赣西浒坑钨矿床成矿岩体的磷灰石和锆石微量元素特征及其对成岩成矿的指示

doi:10.11872/j.issn.1005-2518.2022.06.074

黄金科学技术 ›› 2022, Vol. 30 ›› Issue (6): 848-865.doi: 10.11872/j.issn.1005-2518.2022.06.074

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赣西浒坑钨矿床成矿岩体的磷灰石和锆石微量元素特征及其对成岩成矿的指示

王华¹(),邹少浩¹(),陈龙²,许德如¹,陈喜连¹,王雪娜¹,冯浩东¹

^1.东华理工大学核资源与环境国家重点实验室，江西南昌 330013
^2.江西省地质局第四地质大队，江西萍乡 337000

收稿日期:2022-06-09 修回日期:2022-09-13 出版日期:2022-12-31 发布日期:2023-01-06
通讯作者: 邹少浩 E-mail:wang_hua2021@163.com;shaohaozou@hotmail.com
作者简介:王华（1999-），男，湖南益阳人，硕士研究生，从事热液矿床研究工作。wang_hua2021@163.com
基金资助:
国家自然科学基金项目“江南古陆金（多金属）大规模成矿的机理研究”(41930428);“胶体金的稳定性及其对金富集成矿的作用：以豫西吉家洼金矿床为例”(42002089)

Trace Element Characteristics of Zircon and Apatite Metallogenic in Rocks of Hukeng Tungsten Deposit in Western Jiangxi Province：Implications for Petrogenesis and Mineralization

Hua WANG¹(),Shaohao ZOU¹(),Long CHEN²,Deru XU¹,Xilian CHEN¹,Xuena WANG¹,Haodong FENG¹

^1.State Key Laboratory of Nuclear Resources and Environment, East China University of Technology, Nanchang 330013, Jiangxi, China
^2.The Fourth Geological Brigade of Jiangxi Geological Bureau, Pingxiang 337000, Jiangxi, China

Received:2022-06-09 Revised:2022-09-13 Online:2022-12-31 Published:2023-01-06
Contact: Shaohao ZOU E-mail:wang_hua2021@163.com;shaohaozou@hotmail.com

摘要/Abstract

摘要：

赣西地区浒坑钨矿是我国华南钨、锡、铜多金属成矿区与中生代岩浆活动密切相关的典型矿床之一。对浒坑钨矿床中与成矿有关的白云母花岗岩开展了锆石U-Pb定年、磷灰石和锆石原位微量元素研究，结果表明：赋矿白云母花岗岩的成岩时代为（152.3±1.73）Ma；磷灰石具有特殊的“M”型REE球粒陨石标准化配分模式，富F和Mn，贫Cl和Mg；锆石具有高Th/U比值，REE球粒陨石标准化配分模式亏损LREE、富集HREE。锆石微量元素（Ce、U和Ti）温度计和氧逸度计结果表明，锆石形成于岩浆早期高温（800 ℃）和低氧逸度条件下。研究认为，浒坑赋矿花岗岩在演化初期经历了强烈的矿物结晶分异，矿床的形成可能与还原性高分异岩浆演化相关。

关键词: 锆石, 磷灰石, U-Pb定年, 微量元素, 成矿岩浆, 浒坑钨矿

Abstract:

The South China Block is an important polymetallic metallogenic area mainly related to the W，Sn，Cu and other metals，most of that mineralization is closely related to the Mesozoic magmatism.Based on the analysis of zircon U-Pb dating and trace element of apatite and zircon of the muscovite granite related to mineralization in the Hukeng tungsten deposit，the age，magmatic properties and evolution characteristics of the metallogenic rock was constraint in this study.The results show that the muscovite granite was formed at （152.3±1.73）Ma，which is consistent with the peak period of polymetallic mineralization in South China（170~150 Ma）.In addition，trace element of apatite shows that it has a M-shaped REE chondrite normalized pattern，with features of enrich in F［w（F） is 3.52%~4.09%）］and Mn（5 081×10^-6~13 948×10^-6），and depleted in Cl［w（Cl）<0.012%］ and Mg（5.91×10^-6~24.08×10^-6），which are consistent with that in the high fractionated S-type granite.Besides，trace element of zircon shows that it has high Th/U ratio，LREE-depleted and HREE-enriched REE chondrite normalized pattern.Furthermore，the oxidized state and temperature of the rock were constraint by Ce，U and Ti content in zircon，which shows that zircon was crystallized at the conditions of high temperature（800 ℃） and low oxygen fugacity in the early period of magma.Combined with previous studies，it is concluded that the Hukeng granite experienced strong early fractional crystallization and the formation of the Hukeng deposit may be related to the evolution of reductive highly fractionated magmas.

Key words: zircon, apatite, U-Pb dating, trace element, ore-forming magma, Hukeng tungsten deposit

中图分类号:

P618.67

王华,邹少浩,陈龙,许德如,陈喜连,王雪娜,冯浩东. 赣西浒坑钨矿床成矿岩体的磷灰石和锆石微量元素特征及其对成岩成矿的指示[J]. 黄金科学技术, 2022, 30(6): 848-865.

Hua WANG,Shaohao ZOU,Long CHEN,Deru XU,Xilian CHEN,Xuena WANG,Haodong FENG. Trace Element Characteristics of Zircon and Apatite Metallogenic in Rocks of Hukeng Tungsten Deposit in Western Jiangxi Province：Implications for Petrogenesis and Mineralization[J]. Gold Science and Technology, 2022, 30(6): 848-865.

图/表 13

图1

图2

图3

图4

表1

图5

表2

浒坑钨矿白云母花岗岩锆石LA-ICP-MS微量元素分析结果"

测点编号	Ti	T/℃	Y	Nb	La	Ce	Pr	Nd	Sm	Eu	Gd	Tb	Dy	Ho	Er	Tm	Yb	Lu	Hf	Ta	U	Th	Pb
21HK01-4-1	-		1 225	36.19	-	43.99	-	2.59	6.45	0.92	28.27	9.02	112.14	36.56	158.20	37.34	342	68.86	10 643	9.35	281.2	265.5	27.08
21HK01-4-2	9.28	807.28	1 700	6.67	-	35.36	0.29	2.98	6.72	2.28	39.69	12.70	158.10	57.20	242.38	54.62	485	93.70	9 550	1.29	253.0	212.6	23.92
21HK01-4-3	8.24	794.79	807	3.60	-	22.69	-	1.63	2.86	0.96	19.12	6.08	70.32	26.71	116.98	26.20	247	51.57	10 519	2.64	142.1	74.9	14.57
21HK01-4-4	-		1 032	6.35	-	44.99	-	1.11	3.34	0.88	20.21	6.64	90.83	35.42	149.87	34.93	332	64.55	10 286	2.13	271.5	212.6	27.30
21HK01-4-5	-		1 065	3.36	-	27.08	0.16	1.91	5.21	1.54	21.76	7.73	98.99	36.64	154.52	34.64	310	61.02	9 816	1.04	235.5	130.3	25.86
21HK01-4-6	-		863	4.64	-	20.99	-	-	2.72	1.33	22.91	6.13	79.88	27.61	114.23	29.36	255	54.64	8 904	0.99	185.9	93.7	41.35
21HK01-4-7	-		1 307	10.63	-	46.54	-	1.42	3.41	1.07	26.29	9.26	112.42	45.94	192.03	45.64	413	81.10	10 967	3.58	334.4	236.2	33.74
21HK01-4-8	11.22	827.69	2 691	10.77	1.46	65.36	0.63	4.57	8.59	3.25	50.02	18.31	230.60	89.99	383.85	90.28	822	160.23	9 412	2.91	416.4	318.1	38.37
21HK01-4-9	-		2 790	8.36	-	47.41	0.47	7.01	13.95	4.25	69.63	22.92	267.88	96.59	386.72	88.29	795	152.73	10 166	2.46	787.8	491.5	83.15
21HK01-4-10	20.77	899.57	1 156	19.09	-	2.62	0.19	2.60	5.60	0.34	24.61	8.24	93.97	39.86	180.75	45.11	400	81.04	9 930	2.09	279.9	82.2	75.27
21HK01-4-11	-		1 385	6.69	-	46.73	-	1.25	4.50	1.52	28.62	9.19	123.50	46.14	193.65	48.47	438	85.10	11 193	2.49	350.6	240.6	35.74
21HK01-4-12	-		1 558	4.14	-	4.68	-	2.33	3.85	0.28	26.66	9.83	137.76	53.43	247.93	57.60	528	99.38	11 360	1.28	404.6	184.3	110.04
21HK01-4-13	-		3 073	12.68	-	67.62	0.61	9.45	14.53	4.50	90.64	26.07	306.41	106.84	424.27	91.79	797	145.47	10 277	2.84	458.9	491.2	46.61
21HK01-4-14	14.53	856.76	1 154	3.43	0.26	20.20	0.40	3.23	5.70	2.02	33.75	9.63	111.07	40.14	163.40	34.89	315	58.33	9 197	1.21	128.5	86.3	13.02
21HK01-4-15	-		2 243	35.30	0.30	58.29	-	2.46	6.32	0.95	40.47	15.78	205.67	75.45	321.37	75.60	656	120.08	12 508	8.81	643.6	476.3	62.69
21HK01-4-16	-		1 272	7.24	-	29.11	-	1.27	4.08	0.71	27.67	8.33	113.95	42.95	187.71	43.08	386	73.47	11 174	2.95	403.7	187.1	41.10
21HK01-4-17	-		3 340	88.86	0.49	46.58	0.51	2.66	10.39	1.31	59.68	21.57	284.47	107.66	466.49	114.06	1108	207.89	14 774	19.98	2817.8	717.6	274.37
21HK01-4-18	-		640	2.41	-	25.11	-	1.79	2.34	0.85	12.17	3.49	53.40	18.82	97.50	25.56	257	57.50	8 675	0.78	443.5	309.5	48.41
21HK01-4-19	14.10	853.32	1 190	2.46	-	26.60	0.17	4.45	5.94	2.11	28.74	9.50	110.32	40.91	192.10	38.82	337	68.30	8 657	0.78	111.7	96.4	10.33
21HK01-4-20	17.36	877.66	1 233	2.36	-	48.28	-	4.36	7.10	1.77	34.98	10.31	112.03	42.17	198.96	35.08	316	63.68	9 729	0.92	123.6	141.6	11.52
21HK01-4-21	15.66	865.44	1 931	7.39	-	44.55	0.16	4.22	6.41	2.25	38.84	13.17	169.29	65.01	335.62	64.39	575	113.72	8 946	1.83	240.5	188.3	22.19
21HK01-4-22	17.66	879.76	922	2.29	-	26.18	0.23	3.55	4.73	2.00	21.63	7.45	84.79	31.05	154.68	29.91	258	52.14	9 035	0.69	84.6	81.2	8.63
21HK01-4-23	9.59	810.69	1 674	3.23	-	4.43	0.13	2.11	5.30	0.69	33.61	11.17	136.80	57.31	303.96	61.80	564	118.46	9 926	1.24	291.4	118.3	87.39
21HK01-4-24	-		1 419	3.17	-	4.14	0.16	2.11	2.73	0.28	26.72	8.86	117.48	51.20	274.82	55.95	514	107.78	9 976	1.36	260.7	101.3	68.81
21HK01-4-25	-		1 047	3.95	-	31.53	0.06	1.72	5.66	1.21	23.96	7.25	92.99	34.06	172.59	34.91	310	63.91	10 706	1.52	274.9	161.4	30.49
21HK01-4-26	-		1 142	4.20	-	40.33	-	2.48	5.48	1.05	27.17	7.71	97.51	36.79	188.63	35.75	341	69.14	10 250	1.39	246.5	164.7	30.19
21HK01-4-27	-		767	1.45	-	21.52	-	1.50	3.36	1.26	15.02	5.23	66.45	24.53	119.64	25.34	246	52.39	10 091	0.57	176.0	140.7	19.19
21HK01-4-28	13.29	846.51	1 824	2.65	0.61	28.86	0.62	8.20	8.81	3.20	36.77	12.19	142.59	58.69	287.18	65.47	623	129.09	8 202	0.78	246.6	293.7	22.39

表2

图6

表3

表4

浒坑钨矿白云母花岗岩磷灰石LA-ICP-MS微量元素分析结果"

测点编号	Na	Mg	Mn	Fe	Ga	As	Sr	Y	La	Ce	Pr	Nd	Sm	Eu	Gd	Tb	Dy	Ho	Er	Tm	Yb	Lu	Pb	Th	U
21HK01-4-01	1 290	8.4	8 596	203	15.3	0.08	89.98	3 186	322	1 189	217	1 139	1 087	33	1 412	219	958	101	192	19.3	94	10.3	12.5	7.5	1.08
21HK01-4-02	1 641	11.5	9 373	358	17.1	15.87	71.84	4 143	376	1 519	270	1 366	1 319	23	1 738	288	1 111	112	184	16.5	62	5.4	12.7	17.3	2.95
21HK01-4-05	971	8.3	6 191	90	4.6	5.40	84.44	2 094	196	843	162	947	815	20	1 029	139	510	51	81	6.9	30	2.8	10.9	2.4	0.32
21HK01-4-06	1 313	8.6	7 902	284	9.9	11.35	92.43	2 886	286	1 144	210	1 128	1 089	27	1 509	232	856	83	120	10.4	40	3.7	13.4	4.8	0.65
21HK01-4-07	1 304	6.8	8 568	244	10.3	15.94	68.18	3 108	278	1 168	220	1 159	1 146	23	1 473	214	860	85	132	10.4	44	4.2	11.9	5.9	0.85
21HK01-4-08	1 085	9.4	5 367	247	8.7	1.74	72.25	2 588	236	963	189	1 003	993	22	1 291	187	681	65	103	8.3	29	3.0	10.6	2.6	0.56
21HK01-4-10	521	9.6	6 401	184	3.8	4.31	108.82	1 509	58	350	88	574	802	15	1 091	174	558	47	57	4.5	15	0.9	15.7	-	-
21HK01-4-11	1 298	10.6	8 847	243	10.2	4.79	73.84	3 142	289	1 151	207	1 101	1 147	24	1 534	238	889	80	130	10.3	40	3.6	13.0	8.3	2.13
21HK01-4-13	1 916	14.9	9 180	223	15.5	7.63	58.80	4 501	360	1 413	262	1 395	1 864	22	2 637	422	1 415	111	157	13.6	47	3.2	12.6	18.2	5.72
21HK01-4-14	1 545	9.3	7 936	319	6.9	1.29	78.71	3 493	349	1 333	238	1 294	1 269	28	1 780	283	1 141	112	189	16.1	66	5.9	12.0	10.5	1.99
21HK01-4-15	1 524	8.2	8 653	370	9.1	9.74	73.97	3 634	298	1 207	238	1 260	1 346	23	1 761	275	1 015	95	153	13.4	48	4.9	10.9	4.2	0.71
21HK01-4-16	1 234	7.5	5 441	204	11.6	5.37	107.53	3 256	291	1 066	198	1 031	941	33	1 302	221	1 010	119	228	24.4	119	12.1	9.0	16.3	1.43
21HK01-4-17	1 397	8.2	9 963	332	8.7	12.36	90.45	3 338	307	1 163	227	1 220	1 227	27	1 592	220	843	81	134	10.6	42	4.0	14.3	4.4	1.00
21HK01-4-18	1 652	8.3	7 865	175	10.8	-	65.89	4 222	387	1 416	256	1 262	1 191	22	1 642	276	1 129	117	201	16.8	71	6.8	12.4	27.6	3.81
21HK01-4-20	1 459	7.3	8 312	203	14.0	1.53	70.57	3 514	354	1 348	242	1 277	1 175	23	1 568	244	947	96	158	13.1	57	5.8	12.2	15.6	2.18
21HK01-4-21	975	7.3	6 307	348	11.2	35.53	83.94	2 963	395	1 335	230	1 170	981	27	1 331	213	944	106	214	20.5	93	8.6	9.8	31.4	2.14
21HK01-4-22	1 464	24.1	13 948	1 011	16.0	11.95	71.54	3 394	311	1 292	260	1 286	1 549	23	2 043	301	969	82	122	9.7	40	3.5	16.6	4.5	0.64
21HK01-4-24	851	5.9	6 693	276	4.0	3.52	61.73	1 964	223	974	189	1 021	763	12	826	103	407	39	65	5.9	27	2.5	9.5	2.0	-
21HK01-4-25	1 606	12.6	12 550	655	13.8	8.04	98.06	4 246	356	1 387	256	1 309	1 498	27	2 048	313	1 221	114	188	15.7	57	5.0	19.4	5.6	0.49
21HK01-4-26	1 557	8.5	6386	165	12.1	19.37	80.66	3 756	325	1 349	244	1 304	1 306	25	1 744	274	1 133	114	203	18.6	74	7.5	11.3	47.4	3.79
21HK01-4-27	1 287	8.5	6 317	83	9.2	0.91	78.69	2 705	290	1 192	223	1 119	1 090	25	1 418	211	808	76	121	8.6	35	3.0	12.7	16.8	2.23
21HK01-4-28	1 600	8.8	6 966	176	12.2	9.91	78.52	3 512	379	1 384	250	1 245	1 231	35	1 677	286	1 240	135	243	20.7	95	8.6	12.2	36.8	3.35
21HK01-4-30	1 345	7.5	5 081	137	10.8	3.28	69.62	2 984	306	1 178	219	1 121	1 049	20	1 400	215	842	83	137	11.4	45	3.7	10.1	22.8	3.36
20HK01-4-31	2 127	9.0	7 925	275	17.2	10.50	71.93	5 081	563	2 036	344	1 624	1 575	27	2 078	354	1 492	162	295	29.3	130	12.5	11.3	45.0	5.59

表4

图7

图8

图9

参考文献 0

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测点编号	Th /（×10^-6）	U /（×10^-6）	Th/U	²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb		²⁰⁷Pb/²³⁵U		²⁰⁶Pb/²³⁸U		²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb		²⁰⁷Pb/²³⁵U		²⁰⁶Pb/²³⁸U
测点编号	Th /（×10^-6）	U /（×10^-6）	Th/U	比值	1s%	比值	1s%	比值	1s%	年龄/Ma	1s%	年龄/Ma	1s%	年龄/Ma	1s%
21HK01-4-1	265.5	281	0.94	0.055	22.787	0.168	20.660	0.024	4.002	777.7	5.725	145.2	0.557	150.2	0.119
21HK01-4-3	74.94	142	0.53	0.036	25.540	0.126	25.213	0.025	4.820	1631.4	3.730	107.2	0.532	158.0	0.150
21HK01-4-4	212.6	271	0.78	0.053	15.651	0.178	15.286	0.025	3.181	853.5	4.395	155.1	0.452	157.1	0.099
21HK01-4-7	236.2	334	0.71	0.048	19.815	0.166	20.635	0.025	3.505	564.0	7.182	143.5	0.563	157.0	0.109
21HK01-4-11	240.6	351	0.69	0.045	13.700	0.165	13.904	0.023	2.719	451.0	4.213	147.8	0.387	147.5	0.079
21HK01-4-15	476.3	644	0.74	0.072	13.732	0.234	13.667	0.024	3.158	596.5	6.397	205.9	0.514	153.0	0.096
21HK01-4-19	96.42	112	0.86	0.052	29.718	0.154	25.238	0.023	5.098	2494.1	6.116	124.1	0.605	149.5	0.151
21HK01-4-20	141.6	124	1.15	0.026	50.810	0.117	44.568	0.023	7.315	2210.9	7.666	93.8	0.851	147.2	0.213
21HK01-4-21	188.3	240	0.78	0.046	18.431	0.161	18.415	0.024	3.268	1013.6	4.640	139.1	0.485	150.9	0.098
21HK01-4-28	293.7	247	1.19	0.066	24.216	0.189	21.796	0.024	4.850	1237.9	6.560	158.5	0.641	151.7	0.145

测点编号	CaO	P₂O₅	TiO₂	K₂O	MnO	F	Cl	SO₃	SrO	FeO	ThO₂	Y₂O₃	Na₂O	MgO	Al₂O₃	Total
21HK01-4-01	54.21	41.08	-	0.004	1.00	3.54	0.004	0.028	0.004	0.01	0.027	0.28	0.20	-	0.040	98.94
21HK01-4-04	54.31	41.44	-	0.008	0.54	3.83	0.003	0.012	0.007	-	-	0.18	0.12	-	0.006	98.84
21HK01-4-05	52.94	41.50	-	0.003	1.43	3.84	0.012	0.026	-	0.03	0.005	0.30	0.25	-	-	98.72
21HK01-4-07	53.09	41.65	-	-	1.48	3.62	0.003	0.032	-	0.01	0.035	0.38	0.21	0.008	-	98.98
21HK01-4-08	53.81	41.79	0.00	-	1.28	3.56	0.001	0.028	0.012	0.03	0.021	0.36	0.20	-	0.010	99.61
21HK01-4-10	52.94	41.24	0.03	-	1.27	3.63	-	0.030	-	0.03	0.008	0.49	0.23	0.013	-	98.39
21HK01-4-11	54.99	42.70	-	-	0.75	3.62	-	-	-	0.03	-	0.22	0.04	0.004	0.001	100.84
21HK01-4-13	53.89	42.11	0.01	0.007	1.05	3.77	-	0.013	-	0.07	0.019	0.34	0.15	0.012	0.022	99.87
21HK01-4-14	54.21	41.27	0.03	-	0.77	3.65	-	0.013	-	0.03	-	0.28	0.16	-	0.073	98.94
21HK01-4-15	52.95	41.72	-	-	1.70	3.78	0.004	0.045	0.012	0.02	0.016	0.32	0.21	0.008	-	99.19
21HK01-4-17	52.53	42.22	0.01	-	2.34	3.52	0.003	-	0.001	0.03	-	0.52	0.21	-	-	99.90
21HK01-4-18	53.17	41.75	-	-	1.64	3.54	0.008	0.035	-	-	-	0.38	0.28	0.001	0.005	99.31
21HK01-4-19	54.31	43.22	0.02	-	0.67	4.09	0.003	0.023	0.001	0.01	0.018	0.26	0.17	-	0.007	101.06
21HK01-4-20	54.33	41.52	-	-	0.98	3.93	-	0.020	-	0.03	0.018	0.35	0.16	-	0.007	99.70

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Trace Element Characteristics of Zircon and Apatite Metallogenic in Rocks of Hukeng Tungsten Deposit in Western Jiangxi Province：Implications for Petrogenesis and Mineralization

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