赣中聚源钨矿LA-ICP-MS黑钨矿U-Pb年龄和微量元素地球化学特征.pdf

第 69卷 增刊 1Vol.69 Supp.12023年6 月Jun.,2023地 质 论 评GEOLOGICAL REVIEW219赣中聚源钨矿 LA-ICP-MS 黑钨矿 U-Pb 年龄和微量元素地球化学特征1张霁1)，李光来1)，韦星林2)，杨永乐1)，胡寅秋1)1)东华理工大学核资源与环境国家重点实验室，南昌，330013；2)江西省地质局，南昌，330046注：本文为国家自然科学基金项目（编号：41972071，41862004）的成果。收稿日期：2023-04-10；改回日期：2023-04-30。责任编辑：蔡志慧。DOI：10.16509/j.georeview.2023.s1.090作者简介：张霁，男，1999 年生，硕士研究生，资源与环境专业；Email：。通讯作者：李光来，男，1983 年生，副教授，从事花岗岩与成矿作用研究；Email：。关键词：关键词：赣中；聚源钨矿；黑钨矿；U-Pb 定年；微量元素石英脉型钨矿是我国钨的最重要的矿化类型之一，其分布主要集中于南岭及其邻近地区，尤其是赣南地区，一度为赣南赢得“世界钨都”的美誉。这些石英脉型钨矿中，矿石矿物主要为黑钨矿，以白钨矿为主且矿化规模能够达到大型的石英脉型矿床极其罕见。聚源钨矿是华南地区为数不多的大型石英脉型白钨矿床之一，针对该矿床，前人开展过一些研究工作（苏晔等，2020；尹晓燕等，2021），但是目前尚无关于该矿床成矿年龄的报道，对该矿床成矿流体演化的研究也很薄弱。本研究以黑钨矿为研究对象，开展 LA-ICP-MS 黑钨矿 U-Pb 年代学及微量元素研究，确定成矿年龄的同时，初步探讨了成矿流体的早期演化特点。1 地质背景聚源钨矿位于赣中地区，地处扬子板块与华夏板块交汇部位的中东段，钦杭成矿带江西中段，是徐山桐源钨金矿化集中区的重要矿床。矿床与燕山早期弱过铝过铝质花岗岩类关系密切，矿区的主要围岩为南华系浅变质岩，主要岩性为变质的泥沙质碎屑岩夹碳酸盐岩层。矿区内断裂构造发育，震旦纪变质岩在一系列构造活动下顺层滑动，形成北东向的断层。在后期流体作用下，矿脉常沿断层间裂隙充填。矿体类型主要有石英细脉网脉型，兼有大脉型和云英岩化细脉浸染型。主要矿石矿物为白钨矿，有少量黑钨矿发育，且常被白钨矿交代。2 样品特征及测试方法实验所用样品全部取自聚源钨矿井下，黑钨矿颗粒较为粗大，部分被白钨矿交代，借助显微镜和扫描电镜避开矿物包裹体以及裂隙布置测试点。实验采用 GeoLas HD193nm 准分子激光剥蚀系统和 Agilent 7900 电感耦合等离子体质谱仪，激光能量 80 mJ，频率 3 Hz，激光束斑直径 90 m。微量元素校正标准样品采用 NIST610，同位素比值校正标准样品采用 91500，同位素比值监控标准样 品 采 用 MTM。利 用 Isoplot 软 件 获 得 Tera-Wasserburg图下交点年龄。3 分析结果共获得了 28组黑钨矿微量元素数据。聚源钨矿床黑钨矿稀土元素与 Y 总量REE+Y 为 15410-632310-6，均值为 22410-6。稀土配分模式为重稀土富集型，稀土元素球粒陨石标准化配分曲线明 显 左 倾，轻 稀 土 严 重 亏 损，Eu 范 围 为0.080.30，Eu 强烈亏损。样品 SJY-19-2 的黑钨矿 11个有效测点 U 含量变化范围为 6.0510-610.9910-6，平均 9.4710-6，在 Tera-Wasserburg 中截距 n(206Pb)/n(238U)年龄为155.84.6 Ma(MSWD=1.9)。SJY-19-5 的黑钨矿 11个有效测点 U 含量变化范围为 4.0310-613.6810-6，平 均 8.9410-6，在 Tera-Wasserburg 中 截 距n(206Pb)/n(238U)年龄为 155.33.1 Ma(MSWD=1.1)。4 讨论黑钨矿年龄为 156.8155.3 Ma，与苏晔等地质论评 2023年 69卷 增刊 1220（2020）获得的聚源花岗斑岩锆石年龄在误差范围内较一致，显示花岗斑岩与钨成矿之间存在着紧密联系。聚源钨矿床黑钨矿中 Nb 含量较高，变化范围为 35510-6247610-6，平均 151310-6，而 Ta 含量低，变化范围为 410-63310-6，均值为 1010-6，暗示聚源钨矿成矿流体富 Nb 贫 Ta，这与聚源花岗斑岩富铌（2410-63010-6）贫钽（210-6310-6）的特征比较一致。黑钨矿中 Sc 含量很高，可达6210-612210-6，则推测成矿流体中 Sc 的初始含量较高且富 F-等挥发分或 PO43-离子，流体环境偏低 pH和高 Eh。Bau（1996）认为水岩作用难以改变 Zr/Hf、Y/Ho 值，其通常固定在 CHARAC（CHArge-and-RAdiums-Controlled）范围内，除了离子电价和半径影响外，非 CHARAC 行为的微量元素可能主要受离子络合物制约（Bau，1996；Irber，1999）。此外，矿物中 Y/Ho 比值一般情况下与球粒陨石中的比例相近，在水-岩反应中并不产生分异，Y/Ho28 时，体系中 REY 可能与 CO32-或 HCO3-络合为主（Bau，1996）。聚源钨矿黑钨矿样品的相关值均位于 CHARAC 范围外，且 Y/Ho（2022）小于 28，表明成矿流体中 REY 可能与 CO32-或HCO3-络合为主（图 1）。Eu 元素是变价元素，聚源钨矿表现强烈的 Eu负异常（Eu：0.080.30），与聚源花岗斑岩（Eu：0.040.11）相比，略有增高，可能与体系氧逸度稍有增高有关。TE1，3值可以作为判别稀土配分曲线四分组效应的量化值，其值大于 1，表明存在“M 型”四分组效应（Irber,1999），聚源钨矿黑钨矿样品 SJY-19-2 和 SJY-19-5 的 TE1，3范围为 0.621.21，变化范围很大，显示黑钨矿可能受到水-岩反应过程的影响。综上，黑钨矿的微量元素组成受成矿流体中离子络合物和水-岩反应双重因素控制。5 结论聚源白钨矿床成矿年龄为 156.8155.3Ma，是华南中生代成矿大爆发的产物，成矿年龄与聚源花岗斑岩成岩年龄较为一致。黑钨矿 REY 含量与南岭石英脉型钨矿床相近，还具有富 Nb，贫 Ta和低Eu 值的特点，揭示矿床的形成与聚源花岗斑岩关系密切。参 考 文 献/Reference苏晔,李光来,唐傲,李成祥,韦星林,尹晓燕.2020.赣中聚源钨矿区花岗斑岩锆石 U-Pb 年代学、岩石地球化学和 Sr-Nd-Hf 同位素特征及成因探讨.大地构造与成矿学,44(5):971 985.尹晓燕,李光来,刘晓东,苏晔,邬斌,韦星林,李成祥.2021.赣中聚源大型石英脉型白钨矿床含铀富钨矿物初步研究.岩石学报,37(5):15531566.Bau M.1996.Controls on the fractionation of isovalent trace elements inmagmatic and aqueous systems:Evidence from Y/Ho,Zr/Hf,andlanthanide tetrad effect.Contributions to Mineralogy and Petrology,123(3):323333.Irber W.1999.The lanthanide tetrad effect and its correlation with K/Rb,Eu/Eu,Sr/Eu,Y/Ho,and Zr/Hf of evolving peraluminous granitesuites.Geochimica et Cosmochimica Acta,63(3):489508.ZHANG Ji,LI Guanglai,WEI Xinglin,YANG Yongle,HUYinqiu:In-situ LA-ICP-MS U-Pb dating and trace elementanalyses of wolframites from the Juyuan tungsten depositin central Jiangxi ProvinceKeywords:central Jiangxi Province;Juyuan tungstendeposit;wolframite;U-Pb dating;trace element图 1 聚源钨矿床黑钨矿 Zr/Hf 与 Y/Ho 图解