南泥湖-三道庄超大型钼钨矿床的钨成矿作用和钼-钨成矿关系研究

The Southern margin of the North China Craton (NCC) is one of the most important Mo, W, Au, Ag, Pb, Zn mineralization zones. Although the study of the genesis of ore deposits have gotten important development, mechanism of extreme W-enrichment associated with Mo deposits hasn't been attached enough importance and scientific research and the relationship of Mo and W mineralization remain unclear. Systematic study of the W mineralization of Nannihu-Shangfanggou-Sandaozhuang super-large Mo(W) deposits from the southern margin of the NCC will be the major objective of this study. This project plans to analyze in-situ major and trace elemental and Hf-O-Sr-Nd isotopic compositions of zircon, apatite, plagioclase, scheelite, garnet, Fe-Ti oxides and sulfides, combined with elemental and isotopic compositions of melt/fluid inclusions to explore the ore-forming material source, magmatic-fluids evolution. It will investigate the condition of temperature, pressure, volatile and oxygen fugacity, the property of post-magmatic fluids, the occurrence of tungsten and its contents and variations in the minerals, melts and fluids at different stages of magmatic evolution. Finally this project will provide further constraints on the mechanism of extreme W-enrichment and the diversity of W and Mo mineralization, and propose mineralogical and geochemical guides for prospecting by comparison with the genesis of the tungsten deposits in Nanling area.

华北克拉通南缘是中国最重要的Mo、W、Au、Ag、Pb、Zn金属成矿带之一。已有的矿床学研究主要聚焦于Mo、Au、Ag、Pb、Zn等成矿作用，与钼矿密切共生、且达超大型规模的钨矿床没有得到应有的重视，钨的超常富集机制及其与钼矿化的关系尚不清楚。本项目以南泥湖-三道庄矿区的超大型钼钨矿床为研究对象，以“成矿物质来源”、“岩浆-流体演化过程”和“钼、钨成矿差异性机理”为核心内容，通过锆石、磷灰石、白钨矿、石榴子石、Fe-Ti氧化物和硫化物的微区元素与Hf-O-Sr-Nd同位素，结合矿物熔体-流体包裹体的元素与同位素研究，示踪钨元素来源，刻画成岩-成矿的岩浆和流体演化过程，揭示钼和钨的赋存状态、控矿物理化学条件，以及熔体-流体性质对钨富集-迁移-沉淀和钼-钨分离、共生机制的影响；在对南岭典型钨矿床进行对比研究的基础上，探究华北克拉通南缘钨矿床的形成机制，确定含矿岩体找矿的矿物学和地球化学标志。

华北克拉通南缘是世界上最大的钼钨成矿带，与大型-超大型钼矿共生或伴生，是华北克拉通南缘钨成矿的显著特点，但为何只有少数钼矿伴生有钨矿产出，钼和钨矿化究竟有何种成因联系，两者的物质来源是否相同，该研究将对阐述华北克拉通南缘的金属成矿作用规律，指导区域找矿会有重要启示。本次研究选择位于栾川矿集区的三道庄和鱼库超大型钼钨矿床做为研究对象，以“成矿物质来源”、“岩浆-流体演化过程”和“钼、钨成矿差异性机理”为核心内容，通过详细的微区元素与同位素矿物学研究，示踪钨元素的来源，刻画成岩-成矿的岩浆和流体演化过程，揭示钼和钨的赋存状态、控矿物理化学条件，以及熔体-流体性质对钨富集-迁移-沉淀和钼-钨分离、共生机制的影响。.研究表明钼钨矿化从最早期矽卡岩化就已经开始，其中白钨矿主要在进变质矽卡岩阶段和退变质矽卡岩阶段沉淀，而辉钼矿则主要在退变质矽卡岩阶段和石英-硫化物阶段沉淀。钼钨成矿物质和成矿流体均来源于矿区内的花岗斑岩体。在成矿流体的演化过程中，强烈且持续的流体-岩石相互作用使得富钙围岩释放大量的Ca，提高了成矿流体中的Ca2+活度，为白钨矿的大量沉淀提供了有利条件。而在矽卡岩化过程中，温度的下降和碳质碳酸盐岩围岩的大量加入，导致流体氧逸度降低，部分钼可从早世代富钼白钨矿晶体中通过溶解-再沉淀的方式释放出来，并与流体中原来的钼混合，以辉钼矿的形式沉淀。.三道庄和鱼库钼钨矿床的成矿岩体为~148Ma的壳幔混合来源I型花岗岩。在岩浆演化过程中，中-高氧逸度、高分异程度和富F、贫Cl的挥发分组成等因素促进了钼、钨元素的富集成矿。本研究认为华北克拉通南缘伴生钨的钼矿床仅对应着区域内的第二期钼成矿事件（148-138 Ma），赋矿围岩均以富钙的碳酸盐岩为主，表明了发育在富钙碳酸盐岩地层中的第二期钼成矿作用控制着区域内钨的选择性富集成矿。结合已有的地质资料，本文认为区内的黄背岭岩体及其内外接触带附近具有很高的钼、钨勘探潜力。