江西茅坪石英脉型钨矿成矿流体演化过程研究

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钨矿床中云母和黑钨矿密切共生,云母和黑钨矿都能反映成矿流体的来源与演化。赣南地区分布着大量的黑钨矿石英脉型钨矿,黑钨矿是工业直接开采利用的主要对象。前人对黑钨矿矿床的研究侧重于与黑钨矿成因相关的岩体主微量元素、成岩成矿年龄、石英流体包裹体温度盐度及氢氧同位素的分析。本论文不同于传统的黑钨矿研究,从矿物学的角度出发,把黑钨矿与云母当成一个系统。根据黑钨矿的矿化类型,由深至浅系统采集共生的云母和黑钨矿,并运用电子探针和LA-ICP-MS获取云母和黑钨矿的主微量元素,分析其在空间上的元素变化规律,进而反演成矿流体的演化过程。茅坪钨矿床位于华南南岭W-Sn多金属成矿省。矿化类型包括云英岩型(typeⅠ)和黑钨矿石英脉型(type Ⅱ)。云英岩和石英脉都主要由石英、云母和黑钨矿组成。Type Ⅰ型黑钨矿比type Ⅱ有着较高的Sn、Nb、Ta和REE含量。Type Ⅰ型黑钨矿有着明显的Eu负异常,而type Ⅱ黑钨矿从深部到浅部Eu负异常逐渐减弱,甚至在地表转变成为Eu正异常。通过扫描电子显微镜可以看到云英岩型黑钨矿存在两阶段的黑钨矿。根据W03,Nb和Ta的含量将云英岩型(type Ⅰ)黑钨矿划分为type Ⅰa(暗色部分)和type Ⅰb(亮色部分)。Type Ⅰa有着比type Ⅰb较低的WO3和较高的Nb-Ta含量,从type Ⅰa到type Ⅰb,Fe/(Fe+Mn)比值相对减小。云英岩中黑钨矿的Fe/(Fe+Mn)比值从0.4到0.6,且部分黑钨矿颗粒显示了 Mn从核部到边部有升高的趋势。石英脉型黑钨矿(type Ⅱ)很可能在一开始继承了富锰的趋势。根据地质产状和化学成分差异,茅坪矿床的云母被分为四类。花岗岩中的云母由黑鳞云母和富锂多硅白云母组成,云英岩中的云母主要为铁锂云母和富锂多硅白云母。除了地表黑钨矿石英细脉,深部黑钨矿石英粗脉内主要为铁锂云母。地表石英细脉内的云母为多硅白云母,并且根据铁含量的多少进一步细分为贫铁多硅白云母和富铁多硅白云母。在云英岩中,富锂多硅白云母交代铁锂云母,从铁锂云母到富锂多硅白云母,W含量增加而Nb和Ta的含量减少,云英岩化的过程可能就是钨富集的过程。一致地,W、Sn、Nb和Ta是来自于岩浆流体,而Co、Ni、V和Ti主要来自于流体淋滤萃取地层中的元素。云母和黑钨矿有着相似的Sn、Nb、Ta、Mg、Co、Ni、V和Ti元素变化趋势。从深部到地表,W、Sn、Nb和Ta的含量逐渐减少,而Mg、Co、Ni和V的含量逐渐升高。云母和黑钨矿的Fe3+/(Fe3++Fe2+)比值都能用来反映成矿流体的氧逸度演化并且他们有着相似的变化趋势,氧逸度大体上先降低后升高。从云英岩到石英脉这一过程氧逸度先减小,有利于黑钨矿大量沉淀,之后到地表由于大气降水的加入使得氧逸度升高。云母中Mo的含量从-5m标高开始减少,可能与辉钼矿于-5m标高开始大量沉淀有关。云母中Zn的含量从-75m开始减少,可能与闪锌矿在-75m标高开始大量沉淀有关。云母中Zn和Mo的含量可以大概反映辉钼矿和闪锌矿开始沉淀的深度。
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