Zircon, wolframite and helvite U-Pb geochronology and geochemistry of the Hongjianbingshan tungsten polymetallic deposit: Implications for the Triassic critical metal mineralization in the Beishan orogenic belt, China

北山成矿带是我国西北地区重要的战略性金属矿产资源地之一,区内的岩浆岩年代学工作已得到广泛开展,但对成矿带内成岩与成矿关系等缺乏系统研究。红尖兵山作为北山成矿带最具代表性的钨多金属矿床受到了较多关注,但其成矿时代、矿床成因等一直存在较大争议,已成为理解区域成矿构造事件的重要制约因素。本文对红尖兵山矿床详细的野外地质调查工作显示,该矿床成矿岩体为双驼峰式二长花岗岩,矿化类型可以划分为云英岩型矿石和黄玉-石英脉型矿石。对红尖兵山成矿岩体中的锆石、云英岩型矿石中的黑钨矿和黄玉-石英脉型矿石中的日光榴石进行了LA-ICP-MS U-Pb年代学,研究结果显示其形成时代分别为221.7±1.3 Ma、221.6±2.1 Ma、220.5±7.9 Ma,指示红尖兵山的成岩成矿时代在误差范围内一致,是晚三叠世岩浆-热液活动的产物。黑钨矿、日光榴石和白云母的LA-ICP-MS 成分分析结果显示,黑钨矿中富集Sc、Mo等元素,而日光榴石和白云母则分别富集Be、Zn、Sc和Li、Sc关键金属等元素。通过主成分分析(PCA)和元素相关性分析,揭示了黑钨矿、日光榴石和白云母中关键金属元素的赋存状态。综合分析显示,红尖兵山矿床形成于陆内造山后伸展构造背景下,在强烈的岩石圈伸展减薄和幔源岩浆底侵诱发下,地壳发生部分熔融产生的酸性岩浆经分异演化形成的岩浆热液与围岩相互作用后形成富含挥发组分、偏还原、低pH和低Eh的成矿流体,它们沿构造薄弱部位充填交代形成石英脉-云英岩型钨多金属矿床。本研究成果对于理解北山造山带三叠纪陆内伸展构造背景下构造-岩浆-成矿事件具有重要意义,并为该区域同类矿床的勘查和关键金属找矿提供了指导。