湘西大溶溪钨矿床矽卡岩及矿床成因

摘要

湘西雪峰隆起区是我国华南重要的金、锑、钨矿分布区。该区钨矿床包括层控石英脉型和矽卡岩型两类，前者以沃溪、渣滓溪钨矿床为代表，研究程度较高;而后者的典型矿床为大溶溪钨矿床，其研究程度极低。在前人工作的基础上，本论文以大溶溪白钨矿矿床为研究对象，运用矿物学、矿床学、地球化学的方法手段，对矿床地质特征、矽卡岩矿物地球化学、流体包裹体、成矿年代学等方面进行了重点研究，分析并讨论了该矿矽卡岩的形成机制、成矿机制及其矿床成因，取得的主要成果如下:
　　(1)大溶溪矿区的白钨矿矿体，分为矽卡岩型和石英网脉型，其层控特征明显，主要受岩性界线附近的层间间隙、层内裂隙和孔隙控制。本次研究在矿区中首次发现大量含辉钼矿的石英脉;
　　(2)共生矿物组合特征显示，矿区成矿作用分为两期五个阶段:矽卡岩期有进变质阶段、退变质阶段和氧化物阶段，石英-硫化物期分早期硫化物阶段和晚期硫化物阶段。其中，白钨矿主要形成于氧化物阶段;
　　(3)地球化学特征揭示，大溶溪矿区发育的矽卡岩为类矽卡岩，属还原型含钨矽卡岩，其成因上应为热液扩散交代作用形成的层控交代型矽卡岩。矿区发育的矽卡岩矿物主要为单斜辉石和石榴子石，二者同为富Mn的钙硅酸盐矿物，且单斜辉石多数为石榴子石交代。主量和稀土元素组成，反演了矽卡岩形成过程中不同类型单斜辉石和石榴子石的演化顺序。同时，不同矿脉单斜辉石、石榴子石相似的REE特征，以及不同地质体中白钨矿矿化程度与δEu值的正相关性，暗示矿区形成矽卡岩型白钨矿矿体、网脉型白钨矿矿体和含辉钼矿石英脉体的热液流体可能为同一来源的流体;
　　(4)流体包裹体的研究表明，大溶溪钨矿床的成矿流体，为一低盐度的中高温热液流体。其中，石榴子石流体包裹体的均一温度为325～400℃，盐度介于2.24wt％～10.98wt％NaCl，密度平均为0.65g/cm3;白钨矿与石英共生，其流体包裹体的均一温度介于182～356℃，盐度为0.88 wt％～6.16 wt％ NaCl，密度平均为0.80g/cm3。自矽卡岩期至石英-硫化物期，成矿流体的温度趋于降低，而盐度的差异性变化可能与流体所处的封闭环境有关。此外，激光拉曼光谱分析结果显示，矽卡岩期矿物流体包裹体中富含CH4，而石英-硫化物中同时含有CH4与CO2。CH4的大量出现可能为热液流体与围岩中石墨发生化学反应作用的结果，而CO2则主要来源于原始成矿流体;
　　(5)利用同位素定年的方法，测得大溶溪钨矿床中辉钼矿Re-Os等时线年龄为223.3±3.9Ma，与矿区大神山花岗岩体的侵位时间(224.3±1.0Ma)在误差范围内基本一致，表明该矿区的成岩和钨成矿作用均发生于印支晚期(T3);
　　(6)大溶溪白钨矿矿床应为一与印支晚期花岗岩侵入有关的层控交代矽卡岩型钨矿床，其可能是由大神山花岗岩体在侵入过程中不断分异、演化形成的中高温、低盐度、富W-Mo-Cu的热液流体沿层间滑脱构造与钙质围岩在平衡机制下发生扩散交代作用的产物;
　　(7)研究成果指示，湘西雪峰隆起区存在多期的钨成矿事件;同时，印支期花岗岩成矿在华南地区分布广泛，应为一次区域性的成矿作用。