赣中聚源大型石英脉型白钨矿矿床矿化机制研究

The scheelite quartz-vein type deposit is a special type of tungsten deposit on which previous research work is very deficient. The Juyuan tungsten deposit which is a newly confirmed large scheelite deposit of quartz vein-type in central Jiangxi will be studied in this research. The goal of this research is to reveal the formation process of this deposit, through detailed work on rock mass, strata and ore bodies. In this study, the magmatic evolution of W-bearing granite and the evolution of ore-forming fluids will be regarded as two complete chains. After detailed field investigation, representative rock samples and ore samples of different stages from two different evolutionary chains will be selected for elaborated mineralogical study using SEM, EMPA, LA-ICP-MS analyses. The formation and evolution of tungsten-bearing granites will be discussed based on the evidences from petrogeochemistry, zircon U-Pb ages, and Sr-Nd-Hf isotopes. Finally, combining the research on fluid inclusions, isotopic geochemistry and muscovite Ar-Ar ages of ores in different mineralization stages, the formation process of Juyuan tungsten deposit will be revealed.

石英脉型白钨矿矿床是钨矿中较为特殊的矿化类型，前人对它的研究工作非常零星，本研究选取这类钨矿的典型代表——赣中聚源钨矿为研究对象，将岩体、地层、矿体的研究工作紧密结合，开展矿床成因的系统研究。研究过程中拟把成矿岩体的岩浆演化和成矿流体演化视为两个完整的演化链条，在详细的地质调查基础上，采集代表性样品，利用扫描电镜、电子探针、LA-ICP-MS等手段，对两条演化链上不同阶段的花岗岩与矿石开展精细矿物学研究；结合不同阶段花岗岩的岩石地球化学、锆石U-Pb年代学以及Sr-Nd-Hf同位素的实验结果，讨论聚源钨矿成矿花岗岩的形成背景与演化过程。同时结合不同矿化阶段矿石的流体包裹体、同位素地球化学及白云母Ar-Ar年代学研究，分析聚源钨矿的形成过程，并最终揭示该矿床的成矿机制。

本项目选择聚源石英脉型白钨矿床这一特殊的矿化类型为研究对象，开展了岩石地球化学、成岩成矿年代学、成岩成矿矿物学、同位素地球化学、流体包裹体地质学等方面的研究。聚源含钨花岗斑岩具有高硅、富钾、富碱、贫铝、低磷、低钙等特征，属于强过铝质花岗岩，LA-ICP-MS锆石U-Pb加权平均年龄为152.4±1.0 Ma（MSWD=0.97)。ISr值平均为0.714733，εNd(t)值为−8.8~−8.1，两阶段Nd模式年龄值为1.60~1.66 Ga，锆石εHf(t)值在−12.0~−9.3之间，两阶段Hf模式年龄为1.78~1.95 Ga，其物源可能为古元古代地壳物质。岩体经历了较为强烈的结晶分异作用，这可能是该花岗斑岩富钨的主要原因。与白钨矿共生的黑钨矿LA-ICP-MS U-Pb年龄为153.3±3.1Ma（MSWD=1.10），这一年龄较好的代表了该矿床的成矿年龄。白钨矿具有复杂的内部结构，阶段Ⅰ早结晶的白钨矿富MREE，致使流体中MREE相对减少，晚结晶的白钨矿记录了稀土元素的这种变化。MREE（除Eu2+）更易进入白钨矿，阶段II的白钨矿MREE逐渐减少。阶段III白钨矿Eu富集和MREE强烈亏损。可能受大气降水大量兑入影响，氧逸度增高，流体中Eu2＋变价为Eu3＋大量进入白钨矿。除了黑钨矿与白钨矿之外，利用α径迹蚀刻实验，还发现了多种富钨的铌钽酸盐矿物，认为钨在流体演化的过程中可能优先进入铌钽酸盐矿物，白钨矿的大量形成则可能跟流体演化到稍晚阶段钙质的大量兑入有关。流体包裹体的均一温度分布在245-395℃之间，主要集中在283-395℃，盐度范围为0.66-6.24 wt％NaCl，具有中高温度和中低盐度的特征。聚源钨矿成矿流体δD值范围为-68.3~-58.6‰，δ18O水范围为为5.1-7.5‰，显示大气降水参与成矿的特点。大气降水的兑入，带来地表风化释放的钙，同时改变成矿流体的氧逸度并稀释流体中的稀土元素浓度，这可能是形成不同类型白钨矿的主要原因。