赣北东坪钨矿区二云母花岗岩地球化学特征及其构造动力学意义

李永明，李吉明

（江西省地质调查研究院，江西 南昌 330000）

东坪钨矿床位于江西省武宁县城NW约50 km处，为赣北地区近期新发现的超大型石英脉型黑钨矿床。通过对矿区隐伏二云母花岗岩岩石学、岩石地球化学、微量元素地球化学、稀土元素地球化学的研究，厘定二云母花岗岩与成矿关系，探讨成矿岩浆源区性质以及成矿构造动力学背景，以期对赣北地区找矿突破行动有所帮助。

1 区域地质

东坪矿区地处江南造山带东段（图1（a））。区域地层从新元古界青白口系至中—新生界均有出露，以新元古界双桥山群浅变质岩系出露最为广泛，构成九宫山复式背斜的核部。震旦系及古生界的寒武系、奥陶系、志留系、石炭系及二叠系分布于背斜两翼。中生界的三叠系分布于南部的向斜核部，白垩系则分布于断陷盆地内。区内发育北东向、北西向及近东西向三组断裂构造，其中规模最大者当属北东向断裂。北东向断裂走向稳定、倾向SE，倾角70°±，具有左型走滑的特征，沿断裂多发育硅化，为区内控矿构造。区内元古代与新生代岩浆活动规模较小，中生代岩构造浆活动频繁，形成了规模宏大的幕阜山复式岩基，岩性以花岗岩类为主，与成矿关系密切。沙店岩体位于东坪矿区以北约2 km处，地表出露面积约为11.8 km2，岩性主要为黑云母花岗岩、二云母花岗岩、黑云母二长花岗岩。小九宫山杂岩体位于东坪矿区西侧约25 km处，地表出露面积约为15.7 km2，岩性以黑云母二长花岗岩为主。沙店岩体与小九宫山杂岩体均与继承性深大断裂有关，受北东、北北东、东西向断裂构造的控制，侵入于新元古代浅变质地层、古生代地层。沙店岩体的岩性主要为黑云母花岗岩、二云母花岗岩、黑云母二长花岗岩，小九宫山杂岩体岩性以黑云母二长花岗岩为主。沙店岩体周边已发现的矿（化）点主要有东坪、朱冲垄、天子屋场等钨矿床（化）点；九宫山岩体内 W、Cu、Pb、Zn、As含量均高于克拉克值数倍—数十倍。目前已发现与九宫岩体相关的矿（化）点主要有石船钨矿点，程铜铅锌矿（化）点、荞麦地铜矿点等。

2 矿床地质

东坪区内出露的岩石地层较为单一，为双桥山群（Pt3Sh）灰绿色、灰色泥质粉砂质千枚状板岩、变沉凝灰岩等。区内褶皱不发育，但断裂构造发育。根据走向可将东坪矿区断裂构造分为NE向（F1、F2）与 NW 向（F3）两组。F1、F2倾向 SE；F3倾向 SW。F1、F2及其两侧的次级裂隙为区内主要控矿构造。东坪矿区内仅实施了ZK14-50、ZK6-50、ZK10-50、ZK5050等4个超过1 000 m的深孔，4个深孔在-569.30 m～-989.87 m标高发现了隐伏岩浆岩自南东向北西侵位于双桥山群安乐林组浅变质碎屑岩系，岩性以二云母花岗岩为主，东坪矿区14#线剖面图见图2。隐伏岩体与围岩界线清晰，接触面平直，倾角多为70°±。自岩体至围岩接触带表现出云英岩化→绿泥石、绿帘石化→角岩化蚀变特征，内接触带二云母花岗岩云英岩化与绿泥石、绿帘石化带具有星点状、浸染状黄铜矿、辉钼矿化。外接触带双桥山群浅变质岩具有强烈的角岩化带。石英脉叠加发育在每一个蚀变带中脉状硅化自岩体内一直贯穿至外接触带，脉状硅化与钨铜矿化密切相关。石英脉内自上至下可划分为线脉带→细脉带→中脉带→大脉带→巨脉带—尖灭带等5个分带，部分巨脉带与尖灭带主要产出于岩体内，其余均主要产出于双桥山群浅变质岩内，并且总体具有W、Cu、Ag→W、Bi→W、Bi、Ag的垂向矿化分带特征。表明隐伏二云母花岗岩对东坪钨矿床的形成具有有明显的控制作用。

东坪矿区有Ⅰ、Ⅱ号两个矿带，其中Ⅰ号矿带为矿区主矿带分布于矿区北西侧乌龟壳一带，矿带宽20～250 m，总体走向 NE，倾向 SE，倾角 50°～89°，走向延长1 050 m，倾向延深达1 000 m；Ⅱ号矿带呈NNE向展布于矿区中东部胡家山以东区域，矿带宽40～450 m，倾向 NWW，倾角 63°～81°，走向延长510 m，倾向延深达700 m。Ⅰ、Ⅱ号矿带内矿体均赋存于岩体外接触带双桥山群浅变质岩系的石英脉中，沿走向呈现大透镜状，表现为中部富集且脉幅宽大，两端较弱，脉幅渐小，直至尖灭；倾向上矿体沿倾斜方向往深部脉幅变宽且较为集中，矿化富集。单个矿体呈脉状产出，具分支复合、膨大缩小、尖灭再现现象。矿石矿物主要有黑钨矿、黄铜矿为主。脉石矿物以石英、白云母、绢云母为主，次为绿泥石、方解石、萤石、长石、方解石、高岭土等。矿石以浸染状、脉状构造为主，次为块状、梳状、毛发状构造；矿石结构以结晶结构、交代结构为主，其次为固溶体分离结构。

图2 东坪矿区14#线剖面图Fig.2 Section map of 14#exploration line in Dongping mining area

3 样品采集与分析测试

用于分析测试的5件二云母花岗岩样品，其中3件采自东坪矿区10号勘探线ZK1050钻孔不同深度，2件采自ZK1405钻孔不同深度，见图3。所采样品呈块状构造，中细粒结构，块状构造，主要由斜长石（36%～43%）、石英（25%～35%）、钾长石（15%～20%）、白云母（5%～10%）、黑云母（5%～8%）组成，副矿物（2%±）磷灰石、钛铁矿、磁铁矿等。斜长石，半自板状，聚片双晶发育，内部及边部具有少量黏土化、高岭土化。石英，乳白色，油脂光泽，他形粒状，少数呈六方双锥状、六方短柱状，少量具碎裂现象和熔蚀现象以及次生加现象，镜下具弱波状消光现象。钾长石，半自形板状、板柱状，卡氏双晶发育，部分被钠长石交代成条纹长石、微斜长石，部分具黏土化、白云母化。黑云母，半自形、鳞片状，分布在其他矿物颗粒之间，部分颗粒发生微弱绿泥石化并夹杂绿帘石。白云母，半自形、鳞片状，原生白云母和

图3 东坪矿区二云母花岗岩样品手标本及镜下照片Fig.3 Hand specimens and micrographs of two-mica granite in Dongping deposit

次生白云母差别明显，原生白云母粒径较大、晶形较好，次生白云母较细小，部分颗粒残留绿泥石化的黑云母假象。

主量元素和微量元素分析测试均由澳实分析检测（广州）有限公司承担。将样品粉碎至粒径为80μm以下的粉末，主量元素（SiO2、TiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MnO、MgO、CaO、Na2O、K2O、P2O5、LOI） 采用 X 荧光光谱法（ME-XRF26d）分析，精密度优于2%；微量元素采用等离子质谱（ICP-MS）分析方法，测定精密度优于5%。

4 分析结果

4.1 主量元素

样品主量元素分析结果见表1。东坪二云母花岗岩具w（SiO2）为74.41%～75.63%，平均74.74%；w（Na2O+K2O）为 7.69%～8.11%，平均 7.87%，K2O含量普遍高于 Na2O；w（K2O）/w（Na2O）为 1.14～1.34之间，平均1.23。在SiO2-K2O图解中样品均落入高钾钙碱性系列区域（图4（a））。所有样品中Al2O3含量普遍较高，在13.37%～14.14%之间；A/CNK（铝饱和指数）介于1.15～1.25之间，A/NK介于1.28～1.37之间，属于过铝质系列岩石（图4（b））。以上特征显示，东坪二云母花岗岩属过铝质高硅高钾钙碱性花岗岩。

表1 东坪二云母花岗岩主量元素和微量元素的分析结果Tab.1 Major elements，trace elementsof biotite granites in Dongping

图4 东坪二云母花岗岩图解Fig.4 Illustration of two-mica granite

4.2 微量、稀土元素

东坪二云母花岗岩富集大离子亲石元素Rb、Th、K、U 与高场强元素 P、Hf、Y，亏损亲石元素 Sr、Ba与高场强元素 Zr、Ti微量元素（表 1、图 5（a）），在原始地幔标准化蛛网图上，总体表现为右倾斜型（图5）。

岩体稀土元素分析结果显示，二云母花岗岩类稀土元素总量（∑REE）较低，介于40.93×10-6～110.97×10-6之间，（La/Yb）N 介于 3.65～8.05 之间，LREE/HREE比值介于 4.30～7.86之间，δEu介于0.20～0.34之间，δCe介于0.92～1.21之间。稀土元素总体具有轻、重稀土分馏明显，轻稀土相对富集、重稀土相对亏损，强负铕异常的特征，在稀土配分模式图上，总体呈现出右倾深“V”型配分模式（图5（b））。

图5 东坪矿区二云母花岗岩微量元素、稀土元素配分曲线Fig 5 Primitive mantle normalized trace element spider and condritenormalized REE-patterns diagrams of the muscovite granites in Dongping deposit

5 讨 论

5.1 成矿岩浆岩

东坪矿区隐伏二云母花岗岩侵位于双桥山群安乐林组浅变质碎屑岩系，自岩体至围岩接触带表现出云英岩化→绿泥石、绿帘石化→角岩化蚀变特征，在云英岩化与绿泥石、绿帘石化二云母花岗岩中具有稀疏浸染状辉钼矿化、黄铜矿化等，石英脉叠加发育在每一个蚀变带中脉状硅化自岩体内一直贯穿至外接触带，脉内以浸染状、团斑状黑钨矿化为主，部分脉内伴生有辉钼矿化、黄铜矿化、黄铁矿化、磁黄铁矿化、绿泥石化、云英岩化等。区内石英脉体连续贯通，具有分支复合、膨大缩小，汇集尖灭的特征，垂向上可划分为线脉带→细脉带→中脉带→大脉带→巨脉带—尖灭带等5个分带，部分巨脉带与尖灭带主要产出于岩体内，其余均主要产出于双桥山群浅变质岩内。石英脉内自上至下具有W、Cu、Ag→W、Bi→W、Bi、Ag的矿化分带特征。据此说明，东坪矿区隐伏二云母花岗岩是成矿岩浆岩。

5.2 二云母花岗岩成因类型

东坪二云母花岗岩样品均具有高硅富碱、过铝质特征。东坪5件二云母花岗岩样品中Ce+Zr+Y+Nb含量的总和为97.02～185.00 μg/g，远低于A型花岗岩的下限值350 μg/g[1]；碱铝比值（NK/A）为0.73～0.78，亦明显低于A型花岗岩的下限值0.87～0.85[1]；稀土元素总量（∑REE）介于 40.93×10-6～110.97×10-6之间，轻、重稀土元素分异强烈，具有强负Eu异常，与华南“S”型花岗岩具有相似的稀土配分特征，总体呈向右倾斜的深“V”型配分模式。东坪二云母花岗岩具有高分异指数（DI）介于92.07～93.46之间，属高分异型的花岗岩（图6）。高分异的铝质-过铝质花岗岩，经历高度分异结晶之后，其矿物成分都趋近于低共结的花岗岩，具有相似的矿物学、地球化学特点，以致岩浆岩的成因类型难以鉴别[2-3]。I型和A型花岗岩中P2O5含量与SiO2含量呈负相关，而S型花岗岩中的P2O5与SiO2却表现为正相关或不相关[2]。二云母花岗岩在SiO2-P2O5图解中，P2O5含量具有随SiO2增加而增加或不变的趋势，显示出S型花岗岩的特征（图7）。Sr同位素初始比值（87Sr/86Sr）i值是确定花岗岩成因类型的一个重要参考值[4]，东坪花岗岩（87Sr/86Sr）i值介于0.715 1～0.725 8之间，表现出地壳成因另外，二云母花岗岩的岩相学特征表明，白云母为原生白云母，进一步表明其为S型花岗岩。

综上分析，东坪二云母花岗岩属高硅高钾钙碱性过铝质高分异S型花岗岩。

5.3 二云母花岗岩源区

Nb、Ta离子半径和电荷数极为相近，具有非常相似的地球化学特征，因而Nb/Ta比值极为稳定，是岩浆岩源区的重要指示剂[5-8]。东坪二云母花岗岩Nb/Ta比值介于3.85～5.07之间，远均低于正常花岗和大陆地壳的Nb/Ta比值（约为11[9]）。东坪二云母花岗岩 Rb/Sr和 Rb/Nb比值分别为 13.31～28.33、29.64～35.90，均远高于中国东部上地壳Rb/Sr比值（0.31[10]）、Rb/Nb比值（6.8[10]）。二云母花岗岩的Rb/Nb比值和Nb/Ta比值呈负相关（图8），反映出东坪二云母花岗岩主要源自陆壳物质，并且在岩浆演化过程中可能存在流体作用影响。在Nb-Nb/Ta图解中（图9），二云母花岗岩数据均位于上地壳平均值的右下方，且Nb含量范围较大，表明地壳物质部分熔融过程中可能有富挥发分的参与。一般花岗岩的Zr/Hf比值为30，岩浆演化程度的增加或发生流体交代作用会导致Zr/Hf比值变小[11]，东坪二云母花岗岩中Zr/Hf比值介于22.22～33.02之间，平均为26.91，表明东坪二云母花岗岩在演化过程中可能有富挥发分的参与或发生过流体交代作用。

图6 （K2O+Na2O）/CaO和（Ce+Zr+Y+Nb）判别图[10]Fig.6 （K2O+Na2O）/CaOand（Ce+Zr+Y+Nb）discriminationdiagrams[10]

图7 二云母花岗岩SiO2-P2O5图解[11]Fig.7 Diagram of SiO2-P2O5about two-mica granite[11]

图8 二云母花岗岩Nb/Ta-Rb/Nb图解Fig.8 Diagram of Nb/Ta-Rb/Nb about two-mica granite

图9 二云母花岗岩Nb-Nb/Ta图解[12]Fig.9 Diagram of Nb-Nb/Ta about two-mica granite[12]

东坪二云母花岗岩为强过铝质花岗岩，其A/CNK值介于1.15～1.25之间，属强过铝质花岗岩。强过铝质S型花岗岩的CaO/Na2O比值大于0.3者为泥质岩经部分熔融产物，而比值小于0.3的砂屑岩经部分熔融[13]，东坪二云母花岗岩的CaO/Na2O比值介于0.14～0.17之间，均小于0.3（图10），说明其源区可能以泥质岩为主。在反映花岗岩源区特征的C/MFA/MF图解（图11），东坪二云母花岗岩位于“变质泥岩部分熔融”区域；在Rb/Sr-Rb/Ba图解（图12）东坪东坪黑云母位于贫黏土矿物源区，反映出东坪二云母花岗岩源区以泥质为主，与大湖塘矿区具有相似的源区特征。东坪成矿花岗岩的两阶段Nd模式年龄（tDM2）介于1.57～1.84 Ga之间、与华南燕山期壳型花岗岩的Nd两阶段模式年龄（1.3～1.8 Ga）基本一致。

综上，东坪成矿二云母花岗岩的源区岩石很可能是华南中元代古老基底的富泥质岩石，其在演化过程中可能有富挥发分的参与或发生过流体交代作用。

图10 东坪二云母花岗岩源岩判别图解[13]Fig.10 Demonstration of two-mica granite source rock in Dongping deposit[13]

图11 东坪二云母花岗岩C/MF-A/MF图解[14]Fig.11 Diagram of C/MF-A/MF about two-mica granite in Dongping deposit[14]

图12 东坪二云母花岗岩Rb/Sr-Rb/Ba图解[13]Fig.12 Diagram of Rb/Sr-Rb/Ba about two-mica granite in Dongping deposit[13]

5.4 成矿岩浆岩动力学背景

华南地区中生代经历了特提斯构造域向太平洋构造域的转换[15-20]，华南地区至少存在早-中侏罗世（185～152 Ma）、早白垩世（137～123 Ma）和晚白垩世（100～86Ma）等三期呈NE向展布的A型花岗岩[21]，表明此时期华南以伸展构造体制为主。早侏罗世时期（200～180 Ma），是古太平洋板块俯冲早期阶段板块边缘应力的远程响应[22]。中晚侏罗世-白垩世，古太平洋板块向欧亚板块斜向俯冲，并且通过华南地块传递到内陆板块，导致华南地区处于拉张、伸展或由陆内造山向陆内拉伸过渡的构造环境[22-23]。华南晚侏罗世-白垩世的受伸展构造环境可归纳为180～155 Ma，145～125 Ma和 110～75 Ma等 3次构造-岩浆岩事件[23-24]。东坪矿成矿二云母花岗岩结晶年龄为132.9 Ma[25-26]，岩体岩体与围岩界线均呈平直或港湾状，显示出顺层充填产出的特征，形成于古太平洋板块俯冲引起的陆内“伸展-拉张”动力学背景。

5.5 找矿方向

沙店岩体、九宫山杂岩体分别位于东坪矿区以北约2 km、以西约25 km处，岩性主要为黑云母花岗岩、黑云母二长花岗岩。九宫山杂岩体、沙店岩体均与继承性深大断裂有关，受北东、北北东、东西向断裂构造的控制，侵入于新元古代、古生代地层，围岩蚀变作用强烈，有硅化、云英岩化、（磁）黄铁矿化、透闪石化、电气石化、绿泥石化、角岩化等；蚀变具有一定的分带性，内接触带普遍发育硅化、云英岩化，局部发育钠长石化、电气石化及绿泥石化；外接触带主要是角岩化及少量硅化。硅化和云英岩化常伴有钨、锡矿化，是区内重要的钨、锡矿化类型。九宫山岩体内 W、Cu、Pb、Zn、As含量均高于克拉克值数倍至数十倍，沙店岩体W、Sn、Pb、Zn高于克拉克值数倍至数百倍。小九宫岩体相关的矿（化）点主要有石船钨矿点、荞麦地铜矿点等，与沙店岩体相关的矿（化）点主要有东坪钨床、星子钨、朱冲垄钨矿点等。因此，沙店岩体、小九宫山杂岩体内及接触带具有寻找石英脉型黑钨矿床、热液脉型铜矿床的潜能。

6 结 论

（1）东坪矿区隐伏二云母花岗岩是成矿岩浆岩，为过铝质高硅高碱钙碱性高分异S型花岗岩，亏损Sr、Ba、Zr、Ti，富集 Rb、Th、K、U、P、Hf、Y；∑REE 介于 40.93×10-6～110.97×10-6之间，轻、重稀土分馏明显，强负铕异常（δEu为0.20～0.34），稀土配分曲线呈右倾深“V”型。

（2）二云母花岗岩的源区岩石很可能是华南中元代古老基底的富泥质岩石，其在演化过程中可能有富挥发分的参与或发生过流体交代作用。

（3）二云母花岗岩形成于中晚侏罗世-白垩世古太平洋板块向欧亚板向斜向俯冲引起的陆内“伸展-拉张”的动力学背景。

（4）沙店岩体、小九宫山杂岩体内及接触带处具有寻找石英脉型黑钨矿床、热液脉型铜矿床的潜能。

致谢：本文系江西省地质调查研究院地勘所集体劳动成果，成文过程中得到江西省地质调查研究院院长楼法生教授级高级工程师的悉心指导，在此表示感谢。

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HU Zhenghua，LOU Fasheng，LI Yongming，et al.Geochrology，geochemistryandpetrogenesisofore-relatedgraniteintheDongping tungsten deposit in Wuning county，Jiangxi province[J/OL].Earth Science，[2018-02-11].http://kns.cnki.net/kcms/detail/42.1874.P.20180210.1727.020.html.

Abstract:Dongping tungsten deposit，located in northern Jiangxi province's Wuning County,is a new discovered super-large quartz-vein type wolframite deposit.According to the geological characteristics of the area and ore deposit,the major,minor and rare earth elements are analyzed respectively,and the regional and prospecting directions are defined.The results show that the two mica granite of metallogenic parent rock can be defined as a high silicon high potassium calc alkaline peraluminous high differentiated S type granite.Omega(SiO2)is 74.41%～75.63%,omega (Na2O+K2O)is 7.69%～8.11%,and A/CNK is between 1.15 and 1.25.With the following characteristics,enriched light rare earth,heavy rare earth loss,strong negative europium anomaly(delta Eu is 0.20～0.34),the distribution curve of rare earth is right deep"V"type.

Key words:two-mica granite;geochemistry;tectonic setting;Dongping tungsten mine area;Northen Jiangxi

（编辑：刘新敏）