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内蒙古阿巴嘎旗乌和尔楚鲁图钼矿区成矿斑岩的岩石地球化学特征与年代学

2015-03-06俞礽安唐永香

关键词:花岗钼矿斑岩

俞礽安,唐永香,张 峰,谢 瑜,张 超,郭 虎

1.中国地质大学(北京)地球科学与资源学院, 北京 100083 2.中国地质调查局天津地质调查中心,天津 300170 3.天津地热勘查开发设计院,天津 300250



内蒙古阿巴嘎旗乌和尔楚鲁图钼矿区成矿斑岩的岩石地球化学特征与年代学

俞礽安1,2,唐永香3,张 峰2,谢 瑜2,张 超2,郭 虎2

1.中国地质大学(北京)地球科学与资源学院, 北京 100083 2.中国地质调查局天津地质调查中心,天津 300170 3.天津地热勘查开发设计院,天津 300250

乌和尔楚鲁图钼矿床位于国内重要的二连--东乌旗钼矿成矿带中,为近几年新发现的斑岩型钼矿床。本次就该矿床成矿岩体的地球化学及其U-Pb年代学开展相关研究。结果表明: 矿区中的成矿岩体属过铝质、高钾钙碱性系列;富集大离子亲石元素(LILE)、亏损高场强元素(HFSE),具有与南岭型花岗岩相似的地球化学特征。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年显示,与乌和尔楚鲁图钼矿床成矿有关的花岗斑岩形成于中侏罗世((160 ± 1)Ma) 。因此,可推测乌和尔楚鲁图钼矿床斑岩型钼矿的成矿时代为燕山早期。综合研究认为乌和尔楚鲁图斑岩型钼矿床形成于后碰撞的构造环境。

乌和尔楚鲁图;斑岩型钼矿;地球化学;锆石U-Pb年龄

0 引言

乌和尔楚鲁图钼矿床是近几年天津地质调查中心在国土资源大调查工作中新发现的一个中型钼矿床。矿区通过系统的大比例尺地质调查、物化探工作、槽探和深部钻探工程验证,初步估算该钼矿体(3341)资源量约为7万 t,目前已达到中型钼矿床的规模。近年来,随着新一轮国土资源大调查工作的深入开展,在古亚洲成矿域东段的内蒙古二连--东乌旗成矿带相继新发现了乌兰德勒钼(铜)矿[1]、准苏吉花钼钨矿[2]、必鲁甘干钼(铜)矿床[3]、乌日尼图钼(铜)矿[4]、乌花敖包钼矿和达来敖包钼矿等[5]诸多矿床。前人对该成矿带中的部分成矿岩体的年代学进行了研究,认为乌兰德勒钼矿床成岩成矿时代为早白垩世,准苏吉花钼(铜)矿床成岩成矿时代为早二叠世,但有学者认为准苏吉花钼(铜)矿床所测的成矿岩体为围岩,不是真正的主成矿岩体,其主成矿期的岩体还待进一步的勘查和研究[6]。

由于乌和尔楚鲁图斑岩型钼矿床发现较晚,前人尚未对成矿岩体的形成时代和成岩作用进行系统研究,从而限制了对成矿斑岩体的成因及成岩成矿大地构造背景等问题的进一步探讨。乌和尔楚鲁图作为该地区新发现的斑岩型钼矿床,通过系统的研究工作,厘定斑岩体的成因与成矿之间的关系,将有助于提升人们对该区域内钼矿床成因的认识,也有助于进一步指导该地区的找矿工作。鉴于此,作者以乌和尔楚鲁图钼矿作为研究对象,论述了该区钼矿床的地质特征及含成矿岩体时代、地球化学特征,探讨了该区的成矿动力学背景。

1 区域地质背景

研究区大地构造位置位于西伯利亚板块东南大陆边缘大兴安岭南段晚古生代增生造山带,二连--贺根山缝合带南侧,属古亚洲成矿域东段,内蒙古大兴安岭成矿省二连--东乌旗晚古生代--中生代成矿带[7]。本区经历了华力西期、燕山期滨太平洋活动为主的多期构造运动,区内构造变动频繁,地层褶皱强烈,断裂构造发育,地质构造较为复杂。

区内主要发育上二叠统和下二叠统,其次为上石炭统。下二叠统主要由砂岩、板岩、砂砾岩及砾岩组成,上二叠统的岩性组合为变质砂岩、硅化凝灰岩、英安质角砾凝灰岩、英安岩等,二者呈不整合接触关系;上石炭统主要由碳酸盐岩为主的滨海、浅海相沉积岩组成,出露岩性为灰色巨厚层块状碎屑灰岩、薄层碎屑灰岩夹黄色细砂岩,与下二叠统呈断层接触。

区内侵入岩较为发育,主要为古生代--中生代花岗岩,呈岩株、岩枝、岩墙状产出。由于该地区的构造演化经历了由大洋板块俯冲、大陆板块碰撞拼合、碰撞后伸展、非造山等阶段,形成了由俯冲、碰撞、碰撞后及非造山等不同构造背景下的岩浆岩,岩浆岩主要包括:华力西晚期的二长花岗岩、花岗闪长岩和斜长花岗岩及少量辉绿岩,燕山期的花岗岩和花岗斑岩。其中研究区中与成矿关系密切的为燕山期侵入岩,构造背景主体受到华北克拉通与西伯利亚板块碰撞后岩石圈伸展构造背景的影响,同时可能叠加了太平洋板块对中国大陆的俯冲。由于燕山期强烈的断裂活动,构成本区断裂构造的主体,并破坏和改造了褶皱构造,控制着岩浆活动和岩浆岩分布。

区域构造以华力西晚期和燕山期构造运动为主。华力西晚期形成的褶皱构造主要为北东或北东东向的复式褶皱,两翼次级褶曲、断裂比较发育,受北西--南东向挤压褶皱的同时,断裂构造比较发育,以北东向(北东东向)为主,次为北西向;印支期至燕山早期的构造变形仍然受控于古亚洲洋闭合后,造山带的坍塌,发育一些伸展构造;在燕山期表现为早期基底断裂发生继承性活动,受到滨太平洋构造活动的影响,在本地区形成了一系列北北东向断层和断陷盆地,初步形成了盆岭相间的构造格局雏形。

2 矿区地质与矿床地质特征

2.1 矿区地质

1.第四系风成砂和冲洪积物;2.包尔敖包组;3.花岗斑岩;4.花岗岩脉;5.石英脉;6.花岗斑岩脉;7.铅锌矿化体;8.钻孔及编号;9.勘探线及编号;10.钼矿体资源量圈定边界。据文献[8]修编。图1 乌和尔楚鲁图钼矿区地质简图Fig.1 Simplified geological map of Wheerclt porphyry molybdenum deposit

矿区内主要出露上二叠统包尔敖包组(P2b),北部为碎屑沉积岩夹厚层硅化灰岩,南部为中酸性火山岩、火山碎屑岩,岩性主要为英安岩、英安质凝灰熔岩、流纹质含角砾熔结凝灰岩、晶屑凝灰岩,地层厚度大于600 m。地层受到北东向构造挤压作用出现不同程度的片理化现象,矿物出现了定向排列,岩石中出现了新生变质矿物。地层总体走向为北东方向延伸,倾向南东(图1)。其中英安质凝灰熔岩等火山岩内部发育绢云母化、青磐岩化、高岭土化等蚀变,是钼矿的赋矿围岩。

矿区发育北东向、北西向和近东西向三组断裂,其控制了矿区脉岩及矿脉的产出。区域北东向断裂表现为压扭性特征,经后期改造表现为张扭复合性;北西向及近东西向断裂表现为张性,经后期改造得到加强,由于张裂隙及张扭性裂隙破裂面宽度较大,具有较好的容矿空间,为后期矿液的运移及赋存创造了空间。

区内岩浆岩主要为花岗斑岩,呈小岩株状产出,侵入于二叠系上统包尔敖包组,出露面积为0.3 km2,长轴延伸为北西向。脉岩广泛发育,主要为花岗斑岩脉、细粒花岗岩脉、闪长玢岩脉和石英脉,延伸方向以北东向、北东东向为主。经钻探验证,位于WZK101钻孔附近出露小面积的花岗斑岩体,其厚大的隐伏斑岩体是位于标高800 m以下,与围岩呈侵入接触,界面清楚。

2.2 矿体特征

矿体在空间分布表现为北部铅锌矿化带和南部钼矿体。北部铅锌矿化带位于乌和尔楚鲁图矿区北部,走向与区域构造线方向一致,呈北东--南西向展布,矿化带的分布与北东向张性断裂密切相关。从目前的槽探、钻探施工结果分析,矿化带表现为浅部为铅锌矿体、下部为铜矿体的明显带状分布特征。南部钼矿体受3个钻孔控制,目前矿体的产状和规模因钻探工程控制不够还无法准确研究清楚,但是根据该区成矿岩体呈北西向展布,可以推测钼矿体走向可能为北西向。由于矿区的勘查工作程度有限,北部铅锌矿化带与南部钼矿体之间为第四系覆盖且没有工程控制,根据矿区的地质特征与蚀变分带情况,推测北部的铅锌矿化带为钼矿体的外接触带,因此本文只重点介绍南部钼矿体。

乌和尔楚鲁图钼矿床为隐伏矿体,矿体厚度大,矿化连续。矿体赋存于花岗斑岩体及其与火山岩、火山碎屑岩地层的内外接触带中(图2)。剖面上矿体形态整体呈拱桥状、钢盔状,岩体及附近内外接触带的矿体呈现富、厚特征,而远离接触带的近地表矿体呈薄、贫特征;矿体从西到东埋深逐渐变大,下部矿带矿物单一,矿石中主要的金属矿物为辉钼矿、黄铁矿、闪锌矿(图3a、b),少量黄铜矿、磁黄铁矿等(图3c、d);矿石构造主要为细脉状、浸染状和网脉状构造。其中辉钼矿在矿石内多数以叶片状单体和集合体沿岩石裂隙及脉石英间隙分布,在石英细脉内部较为富集。

矿区蚀变分带特征明显,由下到上依次可见钾化、硅化、黄铁绢英岩化、青磐岩化。其中钾化、黄铁绢英岩化、硅化与矿体密切伴生。根据矿物穿切关系及共生组合,可将矿区划为3个阶段:早期硅化阶段,多呈团块状,伴有少量黄铁矿形成;主矿化阶段,主要形成辉钼矿、石英、黄铁矿、钾长石;晚期石英、碳酸盐化阶段,主要形成细脉状碳酸盐岩,伴有少量黄铁矿、辉钼矿等金属矿物。矿区的蚀变分带及钼矿化的分布特点表明,钼矿化与斑岩体岩浆、热液活动密切相关,具有斑岩型矿化的特点。

3 样品选择与分析测试方法

主量元素数据引自文献[8],微量元素的9件样品分别采自地表的新鲜花岗斑岩体和矿区深部岩心,分析测试在天津地质矿产研究所同位素实验室完成,微量元素及稀土元素利用酸溶法制备样品,使用ICP-MS(series Ⅻ)测试完成。

1.英安质角砾凝灰熔岩;2.花岗斑岩;3.钻孔位置及编号;4.矿体;5.地质界线;6. 薄、厚矿体界线;7.蚀变分带界线;8.钾化、强硅化带;9.黄铁绢英岩化、硅化带;10.青磐岩化带(绿泥石化、碳酸盐化)。据文献[8]修编。图2 乌和尔楚鲁图矿区1线勘探线剖面图Fig.2 Geological section along No.1 exploration line of Wheerclt molybdenum deposit

a.辉钼矿化脉;b.富含辉钼矿的石英脉;c.细脉浸染状黄铜矿化;d.细脉状黄铜矿化;e.花岗斑岩手标本;f.花岗斑岩显微特征。Ab.斜长石;Bi.黑云母;Qtz.石英;Mol.辉钼矿;Cpy.黄铜矿。图3 乌和尔楚鲁图钼矿区矿物矿石结构构造特征Fig.3 Geological characteristics of Wheerclt porphyry molybdenum deposit

锆石定年样品与主量元素和微量元素分析的样品相对应。锆石分选在河北地质测绘院实验室完成。测试之前,在天津地质矿产研究所同位素实验室进行锆石靶清洗、喷碳、阴极发光(CL)照相和透射光反射光照相,阴极发光照相在实验测试室扫描电镜(ss550)加载阴极发光仪(monocl4)上完成。

锆石U-Pb同位素组成分析同样在天津地质研究所实验测试室激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)仪上完成。分析仪器为配备有美国ESI公司生产的UP193-FX ArF准分子激光器的激光剥蚀系统和neptune质谱仪。利用193 nm 激光器对锆石进行剥蚀,通常采用的激光剥蚀的斑束为35或50 μm,激光能量密度为13~14 J/cm2,频率为8~10 Hz,激光剥蚀物质以He为载气送入Neptune,利用动态变焦扩大色散可以同时接收质量分数相差很大的U-Pb同位素,从而进行锆石U-Pb同位素原位测定。测试中用人工合成的硅酸盐玻璃标准参考物质NIST610进行仪器最佳化。锆石年龄计算采用标准锆石GJ-1作为外标校正,每测定8个分析点后插入一次标样测定,以确保标样和样品的仪器条件完全一致。在所测锆石样品分析前后各测一次NIST610。同位素数据处理采用ICPMS-DataCal程序,普通铅采用208Pb校正,年龄计算使用Kenneth R Ludwig[9]的Isoplot程序完成。

4 岩石学与地球化学特征

与乌和尔楚鲁图钼矿成矿有关的花岗斑岩呈中粗粒斑状结构,斑晶为钾长石(30%±)、少量石英(<5%)、斜长石(<5%);钾长石呈自形晶,粒径0.8~4.0 mm;石英呈熔蚀状,斜长石有的包于钾长石内。基质由钾长石(30%~35%)、石英(25%~30%)和少量斜长石(<5%)、黑云母组成,粒径为0.02~ 0.60 mm,呈微粒、细粒;斜长石呈半自形板状;钾长石呈他形--半自形板状,有的与石英呈显微文象状交生,构成显微文象结构;石英呈他形粒状(图3e、f)。

从主量及微量元素分析结果表(表1)可以看出,乌和尔楚鲁图矿区的花岗斑岩的w(SiO2)为70.48%~76.52%,矿区内的w(Na2O)大部分小于w(K2O);从A/NK-A/CNK 图解(图4a) 可以看出,成矿岩体均为过铝质;从w(K2O)-w(SiO2)图解(图4b) 可知,不同矿区的岩石系列以高钾钙碱性岩石为主,少量钾玄岩系列;从判别 A 型、I 型和 S 型花岗岩成因的w(Na2O)-w(K2O)图解(图4c)中,可以看出矿区中的岩石样品基本是分布于A型花岗岩区。结合岩石的矿物组合特征,岩体具A型花岗岩的特点[10]。从图5a可以看出,成矿花岗斑岩的球粒陨石标准化稀土配分曲线为右倾式,轻稀土元素富集;δEu值均小于1(表1),表现出了明显Eu的负异常。富集大离子亲石元素(LILE) ,如Rb、K、U 等元素呈现出明显的正异常;亏损高场强元素(HFSE),如Nb、Sr、Ti 、P等元素表现出明显的负异常(图5b),说明斜长石发生明显的分离结晶作用,也就是表明岩浆岩有地壳组分混染,与南岭型花岗岩的岩浆地球化学特征相似[11]。

在构造环境w(Rb)-w(Y+Nb)判别图解(图6a)中,基本是分布于后碰撞花岗岩内,为造山后伸张构造环境下的产物,1个样品落入VAG区域内,即火山弧花岗岩;在w(Nb)-w(Y)判别图解(图6b)中,投入的点大部分落入火山弧和同碰撞花岗岩区域内,显示出后碰撞花岗岩类构造环境判别的复杂性,岩浆源区的性质和岩浆演化的综合结果决定了花岗岩类岩石类型的多样性特征。由于高场强元素的活动性较低,受各种地质作用的影响比较弱,因此能够真实反映源区的性质。该成矿带3个矿区样品的Zr/Hf值为15.4~38.9,Nb/Ta 值为8.7~13.8,通过结合前人对由幔源岩浆演化而来的正常花岗岩的研究结果[18-19](Zr/Hf值为33~40,Nb/Ta值约为11)对比,显示该区花岗岩具有幔源岩浆特征,其可能是幔源岩浆直接分异演化而来,也可能是形成于下地壳的幔源基性岩石再熔融的产物。大量研究显示,兴蒙造山带具有此类地球化学特征的花岗岩均属后者成因[20]。

表1 矿区含矿斑岩体主量元素和微量元素分析结果

注:主量元素质量分数单位为%;微量元素质量分数单位为10-6;主量元素数据引自文献[8]。

a底图据文献[12];b底图据文献[13]; c底图据文献[14]。图4 成矿花岗斑岩的A/NK-A/CNK 图解(a) 、w(K2O)-w(SiO2)图解( b)和w(Na2O)-w(K2O)图解(c)Fig.4 A/NK-A/CNK diagram (a),w(SiO2)-w(K2O) diagram (b) and w(K2O)-w(Na2O) (c)of metallogenicgranitoid

球粒陨石值据文献[15];原始地幔值据文献[16]。图5 成矿花岗斑岩的稀土元素球粒陨石标准化图解(a)及微量元素原始地幔标准化图解(b)Fig.5 Chondrite-normalized REE distribution patterns(a) and primitive mantle-normalized trace elements distribution patterns(b) of metallogenic granitoid

底图据文献[17]。图6 成矿花岗斑岩岩石的w(Rb)-w(Y+Nb) 图解(a)和w(Nb)-w(Y)图解(b)Fig.6 w(Rb)-w(Y+Nb) diagram(a) and w(Nb)-w(Y)diagram(b) of metallogenic granitoid

5 成岩成矿年代学研究

乌和尔楚鲁图矿区花岗斑岩中的锆石为半自形--自形(图7) ,粒径大小为50 μm× 100 μm,长宽比为2∶1~4∶1,锆石颗粒为长柱状,大部分锆石振荡环带明显。选取了25 粒锆石对其进行LA-ICP-MS 测定,测试数据见表2。锆石的Th/U值为0.254 3~0.900 4,具有岩浆成因锆石的特征。所有点都落在谐和线附近,25个测点206Pb/238U年龄加权平均值为(160±1)Ma(MSWD=1.2)(图8)。因此,岩浆侵位发生在中侏罗世。

图7 乌和尔楚鲁图矿区花岗斑岩部分锆石阴极发光图像Fig.7 CL images of selected zircons of minerogenic granitoid from Wheerclt deposits

6 讨论

6.1 乌和尔楚鲁图钼矿床的成岩成矿时代

以往通常认为华北克拉通北缘自古生代以来主要岩浆活动有华力西期和燕山期两期[21],其中,前人对燕山期岩浆活动及其成矿作用已有研究,尤其是对大兴安岭成矿带中南段矿床的成岩成矿特征已有不少学者作过讨论[22-25]。该区域内中生代以中酸性侵入岩为主,发育花岗闪长岩、钾长花岗岩、二长花岗岩与花岗斑岩。成矿元素组合从燕山早期到晚期具有Cu-Pb-Zn、Pb-Zn-Mo、Sn-Pb-Zn-Mo-Ag-REE的演化序列,其中铜主要在燕山早期成矿,铅锌在燕山早期到晚期皆有成矿,钼主要集中在燕山中晚期,而锡和稀有金属在燕山晚期成矿[26]。

二连--东乌旗成矿带中南段钼矿床成矿岩体的年代学研究相对较少。乌兰德勒钼(铜)多金属矿床成矿母岩细粒二长花岗岩(WLTW2)SHRIMP U-Pb同位素年龄为(131.3±1.6)Ma;辉钼矿Re-Os成矿年龄为(134.1 ± 3.3) Ma)[27];而准苏吉花钼(铜)矿床成岩成矿于早二叠世,其形成可能是古亚洲洋在向北俯冲过程中弧后伸展构造体制下高钾钙碱性岩浆作用的结果,而其后的三叠纪及白垩纪斑岩型钼矿化(如三叠纪成矿的宝格达乌拉钼矿床,侏罗纪成矿的乌兰德勒钼矿床)则可能是南北两大板块拼合后地壳伸展作用的产物,具Climax型矿床的特点。另外,考虑到成矿斑岩中锆石的封闭温度高,而辉钼矿的形成处于岩浆作用的晚期低温阶段[28],说明成岩与成矿作用是一个连续的岩浆作用过程。

表2 乌和尔楚鲁图矿区花岗斑岩锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素分析结果

Table 2 LA-ICP-MS zircon U-Pb analyses of minerogenic granitoid from Wheerclt deposits

注:测试样品号为WHG12。

本文测得乌和尔楚鲁图钼矿床含矿斑岩体的成岩年龄为中侏罗世,与乌兰德勒钼(铜)矿床的成岩年龄相差30 Ma,说明二连--东乌旗成矿带中的斑岩型钼矿床具有多期次成岩成矿的特征,斑岩体形成时间略早于矿石矿物结晶沉淀时间是基本事实[29],成矿作用稍晚于斑岩体的侵入冷凝时间,相隔时间通常不超过10 Ma[30]。因此,可以推测乌和尔楚鲁图矿床钼矿成矿年龄为中侏罗世,属于燕山早期成矿作用的产物。

图8 乌和尔楚鲁图矿区花岗斑岩锆石U-Pb年龄谐和图Fig.8 U-Pb concordian diagram of minerogenic granitoid from Wheerclt deposits

6.2 乌和尔楚鲁图斑岩型钼矿床的成矿地球动力学背景

A型花岗岩形成于非造山岩石圈伸张或造山后的构造环境是目前大家普遍能接受的[31],其目前广泛分布于华北克拉通北缘以及大兴安岭中生代花岗岩地区;而少部分花岗岩为I型。关于花岗岩的成因方面,部分学者认为华北克拉通北缘地区的碱质A型花岗岩的构造背景为岩石圈伸展背景下的岩浆作用产物,中生代时期不同类型的花岗质岩浆活动时间序列,反映了从碰撞后到非造山演化的区域地球动力学背景[32]。板块缝合带与块体边缘是大规模形成不同矿种的有利构造地带,而造山带由挤压到伸展的转变期又是大规模成矿的有利时期或者高峰期[33-34]。二连--贺根山缝合带是位于华北板块和西伯利亚板块的结合地带, 矿区中的成矿岩体----花岗斑岩,是形成于板块碰撞的后碰撞阶段,说明该地区具有良好的成矿构造背景。

前述主量元素的研究表明,乌和尔楚鲁图钼矿床的斑岩体为过铝质、高钾钙碱性系列的A型花岗岩,具有类似于南岭型花岗岩的岩石组合特征。微量元素研究表明,该成矿带中的斑岩型矿床中的斑岩体富集大离子亲石元素(LILE)、亏损高场强元素(HFSE),具有低Sr和低Y特征;在构造环境w(Rb)-w(Y+Nb)判别图解、w(Nb)-w(Y)判别图解上显示出火山弧和同碰撞花岗岩的特征,对应了华北板块与西伯利亚板块之间碰撞后的伸展构造环境,也可能部分受古太平洋板块俯冲的影响[35]。根据以上的分析,并结合区域的地质背景,乌和尔楚鲁图钼矿床的成矿动力学背景如下:

中亚造山带经历了古亚洲洋板块的消减和陆缘岩浆弧增生,古亚洲洋于二叠纪--三叠纪之交彻底闭合[36-37],于三叠纪--侏罗纪发生陆-陆碰撞,地壳挤压、缩短、加厚。华北板块与西伯利亚板块成为统一的整体,形成巨型中亚造山带,此后进入碰撞后地壳演化阶段。至此,大兴安岭地区的主体构造单元格架逐渐形成,形成的火山-沉积地层构成了区域新基底,成为良好的矿源层,为成矿元素的再富集创造了条件。自中生代早期开始,区内逐渐向滨太平洋构造域发展过渡,侏罗纪太平洋板块的俯冲作用导致华北板块北缘区内东西向深大断裂复活开合,同时形成的多条NE--NNE向断裂叠加在前中生代断裂之上,形成以北东向为主的菱形构造格局。在板块俯冲挤压向短时间张性环境转换的状态下,深部软流圈地幔上涌和岩浆底侵作用[38],促使基性下地壳加热而发生进一步熔融,最终在该成矿带形成花岗岩和花岗斑岩体,该岩体与以上所述及的具有富集大离子亲石元素(LILE)、亏损高场强元素(HFSE)的后造山环境下的A型花岗岩地球化学特征相吻合。

结合区域地质特征和乌和尔楚鲁图斑岩型钼矿的地质特征,笔者认为乌和尔楚鲁图斑岩型钼矿的成岩成矿机制为:在华北板块与西伯利亚板块碰撞后由挤压向伸展转换的过程中,地壳和地幔的过渡带发生减压熔融作用,形成了原始岩浆;在岩浆上升侵入过程中,促使部分地壳加热而发生进一步熔融,并与地壳物质发生混合,获得部分成矿物质,形成了该区域的斑岩型钼矿床。

7 结论

根据乌和尔楚鲁图斑岩型钼矿床的年代学与地球化学研究,结合该区已有的综合地质成果,得出如下主要结论:

1)成矿斑岩体为过铝质的高钾钙碱性系列岩石,岩石富集大离子亲石元素(LILE)、亏损高场强元素(HFSE),与南岭型花岗岩地球化学特征相似。

2)含矿斑岩体形成于(160 ± 1)Ma,岩浆侵位发生在中侏罗世。

3)乌和尔楚鲁图斑岩型钼矿床形成于后碰撞的构造环境。

因此,加强对乌和尔楚鲁图钼矿床的成矿环境及其地球动力学背景的研究,有利于我们深入认识乌和尔楚鲁图钼矿床的成矿机制,对进一步寻找区域上有利于成矿的斑岩体以及深部预测都具有重要意义。

本文野外工作及论文编写过程中, 天津地质调查中心领导和同事们给予了指导和帮助,同时天津地质调查中心实验测试室的郭虎等几位测试人员在百忙中帮忙处理分析数据,在此致以诚挚的谢意。

[1] 陶继雄,钟仁,赵月明,等.内蒙古苏尼特左旗乌兰德勒钼(铜)矿床地质特征及找矿标志[J].地球学报,2010,31(3): 413-422. Tao Jixiong, Zhong Ren, Zhao Yueming,et al. Geological Characteristics and Ore-Prospecting Criteria of the Ulandler Porphyry Molybdenum Deposit in Sonid Left Banner, Inner Mongolia[J]. Acta Geoscientica Sinica , 2010,31(3): 413-422.

[2] 刘翼飞,聂凤军,江思宏,等. 内蒙古苏尼特左旗准苏吉花斑岩钼(铜)矿床地质与地球化学特征[J].矿床地质,2010,29(增刊): 237-238. Liu Yifei,Nie Fengjun,Jiang Sihong, et al. Geological Features and Geological Characteristics of the Zhunsujihua Molybdenum Deposit in Sunitezuo County,Inner Mongolia[J]. Mineral Deposits, 2010,29(Sup.): 237-238.

[3] 唐文龙,曾威,冉皞,等.内蒙古阿巴嘎旗必鲁甘干钼铜多金属矿床地质特征及找矿前景[J].地质调查研究,2012,35(3):161-166. Tang Wenlong, Zeng Wei, Ran Hao, et al. Geological Features and Ore Prospecting of the Bilugangan Deposit, Abaga, Inner Mongolia[J]. Geological Survey and Research,2012,35(3):161-166.

[4] 王弢,尚恒胜,邵积东,等. 内蒙古苏尼特左旗乌日尼图钨钼矿床地质特征及找矿标志[J]. 地质找矿论丛, 2012,27(2):168-173. Wang Tao, Shang Hengsheng, Shao Jidong, et al. Geological Characteristics and Ore Exploration Marks of the Wurinitu Tungsten Molybdenum Deposit in Sunitezuo County ,Inner Mongolia[J]. Contributions to Geology and Mineral Resources Research, 2012,27(2):168-173.

[5] 沈存利,张梅,于玺卿,等.内蒙古钼矿找矿新进展及成矿远景分析[J].地质与勘探,2010,46(4):561-574. Shen Cunli, Zhang Mei, Yu Xiqing, et al. New Progresses in Exploration of Molybdenum Deposits and Analysis of Mineralization Prospect in Inner Mongolia[J]. Geology and Exploration, 2010,46(4):561-574.

[6] 邵积东,陶继雄,李四娃,等. 大兴安岭成矿带找矿工作新进展[J].地质通报,2009,28(7):955-962. Shao Jidong,Tao Jixiong,Li Siwa, et al. The New Progress in ore Prospecting Within Daxing-Anling Mineralization Belt[J]. Geological Bulletin of China, 2009,28(7):955-962.

[7] 肖伟,王义天,江思宏,等.南蒙古及邻区地质矿产简图及地形地貌特点[J]. 地球学报, 2010, 31(3): 473-484. Xiao Wei, Wang Yitian, Jiang Sihong, et al. Explanatory Notes for the Simplified Geology and Mineral Resource Map and Typical Geographical and Topographic Features of Southern Mongolian and Its Neighboring Areas[J]. Acta Geoscientica Sinica, 2010,31(3): 473-484.

[8] 俞礽安,司马献章,唐永香,等.内蒙古阿巴嘎旗乌和尔楚鲁图钼矿区地质特征及综合找矿信息[J].地质科技情报, 2014,33(6):149-156. Yu Reng’an,Sima Xianzhang,Tang Yongxiang, et al. Geological Characteristics and Comprehensive Ore-Prospecting Information of Wheerclt Molybdenum Deposit of Abag Banner,Inner Mongolia[J].Geological Science and Technology Information, 2014,33(6):149-156.

[9] Ludwig K R.Mathematical-Statistical Treatment of Data and Errors for Th-230/U Geochronology, Uranium-Series Geochemistry[J].Reviews in Mineralogy & Geochemistry,2003,52:631-656.

[10] 施光海,苗来成,张福勤,等.内蒙古锡林浩特A型花岗岩的时代及区域构造意义[J]. 科学通报, 2004, 49(4): 384-389. Shi Guanghai,Miao Laicheng,Zhang Fuqin,et al. The Age and Tectonic Significance of a tye Granite in Xilinhaote, Inner Mongolia[J].Chinese Science Bulletin, 2004, 49(4): 384-389.

[11] 张旗,李承东.花岗岩:地球动力学意义[M].北京:海洋出版社,2012:1-275. Zhang Qi, Li Chengdong.Granite: Geodynamic[M].Beijing: Maritime Press,2012:1-275.

[12] Maniar P D, Piccoli P M. Tectonic Discrimination of Granitoids[J].Geological Society of American Bulletin,1989, 101: 635-643.

[13] Rickwood P C.Boundary Lines Within Petrologic Diagrams Which Use Oxides of Minor Elements[J]. Lithos,1989,22: 247-263.

[14] Collins W J, Beams S D, White A J R, et al. Nature and Origin of A-Type Granites with Particular Refe-rence to Southeastern Australia[J]. Contributions to Mineralogy and Petrology, 1982,80: 189-200.

[15] Boynton W V.Cosmochemistry of the Rare Earth Elements: Meteorite Studies[C]//Henderson P.Rare Earth Element Geochemistry. Amsterdam: Elsevier,1984:63-114.

[16] Sun S S,Mcdonough W F.Chemical and Isotopic Systematic of Oceanic Basalts: Implications for Mantle Composition and Processes[C]//Saunders A D,Norry M J.Magmatism in Ocean Basins.London: Geological Society Publication,1989: 313-345.

[17] Pearce J A,Harris N B W, Tindle A G.Trace Element Discrimination Diagrams for the Tectonic Interpretation of Granitic Rocks[J].J Petrol,1984,25: 956-983.

[18] Green T H.Significance of Nb/Ta as an Indicator of Geochemical Processes in the Crust-Mantle System[J].Chemical Geology,1995,120: 347-359.

[19] Dostal J, Chatterjee A K.Contrasting Behaviour of Nb/Ta and Zr/Hf Rratios in a Peraluminous Granitic Pluton (Nova Scotia,Canada)[J]. Chemical Geology,2000,163: 207-210.

[20] Wu F Y,Sun D Y,Ge W C,et al. Geochronology of the Phanerozoic Granitoids in Northeastern China[J]. Journal of Asian Earth Sciences,2011,41: 1-30.

[21] 曾庆栋,刘建明,张作伦,等.华北克拉通北缘鸡冠山斑岩钼矿床成矿年代及印支期成矿事件[J].岩石学报,2009,25(2):393-398. Zeng Qingdong, Liu Jianming, Zhang Zuolun, et al. Ore Forming Time of the Jiguangshan Porphyry Molybdenum Deposit,Northern Margin of North China Craton and the Indosinian Mineralization[J].Acta Petrologica Sinica,2009,25(2):393-398.

[22] 张德全,赵一鸣.大兴安岭及邻区铜多金属矿床论文集[C].北京:地质出版社,1993:1-161. Zhang Dequan,Zhao Yiming. Proceedings of Copper-Polymetallic Deposits in the Da Hinggan Mountains and Its Adjacent Area[C]. Beijing:Geological Publishing House, 1993:1-161.

[23] 邵积安,张履桥,牟保磊.大兴安岭中生代伸展造山过程中的岩浆作用[J]. 地学前缘, 1999,6(4):339-346. Shao Ji’an, Zhang Lüqiao, Mou Baolei.Magmatism in the Mesozoic Extending Orogenic Process of Da Hinggan Mts[J]. Earth Science Frontiers, 1999,6(4):339-346.

[24] 裴荣富,吕凤翔,范继璋,等. 华北地块北缘及其北侧金属矿床成矿系列与勘查[M].北京:地质出版社, 1998:1-237. Pei Rongfu, Lü Fengxiang, Fan Jizhang, et al. Metal Deposits Metallogeneitic Series and Prospecting of North Margin of the North China Massif and Its North Side[M]. Beijing: Geological Publishing House,1998:1-237.

[25] 盛继福,付先政,李鹤年,等. 大兴安岭中段成矿环境与铜多金属矿床地质特征[M].北京:地震出版社,1999:139-169. Sheng Jifu, Fu Xianzheng, Li Henian,et al. The Metallogenic Setting and Copper-Polymetallic Geolo-gical Character of the Middle Segment of the Da Hinggan Mountains[M]. Beijing:Seismological Press, 1999:139-169.

[26] 王长明,张寿庭,邓军.大兴安岭南段铜多金属成矿时空结构[J].成都理工大学学报:自然科学版,2006,33(5):478-484. Wang Changming, Zhang Shouting, Deng Jun. The Metallogenic Space-Time Structure of Copper-Polymetallic Deposits in the Southern Segment of Da Hinggan Moutntains[J].China.Jounal of Chengdu University of Technology:Science and Technology Edition,2006,33(5):478-484.

[27] 陶继雄, 王弢, 陈郑辉,等. 内蒙古苏尼特左旗乌兰德勒钼铜多金属矿床辉钼矿铼-锇同位素定年及其地质特征[J].岩矿测试,2009,28(3): 249-253. Tao Jixiong, Wang Tao, Chen Zhenghui, et al. The Re-Os Isotopic Dating of Molybdenite from the Wulandele Molybdenum-Copper Polymetallic Deposit in Sonid Zuoqi of Inner Mongolia and Its Geological Significance[J]. Rock and Mineral Analysis,2009,28(3): 249-253.

[28] 王亮亮,莫宣学,李冰,等.西藏驱龙斑岩铜矿含矿斑岩的年代学与地球化学[J].岩石学报,2006,22(4):1001-1008. Wang Liangliang, Mo Xuanxue, Li Bing,et al. Geochronlogy and Geochemistry of the Ore-Bearing Porphyry in Qulong Cu(Mo)Ore Deposit,Tibet[J].Acta Petrologica Sinica, 2006,22(4):1001-1008.

[29] 李诺,孙亚莉,李晶,等.内蒙古乌努格吐山斑岩铜钼矿床铼锇等时线年龄及其成矿地球动力学背景[J].岩石学报,2007,23(11):2881-2888. Li Nuo, Sun Yali, Li Jing,et al. Geochemistry and Geological Significances of Ore-Forming Porphyry with Low Sr and Yb Value in Wunugetushan Copper-Molybdenum Deposit,Inner Mongolia[J].Acta Petrologica Sinica, 2007,23(11):2881-2888.

[30] 芮宗瑶,黄崇轲,齐国明,等. 中国斑岩铜(钼)矿床[M].北京:地质出版社,1984:1-350. Rui Zongyao, Huang Congke, Qi Guoming,et al. Porphyry Copper(Molybdenum) Deposits of China[M]. Beijing: Geological Publishing House,1984:1-350.

[31] Eby Gn.Chemical Subdivision of the A-Type Grani-toids:Petrogenetic and Tectonic Implications[J]. Geology,1992, 20:641-644.

[32] 刘红涛,翟明国,刘建明,等.华北克拉通北缘中生代花岗岩:从碰撞后到非造山[J].岩石学报,2002,18(4):433-448. Liu Hongtao,Zhai Mingguo,Liu Jianming,et al. The Mesozoic Granitoids in the Northern Marginal Region of North China Craton:Evolution from Post-Collisio-nal to Anorogenic Settings[J].Acta Petrologica Sinica, 2002, 18(4):433-448.

[33] 王京彬, 徐新.新疆北部后碰撞构造演化与成矿[J].地质学报, 2006,80(1):23-31. Wang Jingbin,Xu Xin. Post-Collisional Tectonic Evolution and Metallonesis in Northen Xinjiang,China[J]. Acta Geologica Sinica, 2006,80(1):23-31.

[34] 侯增谦,曲晓明,杨竹森,等.青藏高原碰撞造山带:Ⅲ:后碰撞伸展成矿作用[J].矿床地质, 2006,25(6):629-651. Hou Zengqian,Qu Xiaoming,Yang Zhusen,et al.Metallogenesis in Tibetan Collisional Orogenic Belt: ⅢMinerallization in Post-Collisional Extension Setting[J]. Mineral Deposits, 2006,25(6):629-651.

[35] 孙德有,铃木和博,吴福元,等.吉林省南部荒沟山地区中生代花岗岩CHIME定年[J].地球化学,2005,34(4): 305-314. Sun Deyou,Suzuki K,Wu Fuyuan,et al. CHIME Dating and Its Application for Mesozoic Granites of Huanggoushan,Jilin Province[J].Geochemical,2005,34(4): 305-314.

[36] Sengor A M C, Natal in Ba. Paleoptectonics of Asia:Frangments of Synthesis[M]//Yin A,Harrison T M.The Tectonic Evolution of Asia.Cambridge: Cambridge University Press,1996:486-640.

[37] Chen Y J, Chen H Y, Zaw K,et al. Geodynamic Settings and Tectonic Model of Skarn Gold Deposits in China[J].Anoverview Ore Geology Review,2007,31:139-169.

[38] 聂凤军,张可,刘翼飞,等. 华北克拉通北缘及邻区印支期岩浆活动与钼和金成矿作用[J].吉林大学学报:地球科学版,2011,41(6): 1651-1666. Nie Fengjun,Zhang Ke,Liu Yifei, et al.Indosinian Magamtic Activity and Molybdenum,Gold Mineralization Along the Northern Margin of North China Craton and Adjacent Area[J]. Journal of Jilin University:Earth Science Edition, 2011,41(6): 1651-1666.

Petrogeochemical Feature and Geochronology of the Ore-Forming Porphyry in Wheerclt Molybdenum Deposit in Abag Banner, Inner Mongolia

Yu Reng’an1,2, Tang Yongxiang3,Zhang Feng2,Xie Yu2,Zhang Chao2,Guo Hu2

1.SchoolofEarthSciencesandResources,ChinaUniversityofGeosciences,Beijing100083,China2.TianjinCentreofChinaGeologicalSurvey,Tianjin300170,China3.TianjinGeothermalExplorationandDevelopment-DesigningInstitute,Tianjin300250,China

The newly discovered Wheerclt molybdenum deposit is located in the Erlian-Dongwuqi molybdenum metallogenic belt. Its geochemical characteristics and U-Pb age have been researched in this paper. The results show that ore-forming porphyry belongs to a peraluminous and high potassium calcium alkaline serie. The geological features, such as enrichment of large-ion lithophile elements (LILE) and the depletion of high field strength elements (HFSE), show a similar rock combination as Nanling type. U-Pb dating of the zircon from the porphyry by LA-ICP-MS indicates that the metallogenesis related granitic porphyries are formed in Middle Jurassic ((160±1) Ma) in Wheerclt molybdenum deposit. It is deduced that Wheerclt porphyry deposit was formed in Early Yanshan Period. According to a comprehensive research,the formation of Wheerclt porphyry molybdenum deposit was formed in a post-collisional setting.

Wheerclt; porphyry molybdenum; geochemistry; zircon U-Pb age

10.13278/j.cnki.jjuese.201504113.

2014-11-12

中国地质调查局地质调查项目(1212011120720)

俞礽安(1980--),男,工程师,主要从事地质矿产勘查方面研究,E-mail:yurengan@163.com。

10.13278/j.cnki.jjuese.201504113

P595

A

俞礽安,唐永香,张峰,等. 内蒙古阿巴嘎旗乌和尔楚鲁图钼矿区成矿斑岩的岩石地球化学特征与年代学.吉林大学学报:地球科学版,2015,45(4):1098-1111.

Yu Reng’an, Tang Yongxiang,Zhang Feng,et al. Petrogeochemical Feature and Geochronology of the Ore-Forming Porphyry in Wheerclt Molybdenum Deposit in Abag Banner, Inner Mongolia.Journal of Jilin University:Earth Science Edition,2015,45(4):1098-1111.doi:10.13278/j.cnki.jjuese.201504113.

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