贛北大湖塘地區(qū)昆山W-Mo-Cu礦床侵入巖鋯石U-Pb、輝鉬礦Re-Os年代學及地質(zhì)意義

張明玉, 豐成友, 李大新, 王　輝, 周建厚, 葉少貞, 汪國華

(1.中國地質(zhì)大學(北京) 地球科學與資源學院, 北京 100083; 2.中國地質(zhì)科學院 礦產(chǎn)資源研究所, 北京100037; 3.江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局 贛西北大隊, 江西 九江 332000)

贛北大湖塘地區(qū)昆山W-Mo-Cu礦床侵入巖鋯石U-Pb、輝鉬礦Re-Os年代學及地質(zhì)意義

張明玉1, 2, 豐成友2*, 李大新2, 王輝2, 周建厚2, 葉少貞3, 汪國華3

(1.中國地質(zhì)大學(北京) 地球科學與資源學院, 北京 100083; 2.中國地質(zhì)科學院 礦產(chǎn)資源研究所, 北京100037; 3.江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局 贛西北大隊, 江西 九江 332000)

昆山W-Mo-Cu礦床地處贛北九嶺礦集區(qū)南部, 距大湖塘超大型鎢礦床獅尾洞礦區(qū)僅 3 km。礦床目前處于詳查階段, 已探明鎢達中型規(guī)模, 同時伴生中型鉬礦及小型銅礦, 具有良好的找礦潛力。昆山礦床礦化樣式較為單一, W-Mo-Cu礦體以石英脈形式產(chǎn)出, 主要賦存在燕山期侵入巖頂部與新元古界雙橋山群淺變質(zhì)巖的外接觸帶, 具有“上鎢中鉬下銅”的特點, 明顯區(qū)別于大湖塘礦床礦體主要產(chǎn)在燕山期侵入巖與晉寧期黑云母花崗閃長巖的內(nèi)外接觸帶, 具細脈浸染型白鎢礦、熱液爆破角礫巖型鎢銅礦及石英脈型黑鎢礦“三位一體”的礦化特征。本文在詳細的野外地質(zhì)調(diào)查基礎(chǔ)上, 對昆山W-Mo-Cu礦床的成巖成礦時代進行了詳細研究, 并探討了其地質(zhì)意義。利用LA-ICP-MS鋯石U-Pb法獲得礦區(qū)內(nèi)呈巖株狀產(chǎn)出的似斑狀花崗巖的年齡為 151.7±1.3 Ma, 晚期花崗斑巖脈的年齡為 136.6±2.5 Ma; 利用輝鉬礦 Re-Os 法, 獲得輝鉬礦Re-Os等時線年齡和加權(quán)平均年齡分別為151.0±1.3 Ma和150.0±1.0 Ma, 厘定礦床成礦時代為晚侏羅世,且與似斑狀花崗巖有關(guān)。結(jié)合前人所得高精度成巖成礦年齡數(shù)據(jù), 認為贛北地區(qū)燕山期成巖成礦具多期性, 可分為160～150 Ma(塔前、朱溪鎢多金屬礦床)、140 Ma(大湖塘鎢多金屬礦床)和125 Ma(香爐山鎢礦), 主要集中于150～140 Ma。晚侏羅世, 華南地區(qū)全面進入巖石圈“伸展-減薄”的地球動力學背景, 贛北地區(qū)燕山期成巖成礦可能與這一構(gòu)造背景有關(guān)。昆山礦床具“上鎢中鉬下銅”的分帶模式, 其成因值得進一步研究。

石英脈型鎢礦; 鋯石U-Pb年齡; 輝鉬礦Re-Os年齡; 昆山礦區(qū); 大湖塘地區(qū); 九嶺礦集區(qū)

0 引 言

近年來, 贛北地區(qū)鎢多金屬礦床取得了重要的找礦突破。其中, 九嶺礦集區(qū)最新查明的大湖塘鎢礦床已獲得 WO3金屬量 110.47萬噸(平均品位0.185％)、伴生 Cu金屬量 65.2萬噸(平均品位0.16％)(張志輝等, 2014), 為世界級的超大型鎢礦。該礦床的發(fā)現(xiàn)改變了江西“南鎢北銅”的傳統(tǒng)觀念(王登紅等, 2012)。

江西昆山 W-Mo-Cu礦床位于贛北九嶺鎢多金屬礦集區(qū)南部(圖1), 相對于礦集區(qū)內(nèi)的獅尾洞、石門寺等礦床, 昆山礦床規(guī)模相對較小, 研究程度低,但礦區(qū)內(nèi)巖漿活動頻繁, 斷裂構(gòu)造十分發(fā)育, 蝕變礦化普遍, 成礦條件極為有利(林黎等, 2006a, 2006b)。同時, 昆山礦床產(chǎn)出石英脈型 W-Mo-Cu礦體, 其“上鎢中鉬下銅”的礦化樣式在大湖塘地區(qū)獨具特色。因此, 對該礦床的深入研究具有重要意義。本文基于詳細的野外地質(zhì)調(diào)查, 采用LA-ICP-MS鋯石U-Pb法、輝鉬礦Re-Os法, 開展了昆山W-Mo-Cu礦床成巖成礦時代的精確定年, 該研究不僅有利于深化礦床成因、巖漿演化與成礦作用的認識, 也為擴大礦床遠景和區(qū)域找礦預測評價提供了理論依據(jù)。

1. 第四系; 2. 新元古界雙橋山群安樂林組; 3. 新元古界雙橋山群修水組; 4. 晉寧晚期黑云母花崗閃長巖; 5. 燕山中期似斑狀花崗巖; 6. 燕山中期細粒黑云母花崗巖; 7. 礦床及礦點; 8. 斷層。圖1　贛北九嶺鎢多金屬礦集區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)略圖(據(jù)項新葵等, 2015修改)Fig.1 Simplified map of regional geology and distribution of mineral resources in the Jiuling tungsten-polymetallic ore concentration area, North Jiangxi

1 區(qū)域成礦地質(zhì)背景

昆山 W-Mo-Cu礦床地處下?lián)P子拗褶帶和江南隆褶帶中段接壤處, 九嶺復式背斜的核部, 隸屬九嶺鎢鉬銅多金屬礦集區(qū)(圖1)。區(qū)內(nèi)出露地層為新元古界雙橋山群淺變質(zhì)巖, 為一套斷陷環(huán)境形成的火山–碎屑巖沉積建造, 巖性包括變余云母細砂巖、千枚狀頁巖、板巖等。礦集區(qū)內(nèi)巖漿活動強烈, 晉寧期黑云母花崗閃長巖呈大巖基狀產(chǎn)出, 是區(qū)內(nèi)最主要的賦礦圍巖; 燕山期的中細粒黑云母花崗巖、似斑狀二云母(或白云母)花崗巖以及花崗斑巖等局部出露, 多呈小巖株、巖瘤或巖墻(脈)產(chǎn)出, 大部分侵入晉寧期黑云母花崗閃長巖中, 少數(shù)侵入雙橋山群淺變質(zhì)巖中(左全獅, 2006; 豐成友等, 2012a; 黃蘭椿和蔣少涌, 2012; 項新葵等, 2012a, 2012b, 2013b;蔣少涌等, 2015)。

區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造為九嶺復式褶皺中的靖林-操兵場次級背斜的東延部分, 軸向呈 NNE。發(fā)育四組斷裂構(gòu)造, 分別為近EW向(或NNE向)、NE-NNE向、NW向和近SN向。其中近EW向(或NNE向)、NE-NNE向兩組斷裂最為重要, 它們交叉復合共同控制了區(qū)內(nèi)燕山期成礦巖體和礦體的分布(左全獅, 2006; 項新葵等, 2012a, 2012b; 蔣少涌等, 2015), 但后期又可見切割或錯斷巖脈和礦脈, 表現(xiàn)為多期次活動的特征。NW向和近SN向斷裂為次要斷裂, 它們在區(qū)內(nèi)分布不多, 規(guī)模較小, 其中 NW 向斷裂切割晉寧期黑云母花崗閃長巖體并控制燕山期花崗巖體的展布, 而 SN向斷裂多為成礦后斷裂(林黎等, 2006a, 2006b)。

2 礦床地質(zhì)特征

昆山礦床主要產(chǎn)出石英脈型W-Mo-Cu礦體, 成礦元素鉬、鎢、銅常?；楣舶樯霈F(xiàn)。特別是鉬、鎢, 常常在空間上緊密共生, 互相交替和重疊出現(xiàn)。礦區(qū)內(nèi)出露地層是新元古界雙橋山群變質(zhì)砂巖、板巖, 礦體主要賦存在燕山期侵入巖體與雙橋山群淺變質(zhì)巖系的外接觸帶(圖2)。斷裂構(gòu)造十分發(fā)育, 以NE、NNE向為主, 規(guī)模大, 切割深, 活動時間長, 對鎢鉬成礦起控制作用。此外, 晉寧期黑云母花崗閃長巖以巖基形式侵入于雙橋山群地層中, 分布于礦區(qū)西側(cè)。燕山中期似斑狀花崗巖隱伏于礦區(qū)地層深部。燕山晚期花崗斑巖呈巖脈、巖墻產(chǎn)出, 巖墻(脈)與圍巖邊界清晰, 具弱蝕變, 零星見石英細脈(圖3a), 且切割含礦石英脈, 對礦體起到破壞作用(李旭輝和葉少貞, 2006; 葉少貞等, 2015)。

1. 新元古界雙橋山群安樂林組; 2. 晉寧期黑云母花崗閃長巖; 3. 燕山晚期花崗斑巖脈; 4. 石英脈帶; 5. 鉬礦體; 6. 鎢礦體; 7. 鉬鎢礦體; 8. 斷層; 9. 花崗巖采樣位置; 10. 輝鉬礦采樣位置。圖2　昆山W-Mo-Cu礦床地質(zhì)簡圖及采樣位置Fig.2 Schematic geological map of the Kunshan W-Mo-Cu deposit and the sampling locations

礦區(qū)內(nèi)含礦石英脈走向主要為 NE向, 局部為近EW向或NWW向。有時兩組或三組礦脈相互穿插, 或分枝復合, 局部略具網(wǎng)脈帶的特點。在平面上,含礦石英脈帶大多呈透鏡狀、似層狀, 少數(shù)呈渾圓狀。長軸方向總體為NE向, 局部為近EW向或NWW向,長一般為500～600 m, 短軸寬一般40～100 m。在剖面上, 石英脈傾向SSE, 傾角70°～80°(圖4), 傾向延深300～500 m。主要礦石礦物為黑鎢礦、輝鉬礦、黃銅礦、白鎢礦, 偶見黃鐵礦、鏡鐵礦; 脈石礦物主要為石英, 含少量長石、綠泥石、白云母、絹云母; 次生礦物有鎢華、鉬華、褐鐵礦。黑鎢礦呈薄板狀, 晶體良好, 往往沿兩壁對稱分布, 且長軸與脈壁近乎正交(圖3b)。輝鉬礦一般呈浸染狀沿裂隙分布, 常與鱗片狀白云母共生于脈壁間(圖3c)。

(a) 花崗斑巖與圍巖邊界清晰, 具弱蝕變, 零星見石英細脈; (b) 黑鎢礦呈薄板狀沿兩壁對稱分布, 且長軸與脈壁近乎正交, 含礦石英脈產(chǎn)狀170°∠63°; (c) 輝鉬礦呈浸染狀沿裂隙分布, 含礦石英脈產(chǎn)狀206°∠80°; (d) 云英巖化局部發(fā)育在近礦巖石小裂隙中。圖3　昆山W-Mo-Cu礦床接觸關(guān)系照片F(xiàn)ig.3 Photos showing the contact relationships between the ores and the host rocks in the Kunshan W-Mo-Cu deposit

圖4　昆山W-Mo-Cu礦床南區(qū)S0線地質(zhì)剖面圖(據(jù)葉少貞等, 2015)Fig.4 Line S0 geologic section of the south area in the Kunshan W-Mo-Cu deposit

鉬礦體、鎢礦體和鉬鎢礦體分布在南區(qū)石英脈帶中, 鎢礦體主要集中在 1070～1120 m中段, 鉬礦體主要集中在1020～920 m中段, 銅礦體分布在中區(qū)石英脈帶800 m中段左右。礦體均呈透鏡狀、似層狀、薄板狀, 走向及傾向上常見分枝復合、膨大縮小現(xiàn)象, 產(chǎn)狀與石英脈帶產(chǎn)狀基本一致。其中, 鉬礦體走向長一般 500～1000 m, 傾向延伸 450～600 m,礦體厚度一般5～70 m, 礦體Mo品位0.06％～0.32％(平均0.11％); 鎢礦體走向長200～800 m, 傾向延伸300～500 m, 礦體厚度2～6 m, 礦體WO3品位0.12％～ 0.37％(平均 0.20％); 鉬鎢礦體走向長 300～500 m,傾向延伸300～500 m, 礦體厚度4～9 m, 礦體Mo品位 0.057％～0.20％(平均 0.11％), WO3品位 0.07％～ 1.02％(平均 0.26％); 銅礦體沿走向長 200～500 m,傾向延深200～300 m, 礦體厚度2～6 m, 礦體Cu品位0.20％～2.28％(平均0.45％)(葉少貞等, 2015)。

礦區(qū)圍巖蝕變有硅化、云英巖化和綠泥石化,但都呈線性分布。其中, 硅化較普遍, 發(fā)生在礦體兩側(cè)幾厘米至幾十厘米的范圍內(nèi); 云英巖化局部發(fā)育在脈壁間或近礦巖石小裂隙中(圖3d)。

3 樣品及測試方法

3.1 樣品特征

用于 LA-ICP-MS鋯石 U-Pb測年的花崗斑巖(KS10)采自昆山南區(qū)920 m 中段平硐(坐標: N28°52′5″, E114°53′6″)。巖石較新鮮, 呈灰白色, 斑狀結(jié)構(gòu), 細粒多斑, 塊狀構(gòu)造, 斑晶主要為石英、長石(圖5a、b)。主要礦物組成有斜長石(35％～45％)、鉀長石(15％～20％)、石英(25％～30％)。似斑狀花崗巖(ZK0-1-600)采自昆山南區(qū)ZK0-1鉆孔600 m處,巖石較新鮮, 呈灰白色, 似斑狀結(jié)構(gòu), 塊狀構(gòu)造,斑晶主要由石英、長石組成(圖5c、d)。主要礦物成分為石英(35％～40％)、斜長石(25％～30％)、鉀長石(20％～25％)。輝鉬礦樣品均采自于昆山南區(qū)920 m 中段平硐內(nèi)的石英脈礦體(KS02～KS04, KS06, KS07)。

(a) 花崗斑巖手標本; (b) 花崗斑巖顯微照片; (c) 似斑狀花崗巖手標本; (d) 似斑狀花崗巖顯微照片。礦物名稱縮寫: Bt. 黑云母; Chl. 綠泥石; Kfs. 鉀長石; Ms. 白云母; Pl. 斜長石; Q. 石英。圖5　昆山W-Mo-Cu礦床花崗巖巖石標本和顯微照片F(xiàn)ig.5 Photos of hand-specimen and microphotographs of the granites in the Kunshan W-Mo-Cu deposit

3.2 測試方法

3.2.1 鋯石U-Pb定年

將用來進行鋯石 U-Pb定年的樣品粉碎到 80～ 100目, 再經(jīng)重砂淘選和電磁選, 在雙目鏡下將鋯石顆粒分選出來, 在北京領(lǐng)航鋯年有限責任公司進行制靶和陰極發(fā)光(CL)照相。花崗斑巖(KS10)和似斑狀花崗巖(ZK0-1-600)的鋯石 U-Pb定年分別在吉林大學測試科學實驗中心和中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所巖石圈演化國家重點實驗室完成, 實驗儀器為Aligent 7500。數(shù)據(jù)分析通過軟件GLITTER (Griffin et al., 2002)計算獲得同位素比值、年齡和誤差, 普通鉛校正采用Andersen (2002)的方法, 校正后的數(shù)值應用Isoplot/Ex Version 3.23(Ludwig, 2003)完成鋯石U-Pb年齡諧和圖及206Pb/238U年齡的加權(quán)平均年齡計算。

3.2.2 輝鉬礦Re-Os定年

輝鉬礦是由100目以上粉碎過篩后的礦石樣品,用重力分離、電磁分離等方法以及在實體顯微鏡下挑選所獲得。輝鉬礦質(zhì)純, 無氧化、無污染, 純度在98％以上。再將輝鉬礦研磨至 200目待測。樣品分析和測試在國家地質(zhì)實驗測試中心Re-Os同位素實驗室進行, 實驗室采用Carius管封閉溶液分解樣品,采用美國TJA公司生產(chǎn)的電感耦合等離子體質(zhì)譜儀TJA X-series ICP-MS測定同位素比值。詳細的測試分析流程見杜安道等(2001)和Du et al. (2004)。

圖6　昆山W-Mo-Cu礦床花崗斑巖(a)和似斑狀花崗巖(b)中鋯石陰極發(fā)光圖像Fig.6 CL images of zircon grains from the granite porphyry (a) and porphyritic granite (b) in the Kunshan W-Mo-Cu deposit

4 分析結(jié)果

4.1 鋯石U-Pb測年結(jié)果

花崗斑巖(KS10)中的鋯石陰極發(fā)光整體不明顯,呈暗黑, 無環(huán)帶和不均勻發(fā)光(圖6a)。Th含量較低(表1), U含量較高, 分別為89.6～3368 μg/g (平均390 μg/g)和216～7363 μg/g (平均3065 μg/g), Th/U比值為 0.02～1.65, 平均為 0.26, 為巖漿鋯石, 兼具熱液鋯石的特征(Hanchar and Miller, 1993; 吳元保和鄭永飛, 2004; Schaltegger, 2007; 畢詩健等, 2008; 雷瑋琰等, 2013), 可能由富含熱液的巖漿晚期階段所形成(彭花明等, 2014)。12個測點(KS10A-03～ KS10A-14)在U-Pb諧和圖上的投影點均落在諧和線上及其附近, 得到的206Pb/238U 加權(quán)平均年齡為136.6±2.5 Ma(MSWD=3.8)(圖7a)。此外, 測點KS10A-01 與 KS10A-02所對應鋯石顏色較淺, 具明顯的震蕩環(huán)帶結(jié)構(gòu)(圖 6a), 顯示巖漿結(jié)晶鋯石的特征, 所測得年齡分別為803 Ma和796 Ma, 可能是捕獲了礦區(qū)深部晉寧期黑云母花崗閃長巖中的鋯石。

采自 ZK0-1鉆孔 600 m處的似斑狀花崗巖(ZK0-1-600)中的鋯石以短柱狀、長柱狀晶形為主,自形晶, 具震蕩環(huán)帶結(jié)構(gòu)(圖 6b), Th/U 比值為0.12～1.38, 平均0.54, 顯示巖漿結(jié)晶鋯石的特征。在進行普通鉛校正后, 所測 17個點均為有效數(shù)據(jù),206Pb/238U表觀年齡為 147±2～156±2 Ma, 加權(quán)平均年齡為151.7±1.3 Ma (MSWD=1.6)(圖7b)。

4.2 輝鉬礦Re-Os同位素測年結(jié)果

昆山 W-Mo-Cu礦床內(nèi)石英脈礦體的輝鉬礦Re-Os同位素分析結(jié)果見表2。5件樣品獲得的模式年齡比較一致, 介于148.9±2.2～150.8±2.0 Ma, 加權(quán)平均年齡為150.0±1.0 Ma(MSWD=0.56); 5個數(shù)據(jù)點構(gòu)成的187Re-187Os等時線年齡為 151.0±1.3 Ma, MSWD值為 0.30(圖 8), 說明該等時線年齡準確可靠, 可代表昆山W-Mo-Cu礦床的成礦年齡。

表1　昆山W-Mo-Cu礦床花崗巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb測試結(jié)果Table 1 LA-ICP-MS zircon U-Pb dating results of the granites in the Kunshan W-Mo-Cu deposit

圖7　昆山W-Mo-Cu礦床花崗斑巖(a)和似斑狀花崗巖(b)鋯石U-Pb諧和圖Fig.7 Zircon U-Pb concordia diagrams for the granitic porphyry (a) and porphyritic granite (b) in the Kunshan W-Mo-Cu deposit

表2　昆山W-Mo-Cu礦床輝鉬礦Re-Os同位素測試結(jié)果Table 2 Re-Os isotopic analytical results of molybdenite from the Kunshan W-Mo-Cu deposit

圖 8 昆山 W-Mo-Cu礦床輝鉬礦Re-Os等時線及加權(quán)平均年齡Fig.8 Re-Os isochron and weighted average age for molybdenite from the Kunshan W-Mo-Cu deposit

5 討 論

5.1 成巖成礦多期性

成巖成礦年齡是認識成巖成礦規(guī)律的基礎(chǔ), 礦床巖體的精確測年是建立成巖成礦模型和反演成巖成礦地球動力學背景的重要基礎(chǔ)資料。昆山W-Mo-Cu礦區(qū)內(nèi)巖漿活動頻繁, 但對礦區(qū)內(nèi)主要巖體和成礦年代的研究還未進行。本文通過鋯石 U-Pb測年,獲得昆山W-Mo-Cu礦床南區(qū)花崗斑巖鋯石U-Pb年齡為136.6±2.5 Ma, 南區(qū)ZK0-1鉆孔600 m處似斑狀花崗巖鋯石U-Pb年齡為151.7±1.3 Ma; 通過輝鉬礦Re-Os同位素定年, 獲得5件輝鉬礦樣品的等時線年齡為151.0±1.3 Ma, 加權(quán)平均年齡為150.0±1.0 Ma。表明昆山 W-Mo-Cu礦區(qū)燕山期至少有兩期巖漿活動: ①晚侏羅世似斑狀花崗巖, 其成巖年齡 151.7± 1.3 Ma與輝鉬礦成礦年齡151.0±1.3 Ma基本一致,說明昆山礦區(qū)的鎢鉬成礦與似斑狀花崗巖的侵入密切相關(guān); ②早白堊世花崗斑巖 136.6±2.5 Ma, 該巖體在礦區(qū)內(nèi)呈巖墻、巖脈產(chǎn)出, 與圍巖的接觸面清晰, 無明顯的蝕變分帶現(xiàn)象, 應為成礦后巖體。

九嶺礦集區(qū)內(nèi)燕山期巖漿活動具多期次的特點,根據(jù)前人研究可按時間先后順序大致分為: 似斑狀花崗巖→細?；◢弾r→花崗斑巖(豐成友等, 2012a;黃蘭椿和蔣少涌, 2013; 徐國輝和姜妍妍, 2013; 左全獅等, 2014; 王輝等, 2015)。近年來區(qū)域內(nèi)各礦區(qū)發(fā)表有大量的成巖成礦年齡數(shù)據(jù)。其中, 似斑狀花崗巖的成巖年齡集中在 150～144 Ma(表 3), 昆山礦區(qū)似斑狀花崗巖結(jié)晶成巖也處于這一時期?；◢彴邘r成巖年齡大約為 143～135 Ma(表 3), 對比區(qū)域上的地質(zhì)資料, 判斷大湖塘地區(qū)至少有兩期花崗斑巖的成巖作用: ①143 Ma左右, 這一期花崗斑巖主要以石門寺礦區(qū)為代表, 巖體呈巖枝、巖脈狀產(chǎn)出, 在空間上與鎢礦體有關(guān)(項新葵等, 2015); ②135 Ma左右, 主要以昆山礦區(qū)為代表, 巖體呈晚期巖脈產(chǎn)出,具有切割、破壞礦體的特征, 為成礦后巖體。大湖塘礦集區(qū)輝鉬礦成礦年齡集中在150～140 Ma(表3),各礦區(qū)成礦年齡均與似斑狀花崗巖成巖年齡相吻合。本文所獲得的昆山W-Mo-Cu礦床的成巖成礦年齡與九嶺礦集區(qū)內(nèi)各鎢多金屬礦床基本一致, 受控于同一地球動力學過程。

結(jié)合表 3數(shù)據(jù), 可將贛北地區(qū)鎢多金屬礦床成礦作用劃分為三期: ①160～150 Ma, 即燕山早期,分布在宜豐–景德鎮(zhèn)斷裂以南的萍樂結(jié)合帶, 以塔前、朱溪鎢礦為代表; ②140 Ma 左右, 主要以大湖塘超大型鎢銅礦床為代表, 這一期次是贛北地區(qū)鎢多金屬礦床成巖成礦的重要時期; ③125 Ma左右,主要分布在江西北部香爐山–彭山–云山一帶(徐斌等, 2015), 以香爐山鎢礦為代表。

表3　贛北地區(qū)鎢多金屬礦床成巖成礦年齡一覽表Table 3 Ages of magmatism and mineralization of the W-polymetallic deposits in northern Jiangxi province

5.2 成巖成礦大地構(gòu)造背景及演化

華南至少經(jīng)歷了 4期區(qū)域規(guī)模的大陸動力學過程, 分別為: 新元古代早期板塊俯沖–碰撞階段、早古生代晚期陸內(nèi)褶皺–造山事件、早中生代陸內(nèi)褶皺–推覆–花崗巖漿事件、晚中生代構(gòu)造轉(zhuǎn)換與華南盆嶺構(gòu)造(舒良樹, 2012)。而華南鎢成礦作用主要對應于晚中生代中–晚侏羅世東亞地區(qū)構(gòu)造轉(zhuǎn)換階段。在這一階段, 東亞地區(qū)發(fā)生了從特提斯構(gòu)造域向古太平洋構(gòu)造域的轉(zhuǎn)換, 構(gòu)造線由近 EW向朝NE向轉(zhuǎn)變(Wang and Shu, 2012)。

中侏羅世, 華南板塊內(nèi)部形成了俯沖板片天窗,古太平洋板塊局部重熔或撕裂重熔, 軟流圈物質(zhì)涌入上地殼, 基性巖漿與酸性巖漿混合及同化混染,進一步分離結(jié)晶和演化。晚侏羅世, 古太平洋板塊對大陸邊緣由傾斜俯沖到平行走滑, 華南地區(qū)全面進入巖石圈“伸展–減薄”的地球動力學環(huán)境。巖石圈伸展–拉張–減薄, 觸發(fā)了深部地?；顒? 促使幔源巖漿順斷裂通道朝陸緣伸展區(qū)上涌、底侵, 其中部分花崗巖質(zhì)巖漿在演化后期發(fā)生了強烈的熔體–流體相互作用, 最終導致了與高分異花崗巖有關(guān)的鎢錫成礦作用(郭春麗等, 2013; Mao et al., 2013a; 豐成友等, 2015)。

因此, 如前所述的贛北地區(qū)鎢多金屬礦床的三期成礦作用, 可能形成與華南中生代巖石圈伸展、板內(nèi)拉張的地球動力學背景密切相關(guān)。

5.3 贛北與贛南鎢礦對比

根據(jù)江西省主要鎢多金屬礦床地質(zhì)特征(表 4),可從以下幾個方面總結(jié)出贛北與贛南鎢礦床地質(zhì)特征的異同點: ①礦化類型: 贛北地區(qū)鎢礦化以矽卡巖型礦化為主, 贛南地區(qū)以石英脈型為主; ②礦化元素組合: 贛北普遍W-Cu-Mo共生, 礦石礦物以白鎢礦、黑鎢礦、黃銅礦、輝鉬礦為主, 贛南以W-Sn組合為特色, 礦石礦物以黑鎢礦、錫石、輝鉍礦為主, 且金屬礦物組成較復雜; ③礦體賦存特征: 除贛北大湖塘地區(qū)(石門寺、獅尾洞、大嶺上)礦體主要賦存于燕山期花崗巖與晉寧期花崗巖的內(nèi)外接觸帶以外, 其余鎢礦床礦體普遍賦存于燕山期花崗巖與地層的內(nèi)外接觸帶; ④控礦構(gòu)造: 均以NNE向、NE向斷裂為主, 說明整個江西的鎢多金屬成巖成礦可能受控于同一地球動力學過程, 即中晚侏羅世華南板內(nèi)巖石圈伸展–減薄的動力學環(huán)境(豐成友等, 2012b)。

表4　江西省主要鎢多金屬礦床地質(zhì)特征簡表Table 4 Major geological characteristics of the W-polymetallic deposits in Jiangxi province

此外, 由表 4亦可看出昆山礦床在礦化類型、礦體賦存特征等方面與贛北地區(qū)其他鎢礦存在差異,而與贛南地區(qū)鎢礦床存在相似之處。根據(jù)贛南地區(qū)鎢礦“五層樓+地下室”找礦模型(許建祥等, 2008; 王登紅等, 2010), 昆山礦床目前找礦勘探仍處于中部的混合脈帶層位, 其深部仍具有較大的找礦潛力。

續(xù)表4:

6 結(jié) 論

(1) 通過對昆山W-Mo-Cu礦床內(nèi)似斑狀花崗巖和花崗斑巖進行LA-ICP-MS鋯石U-Pb法定年, 獲得其成巖年齡分別為 151.7±1.3 Ma和136.6±2.5 Ma;利用輝鉬礦Re-Os法, 獲得5件輝鉬礦樣品的Re-Os等時線年齡和加權(quán)平均年齡分別為151.0±1.3 Ma和150.0±1.0 Ma。厘定昆山礦床成礦時代為晚侏羅世150 Ma左右, 成礦與似斑狀花崗巖有關(guān); 早白堊世花崗斑巖為成礦后巖體。

(2) 贛北地區(qū)已有鎢多金屬礦床成巖成礦年代學研究表明, 燕山期成巖成礦具多期性, 可分為160～150 Ma(塔前、朱溪鎢多金屬礦床)、140 Ma(大湖塘鎢多金屬礦床)和125 Ma(香爐山鎢礦), 主要集中于150～140 Ma, 這一時期對應于華南中生代巖石圈伸展構(gòu)造背景。

(3) 根據(jù)對江西省主要鎢多金屬礦床地質(zhì)特征的綜合分析, 贛北以W-Cu-Mo組合、細脈浸染型或矽卡巖型白鎢礦為主, 而贛南以W-Sn組合、石英脈型黑鎢礦為主, 各具特色。昆山礦床的礦化樣式與贛南脈型鎢礦相似, 其“上鎢中鉬下銅”的分帶模式值得進一步研究。

致謝： 野外工作期間得到了贛西北地質(zhì)大隊的支持和修水縣昆山鎢礦漆青元工程師的大力幫助; 中國地質(zhì)大學(武漢)蔣少涌教授和江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局項新葵教授級高工對本文審稿并提出了一些寶貴的修改意見, 在此一并表示衷心的感謝！

畢詩健, 李建威, 趙新福. 2008. 熱液鋯石U-Pb定年與石英脈型金礦成礦時代: 評述與展望. 地質(zhì)科技情報, 27(1): 69–76.

曹鐘清. 2004. 大吉山鉭鈮鎢礦床地質(zhì)特征及找礦模型.地質(zhì)與勘探, 40(6): 34–37.

陳國華, 萬浩章, 舒良樹, 張誠, 康川. 2012. 江西景德鎮(zhèn)朱溪銅鎢多金屬礦床地質(zhì)特征與控礦條件分析. 巖石學報, 28(12): 3901–3914.

杜安道, 趙敦敏, 王淑賢, 孫德忠, 劉敦一. 2001. Carius管溶樣–負離子熱表面電離質(zhì)譜準確測定輝鉬礦錸–鋨同位素地質(zhì)年齡. 巖礦測試, 20(4): 247–252.

豐成友, 曾載淋, 屈文俊, 劉俊生, 李海潘. 2015. 贛南興國縣張家地鉬鎢礦床成巖成礦時代及地質(zhì)意義. 巖石學報, 31(3): 709–724.

豐成友, 張德全, 項新葵, 李大新, 瞿泓瀅, 劉建楠, 肖曄. 2012a. 贛西北大湖塘鎢礦床輝鉬礦Re-Os同位素定年及其意義. 巖石學報, 28(12): 3858–3868.

豐成友, 曾載淋, 王松, 梁景時, 丁明. 2012b. 贛南夕卡巖型鎢礦成巖成礦年代學及地質(zhì)意義——以焦里和寶山礦床為例. 大地構(gòu)造與成礦學, 36(3): 337–349.

郭春麗, 許以明, 樓法生, 鄭佳浩. 2013. 欽杭帶侏羅紀與銅和錫有關(guān)的兩類花崗巖對比及動力學背景探討.巖石礦物學雜志, 32(4): 463–484.

胡正華, 劉棟, 劉善寶, 郎興海, 張家菁, 陳毓川, 施光海, 王藝云, 雷天浩, 聶龍敏, 沙珉, 龔良信, 劉戰(zhàn)慶. 2015. 江西樂平塔前鉬(鎢)礦床成巖成礦時代及意義. 成都理工大學學報(自然科學版), 42(3): 312–322.

黃安杰, 溫祖高, 劉善寶, 劉消清, 劉獻滿, 張家菁, 施光海, 劉戰(zhàn)慶. 2013. 江西樂平塔前鎢鉬礦中輝鉬礦Re-Os定年及其地質(zhì)意義. 巖石礦物學雜志, 32(4): 496–504.

黃惠蘭, 常海亮, 譚靖, 李芳, 張春紅, 周云. 2015. 共生黑鎢礦與石英等多種礦物中流體包裹體的紅外顯微測溫對比研究——以江西西華山石英脈鎢礦床為例.巖石學報, 31(4): 925–940.

黃蘭椿, 蔣少涌. 2012. 江西大湖塘鎢礦床似斑狀白云母花崗巖鋯石U-Pb年代學、地球化學及成因研究. 巖石學報, 28(12): 3887–3900.

黃蘭椿, 蔣少涌. 2013. 江西大湖塘富鎢花崗斑巖年代學、地球化學特征及成因研究. 巖石學報, 29(12): 4323–4335.

蔣少涌, 彭寧俊, 黃蘭椿, 徐耀明, 占崗樂, 但小華. 2015.贛北大湖塘礦集區(qū)超大型鎢礦地質(zhì)特征及成因探討.巖石學報, 31(3): 639–655.

雷瑋琰, 施光海, 劉迎新. 2013. 不同成因鋯石的微量元素特征研究進展. 地學前緣, 20(4): 273–284.

李旭輝, 葉少貞. 2006. 贛北昆山-大河里地區(qū)鎢鉬礦資源潛力及找礦方向. 東華理工學院學報, (增刊): 77–80.

李巖, 潘小菲, 趙苗, 陳國華, 張?zhí)旄? 劉茜, 張誠. 2014.景德鎮(zhèn)朱溪鎢(銅)礦床花崗斑巖的鋯石U-Pb年齡、地球化學特征及其與成礦關(guān)系探討. 地質(zhì)論評, 60(3): 693–708.

林黎, 余忠珍, 羅小洪, 丁少輝. 2006a. 江西大湖塘鎢礦

田成礦預測. 東華理工學院學報, (增刊): 139–142.林黎, 占崗樂, 喻曉平. 2006b. 江西大湖塘鎢(錫)礦田地

質(zhì)特征及遠景分析. 資源調(diào)查與環(huán)境, 27(1): 25–32.劉善寶, 王成輝, 劉戰(zhàn)慶, 劉建光, 萬浩章, 陳國華, 張誠, 張樹德, 張小林. 2014. 贛東北塔前–賦春成礦帶巖漿巖時代限定與序列劃分及其意義. 巖礦測試, 33(4): 598–611.

歐陽永棚, 陳國華, 饒建鋒, 曾祥輝, 張誠, 魏錦, 康川,舒立旻, 羅淥川. 2014. 景德鎮(zhèn)朱溪銅鎢多金屬礦床地質(zhì)特征及成礦機制. 地質(zhì)學刊, 38(3): 359–364.

彭花明, 夏菲, 嚴兆彬, 杜后發(fā), 袁琪. 2014. 江西大嶺上鎢礦花崗斑巖鋯石特征、成因及意義. 巖石礦物學雜志, 33(5): 811–824.

彭花明, 袁琪, 李秋耘, 夏菲, 張博譞, 但小華, 張中山,董曉峰. 2015. 贛西北大嶺上鎢礦黑云母花崗斑巖鋯石U-Pb年齡、Hf同位素及其與W、Cu礦化的關(guān)系. 地質(zhì)論評, 61(5): 1089–1098.

舒良樹. 2012. 華南構(gòu)造演化的基本特征. 地質(zhì)通報, 31(7): 1035–1053.

宋生瓊, 胡瑞忠, 畢獻武, 魏文鳳, 石少華. 2011. 贛南崇義淘錫坑鎢礦床氫、氧、硫同位素地球化學研究. 礦床地質(zhì), 30(1): 1–10.

王登紅, 陳鄭輝, 黃國成, 武國忠, 陳芳. 2012. 華南“南鎢北擴”、“東鎢西擴”及其找礦方向探討. 大地構(gòu)造與成礦學, 36(3): 322–329.

王登紅, 唐菊興, 應立娟, 陳鄭輝, 許建祥, 張家菁, 李水如, 曾載淋. 2010. “五層樓+地下室”找礦模型的適用性及其對深部找礦的意義. 吉林大學學報(地球科學版), 40(4): 733–738.

王輝, 豐成友, 李大新, 項新葵, 周建厚. 2015. 贛北大湖塘鎢礦成巖成礦物質(zhì)來源的礦物學和同位素示蹤研究. 巖石學報, 31(3): 725–739.

王旭東, 倪培, 張伯聲, 王天剛. 2010. 江西盤古山石英脈型鎢礦床流體包裹體研究. 巖石礦物學雜志, 29(5): 539–550.

魏文鳳, 胡瑞忠, 畢獻武, 蘇文超, 宋生瓊, 石少華. 2011.贛南西華山鎢礦床成礦流體演化特征. 礦物學報, 31(2): 201–210.

吳元保, 鄭永飛. 2004. 鋯石成因礦物學研究及其對U-Pb年齡解釋的制約. 科學通報, 49(16): 589–1604.

項新葵, 陳茂松, 詹國年, 錢振義, 李輝, 許建華. 2012a.贛北石門寺礦區(qū)鎢多金屬礦床成礦地質(zhì)條件. 地質(zhì)找礦論叢, 27(2): 143–155.

項新葵, 劉顯沐, 詹國年. 2012b. 江西省大湖塘石門寺礦區(qū)超大型鎢礦的發(fā)現(xiàn)及找礦意義. 資源調(diào)查與環(huán)境, 33(3): 141–151.

項新葵, 王朋, 孫德明, 鐘波. 2013a. 贛北石門寺鎢多金屬礦床輝鉬礦Re-Os同位素年齡及其地質(zhì)意義. 地質(zhì)通報, 32(11): 1824–1831.

項新葵, 王朋, 詹國年, 孫德明, 鐘波, 錢振義, 譚榮. 2013b. 贛北石門寺超大型鎢多金屬礦床地質(zhì)特征.礦床地質(zhì), 32(6): 1171–1187.

項新葵, 尹青青, 孫克克, 陳斌. 2015. 江南造山帶中段大湖塘同構(gòu)造花崗斑巖的成因——鋯石U-Pb年代學、地球化學和Nd-Hf同位素制約. 巖石礦物學雜志, 34(5): 581–600.

徐斌, 蔣少涌, 羅蘭. 2015. 江西彭山錫多金屬礦集區(qū)尖峰坡錫礦床LA-MC-ICP-MS錫石U-Pb測年及其地質(zhì)意義. 巖石學報, 31(3): 701–708.

徐國輝, 姜妍妍. 2013. 贛北獅尾洞鎢多金屬礦床成礦地質(zhì)特征及成因探討. 黑龍江科技信息, (3): 8, 19.

許建祥, 曾載淋, 王登紅, 陳鄭輝, 劉善寶, 王成輝, 應立娟. 2008. 贛南鎢礦新類型及“五層樓+地下室”找礦模型. 地質(zhì)學報, 82(7): 880–887.

楊春光, 干正如. 2010. 畫眉坳鎢礦的成因分析及富集規(guī)律. 有色金屬(礦山部分), 62(6): 30–32.

楊樹春. 2012. 大吉山鎢礦床地質(zhì)特征及北組深部資源潛力預測. 科技視界, 4(11): 184–186.

葉少貞, 汪國華, 干金軍, 廖傳茂, 彭淮安, 李民澤, 吳火星, 查志強, 黃家翔, 陳德康. 2015. 贛北九嶺成礦帶昆山鉬鎢銅礦區(qū)找礦新進展. 中國鉬業(yè), 39(2): 16–22.

張大權(quán), 豐成友, 李大新, 陳毓川, 曾載淋. 2012. 江西省崇義縣淘錫坑鎢錫礦床流體包裹體特征及礦床成因.吉林大學學報(地球科學版), 42(2): 374–383.

張家菁, 梅玉萍, 王登紅, 李華芹. 2008. 贛北香爐山白鎢礦床的同位素年代學研究及其地質(zhì)意義. 地質(zhì)學報, 82(7): 927–931.

張志輝, 耿林, 賈文彬, 鞏小棟, 杜澤忠, 張明超. 2014.贛北大湖塘鎢多金屬礦田區(qū)域地質(zhì)特征研究. 中國礦業(yè), 23(S2): 133–136, 148.

張志輝, 張達, 吳淦國, 羅平, 陳錫華, 狄永軍, 呂良冀. 2013. 贛北梅子坑鉬礦床輝鉬礦Re-Os同位素年齡及其地質(zhì)意義. 吉林大學學報(地球科學版), 43(6): 1851–1863.

左全獅. 2006. 江西九嶺山西段大湖塘-李揚斗成礦區(qū)成礦地質(zhì)條件分析及進一步找礦前景評價. 資源環(huán)境與工程, 20(4): 348–353.

左全獅, 章平, 周才堅. 2014. 江西大湖塘礦集區(qū)燕山期巖漿巖基本特征及其與成礦的關(guān)系. 礦產(chǎn)與地質(zhì), 28(5): 519–526.

Andersen T. 2002. Correction of common lead in U-Pb analyses that do not report204Pb. Chemical Geology, 192(1–2): 59–79.

Du A D, Wu S Q, Sun D Z, Wang S X, Qu W J, Markey R, Stain H, Morgan J and Malinovskiy D. 2004. Preparation and certification of Re-Os dating reference materials: Molybdenites HLP and JDC. Geostandards and Geoanalytical Research, 28(1): 41–52.

Feng C Y, Zhao Z, Qu W J and Zeng Z L. 2015. Temporal consistency between granite evolution and tungsten mineralization in Huamei’ao, southern Jiangxi Province, China: Evidence from precise zircon U-Pb, molybdenite Re-Os, and muscovite40Ar-39Ar isotope geochronology. Ore Geology Reviews, 65: 1005–1020.

Griffin W L, Wang Xi, Jackson S E, Pearson N J, O'Reilly S Y, Xu X S and Zhou X M. 2002. Zircon chemistry and magma mixing, SE China: In-situ analysis of Hf isotopes, Tonglu and Pingtan igneous complexes. Lithos, 61(3-4): 237–269.

Hanchar J M and Miller C F. 1993. Zircon zonation patterns as revealed by cathodoluminescence and backscattered electron images: Implications for interpretation of complex crustal histories. Chemical Geology, 110(1–3): 1–13.

Ludwig R K. 2003. User’s Manual for Isoplot 3.0: A Geochronological Toolkit for Microsoft Excel. Berkeley Geochronology Centre Special Publication: 1–70.

Huang L C and Jiang S Y. 2014. Highly fractionated S-type granites from the giant Dahutang tungsten deposit in Jiangnan Orogen, Southeast China: Geochronology,petrogenesis and their relationship with W-mineralization. Lithos, 202–203: 207–226.

Mao J W, Cheng Y B, Chen M H and Pirajno F. 2013a. Major types and time-space distribution of Mesozoic ore deposits in South China and their geodynamic settings. Mineralium Deposita, 48(3): 267–294.

Mao Z H, Cheng Y B, Liu J J, Yuan S D, Wu S H, Xiang X K and Luo X H. 2013b. Geology and molybdenite Re-Os age of the Dahutang granite-related veinletsdisseminated tungsten ore field in the Jiangxin Province, China. Ore Geology Reviews, 53: 422–433.

Mao Z H, Liu J J, Mao J W, Deng J, Zhang F, Meng X Y, Xiong B K, Xiang X K and Luo X H. 2014. Geochronology and geochemistry of granitoids related to the giant Dahutang tungsten deposit, middle Yangtze River region, China: Implications for petrogenesis, geodynamic setting, and mineralization. Gondwana Research, 28(2): 816–836.

Schaltegger U. 2007. Hydrothermal Zircon. Elements, 3: 51–79.

Wang D Z and Shu L S. 2012. Late Mesozoic basin and range tectonics and related magmatism in Southest China. Geoscience Frontier, 3(2): 109–124.

Geochronological Study of the Kunshan W-Mo-Cu Deposit in the Dahutang Area, Northern Jiangxi Province and its Geological Significance

ZHANG Mingyu1, 2, FENG Chengyou2*, LI Daxin2, WANG Hui2, ZHOU Jianhou2, YE Shaozhen3and WANG Guohua3
(1. School of Earth Sciences and Resources, China University of Geosciences, Beijing 100083, China; 2. Institute of Mineral Resource, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100037, China; 3. Northwest Geological Branch, Jiangxi Bureau of Geology and Mineral Resources, Jiujiang 332000, Jiangxi, China)

The Kunshan W-Mo-Cu deposit is located in the southern part of the Jiuling tungsten-polymetallic ore concentration region in northern Jiangxi province, which is only 3 km away from the Dahutang tungsten deposit. Being in the exploration and evaluation stage, the proven reserve of the deposit has now reached medium scale for tungsten, and medium scale and small scale for the accompanying molybdenum and copper, respectively. Evidence shows that the Kunshan deposit has a promising prospecting potential. Unlike the ores of the Dahutang deposit that consist of veinlet-dissemination type, hydrothermal-explosion breccia type, and thick-vein type which occur in the upper part of the Yanshanian granite and the contact zone with the Mesoproterozoic granodiorite, the ores of the Kunshan deposit are tungsten, copper and molybdenum bearing quartz veins occurring in the top of the Yanshanian plutons and the contact zone of the Meso-Neoproterozoic Shuangqiaoshan Group low grade metamorphic rocks, and interestingly, the surface to deep ore zonation of W-Mo-Cu is obvious. LA-ICP-MS dating of zircon grains from the porphyritic granite and granite porphyry dikes yielded ages of 151.7±1.3 Ma, and 136.6±2.5 Ma, respectively. Re-Os analysis of five molybdenite separates from quartz veins in the Kunshan deposit yielded a weighted average of the model ages and isochron age of 150.0±1.0 Ma and 151.0±1.3 Ma, respectively, which indicate that the Kunshan W-Mo-Cu deposit was formed in the Late Jurassic and was related to the porphyritic granite. Combined with the regional magmatism and mineralization chronology data from previous researches, it is concluded that the age of magmatism and mineralization in the northern Jiangxi province can be divided to three stages, which are 160～150 Ma (the Taqian and Zhuxi tungsten-molybdenum deposit), 140 Ma (the Dahutang tungsten-molybdenum deposit), 125 Ma (the Xianglushan tungsten deposit), and mostly concentrated in 150- 140 Ma. In the Late Jurassic, the lithosphere of South China was in an overall “extension and thinning” dynamic setting, which may lead to the Yanshanian magmatism and related mineralization in the northern Jiangxi province. The distinctive mineralization zonation of the Kunshan deposit is worth further investigation.

quartz vein-type tungsten deposit; zircon U-Pb dating; molybdenite Re-Os age; Kunshan deposit; Dahutang area; Jiuling ore concentration area

P597; P612

A

1001-1552(2016)03-0503-014

2015-09-21; 改回日期: 2015-12-15
項目資助: 國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃 973課題(2012CB416704)、中國地質(zhì)調(diào)查局高層次地質(zhì)人才培養(yǎng)計劃(201309)和青年地質(zhì)英才計劃(201112)聯(lián)合資助。

張明玉(1992–), 女, 碩士研究生, 礦物學、巖石學、礦床學專業(yè)。Email: zhangmy_66@163.com

豐成友(1971–), 男, 研究員, 博士生導師, 主要從事礦床地質(zhì)、地球化學研究。Email: fengchy@cags.ac.cn