摘要
南温河矿床位于云南省麻栗坡县,是滇东南地区最大的钨多金属矿床。南温河钨矿主要赋矿地层为古元古界南秧田组,钨矿体呈似层状夹持于顶部的老城坡片麻状花岗岩和底部的南捞花岗片麻岩之间。在前人研究基础上,本文以老城坡、南捞两个岩体为研究对象,分析其成岩年代和岩石成因。老城坡岩体的SiO2含量介于66.86%~77.57%;全碱(K2O+Na2O)含量为6.74%~8.95%;K2O/Na2O介于1.02~2.61,铝饱和指数A/CNK 为 1.01~1.26。稀土元素总量变化介于 36.19×10-6 ~289.57×10-6 ,(La/Yb)N为 2.28~10.95,δEu 为 0.20~0.65;南捞岩体的SiO2含量介于68.86%~75.57%;全碱(K2O+Na2O)含量为5.74%~9.73%;K2O/Na2O介于1.07~3.65,铝饱和指数 A/CNK 为 1.04~1.98。稀土元素总量变化介于 30.47×10-6 ~717.66×10-6 ,(La/Yb)N为 3.26~36.71, δEu为0.17~0.70。地球化学指标说明这两个岩体均属于高钾钙碱性系列,为强过铝质S型花岗岩,是古老地壳物质部分熔融的产物,其源岩为泥砂质岩类。锆石U-Pb定年结果显示,南捞岩体的年龄为(426.1±2.6) Ma,老城坡岩体的年龄为(441.2±3.1) Ma,均属于加里东期志留纪岩浆作用的产物。在Song Chay穹隆逆冲推覆构造的影响下,老城坡岩体逆冲推覆到南捞岩体和南秧田岩组地层之上。南温河地区加里东期岩浆岩明显早于区域上的钨锡成矿年龄,但富集W(均值为86.8×10-6 )、Sn(均值为38.7×10-6 )等成矿元素,暗示南温河加里东期花岗岩虽然并不作为直接的成矿岩体,但却是南温河钨矿床成矿作用的重要物质来源。
Abstract
Nanwenhe deposit is located in Malipo County, Yunnan Province, which is the largest tungsten polymetallic deposit in southeastern Yunnan. The main ore-bearing strata of the Nanwenhe tungsten deposit is the Paleoproterozoic Nanyangtian Formation. The tungsten ore body is sandwiched between the Laochengpo gneissic granite at the top and the Nanlao granite gneiss at the bottom in a layered manner. On the basis of previous studies, this paper takes the two rock masses of Laochengpo and Nanlao as the research objects, and analyzes their diagenetic age and petrogenesis. The SiO2 content of Laochengpo rock mass is between 66.86% and 77.57%. The total alkali (K2O+Na2O) content is 6.74%-8.95%. The K2O/Na2O ratio ranges from 1.02 to 2.61, and the aluminum saturation index A/CNK ranges from 1.01 to 1.26. The total amount of rare earth elements varies between 36.19×10-6 - 289.57×10-6 , (La/Yb)N is 2.28~10.95, δEu is 0.2-0.65 ; the SiO2 content of Nanlao rock mass is between 68.86% and 75.57%. The total alkali (K2O+Na2O) content is 5.74%-9.73%. The K2O/Na2O is between 1.07 and 3.65, and the aluminum saturation index A/CNK is between 1.04 and 1.98. The total amount of rare earth elements varies from 30.47×10-6 to 717.66×10-6 , (La/Yb)N is 3.26-36.71, and δEu is 0.17-0.70. Geochemical indicators indicate that these two rock masses belong to the high-potassium calc-alkaline series, which are strongly peraluminous S-type granites. They are the products of partial melting of ancient crustal materials, and their source rocks are argillaceous rocks. The results of zircon U-Pb dating show that the age of Nanlao rock mass is (426.1±2.6) Ma, and the age of Laochengpo rock mass is (441.2±3.1) Ma, both of which belong to the product of Caledonian Silurian magmatism. Under the influence of the Song Chay dome thrust nappe structure, the Laochengpo rock mass thrusted over the Nan-lao rock mass and Nanyangtian rock formation. The Caledonian magmatic rocks in the Nanwenhe area are obviously earlier than the regional tungsten-tin metallogenic age, but they are enriched in W (mean value is 86.8×10-6 ), Sn (mean value is 38.7×10-6 ) and other metallogenic elements, suggesting that the Nanwenhe Caledonian granite is not as a direct metallogenic rock mass, but it is an important material source for the mineralization of the Nanwenhe tungsten deposit.
Keywords
0 引言
滇东南老君山地区经历多期构造活动、岩浆作用和成矿事件,形成了围绕老君山穹隆分布的大竹山—新寨锡钨矿田、南秧田—茶叶山钨矿田、曼家寨—铜街锌—锡—铟多金属矿田,是滇东南—桂西钨锡多金属成矿带的重要组成部分(毛景文等, 2008;Liu et al.,2023)。南温河钨矿是南秧田矿田中最重要的钨矿田,也是滇东南代表性的超大型钨多金属矿,矿体赋存于南秧田组变质碳酸盐岩、变质碎屑岩地层。南秧田组地层是南温河钨矿主要矿体的赋矿层位,同时也是区域性逆冲推覆构造的构造变形带,其下伏地质体为南捞花岗片麻岩,上覆地质体为老城坡片麻状花岗岩。
南捞花岗片麻岩位于区域上各类岩体的底部,主要呈条带状分布在老君山穹隆的东西两侧。前人研究认为它是越南北部 Song Chay 穹隆都龙—南温河一带的基底岩系(Roger et al.,2000),其上覆岩性为古元古代南秧田岩组变质岩地层,接触界面表现为强烈的韧性变形带。南秧田岩组之上为老城坡岩体,受到了印支期构造-变质作用及燕山期热流作用的改造。研究表明,滇东南许多大型的钨锡多金属矿床均与花岗质岩石有关(蓝江波等,2016; Chen et al.,2021;吴明楷等,2021;张丁川等,2021; 顾光明等,2024;陈瑜等,2025)。然而,对于南温河钨矿体顶底板的老城坡岩体和南捞岩体的岩浆活动时代还存在争议,有研究表明南捞岩体侵位于古元古代(郭利果,2006),但也有研究认为其侵位于志留纪(阙朝阳,2016)。此外,大部分学者的研究集中在燕山期花岗岩与成矿的关系,对于加里东期的花岗岩与成矿的关系却研究甚少。由于研究区构造变形复杂,存在着较老的沉积地层逆冲到较新地质体之上的现象,前人的采样对象是否属于南秧田岩组地层底部的“南捞花岗片麻岩”仍然存在疑问。因此,本文在南温河钨矿选择了穿过南秧田岩组的钻孔,以其顶部老城坡岩体和底部南捞岩体为研究对象,开展岩石学、锆石 U-Pb 定年、全岩地球化学研究,限定老城坡岩体和南捞岩体的岩浆活动时限,初步探讨了南温河花岗岩浆作用与钨锡成矿作用的关系,为揭示滇东南地区加里东期花岗岩浆作用与成矿作用的关系提供新的地质依据。
1 区域地质背景
南温河钨矿位于中国—越南接壤处的云南省麻栗坡县,在大地构造上,该区位于华南褶皱带的西端,与扬子板块、华夏板块和印支板块的接合部位(图1)。特殊的大地构造位置,使得该区地质活动频繁,断裂构造发育,具有良好的成矿条件。从元古代开始,该区经历了扬子—华夏板块的俯冲碰撞、华南加里东褶皱隆升、印支期的碰撞造山事件以及燕山期强烈的岩浆活动等过程,从而形成了该区独特的成矿地质背景。
研究区位于构造活动带,因此地层出露间断不连续,缺失奥陶系(O)、志留系(S)、侏罗系(J)和白垩系(K)地层,其余地层从老到新依次出露有元古宇(Pt)、寒武系(Є)、泥盆系(D)、石炭系(C)、三叠系 (T)以及第四系(Q),其中以寒武系浅至中深变质岩系为主。寒武系地层主要是上寒武统歇场组(Є3x) 的白云质灰岩和大理岩等,中寒武统龙哈组(Є2l)和田蓬组(Є2t)的大理岩、白云岩和少量片岩,下寒武统冲庄组(Є1ch)的大理岩、斜长片麻岩、石英二云片岩等。
该区岩浆岩较为发育,主要分布在老君山及其周边区域。岩浆岩以酸性侵入岩为主,还有少量基性岩和零星分布的喷出岩。主要经历了两期大规模的岩浆活动,分别为以志留纪片麻状花岗岩为代表的加里东期岩浆活动和以白垩纪花岗岩为代表的印支—燕山期岩浆活动。其中志留纪片麻状花岗岩原岩恢复全为S型花岗岩,以粒度、层位及变质强度为依据,可分为南捞构造片麻岩(Ngn)、团田中粗粒花岗片麻岩(S3Tγ)和老城坡中细粒花岗岩 (S3Lγ)(阙朝阳等,2014)。这两期岩浆活动不仅为本区金属矿产的形成提供了重要的物质基础,还营造了有利的成矿动力环境(刘玉平等,2007;刘艳宾等,2014)。
区域断裂构造主要为围绕老君山杂岩体发育一系列断裂和褶皱,主要为北西向的文山—麻栗坡断裂、南温河断裂、马关—都龙断裂和南北向的曼家寨断裂、新寨断裂,控制了区域内地质构造演化和矿产空间分布。次级褶皱及断裂以南北向和北东向为主,如天生桥背斜、新发寨背斜及各种中小型断层等。
2 矿区地质及岩体特征
2.1 矿区地质特征
南温河钨矿主要的赋矿地层为古元古界南秧田组(Pt1n),受区域性逆冲推覆构造的影响,产状总体上呈面状、条带状夹持于顶部的老城坡岩体与底部的南捞岩体之间。其次,矿区还有少量古元古界洒西组(Pt1s),上覆于南秧田组(Pt1n)之上,岩性为二云石英片岩、二云片岩、变粒岩和少量矽卡岩。
南秧田组可根据岩性组合特征分为上、中、下3个岩性段(图2)。上段在矿区出露面积较大,主要岩性为二云斜长片麻岩、片岩,含少量石英二云片岩。中段是矿区内主要的含矿岩层,上部和下部主要岩性为大理岩,中部为斜长片麻岩、云母石英片岩、变粒岩等。下段主要岩性为石英电气变粒岩、角闪变粒岩、黑云二长变粒岩,该层矿化不均匀。
矿区断裂构造较为发育,以东西向和北东向断裂为主,其中主要为东西向断裂 F3、F4,错断南秧田组和层状矿体,均形成于主成矿期之后。矿区内的褶皱构造主要为一个走向北北东—北东、倾向南东的以缓倾斜为主的单斜构造,其倾角为5°~25°。
矿区内岩浆岩比较发育,主要为分布在矿区西北侧的南捞片麻岩(Ngn)和在矿区南东侧大面积出露的老城坡片麻状花岗岩(S3Lγ)。除此之外,矿区东北侧还出露有少量剥蚀残余的团田片麻状花岗岩(S3Tγ)以及晚白垩世花岗岩脉(K2K和K1H)。
南温河钨矿主要分为南秧田、岩脚、大渔塘和田弯共 4 个矿段,各矿段中含矿层可在空间上对比连接,延伸方向整体上呈北东向,东西宽2 km,南北长约4 km,向东深部延伸大于1 km。其中白钨矿矿体则主要赋存于南秧田组(Pt1n)的层状矽卡岩中,岩性主要为石榴子石矽卡岩、透辉石矽卡岩、符山石矽卡岩、绿帘石矽卡岩等,富矿体主要与晚期叠加发育的白钨矿石英脉相关。矿区相对稳定产出的含矿矽卡岩有3层,矿体产状与地层基本一致,形态上主要呈层状或似层状产出,走向北北东至北东,倾向东或南东,倾角较小,介于 5°~15°。矿石类型主要有两类,分别为矽卡岩型白钨矿和长石石英脉型白钨矿。矿石中的金属矿物以白钨矿、黄铁矿、黄铜矿为主,并伴有少量的磁黄铁矿、辉钼矿和毒砂等;脉石矿物主要为石榴子石、透辉石、透闪石、阳起石、绿帘石、符山石等矽卡岩矿物和石英、 长石、云母、电气石、方解石、萤石等造岩矿物。
2.2 岩体特征
老城坡岩体分布于老君山穹隆的南东侧,受逆冲推覆构造影响呈岩席状产于含矿的南秧田变质碎屑岩之上(图2a)。南捞岩体呈条带状分布在老君山穹隆北西和南东侧。受逆冲推覆构造和穹隆构造影响,南捞岩体下伏于南秧田变质碎屑岩,并被老君山岩体和晚白垩世花岗岩脉穿插。
图3老城坡(a~c)和南捞(d~f)岩体样品野外及镜下照片
Q—石英;Pl—斜长石;Mic—微斜长石;Pth—条纹长石;Bt—黑云母;Mus—白云母
老城坡岩体,变质变形程度相对较弱,岩性总体为片麻状花岗岩,发育有变质二云母花岗岩、含电气石长英质脉等。典型的岩石具有片麻状构造、半自形粒状结构和鳞片状变晶结构等(图3a、b)。主要矿物为石英、碱性长石、斜长石、白云母和黑云母。石英为无色、他形粒状,粒径在0.3~1 mm,含量约 30%;碱性长石主要为微斜长石和正长石,粒径多为0.5~1.5 mm,含量约35%;斜长石的聚片双晶发育,粒径约 0.1~2 mm,含量约为 20%;白云母为鳞片状,单偏光下呈无色,可见弱定向性,具正低—正中的闪突起,粒径一般为 0.5~1.2 mm,含量约 10%;黑云母为自形—半自形片状,含量约5%。
南捞岩体,变质变形程度总体较强,主要岩性为黑云二长花岗片麻岩,其次为长英质脉、白云母石英脉等。典型的花岗片麻岩具有片麻状构造和鳞片状变晶结构(图3c、d)。主要矿物为石英、碱性长石、斜长石、黑云母和少量白云母。石英为无色、他形粒状,具有波状消光,粒径为0.2~1 mm,含量约30%;碱性长石主要有微斜长石和条纹长石,主要为自形— 半自形,格子双晶和条纹结构发育,粒径一般为0.2~3 mm,含量约30%;斜长石的聚片双晶发育,粒径一般为 0.1~2 mm,部分表面可见细小褐色黑云母,含量约为 23%;黑云母为褐色,呈板状定向排列,可见绿泥石化,粒径一般为0.1~1.5 mm,含量约12%。白云母为鳞片状,呈无色,定向性明显,含量约5%。
3 锆石U-Pb定年和全岩地球化学
3.1 分析测试方法
南捞和老城坡岩体样品采自穿透含矿南秧田组底部和顶部的钻孔ZK4180。年代学样品中,南捞岩体 NL-1采自 ZK4180钻孔的 1078 m,老城坡岩体 LCP-2 采自 ZK4180 钻孔的 822 m 深处(图2b)。地球化学样品 NL-1A、NL-1B、LCP-1A、LCP-2A、 LCP-3A则采自年代学样品岩心上下5 m范围内、变质变形相对较弱的岩石。
在广州澳实分析检测有限公司进行花岗岩主量及稀土微量元素含量分析。主量元素含量利用X 荧光光谱法进行分析,使用仪器为荷兰生产的 X 荧光光谱仪(XRF,仪器型号:Panalytical Axios Max),测试误差为1%~5%。稀土微量元素使用的仪器为美国生产的电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS,仪器型号Perkin Elmer Elan9000),分析精度优于5%。
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。将晶型较好的锆石颗粒挑选出后,粘贴在环氧树脂表面制成样品靶,通过打磨抛光使锆石露出中心后,进行反射光、透射光和阴极发光(CL)显微照相。锆石U-Pb定年采用的 GeolasPro 激光剥蚀系统由激光束斑和频率大小分别为 32 pm 和 5 Hz 的 COMPexPro102ArF193nm 准分子激光器和MicroLas光学系统组成,ICP-MS型号是 Agilent7700e。数据处理过程中将锆石91500作为外标进行同位素分馏校正,并采用软件 ICP3MS Data Cal对分析数据进行离线处理,锆石谐和图以及年龄计算采用Ludwig(2003)编写的Isoplot(ver4.5)完成。
3.2 锆石U-Pb年代学
南捞(NL-1)和老城坡(LCP-2)岩体中的锆石,大部分为无色透明长柱状晶体,少量锆石呈短柱状,比较自形,长 100~200 μm,宽 50~100 μm。阴极发光(CL)图像显示,大部分样品的边部可见清晰的环带结构(图5b、d),且具有韵律性,围绕内核生长,具有岩浆锆石特征。还有少部分锆石遭受流体改造,环带不清晰,可能为变质锆石。
从附表1得出,样品 NL-1的 Pb 含量介于 27.8× 10-6~261×10-6,Th 含量介于 39.2×10-6~1107×10-6,U 含量介于665×10-6~3422×10-6。研究表明,岩浆锆石具有明显的生长环带,Th、U含量较高且具有较高的 Th/U比(一般>0.4),变质锆石Th/U比值较低(一般<0.1)(Hoskin and Black,2000)。南温河岩体Th-U协变图显示(图4),大部分岩体 Th/U 比值都介于 0.1~0.87,且具有明显的正相关性,结合其形态特征表明其具有岩浆锆石的特征。部分锆石的 Th/U 比值介于 0.05~0.1,则可能是由于后期经历过变质作用所导致的。样品LCP-2的Pb含量介于32.3×10-6~137× 10-6,Th含量变化于94.7×10-6~327×10-6 之间,U含量变化于351.7×10-6~1760×10-6,绝大部分Th/U比值都介于 0.1~0.73,且显示出明显的正相关性(图4),结合其形态特征也显示出岩浆锆石的特征。
图4老城坡和南捞岩体Th-U协变图
对NL-1和LCP-2样品中环带发育的39颗锆石边部进行 U-Pb 同位素测试分析,测试结果见附表1。样品 NL-1分析了 20个测点,其206Pb/238U年龄变化范围介于 434~416,加权平均年龄值为(426.1± 2.6) Ma(MSWD=1.2,N=20)(图5a)。样品 LCP-2分析了15个测点,其206Pb/238U年龄变化范围介于446~434 Ma,加权平均年龄值为(441.2±3.1) Ma(MSWD= 0.57,N=15)(图5c)。谐和图显示,两个样品的测试点均集中在谐和线上或附近。
上述定年结果表明,南捞岩体锆石 U-Pb 年龄为(426.1±2.6) Ma,老城坡岩体的锆石 U-Pb 年龄为 (441.2±3.1) Ma,二者均属于志留纪,代表了岩体的冷却结晶年龄。
3.3 全岩地球化学
主量元素分析结果显示(表1),老城坡岩体 SiO2 为 66.86%~77.57%,K2O+Na2O 为 6.74%~8.95%,K2O/Na2O大部分介于1.02~2.61,铝饱和指数 A/CNK 介于 1.01~1.26(平均值为 1.12),属于铝过饱和系列。南捞岩体 SiO2 为 68.86%~75.57%,K2O+ Na2O 为 5.74%~9.73%,K2O/Na2O 大部分介于 1.07~3.65,相较于老城坡岩体具有更高的钾含量;铝饱和指数 A/CNK 介于 1.04~1.98(平均值为 1.4),且绝大部分都大于1.1,属于强过铝质花岗岩。
图5锆石U-Pb年龄谐和图及阴极发光图像
a~b—南捞岩体;c~d—老城坡岩体
老城坡和南捞岩体的地球化学成分基本一致,属于富硅富碱岩体。在 SiO2-K2O 图解中(图6a)二者属于高钾钙碱性到钾玄岩系列。铝饱和指数 A/ CNK 为 1.01~1.98(均值为 1.26),为铝过饱和系列; 在 I-S型花岗岩分类图中(图6b)大部分属于 S型花岗岩的范围。
稀土元素分析结果显示(表1),老城坡岩体稀土总量 ∑ REE 变化介于 36.19×10-6~289.57×10-6。 (La/Yb)N为 2.28~10.95,属于轻稀土富集型,δEu 为 0.2~0.65,显示出明显的 Eu 负异常。南捞岩体稀土总量∑REE 变化介于 30.47×10-6~717.66×10-6,(La/ Yb)N为3.26~36.71,属于轻稀土富集型,δEu为0.17~0.70,也显示出明显的Eu负异常。稀土元素标准化配分曲线(图7a、b)也呈现出向右倾斜的轻稀土富集型和铕强烈亏损的特征。
原始地幔标准化的微量元素蛛网图显示(图7c、d),南捞和老城坡岩体总体显示出高场强元素 Th(1.39×10-6~29×10-6)、Pb(4.75×10-6~41.6×10-6 )和 U(2.59×10-6~33.3×10-6)相对富集,Nb(10.2×10-6~52.4×10-6)和 Zr(33×10-6~186×10-6)相对亏损;大离子亲石元素 Rb(38×10-6~843×10-6)相对富集,Ba (44.1×10-6~555×10-6)和 Sr(9.7×10-6~193.3×10-6)相对亏损的特征。这两类岩体均具有 Sr、Ba、Eu 负异常的特征,而Eu的亏损与斜长石或钾长石的分离结晶作用有关,Sr和Ba的强烈亏损则进一步反映了岩浆演化过程中存在斜长石和钾长石的较强的分离结晶作用(朱弟成,2009)。
4 讨论
4.1 岩石类型及源区
南捞和老城坡岩体均具有富 SiO2 (66.86%~77.57%)、低 CaO(0.27%~2.8%)、富钾(K2O/Na2O 为 1.02~3.65)、富铝(铝饱和指数 A/CNK 为 1.01~1.98) 的特征。花岗岩中铝饱和指数是区分 I型和 S 型花岗岩的重要指标(I型<1.1<S型),S型花岗岩往往有更高的 SiO2(SiO2>67%)和 K(K2O/Na2O>1)含量 (吴福元等,2007)。在 A-C-F 图解(图8a)和 SiO2-Zr图解中(图8b),绝大部分数据分布于 S型花岗岩的范围内。因此,可以认为老城坡和南捞岩体属于强过铝质S型花岗岩。
在 MolarAl2O3(/ FeOt +MgO)-MolarCaO/(MgO+ FeOt)图解中(图9),老城坡岩体和南捞岩体大部分样品位于变质泥岩和变质砂岩的部分熔融区,说明其源岩是以泥砂质岩石为主的沉积岩。花岗岩中的 CaO/Na2O 比值很大程度上受斜长石和黏土的比值影响,其中,富含斜长石而缺乏黏土的花岗岩往往表现出更高的CaO/Na2O比值(Patino and Johnson, 1991)。因此,CaO/Na2O 比值可以判别花岗岩源区成分(Chappell and White,1992)。老城坡岩体和南捞岩体具有低 CaO/Na2O(0.11~0.97)的特征,CaO/ Na2O-Al2O3/TiO2图解也显示老城坡和南捞岩体绝大部分都落入黏土岩派生区域内(图10a),这些特征表明其源岩黏土比例较高。
表1南捞和老城坡岩体全岩主量元素(%)、微量元素(10-6 )分析结果
图8岩石成因类型判别图解
a—花岗岩ACF图解(底图据Hine et al.,1978);b—SiO2-Zr判别图解(底图据肖庆辉等,2002)
研究表明,Rb/Sr和 Rb/Ba的比值可以判别过铝质花岗岩的源区成分(Sylvester,1998)。Rb-Sr-Ba 图解显示(图10b),南捞和老城坡岩体大部分都落入富黏土源区范围内,只有少部分落入贫黏土源区范围内。南捞和老城坡岩体总体具有 δEu 比率 (0.17~0.70)较低,以及 Th(1.39×10-6 ~29×10-6 )、Pb (4.75×10-6~41.6×10-6)和 U(2.59×10-6~33.3×10-6)的含量较高的特征,这个特征与上地壳岩石相似 (Rudnick and Fountain,1995),因此,可以认为老城坡和南捞岩体均起源于上地壳的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
老君山变质穹隆一部分分布在中国文山州麻栗坡—马关县境内,另一部分向南延伸入越南境内的则称为 Song Chay 穹隆,两者联合称为都龙 — Song Chay 穹隆(颜丹平等,2005)。Song Chay 穹隆外围发育的区域性逆冲推覆构造,在本区域的构造变形面主要表现为夹持于南捞片麻岩和老城坡片麻状花岗之间的南秧田组变质碎屑岩。南秧田组地层是层状矽卡岩型白钨矿体的主要赋矿层位,同时逆冲推覆构造活动也使得约 441 Ma 的老城坡岩体逆冲推覆到约 426 Ma 的南捞岩体和南秧田岩组地层之上,造成南秧田岩组发生变质变形和地层减薄,其地层厚度变化在15~267 m(王彩艳,2019)。
Song Chay 穹隆是华南板块印支期构造运动的产物,穹隆核心由前寒武纪基底岩石组成,盖层为寒武纪—泥盆纪地层(颜丹平等,2005)。南温河地区位于 Song Chay 穹隆的北部,处于穹隆的边缘地带,受到了穹隆抬升和挤压作用的直接影响。Song Chay穹隆的形成经历了多期构造运动的叠加改造,早期经历了强烈的南东—北西向的挤压运动,导致岩石圈发生伸展减薄,为后期逆冲推覆运动提供了动力来源(阙朝阳等,2014)。在挤压作用的影响下,南温河地区的地壳发生了强烈的构造变形活动,伴随着深部滑脱面的发育,老城坡岩体在挤压应力作用下沿滑脱面开始逆冲,后期的构造活动又进一步加剧了这个过程。在区域挤压和深部滑脱面共同作用的结果下,老城坡岩体逆冲推覆到南捞岩体和南秧田岩组地层之上。
4.3 南温河花岗岩与钨成矿关系
滇东南地区地处华南板块西缘,主要经历了印支—燕山期和加里东期岩浆活动,分别形成了白垩纪花岗岩和志留纪花岗岩,并大量产出了与花岗岩有关的钨锡多金属矿产。前人对该区域进行的大量花岗岩年代学研究表明,锡成矿作用与白垩纪花岗岩密切相关,而钨成矿作用则与加里东期花岗岩联系更为密切(冯佳睿等,2010;华仁民等,2013)。王大鹏等(2015)对滇东南南捞地区的布芒和田房两个钨矿床,应用白钨矿Sm-Nd等时线法确定了矿化时代分别为(445±39) Ma和(411±4.1) Ma,表明滇东南地区存在加里东期的钨成矿作用。
前人对南温河矽卡岩型钨矿的辉钼矿 Re-OS、锆石 U-Pb、黑云母 Ar-Ar 等进行年龄学研究认为,南温河钨矿的成矿作用经历了晚三叠世(214.1± 4.3) Ma~(209.1±3.3) Ma(冯佳睿等,2011)、中侏罗世(162±2) Ma~(154±2) Ma(阙朝阳,2016)、晚白垩世(99.48±0.97) Ma~(97.49±0.97) Ma(Wang et al., 2019)等多期次成矿作用,这些年龄明显晚于志留纪侵位的南捞和老城坡岩体。因此,南捞和老城坡岩体并不是直接的成矿岩体。
空间上,南温河白钨矿体主要赋存在南捞和老城坡岩体夹持的南秧田组地层中,也是区域性逆冲推覆构造的构造变形带。地球化学结果显示,南捞和老城坡岩体富含 W、Sn 等成矿元素,其中 W 元素含量为 2.27×10-6~412×10-6 (均值为 86.86×10-6),Sn 元素含量为 5.9×10-6 ~131×10-6 (均值为 38.74×10-6),明显高于大陆地壳平均含量(W 为 1.9×10-6,Sn 为 2.1×10-6)。此外,南捞和老城坡岩体侵位后遭受的区域变质变形作用,形成的长英质溶体中存在着粒状白钨矿(阙朝阳,2016)。暗示了加里东期形成的南捞和老城坡岩体可能为南温河钨矿的成矿作用提供了重要的成矿物质来源。
5 结论
(1)老城坡岩体和南捞岩体具有相似矿物组成、地球化学特征,其差别主要表现在南捞岩体具有更强的变质变形特征。全岩地球化学表明老城坡和南捞岩体总体上属于高钾钙碱性强过铝质S型花岗岩,是古老地壳物质经部分熔融的产物,源岩为泥砂质岩类。
(2)锆石 U-Pb同位素定年显示,南温河地区南捞和老城坡岩体成岩年龄为(441.2±3.1) Ma~(426.1±2.6) Ma,属于区域加里东岩浆活动的产物。由于Song Chay穹隆的逆冲推覆构造的影响,使得老城坡岩体逆冲推覆到南捞岩体和南秧田岩组地层之上。
(3)南温河地区的成岩年龄明显早于区域上的成矿年龄,但富集成矿元素,暗示南温河的加里东期花岗岩并不作为直接的成矿岩体,而是南温河钨矿床成矿作用的重要物质来源。
致谢 感谢审稿人和编辑提出的建设性意见。野外调查和室内分析得到了吴明锴、姚鹏鹏、刘欣、陈昶钢等人的帮助。