一种值得关注的矿床类型——斑岩钨矿
相对于斑岩铜矿和斑岩钼矿, 在全球范围对于斑岩钨矿研究甚少, 而且程度很低, 关键在于长期以来斑岩钨矿并不是一种重要工业性矿床类型. 在20世纪0~90年代,时值全球研究斑岩铜矿和斑岩钼矿的热潮, 一些学者关注和探索了是否存在斑岩钨矿, 并初步提出其基本特点. 在2010年之前, 已确定的比较典型斑岩钨矿有加拿大New Brunswick的Mount Pleasant W(Mo)矿床、 中南部的Logtung矿床、我国广东省莲花山和江西省阳储岭、 韩国的Weolag和Dae Hwain矿床. 然而, 这些矿床的规模都较小, 经济价值不重要. 与斑岩钨矿有关的岩体规模一般<10km2, 属浅成-超浅成岩株、 岩枝和岩墙. 其岩性通常是花岗斑岩、 石英斑岩、 石英-长石斑岩等较酸性岩石, 在剥蚀程度比较浅的地区, 往往与同源火山岩共生.
谭运金提出斑岩钨矿具有一套特征的蚀变组合, 它们是钾化(包括钾长石化和黑云母化)、 绿泥石化、 硅化、 高岭石化、 赤铁矿化及萤石化、 碳酸盐化. 各种蚀变在空间分布方面没有明显的垂直分带与水平分带现象, 而是相互重叠. 值得指出的是, 不同于斑岩铜矿和斑岩钼矿, 斑岩钨矿的围岩蚀变以强云英岩化, 弱钾化和弱青盘岩化为特征. 因此, Davis和William-Jones将其命名为斑岩-云英岩型钨矿. 除了对斑岩钨矿地质特征研究以外, 还开展了部分矿床的流体包裹体成矿温度和盐度测定, 总体认为是以中高温中高盐度为特征. 但谭运金发现莲花山斑岩钨矿成矿温度从高温延续到低温(650~150°C), 盐度也有较大分布范围.
江南钨矿带中大湖塘超大型斑岩钨矿和阳储岭、东源大型斑岩钨矿控制资源量达130万t, 彻底改变了钨矿类型的格局, 斑岩型与矽卡岩型和石英脉型成为全球3种最主要的钨矿床类型. 迄今, 我国对于斑岩钨矿是否属于斑岩型矿床类型仍然有些疑虑, 由于斑岩钨矿与斑岩铜矿有一定的差异性.
其一, 斑岩钨矿与斑岩锡矿类似, 含有大量以氟为特点的挥发组分, 因此含氟矿物广泛发育, 例如, 云母类、 黄玉和萤石, 无论在矿石中还是与成矿有关的蚀变岩中均如此.
其二, 与成矿有关的斑岩不是典型的斑状结构, 而通常是似斑状结构.
迄今所知, 相对于斑岩铜矿, 全球所探明的斑岩钨矿有关的岩体侵位相对较深, 岩石通常表现为似斑状构造. 其实, 在我国与绝大多数斑岩铜矿和斑岩钼矿有关的花岗岩也呈现出似斑状结构, 仅仅在斑岩与同源火山岩共存地区才可能见到具有典型斑状结构的花岗岩类. 在国际上, 判别是不是斑岩型矿床, 最主要特点是细脉浸染状构造. 网脉状裂隙是矿化富集的容矿空间, 也是通过这些裂隙流体与围岩相互作用, 形成大面积、 大吨位、 低品位的矿石.
在成矿岩浆高侵位后, 岩体的结晶分异作用导致气体和液体在岩浆房的隆起部位集中, 产生相当大的静水压力. 静水压力导致已经结晶的花岗质岩石及上覆围岩的破裂, 构成垂直上下最大压力面的一组大致共轭的网状裂隙. 这些网状裂隙的位置取决于静水压力与岩浆房上部岩石产生的静岩压力相抵消构成的不受力面, 网状裂隙位于不受力面的下部. 在江南钨矿带的大湖塘矿区, 白垩纪黑云母二长花岗质岩浆侵位相对较浅, 95%以上的矿体发育于围岩中, 而阳储岭和东源岩浆侵位相对较深, 矿体均发育于岩体内部.
Rusk等人对斑岩型矿床的容矿裂隙形成过程及流体演化与成矿进行了深入的研究, 探讨了成矿裂隙系统和矿化过程. 赵茂春等人进一步总结将斑岩型矿床容矿裂隙系统的成因归纳为岩浆结晶冷缩、 侵位挤压、 水岩分离和区域应力叠加4种类型, 探讨了裂隙分布与矿化规律性. 这些对于斑岩铜矿的研究成果有助于理解斑岩钨矿的形成方式和过程。
关于钨锡矿床(包括斑岩钨矿)形成的地质背景, 在苏联的教科书中将与花岗岩有关的钨锡矿都归为地槽褶皱回返期间的产物. Mitchell和Garson与Sawkins先运用板块构造理论提出钨锡矿形成于碰撞造山带,形成于后碰撞环境. Seltmann等人和Forster等人研究提出中欧厄尔士地区钨锡矿床碰撞成矿的动力学模型, Romer和Kroner认为横贯捷克与德国交界处的厄尔士、 法国中央高原、 法国与西班牙之间的比利牛斯山、 西班牙-葡萄牙半岛到英国康沃尔巨型钨锡成矿带是在Pangea超大陆聚合晚期出现的大规模成矿.
钨锡矿另一个重要的成矿背景就是活动大陆边缘弧后伸展带. 例如, 在南美安第斯大陆边缘(智利-秘鲁-阿根廷)生代斑岩铜矿带与弧后玻利维亚锡(钨)矿带、缅甸东部密支那新特提斯洋缝合带以Monywa代表的NS走向斑岩铜矿带与东侧弧后伸展带中出现的平行分布的锡(钨)矿带。
江南钨矿带地质与钨矿分布图
1, 中侏罗统至白垩系沉积岩和火山岩; 2, 寒武系至下三叠统层状海相碎屑岩和碳酸盐岩, 中三叠统至上三叠统近海相碎屑岩; 3, 江南古陆: 新元古代浅变质岩及沉积岩; 4, 白垩纪中酸性侵入体; 5, 侏罗纪中酸性侵入体; 6, 新元古代中酸性侵入体;7, 新元古代蛇绿岩; 8, 河流湖泊; 9, 钨矿床; 10, 锡矿床; 11, 铜矿床; 12, 金矿床; 13, 铅锌矿床; 14, 铁矿床
江南钨矿带矿石吨位与品位图
江南钨矿带与长江中下游铜多金属矿带成矿动力学模型
(a) Izanagi或者古太平洋板块俯冲沿华南地块与华北克拉通及秦岭造山带的构造结合部位发生撕裂(156~135 Ma), 板片重熔并经过在地壳的同化混染过程, 沿长江中下游形成了高钾钙碱性花岗岩和有关的斑岩-矽卡岩铜多金属矿带, 而软流圈上涌和热侵蚀导致上地壳重熔, 形成过铝质-偏铝质花岗岩及江南斑岩-矽卡岩钨矿带; (b) 135 Ma之后俯冲板片抑或后撤抑或转向, 发生NNE向走滑, 形成了一系列走滑拉分盆地(例如宁芜和庐枞盆地)和变质核杂岩(例如赣西北彭山穹窿), 其内发育有滞留板片重熔形成的玢岩铁矿和地壳重熔形成的高分异花岗岩有关的钨锡矿, 时代为135~125 Ma
江南钨矿带斑岩-矽卡岩W±Mo矿床及远接触带脉状Pb-Zn-Ag±Cu矿床成矿模式图
本文图文来自：引用格式: 毛景文, 吴胜华, 宋世伟, 等. 江南世界级钨矿带: 地质特征、 成矿规律和矿床模型. 科学通报, 2020, 65 ； Mao J W, Wu S H, Song S W, et al. The world-class Jiangnan tungsten belt: Geological characteristics, metallogeny, and ore deposit model (in Chinese).
Chin Sci Bull, 2020, 65, doi: 10.1360/TB-2020-0370