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中国钨锡矿床时空分布规律、地质特征与成矿机制研究进展

期刊:科学通报DOI:10.1360/tb-2020-0221

类型b:

中国钨锡矿床时空分布规律、地质特征与成矿机制研究进展

本文由蒋少涌(中国地质大学资源学院)、赵葵东、姜海等学者合作完成,发表于《科学通报》2020年第65卷第33期(3730–3745页),是一篇关于中国钨锡矿床研究的综述性论文。文章系统总结了我国钨锡矿床的时空分布规律、地质特征及成矿机制,并基于大量已有数据和文献,提出了新的分类框架与成矿模型。

1. 中国钨锡矿床的时空分布规律

主要观点:中国钨锡矿床在空间上分布极不均衡,80%集中分布于华南地块,其次为昆仑-祁连-秦岭-大别造山带、天山-兴蒙造山带和西藏-三江造山带。华南地区呈现“东钨西锡”的格局,如南岭钨锡成矿带东段以钨为主(如江西西华山、漂塘等大型钨矿),西段则以锡为主(如广西大厂、云南个旧超大型锡矿)。赣北皖南是近年新发现的钨矿带,以白钨矿为主(如大湖塘、朱溪超大型钨矿)。

成矿时代:钨锡矿床的形成时代跨度大,从元古宙到新生代均有分布,但燕山期(180–80 Ma)是最重要的成矿期,贡献了全国约600万吨WO₃和400万吨Sn的探明储量。其他次要成矿期包括印支期、加里东期等。

支持证据
- 统计数据基于辉钼矿Re-Os、锡石U-Pb、云母Ar-Ar等可靠年龄(表S1)。
- 华南地区矿床实例(如柿竹园W-Sn-Mo-Bi、大厂Sn-Zn)佐证了区域成矿分带性。

2. 中国钨锡矿床的地质特征与分类

主要观点:作者提出原生钨锡矿床的5种主要类型和3种次要类型:
1. 主要类型
- 斑岩型(W+Sn):如江西岩背锡矿、广东莲花山钨矿,矿体产于花岗斑岩接触带,以细脉浸染状矿石为主。
- 云英岩型(Sn-W-Nb-Ta):如湖南香花岭锡矿,矿体位于花岗岩顶部云英岩带,与稀有金属共生。
- 矽卡岩型(W/Sn):如湖南柿竹园W-Sn-Mo-Bi矿床,矿体赋存于花岗岩与碳酸盐岩接触带。
- 石英脉型(W为主):如江西西华山钨矿,具“五层楼”垂向分带模式。
- 锡石硫化物型(Sn-Pb-Zn):如广西大厂锡矿,矿体呈层状产于碎屑岩中。
2. 次要类型:蚀变花岗岩型(Sn+W)、热液角砾岩型(W)和低温热液脉型(W-Sb-Au)。

支持证据
- 矿物组合与围岩蚀变特征(如矽卡岩化、硅化)的野外与显微观察。
- 同位素数据(如εNd(t)、εHf(t))显示含锡花岗岩比含钨花岗岩具有更高的幔源物质贡献(图2–3)。

3. 成矿机制:壳幔相互作用与流体演化

主要观点
- 物质来源:钨矿成矿物质以壳源为主(如赣南漂塘钨矿的He同位素显示无幔源参与),而锡矿常伴随幔源物质加入(如广西大厂锡矿的He同位素具壳幔混合特征)。
- 流体演化:成矿流体为H₂O-NaCl±CO₂体系,通过温度降低、流体沸腾、混合作用(如大气降水加入)及水岩反应导致矿石沉淀。例如:
- 鄂东南付家山-龙角山钨矿的矽卡岩阶段以流体沸腾为主,石英-硫化物阶段则因大气降水混合成矿。
- 河南南泥湖斑岩型钨钼矿床的高盐度(达39.1 wt% NaCl eq.)流体包裹体指示岩浆热液主导。

支持证据
- 全球72个斑岩型矿床的流体包裹体数据(图6)显示温度(100–550°C)和盐度(0–60 wt% NaCl eq.)范围宽泛。
- 华南含钨/锡花岗岩的Nb-Y图解(图4)揭示含锡岩体更接近A型花岗岩,反映拉张背景。

4. 科学意义与应用价值

本文的系统综述具有以下价值:
1. 理论贡献
- 提出钨锡成矿的“壳幔差异模型”——钨矿以壳源熔融为主,锡矿需幔源热/物质触发(图5)。
- 修正了传统“钨锡花岗岩”统一分类的认知,强调二者在源区成分(如云母分解差异)、氧逸度(Sn²⁺迁移需还原条件)上的分异。
2. 找矿指导
- 华南“东钨西锡”规律和赣北皖南新成矿带的提出为区域勘探提供方向。
- 复合型矿床(如白干湖W-Sn的多类型叠加)的识别拓宽了找矿思路。

5. 研究亮点

  • 数据整合:首次系统统计全国钨锡矿床的年龄、同位素和流体包裹体数据(表S1–S5)。
  • 分类创新:将蚀变花岗岩型、热液角砾岩型等次要类型纳入分类框架。
  • 成矿模型:提出云母分解差异控制钨锡分异的机制(Yuan et al. 2019的引用支持)。

该论文不仅总结了已有成果,还通过多学科数据整合提出了新的成矿见解,对全球关键金属研究及中国矿产资源战略布局具有重要参考意义。

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