苗儿山—越城岭复式岩体位于南岭西段,由多期多阶段岩浆活动形成的侵入岩组成,过去多认为复式岩体主体为加里东期花岗岩,印支期花岗岩也分布较为广泛,且零星出露燕山期小岩株,但缺少精确的同位素定年。在苗儿山—越城岭复式岩体与围岩的接触带中,形成众多大大小小的矿床及矿点,围绕复式岩体形成矿集区,较著名矿床主要有牛塘界W矿床、界牌W-Cu矿床、长岗岭Pb-Zn多金属矿床及云头界W-Mo矿床等。近年来,研究人员对苗儿山—越城岭复式岩体时空分布、地球化学特征、来源及矿床的形成年龄等方面进行了研究,并获得了不少成果。但对于区内矿床形成演化过程、成矿岩体地球化学特征、成矿与非成矿岩体差异等研究工作相对较少。苗儿山—越城岭矿集区发育不同成矿元素组合的矿床,由于缺少典型矿床成岩成矿过程剖析,矿化与赋矿岩体关系不清,因而对形成不同成矿元素组合矿床的主要控制因素了解不多。综上所述,苗儿山—越城岭矿集区仍主要存在以下问题:(1)苗儿山—越城岭区域系统的成岩成矿时空分布如何?成矿作用主要发生于加里东期、印支期还是燕山期?(2)相关矿床成矿岩体有何地球化学特征及其成矿流体的演化过程?(3)形成矿集区内不同成矿元素组合矿床的主要控制因素是什么?针对上述问题,本次工作以界牌W-Cu、牛塘界W和舜皇山W矿床等为研究对象。开展如下工作:(1)通过野外地质调查及资料的全面收集、矿化蚀变特征及矿化期次等观察分析,厘清矿化相关的侵入岩的关系,初步厘定相关成矿岩体;(2)测定成矿期白云母Ar-Ar同位素年龄及赋矿岩体和矿区周边相关侵入岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄,了解岩体时空结构及确定成岩成矿演化系列;(3)测定矿区内外的主要类型岩石的主微量元素和Sr-Nd-Hf同位素组成,分析成矿岩体及相关侵入岩的地球化学特征及源区特征,深入探讨不同成矿元素组合矿床成矿岩体源区差异;(4)分析不同类型矿床成矿流体特征及演化,结合蚀变特征,揭示不同类型成矿元素沉淀析出主要控制因素。本工作主要取得了下列成果:(1)苗儿山—越城岭一带与矿化相关岩体主要形成于加里东期及印支期,矿集区内主要矿床与加里东期和印支期岩浆活动有关,而不是过去认为的燕山期。苗儿山—越城岭矿集区界牌、牛塘界、舜皇山等3个矿区主要赋矿岩体及咸水乡闪长岩和五星村浅色岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄表明,舜皇山W矿区的两期花岗岩侵入年龄分别为219.6±2.4Ma和220.3±3.6Ma;界牌矿区两期早期岩基和晚期岩脉的年龄分别为422±11Ma、428.3±6.5Ma和410±7.4Ma;咸水乡闪长岩的年龄为431.4±3.8Ma;五星村浅色岩体的年龄为412±14Ma;牛塘界矿区外围两期岩基的年龄分别为430±4.9ma和432.2±8.4ma。除舜皇山矿区的两期花岗岩形成于印支期外,其余矿区相关侵入岩的形成时代均为加里东期。界牌w-cu矿产于斑状黑云母花岗闪长岩和灰岩接触带矽卡岩中及从岩体至围岩显示从中高温蚀变矿物组合至中低温蚀变矿物组合等表明矿化与斑状黑云母花岗闪长岩有关,矿床形成于加里东期,约为422±11ma;舜皇山w矿主要为脉状产于印支期花岗岩中,赋矿岩体发生广泛的云英岩化,表明w矿与赋矿岩体具有内在成因关系,成矿主要发生在印支期,约为220ma。前人成果表明,苗儿山—越城岭矿集区牛塘界w矿是加里东期形成的,云头界w-mo矿和高岭w矿床是印支期形成的。因此,苗儿山—越城岭矿集区内的w-mo、w、w-cu等矿床主要形成于加里东期和印支期。(2)苗儿山—越城岭复式岩体主要为过铝质花岗岩,具有壳源花岗岩的地球化学特征,主要是中晚元古代基底地壳部分熔融形成的。苗儿山—越城岭复式岩体主体为酸性岩,发育有少量中性岩。其主量元素都表现为高si、富k、贫mg的特征,属钙碱性-高钾钙碱性系列,且全部样品为过铝质花岗岩,微量元素明显富集rb、th、u及亏损sr、ba、ti,稀土元素呈明显的eu负异常,总体显示壳源花岗岩的特征。且界牌、牛塘界矿区晚期浅色岩体都呈现稀土总量偏低,稀土配分模式呈“海鸥状”等特征,与南岭其他地区燕山期w-sn成矿岩体地球化学特征相似。舜皇山钨矿花岗岩具有低εnd(t)(-9.33^-10.58)值和低εhf(t)(-5.9^-10.5)值,对应的nd、hf二次模式年龄分别为1907²760ma和1626¹918ma,与牛塘界w、云头界w-mo矿成矿岩体的同位素特征相似,由古地壳重熔形成;界牌矿区钨铜矿化有关岩体的εnd(t)(-5.91^-7.92)值和εhf(t)(-4.4^-10.7)值呈较大负值,nd和hf二次模式年龄分别为1621¹963ma及1690²088ma,总体具有壳源的特征,但其εnd(t)值相对较高,且其εhf(t)值比较分散,表明其源区和舜皇山钨矿化岩体有一定差异,可能含有一些地幔或新生地壳物质。(3)成矿岩体来源是控制区内矿床形成不同成矿元素组合的重要因素。界牌w-cu矿床和舜皇山w矿床、牛塘界w矿床和云头界w-mo矿床成矿岩体地球化学化特征有一定的差异,前者相对低硅高铁镁钙及具较高的εnd(t)值,后者高硅,具高演化花岗岩特征及相对更低的εnd(t)值。这表明苗儿山—越城岭矿集区高演化花岗岩有利于w和w-mo矿床的形成,而cu-w矿化则和非高演化花岗岩具亲缘性。w和w-mo成矿花岗岩主要为古老基底部分熔融形成的,而w-cu矿化花岗岩源区可能含有少量地幔(新生地壳物质)。岩浆源区及成岩过程中演化程度差异可能是形成不同成矿元素组合矿床的主要控制因素。(4)界牌矽卡岩型w-cu矿成矿流体主要为中高温、低盐度NaCl-H2O-CO₂-CH4热液体系,流体混合为其成矿元素沉淀的主要机制;舜皇山W矿成矿流体主要为中低温、低盐度NaCl-H2O-CO₂-CH4热液体系,流体冷却降温为其成矿元素沉淀的主要因素,流体不混溶也可能是因素之一。我们分析了界牌矽卡岩W-Cu矿床伟晶岩、白钨矿石和晚期石英脉三个不同成矿阶段的流体特征。伟晶岩石英中的流体包裹体均一温度峰值为310³30°C,盐度为0.18⁵.71%NaCleqv,拉曼光谱显示气体中具有CO₂和CH4的成分,属于中高温、低盐度NaCl-H2O-CO₂-CH4热液体系;白钨矿石中流体包裹体均一温度具有两个峰值,分别为260²80°C和320³40°C,盐度为0.35%⁵.56%NaCleqv,属中高温、低盐度热液范畴;晚期石英脉均一温度峰值为270³00°C,盐度为0.18³.71%NaCleqv,气体中亦含有CO₂和CH4的成分,属中温、低盐度范畴。界牌W-Cu矿白钨矿矿石中的流体均一温度和盐度具有明显正相关的线性关系,说明其经历了流体混合作用,促使成矿元素沉淀。观察分析了舜皇山矿区成矿花岗岩、云英岩和晚期石英脉三个阶段的流体包裹体特征。岩体阶段石英中未见熔融包裹体,测试对象主要为流体包裹体,其均一温度峰值为210²40°C,盐度为0.18³.55%NaCleqv,与云英岩阶段流体包裹体均一温度、盐度特征相似,推测其受云英岩阶段热液改造形成,同时在云英岩石英包裹体气体中发现CO₂和CH4,因此两个阶段同属中温、低盐度NaCl-H2O-CO₂-CH4热液体系;晚期石英脉均一温度峰值为190²20°C,盐度为0.18³.71%NaCleqv,其气体成分中也含有CO₂和CH4,属中低温、低盐度NaCl-H2O-CO₂-CH4热液体系。而舜皇山W矿床主成矿阶段云英岩中的流体包裹体温度跨度较大,但盐度处于一个较小的范围,说明其经历了流体冷却降温过程,造成成矿元素沉淀,同时见少量富气相与富液相两类包裹体共生,且富气相包裹体均一温度较高,说明其经历了流体不混溶,这也可能是造成成矿元素沉淀的因素之一。