漆富勇,彭琳琳,尹積揚,黃 建,羅 劍
(江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局 贛南地質(zhì)調(diào)查大隊,江西 贛州341000)
自大余木梓園鎢礦建立經(jīng)典的“五層樓”礦床模式以來,贛南鎢礦備受專家學者的青睞,至今已總結出贛南鎢礦多種礦床類型,如大余西華山石英脈型鎢礦[1]、崇義茅坪蝕變花崗巖型鎢礦[2]、上猶焦里接觸交代型鎢礦[3]、崇義八仙腦破碎蝕變巖型鎢礦[4]、瑞金胎子崠隱爆角礫巖型鎢礦[5]等。據(jù)前人研究[6],將贛南內(nèi)生金屬成礦單元劃分為諸廣山、于山、武夷山西坡等3個二級成礦亞帶,其中大中型鎢礦床主要分布于諸廣山、于山成礦帶,如著名的淘錫坑—西華山、長坑—盤古山礦集區(qū)分別位于諸廣山、于山成礦帶。前人對諸廣山、于山成礦帶鎢礦床的研究較為系統(tǒng),而對武夷山西坡成礦帶鎢礦床的研究卻鮮見。近年,中國地質(zhì)調(diào)查局組織實施了“武夷山成礦帶龍泉—上杭地區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查”項目,江西省地礦局贛南地質(zhì)調(diào)查大隊承擔了“江西省上坪圩幅、牛斗光幅1/5萬區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查”子項目,研究團隊對湖崠礦床深入調(diào)查,在研究其地質(zhì)特征的基礎上,系統(tǒng)采集了同位素測年、成礦流體、包裹體等樣品,研究揭示了武夷山西坡成礦帶鎢成礦特征,為進一步深化武夷山西坡成礦認識有所裨益。
礦區(qū)位于江西省尋烏縣晨光鎮(zhèn)北東東約8 km處,區(qū)域上位于河源—邵武北北東向深大斷裂和三南東西向斷裂的交匯處,礦床類型為石英脈、接觸交代復合型,其中石英脈型還可以進一步劃分為石英大脈型和細脈帶型[7]。江西省地礦局贛南地質(zhì)調(diào)查大隊于1978年發(fā)現(xiàn)該礦床,于2011年提交普查報告,目前礦山尚未開發(fā)利用[8]。
礦區(qū)出露地層有晚石炭世黃龍組,早侏羅世水北組、菖蒲組,早白堊世雞籠嶂組和全新世聯(lián)圩組。黃龍組巖性為白云質(zhì)灰?guī)r夾灰?guī)r,透鏡狀出露于礦區(qū)中部;水北組巖性為厚層狀中細粒長石石英砂巖、中厚層狀粉砂巖,大面積出露于礦區(qū)東部。構造主要為斷裂和裂隙,次級近東西向水壓裂隙即為石英脈型鎢礦的容礦構造。出露的侵入巖為晚侏羅世中細粒二長花崗巖,分布于區(qū)內(nèi)西北部,并見有細粒二長花崗巖呈脈狀產(chǎn)出。晚侏羅世中細粒二長花崗巖為石英脈型鎢礦的成礦地質(zhì)體,巖石具有高硅、高鉀、高鋁、強堿的特征[8],成巖年齡為163.0±0.9 Ma(LAICP-MS鋯石U-Pb,內(nèi)部資料)。圍巖蝕變主要有硅化、云英巖化、夕卡巖化、綠泥石化、電氣石化、絹云母化等。
圖1 贛南內(nèi)生金屬成礦單元劃分及主要鎢礦床分布[6]Fig.1 Division of metallogenitic units of tungsten deposits in southern Jiangxi
石英大脈型礦化體產(chǎn)于礦區(qū)西部晚侏羅世中細粒二長花崗巖中。已發(fā)現(xiàn)的脈幅大于0.05 m的17條含鎢石英脈呈近東西向平行分布,傾向北或南,傾角60°~80°。脈體形態(tài)較規(guī)則,脈幅較穩(wěn)定,以0.05~0.1 m居多,少數(shù)達0.2~0.8 m,脈體長度一般數(shù)十米至200 m,少數(shù)可達400 m,脈體傾向延深60~120 m。單樣WO3品位最高1.580 %,最低0.024%,礦化不均勻。
細脈帶型礦化體產(chǎn)于礦區(qū)東部早侏羅世水北組碎屑巖中。已發(fā)現(xiàn)的6條細脈帶走向南東東,傾向北,傾角75°~85°。帶長320~550 m,寬12.6~41 m,含脈率0.66%~1.63%,脈幅以2~7 mm居多,最大達0.18 m。單樣WO3品位最高0.113 %,最低0.025%,礦化亦不均勻。
接觸交代型礦化體呈隱伏狀產(chǎn)于礦區(qū)中部晚石炭世黃龍組灰?guī)r中。目前僅發(fā)現(xiàn)一條似層狀礦體,走向北北東,長650 m,鉛直厚度6~18 m,總體傾向95°,傾角30°,WO3品位0.084%~0.256%。
采集了4件礦石樣品進行輝鉬礦Re-Os同位素年齡測定。ZK001-TW1采自鉆探工程ZK001,PD470-TW1、PD470-TW2和PD470-TW3分別采自探礦平硐工程PD470穿脈工程,樣品均較為新鮮(圖2)。輝鉬礦Re-Os同位素樣品測試分析在中國地質(zhì)科學院國家地質(zhì)實驗測試中心完成,采用Carius熔樣法[9],測試儀器為美國TJA公司生產(chǎn)的TJA Xseries ICP-MS。
經(jīng)分析,樣品Re含量為34.32~87.68 ng/g,普通Os僅為0.019 9~0.137 7 ng/g(見表1),幾乎所有187Os都是由187Re衰變而來,因此通過187Os、187Re含量計算的模式年齡可以代表輝鉬礦的形成年齡。樣品模式年齡較為一致,變化范圍為(161.08±1.92)~(163.44±2.21)Ma,采用Isoplot軟件計算得到等時線年齡為159.6±5.5 Ma、加權平均年齡為161.8±1.9 Ma(如圖3)。
圖2 鉆孔和平硐采集的測年樣品Fig.2 Dating samples collected from borehole and adit
表1 湖崠礦區(qū)鎢礦石輝鉬礦Re-Os測年結果Tab.1 Results of Re-Os dating of Hudong tungsten deposit
圖3 湖崠鎢礦區(qū)鎢礦石輝鉬礦Re-Os等時線年齡和模式年齡Fig.3 Molybdenite Re-Os isochron age and model age of Hudong tungsten deposit
本次工作對進行成礦年齡測試的4件樣品同時進行了硫氫氧同位素測試,測試工作在北京科薈測試技術有限公司完成。采集的4組硫(δ34S=0.09‰~0.30‰)、氫(δD=-74.0‰~-52.1‰)、氧(δ18O=4.89‰~10.93‰)同位素測試結果表明,成礦流體主要來源于巖漿水(見表2、圖4)。尤其是成礦流體氫氧同位素與巖漿水組成(δD=-80‰~-40‰,δ18O=5‰~9‰)基本一致。
表2 湖崠鎢礦氫、氧、硫同位素測試結果 ‰Tab.2 Results of hydrogen,oxygen and sulfur isotopes of Hudong tungsten deposit
圖4 成礦流體穩(wěn)定同位素δD-δ18O圖解Fig.4 Graphic ofδD-δ18O of Ore-forming fluid
對樣品PD470-TW1、PD470-TW2和PD470-TW3分別進行了流體包裹體研究,累計對59個原生包裹體進行了巖相學觀察,均一溫度、冰點、鹽度測試,測試工作在北京地大加誠地質(zhì)科技有限公司完成。湖崠礦床原生流體包裹體十分發(fā)育,包裹體類型主要為普通氣液包裹(V-L FI)。形態(tài)較為規(guī)則,以橢圓形為主,大小4μm×5μm~21μm×22μm,氣液比5%~40%。氣液均一溫度為140~341℃,均值為215℃,峰值為160~220℃(見圖5);冰點-4.2~-0.1℃,均值為-2.0℃;鹽度0.18%~6.59%,均值為3.30%;據(jù)平均均一溫度和冰點,計算得成礦流體平均密度為0.873 g/cm3(見圖6)。
圖5 礦石流體包裹體均一溫度直方圖Fig.5 Homogenization temperature histogram of ore fluid inclusions
圖6 礦石流體包裹體Th-S-ρ圖解Fig.6 Graphic of Th-S-ρ of ore fluid inclusions
為探索武夷山西坡與諸廣山、于山成礦帶的異同,收集了后兩者主要鎢礦床的成礦年齡、硫氫氧同位素及流體包裹體均一溫度測試數(shù)據(jù),見表3~表5。據(jù)26個礦床41組最新輝鉬礦Re-Os數(shù)據(jù),諸廣山、于山成礦帶鎢礦床成礦年齡為170.6~146.4 Ma,均值為156.3 Ma,其中90.42%的單年齡處于晚侏羅世。因此,晚侏羅世為贛南鎢礦主要成礦期,處于武夷山西坡成礦帶的湖崠礦床成礦年齡亦屬晚侏羅世。
據(jù)8個礦床硫氫氧同位素測試數(shù)值,諸廣山、于山成礦帶鎢礦床硫(δ34S=-3.3 ‰~3.0 ‰)、氫(δD=-121.7 ‰~-46.3 ‰)、氧(δ18O=2.97 ‰~13.4 ‰),巖漿水成因流體特征顯著,湖崠礦床同位素數(shù)值皆在此范圍內(nèi)。
據(jù)12個礦床最新流體包裹體均一溫度測試數(shù)值,諸廣山、于山成礦帶鎢礦床流體包裹體均一溫度范圍為150~410℃,變化幅度較大,相比而言湖崠礦床同位素數(shù)值略微偏低。
位于武夷山西坡成礦帶的湖崠鎢礦,為石英脈、接觸交代復合型鎢多金屬礦床,輝鉬礦Re-Os同位素年齡為159.6±5.5 Ma,成礦時代屬晚侏羅世。成礦流體δ34S=0.09‰~0.30‰、δD=-74.0‰~-52.1‰、δ18O=4.89‰~10.93‰,主要來源于巖漿水;流體包裹體均一溫度峰值為160~220℃。湖崠鎢礦床成礦年齡、硫氫氧同位素組成、流體包裹體均一溫度等與諸廣山、于山成礦帶典型鎢礦床基本一致,揭示了武夷山西坡、諸廣山、于山三大成礦帶成礦條件的相似性,為武夷山西坡鎢礦找礦新突破提供了理論支撐和依據(jù)。
表3 贛南主要鎢礦床輝鉬礦Re-Os年齡 MaTab.3 Molybdenite Re-Os age of the main tungsten deposits in southern Jiangxi
表4 贛南主要鎢礦床硫、氫、氧同位素特征 ‰Tab.4 Characteristics of sulfur,hydrogen and oxygen isotopes of the main tungsten deposits in southern Jiangxi
表5 贛南鎢礦床流體包裹體均一溫度 ℃Tab.5 Homogenization temperature of fluid inclusions of the main tungsten deposits in southern Jiangxi