提交单位：南京大学

项目负责人：王汝成

档案号：1025

工作周期：2010—2012年

主要成果：

（1）对铌钽矿物和锡石利用LA-ICP-MS U-Pb定年方法进行了年代学测试。对稀有金属矿床稀有金属矿物进行直接测年是揭示成矿作用和矿床成因的重要研究内容，也是非常难以实现的。课题组通过多次实验和定年方法探索，成功地利用铌钽矿物和锡石直接进行LA-ICP-MS U-Pb定年，获得了精准的成矿年龄，为矿床成因及区域成矿规律研究奠定了基础。

（2）揭示了钦杭成矿带西段钨锡稀有金属和铜铅锌矿床成岩成矿的时间序列。对成矿带矿床和有关成矿岩体进行了错石、铌铁矿和锡石LA-ICP-MS U-Pb等定年研究，获得了一批新的成岩成矿年龄数据，建立了成岩成矿年代学格架。钦杭成矿带西段存在加里东期、早印支期、晚印支期和燕山早期花岗岩岩浆活动，与岩浆活动有关的钨锡稀有金属成矿作用发生在晚加里东期、晚印支期和燕山早期，铜铅锌成矿作用主要发生在晚印支期和燕山早期。

（3）建立了不同含矿花岗岩中副矿物化学判别标志。对湘南花岗岩中磷灰石的主微量元素研究表明，湘南地区铜铅锌花岗岩具有较高的氧逸度、较低的87 Sr/86 Sr值、较高的Cl的含量、La/Sm值变化小、Sr/Th值变化大的地球化学特征，分析认为其经历俯冲板块脱水形成的富Cl、富CO2和富H2O流体交代的地幔楔熔融，熔融的岩浆上侵导致下地壳部分熔融加入，混合后的岩浆结晶分异形成了铜铅锌花岗岩；而湘南钨锡花岗岩中磷灰石则具有中等到较低的氧逸度、较高的87 Sr/86 Sr值、较低的Cl含量和较高的F含量及变化较小的Sr/Th和La/Sm值，表明其母岩浆主要来自地壳物质的部分熔融，且未受板块俯冲作用的显著影响，认为由于早期俯冲，古太平洋板块已经折返，钦杭结合带地壳拉张减薄，地幔软流圈上涌，导致华夏地块富钨的前寒武纪地壳物质熔融，分异后的岩浆形成了钨锡花岗岩。因此，花岗岩的岩浆性质和来源是决定岩浆-热液体系成矿的关键。(www.daowen.com)

（4）开展了钦杭成矿带西段基底组成和物质来源研究。通过对钦杭成带西段湘南、桂北、桂东和云开等地区基底变质岩的地球化学和碎屑错石年代学与Hf同位素分析，确定了不同地区基底物质的组成。发现湘南、桂东和云开等地区具有相似的物质组成，即具有类似华夏南岭地区的基底成分。这些基底物质主要来源于长英质火成岩和古老地壳再循环的物质。而桂北-湘西地区基底变质岩（四堡群-丹洲群-震旦系）的碎屑物质组成不同于上述地区，而相似于扬子地块基底，它们的物质组成中除了中酸性火成岩的物质，有较多来自基性火成岩。

（5）初步研究了基础组成和成矿作用关系。钦杭成矿带西段的基底无论属于亲华夏基底还是亲扬子基底，都具有极高的W-Sn、Nb-Ta和REE背景值，其中亲华夏的基底具有更高的Sn和La的背景值，说明华南这些矿床的形成明显地受基底组成的控制；亲华夏的基底具有明显高于亲扬子基底的U-Th背景值，有利于华夏地块的铀成矿；亲华夏和亲扬子的基底都具有较高的Zn丰度，但是Cu-Pb丰度不高，指示铜铅矿床的成矿物质主要不是来自基底。

（6）探讨了矿床成矿元素共生组合与岩浆-热液系统演化的关系。黄沙坪钨钼铅锌多金属矿区存在3种岩石类型：石英斑岩、霏细岩和花岗斑岩。研究发现花岗斑岩中黑钨矿和铌铁矿与萤石和富氟黑云母共生，说明花岗斑岩在岩浆热液早期已发生钨和铌矿化，是富氟、钨和铌的成矿母岩。黄沙坪矿床矿石中白钨矿亏损重稀土，说明含钨成矿流体经历过富重稀土的石榴子石的沉淀作用，成矿流体经矽卡岩化作用后演化成贫重稀土的流体，钨成矿与花岗斑岩有关。硫同位素显示出规律性时空变化，从矿体下部向上，矿石硫同位素值呈现明显升高的趋势，说明随流体演化有地层硫加入到成矿流体。随着流体演化，硫化物初始Sr同位素呈现逐渐降低的趋势，晚期成矿流体初始Sr同位素与地层接近，说明晚期成矿流体主要来自地层。矿石和地层的铅同位素呈现明显的线性关系，与矿区岩浆岩的铅同位素完全不同，揭示成矿物质主要来自老地层。研究提出黄沙坪矿床钨与岩浆热液有关，而铅锌与岩浆系统导致的地层铅的淋滤有关，两个成矿系统的叠加导致钨铅锌矿床的共生和空间分布的差异。

据野外观察，结合光学显微镜、阴极发光、电子探针以及电感耦合等离子质谱仪等手段，对茅坪矿床矿脉开展了详细的岩相学和矿物化学研究，从早期到晚期可将矿脉分成5个阶段：①长石-石英-云母脉；②石英脉；③铁锂云母脉；④黑钨矿-锡石-石英-黄玉-铁锂云母-高岭石-萤石脉；⑤环带状的石英脉。研究提出随着成矿流体演化，稀有金属成矿呈现出规律性演化，第三阶段主要形成F-W-Sn-Li-Mo共生矿化，成矿与过铝质花岗岩有关，Nb-F-REE矿化主要发生在第五阶段，成矿与过碱性花岗岩有关。

（7）对不同含矿花岗岩开展了岩石成因研究。在系统岩石学、地球化学和同位素研究基础上，提出了含钨花岗岩主要由地壳物质部分熔融形成，与铜铅锌有关的花岗岩有不同比例的地幔物质加入。研究发现含钨花岗岩不仅可以是钛铁矿系列花岗岩，也可以是高氧逸度的S型花岗岩（如新田岭岩体）。含钨花岗岩和铜铅锌花岗岩均形成于伸展的构造背景。

（8）开展矿化规律和矿床成因研究。系统总结和研究了铜铅锌和钨锡稀有多金属矿床（康家湾、水口山、清水塘、铜山岭、宝山、黄沙坪、茅坪、新田岭、荷花坪、王仙岭、广宁厚溪和村心矿床）的地质特征、成矿流体和成矿物质来源、成矿过程、矿化规律和矿床成因。研究得出钨矿床成矿物质和成矿流体主要源于岩浆，与花岗闪长岩类有关的铜铅锌矿床成矿物质直接源于岩浆，而岩浆中成矿物质主要来自地层，与高分异演化花岗岩有关的钨钼铅锌矿床铅锌等成矿物质主要来自老地层。在结合研究的基础上，进一步提出了水口山矿田铅锌矿床和黄沙坪钨钼铅锌矿床的成矿模式。