河南栾川火神庙钼矿床辉钼矿Re-Os同位素年龄及其地质意义

火神庙矽卡岩型钼矿床是东秦岭钼矿带栾川矿集区近些年查明的一个中型钼矿床,钼矿体主要赋存于火神庙复式岩体与新元古界蓟县系三川组大理岩接触带的矽卡岩中。为厘定火神庙钼矿床的成矿时代、成矿物质来源及与南泥湖—三道庄、上房沟钼矿床的关系,采用ICP-MS辉钼矿Re-Os同位素定年法对6件辉钼矿样品进行成矿年龄测定,获得的模式年龄为146.1Ma±2.0Ma~148.1Ma±2.1Ma,年龄加权平均值为147.01Ma±0.95Ma,等时线年龄为145.7Ma±3.9Ma,表明火神庙钼矿床形成于晚侏罗世。辉钼矿样品的Re含量为39×10-6~65.4×10-6,显示成矿物质来源于壳幔混源。火神庙钼矿床与南泥湖—三道庄、上房沟钼矿床均为栾川矿集区晚侏罗世第二次岩浆活动的产物,它的发现为在栾川矿集区西部寻找矿产资源提供了依据。     

豫西火神庙岩体锆石U-Pb年代学、地球化学及Hf同位素组成

火神庙岩体位于华北陆块南缘栾川矿集区西部,为一杂岩体,该岩体与火神庙钼矿床密切相关.目前,人们对火神庙岩体的研究程度较低,严重制约了对火神庙钼矿床成因的认识.系统开展了年代学、地球化学和Hf同位素组成研究.结果表明,石英闪长岩、二长花岗岩和花岗斑岩的形成年龄分别为150.3±0.6Ma、146.0±0.6Ma和145.1±0.5Ma,为栾川矿集区晚侏罗世第2次大规模岩浆活动的产物.火神庙杂岩体属于I型花岗岩,是不同源区部分熔融形成的岩浆上升就位的结果.石英闪长岩是富集岩石圈地幔部分熔融的产物;二长花岗岩和花岗斑岩是富集岩石圈地幔部分熔融形成的镁铁质岩浆与太华群TTG岩系部分熔融形成的长英质岩浆混合后上升就位的结果.      

豫西火神庙矽卡岩型钼矿床成矿流体研究

豫西火神庙中型矽卡岩型钼矿床位于华北陆块南缘栾川矿集区西部,赋存于火神庙岩体与新元古界三川组大理岩接触带的矽卡岩中。成矿过程可分为矽卡岩期(包括矽卡岩阶段和退化蚀变阶段)和石英_硫化物期(包括石英_钾长石阶段、石英_辉钼矿阶段、石英_黄铁矿阶段和石英_方解石阶段)。为查明成矿流体的性质、演化以及与成矿的关系,通过岩相学、显微测温和激光拉曼探针等实验对不同阶段、不同矿脉(物)发育的流体包裹体进行分析。结果表明:火神庙钼矿床主要发育气液两相包裹体、含子晶多相包裹体和H2O_CO2包裹体。流体包裹体均一温度介于102~600℃或者更高,盐度w(Na Cleq)介于0~62%,密度介于0.46~1.31 g/cm3,成矿系统压力介于20~170 MPa,成矿古深度介于2~6.2 km。成矿流体主要为高温、中高盐度流体,总体属于H2O_Na Cl±CO2±CH4体系。在大约5.4~6.2 km的古深度,火神庙岩体开始出溶成矿流体,在大约2~4.3 km的古深度,成矿流体经历了多次沸腾作用、混合作用及水_岩反应,逐渐由早阶段高温(600℃)、中盐度〔w(Na Cleq)16.2%~18.3%〕的岩浆热液向晚阶段低温(102~253℃)、低盐度〔w(Na Cleq)0~2.6%〕的大气降水热液演化。成矿流体的多次沸腾和水_岩反应是导致辉钼矿沉淀的主要机制。     

豫西骆驼山硫多金属矿床的成因——来自纹层状矿石中硫化物LA-ICP-MS微量元素证据

骆驼山硫多金属矿床位于豫西栾川钼多金属矿集区,矿体主要呈似层状和透镜状产于新元古界栾川群三川组和南泥湖组的层间断裂带内的矽卡岩中,受NWW向层间断裂带的控制。该矿床在成因方面的争论的焦点在于:是否存在元古代的喷流沉积成矿作用?具有纹层状构造的硫化物矿石以往被认为是喷流沉积成因矿床的关键证据,但这种矿石结构也可能为热液交代成因。通过详细的野外地质观察,纹层状矿石在空间上主要产于矽卡岩与致密块状硫化物矿石之间,在透辉石长英角岩、矽卡岩及大理岩等围岩中也有分布,纹层状矿石交代了矽卡岩。针对纹层状矿石中的金属硫化物开展LA-ICP-MS原位微区分析,结果表明:(1)闪锌矿形成于中高温环境,其微量元素以富Fe、Mn、In、Co(均值分别为8.5%、6144×10~(-6)、321×10~(-6)和28.54×10~(-6)),贫Ga、Ge、Tl(均值分别为4.31×10~(-6)、0.98×10~(-6)和0.0476×10~(-6))等元素为特征;(2)磁黄铁矿和黄铁矿的微量元素组成均具有富Co(均值分别为57.75×10~(-6)和2787.68×10~(-6))、贫Ni(均值分别为19.24×10~(-6)和11.29×10~(-6))的特征,二者的Ni-Co关系图指示其与岩浆热液密切相关。以地质现象为基础,结合硫化物原位微区分析数据,笔者认为骆驼山硫多金属矿床中的纹层状矿石属于岩浆热液成因。     

豫西骆驼山硫多金属矿床纹层状矿石硫化物Rb-Sr定年及S同位素组成对矿床成因的制约

已有研究在骆驼山硫多金属矿床成因方面存在较大争议,争论的焦点在于该矿床是否形成于中—新元古代的喷流沉积成矿作用。纹层状矿石曾被认为是喷流沉积成因矿床的重要证据之一,但也可能为热液交代成因。厘定骆驼山硫多金属矿床纹层状矿石的成矿时代和成矿物质来源是解决争议最为直接有效的途径。通过详细的野外地质观察,该型矿石在空间上主要产于矽卡岩与致密块状硫化物矿石之间,在透辉石长英角岩、矽卡岩及大理岩等围岩中也有分布,这种构造通常由不同金属矿物的纹层相间排列,以及金属矿物纹层与围岩纹层相间排列而成,地质特征表明纹层状矿石交代了矽卡岩。采用硫化物Rb-Sr同位素定年法对9件纹层状构造发育的硫化物样品(6件闪锌矿和3件磁黄铁矿)进行成矿年龄测定,获得闪锌矿和磁黄铁矿的等时线年龄为139.6±2.6Ma,表明骆驼山硫多金属矿床形成于早白垩世。纹层状矿石样品的S和Sr同位素测试结果表明,矿石的δ~(34)S值为+1.7‰~+3.3‰(平均值为+2.44‰),塔式分布特征明显;Sr同位素初始比值(~(87)Sr/~(86)Sr)i介于0.709704~0.709943之间,平均值为0.709823,二者均反映骆驼山硫多金属矿床的成矿物质主要来自下地壳的深源岩浆。综上分析,结合野外地质调查和室内显微镜下观察,认为纹层状矿石是中生代岩浆热液成因,而非中—新元古代喷流沉积成因,进而表明骆驼山硫多金属矿床应属岩浆热液交代成因的矽卡岩型矿床。该结果对于今后在该矿集区乃至整个豫西地区寻找类似的硫多金属矿床具有一定的理论指导意义。     

豫西骆驼山多金属硫铁矿床硫化物Rb-Sr等时线年龄及其地质意义

豫西骆驼山多金属硫铁矿床位于华北陆块南缘南泥湖矿田西北侧。为确定该矿床的形成时代,文章选取了8件硫化物矿物样品,采用Rb_Sr等时线定年方法测定成矿年龄。结果获得,闪锌矿+磁黄铁矿+方铅矿等时线年龄为(137.3±2.6)Ma,闪锌矿+方铅矿等时线年龄为(138.2±5.8)Ma,闪锌矿+磁黄铁矿等时线年龄为(137±3)Ma,磁黄铁矿+方铅矿等时线年龄为(137.1±2.7)Ma,方铅矿等时线年龄为(138.4±7.6)Ma,磁黄铁矿等时线年龄为(137.2±3.7)Ma。上述定年结果表明,骆驼山多金属硫铁矿床的成矿时代为137 Ma左右,属早白垩世。硫化物Sr同位素初始比值(~(87)Sr/~(86)Sr)i介于0.713 23~0.713 32,平均值为0.713 25,小于陆源硅酸盐Sr的初始值0.7190,而高于地幔Sr的初始值0.7040,表明成矿物质来源于壳幔混合。骆驼山多金属硫铁矿床与矿田内的南泥湖_三道庄斑岩_矽卡岩钼(钨)矿床、冷水北沟铅锌矿成矿时代基本一致,是同一构造_岩浆_流体成矿活动的产物。结合前人对华北陆块南缘中生代期间地球动力学背景研究成果,笔者认为骆驼山矿床是中国东部中生代构造体制大转折过程晚期的产物。