滇东南老君山地区经历多期活动形成多个矿田,是重要成矿带组成部分。南温河钨矿是南秧田矿田中重要钨矿田,矿体赋存于南秧田组地层,该地层也是构造变形带,其下伏为南捞花岗片麻岩,上覆为老城坡片麻状花岗岩。南捞花岗片麻岩位于区域岩体底部,关于其与老城坡岩体的岩浆活动时代存在争议,且前人对加里东期花岗岩与成矿关系研究少,前人采样对象归属存疑。因此本文以南温河钨矿老城坡岩体和南捞岩体为研究对象开展研究,以限定岩浆活动时限,探讨与钨锡成矿关系,为揭示滇东南地区加里东期花岗岩浆与成矿关系提供依据 。
1 区域地质背景
南温河钨矿位于中越接壤的云南麻栗坡县,处于特殊大地构造位置,地质活动频繁、断裂发育,成矿条件良好,历经多期地质活动形成独特成矿背景。研究区地层出露间断不连续,缺失部分地层,其余地层从老到新依次出露,以寒武系浅至中深变质岩系为主。区内岩浆岩较发育,主要分布在老君山及其周边,以酸性侵入岩为主,经历两期大规模岩浆活动,为金属矿产形成提供物质基础与成矿动力环境。区域断裂构造主要围绕老君山杂岩体发育一系列断裂和褶皱,控制地质构造演化与矿产空间分布,次级褶皱及断裂以南北向和北东向为主。

2 矿区地质及岩体特征
2.1 矿区地质特征
南温河钨矿地质特征鲜明,主要赋矿地层为古元古界南秧田组,受区域构造影响夹持于特定岩体间,其又分上、中、下三个岩性段且中段为主要含矿层,同时还有少量洒西组上覆其上;矿区断裂构造以东西向和北东向为主,褶皱构造为缓倾斜单斜构造;岩浆岩较为发育,分布于矿区不同方位;该矿分为4个矿段,含矿层空间可连接,白钨矿矿体赋存于南秧田组层状矽卡岩中,含矿矽卡岩有3层,矿体产状与地层相近,呈层状或似层状;矿石有矽卡岩型和长石石英脉型白钨矿两种类型,金属和脉石矿物种类丰富。

2.2 岩体特征
老城坡岩体分布在老君山穹隆南东侧,受构造影响呈岩席状产于南秧田变质碎屑岩之上,变质变形程度弱,岩性总体为片麻状花岗岩,有特定岩石构造和结构,主要矿物有石英、碱性长石等及各自含量特征;南捞岩体呈条带状分布于老君山穹隆北西和南东侧,受多种构造影响,下伏于南秧田变质碎屑岩且被其他岩体穿插,变质变形程度强,主要岩性为黑云二长花岗片麻岩等,有相应岩石构造和结构,主要矿物有石英、碱性长石等及各自含量特点 。

3 锆石U-Pb定年和全岩地球化学
3.1 分析测试方法
南捞和老城坡岩体年代学样品分别采自钻孔 ZK4180 的 1078m 和 822m 深处,地球化学样品采自年代学样品岩心上下 5m 范围内变质变形较弱岩石;花岗岩主量及稀土微量元素含量分析在广州澳实分析检测有限公司进行,说明了主量元素和稀土微量元素分析所用仪器及误差精度;锆石样品年龄在中国冶金地质局山东局济南测试中心进行 LA-ICP-MS 测定,介绍了锆石处理流程、定年所用系统仪器、数据处理方式及谐和图与年龄计算所用软件 。

3.2 锆石U-Pb 年代学
南捞和老城坡岩体中的锆石多为无色透明长柱状晶体,少量短柱状且自形,阴极发光图像显示大部分样品边部有清晰韵律性环带结构,具岩浆锆石特征,少部分遭流体改造为变质锆石;南温河岩体 Th - U 协变图及形态特征表明多数锆石具岩浆锆石特征;对两样品环带发育锆石边部进行 U - Pb 同位素测试,南捞岩体锆石 U - Pb 年龄为(426.1±2.6)Ma,老城坡岩体为(441.2±3.1)Ma,均属志留纪,代表岩体冷却结晶年龄 。

3.3 全岩地球化学
主量元素分析表明,老城坡岩体属铝过饱和系列,南捞岩体属强过铝质花岗岩,二者地球化学成分基本一致,为富硅富碱岩体,在高钾钙碱性到钾玄岩系列、I - S型花岗岩分类图中分别有对应归属;稀土元素分析显示二者均为轻稀土富集型且有明显Eu负异常,稀土元素标准化配分曲线也呈现相应特征;原始地幔标准化微量元素蛛网图显示二者高场强元素和大离子亲石元素有相对富集与亏损情况;两类岩体均具Sr、Ba、Eu负异常,与斜长石和钾长石分离结晶作用有关 。


4 探讨
4.1 岩石类型及源区
南捞和老城坡岩体具有富 SiO₂、低 CaO、富钾、富铝特征,在相关图解中绝大部分数据处于 S 型花岗岩范围,属于强过铝质 S 型花岗岩;在特定图解中大部分样品位于变质泥岩和变质砂岩部分熔融区,表明源岩以泥砂质沉积岩为主;低 CaO/Na₂O 特征及 CaO/Na₂O - Al₂O₃/TiO₂ 图解显示源岩黏土比例较高;Rb - Sr - Ba 图解显示大部分落入富黏土源区;且总体具有 δEu 比率低、Th、Pb、U 含量高的特征,与上地壳岩石相似,故均起源于上地壳富黏土的泥砂质源岩 。



4.2 都龙—Song Chay 穹隆逆冲推覆构造的动力学意义
老君山变质穹隆部分在文山州麻栗坡—马关县境内,部分南延入越南称 Song Chay 穹隆,二者合称都龙—Song Chay 穹隆。其外围的区域性逆冲推覆构造使南秧田组变质碎屑岩夹于南捞片麻岩和老城坡片麻状花岗岩间,该地层是层状矽卡岩型白钨矿主要赋矿层位,逆冲推覆使老城坡岩体覆于南捞岩体和南秧田岩组地层之上,致地层变质变形、厚度变化。Song Chay 穹隆是华南板块印支期构造运动产物,核心为前寒武纪基底岩石,盖层为寒武纪—泥盆纪地层。南温河地区位于其北部边缘,受抬升挤压影响,经多期构造运动叠加改造,早期挤压使岩石圈伸展减薄,为后期逆冲推覆提供动力,老城坡岩体在挤压和深部滑脱面作用下逆冲推覆。
4.3 南温河花岗岩与钨成矿关系
滇东南地处华南板块西缘,历经印支 - 燕山期和加里东期岩浆活动,产出与花岗岩有关的钨锡多金属矿产,且钨、锡成矿作用分别与加里东期、白垩纪花岗岩联系紧密。研究表明滇东南存在加里东期钨成矿作用,南温河钨矿经历多期次成矿,年龄晚于志留纪的南捞和老城坡岩体,二者并非直接成矿岩体。不过,南温河白钨矿体赋存于二者夹持地层中,且岩体富含成矿元素,高于大陆地壳平均含量,还因变质变形作用形成粒状白钨矿,暗示其可能为南温河钨矿成矿提供重要物质来源。
5 结论
老城坡岩体和南捞岩体矿物组成与地球化学特征相似,差别在于南捞岩体变质变形更强,二者总体属高钾钙碱性强过铝质S型花岗岩,是古老泥砂质岩类部分熔融产物;锆石U-Pb同位素定年显示两岩体成岩年龄为(441.2±3.1) Ma~(426.1±2.6) Ma,属加里东岩浆活动产物,且受构造影响老城坡岩体逆冲推覆于南捞岩体等地层之上;南温河地区成岩年龄早于成矿年龄,但富集成矿元素,表明加里东期花岗岩是钨矿成矿重要物质来源而非直接成矿岩体 。