内蒙古八大关斑岩型铜钼矿床成岩成矿年代学研究

八大关斑岩铜钼矿床是中国内蒙大兴安岭地区典型的斑岩型铜钼矿床之一。对矿区Ⅱ号岩体不同位置的2件岩石样品采用高精度的LA_ICP_MS锆石U_Pb测年,获得的锆石U_Pb年龄分别为(230.6±2.8)Ma和(230.5±4.4)Ma,两者在误差范围内非常一致,由此确认花岗闪长斑岩体的形成年龄约为230 Ma;对矿区7件辉钼矿样品采用Re_Os同位素测年,获得的Re_Os等时线年龄为(228.7±3.1)Ma,指示了八大关铜钼矿床辉钼矿的沉淀时间约为228.7 Ma。结合矿区岩相学、矿物学特征,辉钼矿呈浸染状分布于花岗闪长斑岩体内,且辉钼矿与黄铜矿密切共生,以及上述2种精确方法获得的年龄在误差范围内的一致性,说明花岗闪长斑岩即为成矿岩体,成岩与成矿大致同时或成矿略晚于成岩,表明八大关铜钼矿床形成于中三叠世,属于印支期成矿。     

内蒙古八大关斑岩型Cu Mo矿床成矿流体特征及成矿机制研究

八大关斑岩型Cu-Mo矿床是我国内蒙大兴安岭成矿带北段典型的斑岩型Cu-Mo矿床之一,矿体主要产出在成矿斑岩体与围岩的内外接触带。通过详细的岩相学和矿相学观察,矿床可以划分出5个成矿阶段,即钾长石阶段→辉钼矿-石英阶段→磁铁矿-黄铁矿(黄铜矿)石英阶段→铜(铅锌)石英阶段→石英-绿泥石±碳酸盐阶段。矿床内石英中的流体包裹体类型有富气相包裹体、富液相包裹体、含子矿物的多相包裹体和含CO_2的三相包裹体,但石英-绿泥石阶段石英中明显缺乏后两类包裹体。显微测温和激光拉曼结果显示,石英斑晶中代表早期成矿流体的均一温度为460~572℃,盐度ω(NaCl_(eq))高达59.76%,子矿物有石盐和代表氧化环境的硬石膏,气相成分富含CO_2,液相成分以H_2O为主,富含CO_3~(2-)。辉钼矿-石英阶段流体包裹体的均一温度为320~440℃,盐度ω(NaCl_(eq))为0.83%~63.13%,子矿物有石盐、赤铁矿和未知硫化物,可见富气相、富液相和含CO_2或子矿物的多相包裹体共存,且其具有相近的均一温度,但盐度相差悬殊,指示成矿流体曾发生过沸腾作用;而铜(铅锌)-石英阶段的均一温度为260~340℃,盐度ω(NaCl_(eq))为0.42%~37.40%,子矿物有石盐和硬石膏,气液相成分以H_2O为主,富含CO_3~(2-)。与辉钼矿-石英阶段相比,该阶段成矿流体的温度变化尤为显著。石英-绿泥石阶段中流体包裹体的均一温度为237~306℃,盐度ω(NaCl_(eq))则低于10.86%,无子晶,贫CO_2。综合O、H同位素,初始成矿流体属于中高温、高盐度、高氧逸度和富CO_2的岩浆热液;随着成矿过程的进行,大气水的混合比例越来越高,成矿流体逐渐演化为岩浆热液和大气水的混合热液;晚阶段成矿流体主要以大气水为主。通过系统的流体包裹体研究,我们认为矿床的成矿物质是由同一流体带入成矿热液系统,但其沉淀机制却发生了解耦,即辉钼矿的沉淀主要与减压沸腾作用有关,而铜(铅锌)硫化物的沉淀主要与温度降低有关。     

内蒙古八大关斑岩型铜钼矿床形成时代与成因分析

八大关铜钼矿床是内蒙古德尔布干成矿带中段的一个典型斑岩型矿床,绢英岩化、青磐岩化等蚀变分带明显,矿体呈条带状赋存于印支期石英闪长岩中。笔者通过运用Re-Os同位素年代学、元素地球化学以及硫同位素等测试手段,初步分析了该矿床的成矿过程。辉钼矿Re-Os同位素加权平均模式年龄为(226.7±2.4)Ma,表明该矿床形成于晚三叠世早期;元素地球化学分析显示含矿岩体属于中钾含量的钙碱性岩石系列,为I型花岗岩,产于火山弧构造环境,具有活动板块边缘的特征,矿化过程中,成矿母岩的稀土元素总量逐渐降低,轻重稀土发生明显分异;金属硫化物的δ~(34)S值介于+0.5‰~+4.8‰,具有幔源硫的特征。综合分析认为八大关铜钼矿床形成于晚三叠世,蒙古一鄂霍茨克洋向南俯冲过程中,深部岩浆活动带来了大量成矿物质,洋壳部分熔融侵位到额尔古纳地块之上,随热液流体迁移的Cu、Mo等元素与源自地幔的硫相结合,最终富集成矿。     

内蒙古八大关矿区印支期岩浆活动及其找矿意义

通过对八大关矿区主要花岗岩体进行了系统采样,其镜下鉴定结果显示该区侵入岩主要为花岗岩、黑云母花岗岩、花岗斑岩、钾长花岗岩、花岗闪长斑岩;6件样品的LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb年龄主要在243.87~231.63Ma。结合成矿斑岩的形成时代,矿区主要侵入岩均形成于印支期,并不存在海西期或燕山期侵入岩体。根据岩体年龄的分布情况,将矿区印支期岩浆活动划分为243.87~237.11 Ma和231.63~229.00 Ma2个阶段,早阶段岩浆活动主要形成矿体围岩;而铜钼矿化主要与晚阶段岩浆活动有关。此外,整个鄂霍次克造山带两侧的印支期岩浆活动也具有两阶段的特点,且与鄂霍次克洋的俯冲密切相关,考虑到两侧已查明的印支期超大型-大型斑岩型矿床,认为八大关矿区外围及额尔古纳地区存在寻找印支早期斑岩矿床的可能性。     

内蒙古额尔古纳地区八大关铜钼矿床流体包裹体特征与成矿时代

八大关铜钼矿床为内蒙古额尔古纳地区发现较早但研究程度较低的典型斑岩型矿床。为确定其成矿机制、形成时代和构造背景,对主成矿阶段矿石脉石英中的流体包裹体开展了岩相学、显微测温、气相组分的激光拉曼光谱分析,利用LA-ICP-MS锆石U-Pb法和辉钼矿Re-Os法分别测定了成矿石英闪长斑岩体和铜钼矿石的同位素年龄。结果表明：八大关铜钼矿床成矿流体为中高温、中低盐度、中低密度的NaCl-H₂O-CO₂±CH₄流体体系,流体的沸腾作用是矿床形成的重要机制;成矿石英闪长斑岩体的锆石U-Pb同位素年龄的加权平均值为（217.6±2.6）Ma,矿石中辉钼矿的Re-Os模式年龄为（222.4±3.3）Ma,因此八大关矿床的成岩成矿作用发生于晚三叠世。综合本文获得的成岩成矿年龄及前人在区域构造演化方面的研究资料认为,八大关矿床形成于与洋壳俯冲有关的活动大陆边缘构造背景,与蒙古-鄂霍茨克洋向南俯冲所引起的构造-岩浆活动具有密切的成因联系。     

内蒙古海拉尔北部八大关地区花岗岩的成岩时代、地球化学特征与成因

内蒙古海拉尔北部八大关地区花岗岩以正长花岗岩和二长花岗岩为主,锆石U Pb定年显示其形成于晚三叠世((212±17)~(2267±16) Ma)。岩石为弱过铝质(A/CNK=101~110),分异指数(DI)介于925~958之间。岩石大离子亲石元素K和Rb以及LREE相对富集,高场强元素Nb、Ta、P、Ti 和Ba、Sr相对亏损,并显示中等铕负异常(δEu=051~071)。较低的10 000 Ga/Al值(平均191)以及较低的锆石饱和温度(平均683 ℃)等特征显示该花岗岩属于高分异Ⅰ型。锆石的εHf(t)值较高(450～1045),Hf二阶段模式年龄为059～097 Ga,反映其源区物质为新元古代增生的基性地壳。综合区域其他地质研究成果,认为研究区晚三叠世花岗岩形成于蒙古—鄂霍茨克洋板块俯冲的活动大陆边缘环境。     

蒙古-鄂霍茨克洋俯冲的记录：额尔古纳地区八大关变质杂岩的证据

本文对额尔古纳地块西缘八大关杂岩进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb定年和岩石地球化学分析,以确定该套杂岩的形成时代及其构造属性。原定义为"佳疙瘩组"的八大关杂岩主要由黑云角闪斜长片麻岩和花岗质糜棱岩组成。LA-ICP MS锆石U-Pb研究表明,3个样品的锆石发育典型的岩浆振荡环带,高Th/U(0.13~1.42),轻稀土元素亏损,重稀土元素富集,具有强烈的正Ce异常和强烈的负Eu异常等特征,表明锆石均属于岩浆成因。测年结果表明2个黑云角闪斜长片麻岩形成时代分别为210±2Ma、214±2Ma,花岗质糜棱岩的原岩年龄为203±3Ma;样品中同时存在~501Ma和~795Ma的捕获/继承锆石。上述结果显示八大关杂岩的形成时代应为晚三叠世而不是前人认为的新元古代,而捕获锆石则显示与东北其它地块具有相同的构造演化历史。地球化学研究显示,八大关杂岩具有高钠、铝等特点,A/CNK=0.86~1.05,A/NK=1.53~1.97,为准铝质到弱过铝质钙碱性系列;轻稀土元素富集、重稀土元素亏损(La/Yb)N=6~31,Eu弱亏损(Eu/Eu*=0.50~1.01),具有较高的Sr含量(在378×10-6~598×10-6之间)及低的Yb含量(在0.71×10-6~3.50×10-6之间);微量元素原始地幔标准化蛛网模式图显示,富集Rb、Ba、K及Sr等大离子亲石元素、强烈亏损Nb、Ta、P、Ce及Ti等高场强元素。这些地球化学特征表明八大关杂岩形成于活动大陆边缘的岛弧环境。因此,八大关杂岩应形成于蒙古-鄂霍茨克洋向额尔古纳地块俯冲的大地构造背景,为蒙古-鄂霍茨克洋在三叠纪晚期南向俯冲提供了关键证据。     

内蒙古陈巴尔虎旗八大关铜钼矿岩石地球化学特征及U-Pb、Re-Os年龄

得尔布干成矿带是中国东北地区中、俄、蒙毗邻区域一条重要的铜、钼、金、铅锌多金属成矿带,控制产出大量多金属矿床。满洲里—陈巴尔虎旗一线集中产出铜钼矿,如乌奴格吐山铜钼矿、八大关铜钼矿、八八一铜钼矿。然而与相邻俄罗斯额尔古纳—上黑龙江—岗仁成矿带中的铜钼矿产出现状对比,无论数量还是规模均相差甚远,显示仍存在较大找矿空间。在近年来大量野外地质工作及矿床实际考察基础上,阐述了八大关铜钼矿矿床地质特征。通过岩石地球化学特征研究、LA-ICPMS锆石U-Pb及辉钼矿Re-Os年龄测试,确定八大关铜钼矿为形成于印支晚期(205.8±3.4Ma),受八大关短轴背斜及NE-SN向断裂控制的造山带斑岩型铜钼矿。与乌奴格吐山铜钼矿对比,八大关矿区形成于燕山早期的花岗质斑岩体极有可能是新的铜钼赋矿体。     

大兴安岭北段八大关地区早侏罗世流纹岩锆石U-Pb定年与岩石成因

大兴安岭北段八大关地区首次发现早侏罗世火山岩,该类岩石主要由流纹岩组成,含少量英安岩和流纹质凝灰岩,LA-ICPMS锆石U-Pb定年结果显示其形成于185~190 Ma,岩石地球化学研究表明,流纹岩具有高硅富碱,贫镁钙和高FeO~T/MgO比值的特征,属于高钾钙碱性系列;稀土总量不高(ΣREE=103.80×10~(-6)~194.31×10~(-6)),轻重稀土分馏较明显((La/Yb)N=7.12~10.22),中等负Eu异常(δEu=0.34~0.74),微量元素以富集Rb、Ba、Th、U、K和LREE,强烈亏损Sr、P、Ti,相对亏损Nb、Ta为特征,显示地壳来源,结合较低的Ga/Al比值,该区流纹岩具有I型花岗岩特点,在(Y+Nb)-Rb和(Yb+Ta)-Rb判别图解上显示其形成于活动大陆边缘环境。综合研究表明,八大关地区早侏罗世之前为活动陆缘环境,蒙古—鄂霍茨克大洋板块向额尔古纳地块之下俯冲。