广东石菉大型矽卡岩矿床铜钨元素共生机制研究

Copper and tungsten elements have significantly different geochemical properties, and the genetic types of ore-bearing rocks related to copper and tungsten mineralization are also unlike, indicating that it is seem to be difficult to exist together for copper and tungsten elements. However, more and more skarn copper-tungsten polymetallic deposits have been discovered, but the paragenesis mechanism of copper and tungsten elements in these deposits was unclear and an important scientific concerns which need to understand. In recent years, several large-medium size skarn copper-tungsten polymetallic deposits, such as Shilu, Yingwuling, Qiguling, have been discovered and evaluated in Yunkai area. The Shilu large Cu-W-Mo deposit, once a skarn Cu deposit in Guangdong Province, is the best place for studying the mineralization relationship between copper and tungsten. Based on a systematic study of deposit geology and an anatomy of the Shilu Cu-W-Mo deposit, the author focuses on the petrology, fluid inclusions and element geochemistry, aiming to investigate metallogenic specialization of magmatic rocks, invert the evolution of ore-forming fluids and discuss the enrichment process of copper and tungsten. The purpose of the study is to clarify the elemental paragenesis mechanism of copper and tungsten in the polymetallic deposit, and set up reasonable mineral model. This study not only enriches the metallogenic theory but also provides a theoretical basis of prospecting exploration in Yunkai area.

铜与钨具有明显不同的地球化学性质及岩浆岩成矿专属性，两者似乎很难共生。然而，越来越多的资料显示，矽卡岩矿床铜钨元素共生现象普遍存在，但其共生机制尚不清楚，是一个亟待查明的重要科学问题。近年来在云开地区发现了一批诸如石菉、鹦鹉岭和旗鼓岭等大-中型矽卡岩铜钨多金属矿床。石菉矿床曾经是一个矽卡岩铜矿，近年来勘查探明大量钨与之共生，构成一个大型铜钨钼矿，是解剖研究铜、钨共生机制的理想场所。本申请拟选择石菉矿床为研究对象，以系统的矿床地质学研究为基础，通过开展岩石学、流体包裹体和元素地球化学的研究，试图查明矿区内不同矿化类型的矿体及相关花岗质岩石的时、空分布格局，反演成矿流体演化过程，解析铜、钨元素的聚集沉淀过程。目的在于探讨矽卡岩矿床铜钨共生机制，建立矿床模型，以达到促进区域深部找矿和丰富矿床成矿理论之目的。

矽卡岩矿床铜钨元素共生现象普遍存在，但其共生机制尚不清楚，是一个亟待查明的重要科学问题。近年来在云开地区发现了一批诸如石菉、鹦鹉岭和旗鼓岭等矽卡岩铜钨多金属矿床。通过研究取得以下主要的进展与成果：. （I）精细厘定石菉矿床成岩成矿年代学格架。石菉矿床含矿斑岩锆石U-Pb年龄、石榴子石U-Pb年龄以及辉钼矿Re-Os年龄在误差范围内基本一致，构成石菉矿床完整的成岩成矿作用时间体系，精确厘定其形成于早白垩世晚期，与其北东方向的天堂矽卡岩型铜铅锌矿床形成于同一时期。. （II）限定石菉不同岩体的岩石学和地球化学特征，揭示其源区性质和岩浆演化对成矿过程的制约。石菉矿床成矿岩体的地球化学特征、Sr-Nd-Pb-Hf-O同位素组成特征、矿物学特征等多个方面证实石菉岩体为强烈壳幔相互作用的结果，岩浆源区可能来自俯冲残留板片或者反映岩浆源区曾受到俯冲带流体交代改造，并且其源岩岩浆部分熔融过程中有新元古代岛弧岩浆物质和地壳再循环物质的加入。. （III）查明流体包裹体特征、演化过程以及铜、钨矿化元素的富集、沉淀和共生机制。综合研究提出石菉矿床中释放出的岩浆热液流体能同时提供Cu、W矿化元素，铜钨多金属成矿作用与中酸性岩浆交代碳酸盐类围岩、流体的降温冷却、沸腾作用以及流体混合密切相关。早白垩世时期，中国大陆处于伸展阶段，地壳伸展减薄导致大规模的地幔物质上涌，从而引起残留的大洋板片重熔并交代次大陆岩石圈，以及古老壳源物质（包含有新元古代岛弧物质参与）的部分熔融形成含矿岩浆。富含Cu和W矿化元素的含矿岩浆沿古钦杭结合带上升侵位并发生强烈的结晶分异，伴随中高温岩浆热液与围岩发生水岩反应，铜、钨多金属矿化在成矿岩体与碳酸盐岩围岩接触面、破碎带等构造薄弱带富集，形成石菉矽卡岩型矿床。. （Ⅳ）综合系统划分区内成矿系列，建立成矿动力学模型，为云开地区成矿地质背景研究和找矿勘查提供重要的理论支撑。