《科学通报》
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世界级斑岩-矽卡岩钨矿带
2021-03-10 08:51:00江南钨矿带位于江南古陆东段及邻区，包括从赣北至皖南地区，迄今已探明WO3资源量超过600万t，成为世界最大的钨矿带。江南钨矿带主要包括三类钨矿床，即：(1)斑岩型钨矿(如大湖塘、杨储岭和东源)、(2)矽卡岩型钨矿(朱溪、香炉山和逍遥)、(3)石英脉型黑钨矿(如东坪和大湖塘)。
钨(W)是一种稀有金属，在地壳中的丰度为0.6×10-6，钨在亏损上地幔中的丰度为0.0024×10-6，要达到具有工业价值的钨矿石(WO3的工业品位0.12~0.20%)，需要富集几千倍至上万倍。因此，江南世界级钨矿带为矿床学家理解钨在地质历史时期富集的背景和过程，提供了一个典例。
江南钨矿带呈近东西走向，与其北侧的长江中下游斑岩-矽卡岩铜多金属矿带平行分布，形成时代基本一致，可以分为两个时间段，即150~135和130~125 Ma两期成矿。显而易见，位于江南古陆及东延地区的钨矿带并非形成于活动大陆边缘弧后伸展带，更不是碰撞造山带，可能显示出一个新成矿背景。结合整个东亚东部边缘晚侏罗世-早白垩世岩浆岩性质和火山岩盆地的展布特征，此次研究得出俯冲板片沿华南板块与秦岭褶皱带及华北板块结合部位发生撕裂，导致软流圈上升并引致地壳物质重熔，形成了壳源花岗质岩石及江南钨矿带，而俯冲板片重熔则形成长江中下游铜矿带，初步提出其成矿动力学模型(图1a)。而在140~80 Ma期间，整个东亚东部发生岩石圈伸展，原俯冲板片碎裂下沉滞留在岩石圈过渡带或者软流圈。正是在这种大背景下，沿长江中下游发育NNE向的走滑拉分盆地及玢岩铁矿，在南侧的江南古陆出现了像彭山核杂岩，130~125 Ma曾家垄锡多金属成矿系统和香炉山钨矿在其内部或者周围形成，显示出与地壳重熔型花岗岩的密切成因关系(图1b)。
江南钨矿带存在高氧逸度花岗闪长岩有关的钨矿成矿系统和与低氧逸度黑云母二长花岗岩有关的两类成矿系统，前者通常形成中小型及个别大型矿，而后者则往往形成大型-超大型钨矿床。为什么会在一个成矿带形成两种类型花岗质岩石及其相关的成矿系统?此次研究发现新元古代双桥山群不仅有以千枚岩和板岩为代表的富铝质沉积岩，而且在局部有中基性-基性火山岩夹层，甚至在东部存在元古代的蛇绿岩带。因此，经历同样受软流圈上涌而驱动的地壳重熔，形成了不同的岩浆类型，由地壳泥质岩石重熔形成S型花岗岩，而夹有中基性-基性火山岩夹层的地层重熔形成I型花岗质岩石。正是由于中基性-基性火山岩的存在，在岩浆-热液活动过程中，其中富含的铜元素被淋滤出并携带进入成矿系统，形成像大湖塘、朱溪和三堡这样的含铜钨矿床。另一方面，可能由于当地壳发生重熔时有幔源岩浆的注入导致形成氧化性的花岗闪长岩类。
无论是基性岩抑或在地壳重熔时直接进入岩浆，抑或在岩浆形成晚期注入岩浆房，岩浆性质仍然是以地壳物质为主，花岗闪长岩浆和黑云母二长岩浆都富含水和挥发组分氟，岩浆经历强烈地结晶分异作用，结果导致硅质、碱质、挥发组分及携带的成矿元素在岩浆房的隆起部位富集。值得指出的是，在江南钨矿带中含矿岩浆侵位深度较大，所有的矿体，无论是斑岩型还是矽卡岩型均位于岩体的近接触带。矿化赋存的细网状裂隙系统位于静岩压力与静水压力相等的界面之下，当斑岩矿体出现在岩体内外接触带附近，说明成矿深度较大，当斑岩矿体在岩体垂直上方，距离岩体越远表明成矿深度较小。当围岩是前震旦纪浅变质岩或者早期的花岗质岩石，则形成斑岩成矿系统。当围岩是碳酸盐岩或者碳酸盐岩夹层，则形成矽卡岩型钨矿。在朱溪矿区有大厚层碳酸盐岩为围岩，形成厚度达上百米的矽卡岩型钨矿体。而当震旦纪、寒武纪和奥陶纪碳酸盐岩与砂页岩互层为围岩，则形成似层状钨矿体或锡矿体，例如，逍遥、香炉山、百丈岩、曾家垄和鸡头山等(图2)。此外，在这些钨(锡)矿外围通常发育有脉状铅锌矿，甚至萤石矿，构成一个成矿系统。
文/毛景文, 吴胜华, 宋世伟
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