廣西珊瑚鎢錫礦床成礦年代學(xué)研究及其地質(zhì)意義

盧友月, 付建明, 程順波, 馬麗艷, 黃振標(biāo), 閉義欽(1.中國地質(zhì)調(diào)查局 武漢地質(zhì)調(diào)查中心, 湖北 武漢 4005; .中國地質(zhì)調(diào)查局 花崗巖成巖成礦地質(zhì)研究中心,湖北 武漢 4005; .廣西桂華平有限責(zé)任公司, 廣西 賀州 54611)

廣西珊瑚鎢錫礦床成礦年代學(xué)研究及其地質(zhì)意義

盧友月1,2, 付建明1,2, 程順波1,2, 馬麗艷1,2, 黃振標(biāo)3, 閉義欽3
(1.中國地質(zhì)調(diào)查局 武漢地質(zhì)調(diào)查中心, 湖北 武漢 430205; 2.中國地質(zhì)調(diào)查局 花崗巖成巖成礦地質(zhì)研究中心,湖北 武漢 430205; 3.廣西桂華平有限責(zé)任公司, 廣西 賀州 542611)

珊瑚鎢錫礦床位于富賀鐘鎢錫多金屬成礦集中區(qū)的中部, 是南嶺鎢錫多金屬成礦帶內(nèi)典型的熱液石英脈型礦床之一。本文采用白云母40Ar-39Ar法和石英流體包裹體Rb-Sr法, 對(duì)礦床V32號(hào)含礦石英脈進(jìn)行精細(xì)年代學(xué)研究, 獲得石英脈中白云母40Ar-39Ar坪年齡為101.7±0.7 Ma(MSWD=0.34), 正等時(shí)線年齡為102.0±1.0 Ma(MSWD=1.17); 石英流體包裹體Rb-Sr等時(shí)線年齡為106.4±3.5 Ma(MSWD=0.83)。它們?cè)谡`差范圍內(nèi)一致, 是華南地區(qū)燕山晚期成巖成礦高峰期的產(chǎn)物。同時(shí)通過石英包裹體 H-O同位素組成的初步分析, 認(rèn)為成礦流體屬于“再平衡巖漿水”, 主要來自巖漿, 在礦床深部可能存在隱伏花崗巖體。該成果對(duì)研究區(qū)域成礦規(guī)律, 指導(dǎo)類似地區(qū)的找礦勘查工作具有重要意義。

含鎢錫石英脈;40Ar-39Ar年齡; Rb-Sr等時(shí)線年齡; 鎢錫礦床; 珊瑚; 廣西

廣西珊瑚鎢錫礦床位于東西向南嶺成礦帶與北東向欽杭成礦帶的交匯部位(圖1), 是南嶺鎢錫多金屬成礦帶內(nèi)典型的熱液石英脈型礦床之一, 危機(jī)礦山接替資源勘查項(xiàng)目執(zhí)行以來, 該礦床找礦取得了重大突破?！皬V西鐘山縣珊瑚鎢錫礦接替資源勘查”項(xiàng)目探獲新增資源量(333)(未評(píng)審): WO3金屬量約10.8萬噸, Sn金屬量約2.6萬噸, 預(yù)計(jì)該區(qū)潛在鎢錫金屬量大于20萬噸(徐文杰等, 2012), 表明其還具有極大的找礦潛力。

前人對(duì)該礦床做過大量的研究工作, 在礦床地質(zhì)、地球化學(xué)、礦產(chǎn)勘查、成礦規(guī)律等方面均取得了較大進(jìn)展(李家駒, 1985; 宋慈安和李軍朝, 1996;宋慈安, 2001; 楊明德等, 2007; 徐文杰等, 2012; 鄧江等, 2012), 同時(shí)也獲得了一些非常有意義的成巖、成礦年齡數(shù)據(jù), 年齡值分別為 106～148 Ma、90.7～ 113 Ma(廣西冶金地質(zhì)研究所, 1982; 中國有色金屬工業(yè)總公司廣西地質(zhì)勘查局, 1993; 李華芹等, 1993;肖榮等, 2011; 李曉峰等, 2012), 上述年齡值變化范圍大, 不能精確限定區(qū)內(nèi)成巖成礦時(shí)代, 給深入探討區(qū)內(nèi)成巖與成礦作用的耦合關(guān)系帶來一定困難。

本文在前人研究工作的基礎(chǔ)上, 以珊瑚鎢錫礦床目前主采的 V32號(hào)含鎢錫石英脈為研究對(duì)象, 對(duì)礦石中共生的白云母和石英分別進(jìn)行了40Ar-39Ar和流體包裹體 Rb-Sr同位素年代學(xué)研究, 獲得了新的成礦年齡數(shù)據(jù)。同時(shí), 對(duì)石英脈中的石英包裹體H-O同位素組成進(jìn)行了初步分析, 探討成礦流體來源。該成果對(duì)研究區(qū)域成礦規(guī)律, 指導(dǎo)類似地區(qū)的找礦勘查工作具有重要意義。

1　礦田地質(zhì)背景

珊瑚鎢錫礦床是指珊瑚長(zhǎng)營嶺鎢錫礦床(大型),其西側(cè)和南側(cè)的杉木沖、大槽、金盆地鎢銻礦, 大沖山、八步嶺、旗嶺、天柱嶺鎢礦和鹽田嶺錫多金屬礦等小型礦床, 與珊瑚鎢錫礦床共同組成珊瑚礦田。礦田位于富賀鐘鎢錫多金屬成礦集中區(qū)的中部,區(qū)域構(gòu)造上位于回龍向斜南部、將軍嶺背斜東部和公會(huì)向斜北端, 處于主要構(gòu)造線的收斂聚集地帶。礦化范圍東起金鵝嶺, 西至金盆地, 南自大沖山,北迄鳳翔圩, 面積約80 km2(圖1)。

礦田范圍內(nèi)出露的主要地層為泥盆系和少量石炭系(東部), 泥盆系為本區(qū)原生錫礦賦礦地層。寒武系基底僅見于八步嶺一帶的鉆孔和礦區(qū)東部外圍銅古壩, 由淺變質(zhì)的厚層狀石英砂巖、長(zhǎng)石石英砂巖組成。區(qū)內(nèi)河谷或低洼地帶有第四系沖積砂質(zhì)黏土和礫石層, 為錫砂礦產(chǎn)出的層位。

礦田處于各構(gòu)造線的交匯部位, 構(gòu)造較復(fù)雜。斷裂構(gòu)造以NNE向?yàn)橹? NW向、NE向次之。石灰山斷裂(F1)和筆架山斷裂(F3)是兩大控礦斷裂,將礦田分為3個(gè)構(gòu)造帶, 即西部EW向褶皺帶、中部NE向擠壓帶和東部SN向褶皺帶。各構(gòu)造帶既有自身的特點(diǎn)又有相互聯(lián)系和影響, 礦床多產(chǎn)于中部NE向擠壓構(gòu)造帶, 嚴(yán)格受F1和F3斷裂帶的控制(圖1)。

礦田內(nèi)地表出露的侵入巖僅有鹽田嶺花崗巖巖株, 據(jù)地、物、化綜合資料推斷, 在長(zhǎng)營嶺和松宮兩處的深部存在隱伏花崗巖體。鹽田嶺花崗巖巖株出露于礦區(qū)西部葫蘆嶺背斜的南翼, 距珊瑚礦床約4000 m, 巖體由地表相距約300 m的兩個(gè)小巖株組成, 出露面積約0.14 m2。巖體在剖面上呈上大下小的蘑菇狀, 上部為具強(qiáng)烈云英巖化細(xì)–中?；◢弾r,向下變?yōu)殁c長(zhǎng)花崗巖, 深部過渡為白云母(二云母)堿長(zhǎng)花崗巖。巖石中W、Sn等成礦元素和F等運(yùn)礦元素均遠(yuǎn)高于華南花崗巖, 應(yīng)屬含W、Sn重熔型花崗巖, 與該區(qū)鎢錫礦的形成具有密切成因聯(lián)系。

礦田范圍內(nèi)主要有 4種礦床類型, 即鎢錫石英脈型、鎢銻螢石石英脈型、含鎢石英角礫脈型和似層狀錫多金屬硫化物型, 其中鎢錫石英脈型最具工業(yè)意義。中區(qū)以長(zhǎng)營嶺隱伏花崗巖為中心, 自西向東, 自深部到淺部形成了由鎢錫石英脈型–鎢銻螢石石英脈型–含鎢石英角礫脈型的單側(cè)水平分帶和垂直分帶, 構(gòu)成了一個(gè)以鎢錫為主的成礦系列。西區(qū)以產(chǎn)于鹽田嶺花崗巖外接觸帶的似層狀錫多金屬硫化物礦床為主, 外部亦產(chǎn)出有鎢銻螢石石英脈型、含鎢石英角礫脈型礦床(宋慈安, 2001; 徐文杰等, 2012)。

圖1　珊瑚礦田地質(zhì)略圖(據(jù)王思源等, 1994修改)Fig.1　Geological map of the Shanhu orefield

2　礦床地質(zhì)特征

珊瑚鎢錫礦床位于長(zhǎng)營嶺東坡, 主要出露中泥盆統(tǒng), 受NE向及NW向斷裂控制。礦體上部賦存于中泥盆統(tǒng)東崗嶺組(D2d)灰?guī)r和郁江組(D2y)砂、頁巖內(nèi), 下部延深至那高嶺組(D1n)頁巖和蓮花山組(D1l)砂、頁巖中。礦脈充填于走向NE, 傾向SE和NW 的剪切裂隙中, 礦化面積約 2 km2, 礦帶延長(zhǎng)2500 m, 寬600～1000 m, 延深達(dá)900 m以上。

礦床內(nèi)共有礦脈 740余條, 其中工業(yè)礦脈 200多條。II、III、VI三個(gè)脈組工業(yè)礦脈占礦床礦脈總數(shù)的 99%, 石英脈寬一般 0.1～0.8 m, 最大 6.14 m,平均 0.65 m, 屬大型脈, 平均品位 1.83%(其中 WO31.365%, Sn 0.465%)。礦體總體形態(tài)較為規(guī)則和穩(wěn)定,厚度變化系數(shù)20%～80%, 但礦脈局部形態(tài)變化較大,分支復(fù)合、彎曲扭折、膨大縮小、尖滅側(cè)現(xiàn)等現(xiàn)象屢見不鮮。在垂直方向上, 礦脈上部厚度較小, 分支復(fù)合頻繁, 形態(tài)較為復(fù)雜, 向下礦脈厚度變大, 且較為穩(wěn)定, 形態(tài)也較為簡(jiǎn)單。礦脈形態(tài)主要有簡(jiǎn)單脈狀、折線狀、菱形網(wǎng)格狀、雁行狀、側(cè)羽狀等。礦床在水平方向上和垂直方向上均有明顯的分帶現(xiàn)象。在平面上, 自礦床中心向外, 由石英大脈、薄脈帶漸次過渡為云母石英細(xì)脈帶。剖面上, 自地表往下依次為云母細(xì)(線)脈帶、云母螢石石英細(xì)脈帶、石英大脈帶(和無礦的石英厚脈帶)。其中石英大脈、薄脈帶構(gòu)成主要工業(yè)礦體。

按礦物組合特征, 可將礦石類型分為以下兩類:①云母–黃玉–螢石–錫石–石英脈礦石: 在空間上分布于240 m標(biāo)高以上或地表D2d碳酸鹽巖和D2y砂頁巖中, 主要產(chǎn)于緩北西傾裂隙中, 次產(chǎn)于陡南東傾裂隙的邊部。金屬礦物主要為錫石, 次為黑鎢礦和毒砂, 非金屬礦物主要為白云母、石英、螢石和黃玉、綠柱石、電氣石、長(zhǎng)石等; ②黑鎢礦–錫石–硫化物–石英復(fù)脈礦石: 在空間上產(chǎn)于從地表到深部穿過各地層巖性的陡南東傾裂隙中, 形成了 II、III、VI脈組主體礦脈, 金屬礦物主要為黑鎢礦、錫石、白鎢礦、毒砂、閃鋅礦, 次為黃銅礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦、白鐵礦等, 非金屬礦物主要為石英、白云母、螢石、方解石、白云石、黃玉等。

礦石結(jié)構(gòu)主要為結(jié)晶結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu), 次為固溶體分離結(jié)構(gòu)、壓碎結(jié)構(gòu); 礦石構(gòu)造主要為條帶狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造、晶洞構(gòu)造、梳狀構(gòu)造, 次為浸染狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造等。

圍巖蝕變主要有螢石化、白云母–絹云母化、電氣石化、綠泥石化、毒砂化、硅化、黃鐵礦化、碳酸鹽化等(王思源等, 1994; 宋慈安, 2001; 徐文杰等, 2012)。

3　樣品采集及測(cè)試方法

3.1樣品采集

本次研究采集的樣品均來自珊瑚鎢錫礦床 V32號(hào)含鎢錫石英脈。石英脈整體呈對(duì)稱條帶狀構(gòu)造,石英呈塊狀生于脈中而形成條帶狀, 黑鎢礦多產(chǎn)于石英中; 白云母呈團(tuán)塊狀、放射狀、鱗片狀產(chǎn)出, 是礦體中僅次于石英的脈石礦物(圖2a)。

圖2　珊瑚鎢錫礦床含礦石英脈(V32)照片F(xiàn)ig.2　Photographs of W-Sn bearing quartz vein (V32) in in the Shanhu W-Sn deposit

用于同位素測(cè)年的樣品11D32-2采自 75中段,主體石英脈寬40～75 cm, 脈體走向約218°, 常見分支復(fù)合現(xiàn)象(圖2b)。每隔5 m左右采一個(gè)樣品, 共7個(gè), 分別編號(hào)11D32-2-1～ 11D32-2-7。7個(gè)樣品全部挑選石英單礦物做流體包裹體 Rb-Sr等時(shí)線法測(cè)年及石英包裹體氫及石英氧同位素組成(11D32-2-3除外)分析, 11D32-2-7同時(shí)挑選白云母單礦物做40Ar-39Ar法測(cè)年。

另兩個(gè)用于石英包裹體H及石英O同位素分析的樣品11D32-3-4、11D32-3-5采自35中段, 石英脈寬1.75～2.20 m, 很少見分支復(fù)合現(xiàn)象, 產(chǎn)狀150°∠66°。

3.2測(cè)試方法及實(shí)驗(yàn)流程

白云母及石英單礦物分選在河北省廊坊市誠信地質(zhì)服務(wù)公司完成。

常規(guī)40Ar/39Ar階段升溫測(cè)年法: 選純的礦物(純度>99%)用超聲波清洗。清洗后的樣品被封進(jìn)石英瓶中送核反應(yīng)堆中接受中子照射。照射工作在中國原子能科學(xué)研究院的“游泳池堆”中進(jìn)行, 使用H8孔道,中子流密度約為 2.65×1013n/cm2s1。照射總時(shí)間為2880 min, 積分中子通量為4.58×1018n/cm2; 同期接受中子照射的還有用做監(jiān)控樣的標(biāo)準(zhǔn)樣: ZBH-25黑云母標(biāo)樣, 其標(biāo)準(zhǔn)年齡為132.7±1.2 Ma, K含量為7.6%。

測(cè)試工作在中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所 Ar-Ar實(shí)驗(yàn)室完成, 樣品的階段升溫加熱使用石墨爐, 每一個(gè)階段加熱30 min, 凈化30 min。質(zhì)譜分析在多接收稀有氣體質(zhì)譜儀Helix MC上進(jìn)行, 每個(gè)峰值均采集20組數(shù)據(jù)。所有的數(shù)據(jù)在回歸到時(shí)間零點(diǎn)值后再進(jìn)行質(zhì)量歧視校正、大氣氬校正、空白校正和干擾元素同位素校正。中子照射過程中所產(chǎn)生的干擾同位素校正系數(shù)通過分析照射過的K2SO4和CaF2獲得, 其值為: (36Ar/37Aro)Ca=0.0002389, (40Ar/39Ar)K= 0.004782, (39Ar/37Aro)Ca=0.000806。37Ar經(jīng)過放射性衰變校正;40K 衰變常數(shù)λ=5.543×10–10a–1; 用Isoplot 3程序計(jì)算坪年齡及等時(shí)線, 坪年齡誤差以2σ給出。詳細(xì)實(shí)驗(yàn)流程見陳文等(2006); 張彥等(2006)。

石英流體包裹體 Rb-Sr法: 測(cè)試工作在國土資源部中南礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測(cè)中心完成, 測(cè)試方法如下: 將挑純的石英置于氟塑料封閉溶樣器中, 加入84Sr和85Rb混合稀釋劑和HF-HClO4, 在中溫電熱板上加熱溶解, 待樣品全部溶解后, 打開溶樣器蒸干,并升高溫度趕盡HClO4, 用1 mol/L HCl淋洗溶樣器內(nèi)壁并重新蒸干, 用1 mol/L HCl溶解樣品, 倒入已準(zhǔn)備好的AG50×8 (200～400目)陽離子交換柱進(jìn)行交換, 用14 mL 1 mol/L HCl淋洗Li+、Na+、K+、Fe3+、A13+等金屬離子, 繼續(xù)用6 mL 2.5 mol/L HCl淋洗Ca2+、Mg2+、Fe3+等金屬離子, 再用6 mL 2.5 mol/L HCl解吸 Sr。分別用聚四氟乙烯燒杯收集吸液, 并蒸干后, 再以相同流程對(duì)Rb、Sr進(jìn)一步純化, 最后的收集液蒸干后供質(zhì)譜分析用。Rb、Sr含量采用同位素稀釋質(zhì)譜法測(cè)定;87Sr/86Sr比值使用加稀釋劑的一次測(cè)量, 按常規(guī)公式計(jì)算而獲得。Rb、Sr同位素分析在Finnigam MAT-261可調(diào)多接收固體質(zhì)譜計(jì)上進(jìn)行, 試樣以氯化物形式涂在預(yù)先灼燒處理過的干凈錸帶上, Rb、Sr采用雙帶熱表面電離。離子流強(qiáng)度由多道可調(diào)多接收器同時(shí)接收, 計(jì)算機(jī)自動(dòng)處理數(shù)據(jù)。

用國際標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì) NBS987監(jiān)控儀器工作狀態(tài),用NBS607和Rb-Sr國家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(GBW0411)監(jiān)控分析流程。上述標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測(cè)定值分別為NBS987:87Sr/86Sr值為 0.71026±0.00006(2σ); NBS607: Rb= 523.22×10–6, Sr=65.56×10–6,87Sr/86Sr=1.20035± 0.00010(2σ); GBW04411: Rb=249.08×10–6, Sr=158.39× 10–6,87Sr/86Sr= 0.76006±0.00015(2σ)。87Rb/86Sr和87Sr/86Sr的測(cè)定精度分別優(yōu)于1%～2%和 0.008%～0.02%。上述全部化學(xué)操作均在凈化實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行, 使用的器皿由氟塑料、石英或鉑金制成。所用試劑為高純?cè)噭┙?jīng)亞沸蒸餾器蒸餾, 其Rb、Sr空白為10–11～10–12。高純水由Milli-Q水純化系統(tǒng)純化, 其Rb、Sr空白為10–12;與樣品同時(shí)測(cè)定的Rb、Sr全流程空白都在0.3×10–9左右。當(dāng)樣品中Rb、Sr含量低于10–6量級(jí)水平, 均做了空白校正。具體分析流程參考李華芹等(1993, 1998)的文獻(xiàn)資料。

石英包裹體H-O同位素組成: 測(cè)試工作在核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測(cè)試研究中心完成, 檢測(cè)方法和依據(jù)是: DZ/T0184.19-1997天然水中氫同位素鋅還原法測(cè)定和DZ/T0184.13-1997硅酸鹽及氧化物礦物氧同位素組成的五氟化溴法測(cè)定。采用儀器型號(hào)為MAT-253(付建明等, 2013)。

4　測(cè)試結(jié)果

4.1同位素年齡

珊瑚鎢錫礦床含鎢錫石英脈中白云母(11D32-2-7)40Ar-39Ar同位素年齡分析結(jié)果見表1。白云母經(jīng)過12個(gè)階段的分步加熱, 加熱區(qū)間為700～1400 ℃,其中900～1400 ℃的溫度范圍即第4至第12加熱階段, 樣品的年齡譜形成較平坦的年齡坪, 其累積39Ar占總釋放量的 92.2%; 采用加權(quán)平均計(jì)算出坪年齡為 101.7±0.7 Ma(MSWD=0.34)(圖 3a), 以線性回歸計(jì)算出正等時(shí)線年齡為102.0±1.0 Ma (MSWD= 1.17)(圖 3b)。珊瑚鎢錫礦床含鎢錫石英脈中白云母的坪年齡和正等時(shí)線年齡測(cè)試結(jié)果在誤差范圍內(nèi)一致, 并且40Ar/36Ar初始比值為298.8±4.3, 與標(biāo)準(zhǔn)尼爾值基本一致。這說明所測(cè)試的樣品中不存在過剩的Ar, 也無顯著的Ar丟失, 樣品自結(jié)晶作用以來未受到后期熱事件的擾動(dòng), 測(cè)試結(jié)果可靠。

表1　珊瑚鎢錫礦含鎢錫石英脈中白云母40Ar-39Ar同位素年齡分析結(jié)果Table 1　40Ar-39Ar isotopic results of muscovite from the W-Sn bearing quartz vein in the Shanhu W-Sn deposit

圖3　珊瑚鎢錫礦石英脈中白云母40Ar-39Ar坪年齡(a)和正等時(shí)線年齡(b)Fig.3　40Ar-39Ar spectrum age (a) and isochronal age (b) for muscovite from the W-Sn bearing quartz vein in the Shanhu W-Sn deposit

石英流體包裹體Rb-Sr同位素測(cè)定結(jié)果見表2。成礦流體Rb含量為0.2969×10–6～ 2.8840×10–6, Sr含量為0.1532×10–6～0.2473×10–6,87Rb/86Sr比值變化較大, 在 3.96～41.88之間,87Sr/86Sr比值為 0.71858～ 0.77564。測(cè)試結(jié)果采用Isoplot 3軟件進(jìn)行處理, 95%置信度; 等時(shí)線計(jì)算時(shí)設(shè)定的不確定度:87Rb/86Sr為3%,87Sr/86Sr為 0.01%; 所選衰變常數(shù)為λ(87Rb)= 1.42×10–11a–1, 測(cè)得的7個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)均在等時(shí)線上, 獲得等時(shí)線年齡為106.4±3.5 Ma(1σ)(MSWD=0.83)(表 2, 圖 4), MSWD較小, 線性關(guān)系較好, 表明測(cè)試數(shù)據(jù)可靠。同時(shí)獲得(87Sr/86Sr)i=0.71271±0.00047, 顯示成礦物質(zhì)主要來源于地殼。

4.2H-O同位素

石英包裹體的H-O同位素組成測(cè)試結(jié)果見表3。7件石英樣品的δDH2O(V-SMOW)變化在?49.9‰～ ?38.5‰之間(11D32-3-4存在異常, δD=?105.1‰, 可能為大氣降水的深循環(huán)水混染所致); 同時(shí)測(cè)得樣品的δ18OV-SMOW值集中于12.3‰～13.9‰。成礦溫度方面,李華芹等(1993)獲得礦床第II成礦階段(分布于珊瑚礦床從地表到深部, 主要產(chǎn)于陡南東傾裂隙中, 形成II、III和VI脈組, 為礦床的主體)的石英、錫石、黑鎢礦中流體包裹體均一溫度為 290～320 ℃, 爆裂溫度為 300～340 ℃; 宋慈安(2001)測(cè)得礦床內(nèi)鎢錫石英脈中的石英均一法溫度為 179～310 ℃, 爆裂溫度為 230～317 ℃。綜合兩者的測(cè)試結(jié)果, 選擇其中均一法溫度的整體峰值 300 ℃作為礦床的成礦溫度。采用Clayton et al. (1972)石英–水O同位素分餾方程:

圖 4　珊瑚鎢錫礦床含鎢錫石英脈中的石英流體包裹體Rb-Sr等時(shí)線年齡Fig.4　Rb-Sr isochron age of fluid inclusions in the quartz veins from the Shanhu W-Sn deposit

將石英 O同位素組成換算成石英包裹體水的氧同位素組成。獲得 δ18OH2O(V-SMOW)值為 5.4‰～ 7.0‰。這些計(jì)算的δ18O值和流體包裹體的δD測(cè)定值代表了與寄主石英相平衡的成礦流體的 δ18O和δD值。

表2　珊瑚鎢錫礦床含鎢錫石英脈中的石英流體包裹體Rb-Sr同位素測(cè)定結(jié)果Table 2　Rb-Sr isotopic results of fluid inclusions in quartz veins from the Shanhu W-Sn deposit

表3　珊瑚鎢錫礦床中石英包裹體H-O同位素同位素組成Table 3　δD and δ18O results of fluid inclusions in quartz veins from the Shanhu W-Sn deposit

5　討　論

5.1成巖成礦時(shí)代

前人對(duì)珊瑚鎢錫礦床成巖年齡研究較多, 如廣西冶金地質(zhì)研究所(1982)獲得鹽田嶺花崗巖K-Ar年齡為133.2～127.2 Ma, 長(zhǎng)營嶺長(zhǎng)石脈的年齡為110.4 Ma;中國有色金屬工業(yè)總公司廣西地質(zhì)勘查局(1993)測(cè)得鹽田嶺花崗巖的全巖 Rb-Sr等時(shí)線年齡為 148～ 137 Ma; 李曉峰等(2012)測(cè)得鹽田嶺云英巖化花崗巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡為106±13 Ma。礦床的成礦時(shí)代研究也不少, 如李華芹等(1993)測(cè)得礦床鎢錫石英脈中石英流體包裹體 Rb-Sr等時(shí)線年齡為 113.2±4.7 Ma(樣品采自礦床不同中段的不同礦脈), 礦床流體包裹體等時(shí)線年齡與不同階段鎢錫石英脈邊部白云母K-Ar稀釋法年齡值為90.7～106 Ma;肖榮等(2011)用云母40Ar-39Ar法測(cè)得礦床石英脈型鎢錫礦石中 2件白云母樣品的40Ar-39Ar坪年齡分別為100.8±0.7 Ma和102.7±1.7 Ma, 等時(shí)線年齡分別為100.2±1.3 Ma和102.2±2.4 Ma。總體來看, 不同年代學(xué)方法和測(cè)定對(duì)象所測(cè)得年齡值變化范圍較大使得區(qū)內(nèi)成巖成礦時(shí)代還存在一定的爭(zhēng)論。

本文在前人研究的基礎(chǔ)上, 為進(jìn)一步探討區(qū)內(nèi)成巖與成礦的關(guān)系, 以珊瑚鎢錫礦床 V32號(hào)含鎢錫石英脈為研究對(duì)象, 采用白云母40Ar-39Ar法和石英流體包裹體 Rb-Sr法對(duì)礦床進(jìn)行了精細(xì)的成礦年代學(xué)研究, 結(jié)果顯示: 含鎢錫石英脈的白云母40Ar-39Ar坪年齡為 101.7±0.7 Ma(MSWD=0.34), 正等時(shí)線年齡為 102.0±1.0 Ma(MSWD=1.17); 同一條脈中的石英流體包裹體 Rb-Sr等時(shí)線年齡為106.4±3.5 Ma(MSWD=0.83)?？傮w來看, 對(duì)同一含鎢錫石英脈(V32)利用兩種同位素體系測(cè)年、并且是不同測(cè)定對(duì)象所獲得的年齡基本一致, 表明其形成以后的同位素體系仍保持化學(xué)封閉系統(tǒng), 未受到明顯的構(gòu)造熱事件的擾動(dòng), 白云母40Ar-39Ar年齡和石英流體包裹體 Rb-Sr等時(shí)線年齡均代表了礦床的形成年齡。比較而言, 石英流體包裹體Rb-Sr法獲得的年齡誤差稍偏大, 由于40Ar-39Ar法比流體包裹體Rb-Sr等時(shí)線法精度更高, 因此其測(cè)試結(jié)果相對(duì)也更可靠。這一結(jié)果與李曉峰等(2012)、肖榮等(2011)所獲得的高精度成巖、成礦年齡在誤差范圍內(nèi)基本一致, 說明區(qū)內(nèi)的成巖與成礦基本同時(shí)發(fā)生。

5.2成礦流體

不同來源的流體具有不同的H、O同位素組成特征, 因此可根據(jù)熱液礦物流體中水的H-O同位素組成有效地判別成礦熱液來源(鄭永飛和陳江峰, 2000)。根據(jù)水溶液流體的H-O同位素組成及其在各種產(chǎn)出環(huán)境中的變化, 可將成礦流體劃分為大氣降水熱液、海水熱液、再平衡巖漿水熱液、變質(zhì)(分泌)熱液和復(fù)合水–混合水熱液等5種成因類型, 和鎢錫成礦有關(guān)的中酸性巖漿中的揮發(fā)成分直接在巖漿結(jié)晶過程中富集形成的流體——“鎢錫系列初始巖漿水”, 并不形成具有重要工業(yè)意義的礦床。只有當(dāng)這些流體與已固化的或亞凝固的花崗質(zhì)巖石發(fā)生再交換(堿質(zhì)交代), 才能形成富集W、Sn的“再平衡巖漿水”, 從而形成具有工業(yè)意義的礦床。“再平衡巖漿水”明顯比“鎢錫系列初始巖漿水”貧18O而富D(張理剛, 1989; 宋慈安, 2001)。在成礦流體δD-δ18O關(guān)系圖(圖5)中, 珊瑚鎢錫礦床含鎢錫石英脈樣品大部分落在“再平衡巖漿水”范圍之內(nèi), 說明成礦流體屬于“再平衡巖漿水”類型, 主要來自深部的巖漿。這和李華芹等(1993)、宋慈安(2001)等測(cè)定的結(jié)果基本一致,與南嶺地區(qū)西華山、大吉山、蕩萍、瑤崗仙、鄧阜仙等石英大脈型鎢礦床主要成礦階段熱液水性質(zhì)相近(張理剛, 1987), 也與物探推測(cè)礦床深部產(chǎn)出隱伏花崗巖體相吻合(徐文杰等, 2012)。

圖5　成礦流體δD-δ18O關(guān)系圖(張理剛, 1989)Fig.5　δD vs. δ18O plot for the ore-forming fluid of the Shanhu W-Sn deposit

5.3地質(zhì)意義

珊瑚鎢錫礦床是南嶺地區(qū)近年危機(jī)礦山找礦取得重大突破的礦床之一, “廣西鐘山縣珊瑚鎢錫礦接替資源勘查”項(xiàng)目探獲新增資源量(333)(未評(píng)審): WO3金屬量約10.8萬噸, Sn金屬量約2.6萬噸, 相當(dāng)于發(fā)現(xiàn)兩個(gè)大型鎢礦床和一個(gè)中型錫礦床, 找礦效果十分明顯。另外, 廣西礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)項(xiàng)目辦公室(2012)在廣西壯族自治區(qū)內(nèi)劃分珊瑚式石英脈型鎢錫礦預(yù)測(cè)工作區(qū)4個(gè)(珊瑚礦田預(yù)測(cè)工作區(qū)、姑婆山預(yù)測(cè)工作區(qū)、銀頂山預(yù)測(cè)工作區(qū)、都龐嶺巖體接觸帶預(yù)測(cè)區(qū)), 預(yù)測(cè)總資源潛力(334-1+334-2+ 334-3) WO3242031 噸、Sn 74215 噸, 表明該類型鎢錫礦在廣西還具有極大的找礦潛力。

為了總結(jié)區(qū)域成礦規(guī)律, 指導(dǎo)類似地區(qū)的區(qū)域找礦勘查, 我們本次對(duì)該礦床的成礦年齡進(jìn)行了研究, 獲得了 101.7±0.7 Ma(MSWD=0.34)的白云母40Ar-39Ar坪年齡數(shù)據(jù)和106.4±3.5 Ma(MSWD=0.83)的石英流體包裹體 Rb-Sr等時(shí)線年齡數(shù)據(jù)。大量數(shù)據(jù)表明, 南嶺中西部(含鄰區(qū))在燕山晚期發(fā)生了一次較大規(guī)模的成巖成礦事件, 如湘南界牌嶺錫多金屬礦含礦花崗斑巖鋯石 SHRIMP U-Pb年齡為92.0±1.6 Ma(盧友月等, 2013), 錫礦石中黑云母40Ar-39Ar坪年齡為91.1±1.1 Ma(毛景文等, 2007); 大明山鎢礦輝鉬礦 Re-Os等時(shí)線年齡為 95.4±1.0 Ma (李水如等, 2008), 礦石中白云母40Ar-39Ar坪年齡為97.1±0.9 Ma(楊鋒等, 2011); 王社銅鎢礦成礦年齡為93.8±4.6 Ma(藺志永等, 2008); 昆侖關(guān)巖體古民單元鋯石 LA-ICP-MS U-Pb年齡為 93±1 Ma(譚俊等, 2008); 大廠錫多金屬礦床成礦年齡為90～98 Ma, 成巖年齡為85.1～103.8 Ma (王登紅等, 2004; 蔡明海等, 2005, 2006; 李華芹等, 2008; 梁婷等, 2011); 廣西龍頭山金礦花崗斑巖、流紋斑巖鋯石SHRIMP U-Pb年齡分別為100.3±1.4 Ma、103.3±2.4 Ma(陳富文等, 2008); 與大黎銅鉬礦有關(guān)的石英二長(zhǎng)巖和石英二長(zhǎng)斑巖鋯石 LA-ICP-MS U-Pb年齡分別為 102.8± 0.9 Ma、101.7±1.2 Ma(胡升奇等, 2012)等等。上述高質(zhì)量的成巖成礦年齡數(shù)據(jù)集中在 85～106 Ma間,與華南地區(qū)燕山晚期大規(guī)模成巖成礦作用高峰期(80～134 Ma, 毛景文等, 2007, 2008; 付建明等, 2011)一致, 珊瑚鎢錫礦也是這一成巖成礦高峰期的產(chǎn)物。在南嶺中西部(含鄰區(qū)), 燕山晚期花崗巖僅零星出露,巖體規(guī)模一般較小, 多呈巖株、巖脈產(chǎn)出，與之有關(guān)的礦床主要為鎢錫礦, 其次為銅、鉬、鉛鋅、銻、金、鈾等礦產(chǎn), 礦床類型主要有石英脈型、矽卡巖型、斑巖型等, 往往具有“小巖體成大礦”特征, 這一區(qū)域成礦規(guī)律對(duì)指導(dǎo)區(qū)內(nèi)找礦勘查工作具有重要意義。

6　結(jié)　論

(1) 珊瑚鎢錫礦床含鎢錫石英脈中的白云母40Ar-39Ar坪年齡和等時(shí)線年齡分別為101.7±0.7 Ma (MSWD=0.34)和 102.0±1.0 Ma(MSWD=1.17), 同一條脈中的石英流體包裹體 Rb-Sr等時(shí)線年齡為106.4±3.5 Ma(MSWD=0.83), 兩種同位素測(cè)年方法的測(cè)試結(jié)果在誤差范圍內(nèi)一致, 為華南地區(qū)燕山晚期大規(guī)模成巖成礦作用高峰期的產(chǎn)物。

(2) 通過對(duì)含鎢錫石英脈的石英包裹體 H-O同位素組成初步分析, 認(rèn)為成礦流體屬于“再平衡巖漿水”類型, 主要來自深部的巖漿, 暗示深部存在隱伏花崗巖體。

致謝: 野外工作得到了廣西平桂飛碟股份有限公司涂承飛副總經(jīng)理、廣西壯族自治區(qū)二〇四地質(zhì)隊(duì)和日光隊(duì)長(zhǎng)的幫助, 中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所李曉峰研究員對(duì)文章修改提出了寶貴意見, 在此表示衷心的感謝。

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Ore-forming Age of the Shanhu Tungsten-Tin Deposit in Guangxi Province and its Geological Significance

LU Youyue1,2, FU Jianming1,2, CHENG Shunbo1,2, MA Liyan1,2, HUANG Zhenbiao3and BI Yiqin3
(1. Wuhan Centre of China Geological Survey, CGS, Wuhan 430205, Hubei, China; 2. Institute of Granitic Diagenesis and Metallogeny, CGS, Wuhan 430205, Hubei, China; 3. Guihuaping LLC, Hezhou 542611, Guangxi, China)

The Shanhu tungsten-tin deposit, which is located in the middle part of the Fuchuan-Hezhou-Zhongshan W-Sn-polymetallic metallogenic province, northeastern Guangxi, is a typical hydrothermal quartz vein type deposit in the Nanling metallogenic belt. In this paper, both40Ar-39Ar age of muscovite and Rb-Sr isotopic age of fluid inclusions in quartz vein are reported for this deposit. The muscovite40Ar-39Ar yields a plateau age of 101.7±0.7 Ma (MSWD=0.34) (with isochron age of 102.0±1.0 Ma, MSWD=1.17), which is consistent with the Rb-Sr isochron age of 106.4±3.5 Ma (MSWD=0.83) for the fluid inclusions. These ages show that this deposit is part of the extensive late Yanshanian magmatism and mineralization in the South China. Through preliminary analysis of fluid inclusions in quartz, we suggest that a “re-equilibrated magmatic water-hydrothermal” ore forming fluid for this deposit. Mineralization regulation drawn from this study can provide guidance for exploration in the areas of such kind, and thus of great significance.

W-Sn bearing quartz vein;40Ar-39Ar age; Rb-Sr isochronal age; tungsten-tin deposit; Shanhu; Guangxi

P597; P612

A

1001-1552(2016)05-0939-010

10.16539/j.ddgzyckx.2016.05.004

2014-03-13; 改回日期: 2014-8-22

項(xiàng)目資助: 中國地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查評(píng)價(jià)專項(xiàng)項(xiàng)目“南嶺成礦帶中西段地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查”(121201009000150002)和“南嶺成礦帶資源遠(yuǎn)景調(diào)查評(píng)價(jià)”(12120114084501)聯(lián)合資助。

盧友月(1983–), 男, 碩士, 助理研究員, 從事礦產(chǎn)勘查學(xué)及礦床學(xué)研究工作。Email: luyouyue@126.com