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中国钨矿资源十分丰富,江西赣南地区被誉为“世界钨都”(陈骏等,2014;秦拯纬等,2022),新世纪以来在赣北地区又先后发现了朱溪、大湖塘等多个超大型钨矿床(丰成友等,2012;陈国华等,2015)。福建省处于南岭成矿带和武夷山成矿带的东部,具有较好的钨成矿远景,但迄今仅发现和探明了宁化行洛坑超大型钨矿、上房大型钨矿(蔡元来, 1984;张家菁等,2008;陈润生等,2012),其余均为中小型钨矿床,且矿床数量少(图1a),钨矿勘查和研究还有很大的提升空间。在2023年新一轮找矿战略行动中,福建省196地质大队在将乐县万安镇幅1∶50 000矿产地质调查中,通过异常检查、地表槽探揭露及钻探,发现了将乐县解放桥矽卡岩型-石英脉型钨矿(图1a),地表圈定了5个主要工业钨矿(化)体,其中Ⅰ、Ⅱ号为矽卡岩型白钨矿体,其余为石英脉型白钨矿体,初步估算资源量达到大型。为了研究解放桥钨矿的成矿物质来源和成矿时代,更好地指导找矿工作,在矿床地质调查的基础上,对白钨矿化石英脉中的石英开展了H、O同位素分析,对矿化石英脉中的部分黄铁矿、闪锌矿、磁黄铁矿开展了S同位素分析,并对矿区主要花岗岩的锆石、矽卡岩中的石榴子石,开展了LA-ICP-MS原位的U-Pb测年。
1 区域地质背景将乐县解放桥钨矿位于武夷山成矿带东缘,属于华夏陆块的闽西北隆起带(图1a)。该区经历了基底形成与新元古代的裂解、古生代与扬子地块的拼接、晚中生代西太平洋活动大陆边缘等复杂的地质演化过程(陈润生等,2012)。
区域地层主要出露前寒武纪变质岩和寒武系浅变质岩、石炭系—二叠系碳酸盐岩和少量中生代碎屑沉积岩。前寒武纪变质岩,包括万全群下峰岩组和西溪组2个地层单位,主要由一套低级-中级变质的变粒岩、片岩组成。寒武系浅变质岩仅出露下中寒武统林田组,岩性以变质杂砂岩、千枚岩为主。石炭系—二叠系岩性以灰岩为主夹砂砾岩。中生代沉积岩系仅零星出露下三叠统溪口组海相细碎屑岩和下侏罗统梨山组陆相砂泥质岩夹煤线沉积(福建省地质调查研究院,2016)。
区域发育奥陶纪—志留纪和晚中生代花岗岩。奥陶纪—志留纪花岗岩分布于泰宁至浦城一带,以铝质钙碱性系列侵入岩为主。晚中生代花岗岩分布区域较广,包括了晚侏罗世和早白垩世岩浆侵入活动(福建省地质调查研究院,2016)。
区域构造以断裂为主,褶皱不发育。区域断裂中以NE向、NNE向断裂最发育,近NW向断裂其次,此外,还发育一组由NW向SE的逆冲断层系。
解放桥钨矿位于近SN向的新路口-肖公亭-八里桥次级钨成矿带上。矿区北部分布有八里桥铅锌矿床(刘成俊,2011),矿区外分布有新路口、肖公亭石英脉型钨矿床(滕传耀,2021)。
2 矿床地质特征2.1 矿区地层与岩浆活动解放桥矿区出露的地层为新元古界下峰岩组、西溪组和下中寒武统林田组。下峰岩组主要为变粒岩为主夹片岩;西溪组岩性为变粒岩、片岩;而林田组岩性则以变质砂岩居多,矿区林田组中夹2层大理岩透镜体,是矽卡岩型钨矿的主要赋矿层位。矿区外围分布少量下侏罗统梨山组细碎屑岩和上石炭统经畲组的灰岩。矿区下峰岩组、西溪组、林田组地层片理总体呈NE走向,倾向NW,倾角缓-陡,产状变化较大。
矿区晚中生代岩浆活动强,根据地表地质填图和钻孔揭露,矿区晚中生代发育2期岩浆活动:早期岩浆活动以大面积分布的正长花岗岩和零星分布的二长花岗岩、花岗斑岩为主(图1b、图2a~f),晚期岩浆活动以零星分布的花岗斑岩和闪长斑岩为主。在早期岩浆活动中,正长花岗岩分布于矿区东南部,面积约为80 km2,称为九仙山正长花岗岩体(图1b),矿区内还分布多条正长花岗岩脉,在ZK100-1钻孔552.9 m揭露到该岩脉,岩体中见辉钼矿化石英脉,接触带未见矽卡岩,发育约1 m的绿泥石化带,表明其为成矿前岩体。在ZK108-1钻孔108 m揭露到中细粒二长花岗岩,岩体中见辉钼矿化,接触带未见矽卡岩,发育约1.2 m的绿泥石化带,表明其亦为成矿前岩体。在107、111勘探线中部,地表地质填图发现了2条花岗斑岩脉,其中在111勘探线中部发现的花岗斑岩脉接触带见到2~3 m的白钨矿化矽卡岩,推测该花岗斑岩为成矿岩体。早期岩浆活动岩石学特征见图2a~f,其时代区域对比为晚侏罗世。晚期岩浆活动发生于成矿后,包括2种岩石类型,一种为中细粒正长花岗岩脉,宽度100~200 m,分布于矿区外的西南部;另一种为闪长斑岩、辉绿岩脉,见于ZK100-1、ZK115-1等钻孔中,宽度数米至十余米,经区域对比其时代为早白垩世。
2.2 矿区构造与围岩蚀变矿区褶皱不发育,主要发育NE向、NNE向、NW向断裂(图1b),NE向的F1、F2和F8为矿区的逆冲推覆断层,断层面倾向NW,自北西向南东方向逆冲,其中,矽卡岩型白钨矿仅分布于F1、F2之间;NE向的F3~F6为逆断层,断层面主要倾向NW,倾角较陡,断层带规模小到中等,F3~F6断层分别控制了Ⅲ~Ⅵ号白钨矿化石英脉分布(图1b);此外,还有一组NW走向的断层系,其错断了部分NE向、NNE向断层,显示其为成矿后活动断裂的特征。
解放桥钨矿区围岩蚀变有矽卡岩化、绿泥石-绿帘石化、钾长石化、硅化、碳酸盐化等。
矽卡岩化:发育于早(干)矽卡岩阶段,分布于花岗斑岩接触带或数百米范围内,按产状分为层状矽卡岩和脉状矽卡岩。层状矽卡岩分布于寒武系林田组透镜状大理岩中,位于F2断层上盘,主要发育于中酸性侵入体数百米范围内,矽卡岩矿物主要有石榴子石、硅灰岩和透辉石,石榴子石无环带构造或仅在边缘具窄的环带构造。脉状矽卡岩分布新元古界下峰岩组中,位于F2断层下盘,一般沿裂隙分布,由钙铝石榴子石或锰铝石榴子石等构成,石榴子石一般发育环带构造(图2h)。
绿泥石绿帘石化:发育于晚(湿)矽卡岩阶段,一般叠加于石榴子石矽卡岩、辉石矽卡岩上,以发育绿泥石、绿帘石、透闪石为特征,在正长花岗岩接触带也见有少量绿泥石化发育。
钾长石化:发育于矽卡岩化末期,呈数厘米宽、数米长的脉体,蚀变矿物以微斜长石为主,局部出现微斜长石的蓝绿色变种——天河石,并含少量辉钼矿、黄铁矿、石英、萤石矿物。
硅化:分布于岩体接触带或沿构造裂隙面分布(图3a、b),发育规模不一的石英大脉-细脉,伴生黄铁矿、磁黄铁矿、辉钼矿、闪锌矿和方铅矿化等金属矿物,偶见绢云母,与钨矿化的关系密切。
碳酸盐化:形成于成矿末期,以细脉状方解石为主,一般无钨矿化;该阶段还可见晶洞石英或梳状石英发育。碳酸盐化矿物组合以石英、方解石、绿泥石为主。
2.3 成矿期次划分解放桥钨矿的矿石矿物主要为白钨矿(图3c~l),偶见黑钨矿。脉石矿物包括矽卡岩矿物、热液蚀变矿物和一些硫化物,重要的硫化物有黄铁矿、磁黄铁矿、磁铁矿、辉钼矿、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿等(图4a~c)。
根据对矿物组合、穿插、切割等关系(图4b~j),将解放桥钨矿成矿期次划分为矽卡岩成矿期和石英-硫化物成矿期,并分为5个阶段(表1)。
早期矽卡岩阶段:层状矽卡岩中大量发育石榴子石,少量发育辉石,局部发育有硅灰石;脉状矽卡岩中主要发育石榴子石,少量发育辉石。该阶段无钨矿化。
晚期矽卡岩阶段:叠加于层状矽卡岩之上,退变质形成透闪石、阳起石、绿泥石、绿帘石,发育少量的正长石、萤石及磁铁矿、白钨矿。白钨矿呈微细粒星散状(图3c、d),粒径一般0.1~0.2 mm,w(WO3)为0.13%~1.77%,形成似层状的钨矿(化)体,如果后期叠加硅化后WO3含量有所升高(图3e、f),是矿区矽卡岩成矿主要阶段。
氧化物阶段:以发育数厘米的微斜长石脉为特征,微斜长石呈粗粒结构,在ZK100-1钻孔微斜长石呈蓝绿色变种——天河石,并含少量辉钼矿、黄铁矿、石英、萤石矿物,未见钨矿化。
石英硫化物阶段:形成细脉-中大脉含硫化物的白钨矿化石英脉,石英脉宽2~200 cm,以石英和硫化物矿物为特征,硫化物矿物主要有黄铁矿、磁黄铁矿、辉钼矿、黄铜矿、闪锌矿(图4a~e),偶见方铅矿,发育白钨矿,偶见黑钨矿,是石英脉型钨矿的主要的成矿阶段。局部见含闪锌矿的石英脉切割含黄铁矿的石英脉(图4i)。白钨矿一般呈团块状、细粒状集合体(图3g、h、k、l),长径最大可达20 mm,一般1~5 mm,WO3含量一般较高,品位变化大,变化范围0.09%~3.74%。仅在ZK100-1钻孔26.6~26.7 m处的石英黄铁矿脉中见少量黑钨矿分布。
石英碳酸盐阶段:早期形成细脉状较纯净的石英脉,一般无硫化物分布,见较弱的白钨矿化。白钨矿粒度较细,多呈他形结构,粒度约0.2~2.0 mm,WO3品位低,无工业矿体;晚期则以发育方解石细脉或晶洞、梳状石英为特点,无钨矿化。
2.4 矿体特征解放桥白钨矿(化)体包括矽卡岩型和石英脉型2种,其中石英脉型白钨矿体又分为石英大脉型矿体和石英细脉型矿体2种类型。经过2023~2024年普查工作,初步查明解放桥钨矿床的空间分布特征:在F2逆冲断层上盘的寒武系林田组中分布矽卡岩钨矿体,下盘的新元古界下峰岩组中分布石英脉型钨矿体(图1c)。从图1b的矿区地质图上可以看出,矽卡岩型钨矿体包括Ⅰ、Ⅰ-1、Ⅱ矿体,其受林田组大理岩透镜体控制,其中Ⅰ矿体中部为大理岩夹石。在ZK115-1钻孔中47.5~65.6 m(Ⅰ-1矿体)、68.0~77.3 m与80.2~111.0 m(Ⅰ矿体,77.3~80.2 m为大理岩夹石)、155.2~160.7 m(Ⅱ矿体)揭露了3层矽卡岩型白钨矿体;此外,矽卡岩矿体之下的逆冲推覆断层下盘钻孔揭露了2个石英细脉型白钨矿体和1个石英大脉型白钨矿体(Ⅳ矿体)(图1c)。
石英脉型钨矿(化)体主要发育于石英细脉-大脉中,一般由石英大脉或石英细脉密集带组成。白钨矿化石英脉一般发育较多的硫化物,脉体倾角较陡,硫化物含量高的白钨矿化石英脉WO3含量较高,而石英碳酸盐阶段的不含硫化物细脉状的白钨矿化石英脉,一般WO3含量较低,在碳酸盐脉、晶洞与梳状石英中无钨矿化。矿区石英脉型钨矿(化)体包括NE向和NNE向2组:地表NE向钨矿(化)体组有4条,包括Ⅲ~Ⅵ号白钨矿(化)体,受NE向断裂控制,形成石英大脉型白钨矿体,在钻孔中揭露了数十条隐伏石英细脉型白钨矿体,矿体空间分布具有上部为似层状矽卡岩型矿体、下部为石英脉型矿体的“上层下脉”特征。矿区主要工业钨矿体特征见表2。
3 样品及分析方法解放桥钨矿区H、O、S同位素分析的样品除203-1采自探槽外,其余样品均采自钻孔中的岩芯。用于LA-ICP-MS原位U-Pb测年的样品,2件花岗岩样品采自地表,W008正长花岗岩采于矿区东南部,1004花岗斑岩采自111勘探线中北部,1件石榴子石样品采自钻孔的岩芯。样品详细采样位置或工程信息见图1b和表3。
3.1 H、O、S同位素分析H、O、S同位素测试由核工业北京地质研究所分析测试研究中心进行。H同位素利用爆裂法收集包裹体中的水,通入N2气在900℃条件下与Zn反应转化为氢气,然后在MAT253型同位素质谱仪上进行检测。O同位素用BrF5法测定,石英与BrF5在真空条件下化学反应得到O2,然后再与石墨反应得到CO2,最后使用Delta v damage气体的同位素质谱计开展检测。H、O的同位素分析结果用V-SMOW标准表达,精度优于±2‰。
S同位素分析方法是用Cu2O作为氧化剂,与试样混合后进行反应得到SO2,并冷冻收集,然后再使用Delta v plus气体同位素质谱计进行了测量,结果用δ34S采用V-CDT标准表示,精度高于±0.2‰。
3.2 LA-ICP-MS锆石U-Pb测年样品首先在河北廊坊宇能矿岩分选有限公司进行破碎至40~60目,经过重磁分离选出锆石、石榴子石单矿物;然后将样品送至武汉上谱分析科技有限公司制靶、抛光、镀金,在显微镜下利用透射光、反射光照像,然后对锆石进行阴极发光(CL)照相、石榴子石进行背散射(BSE)照像,再标定测试位置。
测年使用了Agilent7300安捷伦电感耦合等离子体质谱仪,并配套激光剥蚀装置,锆石激光束斑大小为32μm,石榴子石激光束斑大小为44μm。检测结果使用ICP-MS-DATACAL10.8软件系统实现数据离线分析(Liu et al.,2010),年龄计算和作图使用Isotope软件系统。
4 分析测试结果4.1 H、O、S同位素分析结果解放桥矿区6件石英的H、O同位素分析结果见表4和图5,δD值范围-72.9‰~-56.4‰,平均为-63.8‰(n=6),δ18OV-SMOW值范围8.5‰~12.4‰,平均11.3‰(n=6)。δ18OH2O值根据分馏方程:1000lnα石英-水=3.38×106T-2-3.40(Clayton et al.,1972),结合本次研究实测各样品流体包裹体均一温度平均值(另文发表),通过计算获得成矿流体的δ18OH2O值为-3.2‰~2.5‰(表4)。
解放桥钨矿区8件金属硫化物硫同位素分析结果见表5,δ34S值介于2.1‰~2.9‰,平均值为2.65‰,极差为0.8‰,变化范围极窄。其中,5件黄铁矿的δ34S值范围2.5‰~2.8‰,平均值为2.7‰;2件闪锌矿δ34S值为2.7‰、2.9‰;1件磁黄铁矿的δ34S值为2.1‰。
4.2 锆石U-Pb测年结果用于U-Pb测年的解放桥钨矿区正长花岗岩、花岗斑岩和石榴子石矽卡岩特征见图2,锆石(样号W008、1004)、石榴子石(样号ZK100-13)U-Pb测年结果见表6、7。
解放桥钨矿区正长花岗岩的锆石(样号W008)CL图像(图6a)显示,锆石呈自形短柱状-长柱状,发育震荡环带构造,锆石Th/ U比值为0.37~1.62,显示为岩浆成因的锆石(Belousova et al., 2002; Wu et al., 2004)。17个有效的锆石测试结果见表6和图7a,锆石206Pb/238U年龄介于(151.1±1.5)Ma~(159.2±2.1)Ma,获得加权平均年龄为(153.4±1.2)Ma。
解放桥钨矿区花岗斑岩的锆石(样号1004)CL图像(图6b)显示,锆石粒度较小,呈自形短柱状-长柱状,发育震荡环带构造,锆石Th/ U比值为0.26~0.89,显示为岩浆成因的锆石(Belousova et al., 2002; Wu et al., 2004)。16个有效的锆石测试结果见表6和图7b,锆石206Pb/238U年龄介于(143.9±1.2)Ma~(157.4±2.0)Ma,获得加权平均年龄为(149.8±2.2)Ma。
解放桥钨矿区石榴子石(样号ZK100-13)的显微镜下和BSE图像(图6c)显示,石榴子石颗粒较粗,镜下所见均为石榴子石晶体碎片,正交偏光下可见环带构造,BSE图像中环带构造不清晰,包裹体和裂纹较发育。本次分析对20颗石榴子石单矿物进行了36个测点分析,测试结果见表7。通过LA-ICP-MS石榴子石单矿物U-Pb测定,石榴子石w(Th)为0.39×10-6~1.62×10-6,w(U)为6.94×10-6~22.50×10-6,Th/ U比值为0.03~0.09。207Pb/206Pb比值介于0.0614~0.8246,而206Pb/238U比值则介于0.0260~0.4241,对所有36个分析数据通过T-W反谐和图法校正(Yuan et al., 2008;Tang et al.,2021),并使用Isotope软件计算和作图,获得石榴子石T-W下交点位置的年龄为(150.4±5.3)Ma(MSWD=1.5,n=36)(图7c)。
5 讨 论5.1 硫的来源矿床的硫同位素值和成矿热液的总硫值(δ34S∑)存在一些差异,不能直接用矿床中的硫同位素的平均值代表成矿热液的总硫值(δ34S∑),其与热液系统的fO2、fS、pH、Eh等有关(Ohmoto,1972;Peterson et al.,2014;Rye et al.,1974; Song et al., 2019)。在矿物组成比较简单的还原状态热液系统中,其硫化物矿物的δ34S平均值大致可近似地代表热液系统中的总硫值(δ34S∑)(Xue et al., 2007)。解放桥钨矿区硫化物以黄铁矿、磁黄铁矿、闪锌矿、黄铜矿等为主,没有石膏等硫酸盐矿物,矿物组合较简单,热液处于还原环境,虽然在ZK112钻孔同一石英脉中共生的硫化物中的δ34S磁黄铁矿(2.1‰)<δ34S闪锌矿(2.7‰)<δ34S黄铁矿(2.8‰),与S同位素平衡时δ34S闪锌矿<δ34S磁黄铁矿<δ34S黄铁矿的矿物δ34S次序不相符(Ohmoto et al.,1972),表明解放桥钨矿区热液系统中S同位素并未达到平衡,暗示水岩反应比较强烈,但矿区硫化物的δ34S值变动幅度很小(0.8‰),其平均值可代表成矿热液的总硫值(δ34S∑)。
S同位素主要有3个储库:幔源硫,其δ34S=0±3‰范围(Ohmoto, 1986;Ohmoto et al., 1997);海水硫,其δ34S=20‰范围(Rollinson, 1993);沉积硫,其δ34S为负值(Rollinson, 1993)。解放桥钨矿区δ34S值范围2.1‰~2.9‰,平均值为2.65‰,变化范围极窄,显示为单一硫源,并落入岩浆硫δ34S=0±3‰范围(Ohmoto, 1986;Ohmoto et al., 1997),表明解放桥钨矿床硫来源于岩浆,具有幔源硫特征,暗示成矿物质来源于岩浆流体。
5.2 成矿流体来源H、O同位素含量及组成是成矿流体的指纹,可以利用成矿热液的H、O同位素组成说明成矿流体的起源和特性(Coplen et al., 1983; Redmond et al., 2004; Zhou et al., 2018)。解放桥石英脉型钨矿脉中石英样品的H、O同位素分析结果显示,成矿流体的δD值范围介于-72.9‰~-56.4‰,属于典型的原生岩浆水分布区间(-80‰~-50‰)(Taylor,1978);δ18OH2O值介于-3.2‰~2.5‰,5件石英硫化物成阶段(早期)的δ18OH2O值介于0.5‰~2.5‰,1件石英碳酸盐成矿阶段(晚期)的δ18OH2O值为-3.2‰,其均处于雨水线和岩浆水过渡区间,在石英硫化物成矿期由早到晚δ18OH2O值总体呈降低趋势。在δD-δ18OH2O图解(图5)中,H、O同位素落在原生岩浆水与雨水线过渡区,而相对于原生岩浆水的δ18OH2O值减少了,说明外界大气水的加入降低了成矿流体的δ18OH2O值,但δD值改变不大,且在成矿晚期的δ18OH2O值比成矿早期的δ18OH2O值更靠近雨水线,暗示成矿流体由岩浆热液演化而来,并有大气降水的逐步加入,导致δ18OH2O值向雨水线漂移。虽然本次研究未采集矽卡岩矿体的H、O同位素分析样品,但矿区S同位素具有岩浆的S同位素组成特征(表5),也佐证了解放桥钨矿床成矿流体来源于岩浆热液。在图8中石英样品同位素组成显示,随着温度降低氧同位素值没有升高,暗示其不符合流体沸腾和冷却的流体演化模式,而是表现为随着温度降低氧同位素值也是降低的特征,符合成矿流体以岩浆水和大气水混合模型(Malsuhisa,1986; Matsuhisa et al., 1979;聂利青等,2019)。因此,解放桥石英脉型钨矿成矿流体起源于岩浆流体,在成矿过程中并有大气降水的加入。
5.3 成岩成矿时代解放桥钨矿发育的石榴子石矽卡岩,其形成与花岗斑岩的侵入有关。为了约束解放桥钨矿的花岗斑岩结晶成岩和钨矿的形成时代,对九仙山正长花岗岩、花岗斑岩的锆石和矽卡岩中的石榴子石进行了U-Pb测年,获得九仙山正长花岗岩锆石206Pb/238U加权平均年龄为(153.4±1.2)Ma,其可代表九仙山正长花岗岩冷却结晶的成岩年龄;同时,获得接触带发育有白钨矿化矽卡岩的花岗斑岩的锆石206Pb/238U加权平均年龄为(149.8±2.2)Ma,表明与钨矿成矿有关花岗岩的成岩时代为晚侏罗世末期。
通过矽卡岩中石榴子石单矿物的U-Pb测年,获得T-W下交点年龄为(150.4±5.3)Ma,其可代表解放桥钨矿区早矽卡岩阶段的蚀变年龄,而钨矿化形成于晚矽卡岩阶段-石英硫化物阶段,因此,石榴子石U-Pb年龄可代表解放桥钨矿矽卡岩-石英脉型钨矿成矿年龄的下限。花岗斑岩的锆石和矽卡岩中的石榴子石U-Pb年龄在误差范围内的一致性,表明矿区花岗斑岩与解放桥钨矿形成具有密切的成因联系。
许多研究者对南岭、赣北、安徽、湖南、广西等地的燕山期钨矿的成矿时代进行了较深入的研究(李红艳等,1996;邹先武等,2009;丰成友等,2011;聂利青等,2016;于全等,2018),并进行了总结(谢桂青等,2006;毛景文等,2004;2007;2008;华仁民等,2010;将少涌等,2020;倪培等,2023;戴盼等,2023),研究认为华南燕山期钨矿主要形成于150~170 Ma和80~140 Ma两个阶段。前人对福建境内的钨矿床成矿年代进行了卓有成效的研究,对福建行洛坑特大型钨矿床得到142~156 Ma成矿年龄(张家菁等,2008;张清清等,2020;陈伯林等,2024);在上房的大型钨矿中得到156.5~158.0 Ma成矿年龄(陈润生等,2013)。通过对燕山期钨矿成矿时代的对比,解放桥钨矿的成矿时代在误差范围内与福建境内的行洛坑钨矿、上房钨矿成矿时代一致,表明解放桥钨矿与华南地区区域钨成矿时代具有同步性。晚侏罗世,受古太平洋板块向欧亚板块的俯冲作用,在北东-南西向挤压应力作用下,形成了中国东部广泛发育的NE向、NNE向断裂系(李建华等,2024),该断裂系为晚中生代热液成矿的主要控矿构造,解放桥钨矿区石英大脉型矿体主要受该断裂系控制,而石英细脉型白钨矿体主要受岩体气液作用形成的陡立裂隙控制。解放桥钨矿与华南中生代大规模成矿作用和大地构造背景与动力学环境密切相关(陈柏林等,2024)。
6 结 论通过对闽西北地区解放桥钨矿进行H、O、S同位素分析和锆石、石榴子石U-Pb测年,得出以下结论:
(1) 解放桥石英脉型钨矿石英单矿物的δD值介于-72.9‰~-56.4‰,属于典型的岩浆水区域,δ18OH2O值在-3.2‰~2.5‰区间,介于岩浆水与雨水线之间,表明成矿流体起源于岩浆流体,在成矿过程中又有大气降水的加入,导致H、O同位素向雨水线漂移。
(2) 解放桥钨矿的黄铁矿、磁黄铁矿、闪锌矿单矿物的δ34S值介于2.1‰~2.9‰(n=8),属于幔源硫,硫来源于岩浆,且δ34S值有很小的变化范围,表明其为单一的硫源。
(3) 与解放桥钨矿成矿相关的花岗斑岩成岩年龄为(149.8±2.2)Ma,早矽卡岩阶段的石榴石蚀变年龄为(150.4±5.3)Ma,表明解放桥钨矿床成岩成矿时代为晚侏罗世末期,属于华南燕山期钨矿成矿作用的第一阶段,与华南区域钨成矿时代具有同步性。
致谢衷心感谢审稿专家提出的建设性意见和建议,感谢武汉上谱分析科技有限责任公司和核工业北京地质研究所测试研究中心在U-Pb测年、H、O、S同位素分析中给予的大力支持。
表4解放桥钨矿床石英H、O同位素分析结果Table 4 H, O isotope analysis results of quartz from the Jiefangqiao tungsten deposit样号
矿物
成矿阶段
δDV-SMOW/‰
δ18O石英V-SMOW/‰
t/℃
δ18OH2OV-SMOW/‰
203-1
石英
石英硫化物阶段
-58.1
11.6
247.7
2.5
112-2
石英
石英硫化物阶段
-66.7
11.5
225.5
1.3
100-9
石英
石英硫化物阶段
-56.4
12.2
235.3
2.5
100-16
石英
石英硫化物阶段
-72.9
12.4
223.7
2.1
100-18
石英
石英硫化物阶段
-64.5
11.6
209.4
0.5
100-14
石英
石英碳酸盐阶段
-64.1
8.5
199.5
-3.2
注:当T(207Pb/235U)≥T(206Pb/238U),谐和度=100×T(206Pb/238U)/T(207Pb/235U);T(206Pb/238U)≥T(207Pb/235U),谐和度=100×T(207Pb/235U)/T(206Pb/238U);单位均为%;比值单位为1。表5解放桥钨矿床硫化物S同位素分析结果Table 5 S isotope analysis results of sulfide from the Jiefangqiao tungsten deposit样号
矿物
成矿阶段
δ34SV-CDT/‰
112-2-1
闪锌矿
石英硫化物阶段
2.7
112-2-2
黄铁矿
石英硫化物阶段
2.8
112-2-3
磁黄铁矿
石英硫化物阶段
2.1
100-2
黄铁矿
石英硫化物阶段
2.8
100-4
黄铁矿
石英硫化物阶段
2.6
100-5
闪锌矿
石英硫化物阶段
2.9
100-6
黄铁矿
石英硫化物阶段
2.5
100-9
黄铁矿
石英硫化物阶段
2.8
注:当T(207Pb/235U)≥T(206Pb/238U),谐和度=100×T(206Pb/238U)/T(207Pb/235U);T(206Pb/238U)≥T(207Pb/235U),谐和度=100×T(207Pb/235U)/T(206Pb/238U);单位均为%;比值单位为1。表6解放桥钨矿床正长花岗岩锆石LA-ICP-MS U-Pb测年结果Table 6 Zircon LA-ICP-MS U-Pb dating results of zircon in syenogranite from the Jiefangqiao tungsten deposit样品编号
w(B)/10-6
Th/U
同位素比值及误差
同位素年龄/Ma
谐和度/%
Th
U
207Pb/206Pb
1σ
207Pb/235U
1σ
206Pb/238U
1σ
207Pb/206Pb
1σ
207Pb/235U
1σ
206Pb/238U
1σ
W008(正长花岗岩),加权平均年龄(153.4±1.2)Ma(n=17,MSWD=2.6)
01
405
957
0.42
0.0516
0.0016
0.1761
0.0053
0.0247
0.0003
333.4
73.1
164.7
4.6
157.5
1.8
95
04
653
996
0.66
0.0526
0.0013
0.1737
0.0045
0.0239
0.0002
309.3
59.3
162.7
3.9
152.1
1.3
93
05
856
1560
0.55
0.0509
0.0011
0.1748
0.0038
0.0249
0.0002
235.3
51.8
163.6
3.3
158.3
1.5
96
06
634
962
0.66
0.0500
0.0015
0.1643
0.0047
0.0238
0.0002
198.2
70.4
154.5
4.1
151.5
1.3
98
07
774
1077
0.72
0.0497
0.0013
0.1654
0.0041
0.0240
0.0002
189.0
59.2
155.4
3.6
153.0
1.3
98
08
1395
2746
0.51
0.0484
0.0014
0.1621
0.0047
0.0241
0.0002
120.5
66.7
152.5
4.1
153.5
1.1
99
09
1640
1014
1.62
0.0516
0.0013
0.1710
0.0045
0.0239
0.0002
264.9
59.3
160.3
3.9
152.4
1.2
94
11
761
1099
0.69
0.0484
0.0012
0.1614
0.0039
0.0240
0.0002
116.8
57.4
152.0
3.4
153.2
1.2
99
12
1192
2210
0.54
0.0533
0.0013
0.1770
0.0041
0.0240
0.0002
342.7
55.6
165.5
3.5
152.7
1.1
91
13
519
487
1.07
0.0510
0.0020
0.1680
0.0064
0.0238
0.0002
242.7
88.9
157.7
5.6
151.4
1.5
95
14
680
1075
0.63
0.0504
0.0013
0.1668
0.0041
0.0239
0.0002
213.0
59.2
156.7
3.6
152.1
1.2
97
15
559
505
1.11
0.0512
0.0019
0.1676
0.0063
0.0237
0.0002
250.1
83.3
157.3
5.5
151.1
1.5
95
16
276
426
0.65
0.0488
0.0020
0.1607
0.0064
0.0240
0.0003
200.1
94.4
151.3
5.6
152.7
1.7
99
19
1625
3385
0.48
0.0504
0.0011
0.1721
0.0038
0.0247
0.0002
213.0
48.1
161.2
3.3
157.2
1.5
97
22
516
463
1.11
0.0478
0.0018
0.1568
0.0058
0.0239
0.0003
87.1
88.9
147.9
5.1
152.3
1.6
97
23
266
715
0.37
0.0494
0.0015
0.1699
0.0053
0.0250
0.0003
168.6
68.5
159.3
4.6
159.2
2.1
99
24
243
269
0.90
0.0485
0.0033
0.1607
0.0098
0.0244
0.0003
124.2
151.8
151.3
8.5
155.5
2.1
97
1004(花岗斑岩),加权平均年龄(149.8±2.2)Ma(n=16,MSWD=8.0)
01
414
1199
0.35
0.0509
0.0014
0.1722
0.0051
0.0245
0.0003
235.3
64.8
161.4
4.5
155.8
1.8
96
02
176
301
0.58
0.0489
0.0025
0.1666
0.0084
0.0247
0.0003
142.7
118.5
156.5
7.3
157.4
2.0
99
04
6715
16694
0.40
0.0497
0.0008
0.1640
0.0026
0.0238
0.0002
189.0
37.0
154.2
2.3
151.9
1.0
98
06
1569
4549
0.34
0.0505
0.0016
0.1652
0.0049
0.0239
0.0002
216.7
74.1
155.2
4.2
152.2
1.5
98
07
200
418
0.48
0.0546
0.0023
0.1749
0.0072
0.0233
0.0003
394.5
94.4
163.7
6.2
148.3
1.6
90
08
477
887
0.54
0.0498
0.0015
0.1595
0.0047
0.0232
0.0002
187.1
68.5
150.2
4.1
147.8
1.4
98
09
1204
3642
0.33
0.0522
0.0011
0.1633
0.0037
0.0226
0.0002
294.5
45.4
153.6
3.2
143.9
1.2
93
10
513
1039
0.49
0.0473
0.0017
0.1583
0.0061
0.0242
0.0002
64.9
85.2
149.3
5.3
154.0
1.5
96
12
100
336
0.30
0.0472
0.0023
0.1527
0.0073
0.0236
0.0003
61.2
114.8
144.3
6.4
150.1
1.7
96
13
389
649
0.60
0.0491
0.0020
0.1574
0.0064
0.0233
0.0003
153.8
100.9
148.4
5.6
148.7
2.1
99
15
1610
5449
0.30
0.0478
0.0009
0.1613
0.0033
0.0245
0.0003
87.1
44.4
151.9
2.9
155.7
1.7
97
17
318
358
0.89
0.0488
0.0020
0.1647
0.0069
0.0245
0.0003
200.1
98.1
154.8
6.0
155.8
1.9
99
18
1661
6420
0.26
0.0485
0.0011
0.1538
0.0034
0.0229
0.0002
124.2
51.8
145.3
3.0
146.0
1.1
99
21
1723
6313
0.27
0.0488
0.0016
0.1569
0.0061
0.0229
0.0003
200.1
75.9
148.0
5.4
145.8
1.6
98
22
145
281
0.52
0.0505
0.0027
0.1657
0.0085
0.0238
0.0003
220.4
119.4
155.7
7.4
151.8
1.6
97
23
2250
6749
0.33
0.0530
0.0011
0.1683
0.0036
0.0229
0.0002
327.8
48.1
157.9
3.1
146.1
1.2
92
注:当T(207Pb/235U)≥T(206Pb/238U),谐和度=100×T(206Pb/238U)/T(207Pb/235U);T(206Pb/238U)≥T(207Pb/235U),谐和度=100×T(207Pb/235U)/T(206Pb/238U);单位均为%;比值单位为1。表7解放桥钨矿石榴子石LA-ICP-MS U-Pb测年结果Table 7 LA-ICP-MS U-Pb dating results of garnet in skarn from the Jiefangqiao tungsten deposit测点编号
w(B)/10-6
Th/U
同位素比值及误差
Th
U
207Pb/206Pb
1σ
207Pb/235U
1σ
206Pb/238U
1σ
ZK100-13-01
1.25
19.50
0.06
0.4075
0.0541
1.3515
0.1083
0.0325
0.0017
ZK100-13-02
1.45
22.50
0.06
0.7030
0.0302
8.6044
0.3561
0.0934
0.0034
ZK100-13-03
0.56
10.60
0.05
0.8246
0.0290
30.5220
1.1217
0.2791
0.0093
ZK100-13-04
0.41
6.94
0.06
0.7486
0.0744
6.8107
0.5225
0.0736
0.0038
ZK100-13-05
0.90
10.6
0.08
0.7524
0.0682
5.1845
0.3550
0.0586
0.0029
ZK100-13-06
1.62
19.1
0.08
0.2885
0.0380
0.9639
0.0886
0.0296
0.0013
ZK100-13-07
1.00
15.2
0.07
0.6575
0.0515
9.8095
1.8085
0.1059
0.0161
ZK100-13-08
0.71
11.7
0.06
0.2186
0.0357
0.7953
0.0743
0.0297
0.0019
ZK100-13-09
0.41
9.63
0.04
0.4221
0.0681
1.6404
0.1740
0.0352
0.0023
ZK100-13-10
0.69
12.6
0.05
0.4106
0.0675
1.3536
0.1409
0.0335
0.0020
ZK100-13-11
0.55
10.2
0.05
0.1446
0.0346
0.3868
0.0629
0.0260
0.0016
ZK100-13-12
0.60
12.2
0.05
0.2132
0.0389
0.8926
0.1510
0.0321
0.0022
ZK100-13-13
0.88
15.3
0.06
0.2980
0.0414
1.1661
0.1211
0.0322
0.0018
ZK100-13-14
0.67
9.33
0.07
0.1429
0.0299
0.5824
0.0809
0.0282
0.0022
ZK100-13-15
1.24
16.9
0.07
0.8017
0.0189
34.1379
1.7726
0.3065
0.0139
ZK100-13-16
1.19
14.6
0.09
0.5179
0.0522
2.4718
0.1701
0.0426
0.0020
ZK100-13-17
1.05
14.9
0.07
0.8210
0.0226
46.9569
2.1572
0.4241
0.0180
ZK100-13-18
0.69
11.6
0.06
0.5752
0.0711
2.5101
0.2430
0.0397
0.0021
ZK100-13-19
0.92
11.0
0.08
0.7948
0.0333
19.9495
0.6992
0.1923
0.0053
ZK100-13-20
0.39
11.1
0.04
0.0614
0.0222
0.1643
0.0104
0.0268
0.0016
ZK100-13-21
0.51
11.2
0.05
0.2287
0.0424
1.0857
0.1781
0.0301
0.0023
ZK100-13-22
0.95
13.9
0.07
0.7110
0.0427
8.4382
0.3808
0.0966
0.0036
ZK100-13-23
0.95
13.7
0.07
0.5207
0.0548
2.4499
0.1861
0.0413
0.0022
ZK100-13-24
0.80
12.2
0.07
0.6599
0.0649
3.4624
0.2469
0.0486
0.0025
ZK100-13-25
0.37
8.95
0.04
0.0803
0.0246
0.2696
0.0690
0.0274
0.0020
ZK100-13-26
0.66
11.7
0.06
0.8198
0.0622
12.0656
0.9308
0.1201
0.0078
ZK100-13-27
1.29
16.9
0.08
0.5695
0.0705
2.2908
0.1639
0.0398
0.0020
ZK100-13-28
0.78
10.4
0.08
0.6917
0.0421
10.1890
0.8139
0.1097
0.0066
ZK100-13-29
0.57
10.4
0.06
0.0840
0.0280
0.2168
0.0925
0.0273
0.0021
ZK100-13-30
0.40
7.50
0.05
0.0692
0.0244
0.3546
0.0652
0.0273
0.0020
ZK100-13-31
0.39
9.70
0.04
0.6676
0.0595
6.9102
0.6845
0.0755
0.0049
ZK100-13-32
0.64
12.0
0.05
0.7512
0.0501
11.1218
0.7834
0.1131
0.0058
ZK100-13-33
0.47
12.9
0.03
0.0728
0.0226
0.2013
0.0311
0.0272
0.0016
ZK100-13-34
1.04
13.9
0.07
0.3923
0.0725
1.3008
0.1397
0.0341
0.0022
ZK100-13-35
1.13
15.1
0.07
0.4160
0.0564
1.3200
0.1054
0.0322
0.0020
ZK100-13-36
1.35
16.0
0.08
0.7497
0.0343
16.5926
1.1163
0.1567
0.0080
注:比值单位为1。表2解放桥矿区主要工业钨矿体特征表Table 2 Characteristics of main industrial tungsten ore bodies in the Jiefangqiao deposit area矿体编号
勘查线区间
矿体类型
延展规模
产状
矿体分布形态
厚度/m
厚度变化系数
品位/%
品位变化系数
走向长/m
倾斜深/m
倾向/°
倾角/°
最大值
最小值
平均值
点数
/个
最大值
最小值
平均值
点数/个
Ⅰ
111~119线
矽卡岩型
620
390
300~307
35~52
层状
31.72
1.29
10.84
10
88.2
0.84
0.19
0.44
10
49.9
Ⅰ-1
111~115线
420
350
300~310
35~52
层状
18.90
2.98
8.73
6
80.7
1.22
0.13
0.46
6
87.9
Ⅱ
111~123线
770
295
296~320
37~66
层状
18.55
0.50
6.94
9
75.8
1.77
0.31
0.76
9
64.0
Ⅲ
104~115线
石英脉型
930
230
305~336
46~66
脉状
8.06
0.89
4.38
10
51.6
1.15
0.087
0.43
10
89.2
Ⅲ-1
100~107线
400
70
330~351
55~70
脉状
7.99
0.73
3.93
4
79.6
0.98
0.15
0.39
4
101.3
Ⅳ
119线
570
120
329
63
脉状
/
/
7.92
1
/
/
/
1.22
1
/
Ⅴ
112~108线
440
90
302~307
41~62
似层状
8.86
2.03
5.98
5
44.5
3.74
0.29
1.05
5
142.6
表3解放桥钨矿样品采集位置与信息Table 3 Location and description of samples collected from the Jiefangqiao tungsten deposit样号
采样(工程)位置
样品描述
成矿阶段
测试矿物
U-Pb测年
W008
地表N26°51′23″,E117°27′35″
中粗粒正长花岗岩
/
锆石
1004
地表N26°52′9″,E117°26′15″
花岗斑岩
/
锆石
100-13
钻孔ZK100-1,187.60~187.68 m
脉状石榴子石矽卡岩
/
石榴子石
H、O同位素分析
203-1
探槽TC203
白钨矿化石英大脉
石英硫化物阶段
石英
112-2
钻孔ZK112-1, 80.60~80.65 m
黄铁矿磁黄铁矿闪锌矿白钨矿化石英脉
石英硫化物阶段
石英
100-9
钻孔ZK100-1, 111.00~111.10 m
辉钼矿黄铁矿白钨矿化石英脉
石英硫化物阶段
石英
100-14
钻孔ZK100-1, 235.95~236.00 m
含晶洞石英脉
石英碳酸盐阶段
石英
100-16
钻孔ZK100-1, 307.90~308.00 m
白钨矿化石英脉
石英硫化物阶段
石英
100-18
钻孔ZK100-1, 378.00~378.05 m
辉钼矿白钨矿化石英脉
石英硫化物阶段
石英
S同位素分析
112-2-1
钻孔ZK112-1, 80.60~80.65 m
钻孔ZK112-1, 80.60~80.65 m
钻孔ZK112-1, 80.60~80.65 m
黄铁矿磁黄铁矿闪锌矿白钨矿化石英脉
黄铁矿磁黄铁矿闪锌矿白钨矿化石英脉
黄铁矿磁黄铁矿闪锌矿白钨矿化石英脉
石英硫化物阶段
石英硫化物阶段
石英硫化物阶段
闪锌矿
112-2-2
黄铁矿
112-2-3
磁黄铁矿
100-2
钻孔ZK100-1, 26.60~26.65 m
黄铁矿黑钨矿白钨矿化石英脉
石英硫化物阶段
黄铁矿
100-4
钻孔ZK100-1, 59.30~59.40 m
辉钼矿黄铁矿白钨矿化石英脉
石英硫化物阶段
黄铁矿
100-5
钻孔ZK100-1, 59.80~59.85 m
闪锌矿黄铁矿白钨矿化石英脉
石英硫化物阶段
闪锌矿
100-6
钻孔ZK100-1, 79.20~79.30 m
黄铁矿白钨矿化石英脉
石英硫化物阶段
黄铁矿
100-9
钻孔ZK100-1, 79.20~79.30 m
辉钼矿黄铁矿白钨矿化石英脉
石英硫化物阶段
黄铁矿
表1 解放桥钨矿床成矿期次划分和矿物组合表Table 1 Metallogenic period division and mineral paragenesis of the Jiefangqiao tungsten deposit
图5解放桥钨矿δD-δ18OH2O图解(底图据Taylor,1974)
Fig. 5 δD-δ18OH2Odiagram of the Jiefangqiao tungsten deposit (base map after Taylor, 1974 )
图6解放桥钨矿U-Pb测年锆石CL图像(a、b)和石榴子石BSE图像(c)
Fig. 6 CL images of zircons for U-Pb dating (a, b) and BSE image of garnet (c) from the Jiefangqiao tungsten deposit
图7解放桥钨矿锆石U-Pb测年谐和图(a、b)和石榴石U-Pb测年T-W图(c)
Fig. 7 Zircon U-Pb dating concordia diagram (a, b) and T-W diagram garnet U-Pb dating (c) of from the Jiefangqiao tungsten deposit
图8流体沸腾、冷却或混合成因的石英样同位素组成(底图据Malsuhisa,1986; Matsuhisa et al., 1979)
Fig. 8 Diagram of quartz oxygen isotopic composition caused by fluid boiling, cooling and mixing of magma water and meteoric water (base map after Malsuhisa,1986; Matsuhisa et al., 1979)
图1闽西北解放桥钨矿床大地构造位置及钨矿床分布图(a,据Xiong et al., 2020)、矿区地质图(b)和115勘探线剖面图(c,据福建省196地质大队简化) 1—下侏罗统梨山组;2—下三叠统溪口组;3—上石炭统经畲组;4—下中寒武统林田组;5—新元古界万全群西溪组;6—新元古界万全群下峰岩组;7—晚侏罗世花岗斑岩;8—晚侏罗世正长花岗岩;9—晚侏罗世正长花岗岩脉;10—矽卡岩型钨矿体及编号;11—石英大脉型钨矿体及编号;12—石英细脉型(隐伏)钨矿体及编号;13—大理岩透镜体;14—逆冲推覆断层;15—实测与推测断层;16—角度不整合接触;17—片理产状;18—锆石U-Pb同位素测年采样位置及测年结果(Ma);19—八里桥铅锌矿床;20—钨矿床;21—勘探线及编号;22—完工钻孔及编号;23—探槽位置及编号;24—钻孔及编号
Fig. 1 The tectonic setting and regional tungsten deposit distribution (a, after Xiong et al., 2020), geological map (b) and section atexploration line No.115 of the Jiefangqiao tungsten deposit in northwestern Fujian (c, simplified from No.196 Geological Brigadeof Fujian Province)1—Lower Jurassic Lishan Formation; 2—Lower Triassic Xikou Formation; 3—Upper Carboniferous Jingshe Formation; 4—Lower-Middle Cambrian Lintian Formation; 5—Neoproterozoic Xixi Formation; 6—Neoproterozoic Xiafengyan Formation; 7—Late Jurassic granite porphyry; 8—Late Jurassic syenogranite; 9—Late Jurassic syenogranite dyke; 9—Skarn type tungsten ore body and number; 10—Quartz vein type tungsten ore body and number; 11—Large quartz vein type tungsten ore body and number; 12—Quartz veinlet type (concealed) tungsten ore body and number; 13—Marble lens; 14—Thrust nappe fault; 15—Measured and inferred faults; 16—Angle unconformity contact; 17 —Occurrence of foliation; 18—Zircon U-Pb dating sampling location and dating results ( unit Ma ); 19—Baliqiao lead-zinc deposit; 20—Tungsten deposit; 21—Exploration line and number;22—Completed drilling and drill hole number; 23—Location and number of trench; 24—Drill hole amd its number
图2解放桥钨矿区花岗岩(a~f)和脉状石榴子石矽卡岩宏观与显微照片(g~h)a、b.地表W008中粗粒正长花岗岩手标本与显微照片;c、d.钻孔ZK108-1 138.2 m中细粒二长花岗岩手标本与显微照片;e、f.地表1004花岗斑岩手标本与显微照片;g、h.钻孔ZK100-1 187.6 m中脉状石榴子石矽卡岩手标本与显微照片Grt—石榴子石;Qz—石英;Chl—绿泥石;Kf—钾长石;Pl—斜长石;Bi—黑云母;Py—黄铁矿
Fig. 2 Macroscopic and microscopic photos of granites (a~f) and vein garnet skarn (g~h) from the Jiefangqiao tungsten deposita, b. Hand specimens and micrographs of medium-coarse grained syenogranite at surface site W008; c, d. Hand specimens and micrographs ofmedium-fine grained monzonitic granite at 138.2 m depth in borehole ZK108-1; e, f. Hand specimens and microphotographs of granite porphyryat surface site 1004; g, h. Hand specimens and micrographs of vein garnet skarn at 187.6 m depth in drill hole ZK100-1Grt—Garnet; Qz—Quartz; Chl—Chlorite; Kf—Potassium feldspar; Pl—Plagioclase; Bi—Biotite; Py—Pyrite
图3解放桥钨矿区钨矿露头(a、b)、矿石手标本(c~h)和显微照片(i~l)a. 115勘探线北部地表白钨矿化矽卡岩被陡立的白钨矿化石英脉穿插;b. 100勘探线TC203探槽揭露的白钨矿化石英脉,显示为正地形,白钨矿石英脉两侧为断层接触;c、d.钻孔ZK115-197.46 m退变质矽卡岩,浸染状白钨矿仅分布于退变质的绿泥绿帘石中,而石榴子石矽卡岩中无白钨矿化;e、f.钻孔ZK100-1141.5m退变质矽卡岩叠加硅化,见大颗粒白钨矿(中心);g、h.钻孔ZK100-1394.5 m石英硫化物脉,发育大颗粒白钨矿;i、j.钻孔ZK115-197.46 m白钨矿化退变质矽卡岩显微照片,在石榴石矿物边缘发育退变质的绿泥石和少量细粒白钨矿,i为单偏光,j为正交偏光;k、l. ZK100-1钻孔26.6 m石英硫化物脉中,发育半自形的白钨矿颗粒,k为单偏光,l为正交偏光Grt—石榴石;Qz—石英;Chl—绿泥石;Ep—绿帘石;Sch—白钨矿;Py—黄铁矿
Fig. 3 Outcrops of tungsten orebodies (a~b), photographs(c~h) and micrographs of ore specimens (i~l) of the Jiefangqiao tungsten deposita. The scheelite-mineralized skarn on surface in the northern part of the exploration line No.115 is intersected by steep scheelite-mineralized quartz veins; b. The scheelite-mineralized quartz vein exposed by trench TC203 at exploration line No.100 shows a positive terrain, and the two sides of the scheelite quartz vein are in fault contact; c~d. Retrograde skarn at 97.46 m depth in drill hole ZK115-1, disseminated scheelite is only distributed in retrograded chlorite-epidote, while there is no scheelite mineralization in garnet skarn; e~f. Large particle scheelite (center) is found in the retrograde skarn superimposed by silicification at 141.5 m depth in drill hole ZK100-1; g~h. Quartz sulfide vein develops large particle scheelite at 394.5 m depth in drill hole ZK100-1; i~j. Microphotographs of scheelite in retrograde skarn at 97.46 m depth in drill hole ZK115-1, retrograde chlorite anda small amount of fine grained scheelite developed at the edge of garnet, i is single polarization, j is orthogonal polarization; k~l. Subhedral scheelite particles are developed in quartz sulfide vein at 26.6 m depth in drill hole ZK100-1, where k is single polarization and l is orthogonal polarizationGrt—Garnet; Qz—Quartz; Chl—Chlorite; Ep—Epidote; Sch—Scheelite; Py—Pyrite
图4解放桥钨矿石英-硫化物阶段主要矿物组合和矿脉穿插关系 a.石英硫化物脉中部发育的黄铜矿和边缘发育的星散状辉钼矿;b.石英硫化物脉中发育的辉钼矿脉和萤石脉;c.石英硫化物脉中共生的黄铁矿、磁黄铁矿和闪锌矿;d.变质砂岩中发育的白钨矿石英黄铁矿细脉;e.变质砂岩中石英脉两侧发育的辉钼矿、黄铁矿;f.变质砂岩中密集发育的粗颗粒白钨矿石英细脉;g.白钨矿化矽卡岩被中部的白钨矿化石英脉穿插;h.含黄铁矿的钾长石脉被白钨矿化石英脉穿插;i.含黄铁矿石英脉被含闪锌矿的石英脉穿插;j白钨矿化石英脉被碳酸盐细脉穿插Qz—石英;Chl—绿泥石;Fl—萤石;Sch—白钨矿;Py—黄铁矿;Mo—辉钼矿;Cp—黄铜矿;Sph—闪锌矿;Pyr—磁黄铁矿
Fig. 4 Photographs of the main mineral assemblage and vein cross-cutting relationship in quartz-sulfide stage of the Jiefangqiao tungsten deposita. Chalcopyrite developed in the middle of quartz sulfide vein and scattered molybdenite developed in the edge. b. Molybdenite veins and fluorite veins developed in quartz sulfide veins. c.Pyrite, pyrrhotite and sphalerite coexist in quartz sulfide veins; d. Scheelite quartz, pyrite veinlets developed in metamorphic sandstone; e. Molybdenite and pyrite are developed on both sides of quartz vein in metamorphic sandstone; f. Densely developed coarse-grained scheelite quartz veinlets in metamorphic sandstone; g. Scheelite mineralized skarns are intersected by scheelite quartz veins in the middle; h. Pyrite-bearing K-feldspar veins are intersected by scheelite mineralized quartz veins; i. Pyrite-bearing quartz veins are intersected by sphalerite-bearing quartz veins; j. Scheelite mineralized quartz vein is intersected by carbonate veinlets Qz—Quartz; Chl—Chlorite; Fl—Fluorite; Sch—Scheelite; Py—Pyrite; Mo—Molybdenite; Cp—Chalcopyrite; Sph—Sphalerite; Pyr—Pyrrhotiite
-
参考文献
摘要
闽西北解放桥钨矿床是近年新发现的与晚侏罗世花岗岩有关的矽卡岩型-石英脉型白钨矿床。矽卡岩钨矿床产于寒武系林田组大理岩透镜体中;石英脉型钨矿产于新元古界下峰岩组中,包含石英大脉和石英细脉型2种矿体;钨矿体空间分布具有上部为似层状矽卡岩型矿体、下部为石英脉型矿体的“上层下脉”的特征。为了研究成矿物质来源和成矿时代,对石英-硫化物成矿期的石英和黄铁矿、闪锌矿、磁黄铁矿分别进行了H、O同位素和S同位素分析,对与成矿相关的花岗岩与花岗斑岩的锆石、矽卡岩中的石榴子石进行了U-Pb测年,结果显示:① δD值介于-72.9‰~-56.4‰,δ18OH2O值介于-3.2‰~2.5‰,在岩浆水与雨水线之间,表明成矿流体起源于岩浆流体,在成矿过程中有大气降水的加入;② δ34S值2.1‰~2.9‰,平均值为2.65‰,属幔源硫,表明硫来源于岩浆;③ 矿区广泛分布的九仙山正长花岗岩获得锆石U-Pb加权平均年龄为(153.6±1.3)Ma,与成矿相关的花岗斑岩获得锆石U-Pb加权平均年龄为(149.8±2.2)Ma,并获得矽卡石中石榴子石的T-W下交点年龄为(150.4±5.3)Ma,说明解放桥钨矿床形成于晚侏罗世,与华南地区的燕山期钨成矿作用具有同步性。
Abstract
The Jiefangqiao tungsten deposit in northwestern Fujian is a newly discovered deposit in recent years, and it is a skarn-quartz vein type scheelite deposit related to the Late Jurassic granite. The skarn tungsten orebodies occur in marble lens of the Cambrian Lintian Formation; while the quartz vein type tungsten orebodies are hosted within the Neoproterozoic Xiafengyan Formation, including two types of orebodies: Large quartz veins and quartz veinlets. The spatial distribution of tungsten orebodies have the characteristics that the upper part is stratoid skarn type orebodies and the lower part is quartz vein type orebodies, in a “upper layered and lower vein” mode. In order to study the source of ore-forming materials and metallogenic age, H, O and S isotope analyses were carried out on quartz, pyrite, sphalerite and pyrrhotite formed in quartz-sulfide metallogenic period, and U-Pb dating was carried out on garnet in skarn and zircon in granite and granite porphyry which are related to mineralization. The results show that :① The δD value is between-72.9‰ and-56.4‰, and the δ18OH2O value is between-3.2‰ and 2.5‰, which is between the magmatic water and the rainwater line, indicating that the ore-forming fluid is mainly derived from the magmatic fluid, in the process of mineralization atmospheric precipitation is added;② The δ34S values range from 2.1‰ to 2.9‰, with an average value of 2.65‰, it belongs to mantle-derived sulfur, indicating that the ore-forming materials come from magma;③ The zircon U-Pb weighted average age of the Jiuxianshan syenogranite widely distributed in the mining area is (153.6±1.3)Ma, and the zircon U-Pb weighted average age of the granite porphyry related to mineralization is (149.8±2.2)Ma, and the T-W lower intersection age of garnet in skarn is (150.4±5.3)Ma, indicating that the Jiefangqiao tungsten deposit was formed in the Late Jurassic and is synchronized with the Yanshanian tungsten mineralization in South China.
