新疆东戈壁斑岩型钼矿床之斑岩体特征

杨志强，吴邦友，郑松森，安金亮，常勇强

（河南省地矿局第二地质勘查院，河南许昌 461000）

新疆东戈壁斑岩型钼矿床之斑岩体特征

杨志强，吴邦友，郑松森，安金亮，常勇强

（河南省地矿局第二地质勘查院，河南许昌 461000）

新疆东戈壁斑岩型钼矿床位于哈密市南110 km，为荒漠戈壁区，隶属于东天山觉罗塔格多金属成矿带。钼矿体赋存于斑状花岗岩体的外接触带浅变质碎屑岩中；侵入岩主要有浅肉红色斑状花岗岩（隐伏岩体）、花岗斑岩脉、细粒花岗岩脉三种，控矿岩体为隐伏斑状花岗岩，属华力西晚期第二次侵入。本文对东戈壁矿区岩体的岩石学、岩石化学、岩石地球化学特征进行了较详细研究，并与国内的斑岩型钼矿岩体的岩石化学、岩石地球化学特征进行了对比，其主要结论是东戈壁矿区斑状花岗岩SiO2含量偏高，属钙碱性岩，侵入岩成因分类属陆壳重熔S型花岗岩。该矿床为新疆发现的第一个特大型钼矿床，此项研究对在区域上寻找同类型矿床具有重要的借鉴意义。

斑状花岗岩；岩石学特征；地球化学特征；东戈壁斑岩钼矿；新疆

1 区域地质特征

疆东戈壁钼矿区位于哈密市境内，属哈密地区哈密市雅满苏镇管辖，矿区中心点坐标东经93° 20'15''，北纬41°55'00''。矿区东西长4.84 km，南北宽3.78 km，面积16.77 km2。矿床产于秋格明塔什-黄山复理石岩带（韧性剪切带）中。该岩带南北两侧分别为阿奇山-雅满苏岛弧带及小热泉子-大南湖岛弧带，构成觉罗塔格多金属成矿带。在该成矿带上，有与板块俯冲对接碰撞带的基性-超基性杂岩带有关的黄山铜、镍矿，康古尔塔格铬铁矿，与次火山岩有关的土屋铜矿，与斑岩有关的白山斑岩型钼矿，与火山和火山-沉积岩有关的雅满苏铁矿（图1）。

矿区地层为石炭系下统干墩组，岩性为褐黄色-灰黑色变质含砾砂岩、砂岩、泥质砂岩-砂质泥岩、泥岩、凝灰岩、安山岩（图2）。侵入岩主要为华力西晚期第二次侵入的浅肉红色斑状花岗岩（γ43b）、花岗斑岩脉、细粒花岗岩脉。东戈壁钼矿床矿体全部位于隐伏斑状花岗岩体的界面外侧，隐伏斑状花岗岩体内没有钼矿体产出（图3）。据钻探资料显示矿体底界面距隐伏斑状花岗岩体顶界面的距离差异较大，最近处与斑状花岗岩体直接接触，一般在100～200 m。隐伏岩体顶界面埋深最浅处135.15 m（图3，ZK88孔处），矿体分布在埋深最浅处直径1 500 m以内，斑状花岗岩体对东戈壁钼矿起控制作用；岩体的同位素年龄（锆石SHRIMP U-Pb法，测试单位：国家地质实验测试中心）测试结果显示，斑状花岗岩与细粒花岗岩脉侵入年令为227.6±1.3 Ma，花岗斑岩脉为292.2±2.8 Ma1。因此花岗斑岩脉则是成矿前形成的，细粒花岗岩脉则是斑状花岗岩演化分异的产物。

2 侵入岩岩石学特征

2.1 华力西晚期第二次侵入的浅肉红色斑状花岗岩（γ43b）

地表未见出露，为隐伏岩体，10余个钻孔中均见斑状花岗岩，埋深最浅135.15 m。据钻孔揭露情况显示，该隐伏岩体长轴延伸方向为近SN向，垂直长轴方向向两侧岩体埋深快速增大。岩石呈浅肉红色，斑状结构或似斑状结构、巨斑状结构，边部具冷凝边结构，块状构造。巨斑状结构花岗岩见于少部分钻孔中，长石斑晶最大可达2～3 cm（图4）,该带厚约26 m，与其下部似斑状花岗岩呈渐变过渡，未见清晰界面。斑晶成分石英8%～15%，大小0.8～7 mm，它形粒状；钾长石2%～9%，大小4～12 mm，半自形板状，可见卡式双晶，普遍有高岭土化；斜长石2%～4%，大小4～16 mm，半自形板状，聚片双晶、卡钠复合双晶发育，双晶纹密且直，An=25，为更长石，表面普遍有泥化、轻度绢云母化，部分有碳酸盐化。基质具细粒结构，基质成分石英10%～20%，大小0.1～0.5mm，多呈等轴粒状；钾长石5%～40%，大小0.1～0.9mm，多呈它形粒状；斜长石4%～37%，大小0.1～0.3mm，半自形板状；锆石个别呈0.03～0.1 mm大小的柱粒状；黑云母1%～3%、白云母2%～10%，大小0.1～1.6mm，片状。斜长石常具高岭土-绢云母（或水白云母）化，局部方解石化，且常包有板状白钛石；钾长石少许高岭土化。

图1 东天山大地构造略图①杨志强，黄超勇，靳拥护等，新疆哈密市东戈壁钼矿勘探报告，2010.Fig.1Tectonic map of East Tianshan Mt.

图2 东戈壁钼矿区地质略图Fig.2Simplified geological map of East Gobi molybdenumdeposit

图3 东戈壁钼矿区H08线地质剖面图Fig.3Profile of No.H08 prospecting line in East Gobi Molybdenumdeposit

图4 斑状花岗岩的似斑状结构Fig.4Porphyritic texture in porphyritic granite

斑状花岗岩体与围岩接触处多具中细粒结构或细粒冷凝边结构（图5），冷凝边宽度一般0.1～0.8 m。部分钻孔中见有斑状花岗岩岩枝，厚一般10～40 cm，个别达1 m以上；厚度较小的岩枝斑状结构不明显，演变为中细粒-细粒结构。呈岩枝贯入的斑状花岗岩同样具冷凝边结构，其产状无明显规律，界面倾向、倾角可与围岩岩层倾向、倾角相同，也可截切围岩岩层，岩枝边部往往有石英脉或长石-石英脉充填，反映出岩枝的贯入是受构造裂隙控制的。同位素测年（锆石SHRIMP U-Pb法，测试单位：国家地质实验测试中心）结果显示，斑状花岗岩侵入时代为227.6±1.3 Ma，即二叠纪末期。

图5 斑状花岗岩的冷凝边结构Fig.5Chilled border texture in porphyritic granite

2.2 华力西中期第三次侵入的花岗斑岩（γ42c）

该类岩体于钻孔中较常见，视厚度2～10 m不等，个别达20 m，倾角较陡，一般在50°～70°，浅灰色-浅灰白色，冷凝边结构、斑状结构，块状构造。花岗斑岩的冷凝边较窄，一般2～5 cm。斑晶成分主要为：斜长石3%，大小0.5～1.5 mm，半自形板状，绢云母化；钾长石1%，大小0.51～1 mm，半自形板状，泥化；石英1%，大小0.3～0.6 mm，半自形柱状。基质主要由0.03～0.1 mm微粒状斜长石（25%）、钾长石（30%）、石英（20%）构成。次生矿物：显微鳞片状绢云母10%，均匀分布，显微鳞片状绿泥石3%，分布不均匀，显微鳞片状黑云母2%，分布不均匀；裂隙充填细粒石英4%和黄铁矿等金属矿物1%，白云母少量，磷灰石少量，白钨矿微量。花岗斑岩普遍具较强的以硅化为主的蚀变，强烈的蚀变使岩石的颜色由浅灰色变为浅灰白色。同位素测年（锆石SHRIMP U-Pb法，测试单位：国家地质实验测试中心）结果，花岗斑岩侵入时代为292.2± 2.8 Ma，即石炭纪末期。

2.3 细粒花岗岩

岩石为浅肉红色，地表呈透镜状、细脉状产出，宽3～20 cm，长50～200 m，走向NE，个别脉体走向NW，舒缓“S”形延伸。岩石结构与脉体宽度有关，窄的细粒花岗岩脉（宽5 cm以下）具细粒结构，少斑结构，块状构造，宽的岩脉（10～20 cm）则具斑状结构。主要矿物成分：石英26%，大小0.1～1.0mm，它形粒状；钾长石60%，大小0.2～1.2 mm，它形粒状-半自形板状，少量高岭土化；斜长石10%，大小0.4～2.0 mm，半自形板状，边部有绢云母化；白云母1%，大小0.1～0.3mm，局部片状，交代长石存在。

3 岩石化学特征

东戈壁钼矿区斑状花岗岩、花岗斑岩、细粒花岗岩的岩石化学成分见表1。

表1 东戈壁矿区花岗岩化学成分表Table 1Major elements content of granites in East Gobi deposit

分析东戈壁矿区斑状花岗岩岩石化学成分特征，并与我国含钼花岗岩岩石化学进行对比，参考前人资料[1～4]可以得出一些认识：

（1）东戈壁钼矿区的斑状花岗岩SiO2含量＞70%，平均74.42%，为酸度相对较高的花岗质岩体，其酸度高于中国花岗岩的平均含量（70.4%）。与国内大多数钼矿成矿岩体的SiO2在62.9%～70.2%比较，东戈壁矿区斑状花岗岩SiO2含量偏高。

（2）关于碱含量我国与钼矿有成因联系的斑岩体以具有富碱（大多ALK＞8%）、K2O/Na2O＞1为特点，其中K2O多为4%～6%，Na2O多为2%～3%。与此相比，东戈壁钼矿区ALK为7.54%，比之较低；K2O/Na2O=1.71＞1，K2O含量4.76%，与我国钼矿控矿斑岩体基本相当，显示了富碱、高钾特点。东戈壁钼矿区斑状花岗岩的里特曼指数δ=1.8（δ=(K2O+Na2O)2/SiO2-43）,属钙碱性岩。

表2 各种成因花岗岩的化学成分特征[5]Table 2Chemical character of various types granites

（3）我国钼矿控矿斑岩体，其CaO多为1.33% ±，Fe2O3+FeO为2.51%±。对比之下，东戈壁矿区的斑状花岗岩CaO为1.01%，比之略低；而Fe2O3+FeO为3.11%，比之略高。

从表1可以看出,细粒花岗岩SiO2含量77.87%,比斑状花岗岩（74.42%）高，比之更偏酸性；ALK为9.08%，比斑状花岗岩（7.54%）高；K2O/Na2O=7.99,比斑状花岗岩（1.71）高很多,K2O含量8.07%，也比斑状花岗岩（4.76%）高很多。细粒花岗岩的里特曼指数δ=2.4，属钙碱性岩。细粒花岗岩CaO为0.32%，比斑状花岗岩（1.01%）有较大幅度降低；而Fe2O3+FeO为2.78%，与斑状花岗岩（3.11%）相比略低。

花岗斑岩SiO2含量69.17%，比斑状花岗岩（74.42%）低，比之略偏基性；ALK为6.42%，比斑状花岗岩（7.54%）低；K2O/Na2O=0.38，比斑状花岗岩（1.71）低很多，K2O含量1.78%，也比斑状花岗岩（4.76%）低很多。花岗斑岩的里特曼指数δ=1.6，属钙碱性岩。

花岗斑岩CaO为3.14%，比斑状花岗岩（1.01%）有较大幅度增加；而Fe2O3+FeO为5.35%，与斑状花岗岩（3.11%）相比较高。

从表1还可以看出，斑状花岗岩、细粒花岗岩具相同的岩石化学特征，即K2O＞Na2O，二者应属同源岩浆演化序列；而花岗斑岩则具与此相反的岩石化学特征，即Na2O＞K2O，说明花岗斑岩与斑状花岗岩不属于同源岩浆演化序列，或二者不是同一时期侵入的产物，这与同位素测年结果相一致。

4 岩石成因

4.1 岩石化学特征对比

岩浆岩岩石学从物源角度将花岗岩的成因类型划分为如下四种：S型（由原岩为未经风化的火成岩熔融形成的岩浆产物）、I型（由原岩经风化的沉积岩熔融形成的岩浆产物）、A型（由地幔玄武岩浆演化而来）和M型（玄武岩浆上升后受地壳不同程度混染或亏损地壳熔融的产物）。不同成因类型的花岗岩具有不同的岩石化学（见表2）及稀土元素特征。

东戈壁钼矿区斑状花岗岩、花岗斑岩、细粒花岗岩的岩石化学成分是不同的，据三种岩石的岩石化学全分析结果，将其投影到ACF（A=Al2O3-Na2O -K2O，C=CaO,F=FeO+MgO）图解上（图6），斑状花岗岩、细粒花岗岩这二种岩石均为S型花岗岩，但斑状花岗岩投影点位于I型与S型花岗岩的交界部位的S型花岗岩一侧，细粒花岗岩的投影点则明显位于分界线的右侧，反映出随岩浆演化其S型花岗岩的特征更加明显。花岗斑岩则位于分界线的左侧，属I型花岗岩，与斑状花岗岩不是同源的。经地表及钻孔岩心观察，细粒花岗岩、花岗斑岩、斑状花岗岩中均未发现有围岩包裹体或捕掳体，说明岩浆侵入过程中与围岩混染（混合岩化）很弱。

图6 东戈壁矿区花岗岩ACF图解Fig.6ACF diagrams for ore-forming granites in East Gobi deposit

从岩石化学全分析结果看（表1），斑状花岗岩SiO2含量72.61%～76.40%，平均74.42%，细粒花岗岩较高77.46～78.24%，平均77.87%，即从斑状花岗岩→细粒花岗岩，岩石向更为酸性的趋势演化，但都位于S型花岗岩SiO2含量65%～79%范围内；花岗斑岩SiO2含量68.70%～69.42%，平均69.17%，位于I型花岗岩SiO2含量53%～76%范围内。斑状花岗岩Na2O含量2.36%～3.06%，平均2.78%，细粒花岗岩Na2O含量0.98%～1.04%，平均1.01%，二者相比变化较大，与表2中的S型花岗岩特征相吻合；花岗斑岩Na2O含量4.57%～4.71%，平均4.64%，＞3.2%，与表2中的I型花岗岩特征一致。斑状花岗岩K2O/Na2O为1.57～2.03平均1.71，细粒花岗岩K2O/Na2O为7.69～8.22，平均7.99，二者均＞1，符合S型花岗岩特征；花岗斑岩K2O/Na2O为0.37～0.41平均0.38，＜1，符合I型花岗岩特征。对于同源岩浆演化序列的MgO而言，随着岩浆向酸性演化，母岩浆向MgO贫化的方向演化，MgO含量从斑状花岗岩的0.35%减至细粒花岗岩的0.12%，呈快速下降趋势，其变化趋势和幅度比SiO2更特征；Na2O＋K2O则随岩浆向酸性演化而增加，含量从斑状花岗岩7.54%升至细粒花岗岩9.08%；其固结指数（SI=MgO/(MgO+FeO+ Fe2O3+Na2O+K2O)×100%）从3.08%快速下降至0.93%，反映出岩浆分离结晶程度高。

表3 东戈壁矿区花岗岩稀土元素含量表Table 3Rare earth elements content of granite in East Gobi deposit

4.2 稀土元素特征

我国华南I型花岗岩稀土配分曲线为右倾平滑型，δEu弱负异常或正常，轻稀土富集，但分镏弱；华南S型花岗岩稀土配分曲线为右倾“V”形谷型，δEu强负异常，轻稀土富集。

东戈壁矿区斑状花岗岩、花岗斑岩、细粒花岗岩中的稀土元素分配具有不同的特征，各岩石稀土元素含量、球粒陨石标准化值见表3。

斑状花岗岩：∑REE为(117～151)×10-6，平均132×10-6；LREE为(77～112)×10-6，平均91×10-6；HREE为(44～39)×10-6，平均41×10-6；LREE/HREE为1.9～2.9，平均2.2，轻稀土略显富集；δEu为0.21～0.427，平均0.289,为强负铕异常(铕强亏损)；稀土配分曲线为右倾、具“V”形谷型（图7），显示壳源型花岗岩的特点，属S型花岗岩，与华南S型花岗岩具相同的稀土元素配分型式。

花岗斑岩：稀土元素总量∑REE为72×10-6～81×10-6，平均76×10-6；LREE为56×10-6～67×10-6，平均61×10-6；HREE为14×10-6～17×10-6，平均16×10-6；LREE/HREE为3.5～4.8，平均3.9,轻稀土富集；δEu为0.801～0.936，平均0.882,铕弱负异常（弱亏损）；稀土配分曲线为右倾平滑型（图7），显示壳源改造型（未经风化的火成岩熔融形成的）花岗岩的特点，属I型花岗岩，并与华南I型花岗岩稀土配分型式相同。

细粒花岗岩：稀土元素总量∑REE为49×10-6～83×10-6，平均71×10-6；LREE为26×10-6～52×10-6，平均43×10-6；HREE为23×10-6～31×10-6，平均28×10-6；LREE/HREE为1.1～1.7，平均1.5,轻稀土略显富集；δEu为0.516～0.689，平均0.579,为负铕异常(铕中等亏损)；稀土配分曲线为右倾、具“V”形谷型（图7），属S型花岗岩。

图7 东戈壁矿区花岗岩稀土分配型式Fig.7Chondrite-normalized REE pattern of granite in East Gobi deposit

从图7可以看出，斑状花岗岩、细粒花岗岩轻重稀土分馏程度不高，但铕明显亏损，稀土分配曲线呈缓右倾“V”谷型，与华南S型花岗岩稀土分配型式相同；与之相比较花岗斑岩轻稀土富集程度略高，但铕亏损不明显，稀土分配曲线呈右倾平缓型，与华南I型花岗岩稀土分配型式相同。二者稀土配分型式有明显不同，不属于同期侵入的岩浆演化系列，与岩石化学成分特征对比得出的结论相同。

5 结论

东戈壁斑岩型钼矿床之控矿斑岩体为隐伏斑状花岗岩体，属S型花岗岩，在斑状花岗岩体中可见有辉钼矿、黄铁矿、黄铜矿等金属矿化。矿体分布在斑状花岗岩的外接触带的褐黄色-灰黑色变质含砾砂岩、砂岩、泥质砂岩-砂质泥岩中。斑状花岗岩具似斑状结构、中粗粒结构，总体上看粒度较粗，反映岩体侵位深度相对较深，应为中深成侵入岩体，这一特点与典型的超浅成（侵位深度＜1.5 km）、浅成（1.5～3.0km）斑岩（细粒）型钼矿床明显不同；同时通过对东戈壁斑状岩体岩石化学的研究反映出东戈壁斑状花岗岩体的SiO2含量比国内大多数成钼斑岩体要高，稀土元素的研究则明确显示出东戈壁斑状花岗岩体属地壳重熔型S型花岗岩，原岩为经风化的碎屑岩。

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Geological and Geochemical Characteristics of Ore-forming Granite Porphyry in East Gobi Porphyry MolybdenumDeposit in Xinjiang

YANG Zhi-qiang,WU Bang-you,ZHENG Song-sen,ANJin-liang,CHANG Yong-qiang
(No.2 Geo-exploration Courtyard ofHenan Bureau ofGeo-exploration and Mineral Development,Xuchang 461000,Hunan,China)

East Gobi porphyry molybdenumdeposit which locates at south of Hami(about 110 kmaway), Xinjiang province,is in the Jueluotage polymetallic metallogenic belt of Eastern Tianshan Mt..Three type magmatic rocks,pale red porphyritic granite,granite prophyry vein and fine-grained granite vein are distributed in East Gobi Mo deposit,while ore-bodies are mainly occurred in the outer contact zone of Late Hercynian intruded porphyritic granite and low-metamorphic clastic rock.The petrological and geochemical feature of ore-bearing porphyry in East Gobi Mo deposit is comparison with the porphyry in other porphyry-type Mo deposits,which indicated that the porphyritic granite is with higher SiO2content and belongs to calc alkali S-type granite.East Gobi porphyry Mo deposit is the first discovered super-large Mo deposit in Xinjiang province, this research may be very valuable for prospecting the similar deposit in this area.

porphyritic granite;petrology;geochemical;East Gobi porphyry molybdenumdeposit;Xinjiang province

P 618.65

A

1007-3701(2011)03-0208-07

2011-02-24

杨志强（1963—），男，高级工程师，主要从事地质找矿及科研工作.E-mail：13733722801@139.com.