内蒙古白乃庙铜矿床辉钼矿铼锇同位素定年及其地质意义

内蒙古白乃庙铜矿床位于兴蒙造山带温都尔庙加里东增生带铜多金属成矿带。矿床包括南北两个矿带,南矿带矿体产于白乃庙组绿片岩中;北矿带矿体主要产于花岗闪长斑岩体内,其成矿作用复杂,矿床成因争议较大。采用铼锇同位素定年法对矿区的7件辉钼矿单矿物样品进行分析,所获铼锇同位素模式年龄变化范围为(439.6±6.4)~(450.0±6.6) Ma,加权平均值为(446.5±3.5) Ma,获得等时线年龄为(451.2±3.5) Ma,MSWD值为1.3。结合矿床地质特征分析,认为白乃庙铜矿床是在原始喷流沉积作用形成矿源层基础上,经加里东期岛弧花岗闪长斑岩成矿作用形成,矿床成因应属多期叠加成矿。     

华北克拉通北缘白乃庙组变质火山岩锆石定年与岩石地球化学特征

白乃庙组绿片岩是白乃庙铜金矿床赋存层位,矿区构造上位于华北克拉通北缘古生代陆缘增生带内。岩石学、岩石地球化学特征指示该绿片岩原岩为中基性火山岩。对白乃庙组变质火山岩的锆石LA-MC-ICP-MS UPb年代学研究表明,该火山岩形成年龄为449±3Ma(n=33,MSWD=4.0),为晚奥陶世岩浆活动的产物。白乃庙组变质火山岩具有低的SiO2(43.47%~54.64%)、TiO2(0.60%~1.31%)和P2O5(0.08%~0.35%),宽的MgO(3.98%~12.99%)含量,属于钙碱性系列岩石,岩石富集大离子亲石元素K、Sr等,亏损高场强元素Nb、Ta,Zr、Hf也表现为轻微的亏损。轻重稀土分馏明显,具有不同程度的Eu异常(Eu/Eu*=0.7~1.2)和轻微负的Ce异常(Ce/Ce*=0.74~1.01)。岩石地球化学特征表明白乃庙变质火山岩经历了一定程度的结晶分异,橄榄石和单斜辉石为主要的结晶相。该变质火山岩具有较低的Ti/Y(2.5~5.0)和Zr/Y(189~355)值、低的176 Hf/177 Hf比值和较宽的εHf(t)值,暗示源区可能为岩石圈地幔,且受到了地壳的混染。Nb和Ta强烈亏损、极低的Nb/Ta值(0.08~1.09)以及Ce的负异常表明与大洋板块的俯冲作用有关,岩浆源区可能已受到俯冲组分的影响。构造环境判别显示白乃庙变质火山岩为与消减作用有关的大陆弧岩浆岩。锆石二阶段Hf模式年龄(tDM2)变化范围为1073~1470Ma,平均值为1285Ma(n=30),暗示华北板块北缘在中—新元古代时期曾发生过一次重要的构造热事件。     

《现代地质》2011年(第25卷)总目次

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内蒙古白乃庙铜矿床稳定同位素地球化学特征及其地质意义

内蒙古白乃庙铜矿床位于中亚造山带温都尔庙加里东增生带铜多金属成矿带,矿床包括南、北两个矿带,南矿带矿体产于白乃庙组绿片岩中,北矿带矿体主要产于加里东期花岗闪长斑岩体内。成矿作用大致分为早、中、晚3个阶段,分别以石英－黄铁矿,石英－黄铜矿、辉钼矿,石英、方解石－方铅矿、闪锌矿组合为标志。同位素测试结果显示：石英流体包裹体中的δ¹⁸O_H2O值在-3.2‰~5.5‰之间,δD变化范围为-94.2‰~-69‰,随着成矿作用的进行,δD基本不变,δ¹⁸O_H2O逐渐降低;热液方解石的δ¹³C_PDB为-5.4‰~-2.4‰,δ¹⁸O_SMOW为-3.1‰~10.9‰,随着成矿作用的进行,δ¹³C_PDB基本不变,δ¹⁸O_SMOW逐渐降低;硫化物的δ³⁴S值变化范围为-0.6‰~-6‰,显示出幔源硫的特征。碳、氢、氧、硫同位素显示南、北矿带不同成矿阶段流体主要来自岩浆系统,且南、北矿带间没有明显差异,但南矿带流体显示有更多大气降水和壳源物质的加入。结合矿床地质特征分析,认为在加里东期古洋壳经俯冲作用发生部分熔融形成花岗闪长岩岩浆,并沿着裂隙上升到浅部,带来成矿物质,对原始矿源层的成矿物质进行活化富集,在白乃庙岛弧带形成白乃庙斑岩铜矿床。     

内蒙古白乃庙铜金矿床侵入岩年代学及其地质意义

内蒙古白乃庙铜金矿床位于华北板块北缘中段陆缘增生带,区内侵入岩发育,主要岩性有花岗闪长岩、白云母花岗岩、石英闪长岩,对其中5件样品采用LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb方法测年,获得花岗闪长岩加权平均年龄(443.2±1.7)Ma、(447.6±1.8)Ma,白云母花岗岩加权平均年龄(429.1±2.7)Ma、(43...     

内蒙古翁牛特旗晚志留世二长花岗岩年代学及地球化学特征

内蒙古翁牛特旗小营子地区铅锌矿周围分布有大面积花岗岩,野外地质调查及室内鉴定为二长花岗岩。通过LA-ICPMS锆石U-Pb同位素测试,确定其形成时代为419.3±9.2Ma,属于晚志留世。二长花岗岩中SiO_2含量为74.41%~75.05%,K_2O含量为3.05%~4.42%,K_2O/Na_2O值介于0.70~1.11之间,Al_2O_3含量为13.22%~14.02%,铝饱和指数(A/CNK)为0.99~1.1,Fe、Mg、Ti氧化物含量较低,这些特征显示二长花岗岩为富硅、略富铝、中高钾钙碱性I型花岗岩。轻、重稀土元素比值(LREE/HREE)在10.61~16.61之间,(La/Yb)_N值在12.52~27.44之间,轻、重稀土元素分馏明显,δEu值为0.48~0.81,显示中等负Eu异常。富集大离子亲石元素Rb、Ba、U、K,相对亏损高场强元素Nb、Zr、Hf,具有低的Sr、Yb含量。地球化学特征显示,二长花岗岩形成于活动大陆边缘火山弧。结合区域地质资料推断,小营子二长花岗岩是在古亚洲洋向华北板块俯冲背景下白乃庙岛弧消亡过程中形成的。     

内蒙古白乃庙铜金矿床流体包裹体研究

内蒙古白乃庙铜金矿床位于华北板块北缘增生型造山带,石英脉型和蚀变岩型矿体受 EW 向韧-脆性剪切带控制。成矿过程分为三个阶段:早阶段石英-黄铁矿,乳白色石英和粗粒黄铁矿变形、破碎;中阶段多金属硫化物充填胶结早阶段变形、破碎的石英角砾和黄铁矿裂隙;晚阶段为石英-碳酸盐细脉,穿切早中阶段脉体和矿物组合。冷热台显微测温结果显示,早阶段石英中原生流体包裹体的均一温度为248℃～380℃,盐度为4.34%～6.59%,次生包裹体均一温度为180℃～260℃,盐度为3.23%～4.18%NaCl eqv;中阶段石英中原生包裹体的均一温度变化范围为215℃～241℃,盐度为2.90%～4.18%NaCl eqv,与早阶段次生流体包裹体一致;晚阶段石英细脉和方解石中的流体包裹体均一温度为137℃～181℃,盐度为0.50% ～2.00%NaCl eqv。激光拉曼测试结果表明,流体包裹体气相成分为 CO_2、CH_4和 N_2。成矿流体为低盐度、低密度、富 CO_2的流体,当这种流体到达剪切带时,由于压力骤然降低发生以 CO_2逸失为特征的沸腾作用,导致成矿流体过饱和,成矿物质快速沉淀下来形成矿床。白乃庙铜金矿床成矿流体及矿床地质特征与造山型矿床一致,确证了造山型铜矿的存在并提供了实例。     

内蒙古白乃庙铜矿床的成矿时代—来自SHRIMP锆石U-Pb和辉钼矿Re-Os年龄的新证据

摘要：内蒙古白乃庙铜矿床位于兴蒙造山系满都拉-霍林郭勒弧盆系白乃庙早古生代岛弧内,该矿床包括南、北两个矿带,南矿带矿体产于白乃庙组绿片岩中,北矿带矿体产于花岗闪长斑岩内,对于该矿床及白乃庙组的形成时代争议较大。本文采用锆石SHRIMP U-Pb同位素定年获得了白乃庙组第三岩性段绿泥斜长片岩的形成年龄为439.8±6.7Ma,花岗闪长斑岩的形成年龄为433.9±2.2Ma、451.8±3.0Ma,采用辉钼矿Re-Os同位素分析获得辉钼矿的形成年龄为433.9±3.1Ma。结合前人成果,提出白乃庙组地层和花岗闪长斑岩的成岩时代与白乃庙铜矿的成矿时代均为晚奥陶-早志留世,它们同属加里东期构造-岩浆作用的产物。 关键词：绿泥斜长片岩;花岗闪长斑岩;锆石SHRIMP U-Pb年龄;辉钼矿Re-Os同位素年龄;白乃庙铜矿     

内蒙古白乃庙铜金矿床的成矿时代和成矿构造背景

内蒙古白乃庙铜金钼矿床位于华北板块北缘的中亚造山带的温都尔庙加里东期增生带内,其成矿时间、成因类型和构造环境一直存在分歧。为确定成矿时间,作者运用高精度单颗粒激光熔融氩氩法对含矿石英脉中的黑云母和白云母矿物进行了年龄测定。获得黑云母样品22点~(40)Ar/~(39)Ar等时线年龄为396±2 Ma(MSWD=20),白云母样品23点~(40)Ar/~(39)Ar等时线年龄为358±2 Ma(MSWD=11),确证矿床形成于泥盆纪。矿区斑岩等岩浆岩类侵位年龄为428～466 Ma,早于成矿年龄至少40 Ma;赋矿地层白乃庙群形成于1130Ma左右,早于成矿时间约700Ma。如此大的年龄差表明白乃庙矿床不是斑岩型或海底喷流沉积型矿床,而是通过矿床地质和流体包裹体研究所确定的造山型铜金矿床。白乃庙矿床的成矿年龄与赋矿地层白乃庙群的峰期变质作用年龄(384.5±6Ma)基本一致,也与晚志留世-泥盆纪时温都尔庙增生岩浆弧与华北克拉通北缘的碰撞拼贴时间吻合,因此认为白乃庙铜金矿床形成于碰撞造山体制,是世界首例造山型铜矿床。     

内蒙古白乃庙铜矿白乃庙组变质安山岩LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb定年

白乃庙组由内蒙古二○八地质队于1960年开展"白乃庙铜矿普查"时创建,当时称白乃庙群,命名地点在四子王旗白乃庙铜矿。1991年,内蒙古自治区地质矿产局编写《内蒙古自治区区域地质志》时改称白乃庙组,其时代归属一直存在分歧。为进一步确定其形成时代,本文对下部层位含铜变质安山岩进行了LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb定年。~(206)Pb/~(238)U加权平均年龄为452.1±2.8 Ma,是岩浆锆石结晶时代,表明安山岩形成于晚奥陶世。结合前人的研究成果,本文确定白乃庙组的沉积时限应在443—500 Ma之间(∈_(3–)O)。