江西乐平塔前钼（钨）矿床成岩成矿时代及意义

胡正华，刘 栋，刘善宝，郎兴海，张家菁，陈毓川，施光海王艺云，雷天浩，聂龙敏，沙 珉，龚良信，刘战庆

（1.成都理工大学 地球科学学院 国土资源部构造成矿成藏重点实验室，成都610059；2.江西省地质调查研究院，南昌330001；3.中国地质科学院 矿产资源研究所，北京100037；4.江西省国土资源厅 执法监察总队，南昌330001；5.中国地质大学 地球科学与资源学院，北京100083；6.桂林理工大学 地球科学学院，广西 桂林541004）

江西省乐平市塔前—赋春成矿带，南邻乐华—德兴成矿带，两成矿带呈北东－南西向平行展布，中间发育北东－南西向乐安江深断裂。乐华—德兴成矿带在20世纪70～90年代已取得了丰硕的找矿成果，发现了一批大型、超大型铜多金属矿床，如德兴斑岩型铜矿床、金山韧性剪切带型金矿床、银山热液型铜铅锌多金属矿床、海底火山喷流－热水沉积型乐华多金属矿床等。目前对于乐华—德兴成矿带内矿床类型、矿床特征、成岩成矿时代、成矿岩体地球化学特征等方面均有较为深入的研究［1－11］。塔前—赋春成矿带的勘查工作始于20世纪60～70年代，发现了朱溪、弹岭、塔前等矿（化）点。70～80年代进一步勘查工作发现了弹岭、横路、月形等中小型铜矿床以及塔前钼（钨）等矿化点。近年来在塔前—赋春成矿带找矿效果显著：在朱溪铜矿床的外围及深部发现远景达百万吨级的超大型钨多金属矿床［12］，塔前矽卡岩型钼（钨）矿床亦取得了较为显著的找矿进展。在塔前—赋春成矿带，目前仅主要针对朱溪、赋春矿床地质特征、探矿因素以及塔前钼（钨）矿床成矿年代进行了少量的研究性工作［12－16］；对于与成矿岩体年代学方面的研究工作尚未见相关报道。本文在对塔前钼（钨）矿床地质特征详细的研究基础上，确定其成矿母岩为花岗闪长斑岩，并利用SIMS锆石U-Pb测龄手段确定成矿母岩的形成时代。结合黄安杰等辉钼矿Re-Os同位素测龄成果确定塔前矿床的成岩成矿时代［14］，为赋春—塔前成矿带的成矿规律及找矿方向提供年代学依据。

1 矿床地质特征

矿区位于扬子古板块的东南缘，萍乡—乐平拗陷带东段（图1），隶属于钦杭成矿带东段塔前—赋春成矿带［15，17，18］。

矿区出露地层主要为中元古界双桥山群（Pt2sh）千枚岩、板岩夹变余粉砂岩组成的浅变质岩系（部分地段具角岩化）；下二叠统茅口组（P1m）泥灰岩、钙镁质泥岩夹灰岩及燧石条带；上三叠统安源组（T3a）粉砂岩、页岩、石英砾岩、碳质页岩；第四系全新统（Q）冲积物及残坡积物。经钻孔揭露矿区有上石炭统船山组（C2c）灰岩、大理岩化灰岩；下二叠统栖霞组（P1q）灰岩，间夹黑色碳质泥岩。茅口组可细分为上、中、下三段，上段（P1m1）为中厚层状钙镁质泥岩夹灰岩，因受岩浆热液作用而普遍具矽卡岩化，为矿区主要赋矿层位；中段（P1m2）为厚层状含燧石灰岩；上段（P1m3）为泥质硅质岩夹不纯灰岩。双桥山群与船山组，安源组与茅口组均呈断层接触关系（图2、图3）。

矿区发育5条近于平行的断裂（图2、图3），5条断裂总体呈北东－南西向展布。就力学性质而论，F1、F2、F5为压扭性断裂，F4为张性断裂，F6为压性断裂。F1、F2为矿区主要导岩导矿构造，倾向南东，倾角总体具上缓下陡的特征，平均60°～75°。F1地表延伸长度约1km，断裂带宽约10～30m，带内发育褐铁矿化构造角砾岩，北东及南西端被第四系覆盖；F2地表均被第四系所覆盖。F4总体倾向南东，倾角65°～80°，为F1派生的次级断裂，下部与F1断裂相交呈“入”字形；地表延伸长度约800m；断裂带宽为5～25m，带内发育褐铁矿化硅化构造角砾岩。F5为压扭性断裂，整体走向北东，于12线～16线间向南弯曲，地表仅出露于24线附近，长度约200m，下部与F1断裂相交呈“入”字形；上部倾向北西，倾角30°～80°，中部呈弧形转折，下部近于直立或向南东陡倾。F6倾向多变，12线以东倾向南东，12线以西倾向南南西，倾角60°～70°，断裂两侧岩层产状变化较大，14线～20线之间岩层倒转，地表延伸长度约900m。

侵入岩主要为呈岩枝、岩脉状产出的花岗闪长斑岩，分布于矿区北东部，被后期F5断层错动；次为以岩脉形式产出的花岗斑岩。目前研究表明，岩浆岩含矿性较好的为花岗闪长斑岩。

1.1 矿体特征

塔前矿区主要发育5个矿体，均赋存于沿F1、F2断层侵位的花岗闪长斑岩与茅口组下段灰岩接触带的矽卡岩内，以M1矿体规模最大，M2次之，M3、M4、M5规模均较小（表1、图3）。

1.2 矿石特征

就赋矿围岩而论，区内矿石以矽卡岩型为主，次为少量斑岩型。据矿石构造可分为浸染状－稀疏浸染状矿石和细脉状矿石，约占总资源（储量）的75%；次为块状矿石。依据矿石主要有用矿物及组合进行分类，主要类型有：辉钼矿、白钨矿－辉钼矿、辉钼矿－黄铜矿－白钨矿、白钨矿矿石等四大类。据矿石有用组分进行分类主要有钼矿石、钼钨矿石、钼（钨）矿石、钼钨铜矿石、钼钨（铜）矿石等四类。以钼矿石和钼（钨）矿石为主。

图2 江西乐平塔前钼（钨）矿区地质图Fig.2 Geological sketch map of the Taqian Mo（W）deposit in Leping County of Jiangxi Province

表1 塔前钼（钨）矿各矿体形态产状和规模Table 1 Occurrence and scale of each orebody in the Taqian Mo（W）ore deposit

矿石矿物主要为白钨矿、辉钼矿，次为黄铜矿、铜蓝、毒砂、磁铁矿等。脉石矿物主要为石榴石、绿帘石、透辉石、绿泥石，次为石英、长石、云母、阳起石及方解石等。

1.3 围岩蚀变

矿区围岩蚀变主要有角岩化、硅化、矽卡岩化、大理岩化、绢云母化、黑云母化、绿泥石化、绿帘石化、碳酸盐化、泥化。

花岗闪长斑岩顺F1、F4断层的侵位导致热接触围岩蚀变，茅口组碳酸盐岩产生大理岩化、矽卡岩化；安源组页岩、粉砂岩与双桥山群千枚岩、板岩夹变余粉砂岩发生硅化、角岩化。与成矿密切相关的是硅化、矽卡岩化。

在空间上，从上（安源组）至下（岩体），总的蚀变分布是：角岩化→大理岩化→矽卡岩化→青磐岩化→钾化。角岩、矽卡岩、大理岩中均发育硅化。角岩和矽卡岩带之间有过渡现象，大理岩中亦有矽卡岩化现象。

图3 塔前钼（钨）矿区14号勘探线剖面图Fig.3 Geological section along No.14exploration line of the Taqian Mo（W）deposit

2 实验方法与结果

2.1 样品采集及测试

在详细了解矿床地质特征的基础上，对14线ZK1405孔503m处M1矽卡岩矿体底板的花岗闪长斑岩进行采样，样品编号为2011LPZ-001（图3、图4-A）。花岗闪长斑岩主要呈灰白色、浅灰色，斑状结构、自形－半自形粒状结构，块状构造。主要矿物的含量（质量分数）：石英（10%～15%）、斜长石（45%～65%）、钾长石（5%～15%）、黑云母（5%）、角闪石（＜1%）。在斑晶矿物中，石英多呈他形粒状、浑圆状、港湾状，部分发育次生加大边，粒径为1～3mm；斜长石呈自形至半自形的板状，粒径为2～5mm；钾长石呈不规则板状；黑云母呈片状，多蚀变成绢云母（图4-B）。基质的矿物成分与斑晶的矿物成分相似，副矿物以磁铁矿、锆石为主，金属矿物以辉钼矿、白钨矿为主。在廊坊区域地质矿产调查研究所实验室完成样品破碎和锆石的挑选，在锆石阴极发光照片上选定测点。

SIMS锆石U-Pb测龄在中国科学院地质与地球物理研究所离子探针实验室完成，所用仪器为Cameca IMS-1280型二次离子质谱仪（SIMS），详细的测试流程及数据处理方法见文献［19－23］。

2.2 测试结果

图4 塔前钼（钨）矿区花岗闪长斑岩照片Fig.4 A photo of granodiorite porphyry in Taqian Mo（W）deposit

所测锆石样品均无色透明，半自形－自形短柱状或长柱状，长宽比变化不大，以近等轴状为主，少量长宽比可达3∶1，粒径为52～200μm。阴极发光图像（图5）显示，锆石主要以振荡环带为主，部分锆石核部呈块状、浑圆状、不规则状，亮度大。可见少量锆石发育扇状环带现象。少数锆石内见细小的包裹体及裂纹，个别锆石存在高亮度白边，这可能与后期热事件或流体作用有关［26，27］。

本次研究共选择了17粒锆石，部分锆石具有明显的残留核，可能为继承核或捕获核。为了获得更多的锆石信息，我们尽量选择锆石的边缘部位进行测试，避免继承锆石对测龄的干扰。所有测点 Th、U、Pb的质量分数（w）分别为（13～1 213）×10－6、（163～2 343）×10－6、（4～156）×10－6。wTh/wU比值大多介于0.24～1.6，＞0.1，显示岩浆锆石的特征［27］。17个测试结果中（表2），有11个年龄变化范围较小，在误差范围内有一致的w（207Pb）/w（206Pb）、w（207Pb）/w（235U）、w（206Pb）/w（238U）比值，其中206Pb/238U年龄的加权平均值为160.9±2.5Ma（MSWD＝0.69，图6），代表花岗闪长斑岩的结晶年龄［28］。另有4个年龄较老的锆石（图6）：测点9（2 002.0±14.1 Ma）、测点10（779.9±12.6Ma）、测点13（494.6±10.5Ma）、测点14（443.7±6.5Ma）。这4个较老锆石均具有岩浆震荡环带，其Th、U含量及比值较高，可能代表岩体捕获或继承的早期岩浆岩锆石。测点5的锆石U-Pb年龄偏小，为143.0±2.5Ma，可能由于锆石晶格受U、Th放射性破坏较严重，导致放射性成因的Pb丢失所致［29］。测点4和测点15位于锆石边部，可能是由于外界206Pb的加入导致w（206Pb）/w（238U）比值偏高，造成年龄偏高［30］。

3 讨论

3.1 矽卡岩型钼（钨）矿体的含矿母岩

图5 塔前钼（钨）矿区岩浆岩锆石阴极发光图像及测试位置Fig.5 The magmatite zircon cathodoluminescent images and test positions of the Taqian Mo（W）deposit

表2 塔前矿区花岗闪长斑岩SIMS锆石U-Pb同位素测龄Table 2 The granodiorite porphyry zircon SIMS U-Pb isotope chronometry of the Taqian mining area

图6 塔前矿区花岗闪长斑岩SIMS锆石U-Pb年龄谐和图Fig.6 The concordia plot of SIMI ziron U-Pb dating for the granodiorite porphyry from the Taqian deposit

塔前矿区花岗闪长斑岩和茅口组灰岩接触带都发育矽卡岩或矽卡岩化，并且大都具不同程度的矿化，M1、M2号矽卡岩型矿体均受花岗闪长斑岩和大理岩接触带的矽卡岩所控制（图3）。自茅口组灰岩至花岗闪长斑岩具有大理岩化灰岩→大理岩→石榴子石＋透辉石矽卡岩→透辉石矽卡岩→矽卡岩化花岗闪长斑岩的蚀变分带特征，各蚀变带之间为渐变关系，这与大部分典型接触交代矽卡岩矿床蚀变分带特征相似［31］，显示花岗闪长斑岩体为区内成矿母岩。石榴子石＋透辉石矽卡岩与透辉石矽卡岩是区内主要赋矿蚀变带，以钼、钨（铜）矿化为主。在矽卡岩化花岗闪长斑岩上部见少量细脉－浸染状钼、钨矿化，大理岩内发育少量铜（钼）矿化，成矿元素自岩体至围岩表现为由高温至中温的变化趋势，进一步表明花岗闪长斑岩为塔前矿区的成矿母岩。

3.2 成岩成矿时代

本文利用SIMS锆石U-Pb测龄获得塔前矽卡岩型矿体底部花岗闪长斑岩的结晶年龄为160.9±2.5Ma（MSWD＝0.69），这与黄安杰等所测得矿区矽卡岩矿石中辉钼矿Re-Os等时线年龄为162±2Ma（MSWD＝1.7）［14］，在误差范围内基本一致。这2个年龄较好地界定了塔前矿区成矿母岩的结晶年龄（锆石U-Pb年龄为160.9±2.5Ma）及矽卡岩型矿化的成矿时代（辉钼矿Re-Os年龄为162±2Ma），表明此矿床形成于中侏罗世晚期。

3.3 区域构造演化与成矿的关系

扬子克拉通可能存在3.8Ga B.P.的地壳物质，其初始生长可能在4.0Ga B.P.。在3.2～3.3Ga B.P.和2.95Ga B.P.±是扬子陆核的主要形成阶段；1.8～2.0Ga B.P.的华南古元古代构造热事件是对扬子陆核的进一步再造和克拉通化，而广泛的新元古代的岩浆活动则可能导致许多太古宙或古元古宙的岩石被重熔，并包含初生地壳的迅速再造［32－34］。扬子板块不同地区的1.8～2.0Ga的锆石U-Pb年龄分布于扬子板块绝大多数地区，扬子北部（峻岭和京山）、扬子南部（益阳和宁乡）、扬子西南（龙胜和昆明）、扬子中东部（马鞍山），以及代表扬子板块俯冲然后折返到地表的扬子北缘大别－苏鲁造山带［35，36］。塔前花岗闪长斑岩测点9锆石U-Pb年龄为2 002.0±14.1Ma，表明塔前矿区可能受到华南古元古代构造热事件的影响。

钦杭结合带与成矿带是晋宁运动时期华南洋向扬子块块、华夏板块发生双向俯冲，引起洋壳消减、弧陆碰撞所形成的结合带，进而导致华南地区在长期的地质历史过程中产生了“两陆夹一盆”的构造格局［18，37，38］。前人的研究表明，钦杭结合带南北两侧地块的碰撞时代为1 000～800Ma B.P.［39，40］，2个板块历经了晋宁期多次开裂与合并以及加里东期、印支期发生的碰撞造山，其中中生代构造转折事件使华南地区进入环太平洋构造域，从而导致其构造动力学背景从印支期以挤压为主迅速调整为燕山期以伸展为主，以伸展为主的构造背景直接导致燕山期成为钦杭成矿带的主成矿期［41－44］。

燕山陆内造山期（中晚侏罗世—早白垩世），北北东向构造处于挤压、压扭（剪）状态，北西、北西西方向结构面以张、张扭（剪）为主；而北北西、北北东向一对剪切断裂带，前者往往属张扭（剪）性质，后者具压扭特征，裂隙带为剪（扭）张性质［38］。构造应力作用引起了成矿岩体的侵位，张性构造以及后期由压扭性断裂转为张性的构造为矿床的富集提供了场所，直接导致钦杭成矿带内形成了一批中晚侏罗世斑岩－矽卡岩－热液脉状铜多金属矿床［44］。夹持于北东向赣东北大断裂与乐安江大断裂之间的乐华—德兴成矿带内朱砂红、铜厂、富家坞铜矿床沿北西向断裂呈串珠状产出，其成矿母岩均为花岗闪长斑岩，LA-MCICPMS锆石 U-Pb年龄为171～173Ma［10］。朱砂红、铜厂、富家坞铜矿床辉钼矿的Re-Os年龄为169～173Ma［7，8］。位于北东向宜丰—景德镇大断裂与乐安江大断裂之间的塔前—赋春成矿带内的塔前钼（钨）矿床的控岩控矿构造为北东向，其花岗闪长斑岩（成矿母岩）SIMS锆石U-Pb年龄为160.9±2.5Ma，辉钼矿 Re-Os年龄为162±2Ma［14］。虽然乐华—德兴成矿带内与塔前—赋春成矿带内矿床均形成于侏罗纪，但有一定的时空差。塔前—赋春成矿带内矿床产于北东向断裂内（塔前、月形、朱溪、横路等），而乐华—德兴成矿带（朱砂红、铜厂、富家坞）矿床形成于北西向断裂内。塔前—赋春成矿带中矿床的成岩成矿时间（161Ma B.P.左右）明显晚于乐华—德兴成矿带的矿床（170Ma B.P.左右）。究其原因，可能是两者不同的成矿构造背景所致。170Ma B.P.左右江西东部钦杭成矿带内控岩控矿构造为以拉张为主的北西向构造背景，此时北东向断裂处于挤压闭合状态，岩浆岩侵位空间有限，只有在北东向断裂力学性质转变为张性状态或挤压作用消减，北东向断裂带（如塔前赋春断裂）才可能引起大规模的岩体侵位。中生代古太平洋板块的漂移方向曾经发生过多次转折［43］，每次转折，华南地区的构造应力方向也随之改变。区域构造应力的改变时代可通过构造带中岩体的形成时间来推断。据此认为江西东部钦杭成矿带内构造应力可能在170～161Ma B.P.发生过重大转变。

4 结论

a.塔前矿区花岗闪长斑岩和茅口组灰岩接触带都发育矽卡岩或矽卡岩化，并且大都发育不同程度的钨、钼、铜矿化，由茅口组灰岩至花岗闪长斑岩具有大理岩化灰岩→大理岩→石榴子石＋透辉石矽卡岩→透辉石矽卡岩→矽卡岩化花岗闪长斑岩的蚀变分带特征；矿区主成矿元素自岩体至围岩表现为由高温至中温的变化趋势，总体表现为钨、钼→钨、钼（铜）→铜（钼），指示出花岗闪长斑岩为塔前矿区的成矿母岩。

b.塔前花岗闪长斑岩（成矿母岩）SIMS锆石U-Pb法测得206Pb/243U加权平均年龄为160.9±2.5Ma（MSWD＝0.69），代表了岩体的结晶年龄。

c.塔前—赋春成矿带的控岩控矿构造以北东向为主，位于此构造带中的塔前钼（钨）矿床的成岩成矿年龄为161Ma左右。乐华—德兴成矿带控岩控矿构造以北西向为主，成岩成矿年龄为170Ma左右，预示着塔前—赋春成矿带与乐华—德兴成矿带在170～161Ma B.P.区域构造应力方向可能发生过重大转变。

作者得到了江西省地矿局物化探大队赖志坚总工、刘献满副总工，江西省地质调查研究院楼法生总工、李永明高级工程师、唐峰林教授级高工、刘细元高级工程师、张芳荣博士的帮助与指导，在此向他们表示感谢。

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