科研进展

广州地化所在大湖塘发现长达20Ma的钨持续聚集事件

  

  近几年发现的大湖塘超大型钨铜钼矿床,其成岩成矿时代问题一直是矿床学家所关注的焦点,前人研究的成岩年龄跨度从151.7Ma到130.3Ma。不同研究者在同一实验室获得大湖塘矿床三批辉钼矿的Re-Os同位素年龄分别为149.6Ma、143.7Ma、139.2Ma,其不同的定年结果以及相差~10Ma的原因都值得我们深入的思考。20Ma的花岗岩年龄跨度与离散的成矿年龄缺乏合理的解释。

  为了进一步完善大湖塘钨铜钼矿床成岩成矿年龄格架,基于详细的野外、室内和镜下研究,广州地化所宋伟乐博士和姚军明副研究员等选取了研究薄弱的似斑状白云母花岗岩、细粒白云母花岗岩以及热液隐爆角砾岩和石英大脉型矿体中的云母样品共6件、不同矿段细脉浸染状矿体和石英大脉型矿体辉钼矿样品共22件开展成岩成矿年代学研究。

  综合本文获得的云母Ar–Ar年龄和辉钼矿Re–Os年龄以及前人发表的成岩成矿年代学数据,发现大湖塘燕山期花岗岩的岩浆活动时间从153.0Ma持续到129.2Ma,对应的成矿作用时间从154.4Ma持续到了128.5Ma(图1)。   

图1 大湖塘超大型钨铜钼矿床成岩成矿年龄格架

  自153Ma开始入侵的似斑状黑云母花岗岩开启了大湖塘成矿作用的序幕。首先,岩浆热液流体上涌,水力致裂作用导致的流体压力骤降触发黑钨矿开始沉淀,水岩相互作用诱发了白钨矿的沉淀,随着流体持续演化和物理化学条件的变化,铜钼等多金属硫化物也随后开始形成;这一波岩浆活动和成矿作用构建了大湖塘矿床的初始模型,形成了以爆破角砾岩型、石英大脉型和细脉浸染型为主要类型矿体的格局。这个过程是大湖塘成矿过程的一个缩影,也是形成大湖塘超大型矿床的最基本条件,但如果没有后续岩浆的持续供应、入侵及其引发的成矿作用,就没有今天的大湖塘超大型矿床。幸运的是,在这一波岩浆活动和成矿作用还没有消失殆尽的时候,深部岩浆房已迫不及待地派出了第二批岩浆活动。

  接下来,在似斑状黑云母花岗质岩浆活动接近尾声,与其相关的成矿作用所需的能量和成矿物质仍没有完全弹尽粮绝的时候,第二波岩浆活动已经沿着前辈们的足迹开始上侵,促使形成了细粒黑云母花岗岩和相关的钨铜钼成矿作用。紧接着,不等这一波岩浆活动结束,大湖塘下覆能量足物质丰富的岩浆房中不断有岩浆活动争先恐后地要攻击大湖塘,因此相继有似斑状白云母花岗岩和早期的花岗斑岩入侵并就位,显示了不俗的成矿能力。在140Ma左右,细粒白云母花岗岩最后入侵,与前期的岩浆活动相辅相成,将大湖塘的成矿作用推向了高潮。这一批岩浆活动使大湖塘的成矿一直持续到了136Ma左右,大湖塘超大型矿床得以基本形成。

  最后,下覆岩浆房的能量消耗过大,成矿物质也略有不足,但看到前辈们在大湖塘的丰功伟绩,晚期的岩浆活动也不甘落后,寻迹向上侵入,终因能量枯竭,物质匮乏,上升的高度要低于前期花岗岩,形成了后期花岗斑岩、中细粒白云母花岗岩、细粒而云母花岗岩和斑状而云母花岗岩,他们的成矿能力显然大幅降低,对于大湖塘这个庞然大物来说,他们贡献的成矿只能是锦上添花了,显得微不足道。至此,大湖塘超大型矿床得以完全形成。

  这批岩浆热液流体导致的钨异常聚集事件在国家重点研发计划“深地资源勘查开采”重点专项“燕山期重大地质事件的深部过程与资源效应”(2016YFC0600405)和国家自然科学基金(41672079,41372085)的联合资助与推动下侦破,卷宗被保留在国际地学期刊Ore Geology Reviews第95期401-407页上。

  案情链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169136817309356?via%3Dihub