東秦嶺南泥湖鉬(鎢)礦床和秋樹灣銅(鉬)礦床成巖成礦特征對比研究

張?jiān)戚x，張壽庭，王世炎，，云 輝，譚和勇，張 浩

(1. 四川省地質(zhì)工程勘察院，四川成都 610072；2. 中國地質(zhì)大學(xué) 地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083；3. 河南省地質(zhì)調(diào)查院，河南鄭州 450007)

東秦嶺南泥湖鉬(鎢)礦床和秋樹灣銅(鉬)礦床成巖成礦特征對比研究

張?jiān)戚x1,2，張壽庭2，王世炎2，3，云 輝3，譚和勇3，張 浩2

(1. 四川省地質(zhì)工程勘察院，四川成都 610072；2. 中國地質(zhì)大學(xué) 地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083；3. 河南省地質(zhì)調(diào)查院，河南鄭州 450007)

東秦嶺鉬礦帶內(nèi)的南泥湖鉬(鎢)礦床和秋樹灣銅(鉬)礦床同為斑巖型礦床，地理位置相近，卻在成礦類型和規(guī)模上差異顯著。通過對兩個(gè)礦床的地質(zhì)特征、成礦斑巖體的地球化學(xué)特征、成礦時(shí)代及其成礦物質(zhì)來源(S同位素、流體包裹體和Re含量)進(jìn)行對比分析，確定南泥湖鉬(鎢)礦床和秋樹灣銅(鉬)礦床類型均為殼幔混源型，后者成巖成礦過程有更多的幔源物質(zhì)參與，并且兩個(gè)礦床同時(shí)形成于秦嶺造山帶中生代燕山期伸展減薄的機(jī)制下，但所處構(gòu)造單元(華北陸塊南緣和北秦嶺)不同，以上這些都導(dǎo)致了成礦的差異性，并為日后在東秦嶺鉬礦帶中鉬銅兩類礦床的找礦工作提供參考。

南泥湖鉬鎢礦床 秋樹灣銅(鉬)礦床 地球化學(xué) 構(gòu)造環(huán)境 東秦嶺鉬礦帶

Zhang Yun-hui, Zhang Shou-ting, Wang Shi-yan, Yun Hui, Tan He-yong, Zhang Hao. Comparison of petrologic and metallogenic characteristics between the Nannihu Mo(-W) deposit and Qiushuwan Cu(Mo) deposit, east Qinling[J]. Geology and Exploration, 2014, 50(4):0700-0711.

0 前言

東秦嶺鉬礦帶是我國最主要的鉬金屬資源產(chǎn)地，在全球也僅次于美國西部的Climax-Henderson斑巖鉬礦帶，鉬金屬儲(chǔ)量達(dá)500萬噸以上，帶內(nèi)陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了金堆城、南泥湖-三道莊、上房、東溝等五個(gè)世界級超大型(>5×105t Mo)鉬礦床和雷門溝、魚池嶺五個(gè)大型((5～10)×104t Mo)鉬礦床以及一系列中小型(<5×104t Mo)鉬礦床(李諾等，2007；李永峰等，2005)。此外，在東秦嶺鉬礦帶還伴生有以南泥湖鉬鎢礦床和秋樹灣銅鉬礦床為代表的鎢、銅、金、鉛、鋅、銀等其它金屬元素的礦化，其中南泥湖鉬鎢礦床中的鎢達(dá)到超大規(guī)模，其儲(chǔ)量達(dá)到中國第二位(Maoetal.，2002；郭保健等，2006；王長明等，2006)。

如此大規(guī)模的鉬、鎢、銅、金等多金屬礦產(chǎn)資源的產(chǎn)出，吸引了大量國內(nèi)外地質(zhì)工作者前往探究，在其構(gòu)造演化，成巖成礦規(guī)律及其地球動(dòng)力學(xué)背景等問題的研究上取得了重大成果，研究結(jié)果一致表明東秦嶺鉬礦帶主要由斑巖型礦床組成，燕山期小斑巖體是帶內(nèi)鉬多金屬礦床的成礦母巖(Steinetal.，1997；徐兆文等，2000；李永峰，2005；Maoetal.，2008a；楊宗峰等，2011a; Lietal.，2012a；Lietal.，2012b)。

南泥湖鉬(鎢)礦床和秋樹灣銅(鉬)礦床同為斑巖型礦床，位置上都處于東秦嶺鉬礦帶的東緣(圖1)。其中南泥湖鉬(鎢)礦床主要以產(chǎn)鉬為主，以探明鉬金屬量66.46萬噸，鉬品位一般為0.06%～0.2%，平均為0.079%；伴生鎢金屬量13.54萬噸，品位0.099%，為超大型礦床(李永峰等，2003)；而秋樹灣銅(鉬)礦床主要以產(chǎn)銅為主，品位為0.5%～1%，全礦區(qū)平均品位達(dá)到0.718%，銅礦中鉬含量一般為0.01%～0.018%，礦床規(guī)模為中型(伏雄等，2003)。

南泥湖鉬(鎢)礦床成礦母巖為復(fù)式巖體，花崗斑巖出露在地表，下部為黑云花崗閃長巖，前人分別測得鋯石SHRIMP年齡為(157.1±2.9)Ma(MSWD=1.8)(李永峰等，2003)，LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡為(149.56±0.36)Ma(MSWD=1.5)(包志偉等，2009)和(145.2±1.5)～(146.7±1.2)Ma(向君峰等，2012a)；而輝鉬礦Re-Os同位素的模式年齡為(141.8±2.1)Ma(李永峰等，2003)，加權(quán)平均年齡為(145.03±0.69)Ma，等時(shí)線年齡得出為(146.3±1.1)Ma(向君峰等，2012a)。秋樹灣銅(鉬)礦床成礦母巖為細(xì)粒黑云花崗閃長巖，任啟江等(1993)通過對前人K-Ar和Rb-Sr測年數(shù)據(jù)總結(jié)，認(rèn)為145Ma為與礦化有關(guān)斑巖體的成巖年齡。銅鉬礦床的成礦年齡通過對礦石中輝鉬礦進(jìn)行Re-Os同位素測年得到模式年齡為(145.57±1.80)～(147.98±2.21)Ma，平均146.42±1.77Ma，以及一個(gè)相關(guān)性很好的等時(shí)線年齡147±4Ma(郭保健等，2006)。

由此可見南泥湖鉬(鎢)礦床和秋樹灣銅(鉬)礦床的成巖成礦年齡基本一致，均是在燕山期形成，且地理位置相近，然而二者卻在成礦類型和規(guī)模上有著顯著的不同，為此本文在總結(jié)前人資料的基礎(chǔ)上，試圖通過系統(tǒng)對比兩個(gè)礦床成礦母巖和礦床的地球化學(xué)特征以及成巖成礦構(gòu)造環(huán)境等方面來解釋這種差異性，為日后在東秦嶺鉬礦帶這兩類礦床下一步的勘探工作提供參考。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

東秦嶺鉬礦帶處于華北陸塊南緣與秦嶺造山帶相接處，該礦帶分別以商丹斷裂和三寶斷裂作為南北邊界，東至河南省鎮(zhèn)平縣的秋樹灣礦床，西起陜西省華縣的金堆城礦床，呈近東西向條帶狀展布，依據(jù)欒川斷裂可將其劃分為華北陸塊南緣和北秦嶺兩個(gè)構(gòu)造單元(圖1)(張國偉等，1996；張國偉等，2001；李諾等，2007)。帶內(nèi)中生代以來發(fā)生了強(qiáng)烈的陸-陸碰撞運(yùn)動(dòng)和頻繁的中酸性巖漿上侵活動(dòng)，導(dǎo)致了大規(guī)模鉬、鎢、銅多金屬礦床的形成。區(qū)內(nèi)褶皺和斷裂發(fā)育，斷裂構(gòu)造以NNW向區(qū)域深大斷裂為主，NNE向后期疊加淺部斷裂次之，兩組斷裂組成了“格子狀”構(gòu)造格架，其交匯處控制了燕山期中酸性侵入體和礦床的分布(李永峰等，2005；Maoetal.，2008a；孫社良等，2013)。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 南泥湖鉬(鎢)礦床

南泥湖鉬(鎢)礦床地處河南省欒川縣，大地構(gòu)造隸屬華北陸塊南緣(圖1)。區(qū)內(nèi)出露地層主要為新元古代欒川群濱-淺海相碎屑巖-碳酸鹽巖，從老到新分為三川組大理巖、南泥湖組變斑黑云片巖和煤窯溝組白云石大理巖，北部出露有少量中元古界官道口群淺海相含燧石條帶碳酸鹽巖沉積，巖性主要為含燧石條帶白云質(zhì)大理巖。區(qū)域褶皺和斷裂發(fā)育，斷裂主要為NNW向，NNE向次之，規(guī)模不等(孫社良等，2013)(圖2a)。

礦區(qū)內(nèi)出露有一個(gè)燕山期巖體，即南泥湖巖體，呈小巖株?duì)町a(chǎn)出，為一復(fù)式巖體，地表出露巖性為花崗斑巖，下部為黑云花崗閃長巖。南泥湖巖體南北長約450m，東西寬近300m，據(jù)鉆孔資料顯示深部900m標(biāo)高處巖體面積達(dá)到1.2km2，巖體呈上小下大的倒杯狀(包志偉等，2009；劉永春等，2006)。

鉬(鎢)礦體主要賦存在巖體和南泥湖組的外接觸帶角巖中，呈透鏡狀和似層狀產(chǎn)出。礦石主要類型為黑云長英角巖型，片狀、放射狀結(jié)構(gòu)，細(xì)脈狀、浸染狀構(gòu)造，主要礦石礦物為輝鉬礦和黃鐵礦，脈石礦物有石英、方解石和螢石等。礦區(qū)內(nèi)發(fā)育有多期圍巖蝕變，由內(nèi)向外依次可分為鉀化→絹英巖化→硅化→青磐巖化。

2.2 秋樹灣銅(鉬)礦床

秋樹灣銅(鉬)礦床位于河南省鎮(zhèn)平縣境內(nèi)，大地構(gòu)造上處于北秦嶺構(gòu)造帶二郎坪地體南側(cè)(圖1)，區(qū)內(nèi)出露有新元古代秦嶺巖群變質(zhì)雜巖，由老至新依次包括郭莊組大理巖、雁嶺溝組花崗片麻巖和石槽溝組斜長角閃巖，是一套經(jīng)歷多次構(gòu)造和變質(zhì)作用的雜巖，形成于早元古代裂谷環(huán)境(郭保健等，2006；秦臻等，2012；張宗清等，1994)。

礦區(qū)發(fā)育與區(qū)域構(gòu)造線一致的NWW向和NW向構(gòu)造和后期的NNE向斷裂(圖2b)。NWW和NW向構(gòu)造早期表現(xiàn)為壓扭性，后期在燕山期伸展減薄機(jī)制變?yōu)槔瓘埿?，為礦區(qū)主要控礦構(gòu)造；NNE向構(gòu)造為成礦后形成(朱華平等，1998)。

礦區(qū)主要出露的燕山期斑巖體為秋樹灣小巖株，東西長為300m，南北寬近200m，呈橢圓狀，面積約0.6m2(圖2b)。巖性為細(xì)粒黑云花崗斑巖，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。

礦床主要由南山斑巖-矽卡巖型鉬礦和北山角礫巖型銅(鉬)礦組成。其中靠近斑巖體的由內(nèi)向外構(gòu)成一個(gè)同心圓狀水平礦化分帶模型：Mo(Cu)礦化帶→Cu、Mo礦化帶→Cu礦化帶→Pb-Zn-Ag礦化帶。礦體表現(xiàn)為平緩的層狀、似層狀和透鏡狀，礦石結(jié)構(gòu)為細(xì)網(wǎng)脈狀、不等粒狀和膠狀等，構(gòu)造以浸染狀為主，致密塊狀次之。礦石礦物主要為黃銅礦、輝鉬礦、閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦和磁黃鐵礦等，脈石礦物包括石榴石、透輝石、石英、方解石和綠簾石等。自巖體中心向外發(fā)育多期熱液蝕變：石英核→石英鉀長石化→石英絹云母化→矽卡巖化→青磐巖化(秦臻，2013)。

圖1 東秦嶺鉬礦帶地質(zhì)簡圖(據(jù)李諾等，2007修改)Fig 1 Geological sketch of the East Qinling molybdenum belt(modified from Li et al.，2007) 1-新生代沖積物；2-白堊紀(jì)磨拉石建造；3-三疊紀(jì)海相地層；4-嵩箕地塊蓋層；5-華熊地塊蓋層(1.4～0.5Ga)；6-熊耳群(1.85～1.4Ga)，華熊地塊；7-華熊地塊基底(>1.9Ga)；8-早古生代地層，北秦嶺；9-二郎坪群(1.0～0.4Ga)，北秦嶺；10-寬坪群(1.8～1.4Ga)，北秦嶺；11-秦嶺群(>1.4Ga)，北秦嶺；12-南秦嶺地層(1.0～0.25Ga)；13-南秦嶺基底(>1.0Ga)；14-中生代花崗巖；15-前中生代花崗巖；16-斷裂或推測斷裂；17-斑巖型鉬礦床；18-斑巖-矽卡巖型鉬礦床；19-熱液碳酸鹽脈型鉬礦床；20-鉛鋅多金屬礦床；21-銅鉬多金屬礦床；22-熱液爆破角礫巖型金礦床; 圖中礦點(diǎn)：1-黃龍鋪；2-石家灣；3-金堆城；4-木龍溝；5-夜長坪；6-銀家溝；7-上房；8-馬圈；9-南泥湖；10-三道莊；11-石寶溝；12-雷門溝；13-祁雨溝；14-黃水庵；15-前河；16-魚池嶺；17-東溝；18-赤土店；19-板廠；20-秋樹灣1-Cenzoic sediment; 2-Cretaceous molass; 3-Triassic marine strata; 4-Songji Block overlying strata; 5-Huaxiong Block overlying strata(1.4～0.5Ga);6-Xionger Group(1.85～1.45Ga), Huaxiong Block; 7-Huaxiong basement(>1.9Ga); 8- Early-paleozoic strata, North Qinling; 9-Erlangping Group(1.0～0.4Ga), North Qinling; 10-Kuanping complex(1.8～0.4Ga), North Qinling; 11-Qinling Group(>1.4Ga), North Qinling; 12-South Qinling strata(1.0～0.25Ga); 13-South Qinling basement(>1.0Ga); 14-Mesozoic granitoid; 15-Pre-Mesozoic granitoid; 16-fault or inferred fault; 17-porphyry Mo deposit; 18-porphyry-skarn Mo deposit; 19-hydrothermal carbonate vein Mo deposit; 20-lead-zinc polymetallic deposit; 21-Cu-Mo polymetallic deposit; 22-hydrothermal explosive breccia gold deposit；Deposits：1-Huanglongan; 2-Shijiawan; 3-Jinduicheng; 4-Mulonggou; 5-Yechangping; 6-Yinjiagou; 7-Shangfang; 8-Maquan; 9-Nannihu; 10-Sandaozhuang; 11-Shibaogou; 12-Leimengou; 13-Qiyugou; 14-Huangshuian; 15-Qianhe; 16-Yuchiling; 17-Donggou; 18-Chitudian; 19-Banchang; 20-Qiushuwan

圖2 南泥湖鉬(鎢)礦床(a)和秋樹灣銅(鉬)礦床(b)地質(zhì)簡圖(據(jù)李永峰等，2003；秦臻等，2012)Fig.2 Geological maps of the Nannihu Mo(-W) deposit (a) and Qiushuwan Cu(-Mo) deposit(b)(after Li et al.，2003; Qin et al.，2012) 2a: 1-礦床；2-斷層；3-地層界線；Q-第四系；新元古界欒川群：Pt3m-煤窯溝組;Pt3n-南泥湖組;Pt3s-三川組;Pt3b-白術(shù)溝組；Pt2g-中元古界官道口群；v-變輝長巖; 2b: 1-地層界線；2-斷層；3-礦床位置；4-向斜；Q-第四系；新元古界秦嶺群：Pt1y2-雁嶺溝組上 段；Pt1y1-雁嶺溝組下段；Pt1g-郭莊組；SK-矽卡巖；γ-花崗巖；γπ-花崗斑巖；po-石英斑巖2a: 1-deposit; 2-fault; 3-strata boundary; Q-Quaternary; New proterozoic Luanchuan Group: Pt3m-Meiyaogou Formation; Pt3n-Nannihu Formation; Pt3s-Sanchuan Formation; Pt3b-Baishugou Formation; Pt2g-Mesoproterozoic Guandaokou Group; ν-meta diabase; 2b: 1- strata boundary; 2-fault; 3-deposit location; 4-syncline; Q- Quaternary; New proterozoic Qinling Group: Pt1y2-Upper Yanlinggou Formation; Pty1 -Lower Yanlinggou; Pt1g-Guozhuang Formation; SK-skarn; γ-granite; γπ-granite porphyry; po-quartz porphyry

3 討論

南泥湖鉬鎢和秋樹灣銅鉬礦床地質(zhì)特征對比見表1。以下主要從成礦斑巖體、成礦時(shí)代及物質(zhì)來源和構(gòu)造環(huán)境三方面進(jìn)行討論。

3.1 成礦斑巖體對比

強(qiáng)烈而頻繁的巖漿活動(dòng)是很多內(nèi)生金屬礦床形成的先決條件，為成礦作用提供熱源物質(zhì)來源，而東秦嶺鉬礦帶內(nèi)鉬多金屬礦床與燕山期花崗斑巖密切相關(guān)(盧欣祥等，2002)。本次研究對南泥湖和秋樹灣斑巖體的巖石地球化學(xué)特征進(jìn)行了總結(jié)(見表2)，由于盧欣祥等(1984)的主量元素分析結(jié)果中未對燒失量進(jìn)行測試，誤差較大，故在此僅作對比參考，不用來進(jìn)行巖石地球化學(xué)投圖。兩個(gè)斑巖體SiO2含量較高，尤其是南泥湖巖體均大于72%，全堿含量(ALK=Na2O+K2O)在7.50%～9.6%范圍內(nèi)，差別不大，在TAS圖解中都投點(diǎn)到花崗巖系列中(圖3)。但是兩者的K2O、Na2O含量相差懸殊，南泥湖斑巖體K2O含量在6.11%～7.99%之間，遠(yuǎn)大于秋樹灣巖體的K2O含量(3.67%～5.11%)，ω(K2O)/ω(Na2O)介于0.96～4.78，并且在圖4A中可見南泥湖和秋樹灣斑巖體分別投到鉀玄巖和高鉀鈣堿性系列中。表2中可見兩個(gè)斑巖體鋁飽和指數(shù)(A/CNK)在0.95～1.27之間，而且在A/NK-A/CNK圖解中發(fā)現(xiàn)南泥湖巖體和秋樹灣巖體分別具有過鋁質(zhì)和偏鋁質(zhì)特征(圖4B)。以上地球化學(xué)特征對比說明南泥湖斑巖體物質(zhì)來源更淺，殼源成分更多，這也與盧欣祥等(2002)提出斑巖體與成礦關(guān)系的觀點(diǎn)吻合：ω(SiO2)>72%,ω(K2O)≥ω(Na2O)時(shí),則生成鉬礦，并伴生一些金礦(雷門溝斑巖Mo(Au)礦床)；當(dāng)ω(SiO2)<72%,ω(K2O)≤ω(Na2O)，則對金、銅礦化有利(如蒲塘、八寶山、銀家溝等礦床)；若ω(SiO2)>72%,ω(K2O)>>ω(Na2O)時(shí)，只生成高品位的單一鉬礦，無金伴生，如上房、南泥湖、夜長坪等礦床(羅銘玖等，1991)。

表1 南泥湖鉬(鎢)礦床和秋樹灣銅(鉬)礦床地質(zhì)特征對比

注：參考文獻(xiàn)據(jù)文中各處。

南泥湖和秋樹灣斑巖體的微量元素蛛網(wǎng)圖和稀土元素球粒隕石配分曲線體形態(tài)差別不大。兩個(gè)巖體均富集大離子親石元素(LILE)如Rb、Ba、Th和K，虧損高場強(qiáng)元素(HFSE)如Ti、Nb、P、Ta(表2)(圖5A)。ΣREE值范圍為90.50～252.26，圖5B表現(xiàn)為右傾的趨勢，輕稀土和大離子親石元素(LILE)比重稀土元素的含量高，重稀土元素分餾較大，LaN/YbN介于11.77～40.54之間，LREE/HREE=11.37～25.61，輕重稀土分異明顯。而南泥湖與秋樹灣斑巖體相比具有明顯的負(fù)Eu異常，Ba和Sr含量也更低。

圖3 成礦母巖的TAS圖解Fig.3 TAS diagram of ore-bearing parent rock 1-橄欖輝長巖; 2a-堿性輝長巖; 2b-亞堿性輝長巖; 3-輝長閃長巖; 4-閃長巖; 5-花崗閃長巖; 6-花崗巖; 7-硅英巖; 8-二長輝長巖; 9-二長閃長巖; 10-二長閃長巖; 11-石英二長巖; 12-正長巖; 13-副長石輝長巖; 14-副長石二長閃長巖; 15-副長石二長正長巖; 16-副長正長巖; 17-副長深成巖; 18-霓方鈉巖/磷霞巖/粗白榴巖; NNH-南泥湖巖體; QSW-秋樹灣巖體1-peridotgabbro;2a-alkaline gabbro; 2b-sub-alkaline gabbro; 3-gabbroic-diorite; 4-diorite; 5-granodiorite; 6-granite; 7-quartzolite; 8-monzogabbro; 9-monzodiorite,10-monzonite; 11-quartz-monzonite; 12-syenite; 13-foid-gabbro; 14-foid-monzodiorite; 15-foid-monzosyenite; 16-foid-syenite; 17-folidolite; 18-tawite/urtite/italite; NNH-Nannihu in- trusion; Qiushuwan-Qiushuwan intrusion

由此可見南泥湖和秋樹灣斑巖體均為高分異、演化程度較高的花崗巖體。但是它們的Rb/Sr比值差異很大，分別為3.45～8.54和0.12～0.38，而中國東部上地殼平均值為0.31(Gaoetal.，1998)，全球上地殼平均值為0.32(Tayloretal.，1995)，可見南泥湖斑巖體的Rb/Sr比值遠(yuǎn)高于上地殼和秋樹灣斑巖體，推測是因?yàn)槠湓趲r體形成的過程中發(fā)生了強(qiáng)烈的鉀化蝕變，導(dǎo)致了Rb/Sr比值的高異常，這也與其野外地質(zhì)特征和室內(nèi)實(shí)驗(yàn)測出的高K2O值相吻合，而秋樹灣斑巖體鉀化較弱，故而其Rb/Sr比值相對正常。

87Sr/86Sr的初始比值常常用來示蹤巖漿源區(qū)，全球的87Sr/86Sr的初始比值是0.7052，而地殼的初始比值較高，地幔的初始比值較低，為0.7033(Rollinson，1993)。南泥湖斑巖體的87Sr/86Sr初始比值為0.7034～0.7080(羅銘玖等，1991)，秋樹灣斑巖體的87Sr/86Sr初始比值為0.70495(劉孝善等，1987)，而殼源的酸性巖87Sr/86Sr >0.7060，這表明南泥湖斑巖體和秋樹灣斑巖體的巖漿物質(zhì)來源均為殼幔混源，而南泥湖斑巖體源區(qū)中地殼物質(zhì)貢獻(xiàn)更大。

3.2 成礦時(shí)代及物質(zhì)來源

通過硫同位素組成的研究，可以判斷礦床的成礦物質(zhì)的來源。兩個(gè)礦床的硫同位素分析結(jié)果如表3所示，其δ34S值均接近于0‰，與深源地幔硫的δ34S值(0‰左右)(Sakaietal.，1984)相比較可發(fā)現(xiàn)秋樹灣礦床更接近深源地幔硫的δ34S值，推斷兩者成礦物源很可能來自下地殼或上地幔，而秋樹灣礦床中幔源物質(zhì)的貢獻(xiàn)更多一些。

圖4 SiO2-K2O圖解(a)(據(jù)Morrison，1980；Richawood，1989)和A/CNK-A/NK圖解(b)Fig.4 SiO2-K2O diagram(after Morrison，1980；Richawood，1989)(a) and A/CNK-A/NK diagram(b)

圖5 微量元素原始地幔蛛網(wǎng)圖(a)和稀土球粒隕石配分圖(b)(原始地幔和球粒隕石數(shù)據(jù)引自Sun and McDonough，1989)Fig.5 Primitive mantle normalized trace elements spider diagram(a) and chondrite-normalized REE patterns(b) (mantle and chondrite data after Sun and McDonough, 1989)

對前人成礦流體的研究結(jié)果總結(jié)，兩個(gè)礦床的成礦流體均為高溫、高鹽度和富CO2的H2O-NaCl-CO2流體(秦臻等，2012；楊永飛等，2009)。陳衍景等(2009)提出陸陸碰撞構(gòu)造背景下的成礦流體以高鹽度、富CO2區(qū)別于巖漿弧區(qū)同類礦床的貧CO2的NaCl-H2O型流體，而南泥湖礦床和秋樹灣礦床分別為陸陸碰撞和巖漿島弧構(gòu)造環(huán)境下形成礦床的典型代表(圖6)，卻都富CO2；Maoetal.,(2008b)認(rèn)為幔源包體賦存有大量CO2包裹體，而地幔流體中含有富CO2的熔體，因此秋樹灣礦床成礦流體一部分可能是來自于地幔，導(dǎo)致了巖漿弧背景下富CO2流體的形成。秋樹灣和南泥湖礦床各階段石英、方解石的δ18O值分別為9.2‰～10.59‰和8.9‰～12.5‰(秦臻等，2012；向君峰等，2012b；楊永飛等，2009)，顯示出深源巖漿流體的特點(diǎn)，秋樹灣礦床δ18O值較之南泥湖礦床偏低，也說明其成礦過程中有著更多的地幔物質(zhì)參與。

前人通過精確的輝鉬礦Re-Os同位素定年將南泥湖鉬(鎢)礦床和秋樹灣銅(鉬)礦床的成礦時(shí)代限定為140～150Ma之間，成礦時(shí)代與東秦嶺鉬礦帶的主成礦期時(shí)代一致，而南泥湖鉬(鎢)礦床輝鉬礦中Re含量測得為15.2×10-6～27.5×10-6，平均為22.0×10-6；秋樹灣銅(鉬)礦床輝鉬礦中Re含量為151.8×10-6(郭保健等，2006；李永峰等，2003)，并依據(jù)Maoetal.,(1999)和Steinetal.,(2001)提出的從地幔到殼幔源再到地殼，礦石中含Re量呈數(shù)量級下降，從幔源、I型到S型花崗巖有關(guān)的礦床，Re含量從n×100×10-6→n×10×10-6→n×10-6，從而確定了成礦物質(zhì)來自殼幔混熔，由于秋樹灣礦床Re含量遠(yuǎn)大于南泥湖礦床，推斷是因?yàn)榍罢叱傻V過程中地幔物質(zhì)參與更多導(dǎo)致的(郭保健等，2006；李永峰等2003)。

表2 南泥湖和秋樹灣斑巖體主量元素、稀土元素和微量元素值

注：主量元素單位：wt%；稀土元素和微量元素單位：×10-6。

筆者認(rèn)為僅憑輝鉬礦中Re含量來推斷成礦物質(zhì)的來源問題過于草率。Berzinaetal(2005)等統(tǒng)計(jì)了俄羅斯和蒙古的5個(gè)銅鉬礦床中的24個(gè)輝鉬礦樣品，總結(jié)出輝鉬礦中Re含量受到成礦母巖的成分、成礦流體中Re的富集和結(jié)晶作用中物化條件(氧逸度、酸堿度、Cl活動(dòng)性和溫壓)的改變影響。楊宗峰等(2011b)通過對國內(nèi)744個(gè)輝鉬礦Re-Os同位素測年數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)輝鉬礦中Re含量具有混合分布的特征，在相同成礦母巖巖性的條件下主要因?yàn)檩x鉬礦共生礦物的不同而產(chǎn)生Re含量的差異，Re含量數(shù)量級的變化不能有效反映出其成礦物質(zhì)來源。以上均說明輝鉬礦中Re含量受到多種因素的影響，不僅僅是由成礦物質(zhì)來源不同而導(dǎo)致其差異性。輝鉬礦中Re含量與成礦溫度和礦化蝕變有關(guān)(Giles and Shilling，1972；Newberry，1979；Filimonovaetal.，1984；Todorov and Staikov，1985)，如輝鉬礦中的Re主要賦存在ReS2中，隨著溫度的升高ReS2溶解度也上升，從而導(dǎo)致Re含量的減少(Xiongetal.，2002)；酸性熱液溶解條件下形成的Re含量比堿性熱液溶解條件下的更高(Filimonovaetal.，1984)。流體包裹體測溫表明(秦臻等，2012；向君峰等，2012b；楊永飛等，2009)，南泥湖礦床的成礦階段(152～312℃)溫度大于秋樹灣礦床(250～380℃)；并且南泥湖礦床鉀化蝕變(堿性)明顯和秋樹灣礦床則發(fā)育石英-絹云母化蝕變(酸性)。所以，南泥湖礦床和秋樹灣礦床的Re含量不同主要是受到成礦溫度和礦化蝕變差異性影響而導(dǎo)致的，不能簡單判斷為成礦物質(zhì)來源的不同。

表3 南泥湖鉬(鎢)礦床和秋樹灣銅(鉬)礦床硫同位素組成

3.3 構(gòu)造環(huán)境

南泥湖鉬(鎢)礦床和秋樹灣銅(鉬)礦床分別位于華北陸塊南緣和北秦嶺構(gòu)造帶兩個(gè)不同的構(gòu)造單元，這可能也是導(dǎo)致兩者成礦差異性的原因之一。華北陸塊南緣在中生代處于陸-陸碰撞過程的由擠壓向伸展轉(zhuǎn)變的時(shí)期(陳衍景等，2000)或碰撞后造山的局部伸展作用下(李永峰等，2005)，均表明華北陸塊南緣是處于陸-陸碰撞之后，在增厚地殼的環(huán)境下發(fā)生的伸展運(yùn)動(dòng)，巖漿熱液沿著深大斷裂或背斜核部上侵；而秋樹灣銅(鉬)礦床地處北秦嶺構(gòu)造帶二郎坪地塊上，二郎坪地塊是北秦嶺早古生代活動(dòng)大陸邊緣溝-弧-盆系統(tǒng)的重要組成部分，記錄了古弧后盆地的物質(zhì)殘存(盧欣祥等，2002)，這也與Y+Nb-Rb圖解中兩者的投點(diǎn)區(qū)域所吻合(圖6)。綜上所述，東秦嶺鉬礦帶在中生代燕山期活動(dòng)中，揚(yáng)子板塊向華北板塊進(jìn)行陸陸(或A型)俯沖碰撞，巖石圈地幔發(fā)生拆沉減薄，軟流圈發(fā)生上涌，加熱熔融地殼和巖石圈，發(fā)生殼?；烊圩饔?，而鉬元素主要來自于地殼中，銅元素則來自地幔中，從圖中可見，南泥湖鉬(鎢)礦床的成礦環(huán)境地殼厚度大于秋樹灣銅(鉬)礦床，巖漿熱液受殼源物質(zhì)參與的更多，而秋樹灣銅(鉬)礦床由于所處的火山島弧環(huán)境發(fā)生地殼增厚的程度低于南泥湖鉬(鎢)礦床，更多的受到幔源成分影響，故而形成了以銅為主的斑巖型礦床(圖7)。

圖6 Y+Nb-Rb圖解(據(jù)Pearce et al.，1996)Fig.6 Y+Nb-Rb diagram(after Pearce et al., 1996)

圖7 南泥湖鉬(鎢)礦床和秋樹灣銅(鉬)礦床成巖成礦模式圖Fig.7 Ore-forming tectonic model of the Nannihu Mo(W) deposit and Qiushuwan Cu(Mo) deposit

4 結(jié)論

(1) 南泥湖鉬(鎢)礦床和秋樹灣銅(鉬)礦床在成礦類型和規(guī)模上差異顯著研究兩者的野外地質(zhì)標(biāo)志(鉀化和石英絹云母化蝕變)和室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究(S同位素和流體包裹體)可為今后在東秦嶺鉬礦帶鉬和銅兩類斑巖型礦床的勘探工作提供參考。

(2) 通過對兩個(gè)礦床成礦母巖的地球化學(xué)特征研究分析，發(fā)現(xiàn)其在TAS圖解中均投到花崗巖區(qū)域中，屬于高鉀鈣堿性系列，偏鋁質(zhì)-弱過鋁值特征，富集大離子親石元素(Rb、Ba、Th和K)，虧損高場強(qiáng)元素(Ti、Nb、P、Ta)，輕重稀土元素分餾明顯。然而與秋樹灣斑巖體相比，南泥湖斑巖體SiO2和K2O含量更高，虧損Eu，Ba、Sr含量更低。而南泥湖和秋樹灣斑巖體的Rb/Sr值和87Sr/86Sr值和地殼與地幔的比值對比后發(fā)現(xiàn)，南泥湖斑巖體更偏向于地殼的數(shù)值，秋樹灣則與地幔的數(shù)值接近，反映了二者巖漿物質(zhì)來源分別以殼源和幔源為主的特點(diǎn)。

(3) 兩個(gè)礦床成巖時(shí)代雖然相近，但是成礦物質(zhì)來源不同。根據(jù)礦床地質(zhì)和地球化學(xué)特征推斷絹英巖化蝕變有利于銅的富集，鉀化蝕變有利于鉬的富集，而S同位素和流體包裹體可以指示成礦流體是幔源或殼源為主，而Re元素的含量不作為指示成礦流體來源的依據(jù)。因此南泥湖鉬鎢礦床成礦物質(zhì)主要來源于地殼，秋樹灣銅(鉬)礦床成礦物質(zhì)多來自于地幔中，這也符合鉬以殼源為主，銅以幔源為主的規(guī)律。

(4) 南泥湖和秋樹灣礦床形成時(shí)的構(gòu)造環(huán)境不同，導(dǎo)致了兩者成巖成礦規(guī)模和類型的不同。

致謝 感謝曹華文同志在成文過程中的幫助；論文評審專家給予了很好的建議，在此一致深表感謝。

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[附中文參考文獻(xiàn)]

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Comparison of Petrologic and Metallogenic Characteristics Between the Nannihu Mo(-W)Deposit and Qiushuwan Cu(-Mo) Deposit, East Qinling

ZHANG Yun-hui1,2, ZHANG Shou-ting2, WANG Shi-yan2,3, YUN Hui3, TAN He-yong3, ZHANG Hao2

(1.SichuanInstituteofGeologicalEngineeringInvestigation,Chengdu,Sichuan610072;2.SchooloftheEarthSciencesandResources,ChinaUniversityofGeosciences,Beijing100083；3.HenanInstituteofGeologicalSurvey，Zhengzhou,Henan450007)

The Nannihu Mo(-W) deposit and Qiushuwan Cu(-Mo) deposit are both porphyritic deposits in East Qinling molybdenum belt, but they are distinct in metallogenic type and scale. This study explores the geological characteristics of both deposits, geochemical features of ore-forming porphyries, metallogenic epoch and ore-forming material source (S isotope, fluid inclusions and Re content), and the result shows that they both are derived from a mixed source of mantle and crust, and the Qiushuwan Cu(-Mo) deposit involves more mantle materials. The two deposits were formed under the same mechanism of extension and thinning during Yanshanian epoch in Qinling, but they are located in different tectonic units. All above result in the metallogenic difference and provide a reference for the exploration of Mo and Cu deposits in East Qinling molybdenum belt in the future.

Nannihu Mo(-W) deposit, Qiushuwan Cu(-Mo) deposit, geochemistry, tectonic environment, East Qinling molybdenum belt

2013-07-28；

2013-11-29；[責(zé)任編輯]郝情情。

欒川鉬鉛鋅多金屬礦集區(qū)大型-超大型礦床形成的地球動(dòng)力學(xué)背景、過程與定量評價(jià)(編號：1212011220925)和河南省欒川鉬鉛鋅礦整裝勘查綜合研究及熊耳山南部地區(qū)礦產(chǎn)遠(yuǎn)景調(diào)查(編號：1212011220502)聯(lián)合資助。

張?jiān)戚x(1990年-)，男，碩士研究生學(xué)歷，現(xiàn)于四川省地質(zhì)工程勘察院從事礦產(chǎn)勘查工作。E-mail: z374175083@163.com。

P581+P611.1

A

0495-5331(2014)04-0700-12