南泥湖钨钼矿床是东秦岭钼矿带的重要组成部分,白钨矿的微量元素地球化学特征与其成矿过程密切相关。超纯矿物新材料产业技术研究院团队基于LA- ICP-MS技术获得了南泥湖不同世代白钨矿的微量元素和稀土元素(REE)数据,阐明其置换机制,并反演了成矿流体的演化过程及沉淀机制。相关成果以《东秦岭南泥湖矿床白钨矿微量元素地球化学:对成矿机制的启示》为题,发表于《矿物岩石地球化学通报》(https://link.cnki.net/urlid/52.1102.P.20250608.1807. 001)。
研究表明,白钨矿REE主要受M3替代机制控制,其配分模式继承了成矿流体特征。早世代白钨矿呈现轻稀土(LREE)富集、重稀土(HREE)亏损及负Eu异常等特点,指示为富Cl流体;中世代白钨矿BSE图像显示溶解再沉淀特征,Mo含量降低,Eu异常变化显著,反映了酸性流体混入及水岩反应;晚世代白钨矿显示出弱分异REE模式及高Nb/La比值,指示有富F流体的混入。Mo含量变化反映成矿流体由氧化向还原环境演化。Sr/Mo及Y/Ho比值表明,成矿流体主要源自岩浆热液,但经历了水岩反应及流体混合作用。综合认为,南泥湖矿床的钨矿化受控于水岩反应、流体混合和流体不混溶三大机制。

图1 秦岭造山带构造格架图(a,据杨阳等,2012修绘)和河南栾川矿集区地质简图(b,据韩江伟等,2020修绘)
近年研究表明白钨矿微量元素特征已成为反演成矿流体物理化学条件、揭示矿化作用机制和追溯成矿流体来源的重要地球化学指标。本研究系统揭示了南泥湖矿床的成矿动力学过程、流体物理化学性质及流体来源特征,在理论上深化对东秦岭地区钨矿流体演化规律的认识,为理解东秦岭钨钼成矿作用提供了新的地球化学约束,有助于在实践中为栾川矿集区的深部找矿提供科学依据。

图2 南泥湖不同世代白钨矿显微特征、背散射电子图像及阴极发光图像
(a)浸染型白钨矿石;(b)浸染型白钨矿石;(c)细脉型白钨矿石;(d)早世代白钨矿分布在石榴子石粒间(单偏光);(e)中世代白钨矿交代透辉石(单偏光);(f)晚世代白钨矿与阳起石共生(单偏光);(j)早世代白钨矿背散图;(h)中世代白钨矿背散图;(i)晚世代白钨矿背散图;(g)早世代白钨矿阴极发光图;(k)中世代白钨矿阴极发光图;(l)晚世代白钨矿阴极发光图
矿物符号:Act—阳起石;Di—透辉石;Fl—萤石;Grt—石榴子石;Py—黄铁矿;Qtz—石英;Sch—白钨矿;

图9 南泥湖白钨矿成矿流体演化示意图
本工作由超纯矿物新材料产业技术研究院、河南省地质研究院联合完成,获得河南省财政地质勘查资助项目、河南省地质研究院2024年度地质科技攻关“揭榜挂帅”资助项目的支持。