瑶岭钨矿白基寨花岗岩地质特征及成矿意义.pdf
卷( V o l u m e ) 3 4 , 期( N u m b e r ) 1 , 总( S U M) 1 2 4 页( P a g e s )1 3 9~ 1 4 6 , 2 0 1 0 , 2 ( F e b r u a r y ,2 0 1 0 ) 大 地 构 造 与 成 矿 学 G e o t e c t o n i c ae t Me t a l l o g e n i a 收稿日期2 0 0 9- 0 3- 1 9 ; 改回日期2 0 0 9- 0 9- 0 2 基金项目文章受全国危机矿山勘查项目( 2 0 0 6 4 4 0 8 9 ) 资助。 第一作者简介李社宏( 1 9 7 7-) , 男,博士研究生,主要从事地质与成矿研究。E m a i l s h e h o n g _ l i @s o h u . c o m 瑶岭钨矿白基寨花岗岩地质特征及成矿意义 李社宏1 , 3,李文铅1,丁玉进2,刘建平1 , 3,梁前勇1 , 3,曹志明4 ( 1 . 中国科学院 广州地球化学研究所 成矿动力学重点实验室, 广东 广州 5 1 0 6 4 0 ;2 . 青海省地质调查院, 青海 西宁 8 1 0 0 1 2 ;3 . 中国科学院 研究生院,北京 1 0 0 0 4 9 ;4 .广东省有色地质研究院,广东 广州 5 1 0 0 8 0 ) 摘 要 通过地质填图、 钻探、 土壤地球化学、 磁法测量和岩石地球化学等手段, 揭露了白基寨花岗岩的空间架构和 地质特征, 并分析了花岗岩的地球化学特征。该岩体具有高分异性( S i O 2>7 0 %, δ E u在 0 . 0 3~0 . 0 9之间) , 高 K 2O , 且 K2O/ N a2O> 1等特征。B a 、 N b 、 P和 T i 相对亏损, R b 、 T a 、 T h和 K等大离子亲石元素富集, 稀土元素四分组 效应明显, 呈海鸥“ V ” 型。花岗岩源岩为泥质岩和硬砂岩混合而成, 形成于同碰撞环境。岩体具有边部倾角小, 高 挥发份元素向上运移明显、 强烈流体、 熔体相互作用等有利成矿条件特点, 在岩体边部成矿流体与碳酸岩盐相互作 用形成白钨矿化体。矿区中部凹勺状区域和 Z K 3 0 0 2 Z K 3 0 0 1段是找矽卡岩型白钨矿的有利潜在区域。 关键词 瑶岭钨矿;白基寨;过铝花岗岩 中图分类号 P 5 8 1 ; P 5 9 5 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 1 1 5 5 2 ( 2 0 1 0 ) 0 1 0 1 3 9 0 8 瑶岭钨矿位于广东省韶关市曲江镇坪山地区, 矿区范围为东经 1 1 3 5 4 ′ 1 5 ″ 至 1 1 3 5 7 ′ 4 5 ″ , 北纬 2 4 4 7 ′ 1 5 ″ 至 2 4 4 9 ′ 4 5 ″ , 面积约 1 6 k m 2( 图 1 ) , 由瑶岭北 区( 石英脉型黑钨矿) 和南部白基寨区组成。此前 关于矿山的地质研究主要集中在石英脉型黑钨矿构 造控矿 和 构 造 特 征 分 析 等 方 面 ( 王 燕 等,2 0 0 6 , 2 0 0 7 ;张婷,2 0 0 7 ) , 而对矿区内规模最大的白基寨 花岗岩体研究较少。在 1 ∶ 5 0 0 0 0地质填图中, 把矿 区花岗岩定位为钙碱性花岗岩( 江西省重工业局, 1 9 7 0 ) , 产于岛弧环境。一般认为南岭与钨矿有关 的花岗岩主要为 S型, 为海西型成矿构造环境( 车 自成等, 2 0 0 2 ; 邓晋福等, 2 0 0 4 ) 。最近, 在危机矿山 勘查项目中发现白基寨花岗岩与白钨矿化关系密 切, 因而对矿区白基寨花岗岩进行研究具有重要找 矿和地质意义。 1 矿区地质背景 瑶岭钨矿位于华南加里东褶皱带湘南 -粤北海 西 -印支凹陷区内, 处在大东山 -贵东 -九连山东 西向构造岩浆带中部北侧, 是赣南 -粤北钨矿带的 重要组成部分, 矿山位于曲仁构造盆地和九连山褶 皱断裂带的交汇部位, 瑶岭复背斜的核部( 胡世杰, 2 0 0 6 ) 。在区域上, 中生代南岭是钨矿成矿集中区, 含矿岩石主要是与中酸性岩浆岩有关的古生代地层 和少量酸性岩体。白基寨区地质情况与区域地质背 景基本吻合。 经过对矿区 1 ∶ 2 0 0 0地质填图, 地层主要是中泥 盆统东岗岭组, 分为上下两段, 上段( D 2d 2) 为红褐 色强风化的矽卡岩, 下段( D 2d 1) 为浅灰色矽卡岩。 上段强风化的矽卡岩在土壤地球化学扫面分析测试 5 1 1个样品得出风化层的 W 丰度为 2 1 9 μ g / g ,比整 个南岭地区沉积岩地层中 W 丰度 1 2 μ g / g要高出 2 0多倍, 在地表局部有铁帽现象; 下段矽卡岩为含 白钨矿的主要地段, 厚 4 0~4 6 0 m不等。通过岩石 地球化学测量 4 1 3个样品, 其 W 平均丰度为7 6 . 2 2 μ g / g 。区内主要有 F 1和 F2两大断裂。F1为一条 1 4 0 第 3 4卷 1 . 天子岭组灰白色厚层状、 块状大理岩; 2 . 中泥盆统东岗岭组上段中薄层状 粉红色强风化砂岩、 矽卡岩; 3 . 中泥盆统东岗岭组下段厚层状灰色矽卡岩; 4 . 燕山中后期花岗岩; 5 . 闪长岩; 6 . 钻孔; 7 . 断层。 图 1 瑶岭钨矿白基寨矿区地质简图 F i g . 1 Ge o l o g i c a l s k e t c hma po f t h eB a i j i z h a i o r e d i s t r i c t i nt h eY a o l i n gt u n g s t e nd e p o s i t s 北东向逆断层, 变形构造不发育; F 2为近南北向正 断层, 靠近大理岩一侧地层中有大量的挤压变形构 造, 而相反一边变形并不强烈, 说明在近东西向的拉 张作用后, 西侧曾有过挤压作用。 区内出露的岩浆岩主要有闪长岩脉和花岗岩。 灰黑色 -灰绿色闪长岩脉出露在北部东岗岭组地层 内, 主要由石英、 斜长石、 角闪石和黑云母等组成。 花岗岩主要为二长花岗岩, 与矽卡岩接触面可见钙 华现象。在接触带附近常见有土黄色风化花岗岩, 球状风化严重。新鲜花岗岩呈灰白色, 中细粒度结 构, 局部岩体裂隙中见细石英脉充填。在花岗岩体 中部深切割的河沟段见到有钾化现象。 经勘查, 白基寨矿区主要为矽卡岩型白钨矿。 尽管存在少量微小石英细脉, 但至今未发现具有工 业价值的石英脉型黑钨矿。 2 白基寨花岗岩体地质特征 2 . 1 花岗岩体空间分布 白基寨花岗岩出露约占全矿区面积的 1 / 4 , 主 要分布在南部( 图 1 ) 。花岗岩的水平面分布可以通 过地质填图来确定( 图 2 A ) , 但是, 花岗岩 向下延伸后空间分布如何白钨矿化与花 岗岩体的空间关系如何对这些问题我们 采用物探磁法测量和钻探方法对其进行了 探讨。 通过对矿区各类岩石磁性测量, 发现 矿区花岗岩磁性值在 0 . 1 1 0 -6 ~ 2 5 . 7 1 0 - 6 4 πS I 间, 平均 61 0 - 64 πS I , 为低磁 异常。对矿区部分地表进行了磁法和土壤 地球化学测量( 图 1 ) , 低磁异常整体与地 表出露的花岗岩基本吻合, 与向北延伸裸 露花岗岩完全耦合, 这说明磁异常完全可 以指示隐伏花岗岩在空间的分布特征。从 △T磁法异常( 图 2 B ) 知, 花岗岩在矿区中 东部为一个凹勺形状, 水平延伸到矿区东 北部后倾角逐渐变陡, 然后向深部继续延 伸。花岗岩向北和北西侧的延伸以地表出 露的花岗岩带为边界向下延伸, 倾角较陡。 沿地表出露的细条状花岗岩带深部可能为 F 1的深大断裂向西南方向的延伸, 花岗岩 的边界可能与此断裂有关系。由△T磁法 异常分析凹勺状内部是成矿有利部位, 其 中凹勺内的几个高磁异常区是找矿靶区。 钻孔中控制了隐伏花岗岩的纵向展 布。在 3个钻孔中发现花岗岩顶面到地表的距离为 4 0~ 1 5 4 m ( 图 3 ) , 倾伏角小。花岗岩体向北离地表 距离加大, 过 Z K 3 0 0 2倾角明显变大。中部出露的 花岗岩正在此段花岗岩的顶部, 这与 F 1断裂位置基 本吻合, 暗示花岗岩空间格局可能与此断裂有关。 白钨矿化体正好位于花岗岩顶部的外接触带, 内接 触带也有少量矿化。 2 . 2 岩浆对上部地层的地球化学作用 采用 1 0 0 m 2 0 m的规格, 对覆盖面积 1 k m 2 地 表进行 1 ∶ 1 0 0 0 0的土壤地球化学测量, 分析花岗岩 对上部地层的地球化学作用。主要测试了 W、 S n 、 Mo 、 B i 、 B e 、 F 、 B 、 P b 、 Z n 、 A g 、 A u 、 A s 、 L i 和 C u这 1 4种 元素。W 的异常主要在花岗岩体的边部( 图 2 C ) 。 其中部分元素的异常情况见图 2 C F 。首先, 挥 发性元素 F的丰度极高( 图 2 D ) , 主要在花岗岩的 边部。这说明很可能岩浆富含挥发份, 挥发份在岩 浆侵位时, 通过岩浆顶部向上运移进入地层, 从而引 起近花岗岩上覆地层富含挥发份元素。其次, L i 、 B e 等元素一般在酸性岩石中丰度大。而在异常图中, 地层却比酸性岩含量高( 图 2 E ) , 可能说明这些元素 第 1期李社宏等瑶岭钨矿白基寨花岗岩地质特征及成矿意义1 4 1 A . 测量区地质简图;B . △T磁法异常图;C . W 异常图;D . F异常图;E . L i 异常图;F . B i 异常图。 图 2 地质、 物探和化探异常图 F i g . 2 S k e t c hd i a g r a ms f o rg e o l o g i c a l ,g e o p h y s i c a l a n dg e o c h e mi c a l a b n o r mi t i e s 来自花岗岩, 从而导致地层中含量高, 而花岗岩内比 较低。最后, W 的异常与 B i 、 B e 、 F等元素异常( 图 2 F ) 范围耦合性最好, 这些元素与花岗岩关系密切, 也 反映出钨矿化分布与花岗岩向下的空间格架有关。 由以上分析知, 由于岩浆作用, 有大量的挥发份 和其他元素从岩浆中分离出来, 以挥发份或其他形 式进入上覆地层, 从而形成地层中元素地球化学的 异常分布。 2 . 3 花岗岩矿物学特征 白基寨花岗岩主要为二长花岗岩和极少量的斑 状二长花岗岩。在钻孔中发现的斑状二长花岗岩在 二长花岗岩内, 两者为渐变接触关系, 本文统称为花 岗岩。 二长花岗岩中主矿物有钾长石 3 0 % ~ 5 0 %,斜 长石 3 0 % ~ 4 5 %, 石英 2 0 % ~ 2 5 %。副矿物主要为 磷灰石、 锆石、 电气石和微量石榴石等。岩石有少量 的次生矿物, 一般为粘土、 绢云母、 绿泥石、 绿帘石、 黄铁矿和微量的碳酸盐等。斜长石一般自形 -半自 形, 土化、 绢云母化明显, 表面比较脏, 有的具净边结 构。钾长石多半自形, 边界不规则, 有土化、 碳酸盐 化等, 部分钾长石中具有斜长石、 白云母、 暗色矿物 等的包体, 矿物常具有格子双晶。石英它形, 一般镶 图 3 白基寨矿区花岗岩纵向空间分布图 F i g . 3 V e r t i c a l d i s t r i b u t i o nma po ft h eg r a n i t ei nt h e B a i j i z h a i o r ed i s t r i c t 嵌于长石空隙间。暗色矿物多已经被绿泥石、 绿帘 石、 白云母等交代, 主要呈黑云母等假象。岩石内常 有被硅质、 碳酸盐、 绢云母、 石英等充填的裂隙。 斑状二长花岗岩斑晶为斜长石、 钾长石等, 一般 在5 % ~ 1 0 %间。基质为钾长石3 0 % ~ 4 5 %、 斜长石 3 0 % ~ 3 5 %、 石英2 0 % ~ 2 5 %、 暗色矿物 <2 % 等。 基质与斑晶矿物基本一致。矿物特征与二长花岗岩 中矿物特征基本相同。岩芯编录过程中从斑状二长 花岗岩和二长花岗岩色调、 组成和两者的接触关系 和空间分布推测斑状二长花岗岩可能为结晶分异的 不同产物。 1 4 2 第 3 4卷 2 . 4 花岗岩矿化特征 矿区除在矽卡岩内发现矿体以外, 在花岗岩中 也发现有白钨矿化线索。这里首先定义矿化花岗 岩, 是指具有白钨矿化, 品位相对较低, 不全或者未 达到工业品位的白钨矿化花岗岩。这些矿化花岗岩 一般在花岗岩的内接触带上。多数花岗岩的结构致 密, 少量有较多的小断裂发育。矿化有两种, 一种为 与断裂关系密切的星点状或丝状白钨矿化; 另一种 为与断裂关系不密切的星点状或浸染状白钨矿化。 与断裂关系密切的白钨矿化主要在花岗岩裂隙 中填充, 与碳酸盐、 小石英脉等伴生, 是后期成矿物 质充填裂隙结晶而成。白钨矿沿裂隙分布, 局部可 以聚集成丝带状。成矿晚于花岗岩成岩, 同时在裂 隙边部有自形的白云母生成, 绿帘石化特征明显。 与裂隙关系不密切的白钨矿化主要在岩石的孔 隙中充填。白钨矿和少量碳酸盐在长石和石英的孔 隙中充填, 白钨矿一般呈星点状或浸染状分布, 个别 白钨矿边有少量星点状的铅锌矿和辉钼矿。 3 白基寨花岗岩地球化学特征 3 . 1 主量元素特征 采集钻孔中 1 4件新鲜的花岗岩石标本, 分析岩 石地球化学参数列于表 1 。其总的特征为 S i O 2在 7 3 . 8 4 % ~7 6 . 7 4 %间, 高 S i O 2表明岩浆为过饱和 型。N a 2O在 2 . 1 7 % ~ 3 . 3 2 %间,K2O/ N a2O> 1 , 在 S i O 2 K2O图 中 投 点 在 高 钾 钙 碱 性 和 钾 玄 岩 区。 F e 2O3略大于 F e O 。因为 S i O2> 7 0 %, 所以采用 A R 计算碱度率, 其值 2附近, 根据 K 2O S i O2图解( 图 略)很 显 著 的 落 在 钙 碱 性 或 钾 玄 岩 的 范 围 内。 A C N K 大于 1 , 为过铝型花岗岩( 图 4 ) 。C a O/ N a 2O在 图 4 白基寨花岗岩 A/ C N K A/ N K图 F i g . 4 A/ C N K A/ N K d i a g r a m f o rt h eB a i j i z h a i g r a n i t e 0 . 3附近, R b / B a 比值在 3 . 6~ 8 . 6之间( 邓晋福等, 2 0 0 4 ) ,源岩为硬砂岩和泥质岩的混合成分, 其中泥 质岩 成 分 更 多 一 些。A l 2O3/ T i O2绝 大 部 分 大 于 1 0 0 , 暗示含钛物质( 黑云母、 钛铁矿) 多数已经结晶 离开熔浆, 推测岩浆结晶形成较低温(<9 0 0 ℃) 环 境。同时 T i O 2、 F e O和 P2O5的含量均明显低于华南 - 右江造山带的丰度( 迟清华和鄢明才,2 0 0 7 ) , 其 中 T i O 2主要因为钛铁矿、 锆石等结晶分离导致含量 降低, P 2O5低可能是因为磷灰石较早结晶析出的 原因。 3 . 2 微量元素地球化学特征 稀土总量为 7 2 . 1 ~ 1 8 4 . 7 μ g / g ,大部分在 1 0 0 μ g / g 左右, 低于世界花岗岩( 2 5 0~2 8 0 μ g / g ) 的平均值。 L R E E在 4 4 . 4~ 1 3 9 . 8μ g / g ,H R E E为 6 . 8~1 8 . 3 μ g / g ,L R E E/ H R E E平均为 7 . 2 1 ,L a / Y b在1 . 2 3~ 4 . 2 5 范围内。δ E u在 0 . 0 3~ 0 . 0 9之间, 岩浆分异明 显。总体来看, 岩石轻重稀土分馏明显, 整体呈现 “ V ” 型( 图 5 A ) ,具有明显的四分组效应, 与高程度 演化的花岗岩岩浆结晶晚期流体 / 熔体相互作用有 关( 赵振华等, 1 9 9 9 ) 。岩浆在分异过程中, 斜长石 结晶早, 对 E u的负异常起了作用。重稀土元素富 集主要因为样品中有微量石榴石的存在。 微量元素表现为 B a 、 N b 、 P和 T i 相对亏损, R b 、 T a 、 T h和 K等大离子亲石元素富集( 图 5 B ) 。 Y/ H o 比值可以用来示踪岩浆体系中流体 -熔 体相互作用( I r b e r ,1 9 9 9 ) 。Y/ H o 大于 2 8一般由 F 的络合物引起, 小于 2 8多为重碳酸盐络合物引起。 本文中 Y/ H o 比值在 2 9~ 3 3之间, 表明流体中有大 量的 F存在, 这与地表化探测量发现大量 F异常吻 合。Z r / H f 一般在花岗岩石中为 3 8 , 当有流体和熔 体相互作用时( A l a u xe t a l . ,1 9 9 3 ) , 熔体中 Z r / H f 增大, 流体中 Z r / H f 比值就会减小。当 Z r / H f 比值 小于 2 5时, 表明有流体作用存在过, 并且样品有明 显的四分组效应。文中所有样品 Z r / H f 在 1 6~2 1 之间, 这与稀土呈现海鸥模式所表现的四分组效应 一致, 是成矿流体从岩浆熔体中分离出来的证据之 一( 赵振华和增田彰正,1 9 9 2 ; 赵振华等,1 9 9 9 ) 。 4 动力学及成矿意义 南岭地区与钨矿有关的燕山期花岗岩一般认为 与陆壳重容花岗岩有关( 中国科学院贵阳地球化学 研究所, 1 9 7 9 ) , 而李献华等( 2 0 0 7 ) 认为这种花岗岩 与应归为“ 分异 I 型花岗岩” ,同时也有人提出质疑 第 1期李社宏等瑶岭钨矿白基寨花岗岩地质特征及成矿意义1 4 3 表 1 白基寨花岗岩主量( %) 、 微量元素含量表( μ g / g ,A u n g / g ) T a b l e 1 C o n t e n t s o f ma j o r ( %)a n dt r a c ee l e me n t s ( μ g / g ,A u n g / g )o f t h eB a j i z h a i g r a n i t e 名 称X 1 4 1X 1 4 2X 1 4 3X 1 4 4X 1 4 5X 1 4 6X 1 4 7X 1 4 8X 1 4 9X 1 5 0X 1 5 1X 1 5 3X 1 5 4 S i O27 3 . 8 47 4 . 9 27 4 . 6 67 5 . 3 27 4 . 5 67 5 . 2 87 6 . 7 47 4 . 67 4 . 2 87 3 . 8 47 5 . 5 67 5 . 3 27 4 . 6 4 A l 2O3 1 2 . 9 81 2 . 9 21 3 . 1 31 2 . 8 31 2 . 1 31 2 . 8 21 2 . 0 81 2 . 5 71 2 . 9 81 3 . 2 51 2 . 8 21 2 . 7 41 2 . 8 7 T i O20 . 1 20 . 1 10 . 1 20 . 1 30 . 1 50 . 10 . 0 50 . 1 20 . 1 10 . 1 30 . 10 . 0 90 . 1 2 F e 2O3 0 . 7 10 . 9 60 . 5 40 . 5 20 . 4 40 . 50 . 3 70 . 6 10 . 4 60 . 8 10 . 5 70 . 4 40 . 5 2 F e O0 . 6 70 . 7 60 . 5 30 . 5 50 . 6 50 . 2 30 . 1 40 . 5 30 . 5 90 . 5 50 . 3 80 . 3 80 . 5 C a O1 . 3 21 . 0 61 . 2 81 . 2 41 . 3 20 . 4 20 . 3 80 . 8 510 . 9 80 . 8 10 . 8 10 . 8 5 Mg O0 . 5 20 . 4 30 . 4 30 . 4 30 . 7 10 . 5 80 . 3 40 . 6 40 . 50 . 1 80 . 1 50 . 3 10 . 3 7 K2O 5 . 5 34 . 94 . 8 24 . 5 94 . 95 . 5 85 . 8 25 . 0 65 . 35 . 5 45 . 14 . 9 85 . 2 6 N a 2O 2 . 1 73 . 2 13 . 2 83 . 3 22 . 6 22 . 1 82 . 62 . 3 92 . 4 23 . 1 73 . 3 23 . 2 83 . 1 Mn O0 . 1 8 20 . 0 5 70 . 0 5 40 . 0 4 80 . 0 7 10 . 0 30 . 0 1 20 . 0 3 90 . 0 4 90 . 0 5 10 . 0 3 80 . 0 3 20 . 0 3 2 P 2O5 0 . 0 40 . 0 50 . 0 30 .0 30 . 0 40 . 0 40 . 0 40 . 0 40 . 0 50 . 0 60 . 0 40 . 0 60 . 0 5 H2O+0 . 7 80 . 4 30 . 50 . 3 10 . 8 21 . 0 10 . 21 . 3 71 . 0 60 . 2 40 . 4 80 . 4 90 . 5 2 H2O-0 . 1 90 . 1 70 . 1 30 . 2 10 . 4 40 . 6 60 . 2 81 . 0 70 . 6 10 . 2 30 . 2 70 . 2 40 . 2 3 L O I1 . 9 81 . 0 61 . 3 20 . 9 71 . 9 51 . 5 70 . 9 62 . 3 61 . 9 30 . 90 . 8 80 . 9 81 . 2 7 A R1 . 8 72 . 7 02 . 6 72 . 7 92 . 2 81 . 9 82 . 4 32 . 1 12 . 0 62 . 6 12 . 9 02 . 8 82 . 6 5 C a O/ N a 2O 0 . 6 10 . 3 30 . 3 90 . 3 70 . 5 00 . 1 90 . 1 4 60 . 3 5 60 . 4 1 30 . 3 10 . 2 40 . 2 50 . 2 7 A l 2O3/ T i O2 1 0 8 . 21 1 7 . 51 0 9 . 49 8 . 6 98 0 . 8 71 2 8 . 22 4 1 . 61 0 4 . 81 1 81 0 1 . 91 2 8 . 21 4 1 . 61 0 7 . 3 L a1 4 . 21 5 . 91 6 . 01 7 . 31 6 . 61 2 . 18 . 61 9 . 61 4 . 03 1 . 51 6 . 21 8 . 61 6 . 7 C e3 13 43 43 73 62 62 04 23 26 83 54 03 5 P r3 . 9 84 . 2 94 . 2 54 . 7 64 . 4 43 . 2 22 . 9 05 . 2 54 . 2 98 . 4 54 . 4 44 . 8 64 . 5 1 N d1 5 . 31 6 . 41 6 . 01 8 . 51 7 . 01 2 . 31 2 . 52 0 . 31 8 . 03 1 . 71 7 . 31 8 . 51 7 . 2 S m3 . 8 34 . 0 03 . 7 44 . 4 64 . 0 32 . 9 54 . 3 44 . 8 35 . 4 87 . 5 24 . 2 04 . 4 14 . 0 4 E u0 . 2 70 . 2 90 . 3 20 . 3 00 . 3 00 . 2 80 . 1 80 . 3 10 . 2 80 . 4 30 . 3 40 . 2 90 . 3 5 G d3 . 9 43 . 9 83 . 6 74 . 5 73 . 9 63 . 1 15 . 6 94 . 8 16 . 6 77 . 3 94 . 3 44 . 6 24 . 2 0 T b0 . 7 80 . 7 70 . 6 70 . 9 10 . 7 70 . 6 11 . 3 00 . 9 51 . 4 51 . 4 60 . 8 70 . 9 30 . 8 5 D y4 . 8 34 . 7 74 . 0 95 . 7 14 . 8 63 . 8 18 . 4 15 . 9 79 . 4 99 . 2 15 . 5 45 . 8 25 . 3 2 H o0 . 9 80 . 9 40 . 8 21 . 1 70 . 9 90 . 7 71 . 7 31 . 2 31 . 9 51 . 8 61 . 1 11 . 2 21 . 0 9 E r3 . 0 93 . 0 22 . 6 83 . 7 73 . 1 72 . 4 65 . 4 84 . 0 16 . 2 96 . 0 43 . 6 53 . 9 63 . 5 8 T m0 . 6 00 . 5 80 . 5 20 . 7 40 . 5 90 . 4 71 . 0 30 . 7 71 . 2 01 . 1 90 . 7 30 . 7 70 . 7 0 Y b4 . 34 . 23 . 85 . 24 . 33 . 37 . 05 . 58 . 28 . 65 . 45 . 45 . 1 L u0 . 6 70 . 6 50 . 6 10 . 8 20 . 7 00 . 5 31 . 0 30 . 8 81 . 2 61 . 3 00 . 8 40 . 8 50 . 8 2 Y3 0 . 82 9 . 62 7 . 53 6 . 43 0 . 92 3 . 84 9 . 44 1 . 26 5 . 36 1 . 83 6 . 13 8 . 43 5 . 0 R E E8 7 . 99 3 . 79 1 . 51 0 5 . 79 7 . 57 2 . 18 0 . 61 1 6 . 41 1 0 . 91 8 4 . 71 0 0 . 21 0 9 . 89 9 . 9 H R E E/ L R E E7 . 4 58 . 3 39 . 3 27 . 3 88 . 3 87 . 9 23 . 0 57 . 8 34 . 0 48 . 1 86 . 8 57 . 4 57 . 2 0 δ E u0 . 0 7 0 . 0 70 . 0 90 . 0 70 . 0 80 . 0 90 . 0 30 . 0 70 . 0 50 . 0 60 . 0 80 . 0 60 . 0 9 L a / Y b3 . 3 03 . 7 74 . 2 43 . 3 03 . 8 23 . 6 61 . 2 33 . 5 71 . 7 03 .6 72 . 9 73 . 4 73 . 2 5 R b7 4 76 2 46 0 15 4 35 6 56 4 36 1 05 3 76 3 75 8 06 0 45 4 25 7 3 Z r8 87 78 18 37 87 46 68 21 1 61 3 17 17 27 8 N b2 6 . 43 3 . 22 1 . 22 7 . 72 4 . 41 7 . 04 3 . 42 1 . 43 1 . 73 2 . 32 4 . 32 4 . 12 0 . 9 B a1 3 21 2 91 0 41 1 81 2 41 2 01 3 51 2 29 51 4 11 3 89 11 5 8 H f4 . 6 53 . 9 83 . 9 34 . 1 43 . 9 03 . 4 54 . 0 63 . 9 55 . 6 86 . 4 43 . 6 03 . 4 84 . 0 0 T a5 . 5 88 .1 74 . 3 86 . 7 25 . 0 53 . 8 29 . 2 24 . 8 76 . 6 07 . 8 66 . 5 67 . 8 35 . 1 6 T h3 1 . 23 5 . 33 4 . 33 4 . 33 4 . 33 1 . 12 2 . 83 7 . 93 3 . 44 9 . 93 1 . 83 0 . 93 2 . 9 测试单位 河北廊坊地质实验室( 主量元素采用压片法 X 射线荧光光谱( X R F ) 分析, 微量元素采用等离子体质谱法( I C P MS ) 分析) 。 图 5 白基寨花岗岩稀土元素球粒陨石标准化配分图( A ) ( B o y n t o n , 1 9 8 9 ) 和微量元素比值蛛网图( B ) ( S u na n dM c D o n o u g h , 1 9 8 9 ) F i g . 5 C h o n d r i t e n o r ma l i z e dR E Ep a t t e r n sa n dp r i mi t i v ema n t l e n o r ma l i z e ds p i d e r g r a msf o rt h eB a i j i z h a i g r a n i t e 1 4 4 第 3 4卷 ( 汪洋,2 0 0 8 a ,2 0 0 8 b ) 。但整体看, 壳源重熔论点 占主导地位。一般认为中国东部存在大范围的下地 壳拆沉作用, 使下地壳减薄, 地幔物质通过对流或平 流方式熔融地壳物质形成大量花岗岩。如果源岩中 含有较高 W、 B i 等成矿元素, 在重熔过程中下部物 质不但提供成矿需要的热量, 而且也可能提供了部 分成矿元素。成矿流体从岩浆中分离出来进入构造 有利地段如断裂和节理, 形成石英脉型矿床。 华仁民等( 2 0 0 5 ) 把南岭燕山期花岗岩分为早 中晚三期。早期为 1 8 5~1 7 0 Ma , 反映岩石圈局部 “ 伸展 -裂 解”和 地 幔 物 质 的 上 涌。中 期 1 7 0~ 1 4 0 Ma 为岩石圈全面拉张 -减薄, 地幔物质上涌引 起地壳物质重熔。晚期岩石圈全面裂解, 但由于受 太平洋构造体系影响, 出现先挤压后拉张的动力学 背景。其中中期分为 2个阶段, 第一 阶段 1 7 0~ 1 5 0 Ma , 有大规模的花岗岩侵位; 第二阶段 1 5 0~ 1 4 0 Ma 发生 W、 S n等大规模成矿作用。 4 . 1 动力学意义 在花岗岩构造环境 R 1 R2和判别图中( 图 6 ) , 白基寨花岗岩投图于同碰撞构造环境。广义的同碰 撞( s y n c o l l i s i o n ) 指洋盆消失以后的陆陆碰撞及其 以后有关的继续汇集作用。B a r b a r i n ( 1 9 9 6 ) 将花岗 岩分为 7类, 其中过铝花岗岩有含白云母过铝花岗 岩( MP G ) 和含堇青石及黑云母过铝花岗岩。这两 类花岗岩一般为壳源, 动力学环境为大陆碰撞( S y l v e s t e r ,1 9 9 8 ) 。 图 6 白基寨花岗岩 Y+N b R b ( P e a r c ee t a l . ,1 9 8 4 ) 和 R 1 R2( B a t c h e l o r a n dB o w d e n ,1 9 8 5 ) 构造判别图( E b y ,1 9 9 2 ) F i g . 6 Y+N b R ba n dR 1 R2d i a g r a mso f t e c t o n i cs e t t i n gf o rt h eB a i j i z h a i g r a n i t e 结合主微量元素特征, 白基寨花岗岩体源岩为 成熟大陆地台边缘沉积物( 泥质岩) 和不成熟板块 边界的沉积物( 砂质岩) 混合而成, 花岗岩为高 K过 铝质花岗岩, 推测其动力学背景应该与过铝花岗岩 动力学环境情况相同。根据南岭中段强过铝花岗岩 可以分 2 2 8~ 2 2 5 Ma 和 1 5 9~ 1 5 6 Ma 两个阶段( 孙涛 等, 2 0 0 3 ) , 前者与华南和华北连成一体的印支造山 运动有关( 陈培荣等, 2 0 0 4 ; 李曙光等, 1 9 9 6 , 1 9 9 7 ; C a r t e r e t a 1 . ,2 0 0 1 ) ;后者与燕山运动关系密切。 两者均是加厚地壳在减薄环境下生成, 反映了碰撞 后的拉张环境。在粤北, 过铝花岗岩多为高温型, 反 应了拉张构 造环 境 ( 付 建明 等, 2 0 0 8 ; 杨 晓 君 等, 2 0 0 8 ; 梁新权和温淑女,2 0 0 9 ) , 本文中花岗岩反映 的构造背景为同碰撞, 推测白基寨花岗岩可能形成 于燕山运动碰撞期, 早于拉张前。 4 . 2 成矿过程及意义 地质、 物探、 化探、 钻探工程和岩石地球化学分 析表明白基寨矿区矿化类型为矽卡岩型白钨矿, 暂 未发现有价值的石英脉型黑钨矿。矽卡岩型矿床与 所依附的岩体关系密切, 如果具备成矿元素、 热量、 流体相互作用和成矿空间等条件是非常有利于成矿 的。那么白基寨花岗岩是否有这些成矿条件了 矿区过铝花岗岩源岩为泥质岩与少量硬砂岩混 合, 原岩中可能含有高的 W 丰度。在矿区古生代地 层中, 成矿元素和与成矿相关的元素含量均比较高。 高挥发份和低粘度的特征有助于岩浆上侵、 成 矿流体聚集和向上运移, 高分异演化岩浆有利于成 矿( 华仁民等, 2 0 0 7 ) 。根据岩石地球化学和地表土 壤地球化学测量知道高挥发份 F 、 C l 等不仅在花岗 岩体中存在, 而且在岩浆就位后进入地层, 使上覆地 层中也具有高的 F 、 C l 等异常。部分在花岗岩和地 第 1期李社宏等瑶岭钨矿白基寨花岗岩地质特征及成矿意义1 4 5 层中形成萤石、 电气石等。 从稀土元素的海鸥型四分组效应知道, 这种现 象与高演化的花岗岩岩浆结晶晚期存在流体和熔体 的强烈相互作用有关。一般认为成矿流体在岩浆上 侵过程中, 温压条件变化导致多次沸腾作用,使成 矿流体从岩浆分离出来, 从而在有利部位成矿, 这被 在 Z K 3 0 0 1中花岗岩体顶部形成爆破角砾岩证明。 无论白基寨成矿流体来自花岗岩浆自身还是透过花 岗岩浆来自深部( 罗照华等, 2 0 0 7 a , 2 0 0 7 b ) , 在岩浆 演化后期, 都存在强烈流体和熔体的相互作用。这 种作用对成矿起到重要作用。 通过白基寨花岗岩成矿特征分析, 矽卡岩型的 白钨矿主要在花岗岩的顶部和边缘地段。含 WO 2- 3 的成矿流体形成后, 在花岗岩顶部和外部都有扩散, 并经过花岗岩顶部和边部进入地层中。因为 ①在 钻探中花岗岩与围岩胶结处见有花岗岩的爆破角砾 岩。②还可以见到部分方解石微细脉从围岩中一直 连续延伸进花岗岩内。分析当流体遇到含 C a 2+的 碳酸岩盐或其他组分, 形成浸染状、 团簇状和星点状 的白钨矿化。由于地层倾角小, 节理倾角缓, 所以地 层中形成的矿体呈饼状。同时从岩石地球化学元素 含量中也发现, 花岗岩和地层中缺少 Mn 2+、 F e2+、 Mg 2+等离子, 所以在白基寨岩体及其附近未发现类 似北区一样的石英脉型黑钨矿。 综上推断, 在矿区中部凹勺状区域和 Z K 3 0 0 2 Z K 3 0 0 1段是找夕卡岩型白钨矿的有利潜在区域。 5 结 论 ( 1 )白基寨花岗岩出露于瑶岭矿区南部, 空间结 构上岩体边部倾伏缓。上覆地层含较多的成矿元素和 与成矿相关的元素, 并指示下部岩体有利于成矿。 ( 2 )