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钨在新能源、信息产业、航天航空和国家安全等高新技术领域发挥着重要作用，且矽卡岩型钨矿床提供了全球超过70%的钨。白钨矿作为矽卡岩型钨矿床中的主要经济矿物，其四方晶系结构可容纳多种微量元素（如Na、V、Mn、Fe、Sr、Y、Nb、Mo、Ba、Ta、Pb、U和REE）进入其晶格，因此白钨矿的微量元素组成和稀土配分可用于查明成矿流体特征和成矿环境。Eu、Ce和Mo等氧化还原敏感元素可用于指示成矿流体的氧化还原条件，而白钨矿的Sr–O同位素组成可用于指示水岩反应和示踪成矿流体来源。近年来，随着LA-ICP-MS U-Pb定年技术的快速发展，与钨成矿关系密切、且具有高U、低普通Pb特征的磷灰石也可用于约束钨的成矿时代。
新田岭钨矿床作为我国第四大矽卡岩型钨矿床，WO3储量超33万吨，平均品位约0.36%。前人研究认为矽卡岩型白钨矿化与侏罗世斑状黑云母花岗岩有成因联系。然而，本区钨的富集、沉淀机制和岩浆-热液演化过程仍不清楚，制约了矿床成因的精确厘定。此外，团队在前期野外地质调查过程中，新发现了石英脉型白钨矿化的存在。然而，石英脉型矿化的成因以及两种类型（矽卡岩型和石英脉型）矿化之间的关系仍不清楚，阻碍了对矿床成因的综合理解以及边深部找矿勘查的部署。
针对上述问题，中南大学地球科学与信息物理学院博士研究生邸洪飞在邵拥军教授和熊伊曲副教授的指导下，对新田岭超大型钨矿床开展了详细的野外地质调查，在此基础上，对矽卡岩型和石英脉型矿化不同阶段的白钨矿开展了精细的显微结构（BSE和CL）、主微量元素、面扫描及O同位素组成研究。此外，在白钨矿U元素扫面的基础上，尝试对不同区域白钨矿进行U-Pb定年，但均由于U含量低而失败。因此，本次研究针对性的对石英脉型矿化中与白钨矿密切共生的磷灰石开展了主微量元素和U-Pb定年，并取得了以下主要认识：
（1）基于白钨矿的结构、CL和组成，在新田岭钨矿床识别出3种类型（7种亚类）的白钨矿，即早退变质阶段的Sch A（A1和A2）、晚退变质阶段的Sch B和石英-白钨矿阶段的Sch C（C1、C2、C3和C4）；
图1 新田岭钨矿床白钨矿典型的BSE和CL图像
（2）白钨矿的CL发射强度主要受Nb、Ta、Y和REE的控制，其中Mo作为猝灭元素导致暗色CL响应。3Ca2+ ↔ 2REE3+ + Cavac是稀土元素进入白钨矿的主要替代机制；
图2 新田岭钨矿床石英-白钨矿阶段白钨矿的CL图像（灰度）、紫外灯图像和多元素面扫描图像显示了环带、溶解-再沉淀结构
（3）多阶段白钨矿的Mo含量、Eu/Eu*比值和磷灰石Ce/Ce*比值记录了W成矿过程中的氧化还原条件，矽卡岩成矿期流体fO2普遍高于石英脉成矿期。多阶段白钨矿的Y/Ho比值和O同位素揭示了成矿流体的来源和演化，流体脉冲析出和水岩反应、流体混合、物化条件变化等多种机制的共同作用导致了新田岭钨矿床的形成；
图3 新田岭钨矿床不同类型白钨矿（a）EuN vs. Eu*N、（b）Eu/Eu* vs. Mo、（c）Ce/Ce* vs. Mo二元图
图4 新田岭钨矿床不同类型白钨矿（a）Ho vs. Y、（b）Y/Ho vs. La/Ho、（c）Y/Ho vs. Eu/Eu*二元图
（4）石英-白钨矿阶段和石英-硫化物阶段磷灰石U-Pb年龄分别为160.4 ± 2.4 Ma和158.4 ± 1.3 Ma，与细粒斑状黑云母花岗岩年龄一致，表明石英脉型钨矿化与细粒斑状黑云母花岗岩具有密切的成因联系；
图5 新田岭钨矿床石英脉成矿期磷灰石U-Pb年龄
（5）新田岭超大型钨矿床作为南岭地区矽卡岩型钨矿床的典型代表，新发现的与细粒斑状黑云母花岗岩有关的石英脉型白钨矿化叠加在早期矽卡岩型白钨矿化之上，这对于华南乃至其他地区钨矿床的研究和勘探具有重要参考意义。
图6 新田岭钨矿床（a）多阶段成矿过程示意图和（b、c）白钨矿结晶过程示意图
上述研究成果发表在国际地学期刊《Gondwana Research》，邸洪飞博士为第一作者，熊伊曲副教授为通讯作者。论文信息：Hongfei Di（邸洪飞）, Yong-Jun Shao（邵拥军）, Yi-Qu Xiong（熊伊曲）*, Han Zheng（郑涵）, Xiang Fang（方向）, Wenjie Fang（方文杰）. 2024. Scheelite as a microtextural and geochemical tracer of multistage ore-forming processes in skarn mineralization: A case study from the giant Xintianling W deposit, South China. Gondwana Research, 136: 104-125. https://doi.org/10.1016/j.gr.2024.08.010
第一作者简介
邸洪飞：中南大学地球科学与信息物理学院博士生，主要从事南岭地区花岗岩及相关钨锡矿床成岩成矿机制研究。目前受国家留学基金委资助在爱尔兰都柏林圣三一学院（Trinity College Dublin）David Chew教授团队进行联合培养。
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