华南国防医学杂志

湘中矿集区杨家山石英脉白钨矿床的白云母和锡 

来源:华南国防医学杂志 【在线投稿】 栏目:期刊导读 时间:2021-06-19

锡石含有较高的U含量和较低的普通Pb含量,并且锡石U-Pb同位素体系封闭温度高,不易受后期热液蚀变的影响,是较为理想的U-Pb定年矿物之一(Gulson and Jones,1992;Yuanetal.,2008)。因此锡石U-Pb定年可以用来约束钨锡稀有金属矿床的形成时代(Yuanetal.,2011;Zhangetal.,2015,2017a,b)。云母等含钾矿物的K-Ar和Ar-Ar法测定的年龄可能代表了岩浆结晶结束的年龄或后期多期次热事件的年龄(Lietal.,2014;Yuanetal.,2018),也是确定热液矿床成矿年代的重要方法之一(Selbyetal.,2002;Xieetal.,2011)。两种不同测年方法给出的结果在一些矿床中可以得到相互的验证(Zhangetal.,2014;Zhangetal.,2015)。

全球钨矿床主要类型包括产于钙质岩石中的矽卡岩白钨矿床和赋存于含铁片岩和角岩中的石英脉黑钨矿床(Lecumberri-Sanchezetal.,2017)。近年来,全球不断发现产于非钙质的地层但与花岗岩有成因联系的钨矿床中,白钨矿是唯一的含钨矿物(Wood and Samson,2000),但目前很少有学者关注产于非钙质岩石中的石英脉型白钨矿床的成矿机制。

湘中矿集区是我国西南地区大面积低温成矿域(<200~250℃)的重要组成部分,发育大量的Au-Sb±W元素组合的矿床,是全球最大的锑金矿集区(Huetal.,2017a,b)。这些锑金矿床在矿区范围内未发现大规模的侵入岩,可见少量的中酸性脉岩;而盆地边缘出露一定规模的花岗质岩体,锑金成矿作用与岩浆活动的关系还存在争议(Pengetal.,2003a,b;Peng and Frei,2004;Zhu and Peng,2015)。此外,湘中矿集区还发育许多石英脉型和矽卡岩型白钨矿床(图1)。杨家山钨矿床是石英脉型白钨矿床的典型代表,矿体呈脉状产于加里东期黑云母二长花岗岩和新元古界板岩中(Hsuetal.,1959)。我国华南地区有许多与中生代花岗岩类有关的含钨矿床(Yuanetal.,2018,2019;Maoetal.,2019,2021),但是对于与加里东期花岗岩有关的钨成矿作用关注相对较少。近年来,在华南大瑶山和苗儿山-越城岭地区发现和识别出少量与加里东期的花岗岩有关的钨矿床(华仁民等,2013;Dangetal.,2020;Zhuetal.,2020;陈懋弘等,2020)。

图1 湘中矿集区区域地质图(据Xieetal.,2019;黄建中等,2020修改)Fig.1 Regional geological map of the Xiangzhong ore district,South China(modified after Xieetal.,2019;Huangetal.,2020)

本文在对杨家山钨矿床详细地野外地质研究基础上,利用LA-ICP-MS U-Pb同位素定年和40Ar-39Ar阶段加热同位素测年方法分别对与白钨矿密切共生的锡石和白云母开展精确的年代研究,来厘定杨家山钨矿床的成矿时代。综合湘中矿集区加里东期岩体的年代资料和金矿床的成矿时代数据,以期对湘中矿集区加里东期的钨矿床和金矿床成矿规律有更明确的认识。

1 区域地质背景

华南地区分为扬子地块和华夏地块(Huetal.,2017b),湘中矿集区位于扬子和华夏地块之间的弧形构造带内,包括西侧的雪峰山地区和东侧的邵阳盆地(图1)。区域地层具有明显的双层结构:元古界基底和古生界至中生界沉积盖层(马东升等,2002)。元古界地层包括中元古界冷家溪群和新元古界板溪群低绿片岩相的变质碎屑岩,这些变质岩是在1000~800Ma期间经过区域变质作用形成的(湖南省地质矿产局,1988);元古界碎屑岩的层序为砾岩、砂岩、粉砂层、页岩、燧石并夹有少量碳酸盐岩。古生界至中生界沉积盖层包括寒武系到奥陶系的浅海相碳酸盐岩和硅质碎屑岩,志留系页岩和砂岩,泥盆系到二叠系的灰岩和晚三叠统到白垩系的陆相沉积岩序列(Tangetal.,2014)。湘中矿集区岩浆活动具有多期多阶段的特点,形成复式岩体,其中以三叠纪岩体分布最为广泛(Wangetal.,2007;陈卫峰等,2007;Fuetal.,2015);泥盆纪岩体为黑云母二长花岗岩、黑云母花岗岩、角闪石花岗岩和角闪石黑云母花岗闪长岩的组合,主要分布于白马山复式岩体中(图1;Chuetal.,2012;杨俊等,2015;Xieetal.,2019)。

湘中矿集区作为我国最重要的锑矿产地,已发现锑金矿床/矿点170余处(Huetal.,2017a),主要分布在元古界至寒武系的碎屑岩和泥盆系-石炭系的碳酸盐岩中。其中赋存在元古界碎屑岩中的锑金矿床中都发育有白钨矿化,有些甚至达到工业开采品位和规模,如渣滓溪锑钨矿床(Zhaoetal.,2017)和沃溪金锑钨矿床(Zhu and Peng,2015)。近些年随着找矿勘查的不断深入,湘中矿集区内陆续发现和探明了一批石英脉白钨矿床,如杨家山、木瓜园、沙溪、中村和牛角界钨矿床(孔令兵等,2014;苏康明等,2016;Lietal.,2018;Xieetal.,2019),以及大溶溪和曹家坝矽卡岩型白钨矿床(图1;张龙升,2013;张志远等,2016)。

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