云母花岗岩	154.4±3.8 158.7±3.9、157.6±3.5	Re-Os SHRIMP	陈郑辉等^[10] 郭春丽等^[11]
赣南	摇篮寨	石英脉型	155.8±2.8	Re-Os	丰成友等^[12]
赣南	樟斗	石英脉型	149.1±7.1	Re-Os	丰成友等^[12]
赣南	茅坪	石英脉型	158.2~141.4	Re-Os	曾载淋等^[13]
赣南	牛岭	石英脉型	154.9±4.1	Re-Os	丰成友等^[12]
赣南	木梓园	石英脉型中细粒含黑云母花岗岩	151.1±8.5 153.3±1.9	Re-Os 单颗粒锆石U-Pb	张文兰等^[14] 张文兰等^[14]
粤北	师姑山	石英脉型	154.2±2.7	Re-Os	付建明等^[15]
粤北	石人嶂	石英脉型	159.1±2.2	Re-Os	付建明等^[15]
粤北	红岭	石英脉型	159.1±1.5	Re-Os	王小飞等^[16]
闽西	行洛坑	石英脉型	156.3±4.8	Re-Os	张家菁等^[17]
赣中	浒坑	石英脉型	149.1±2.0~150.7±3.7	Re-Os	Liu et al^[18]
赣中	下桐岭	石英脉型	152±3.3	Re-Os	李光来等^[19]
赣中	麻鸡嶂	石英脉型碱长花岗岩	161.3~157.1 152.5±1.3	Re-Os LA-ICPMS	宋凯林等^[20] 石连成等^[21]
赣中	大王山	细粒碱长花岗岩石英脉型	145.1±0.89 147.6±1.8	LA-ICPMS Re-Os	本文本文

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4.2 辉钼矿中Re含量及其地质意义

目前,Re-Os同位素测年技术是直接测定金属矿床矿化年龄最为成熟的技术手段^[22],而且通过辉钼矿中微量元素Re的含量亦可以示踪成矿物质来源,进而指示金属元素富集成矿作用过程中不同来源物质的混入情况^[23]。

胡受奚等^[24]通过对我国含钼热液型多金属矿床研究发现,钼矿床中辉钼矿Re含量多低于铜矿床,在10×10^-6~29×10^-6之间。而钨矿中辉钼矿Re含量普遍偏低,可能是Re和Mo跟与其共生的黑钨矿中W的物理化学性质具有显著差异有关^[25],钨矿中辉钼矿Re的含量主要集中在4×10^-9~103 965×10^-9之间^[26]。部分学者在对与花岗岩有关的钼多金属矿床中的辉钼矿开展Re-Os同位素测试时发现:Re含量主要在10×10^-6~1 000×10^-6之间的辉钼矿,其成矿物质多来源于地幔^[27];约为(n×10)×10^-6的辉钼矿,其成矿物质具有壳幔混合特征^[28];在1×10^-6~n×10^-6之间,甚至更低的辉钼矿,其成矿物质多以壳源为主^[29]。Mao等^[30]通过对比我国各类型钼矿床中辉钼矿Re含量的变化特征,发现成矿物质的来源从幔源→壳幔混合源→壳源,对应着辉钼矿中Re含量具有(n×10^-4)→(n×10^-5)→(n×10^-6)的变化规律,即呈10倍的数量级下降,并认为辉钼矿中Re的含量具有指示成矿物质来源的重要参考价值。

大王山钨钼多金属矿床中辉钼矿Re的含量为2 215×10^-9~10 183×10^-9,与以钨为主、共生或伴生钼的矿床特征相吻合。结合上述说明可以推测,研究区成矿物质应以壳源为主,同时又有一定的幔源物质加入。

4.3 成矿大地构造背景

任纪舜等^[31]和耿树方等^[32]认为我国东部地球动力背景在燕山期发生了转换。在170~155 Ma之间,我国东部SN向主应力场结束。之后,可能由于古太平洋板块向欧亚板块的俯冲作用,导致我国东部地球动力背景发生了调整,直到135 Ma左右主应力场转变为近EW向^[33]。而我国东部大规模的成矿作用时间主要发生在160~110 Ma之间^[34],恰好位于我国东部主应力场转向的过渡阶段。大王山钨多金属矿床成矿时限恰好处于两大动力学体系转换的调整期^[35]——燕山期,我国华南地区发生了大规模的岩石圈伸展—减薄事件^[36],形成了大量的陆壳重熔型花岗质岩浆,并有一定的幔源物质参与^[37]。大规模的岩浆活动促使地壳深部有用元素的重新聚集,在岩浆期后形成了大量的气液和挥发份,并与赋矿围岩发生大面积碱质交代作用。碱交代现象(研究区赋矿围岩云英岩化和钾长石化明显)在华南地区中生代铀、钨、钼、铜、锂、铍等金属矿床中多有出现,碱交代作用可以促进成矿流体与围岩中元素置换,是萃取成矿物质的重要机制^[38],并随着成矿流体在有利部位富集成矿。

5 结论

通过对大王山钨钼多金属矿床赋矿晚阶段细粒花岗岩LA-ICPMS 锆石U-Pb测年及辉钼矿Re-Os同位素年龄、辉钼矿中Re含量的研究,得出以下结论:

1) 大王山矿床赋矿花岗岩多阶段特征明显,早阶段形成于147.8±1.9 Ma,晚阶段形成于145.1±0.89 Ma,成矿时代分别为147.6±1.8 Ma,成岩与成矿形成时间在误差范围内一致,均为晚侏罗世。

2) 大王山矿区中辉钼矿的Re含量为2 215×10^-9~10 183×10^-9,与以钨为主、共生或伴生钼的矿床特征相吻合,其成矿物质主要来源于地壳,并有少量幔源物质加入。

3) 大王山钨多金属矿床形成于中生代我国东部SN向与EW向主应力场转向的过渡阶段。碱交代现象在矿化围岩中明显,是萃取成矿物质的重要机制。

The authors have declared that no competing interests exist.

作者已声明无竞争性利益关系。

参考文献

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文献年度倒序

文中引用次数倒序

被引期刊影响因子

[1]

杨庆坤, 郭福生, 于玉帅 , 等.

赣中大王山钨多金属矿床中碱长花岗岩成因:来自LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学、岩石地球化学的制约

[J]. 高校地质学报, 2018,24(12):856-871.

[本文引用: 4]

Yang Q

, Guo F

, Yu Y

, et al.

Genesis of alkali-feldspar granite at Dawangshan tungsten polymetallic ore concentration area in central Jiangxi Province: Constraints from LA-ICP-MS zircon U-Pb chronology and geochemistry

[J]. Geological Journal of China Universites, 2018,24(12):856-871.

[本文引用: 4]

[2]

杨庆坤, 宣璞琰, 张小亮 .

赣中大王山钨多金属矿床流体包裹体及H-O-S同位素特征

[J]. 地质科学, 2017,52(4):1282-1296.