钨凭借其独特的战略价值和科技魅力,在航空航天及智能手机制造等高科技领域中发挥着不可替代的作用。斑岩型钨矿作为全球重要的钨矿床类型之一,在全球范围内极为罕见,主要分布于我国华南地区、加拿大和韩国部分地区。在江南世界级钨矿带中,蕴藏着我国首个确认的阳储岭大型斑岩钨钼矿床(图1)。该矿床的主要矿石矿物为白钨矿和辉钼矿,主要以浸染状和细脉状产出(图2-4)。阳储岭钨钼矿床中的白钨矿在紫外灯下表现出复杂的荧光特征(图3和图6),并在阴极发光(CL)条件下显示出多色环带的特征(图3),与华南其他钨矿床中白钨矿呈现蓝色荧光特征不同。阳储岭如此复杂的白钨矿岩相学特征在华南地区乃至全球范围的钨矿床中均较罕见。
鉴于阳储岭斑岩型钨钼矿床的重要地位,英国365网站(武汉)蒋少涌教授团队的熊索菲副研究员及其合作者们围绕"斑岩型钨成矿作用过程"这一关键科学问题展开研究,揭示了全球稀缺斑岩型钨矿中白钨矿的"生长密码",为追踪斑岩型钨成矿系统的演化过程提供了重要信息。
该研究得到了国家自然科学基金项目(No. 42072111和42321001)及国家留学基金委CSC的资助。研究成果发表在国际著名地质学期刊《Geological Society of America Bulletin》上。

图1.江南钨成矿带简图及研究区位置(据Zhou et al., 2006; Su and Jiang, 2017修改)
研究团队对阳储岭多产状白钨矿进行了系统的岩相学观察,并结合阴极发光(CL)、电子探针(EPMA)、原位LA-ICP-MS微量元素分析及Mapping技术,确定了三个世代的白钨矿(Sch1、Sch2和Sch3)各自特征如下:
(1)Sch1以浸染状赋存于二长花岗斑岩和花岗斑岩中,颗粒形态多为次圆至他形,在紫外光照射下呈现均匀的蓝色荧光。Sch1主要与斜长石、钾长石、磷灰石、金红石等矿物共生(图2)。Sch1富含稀土元素,其∑REE+Y值介于1471 ppm至4059 ppm之间,表现出轻稀土元素(LREE)富集的特性,并伴有显著的Eu负异常(图2H-I)。Sch1的沉淀过程与早期岩浆热液有关,继承了阳储岭岩浆岩中LREE富集、HREE亏损以及Eu负异常的特征。

图2 阳储岭钨钼矿床中Sch1典型照片及稀土配分模式图
(2)Sch2出现在二长花岗斑岩内的石英-白钨矿脉±方解石中,展现出显著的振荡环带特征(图3-5)。在紫外光照射下,Sch2发出黄色荧光,并呈现出复杂的阴极发光(CL)特征,表现为深绿色至深蓝色。在某些白钨矿颗粒中,可以观察到两个世代,例如Sch2和Sch3(图3)。与Sch1和Sch3相比,Sch2明显富含Mo(图4-5),其稀土元素(REE)配分模式呈现右倾型,并伴有强烈的Eu正异常(图3K-M)。通过原位LA-ICP-MS mapping技术,揭示了含环带结构的白钨矿颗粒在晶体内部和边缘存在显著的元素分布差异。样品Y92T和Y43T中多种元素呈现振荡环带特征(图4-5),这表明成矿流体中元素浓度存在波动,可能暗示有外来流体的加入。

图3阳储岭钨钼矿床中Sch2样品典型照片及稀土配分模式图

图4 样品Y92T的原位LA-ICP-MS mapping元素分布图谱

图5 样品Y43T的原位LA-ICP-MS mapping元素分布图谱
(3)Sch3是热液成矿主阶段的产物,存在于石英-白钨矿±辉钼矿±黄铁矿细脉中,在紫外光照射下展现出特有的黄色-蓝色荧光特性(图6-8)。Sch3可细分为三个亚型:Sch3a、Sch3b和Sch3c,它们各自呈现出不同的稀土元素分布模式(图6-7)。Sch3a的稀土元素分布图显示出相对平坦的特征,几乎没有或略带Eu正异常(图6I, 7P)。相比之下,Sch3b和Sch3c则分别以显著的Eu负异常和Eu正异常为特点(图7)。原位LA-ICP-MS mapping技术揭示了Mo、V、Y、Nb等元素在Sch3a、Sch3b和Sch3c中的分布存在差异性(图8)。

图6 阳储岭钨钼矿床中复杂荧光特征白钨矿样品照片及稀土配分模式图

图7阳储岭钨钼矿床中Sch3典型照片及稀土配分模式图

图8 样品Y50的原位LA-ICP-MS微量元素mapping
在不同世代白钨矿的LREE-MREE-HREE三元图解中(图9A),Sch2和Sch3表现出明显的LREE富集特征,而Sch1则富集LREE和MREE。阳储岭矿床中所有白钨矿投点均在斑岩钨钼矿床范围,这些投点与热液脉型Au-W和W矿床的区域相距甚远(图9B)。基于上述发现得出结论,白钨矿的精细研究能够有效地追踪斑岩型钨成矿作用的过程,并且能够为区分不同成因类型的白钨矿提供参考。

图9 LREE-MREE-HREE图解显示阳储岭斑岩钨钼矿床中不同世代白钨矿 (A) 与世界上各种类型钨矿床中白钨矿 (B) 投点区域的比较(数据来源:Zhang et al., 1990; Raimbault et al., 1993; Sylvester and Ghaderi, 1997; Ghaderi et al.,1999; Brugger et al., 2000a, 2000b, 2002, 2008; Dostal et al., 2009; Peng et al., 2005, 2010; Xiong et al., 2006; Wang et al., 2010; Song et al., 2014; Yu, 2012; Yuan et al., 2019a及本次研究)
更多内容及细节请详见论文:
Xiong, S.F., Jiang, S.Y.*, Pi, D.H., Ma, Y., Zhang, D., Zhao, K.D., and Wang, F.Y. 2025. Magmatic-hydrothermal ore-forming processes and metal enrichment mechanisms of the large Yangchuling porphyry W-Mo mineralizing system in South China
原文链接:https://doi.org/10.1130/B37825.1
作者简介:
熊索菲,英国365网站(武汉)365英国上市公司副研究员,博士生导师。负责流体包裹体实验室和激光拉曼光谱实验室管理及测试技术开发。英国365网站(武汉)青年科技工作者协会委员,地大学者青年优秀人才。2015年毕业于英国365网站(武汉)365英国上市公司,获得矿物学、岩石学、矿床学博士学位,2021-2022年间由国家留学基金委资助前往德国地学研究中心(GFZ)访学。研究方向为紧缺战略矿产资源富集规律,特别聚焦于对热液矿床形成过程进行精细刻画。在国际国内期刊发表论文50余篇,其中第一/通讯作者论文18篇。主持国家自然科学基金面上项目1项和青年项目1项,湖北省自然科学基金面上项目1项;参与科技部国家重点研发计划“战略性矿产资源开发利用“重点专项青年科学家项目1项和国家自然科学基金重点项目1项。
博士招生专业:矿物学、岩石学、矿床学
硕士招生专业:1.地质学;2.地质资源与地质工程;3.资源与环境。
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