大兴安岭南段毛登高分异碱长花岗岩成岩时代与地球化学特征*

2022-04-15季根源江思宏张龙升刘翼飞张莉莉

岩石学报 2022年3期

季根源江思宏张龙升刘翼飞张莉莉

1.中国地质科学院矿产资源研究所，自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室，北京 100037 2.自然资源实物地质资料中心，廊坊 065201 3.华北地质勘查局综合普查大队，廊坊 065201

图1 大兴安岭南段晚侏罗世-早白垩世花岗岩及相关矿床分布图(据Wu et al., 2014；Ouyang et al., 2015；姚磊等，2017修改)

毛登矿床位于内蒙古锡林浩特市北东约50km，是大兴安岭南段典型的岩浆热液型钼铋锡铜矿床(刘玉强，1996a，b)。根据以往勘查工作成果可知，该矿床探明锡金属量0.64万t，平均品位0.56%；铜金属量0.22万t，平均品位0.76%(内蒙古自治区第九地质矿产勘查开发院，2009(1)内蒙古自治区第九地质矿产勘查开发院.2009.内蒙古自治区锡林浩特市毛登锡矿核查矿区资源储量核查报告(内部资料))；钼金属量16.26万t，包括工业矿6.42万t、平均品位0.07%，低品位矿9.84万t、平均品位0.039%；伴生铋金属量11.42万t，平均品位0.033%(河南省有色金属地质勘查总院，2009(2)河南省有色金属地质勘查总院.2009.内蒙古自治区锡林浩特市毛登矿区钼锡铜矿详查报告(内部资料))。结合区域成矿作用特点与矿区成矿地质条件，前人普遍认为，毛登钼铋锡铜成矿作用与矿区东部紧邻的阿鲁包格山杂岩体关系密切。阿鲁包格山岩体主要由斑状二长花岗岩组成，岩体边缘部位发育花岗斑岩。为了进一步揭示该岩体的地球化学特征，及其与毛登矿区成矿之间的内在关联，前人针对斑状二长花岗岩和花岗岩斑岩开展了矿物学、年代学、地球化学、Lu-Hf同位素等方面的研究(程天赦等，2014；郭硕等，2019；季根源等，2021a，b)，并取得了一些成果和认识。

2019年，笔者在野外地质调查过程中发现毛登矿区钻孔深部与赋矿地层紧邻的花岗岩体是中粒碱长花岗岩，并非前人认为的阿鲁包格山岩体西部边缘的花岗斑岩(石得凤，2007；张巧梅等，2013)。为了查明碱长花岗岩与斑状二长花岗岩、花岗斑岩之间的内在关联，揭示碱长花岗岩是否参与毛登钼铋锡铜成矿作用，本文选择碱长花岗岩作为研究对象，对其开展了岩石地球化学、Sr-Nd-Hf同位素、锆石U-Pb以及微量元素研究，借此厘定其成岩时代、限定其成岩过程的物理化学条件、揭示岩体的源区特征；在此基础上，初步查明了其与花岗斑岩、斑状二长花岗岩之间的成因、演化关系，探讨了岩体演化及其对毛登钼铋锡铜成矿的制约，从而为进一步认识大兴安岭南段地区燕山晚期高分异花岗岩浆演化及与之关系密切的金属成矿作用提供参考依据。

1 矿区与矿床地质

毛登矿区地处大兴安岭南段西坡锡林浩特-锡林郭勒Sn-Ag-Cu-Pb-Zn-Mo成矿亚带，位于古亚洲洋、古太平洋和蒙古-鄂霍茨克洋构造体系叠加区域。蒙古-鄂霍茨克洋造山后伸展和古太平洋俯冲的联合作用下强烈的构造-岩浆活动是该成矿域形成的重要原因(Engebretsonetal., 1985；刘建明等，2004；江思宏等，2018)。区域内出露地层主要包括下二叠统寿山沟组(P1ss)砂岩、粉砂岩、杂砂岩和砾岩，下-中二叠统大石寨组(P1-2ds)凝灰质粉砂岩、细砂岩、流纹岩、火山角砾岩、安山岩、凝灰岩和玄武岩，下侏罗统红旗组(J1h)砂岩、砂砾岩以及泥岩，上侏罗统玛尼吐组(J3mn)中酸性火山熔岩、火山碎屑岩，下白垩统白音高老组(K1b)流纹岩、火山角砾岩、凝灰岩(图2)。其中大石寨组酸性-中性-基性火山岩-火山碎屑岩组合以及陆源碎屑沉积岩是区内最主要的赋矿地层。区域内断裂构造较发育，以北东向断裂为主，北西向和近东西向断裂次之；北东向断裂为燕山期花岗岩体的侵位提供了通道，而北西向断裂及不同方向断裂交汇处是本区重要的容矿构造。区域内岩浆活动强烈，侵入岩主要为阿鲁包格山杂岩体，西南局部偶见辉长岩产出(图2)。阿鲁包格山岩体以斑状二长花岗岩为主，岩体边缘为花岗斑岩，出露面积约49km2，呈近等轴状岩株产出，无明显定向延伸，与大石寨组、白音高老组和红旗组呈侵入接触关系(图2)。

毛登矿区出露地层有下-中二叠统大石寨组(P1-2ds)、下侏罗统红旗组(J1h)、下白垩统白音高老组(K1b)以及第四系(Q)。其中，大石寨组火山角砾岩、含火山角砾熔岩和变质粉砂岩，是矿区钼铋矿体和铜锡矿体最重要的赋矿围岩(图3、图4)。矿区内断裂构造以北西向为主，北西向断裂及其伴生的节理裂隙是锡铜矿体最主要的容矿构造(图3)。矿区地表及浅部紧邻阿鲁包格山岩体西部边缘的花岗斑岩，而深部岩性渐变为碱长花岗岩(图4)。斑状二长花岗岩具似斑状结构，基质为细粒花岗结构，边缘发育的花岗斑岩具斑状结构，基质为霏细结构，深部碱长花岗岩具中粒花岗结构，三种岩性主要矿物均为钾长石、斜长石、石英和少量黑云母，岩相呈渐变关系，无明显界线，与毛登矿区金属矿化关系紧密。

毛登矿床显示明显的成矿分带性。矿床上部发育Sn-Cu矿体，下部发育Mo-Bi矿体。Sn-Cu矿体大多近地表产出，位于Mo-Bi矿体的外侧或上部；Mo-Bi矿体的顶部常常被后期锡石+石英矿脉所切穿，但对Mo-Bi矿体的形态影响不大(图4)。Sn-Cu矿体以石英脉状赋存于岩体外接触带大石寨组火山角砾岩，次为花岗斑岩体和变质粉砂岩中；矿体受北西向断裂-裂隙控制，呈陡倾斜平行密集脉状产出；金属矿物主要有锡石、黄铜矿、闪锌矿、毒砂、斑铜矿、黄铁矿、黑钨矿、辉钼矿，少量的黝铜矿、方铅矿、黄锡矿、磁黄铁矿、硫锑铅矿等；非金属矿物主要有黄玉、绢云母、白云母、石英、萤石，少量的独居石、板钛矿等。Mo-Bi矿体以网脉状、微-细脉状和浸染状赋存于岩体外接触带大石寨组火山角砾岩和变质粉砂岩中；岩浆侵入或岩体上拱后的应力作用下，上覆地层火山角砾岩、变质粉砂岩发育密集节理、裂隙微构造，是主要的赋矿、控矿构造；金属矿物主要有辉钼矿、自然铋，少量的毒砂、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、黄铁矿等；非金属矿物主要有石英、绢云母，少量萤石、黄玉、雏晶黑云母、残留斜长石和钾长石、方解石等。

2 样品采集与分析方法

本次研究的碱长花岗岩MD19-16等3件样品均采自钻孔ZK21813岩心，具体采样位置详见图4。碱长花岗岩具中粒花岗结构，块状构造(图5)，主要由斜长石(20%～30%本次鉴定均为钠长石)、钾长石(35%～50%)、石英(20%～30%)和黑云母(<5%)组成。斜长石呈半自形板状结构，杂乱分布，粒径一般2～4mm，少数0.25～2mm，轻微高岭土化、绢云母化，聚片双晶少量发育。钾长石呈近半自形板状结构，粒径一般2～5mm，部分0.3～2mm，少数5～7mm，经鉴定为正长石，轻微高岭土化，见少量交代并包裹斜长石。石英呈他形粒状，杂乱分布，粒径一般2～3.5mm，少数0.2～2mm，粒内轻波状消光。黑云母呈片状，多色性明显，浅黄褐色、褐色，粒径0.2～1.5mm，部分具白云母化。副矿物仅见少量零星分布的锆石。

图5 毛登矿区碱长花岗岩手标本照片(a)和正交偏光镜下照片(b)

为了开展对比研究，笔者在本人前期工作成果的基础上(季根源等，2021a，b)，补充采集了斑状二长花岗岩(MD19-11与MD19-12，44°11′18″N、116°41′11″E；MD19-74，44°10′39″N、116°38′19.5″E；MD19-75，44°8′50″N、116°39′7″E)和花岗斑岩(MD19-41，44°10′33′N、116°34′9″E)5个样品，对其进行了相关分析测试。

岩石样品清洁、粉碎(200目以下)后，在中国核工业北京地质研究院分析测试研究中心完成全岩主、微量元素分析测试工作。主量元素测试采用X射线荧光光谱法(XRF)，使用仪器为Axiosm AX型X射线荧光光谱仪，根据标准岩石样品监控氧化物的分析误差小于1%。微量和稀土元素测试分析采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)，使用的仪器为Element XR等离子体质谱仪，根据标准岩石样品监控分析误差小于5%。

岩石样品破碎后至合适粒度，经人工淘洗、分选后在双目镜下挑选出自形程度较好的锆石颗粒，用环氧树脂固定、制靶。锆石靶由北京中科矿研检测技术有限公司制备，直径25mm，厚5mm。经透射光、反射光和阴极发光照相，观察、选择合适的锆石单矿物测试点位。锆石U-Pb定年和微量元素原位成分分析测试工作在中国地质科学院矿产资源研究所成矿作用与资源评价重点实验室同时完成，采用单点激光剥蚀等离子质谱(LA-ICP-MS)方式，激光剥蚀系统为RESOlution S-155型193nm准分子激光系统。U-Pb定年数据分析前用锆石GJ-1调试仪器，U、Th含量以锆石M127(Nasdalaetal., 2008)为外标进行校正，测试流程见侯可军等(2009)；锆石微量元素含量利用SRM610作为外标、Si作内标的方法进行定量计算(Liuetal., 2008)。分析数据的离线处理采用软件ICPMSDataCal 4.3(Liuetal., 2008；候可军等，2009)完成，运用Isoplot3.0程序(Ludwig, 2003)计算、绘制锆石年龄谐和图。

全岩Sr-Nd同位素测试分析工作在中国核工业北京地质研究院分析测试研究中心完成，测试仪器为Phoenix型IsoProbe-T热表面电离质谱仪。Sr、Nd同位素比值分别采用86Sr/88Sr=0.1194、146Nd/144Nd=0.7219进行标准化校正。Sr、Nd同位素测试分析工作具体的实验室操作流程见赵海杰等(2010)。

锆石Hf同位素在中国地质科学院矿产资源研究所成矿作用与资源评价重点实验室Finnigan Neptune多接收等离子质谱仪上完成，采用美国Coherent公司生产的193nmArF准分子激光剥蚀系统，分析点与U-Pb年龄测试点相同或尽可能接近，激光束斑直径44μm，能量密度8J/cm2，频率为6Hz，使用锆石标样GJ-1作为参考物质。详细的实验条件、测试流程见侯可军等(2007)。

斜长石电子探针(EPMA)原位主量元素成分分析在河北省区域地质矿产调查研究所实验室JXA-8230 EMPA型电子探针分析仪完成，实验测试加速电压15kV，束流20nA，束斑直径5μm。主量元素的检出限为0.01%，标样矿物分别是K(钾长石)，Ca(方解石)，Ti(金红石)，Na、Al、Si(硬玉)，Mg、Ni(镁橄榄石)，Cr、Fe(铬铁矿)，Mn(蔷薇辉石)，F(黄玉)，Cl(石盐)，P(磷灰石)等。

3 测试结果

3.1 锆石微量元素、U-Pb年龄

3.1.1 锆石微量元素

锆石微量元素测试结果(表1)显示：毛登矿区碱长花岗岩锆石稀土总含量ΣREE为392×10-6～1758×10-6，轻稀土含量LREE为11.0×10-6～39.5×10-6，重稀土含量HREE为381×10-6～1738×10-6，δCe=5.9～148，δEu=0.03～0.12。花岗斑岩锆石ΣREE为365×10-6～1252×10-6，LREE为9.92×10-6～30.5×10-6，HREE为355×10-6～1222×10-6，δCe=7.38～356，δEu=0.003～0.13。碱长花岗岩及花岗斑岩锆石均具LREE亏损、HREE富集，稀土元素配分图呈陡左倾，并呈现明显的Ce正异常和Eu负异常的特征(图6a)。对比典型岩浆锆石与热液锆石不同变化趋势的稀土配分模型(Hoskin, 2005)，可以看出毛登矿区碱长花岗岩、花岗斑岩锆石稀土元素配分曲线均落入岩浆锆石稀土配分曲线区域中(图6a)，显示岩浆来源特征。

表1 毛登矿区花岗岩锆石微量元素含量(×10-6)

图6 毛登矿区花岗岩锆石球粒陨石标准化稀土元素配分图(a，标准化值据Sun and McDonough, 1989；阴影区域数据参考自Hoskin, 2005)和锆石U-Pb谐和年龄图(b)

3.1.2 锆石U-Pb年龄

碱长花岗岩样品MD19-16中17颗锆石LA-ICP-MS分析结果显示(表2)，Th含量71×10-6～540×10-6，U含量181×10-6～1075×10-6，Th/U值0.29～0.63，属岩浆成因锆石。在U-Pb谐和年龄图中，投点均落在谐和线及其附近，206Pb/238U加权平均年龄为140.5±0.8Ma(MSWD=0.7；n=17)(图6b)，代表了碱长花岗岩的形成年龄。

表2 毛登矿区碱长花岗岩(样品MD19-16)LA-ICP-MS锆石U-Pb分析数据

3.2 全岩主量、微量和稀土元素

主量元素测试分析结果显示(表3)，碱长花岗岩SiO2含量为75.1%～77.18%，Al2O3含量为12.33%～12.81%，Na2O含量为2.5%～3.71%，K2O含量为4.38%～5.29%，(Na2O+K2O)值6.88%～8.61%，分异指数DI值94.27～96.47，固结指数SI值1.02～2.23。斑状二长花岗岩SiO2含量为71.06%～71.6%，Al2O3含量为12.96%～13.75%，Na2O含量为3.52%～3.81%，K2O含量为4.91%～5.2%，(Na2O+K2O)值8.54%～8.85%，DI值92.99～93.9，SI值3.44～4.61。

碱长花岗岩、斑状二长花岗岩均具高硅，贫钙、镁、铁、铝特征，富碱，相对高钾低钠，具有较高的分异指数和较低的固结指数，指示两种岩相花岗岩形成过程经历了明显的结晶分异作用。在SiO2-K2O图解中(图7a)，碱长花岗岩、斑状二长花岗岩投点全部落入高K钙碱性岩石区域；在A/NK-A/CNK图解中(图7b)，A/CNK=0.97～1.27，A/NK=1.11～1.39，除1个碱长花岗岩投点落入过铝质区域，其余岩浆岩投点均表现出准铝质向弱过铝质过渡特征。全岩地球化学(表3、图7)表明，碱长花岗岩与斑状二长花岗岩、花岗斑岩具相似的主量元素组成特征。Harker图解(图8)显示三种岩相花岗岩的Al2O3、CaO、Fe2O3T、MgO、MnO、Na2O、P2O5、TiO2含量均随SiO2含量的增加而减少，表明岩体在演化过程中经历了铁镁质矿物、磷灰石、斜长石、钛铁矿物的结晶分离作用；碱长花岗岩、斑状二长花岗岩以及花岗斑岩常量元素投点相关性较好，具有一致演化趋势，表明三者为同一母岩浆不同阶段演化形成的产物，碱长花岗岩靠近演化线末端，指示其演化程度高于另两相花岗岩。

图7 毛登花岗岩SiO2-K2O图解(a，据Peccerillo and Taylor, 1976)和A/NK-A/CNK图解(b，据Maniar and Piccoli, 1989；虚线代表I型和S型花岗岩之间的边界，据Chappell and White, 1992)

图8 毛登矿床花岗岩哈克图解

稀土元素测试结果显示(表3)，碱长花岗岩稀土总含量ΣREE为163.0×10-6～194.5×10-6，LREE/HREE比值为2.27～4.05，(La/Yb)N为1.02～2.67，(La/Sm)N为1.15～1.73，(Gd/Yb)N为0.5～0.84，δEu=0.01～0.02。斑状二长花岗岩ΣREE为221.6×10-6～263.9×10-6，LREE/HREE比值为10.2～11.94，(La/Yb)N为10.0～12.14，(La/Sm)N为3.23～3.68，(Gd/Yb)N为1.81～2.07，δEu=0.26～0.40。

碱长花岗岩与斑状二长花岗岩、花岗斑岩一样，均具较低的(La/Yb)N、(La/Sm)N、(Gd/Yb)N和δEu值，相对亏损LREE、富集HREE等特征。在球粒陨石标准化稀土元素配分图中(图9a)，三种岩相花岗岩稀土元素配分模式图大致相同，反映具同源岩浆演化的特征；略有不同的是，碱长花岗岩整体较平缓，轻重稀土分异较小，轻稀土、重稀土分馏程度均不明显，具有更强的Eu负异常，而斑状二长花岗岩与花岗斑岩的变化趋势更为相似，表现为轻重稀土分异明显，整体右倾，轻稀土、重稀土均轻度分馏且轻稀土分馏相对较强，暗示了相对另两相花岗岩，碱长花岗岩分异演化程度相对更高。

图9 毛登矿床花岗岩球粒陨石标准化稀土元素配分图(a)和原始地幔标准化微量元素蜘蛛网图(b)(标准化值据Sun and McDonough, 1989)

岩体微量元素组成特征显示(表3、图9b)，碱长花岗岩与斑状二长花岗岩、花岗斑岩均富集大离子亲石元素LILE(Rb、Th和Nd)以及Sm、Zr和Hf等，亏损高场强元素HFSE(Ba、Sr、P、Ti、Nb)，暗示了花岗岩演化过程中长石、磷灰石和钛铁矿的结晶分离或在源区部分熔融过程中的大量残留。略有不同的是，碱长花岗岩具明显的Ta、U正异常，而斑状二长花岗岩和花岗斑岩具Ta弱负异常，且U无明显异常。另外，相比较而言，碱长花岗岩具更高的W、Rb、Y、Li、Bi、Nb、Ta、U含量，和更低的Sr、Ba、Zr、Hf含量。

总体来说，碱长花岗岩与斑状二长花岗岩、花岗斑岩具有相似的主、微量元素组成特征，暗示三者为同源岩浆在不同阶段演化的产物，碱长花岗岩结晶分异演化程度相对更高，为岩浆演化末阶段的产物，花岗斑岩次之，斑状二长花岗岩结晶分异演化程度相对较低，为演化早阶段的产物。

3.3 锆石Hf同位素及全岩Sr-Nd同位素

在锆石U-Pb定年的基础上，进行锆石微区Hf同位素测试，分析结果显示(表4)，碱长花岗岩(MD19-16)的25颗锆石176Hf/177Hf值介于0.282805～0.282952之间，176Lu/177Hf值介于0.000553～0.002231之间，以锆石U-Pb年龄140.5Ma计算获得εHf(t)值介于+4.04～+9.28之间，Hf同位素二阶段模式年龄tHfDMc=600～936Ma。花岗斑岩(MD19-41)的19颗锆石Hf同位素176Hf/177Hf值介于0.282782～0.282930之间，176Lu/177Hf值介于0.000496～0.001028之间，以锆石U-Pb年龄138Ma(季根源等，2021a)计算获得εHf(t)值介于+3.39～+8.52之间，tHfDMc=646～974 Ma。斑状二长花岗岩(MD19-11)的13颗锆石Hf同位素176Hf/177Hf值介于0.282819～0.282904之间，176Lu/177Hf值介于0.000428～0.000864之间，以锆石U-Pb年龄140Ma(季根源等，2021b)计算获得εHf(t)值介于+4.7～+7.71之间，tHfDMc=700～893Ma。

表4 毛登矿区花岗岩锆石Hf同位素分析结果

表5 毛登矿区花岗岩Sr-Nd同位素组成

3.4 斜长石电子探针

斜长石是碱长花岗岩、斑状二长花岗岩和花岗斑岩中主要的浅色造岩矿物，通常以较大斑晶颗粒产出，呈半自形板状结构。本次开展斜长电子探针(EPMA)原位微区分析共78个点，分析结果汇总见表6。由表6可知：碱长花岗岩的斜长石Na2O含量为11.19%～12.01%，K2O含量为0.09%～0.30%，CaO含量为0.003%～0.71%；花岗斑岩斜长石Na2O含量为9.04%～11.19%，K2O含量为0.12%～1.74%，CaO含量为0.05%～3.85%；斑状二长花岗岩的斜长石Na2O含量为5.54%～11.93%，K2O含量为0.1%～1.38%，CaO含量为0.31%～9.88%。长石分类图解(图10)和斜长石元素组成特征(表6)显示，碱长花岗岩斜长石成分变化于An0.01～An3.35，斜长石均为钠长石；花岗斑岩斜长石成分变化于An4.12～An17.8之间，变化范围相对较小，斜长石为更长石和钠长石；斑状二长花岗岩斜长石成分变化于An1.39～An48.2之间，变化范围相对较大，绝大多数斜长石为中长石和更长石。整体上从斑状二长花岗岩→花岗斑岩→碱长花岗岩，斜长石An值呈逐渐降低的趋势，碱长花岗岩斜长石An值远远小于另两相花岗岩。

表6 毛登矿区花岗岩斜长石电子探针分析统计结果(wt%)

图10 毛登矿区花岗岩斜长石三元分类图解(据Deer et al., 1992)

4 讨论

4.1 成岩时代

前人对大兴安岭南段成矿带多个典型矿床开展了年代学研究，认为燕山晚期花岗质岩浆侵位与区内Sn、W、Mo、Pb、Zn、Cu、Ag、Fe、Bi、稀有、稀土等成矿作用关系密切(毛景文等，2005，2013；王长明等，2006；翟德高等, 2012)。近年来运用锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素测年、全岩和单矿物K-Ar和Rb-Sr法测年、辉钼矿Re-Os测年以及锡石U-Pb同位素测年等多种测试手段，获得了诸多矿床矿化年龄及与成矿关系密切的花岗岩体形成年龄。

大兴安岭南段钼多金属矿床主要分布在东坡林西-林东-突泉Cu-Mo成矿亚带和西拉沐伦河钼多金属成矿亚带(图1b)，钼多金属矿床成矿(岩)时代以燕山晚期为主，海西期次之(贾盼盼等，2011；陈衍景等，2012)。本文统计了大兴安岭南段燕山晚期主要钼多金属矿床成矿年龄及成矿岩体侵位年龄(图11)，大兴安岭南段主要的钼多金属矿床形成于129～157Ma，成矿时代峰值为135～140Ma，与成矿关系密切的花岗质岩体侵位时代为131～158Ma，成岩时代峰值为134～142Ma。这与区内主要锡多金属矿床的成矿/岩集中产出年代(刘瑞麟，2018)一致，因此认为大兴安岭南段燕山期晚期锡、钼矿化年龄与岩体的侵位年龄具有一致性，暗示了锡、钼等金属成矿与燕山晚期花岗质岩浆侵位联系紧密。

图11 大兴安岭南段主要钼多金属矿床形成年龄及相关的花岗岩侵入体年龄统计直方图

本次利用LA-ICP-MS锆石U-Pb法获得毛登矿区碱长花岗岩的锆石结晶年龄为140.5±0.8Ma，与同一杂岩体中的花岗斑岩、斑状二长花岗岩锆石结晶年龄在误差范围内一致(郭硕等，2019；李睿华，2019；季根源等，2021a，b)，表明碱长花岗岩、花岗斑岩、斑状二长花岗岩应为同一时期岩浆活动的产物，侵位时间为早白垩世。岩体侵位年龄与Sn-Cu矿体中锡石U-Pb年龄139±3.2Ma(季根源等，2021a)，以及Mo-Bi矿体辉钼矿Re-Os同位素等时线年龄139±3.9Ma(笔者未发表数据)在误差范围内基本一致，反映了大兴安岭南段包括毛登在内的多数锡、钼多金属床属于与燕山晚期岩浆-热液活动有关的同一成矿系列，是大兴安岭南段与燕山晚期花岗岩密切相关的锡钨钼铋铜铅锌银铁多金属成矿带的重要组成部分。

4.2 成岩物理化学条件

研究表明，岩浆锆石结晶温度较高，结构高度稳定，即使遭受变质作用仍可保留原始地球化学成分信息，因此，可以利用锆石微量元素组成特征来约束成岩母岩浆演化时的物理化学条件，从而探讨岩浆的起源及演化过程(Hoskin and Ireland, 2000；Ballardetal., 2002；Ferry and Watson, 2007；赵振华，2010)。

4.2.1 温度

锆石Ti温度计和锆石饱和温度计是岩石学中用来约束火成岩(Fuetal., 2008；Moecheretal., 2014)和深变质岩(Liuetal., 2015)中岩浆锆石结晶温度的常用方法。元素Ti能有效的替换锆石中Zr和Si，且替换过程主要受岩浆环境中温度的约束，与压力关系不大，锆石中Ti含量随着岩浆温度的上升呈逐步增加趋势(Troitzsch and Ellis, 2004, 2005；Watson and Harrison, 2005)。前人利用大量实验测试数据拟合出锆石Ti温度计算方法，可估算锆石晶出时岩浆温度，并广泛应用于岩浆岩、变质岩结晶温度计算(Hoskin and Ireland, 2000；Belousovaetal., 2006；Ferry and Watson, 2007)。本次研究获得碱长花岗岩和花岗斑岩锆石Ti含量分别为2.04×10-6～12.2×10-6(平均6.27×10-6)和1.63×10-6～12.8×10-6(平均4.93×10-6)；利用Ferry and Watson(2007)提出的锆石Ti温度计，SiO2的活度(αSiO2)和TiO2活度(αTiO2)分别设置为1和0.6(Hayden and Watson, 2007)，计算获得相应的锆石结晶温度分别为654～817℃(平均739℃)和636～817℃(平均710℃)(表1)，与斑状二长花岗岩锆石结晶温度672～805℃(平均734℃)(季根源等，2021b)范围大致相同。锆石Ti温度代表锆石结晶温度，可近似看作为岩浆结晶时的温度(Ferry and Watson, 2007)，因此认为，碱长花岗岩和花岗斑岩体形成温度平均值分别为739℃和710℃，与一般中酸性岩浆温度(650～800℃)相符(夏邦栋，1995)。

4.2.2 氧逸度

岩浆演化时的氧逸度是金属成矿的重要条件之一，制约成矿元素的迁移和富集(张聚全等，2018)，Ballardetal.(2002)研究认为利用锆石中Ce、Eu不同价态含量判定花岗岩结晶时氧逸度值具有较好效果，并得到广泛应用。岩浆锆石Ce以Ce4+和Ce3+两种价态形式存在，且Ce4+和Ce3+分异能力很强，对岩浆氧逸度的变化较为敏感，氧逸度较高时Ce以Ce4+形式易置换锆石中Zr4+，造成Ce4+/Ce3+值增大和Ce正异常(Belousovaetal., 2006)。因此，锆石的Ce4+/Ce3+值便成为了岩浆相对氧逸度研究的有效指示指数。前人利用锆石微量元素参数拟定出多种估算岩浆氧逸度的计算方法(Ballardetal., 2002；Belousovaetal., 2006；Burnham and Berry, 2012；Trailetal., 2012)，较为常用计算方法有Ballardetal.(2002)根据矿物相-熔体相之间Ce元素的不同分配系数，建立计算公式测定岩浆锆石Ce4+/Ce3+值从而反映岩浆的相对氧逸度，但该方法无法量化氧逸度。有学者指出由于天然锆石晶格本质上排斥LREE，尤其是La和Pr，导致La含量通常<0.1×10-6或低于检测下限值，但锆石颗粒常包含微细粒富LREE包裹体(如磷灰石、独居石等)(Corfuetal., 2003；Hoskin and Schaltegger, 2003)，致使锆石LREE含量测试数据增大，最终低估了岩浆的氧逸度(Trailetal., 2012；Zhongetal., 2018；Zouetal., 2019)。另外，Trailetal.(2012)根据标定锆石Ce异常、温度和氧逸度之间的关系拟合岩体绝对氧逸度lgf(O2)的经验公式。

Lietal.(2019)在前人研究中酸性岩浆岩矿物(锆石、角闪石和黑云母)温度计和氧逸度计的基础上编写了Geo-fO2软件，在计算锆石Ce4+/Ce3+比值过程中排除了La和Pr浓度的影响，可较为精确的估算锆石晶出时岩浆的氧逸度。本文利用该Geo-fO2软件计算获得碱长花岗岩和花岗斑岩锆石氧逸度指示值(表1)有：Ce4+/Ce3+值分别为0.1～19(平均7)和4～46(平均27)，远低于含Cu、Mo斑岩氧化型岩浆Ce4+/Ce3+值(>300)(Ballardetal., 2002；Liangetal., 2006；Lietal., 2012)，与南岭地区姑婆山(锡矿)、骑田岭(锡钨矿)花岗岩锆石Ce4+/Ce3+值一致(<80)(孙占亮，2014)。碱长花岗岩和花岗斑岩浆氧逸度lgf(O2)分别为-25.7～-18.6(平均-21.7)和-21.3～-15.3(平均-18.4)；ΔFMQ分别为-10.5～-2.6(平均-5.9)和-4.7～+1.0(平均-1.8)(表2)。将计算结果投入岩浆氧逸度lgf(O2)-温度T图解(图12)中，多数落入NNO和QIF缓冲线之间，近半数碱长花岗岩投点位于QIF缓冲线之下，指示岩体演化环境氧逸度较低。从图12还可以看出，伴随岩浆演化从早阶段到晚阶段，氧逸度具有逐渐降低的趋势。

图12 毛登矿床花岗岩lgf(O2)-T图解(底图据Wang et al., 2012)

4.3 岩浆起源与演化

4.3.1 Sr-Nd-Hf同位素证据

锆石Lu-Hf同位素体系具很高的封闭温度，Hf同位素比值不易受岩浆部分熔融或结晶分离作用而发生变化，因此锆石εHf(t)值可反映岩浆源区的特征(Griffinetal., 2002；Kempetal., 2007)，正εHf(t)值代表花岗岩来源于亏损地幔或新增生年轻地壳物质的部分熔融，负εHf(t)值则代表来源于古老地壳(吴福元等，2007a，b)。碱长花岗岩、花岗斑岩和斑状二长花岗岩都具有较高的176Hf/177Hf值(平均为0.282872、0.282865和0.282863)和较低的176Lu/177Hf值(平均为0.001087、0.000701和0.000585)(表4)，暗示了锆石形成后基本无明显放射性成因Hf的积累，测试获得的176Lu/177Hf值可代表其晶出时体系的Hf同位素组成(Patchettetal., 1982；Amelinetal., 1999；Knudsenetal., 2001)；εHf(t)值均为正值，变化范围为+4.0～+9.3、+3.4～+8.5和+4.7～+7.7，Hf同位素二阶段模式年龄tHfDM2c变化范围为600～936Ma、646～974Ma和700～893Ma。εHf(t)-t图解(图13a)中样品投点均落入兴蒙造山带东段范围内。锆石的fLu/Hf值(-0.99～-0.93)明显小于镁铁质地壳和硅铝质地壳的fLu/Hf值(分别为-0.34和-0.72)(Vervoortetal., 1996；Jahnetal., 2001)，因此阿鲁包格山岩体锆石年轻的Hf同位素二阶段模式年龄(tHfDMc=600～974 Ma)能代表源区物质从亏损地幔被抽取的时间，或者在地壳的平均存留时间。

图13 毛登矿床花岗岩锆石Lu-Hf同位素特征(a，底图据Vervoort et al., 1996)和(87Sr/86Sr)i-εNd(t)图解(b，底图据Zindler and Hart, 1986；Jahn et al., 1999)

大兴安岭地区大多数显生宙花岗岩表现出较高的εHf(t)、εNd(t)值和较低的Hf、Nd同位素模式年龄，常被认为起源于新元古代年轻地壳物质(吴福元等，1999；Jahnetal., 2000；Wuetal., 2000，2002)。综上认为，毛登矿区阿鲁包格山碱长花岗岩、斑状二长花岗岩和花岗斑岩拥有相同的岩浆源区，可能为新元古代含有大量幔源组分新生地壳的部分熔融。

4.3.2 矿物学证据

矿物学研究可以作为判别花岗岩浆结晶分异程度的一种手段，经历高度分异演化的花岗岩中斜长石数量逐渐减少，通常向富Na端元(钠长石)演化(Wuetal., 2018)。斜长石电子探针原位主量元素测试分析结果(表6、图10)可知：碱长花岗岩斜长石为钠长石，An值介于An0.01～An3.35之间，远远小于花岗斑岩和斑状二长花岗岩斜长石An值(分别为An4.12～An17.8和An1.39～An48.2)。岩相学研究表明花岗斑岩、斑状二长花岗岩磷灰石发育较好，多呈短柱状或六方柱状，颗粒较小，粒径介于40～260μm之间，而碱长花岗岩中几乎无磷灰石，暗示了相比较另外两种岩相，碱长花岗岩经历了更高的结晶分异演化作用(Chenetal., 2016)。

此外，Breiteretal.(2014)研究认为，锆石是非或低结晶分异花岗岩演化早阶段矿物之一，而在高分异演化花岗岩中则形成于演化晚阶段，前人研究认为锆石的Eu负异常可能由晶出环境还原性较强(Rubatto, 2002)、锆石晶出过程中或结晶前有斜长石存在(Rubatto and Williams, 2000)、或继承寄主岩体Eu异常特征(Hermannetal., 2001)这三方面原因造成。在锆石BSE图像观察和U-Pb年龄测试工作，没有发现继承锆石的存在，因此认为毛登矿区花岗岩锆石强烈的Eu负异常(图6a)可能是锆石结晶过程中或结晶前，斜长石的结晶分离作用带走了大量的Eu，以及岩浆氧逸度较低共同造成的。除锆石与重稀土元素具相容性(Thomasetal., 2002)，磷灰石、褐帘石、石榴石和磷钇矿等副矿物共同对熔体中稀土元素含量起主导作用(Bea, 1996；Ayres and Harris, 1997；Chuetal., 2009)，这些副矿物的大量结晶分离，导致了岩体稀土元素大量减少，轻、重稀土分馏减弱，这从岩体稀土含量(表3)和稀土元素配分模式图(图9a)得到印证。

4.3.3 主微量元素地球化学证据

花岗岩很难由起源于幔源物质的初始岩浆通过直接结晶分离作用形成(吴福元等，2007a)。主微量元素地球化学特征显示阿鲁包格山岩体具较高的分异指数DI和较低的固结指数SI，碱长花岗岩、花岗斑岩和斑状二长花岗岩DI平均值为95.49、94.4和93.37，SI平均值为1.52、2.64和4.06；在Harker图解中(图8)，主量元素含量与SiO2含量呈负相关性；微量元素富集Rb、Th、Nd、Sm、Zr和Hf，亏损Eu、Ba、Sr、P、Nb和Ti，以上都充分说明了岩体经历了一系列高度的结晶分异演化作用。岩体结晶分异作用过程判别图解Ba-Sr(图14a)、Eu/Eu*-Ba(图14b)、Rb/Sr-Sr(图14c)和Ba-Rb(图14d)显示岩体Sr、Ba、Eu的强烈亏损以及Rb的富集主要是由钾长石和斜长石的结晶分异作用造成的。SiO2/Al2O3-Sc/Yb(图14e)显示黑云母是结晶分离的主要矿物之一，La-(La/Yb)N图解(图14f)显示了稀土元素的变化主要受独居石、褐帘石和磷灰石等副矿物的结晶分异影响较大；磷灰石、榍石(富Ti矿物)结晶分离可导致花岗岩中Nb、Ta、Ti和P的亏损，这在微量元素蜘蛛网图中(图9b)得到印证。因此，岩体结晶分异作用过程判别图解(图14)同样也说明了岩体经历了高程度的结晶分异演化作用。

图14 毛登花岗质岩体结晶分异作用过程判别图解(据底图据Blundy and Shimizu, 1991；Ewart and Griffin, 1994；Wu et al., 2003；Janoušek et al., 2004；Yang et al., 2012；Zhang et al., 2015)

微量元素含量和关键元素比值常可用来判别花岗岩是否具有明显M型稀土(REE)四分组效应或属于高分异演化花岗岩(Bau, 1996)。研究显示，随着岩浆演化的进行，H2O、Li、F、Cl、B、Rb等在岩浆中含量逐渐增高，导致锂云母、萤石、黄玉、电气石等结晶(Zhuetal., 2002；李小伟等，2010)。毛登矿区黄玉、萤石等蚀变矿物普遍发育，且斑状二长花岗岩、花岗斑岩中磷灰石的F平均含量分别为3.01%和3.53%(笔者未发表数据)，反映岩体较高的F含量，意味着岩浆分异演化过程较长。全岩微量元素分析结果(表3)可知：相对于斑状二长花岗岩和花岗斑岩，碱长花岗岩具有更高的Li、Rb含量，暗示了更高的分异演化程度。研究发现碱长花岗岩中几乎无磷灰石，也暗示了相比较另外两种岩相，碱长花岗岩经历了更强的结晶分异演化作用(Chenetal., 2016)。关键元素Nb/Ta、Rb/Sr比值对判别岩浆结晶分异程度具重要意义，前者随岩浆的分异演化呈明显减小，而后者急剧增加(Bau, 1996；Ballouardetal., 2016)。本文研究显示，相比较花岗斑岩和斑状二长花岗岩，碱长花岗岩具更小的Nb/Ta值，和更大的Rb/Sr值(表7)，显示分异程度更高。稀土元素量化参数TE1,3和关键元素K/Rb、Zr/Hf、Y/Ho、Eu/Eu*、Sr/Eu的比值(表7)显示，碱长花岗岩符合具有稀土四分组效应花岗岩相关元素组成特征(TE1,3>1.10，K/Rb值<100，Zr/Hf值<25，Y/Ho值>28，Eu/Eu*值<0.1，Sr/Eu值>200)(Irber, 1999)，而斑状二长花岗岩和花岗斑岩接近或偏离具明显REE四分组效应花岗岩的区间范围。以上表明了岩体在经历充分的结晶分异演化之后，晚期还经历了熔体-流体相互作用，花岗斑岩和斑状二长花岗岩熔体-流体作用较弱，碱长花岗熔体-流体作用较强。

表7 毛登矿区花岗岩关键元素比值

综上所述，毛登矿区阿鲁包格山杂岩体的侵位由两个阶段的成岩过程组成:第一阶段是含大量幔源组分的新生陆壳部分熔融形成初始岩浆，第二阶段是幔源组分为主的原始岩浆经历高度分异演化过程和熔体-流体作用。岩浆演化晚期形成的碱长花岗岩熔体-流体作用更为强烈，这可能是毛登矿区成矿的重要前提条件之一。

4.4 岩浆作用对成矿制约

野外地质调查显示，Sn-Cu矿体主要发育在火山角砾岩和花岗斑岩体中，Mo-Bi矿体主要发育在碱长花岗岩外接触带的火山角砾岩中；年代学研究显示，碱长花岗岩、花岗斑岩和斑状二长花岗岩的成岩年龄与锡、钼矿化年龄在误差范围内一致，表明毛登矿区金属成矿作用与阿鲁包格山岩体侵位时空关系联系紧密。李睿华(2019)通过S-Pb同位素特征研究，认为毛登矿区成矿物质来源于花岗岩体；刘玉强(1996a)通过H-O同位素特征研究，认为毛登矿区成矿流体来自深部花岗体，晚期蚀变和矿化流体中大气降水逐渐增多。这些研究表明阿鲁包格山岩体应是毛登矿床成矿物质和流体来源的主要贡献者。

众所周知，与花岗岩关系密切的矿床主要受岩浆的来源、氧化还原状态和结晶分异演化程度等因素的制约(Lehmannetal., 1990；Sunetal., 2013，2015)。与锡、钼矿床关系密切的的花岗岩通常经历了较高的岩浆结晶分异演化作用，且具高F含量(大于1%)特征(Candela and Holland, 1986；Lehmannetal., 1990)，岩浆中高含量的F元素可促进Sn、Mo、W、Nb、Ta等金属元素在岩浆上侵分异演化过程中逐渐富集，并优先萃取进入出溶流体，有利于矿床形成(Tingle and Fenn, 1984；Scaillet and Macdonald, 2004；Veksleretal., 2005；Vigneresse, 2009；Vigneresseetal., 2011；Nardietal., 2013；Parketal., 2016)。例如，安徽竹溪岭Mo-W矿床的岩浆体系具高F含量、低氧逸度，有利于Mo等成矿元素迁移和富集(张振等，2019)，湖南柿竹园W-Sn-Mo-Bi多金属矿床成矿母岩浆高F特征对Sn、W、Mo等成矿元素的聚集起着重要的作用(Chenetal., 2016)。另外，成矿流体中高含量的F元素利于Sn以Sn(OH)4·F22-、Sn(OH)F3和Na2SnF6等稳定络合物的形式迁移，伴随温压降低、pH值升高，锡的氟络合物会发生分解，晶出锡石(Heinrich, 1990；Bhallaetal., 2005)。前文已阐述毛登矿区花岗岩体富F，这与周边白音查干(刘新等，2017)、维拉斯托(张天福等，2019)、石灰窑(Duanetal., 2020)、小东沟(Zhangetal., 2009)等大兴安岭南段典型Sn、Ag、W、REE、Mo、Rb矿床的成矿岩体高F含量特征一致，有利于矿区锡、钼、铋金属大规模矿化。

全球许多大型-超大型Sn矿床的成矿作用与花岗岩侵入密切相关，而岩浆的氧逸度、温度和岩浆演化制约锡在熔体-流体体系中分配和富集成矿(temprok, 1990；Linnenetal., 1995，1996)。Blevin and Chappell(1992)、Sato(2012)研究认为W、Sn矿床与还原性岩浆的结晶分异作用关系密切，在演化晚期发生锡的富集成矿。前人研究认为华南地区大多数锡矿床成矿岩体具低氧逸度特征，属于还原性花岗岩体，孙占亮(2014)研究南岭地区姑婆山(锡矿)、骑田岭(锡钨矿)成矿岩体，发现锆石Ce4+/Ce3+值均低于80；广西珊瑚W-Sn矿床花岗岩锆石Ce4+/Ce3+值47(Zhangetal., 2020)；Lietal.(2017)研究认为华南燕山期花岗岩中与Cu-(Au)-Mo矿化有关的花岗岩具最高的氧逸度，Cu-Pb-Zn-W次之，W-Sn最低；广东阳春鹦鹉岭W-Sn矿床A型花岗岩锆石Ce4+/Ce3+值8～58(Zhengetal., 2017)；柿竹园W-Sn-Mo-Bi多金属矿床黑云母花岗岩锆石Ce4+/Ce3+值31～49(Jiangetal., 2019)。花岗岩浆的温度也是制约锡富集成矿的关键条件之一，temprok(1990)研究不同温度环境中岩浆SnO2含量变化特征，指出SnO2含量随岩浆结晶时温度的升高而增大。张毓策等(2020)利用个旧锡矿区花岗岩黑云母矿物学特征，研究认为高温、低氧逸度有利于晚期分异的流体形成锡矿床，周云等(2017)对湘东燕山期花岗岩黑云母进行了研究，显示较高温度和较低氧逸度的花岗岩浆有利于锡富集成矿。上述成岩物化条件分析可知，毛登矿区阿鲁包格山杂岩体碱长花岗岩、花岗斑岩和斑状二长花岗岩形成温度平均值为739℃、710℃和734℃，相关氧逸度指标值Ce4+/Ce3+平均值为7、27和31，lgf(O2)平均值为-21.7、-18.7和-16.0，ΔFMQ平均值为-5.9、-1.8和-0.2。可以看出，毛登矿区岩浆演化的早-晚阶段均处于氧逸度较低、温度较高的环境，随着岩浆的演化氧逸度呈逐渐降低的趋势，有利于Sn在残余熔体中富集。

全岩主、微量地球化学特征分析表明，毛登矿区不同岩相花岗岩显示出不同程度的REE四分组效应，表明经历了强、弱不同的熔体-流体作用，在熔体-流体作用下一些金属成矿元素可能被带入熔体内，而另外一些元素可能从熔体中淋滤进入流体中，最终造成了某些元素的富集、成矿。从图15a-c可以看出，岩体中Cu、Zn、Mo元素含量随着岩浆演化程度升高呈逐渐降低的趋势，暗示了这些元素在岩浆演化过程中可能进入出溶流体中，进而降低熔体中含量；碱长花岗岩中的含量明显低于趋势线正常演化的值，暗示了强烈的熔体-流体交代作用(TE1,3>1.05)加剧了这些成矿元素从岩体中进一步淋滤萃取进入流体中，形成含矿流体，最终在一定条件下沉淀、富集成矿。岩体中成矿元素含量Mo1.05)中的含量明显高于趋势线正常演化的值，且随着TE1,3值的增大Li、W元素含量明显升高。因此推测，较小程度的结晶分异作用对岩浆中Li、W元素的含量影响不大，如斑状二长花岗岩→花岗斑岩，岩体中Li、W元素含量几乎无变化；而岩浆结晶分异演化程度升高导致残余熔体中Li、W元素富集，或者强烈的熔体-流体相互作用导致Li、W元素大量分配进入熔体造成岩体中含量进一步升高而流体中含量贫化，抑或是两者兼有，这与矿区内Li、W矿化不发育或规模不大相吻合。从图15f可以看出在斑状二长花岗岩和花岗斑岩(TE1,3<1.05)中，Bi元素含量波动范围较大，与TE1,3值无明显关联性，而在高分异碱长花岗岩(TE1,3>1.05)中，Bi元素含量明显高于TE1,3<1.05区间，且在碱长花岗岩中，随着TE1,3值的增大Bi元素含量呈降低趋势。因此推测，岩浆结晶分异演化作用造成了Bi在岩浆中逐渐富集，但就碱长花岗岩来说，Bi在岩浆中的含量分配可能以熔体-流体相互作用为主，强烈的熔体-流体交代作用造成大量的Bi元素进入流体中以及在熔体中相对贫化，即使碱长花岗岩残余熔体中Bi的含量高于斑状二长花岗岩、花岗斑岩，从熔体分配进入流体中的部分Bi元素也足以造成矿区大规模Bi矿化。

图15 毛登花岗质岩体TE1,3与成矿元素协变图解

综上表明，强烈的熔体-流体相互作用造成岩体中不同成矿元素含量急剧上升或下降，以及热液流体中成矿元素的富集或贫化，可能是毛登Mo-Bi-Sn-Cu矿床形成的重要原因之一。

年代学研究结果表明，阿鲁包格山三种岩相花岗岩形成时间一致，与锡、钼、铋金属成矿时间联系紧密；野外地质调查和岩石学研究表明，Sn-Cu矿体、Mo-Bi矿体赋存空间与碱长花岗岩、花岗斑岩侵位关系密切。因此，从成矿(岩)年代学、矿体与岩体接触关系等方面，很难判别出哪种岩相花岗岩为主要的成矿岩体。相比较而言，碱长花岗岩微量元素蜘蛛网图展现出更明显的Eu、Sr、Ba、P和Ti负异常和U、Ta正异常(图9b)，更高的W、Rb、F、Li、Bi、Ta、Nb含量和较低的Ba、Sr、Zr、Hf含量，未发现磷灰石，以及明显的稀土四分组效应，均表明碱长花岗岩经历了更高的分异演化作用以及更强的熔体-流体作用。中国南岭地区燕山晚期千里山复式岩体与柿竹园W-Sn-Mo-Bi多金属矿床成矿关系密切，岩体主要包括斑状黑云母花岗岩、等粒黑云母花岗岩和花岗斑岩三种岩相花岗岩体，区别于斑状黑云母花岗岩和花岗斑岩的是，等粒黑云母花岗岩具较高的W、Sn、Rb、F、Nb、Ta含量和较低的Ba、Sr、Zr、Hf含量，经历了更强的结晶分异演化和熔体-流体作用，微量元素蜘蛛网图显示更强的Eu、Sr、Ba、P负异常和U、Ta正异常，且未发现磷灰石矿物，反映了等粒黑云母花岗岩是柿竹园矿床可能性最大的潜在成矿岩体(Chenetal., 2016；Jiangetal., 2019)。大兴安岭南段维拉斯托矿区发育燕山晚期隐伏斑状碱长花岗岩和北大山岩体，相比较北大山岩体，斑状碱长花岗岩体与矿体的赋存空间关系更为紧密，且经历了更强的分异演化以及晚期的熔体-流体相互作用，是维拉斯托矿床成矿岩体(Wangetal., 2017；刘瑞麟，2018；张天福等，2019)。将阿鲁包格山杂岩体中碱长花岗岩与千里山复式岩体中等粒黑云母花岗岩、维拉斯托斑状碱长花岗岩对比，发现三者在岩石地球化学、矿物学特征方面类似，在各自岩浆-成矿系统中起到相似的作用，因此认为碱长花岗岩可能是毛登矿床最主要的成矿岩体。