內(nèi)蒙古牙克石巖山鉬礦床礦石Re-Os和相關(guān)巖漿巖鋯石U-Pb年齡測(cè)定

曾子華，劉德朋，陳 彪，王洪智，于香明

(1. 南京大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇南京 210093； 2. 江蘇省有色金屬地質(zhì)勘查局，江蘇南京 210007)

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內(nèi)蒙古牙克石巖山鉬礦床礦石Re-Os和相關(guān)巖漿巖鋯石U-Pb年齡測(cè)定

曾子華1,2，劉德朋2，陳 彪2，王洪智2，于香明2

(1. 南京大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇南京 210093； 2. 江蘇省有色金屬地質(zhì)勘查局，江蘇南京 210007)

內(nèi)蒙古牙克石地區(qū)近年來發(fā)現(xiàn)了巖山中型鉬礦床。賦礦圍巖以元古界興華渡口群為主，其次為燕山期花崗斑巖隱伏巖體。該巖體自邊部至中心，大致呈石英斑巖-花崗斑巖-花崗閃長(zhǎng)巖相變的特點(diǎn)，U-Pb年齡分別為124±1 Ma、127±2 Ma、124±1 Ma。輝鉬礦主要以石英(碳酸鹽-螢石)輝鉬礦脈、長(zhǎng)石石英輝鉬礦脈、碳酸鹽(-螢石)輝鉬礦脈的形式存在于圍巖中，切穿巖體與地層的接觸帶。以興華渡口群為圍巖的輝鉬礦Re-Os年齡為125.2±1.7 Ma，以花崗斑巖為圍巖的輝鉬礦Re-Os年齡為126.6±1.8 Ma，長(zhǎng)石石英脈中輝鉬礦Re-Os年齡為125.3±1.8 Ma。根據(jù)礦體與圍巖的相互關(guān)系及年齡測(cè)定結(jié)果，無論從時(shí)間上和空間上成礦均與燕山期花崗斑巖的侵入密切相關(guān)，熱液充填活動(dòng)明顯，屬巖漿熱液型礦床。

地球化學(xué) 鉬礦床 鋯石U-Pb定年 Re-Os同位素定年 牙克石 內(nèi)蒙古

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內(nèi)蒙古鉬礦資源豐富，形成了眾多大、中、小型鉬及鉬多金屬礦床(黃崇軻等,2001;翟裕生,2002; 沈存利等,2004; 沈存利等,2009)，礦床分布廣泛，分布在9個(gè)主要鉬成礦遠(yuǎn)景區(qū)內(nèi)(沈存利等，2010)。眾多學(xué)者對(duì)內(nèi)蒙古的鉬礦床特征進(jìn)行了研究分析，總結(jié)發(fā)現(xiàn)鉬礦床的成因類型以斑巖型為主，其次為熱液型；礦體一般厚度較大，品位變化較大，賦存部位較淺，礦種較為單一；成礦時(shí)代大部分為燕山期，其次為華力西期。主要鉬礦床特征詳見表1(聶鳳軍等,1995；聶鳳軍等,2002；聶鳳軍等,2005；聶鳳軍等,2007；李諾等,2007；覃鋒等,2008；曾慶棟等,2009；張作倫等,2009；張連昌等,2010；陳志廣等,2010；沈存利等，2010)。

1 礦區(qū)地質(zhì)特征

1.1 區(qū)域地質(zhì)背景

1.2 礦區(qū)地質(zhì)特征

出露的地層為元古界興華渡口群(Pt1x)，巖性以綠泥石石英片巖為主，以及奧陶系多寶山組(O1-2d)，巖性以變質(zhì)粉砂巖為主，兩者以不整合接觸，見圖2。

表1 內(nèi)蒙古主要鉬礦床一覽表

圖1 內(nèi)蒙古自治區(qū)主要鉬礦床及鉬成礦遠(yuǎn)景區(qū)分布圖(據(jù)沈存利等，2010)Fig.1 Map showing distribution of major molybdenum deposits and mineralization prospect in Inner Mongolia(after shen et al.,2010) 1-板塊縫合線;2-古陸邊緣深大斷裂;3-深斷裂及編號(hào);4-盆地界限;5-鉬礦成礦遠(yuǎn)景區(qū)及編號(hào);6-鉬礦床及編號(hào)；7-巖山礦 區(qū)位置1-plate suture;2-deep fault of paleo-continental margin;3-deep fault and number;4-basin boundary;5-molybdenum metallogenic belts and number;6-molybdenum deposits and number;7-location of YanShan area

構(gòu)造以斷裂為主，褶皺次之。褶皺構(gòu)造為巖山背斜，呈NE-SW展布；斷裂構(gòu)造主要為NE向；節(jié)理裂隙構(gòu)造發(fā)育，根據(jù)探槽和鉆孔巖芯觀察，裂隙構(gòu)造與片理傾向一致的相對(duì)較多，規(guī)律不明顯，傾角以60°～80°為主，30°～60°次之，少數(shù)水平。節(jié)理裂隙構(gòu)造為本區(qū)的容礦構(gòu)造，由石英、碳酸鹽、螢石、黃鐵礦、輝鉬礦等礦物構(gòu)成的細(xì)脈充填其中，脈寬多小于5 mm，最寬約10 cm，細(xì)脈密集處或大脈處則形成工業(yè)礦體。

地表出露的侵入巖為泥盆紀(jì)輝長(zhǎng)巖、華力西期花崗閃長(zhǎng)巖，呈巖株?duì)町a(chǎn)出，與成礦無關(guān)；根據(jù)鉆孔揭露，在鉬化探高值異常區(qū)深部300 m～900 m標(biāo)高見隱伏燕山期花崗斑巖巖體，巖體自邊部至中心大致呈石英斑巖-花崗斑巖-花崗閃長(zhǎng)巖相變的特點(diǎn)，為成礦母巖；局部見霏細(xì)巖脈、中基性巖脈和晚期的酸性巖脈穿插。

圖2 巖山鉬礦床地質(zhì)略圖Fig.2 Geological sketch of the Yanshan molybdenum deposit 1-第四系(Q)；2-多寶山組(O1-2d)；3-興華渡口群(Pt1x)；4-花崗閃長(zhǎng)巖(Dγδ)；5-地質(zhì)界線；6-不整合面；7-地質(zhì)年齡樣品 及編號(hào)；8-18線；9-有礦竣工鉆孔；10-無礦竣工鉆孔1-Quaternary;2-Duobaoshan Formation;3-Xinhuadukou Group;4-granodiorite;5-geological boundary;6-unconformity; 7-age sample and its serial number；8-Line 18；9-mine drill and its serial number; 10-barren drill hole

蝕變類型主要有硅化、綠泥石化、鉀化、螢石化、碳酸鹽化、絹云母化、高嶺土化等。其中硅化與鉬礦化最為密切，次為鉀化、碳酸鹽化、螢石化。

Mo-W異常與Pb-Zn-Au-Ag異常在平面上具有分帶性的特點(diǎn)，后者多分布于前者的外圍。

1.3 礦體地質(zhì)特征

本礦床金屬礦物主要為輝鉬礦，次為黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦，偶見磁鐵礦。

鉬礦體主要賦存于隱伏花崗斑巖體(石英斑巖-花崗斑巖-花崗閃長(zhǎng)巖)與興華渡口群(Pt1x)的接觸帶及其附近。有用金屬礦物輝鉬礦以多種形式分布在興華渡口群或隱伏巖體中。

鉬礦體主要走向?yàn)镹W，傾向NE，傾角60°～80°，延長(zhǎng)100 m～400 m，延深達(dá)100 m～500 m，與接觸帶構(gòu)造的空間關(guān)系較密切，鉬礦化體多分布于接觸帶500 m范圍內(nèi)，含輝鉬礦石英脈與圍巖界線清楚，見圖3。

輝鉬礦主要沿石英脈分布，多呈細(xì)小片狀或片狀集合體狀或不連續(xù)的細(xì)脈狀分布于石英脈中間或兩邊，部分輝鉬礦則沿鉀長(zhǎng)石-石英脈、碳酸鹽脈或巖石的微裂隙中分布；在含輝鉬礦石英細(xì)脈的旁側(cè)，偶見浸染狀輝鉬礦化。輝鉬礦石英脈脈寬多為1 mm左右，一般小于5 mm，細(xì)脈多斜切片理，與片理產(chǎn)狀一致相對(duì)較多，但規(guī)律不明顯。

礦石構(gòu)造以細(xì)脈狀構(gòu)造為主、網(wǎng)脈狀-細(xì)脈浸染狀次之，其次為團(tuán)塊狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造，少量星點(diǎn)狀構(gòu)造。

2 地質(zhì)年齡測(cè)定

2.1 樣品采集

2.1.1 巖漿巖地質(zhì)年齡樣采集

石英斑巖、花崗斑巖、花崗閃長(zhǎng)巖在野外呈過渡相變的特點(diǎn)。為了進(jìn)一步查明其成礦年代及與鉬礦的關(guān)系，本次工作在石英斑巖、花崗斑巖、花崗閃長(zhǎng)巖中分別采取樣品，樣品采集位置見圖3，采集方式為在鉆孔同一巖性中打塊組合而成。為了查明隱伏巖體與礦區(qū)東部出露的泥盆系花崗斑巖的關(guān)系，在泥盆系花崗斑巖采集樣品H7(圖2)。

2.1.2 輝鉬礦Re-Os同位素年齡樣采集

輝鉬礦主要賦存于石英(碳酸鹽-螢石)脈，長(zhǎng)石石英脈、碳酸鹽(-螢石)脈中。考慮圍巖不一致因而在鉆孔中隱伏巖體中的輝鉬礦-石英脈、興華渡口群中的輝鉬礦-石英脈、輝鉬礦-長(zhǎng)石石英脈分別取樣。取樣主要在鉆孔中礦體位置采集，打塊組合而成，取樣位置見圖3。

2.2 巖漿巖地質(zhì)年齡測(cè)定

2.2.1 分析方法

用于鋯石年代學(xué)測(cè)試的花崗巖樣品在河北省地質(zhì)測(cè)繪院巖礦實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心進(jìn)行測(cè)試。先挑選單礦物鋯石，主要方法為全巖逐級(jí)分選破碎；小于100目的粉塵經(jīng)水淘洗、電磁分選；最后在雙目鏡下挑選晶形完好、透明度和光澤度好的鋯石顆粒，用環(huán)氧樹脂固定于樣品靶上，經(jīng)研磨拋光，具體制靶方法參考北京離子探針中心實(shí)驗(yàn)室提供的方法(宋彪等，2002)。

樣品H1、H2、H3、H7鋯石，在南京大學(xué)內(nèi)生金屬礦床成礦機(jī)制研究國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室用LA-ICP-MS進(jìn)行測(cè)試。激光剝蝕系統(tǒng)為New Wave公司生產(chǎn)的UP213固體激光剝蝕系統(tǒng)，ICP-MS型號(hào)為Agilent 7500a型，采用He氣作為剝蝕物質(zhì)的載氣，通過直徑3 mm的PVC管將剝蝕物質(zhì)傳送到ICP-MS，并在進(jìn)入ICP-MS之前與Ar氣混合，形成混合氣。根據(jù)鋯石大小，剝蝕直徑采用25 μm。在本次測(cè)試中，質(zhì)量分餾矯正采用標(biāo)樣GEMOC/GJ-1(608Ma)，每組樣品包括一個(gè)已知年齡鋯石Mud Tank(735Ma)。數(shù)據(jù)處理采用ISOPLOT程序(Ludwig, 2003)。

圖3 18線剖面圖Fig.3 Geologic section of the line 18 1-第四系；2-興華渡口群；3-石英斑巖；4-花崗斑巖；5-花崗閃長(zhǎng)巖；6-高品位礦體；7-低品位礦體；8-鉆孔及 編號(hào)；9-地質(zhì)年齡樣品及編號(hào)1-Quaternary；2-XinHuaDuKou Group；3-quartz porphyry；4-granite porphyry；5-granodiorite；6-high grade molybdenum ore；7-low grade molybdenum ore；8-drill hole and its serial number；9-age sample and its serial number

2.2.2 分析結(jié)果

樣品H1鋯石共分析了28個(gè)點(diǎn)，樣品206Pb/238U和諧年齡在116～129 Ma之間，加權(quán)平均值為124±1 Ma(n=25,MSWD=1.8)，如圖4。

圖4 H1 U-Pb年齡諧和圖Fig.4 U-Pb concordia diagram of zircon form H1

樣品H2鋯石共分析了26個(gè)點(diǎn)，樣品206Pb/238U年齡在121～135 Ma之間，和諧年齡加權(quán)平均值為127±2 Ma(n=23,MSWD=2.6),如圖5。

圖5 H2 U-Pb年齡諧和圖Fig.5 U-Pb concordia diagram of zircon H2

樣品H3鋯石共分析了22個(gè)點(diǎn)，樣品206Pb/238U和諧年齡主要變化在119～130Ma之間，加權(quán)平均值為124±1Ma(n=19,MSWD=1.8)，如圖6。

圖6 H3 U-Pb年齡諧和圖Fig.6 U-Pb concordia diagram of zircon form H3

樣品H7鋯石共分析了24個(gè)點(diǎn)，樣品206Pb/238U年齡變化在276～337 Ma之間，和諧年齡主要集中在295～314 Ma間，加權(quán)平均值為307±3 Ma(n=20,MSWD=1.2)，如圖7。

圖7 H7 U-Pb年齡諧和圖Fig.7 U-Pb concordia diagram of zircon form H7

2.3 輝鉬礦Re-Os同位素年齡測(cè)定

2.3.1 分析方法

用于Re-Os年代學(xué)測(cè)試的輝鉬礦樣品，委托河北省地質(zhì)測(cè)繪院巖礦實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心挑選單礦物輝鉬礦。樣品H4、H5、H6單礦物輝鉬礦，委托國(guó)家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心進(jìn)行同位素測(cè)定，置信水平95%，主要流程為：分解樣品-直接蒸餾分離Os-萃取分離Re質(zhì)譜測(cè)定。

2.3.2 分析結(jié)果

分析結(jié)果見表2。測(cè)試單位及測(cè)試者：國(guó)家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心屈文俊、李超、周利敏,2013。

3 成礦過程討論

奧陶紀(jì)之前，牙克石-根河火山型被動(dòng)陸緣處于南北強(qiáng)烈擠壓，最老的元古界興華渡口群地層發(fā)生強(qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和區(qū)域變質(zhì)作用，形成了東西向波狀延伸的擠壓帶。

奧陶紀(jì)中期，擠壓活動(dòng)暫停，地殼下降，海域形成，接受沉積，形成了一套韻律性明顯的復(fù)理石相沉積物，并伴隨較弱的海底火山噴溢活動(dòng)；晚期華夏構(gòu)造運(yùn)動(dòng)開始，地殼開始上升為剝蝕階段。

泥盆紀(jì)，早期為一穩(wěn)定的淺海沉積階段，沉積了一套具有明顯韻律及水平層理的陸源碎屑巖及碳酸鹽巖，局部伴隨著較弱的中基性火山噴溢作用；中期，東西向構(gòu)造運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)，沉積環(huán)境動(dòng)蕩，并出現(xiàn)較強(qiáng)烈中酸性火山噴溢活動(dòng)；晚期，南北向擠壓力強(qiáng)烈，并伴隨華力西早期巖漿侵入和相應(yīng)的火山噴發(fā)。華力西早期的巖漿侵入活動(dòng)從基性開始，經(jīng)由中性、中酸性到酸性結(jié)束；空間位置上看，侵入巖產(chǎn)出部位多與南北向構(gòu)造有關(guān)。

石炭紀(jì)，早期地殼緩慢抬升，沉積環(huán)境從淺海逐漸變?yōu)檫吘壓＃恢衅谌A夏構(gòu)造運(yùn)動(dòng)使地殼上升，接受剝蝕，強(qiáng)大的北西-南東向壓應(yīng)力使本區(qū)古老巖層發(fā)生褶皺，華力西中期花崗巖沿北東向褶皺軸部貫入，華力西中期的巖漿均為酸性巖漿，經(jīng)過本次運(yùn)動(dòng)，本區(qū)上升為陸地，直至侏羅紀(jì)早期本區(qū)沒有沉積新的地層，處于剝蝕階段，在局部的山間盆地沉積了一套底礫巖。

侏羅紀(jì)，中期新華夏構(gòu)造開始活動(dòng)，斷裂重新活動(dòng)，并且有巖漿沿北北東向的構(gòu)造線噴發(fā)；晚期為新華夏構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈時(shí)期，以斷裂為主的構(gòu)造活動(dòng)及伴隨著強(qiáng)烈的火山噴發(fā)和巖漿侵入，噴發(fā)了一套火山碎屑巖和熔巖，花崗斑巖及次火山巖等，沿構(gòu)造裂隙貫入，前寒武系地層重新活動(dòng)，又產(chǎn)生了新的斷裂，期間形成了海拉爾地塹構(gòu)造，在坳陷邊緣脆弱地段噴發(fā)了玄武巖，之后，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)又恢復(fù)平靜，氣候溫暖，植物茂盛，在坳陷區(qū)沉積了含煤巖層。礦區(qū)內(nèi)花崗斑巖的巖漿侵入活動(dòng)為鉬礦床帶來了豐富的物質(zhì)來源，為其成礦母巖。

白堊紀(jì)至第三系，沒有地層記錄，處于長(zhǎng)期剝蝕狀態(tài)，但以斷裂為主的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)仍然存在。

從鉬礦(化)體的空間分布特征看，鉬礦(化)體分布于隱伏巖體的內(nèi)外接觸帶中的構(gòu)造裂隙中，外帶礦化較強(qiáng)，內(nèi)帶礦化較弱，輝鉬礦主要分布于石英(碳酸鹽-螢石)脈，長(zhǎng)石石英脈、碳酸鹽(-螢石)脈中，節(jié)理裂隙為本區(qū)控礦構(gòu)造，熱液充填成礦作用的特征明顯，初步認(rèn)為其屬巖漿熱液型鉬礦床。從輝鉬礦Re-Os測(cè)年和花崗斑巖鋯石測(cè)年成果看，輝鉬礦成礦年齡與燕山期花崗斑巖基本一致，成礦巖體為花崗斑巖巖體，同時(shí)根據(jù)輝鉬礦脈切穿賦礦巖體與興華渡口群的接觸帶的事實(shí)，成礦期稍晚于花崗斑巖，屬于其期后熱液。初步認(rèn)為燕山期含礦花崗斑巖巖體的侵入，造成巖山背斜巖石進(jìn)一步破碎，裂隙發(fā)育，該期巖體的期后熱液充填形成鉬礦床。

表2 巖山鉬礦床輝鉬礦Re-Os同位素測(cè)試結(jié)果

4 結(jié)論

(1) 地表出露的華力西期花崗閃長(zhǎng)巖鋯石年齡307±3 Ma，與輝鉬礦成礦無關(guān)。

(2) 與輝鉬礦成礦有關(guān)的巖體為花崗斑巖隱伏巖體，NW-SW走向，自邊部至中心，大致呈石英斑巖-花崗斑巖-花崗閃長(zhǎng)巖相變的特點(diǎn)，其鋯石年齡分別為124±1 Ma、127±2 Ma、124±1 Ma。

(3) 以興華渡口群為圍巖的輝鉬礦Re-Os年齡為125.2±1.7 Ma；以花崗斑巖為圍巖的輝鉬礦Re-Os年齡為126.6±1.8 Ma；長(zhǎng)石石英脈中輝鉬礦Re-Os年齡為125.3±1.8 Ma。

(4) 根據(jù)礦體與圍巖的相互關(guān)系及年齡測(cè)定結(jié)果，成礦無論從時(shí)間上和空間上均與燕山期花崗斑巖的侵入密切相關(guān)，熱液充填活動(dòng)明顯，屬巖漿熱液型礦床。

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Re-Os Dating of the Molybdenum Deposit and Zircon U-pb Ages of Related Magmatic Rocks in the Yanshan Area,Yakeshi, Inner Mongolia

ZENG Zi-hua1,2，LIU De-peng2，CHEN Biao2，WANG Hong-zhi2,YU Xiang-ming2

(1.EarthScienceandEngineeringSchool,NanjingUniversity,Nanjing,Jiangsu210093; 2.EastChinaMineralExplorationandDevelopmentBureau,Nanjing,Jiangsu210007)

In recent years, a moderiate-size molybdenum deposit was discovered in the Yanshan area,Yakeshi, Inner Mongolia. Its host rocks are primarily the Proterozoic Xinhuadukou Group, and secondly the concealed rock of the Yanshan-period granite porphyry.These rocks exhibit the characteristics of quartz porphyry and granite porphyry-granite diorite phase transition from the edge to the center with U-pb ages 124±1 Ma, 127±2 Ma, and 124±1 Ma, respectively. Molybdenite ore appears in the quartz (carbonate-fluorite) vein, feldspar quartz vein, and carbonate(fluorite) vein, which cut through the contact zone between the rock and strata. The Xinghuadukou Group molybdenite Re-Os age for the surrounding rock is 125.2±1.7 Ma, the granite-porphyry molybdenite Re-Os age of surrounding rock is 126.6±1.8 Ma, and feldspar quartz veins molybdenite Re-Os age is 125.3±1.8 Ma. According to the dating results and relationship between the ore body and surrounding rock, mineralization was closely related to the Yanshan-period granite porphyry in both time and space. The obvious hydrothermal filling activity suggests the type of the magmatic hydrothermal deposit.

geochemistry, molybdenum deposit, zircon U-Pb age, Re-Os isotopic age, Yakeshi

2014-09-19；

2014-12-16；[責(zé)任編輯]郝情情。

曾子華(1984年-)，男，2002年畢業(yè)于南京大學(xué)，獲學(xué)士學(xué)位，在讀碩士生，工程師，長(zhǎng)期從事從事礦床勘查與研究工作。E-mail：47351907@qq.com。

P618

A

0495-5331(2015)01-0045-08