大興安嶺南段毛登礦區(qū)阿魯包格山巖體成巖成礦意義
——鋯石、角閃石和黑云母礦物學(xué)證據(jù)*

季根源，江思宏，張龍升，李高峰，劉翼飛，易錦俊，張?zhí)K江

（1 中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所自然資源部成礦作用與資源評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100037；2 自然資源實(shí)物地質(zhì)資料中心，河北廊坊 065201；3 華北地質(zhì)勘查局綜合普查大隊(duì)，河北廊坊 065201；4 北京大學(xué)造山帶與地殼演化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100871）

大興安嶺南段廣泛發(fā)育與高度演化的花崗巖關(guān)系密切的W、Sn、Ag、Mo、Pb、Zn、稀土、稀有等金屬礦床，如白音查干Sn-Ag-Cu-Pb-Zn 礦床（姚磊等，2018；李睿華，2019）、維拉斯托Sn-Cu-Pb-Zn-Ag-Li-Rb-Nb-Ta 礦床（劉瑞麟等，2018；Liu et al., 2016；Wang et al., 2017）、黃崗Sn-Fe-Pb-Cu 礦床（周振華等，2010；翟德高等，2012）、巴爾哲REE-Nb-Be-Zr礦床（王一先等，1997）、敖侖花Mo-Cu礦床(馬星華等，2009)、半砬山鉬礦床（Zhang et al., 2010；Shu et al.,2016）、毛登Sn-Mo-Bi 礦床（石得鳳，2007；張巧梅等，2013）等，逐漸成為中國(guó)北方地區(qū)重要的鎢、錫、鉬、銀、鉛、鋅、稀土和稀有礦產(chǎn)基地。大興安嶺南段先后經(jīng)歷了古亞洲洋的閉合、古太平洋和蒙古-鄂霍茨克洋板塊俯沖等復(fù)雜的構(gòu)造歷史，發(fā)育大規(guī)模不同時(shí)代、不同類(lèi)型的花崗巖，區(qū)內(nèi)多金屬礦床主要與早白堊世高度演化的花崗質(zhì)巖體有密切關(guān)系（Enge‐bretson et al.,1985；趙一鳴等，1997；毛景文等，2013；江思宏等，2018）。因此，前人對(duì)區(qū)內(nèi)早白堊世花崗質(zhì)巖體開(kāi)展了大量的研究，包括成巖年代學(xué)、巖石地球化學(xué)、同位素地球化學(xué)以及成巖構(gòu)造背景等（郭鋒等，2001；Fan et al.,2003；王京彬等，2005；王長(zhǎng)明等，2006；邵濟(jì)安等，2010；Ouyang et al., 2015；Liu et al.,2016；Zhai et al.,2017），但對(duì)高度演化的花崗巖漿演化過(guò)程中的礦物學(xué)特征以及物理化學(xué)條件研究較為薄弱甚至缺乏，這在一定程度上制約了花崗巖成巖作用精細(xì)刻畫(huà)以及對(duì)成礦意義的評(píng)價(jià)。

前人研究表明，花崗巖結(jié)晶時(shí)的溫壓、氧逸度、揮發(fā)分含量、含水量等物理化學(xué)條件對(duì)W、Sn、Cu、Au、Pb、Zn、Ag、Mo等金屬成礦元素在熔體和流體相之間運(yùn)移、分配，以及成巖、成礦作用或兩者成因關(guān)系具有重要的影響（李鴻莉等，2007；張德會(huì)，2015）。巖石的礦物成分和組合是巖漿原始成分的直接反映。鋯石是花崗巖中廣泛發(fā)育的副礦物之一，不易受熱液蝕變、變質(zhì)作用和表生作用的影響，常被用作記錄巖漿原始信息的載體礦物，廣泛應(yīng)用于年代學(xué)和巖石成因及演化研究中（Hoskin et al., 2000；Bal‐lard et al., 2002；Belousova et al., 2006；Ferry et al.,2007；Li et al.,2019）。黑云母和角閃石是花崗巖中重要的造巖礦物，其化學(xué)成分特征能夠反映花崗巖結(jié)晶時(shí)的物理化學(xué)條件、巖漿演化特征，以及巖漿源區(qū)的性質(zhì)和構(gòu)造環(huán)境等重要信息（Wones et al.，1965；姜常義等，1984；Hammarstrom et al.,1986；Ab‐del-Rahman, 1994；Henry et al., 2005；Ridolfi et al.,2008；2010；Hossin et al., 2014；Brisken et al., 2015），因而對(duì)深入研究和認(rèn)識(shí)花崗巖的形成和演化具有重要的指示作用。

毛登礦床位于內(nèi)蒙古錫林浩特市北東約50 km處，是大興安嶺南段與巖漿熱液作用有關(guān)的典型錫鉬鉍多金屬礦床（劉玉強(qiáng)1996a；1996b；張巧梅等，2013）。前人研究顯示，礦區(qū)東部阿魯包格山復(fù)式巖體與成礦關(guān)系密切，該巖體主要為斑狀二長(zhǎng)花崗巖，邊緣過(guò)渡為花崗斑巖和堿長(zhǎng)花崗巖（程天赦等，2014；郭碩等，2019；李睿華，2019）。在詳細(xì)野外地質(zhì)調(diào)查工作的基礎(chǔ)上，本文選擇毛登礦區(qū)斑狀二長(zhǎng)花崗巖體中鋯石、黑云母和角閃石作為研究對(duì)象，開(kāi)展詳細(xì)的巖相學(xué)、鋯石年代學(xué)、礦物學(xué)研究，限定成巖過(guò)程的物理化學(xué)條件，探討巖體成因與演化及其對(duì)成礦的制約，同時(shí)揭示巖體源區(qū)特征及形成構(gòu)造背景，為進(jìn)一步認(rèn)識(shí)大興安嶺南段地區(qū)燕山晚期巖漿演化及與之關(guān)系密切的金屬成礦作用提供參考依據(jù)。

1 礦區(qū)與礦床地質(zhì)

毛登礦區(qū)地處大興安嶺南段西坡錫林浩特-錫林郭勒Sn-Ag-Cu-Pb-Zn-Mo 成礦亞帶（圖1a），位于古亞洲洋、古太平洋和蒙古-鄂霍茨克洋構(gòu)造體系疊加區(qū)域。蒙古-鄂霍茨克洋造山后伸展和古太平洋俯沖的聯(lián)合作用下強(qiáng)烈的構(gòu)造-巖漿活動(dòng)是區(qū)域上形成巨型成礦域的重要原因（趙一鳴等，1997；劉建明等，2004；江思宏等，2018；Engebretson et al.,1985；Ouyang et al., 2015）。區(qū)域內(nèi)主要出露的地層包括下二疊統(tǒng)壽山溝組砂巖、粉砂巖、雜砂巖和礫巖；下二疊統(tǒng)大石寨組凝灰質(zhì)粉砂巖、細(xì)砂巖、流紋巖、火山角礫巖、安山巖、凝灰?guī)r和玄武巖；下侏羅統(tǒng)紅旗組砂巖、砂礫巖以及泥巖；上侏羅統(tǒng)瑪尼土組中酸性火山熔巖、火山碎屑巖；下白堊統(tǒng)白音高老組流紋巖、火山角礫巖、凝灰?guī)r（圖1b）。其中，大石寨組酸性-中性-基性火山巖-火山碎屑巖組合以及陸源碎屑沉積巖是區(qū)內(nèi)多金屬礦床的主要賦礦地層。區(qū)域內(nèi)斷裂構(gòu)造較發(fā)育，海西晚期發(fā)育北東向逆沖斷層和正斷層以及北西向平移斷裂，北東向斷裂為燕山期花崗巖體的侵位提供了通道，燕山期發(fā)育北東向和北西向斷裂，北東向與北西向斷裂交匯處為重要的容礦構(gòu)造。區(qū)域內(nèi)燕山期阿魯包格山復(fù)式巖體出露于毛登礦區(qū)東部，面積約49 km2，呈近等軸狀巖株產(chǎn)出，無(wú)明顯定向延伸，與大石寨組、白音高老組和紅旗組呈侵入接觸關(guān)系（圖1b）。

毛登礦床位于阿魯包格山巖體西緣，在20 世紀(jì)，錫和銅探明儲(chǔ)量為中型規(guī)模，近年來(lái)，深部地質(zhì)勘查工作顯示，新探明鉬和鉍資源量分別突破16萬(wàn)t和10 萬(wàn)t，均達(dá)大型規(guī)模（河南省有色金屬地質(zhì)勘查總院，2009）。毛登礦床出露地層有下二疊統(tǒng)大石寨組、下侏羅統(tǒng)紅旗組、下白堊統(tǒng)白音高老組以及第四系，大石寨組巖性主要為火山角礫巖、含火山角礫熔巖和變質(zhì)粉砂巖等，是礦區(qū)內(nèi)賦礦圍巖（圖2）。礦區(qū)內(nèi)北西向斷裂及節(jié)理、裂隙是區(qū)內(nèi)主要容礦構(gòu)造。礦區(qū)東側(cè)見(jiàn)阿魯包格山復(fù)式巖體，以斑狀二長(zhǎng)花崗巖為主，花崗斑巖侵位于巖體邊緣部位（圖1b），堿長(zhǎng)花崗巖侵位于礦床深部（圖3），3 種不同巖性相呈漸變關(guān)系，無(wú)明顯界線，與錫鉬鉍多金屬礦化關(guān)系聯(lián)系緊密（程天赦等，2014；郭碩等，2019；李睿華，2019）。

礦床上部發(fā)育Sn-Cu 礦體，下部發(fā)育Mo-Bi 礦體（圖3）。Sn-Cu 礦體以石英脈狀賦存于巖體外接觸帶大石寨組火山角礫巖，次為花崗斑巖體和變質(zhì)粉砂巖中；礦體受北西向斷裂-裂隙控制，呈陡傾斜平行密集脈狀產(chǎn)出；金屬礦物主要有錫石、黃銅礦、閃鋅礦、毒砂、斑銅礦、黃鐵礦、黑鎢礦、輝鉬礦，少量的黝銅礦、方鉛礦、黃錫礦、磁黃鐵礦、硫銻鉛礦等；非金屬礦物主要有黃玉、絹云母、白云母、石英、螢石，少量的獨(dú)居石、板鈦礦等（劉玉強(qiáng)，1996a；1996b；石得鳳，2007；張巧梅等，2013）。Mo-Bi 礦體以網(wǎng)脈狀、微-細(xì)脈狀和浸染狀賦存于巖體外接觸帶大石寨組火山角礫巖和變質(zhì)粉砂巖中；在巖漿侵入或巖體上拱后的應(yīng)力作用下，上覆地層火山角礫巖、變質(zhì)粉砂巖發(fā)育密集節(jié)理、裂隙微構(gòu)造，是主要的賦礦、控礦構(gòu)造；金屬礦物主要有輝鉬礦、自然鉍，少量的毒砂、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦等；非金屬礦物主要有石英、絹云母，少量螢石、黃玉、雛晶黑云母、殘留斜長(zhǎng)石和鉀長(zhǎng)石、方解石等。

圖1 毛登礦區(qū)大地構(gòu)造位置圖(a，修改自Chen et al.,2017)和區(qū)域地質(zhì)簡(jiǎn)圖(b，修改自張學(xué)斌等，2014；郭碩等，2019)Fig.1 Sketch map showing the location of the Maodeng deposit(a,modified after Chen et al.,2017)and regional geological sketch map of the Maodeng deposit(b,modified after Zhang et al.,2014;Guo et al.,2019)

圖2 毛登礦床地質(zhì)簡(jiǎn)圖(修改自石得鳳，2007；張巧梅等，2013；郭碩等，2019)Fig.2 Geological sketch map of the Maodeng deposit(modified after Shi,2007;Zhang et al.,2013;Guo et al.,2019)

圖3 毛登礦床202號(hào)勘探線剖面圖(修改自河南省有色金屬地質(zhì)勘查總院，2009)Fig.3 Geological section along No.202 exploration line in the Maodeng deposit(modified after Henan Provincial Non-ferrous Metal Geological Exploration General Institute,2019)

2 樣品采集與分析方法

本次研究的樣品均采自毛登礦區(qū)阿魯包格山花崗巖體的地表露頭。樣品MD19-11（E116°41′11″，N44°11′ 18″）、MD19-73（E116°39′ 16.5″ ，N44°11′39″）、MD19-75（E116°39′7″，N44°8′50″）分別采自巖體東部、東北部和南部（圖1b），均為新鮮的斑狀二長(zhǎng)花崗巖。鏡下觀察發(fā)現(xiàn)，斑狀二長(zhǎng)花崗巖具似斑狀結(jié)構(gòu)-基質(zhì)細(xì)粒花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造（圖4）。斑晶由斜長(zhǎng)石（含量20%~30%）、鉀長(zhǎng)石（含量30%~40%）、石英（含量10%~15%），以及角閃石（含量1%~5%）和黑云母（少量）暗色礦物構(gòu)成，雜亂分布，粒徑一般2~15 mm，部分0.5~2.0 mm。斜長(zhǎng)石，呈半自形板狀結(jié)構(gòu)，環(huán)帶不明顯，聚片雙晶清晰，表面較干凈，弱高嶺土化、絹云母化；鉀長(zhǎng)石，呈半自形板狀結(jié)構(gòu)，經(jīng)鑒定為正長(zhǎng)石，輕微高嶺土化，內(nèi)見(jiàn)斜長(zhǎng)石包體；石英，呈他形粒狀、渾圓狀結(jié)構(gòu)。角閃石呈半自形柱粒狀結(jié)構(gòu)，多色性明顯，局部被黑云母交代；黑云母，呈片狀，多色性明顯（黃綠色、淡綠色、黃褐色等），部分褐鐵礦化；基質(zhì)由斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石、石英、角閃石、黑云母等組成，粒徑0.05~0.40 mm，雜亂分布。長(zhǎng)石（斜長(zhǎng)石+鉀長(zhǎng)石）（含量10%~35%），呈半自形-他形粒狀結(jié)構(gòu)，高嶺土化明顯；石英(含量10%~15%)，呈他形粒狀結(jié)構(gòu)，雜亂分布；角閃石（少量），呈他形粒狀結(jié)構(gòu)，零散分布，多色性明顯，局部被黑云母交代；黑云母（少量），呈片狀，多色性明顯。副礦物由少量鋯石、磷灰石等組成，零星分布。

圖4 毛登礦區(qū)斑狀二長(zhǎng)花崗巖巖相學(xué)照片a.斑狀二長(zhǎng)花崗巖手標(biāo)本照片；b.斑狀二長(zhǎng)花崗巖鏡下照片(＋)；c.鏡下角閃石照片(－)；d.鏡下黑云母照片(－)Amp—角閃石；Bt—黑云母；Kfs—鉀長(zhǎng)石；Pl—斜長(zhǎng)石；Qtz—石英Fig.4 Petrographic photos of representative porphyritic monzogranite in the Maodeng deposita.Hand specimen of porphyritic monzogranite;b.Microphotograph of porphyritic monzogranite(＋);c.Microphotograph of amphibole(－);d.Microphotograph of biotite(－)Amp—Amphibole;Bt—Biotite;Kfs—K-feldspar;Pl—Plagiochase;Qtz—Quartz

巖石樣品磨制探針片后，鏡下觀察選取新鮮未蝕變且背散射電子圖像（BSE）顯示化學(xué)成分均一的角閃石和黑云母，開(kāi)展電子探針（EPMA）原位主量元素成分分析。探針片噴碳、BSE 照相和EMPA 測(cè)試分析工作均在河北省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所實(shí)驗(yàn)室完成。角閃石和黑云母礦物學(xué)成分分析在JXA-8230 EMPA 型電子探針?lè)治鰞x完成，實(shí)驗(yàn)測(cè)試加速電壓15 kV，束流20 nA，束斑直徑5 μm。主量元素的檢出限為0.01%，標(biāo)樣礦物(括號(hào)內(nèi))分別是K（鉀長(zhǎng)石），Ca（方解石），Ti（金紅石），Na、Al、Si（硬玉），Mg、Ni（鎂橄欖石），Cr、Fe（鉻鐵礦），Mn（薔薇輝石)，F(xiàn)（黃玉)，Cl（石鹽)，P（磷灰石）等。

巖石樣品破碎后至合適粒度，經(jīng)人工淘洗、分選后在雙目鏡下挑選出自形程度較好的鋯石顆粒，用環(huán)氧樹(shù)脂固定、制靶。鋯石靶由北京中科礦研檢測(cè)技術(shù)有限公司制備，直徑25 mm，厚5 mm。經(jīng)透射光、反射光和陰極發(fā)光照相，觀察、選擇合適的鋯石單礦物測(cè)試點(diǎn)位。斑狀二長(zhǎng)花崗巖鋯石樣品的U-Pb 定年和微量元素原位成分分析測(cè)試工作在中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所LA-MCICP-MS 實(shí)驗(yàn)室同時(shí)完成，采用單點(diǎn)激光剝蝕等離子質(zhì)譜（LA-ICP-MS）方式，激光剝蝕系統(tǒng)為RESO‐lution S-155 型 193 nm 準(zhǔn)分子激光。U-Pb 定年數(shù)據(jù)分析前用鋯石GJ-1 調(diào)試儀器，U、Th 含量以鋯石M127（Nasdala et al., 2008）為外標(biāo)進(jìn)行校正，測(cè)試流程參考侯可軍等（2009）；鋯石微量元素含量利用SRM610 作為外標(biāo)、Si 作內(nèi)標(biāo)的方法進(jìn)行定量計(jì)算（Liu et al., 2008）。分析數(shù)據(jù)的離線處理采用軟件 ICPMSDataCal 4.3（Liu et al., 2008；侯可軍等，2009）完成，運(yùn)用 Isoplot3.0 程序（Ludwig, 2003）計(jì)算、繪制鋯石年齡諧和圖。

3 分析結(jié)果

3.1 鋯石微量元素特征及U-Pb年齡

陰極發(fā)光（CL）圖像可知MD19-11 鋯石呈自形粒狀結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)約70~360 μm，寬約50~160 μm，大部分鋯石顯示清晰的震蕩環(huán)帶結(jié)構(gòu)，屬于典型的巖漿作用形成的鋯石。選擇環(huán)帶結(jié)構(gòu)清晰的代表性鋯石顆粒進(jìn)行原位LA-ICP-MS 微量元素和U-Pb 年齡測(cè)試分析，結(jié)果見(jiàn)表1和表2。

3.1.1 微量元素特征

毛登斑狀二長(zhǎng)花崗巖鋯石稀土元素總量（ΣREE）變化范圍較大，為（335.08~630.80）×10-6，輕稀土元素（LREE）為（10.93~23.95）×10-6，重稀土元素（HREE）為（323.43~606.85）×10-6。研究發(fā)現(xiàn)，飽和熔體或流體中結(jié)晶形成的熱液鋯石也具有巖漿鋯石的振蕩環(huán)帶特征（Elzbieta et al.,2004），因此，振蕩環(huán)帶不是巖漿鋯石的專(zhuān)屬特征。大量研究表明，巖漿鋯石和熱液鋯石稀土元素組成特征不同，相對(duì)于后者，前者稀土元素總量較低，尤其是輕稀土元素含量明顯偏小，稀土元素配分模式圖更陡，更明顯的Ce 正異常（Sun et al., 1989）。毛登斑狀二長(zhǎng)花崗巖鋯石虧損LREE，富集HREE，稀土元素配分模式圖呈陡左傾，明顯的 Ce 正異常（δCe=7.09~166.48）和Eu 負(fù)異常（δEu=0.01~0.12）。稀土元素配分曲線落入巖漿鋯石稀土元素配分曲線區(qū)域中（圖5a），顯示巖漿來(lái)源特征（Hoskin et al.,2000）。

表1 毛登礦床斑狀二長(zhǎng)花崗巖鋯石微量元素含量Table 1 Trace elements in zircon of the porphyritic monzogranite in the Maodeng deposit

表2 毛登巖體的LA-ICP-MS鋯石U-Pb分析數(shù)據(jù)Table 2 LA-ICP-MS zircon U-Pb data of the granite in the Maodeng deposit

3.1.2 U-Pb年齡

斑狀二長(zhǎng)花崗巖樣品MD19-11 中17 顆（文中已剔除3顆諧和度低于90%的鋯石數(shù)據(jù)）鋯石LA-ICPMS 分析結(jié)果顯示，w(Th)為(46~175)×10-6，w(U)為(93~433)×10-6，Th/U 比值 0.39~0.5，屬巖漿成因鋯石。在U-Pb 諧和年齡圖(圖5b)中，投點(diǎn)均落在諧和線及其附近，206Pb/238U加權(quán)平均年齡為（140±0.9）Ma（MSWD=0.1；n=17）（表3），代表了斑狀二長(zhǎng)花崗巖形成年齡。

3.2 角閃石成分特征

角閃石是斑狀二長(zhǎng)花崗巖中主要的鐵鎂質(zhì)礦物，呈黃褐色，半自形柱狀或粒狀結(jié)構(gòu)，解理明顯（圖4c），局部被黑云母交代蝕變。電子探針?lè)治鼋Y(jié)果（表3）顯示，角閃石主要成分w(SiO2)為44.1%~46.11%（平均45.3%），w(TiO2)為0.81%~1.52%（平均1.21%），w(Al2O3)為5.13%~6.29%（平均5.77%），w(TFeO)為22.38%~26.41%（平均24.36%），w(MnO2)為 0.27%~0.52%（平均 0.38%），w(MgO)為 5.67%~8.09%（平均7.16%），w(CaO)為9.57%~10.36%（平均10.02%），w(Na2O)為1.9%~2.22%（平均2.02%），w(K2O)為0.85%~1.17%（平均0.99%），w(F)為1.39%~2.96%（平均2.46%），w(Cl)為0.18%~0.53（平均0.27%），并還有少量的Cr2O3(＜0.04%)和NiO（＜0.03%），表現(xiàn)出富鐵、鈣、氟和氯，貧鎂、鈉、鉀的特征。

采用林文蔚等(1994)的計(jì)算方法獲得角閃石Fe3+、Fe2+值，并以23 個(gè)氧原子為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算角閃石陽(yáng)離子數(shù)及相關(guān)參數(shù)；角閃石CaB=1.57~1.72，NaB=0.28~0.43，根據(jù)國(guó)際礦物協(xié)會(huì)角閃石專(zhuān)業(yè)委員會(huì)報(bào)告，屬于鈣角閃石系列；(Na+K)A=0.33~0.57，在Leake（1997）提出的角閃石分類(lèi)圖解（圖6a、b）中，樣品投點(diǎn)分別落在鐵角閃石和鐵淺閃石范圍。

3.3 黑云母成分特征

圖5 毛登礦床斑狀二長(zhǎng)花崗巖鋯石球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)稀土元素配分圖(a，標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Sun et al.,1989；陰影區(qū)域數(shù)據(jù)參考自Hoskin,2005)和鋯石U-Pb諧和年齡圖(b)Fig.5 Chondrite-normalized REE patterns(a,normalization values after Sun et al.,1989;the shading area data after Hoskin,2005)and U-Pb concordia diagram(b)for the zircon of the porphyritic monzogranite in the Maodeng deposit

圖6 毛登礦床斑狀二長(zhǎng)花崗巖角閃石分類(lèi)圖解(a，(Na+K)A＜0.5；b，(Na+K)A≥0.5，據(jù)Leake et al.,1997)Fig.6 Classification of the amphibole(a,(Na+K)A＜0.5;b,(Na+K)A≥0.5，after Leake et al.,1997)of the porphyritic monzogranite in the Maodeng deposit

斑狀二長(zhǎng)花崗巖黑云母多呈淺黃褐色、褐色，粒徑0.2~0.6 mm，板片狀結(jié)構(gòu)，1組完全解理，整體較新鮮（圖4d）。電子探針?lè)治鼋Y(jié)果（表4）顯示，黑云母的w(SiO2)為36.29%~37.56%（平均37.0%），w(TiO2)為2.61%~4.06%（平均3.18%），w(Al2O3)為11.71%~12.47%（平均12.09%），w(TFeO)為24.73%~28.53%（平均25.93%），w(K2O)為7.82%~9.16%（平均8.52%），w(MgO)為 6.21%~9.02%（平均 8.06%），w(Na2O)為0.28%~0.49%（平均0.41%），w(F)為0.92%~2.20%（平均1.46%），w(Cl)為0.26%~0.63%（平均0.54%），還有少量的w(MnO2)為0.19%~0.27%（平均0.22%）、w(CaO)為 0.01%~0.11%（平均 0.07%）和w(Cr2O3)為0.05%~0.24%（平均0.14%）?？傮w來(lái)說(shuō)，富Fe、F、Cl，貧Mg、Al；CaO 含量均極低（貧Ca 或無(wú)Ca），說(shuō)明黑云母基本無(wú)綠泥石化或碳酸鹽化（Kumar et al.,2010）。根據(jù)黑云母的化學(xué)成分，采用林文蔚等（1994）提出的富鋁黑云母計(jì)算方法獲得黑云母中Fe2+、Fe3+值，并以22 個(gè)氧原子為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算黑云母的陽(yáng)離子數(shù)，結(jié)果見(jiàn)表4。

根據(jù)Foster(1960)提出的黑云母分類(lèi)方法，在Mg-(AlIV+Fe3++Ti)-(Fe2++Mn)圖解（圖7a）中，斑狀二長(zhǎng)花崗巖黑云母大多數(shù)落在鐵質(zhì)黑云母區(qū)域，顯示了富Fe 的礦物化學(xué)特征，是殼源型花崗巖特有的標(biāo)型礦物（葉茂等，2017）。黑云母的成因類(lèi)型分為巖漿型和熱液型，前者形成于巖漿結(jié)晶過(guò)程，后者形成于熱液蝕變過(guò)程。巖相學(xué)特征顯示，斑狀二長(zhǎng)花崗巖黑云母多呈自形-半自形片狀結(jié)構(gòu)，有鋸齒狀特征，多色性明顯，呈黃褐色、褐色（圖4d），表現(xiàn)出巖漿黑云母特征（唐攀等，2017）。Fe2+/(Fe2++Mg)值是巖漿氧化態(tài)的重要標(biāo)志，斑狀二長(zhǎng)花崗巖黑云母Fe2+/(Fe2++Mg)值為0.56~0.69（平均值為0.60），變化范圍均較小，顯示測(cè)試黑云母未遭受后期流體作用改造（Stone, 2000），指示了其巖漿成因。在黑云母10TiO2-TFeO-MgO 圖解（圖7b）中，投點(diǎn)多數(shù)落在巖漿黑云母范圍內(nèi)，少數(shù)位于巖漿黑云母與重結(jié)晶黑云母過(guò)渡區(qū)，暗示原生巖漿黑云母受后期輕度的次生改造作用（如重結(jié)晶作用）。

表3 毛登斑狀二長(zhǎng)花崗巖角閃石電子探針?lè)治鼋Y(jié)果Table 3 Electron microprobe analyses of amphible from the porphyritic monzogranite in the Maodeng deposit

續(xù)表 3Continued Table 3

表4 毛登礦床斑狀二長(zhǎng)花崗巖黑云母電子探針?lè)治鼋Y(jié)果Table 4 Electron microprobe analyses of biotite from the porphyritic monzogranite in the Maodeng deposit

4 討 論

4.1 成巖時(shí)代

圖7 毛登礦區(qū)斑狀二長(zhǎng)花崗巖黑云母分類(lèi)圖解(a，據(jù)Foster,1960)和10TiO2-TFeO-MgO圖解(b，據(jù)Nchit et al.,2005)Fig.7 Classification(a,after Foster,1960)and 10TiO2-TFeO-MgO diagram of the biotite from the porphyritic monzogranite in the Maodeng deposit(b,after Nchit et al.,2005)

前人對(duì)大興安嶺南段成礦帶多個(gè)典型礦床開(kāi)展了成巖年代學(xué)研究，認(rèn)為燕山晚期花崗質(zhì)巖漿侵位與區(qū)內(nèi) Sn、Pb、Zn、Mo、Cu、Ag、Fe 等金屬成礦作用關(guān)系密切（毛景文等，2005；2013；周振華等，2010；翟德高等，2012）。王長(zhǎng)明等（2006）研究大興安嶺南段金屬礦成礦時(shí)空結(jié)構(gòu)表明，區(qū)內(nèi)錫成礦作用主要集中在燕山晚期；季根源等（待刊）研究認(rèn)為，大興安嶺南段主要錫多金屬礦床與成礦關(guān)系密切的花崗質(zhì)巖體侵入時(shí)代為129~149 Ma，成巖時(shí)代峰值137~140 Ma。

本次利用LA-ICP-MS 鋯石U-Pb 法獲得毛登礦區(qū)斑狀二長(zhǎng)花崗巖鋯石結(jié)晶年齡為（140±0.9）Ma，代表了斑狀二長(zhǎng)花崗巖侵位年齡，與礦區(qū)內(nèi)的LA-ICPMS錫石U-Pb等時(shí)線年齡（（139±3.2）Ma，季根源等，待刊），以及輝鉬礦Re-Os 同位素等時(shí)線年齡（（139±3.9）Ma，筆者未發(fā)表數(shù)據(jù)）在誤差范圍內(nèi)基本一致，均發(fā)生在早白堊世。毛登礦區(qū)成巖（礦）年齡與周邊典型錫、鉬多金屬礦床的成巖（礦）年齡相似，如維拉斯托Sn-Cu-Pb-Zn-Ag 多金屬礦床錫石U-Pb 年齡136 Ma，輝鉬礦 Re-Os 年齡 136.8~138.8 Ma，堿長(zhǎng)花崗巖鋯石 U-Pb 年齡137~138 Ma（劉瑞麟等，2018）；查木罕W-Mo-Sn 礦床輝鉬礦Re-Os 年齡為140 Ma，二長(zhǎng)花崗巖獨(dú)居石U-Pb 年齡為137~139 Ma（Zhang et al., 2019）；白音查干Sn-Ag 多金屬礦床電氣石花崗斑巖鋯石U-Pb年齡140.5 Ma，花崗斑巖鋯石U-Pb年齡 143.4 Ma，錫石 U-Pb 年齡 140 Ma（李睿華，2019）；敖倫花Mo-Cu 礦床二長(zhǎng)花崗斑巖鋯石U-Pb年齡 134 Ma，輝鉬礦 Re-Os 年齡 132.1 Ma（馬星華等，2009）；小東溝Mo 礦床斑狀花崗巖鋯石U-Pb 年齡 134 Ma，輝鉬礦 Re-Os 年齡 138 Ma（覃鋒等，2008；2009）；半砬山 Mo 礦床花崗斑巖鋯石 U-Pb 年齡 133.5 Ma，輝鉬礦 Re-Os 年齡 136.1 Ma（Zhang et al., 2010；Shu et al., 2016）。上述這些都反映出，大興安嶺南段西坡錫林浩特-錫林郭勒Sn-Ag-Cu-Pb-Zn-Mo 成礦亞帶包括毛登在內(nèi)的多數(shù)錫、鉬多金屬礦床為大興安嶺南段燕山晚期巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物。

4.2 成巖物理化學(xué)條件

花崗質(zhì)巖漿的來(lái)源及其演化時(shí)的溫度、壓力、氧逸度等原始信息制約著成礦元素在熔體相-礦物相-流體相之間的遷移和富集（Stemprok, 1990；Kepper et al., 1991；林文蔚等，1994），而利用巖漿巖中礦物元素成分特征，可以推演礦物結(jié)晶形成時(shí)巖漿的物理化學(xué)特征（包括溫度、壓力和氧逸度等）（Speer,1984；趙振華，2010；Temizel et al.,2014）。

4.2.1 溫度與壓力

鋯石微量元素組成特征可為母巖漿的性質(zhì)和演化過(guò)程提供重要的地球化學(xué)信息（鐘玉芳等，200），利用鋯石中Ti 含量可估算形成時(shí)巖漿溫度，廣泛應(yīng)用于巖漿巖、變質(zhì)巖和沉積巖的巖石結(jié)晶溫度計(jì)算(Hoskin et al., 2000；Belousova et al., 2006；Ferry et al.,2007)。本文運(yùn)用 LA-ICP-MS 測(cè)得鋯石w（Ti）為(3.99~10.9)×10-6（平均 5.67×10-6），利用 Ferry 等(2007)提出的鋯石Ti 溫度計(jì)，計(jì)算獲得鋯石結(jié)晶溫度672~805℃（平均734℃）。Ridolif 等（2010）利用前人的巖石學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)標(biāo)定，根據(jù)角閃石化學(xué)成分?jǐn)M合出角閃石溫壓計(jì)，并得到廣泛的認(rèn)可和應(yīng)用（段登飛等，2017；龔林等，2018；程賢達(dá)等，2019）。本文采用Ridolif 等（2010）提出的角閃石結(jié)晶溫度計(jì)算公式：

計(jì)算獲得角閃石結(jié)晶時(shí)的溫度為709~753℃（平均729℃）。前人研究表明，在高溫高壓環(huán)境下，黑云母中Ti 含量受溫度的影響明顯，并根據(jù)鋁質(zhì)變泥質(zhì)巖熔融產(chǎn)物中黑云母Ti含量與其結(jié)晶溫度的相關(guān)性提出經(jīng)驗(yàn)的黑云母Ti 飽和溫度計(jì)算公式（Henry et al., 2002；2005）。Sarjoughian 等(2015)研究發(fā)現(xiàn)，該黑云母Ti飽和溫度計(jì)算公式也可適用于花崗質(zhì)巖漿巖。本文對(duì)毛登礦區(qū)斑狀二長(zhǎng)花崗中黑云母斑晶開(kāi)展了電子探針?lè)治?，利用黑云母Ti飽和溫度計(jì)，計(jì)算獲得黑云母結(jié)晶時(shí)溫度為650~712℃（平均678℃）。由Bowen反應(yīng)序列可知，隨著巖漿的冷卻，角閃石先于黑云母結(jié)晶，造成角閃石結(jié)晶溫度高于黑云母結(jié)晶溫度，與上述計(jì)算結(jié)果一致。

已有的研究指出，對(duì)于花崗巖成巖壓力的計(jì)算：花崗巖中若存在角閃石+黑云母礦物組合，角閃石結(jié)晶完好時(shí)，角閃石全鋁壓力計(jì)的計(jì)算結(jié)果比較可靠；角閃石結(jié)晶不夠完好，而黑云母礦物結(jié)晶完好時(shí)，則選擇黑云母全鋁壓力計(jì)；若花崗巖不存在角閃石，利用黑云母全鋁壓力計(jì)獲得的壓力結(jié)果可能有較大的誤差，黑云母不適合作為全鋁壓力計(jì)(康志強(qiáng)等，1994)。斑狀二長(zhǎng)花崗巖角閃石、黑云母礦物結(jié)晶較好，符合運(yùn)用角閃石全鋁壓力計(jì)計(jì)算成巖壓力的前提條件。Schmidt(1992)提出的角閃石全鋁壓力計(jì)：P(MPa)=(4.76AlT-3.01)×108適用于大多數(shù)鈣堿性巖體的結(jié)晶壓力估算（汪洋，2014），應(yīng)用較為廣泛（劉春花等，2013；劉學(xué)龍等，2013；向坤等，2019；劉梓等，2020）。本文利用角閃石全鋁壓力計(jì)(Schmidt,1992)獲得角閃石結(jié)晶時(shí)壓力145~241 MPa（平均198 MPa）。形成深度采用公式P=ρgD 計(jì)算，ρ=2700 kg/m3，g=9.8 m/s2，得出角閃石形成深度為5.5~9.1 km（平均7.5 km）。角閃石全鋁壓力計(jì)所獲得的結(jié)晶壓力接近固相線壓力，所以角閃石壓力計(jì)對(duì)應(yīng)的成巖深度為斑狀二長(zhǎng)花崗巖體的侵位深度。

4.2.2 氧逸度與含水量

巖漿演化時(shí)的氧逸度是金屬成礦重要的先決條件之一，對(duì)成礦元素的遷移、富集起著非常重要的作用（張聚全等，2018）。目前，礦物氧逸度計(jì)常用來(lái)計(jì)算巖漿演化時(shí)的氧逸度，隨著EMPA、LA-ICP-MS 等礦物原位微區(qū)分析技術(shù)的發(fā)展，基于角閃石、黑云母以及鋯石主、微量元素計(jì)算巖漿氧逸度的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。巖漿含水量同樣對(duì)巖漿演化和金屬成礦有著重要的影響（Richards,2003）。

由Ferry等(2007)提出的鋯石Ti溫度計(jì)算公式和Trail 等(2012)提出的巖漿熔體氧逸度經(jīng)驗(yàn)公式應(yīng)用較廣，但鋯石的La、Pr含量低于檢測(cè)線往往導(dǎo)致計(jì)算的氧逸度范圍較大（羅雕等，2020）。本文利用Li 等(2019)編寫(xiě)的Geo-f(O2)軟件程序，計(jì)算獲得鋯石結(jié)晶時(shí)巖漿氧逸度lgf(O2)為-19.6~-14.4(平均-16.0)，相對(duì)氧逸度ΔNNO-3.7~ΔNNO+0.7(平均ΔNNO-0.7)，ΔFMQ-3.1~ΔFMQ+1.3（平均ΔFMQ-0.2），氧逸度區(qū)間跨度較大，處于較低的氧逸度環(huán)境。

Spear(1981)和Anderson 等（1995）研究認(rèn)為，巖漿氧逸度的變化影響角閃石Fe2+/Fe3+值，低氧逸度時(shí)較高的Fe2+/Fe3+值有助于Al 進(jìn)入角閃石晶格，相反的，高氧逸度時(shí)Fe2+/Fe3+值降低，角閃石中Al含量降低。本文根據(jù)Ridolfi 等（2008；2010）提出的利用角閃石礦物元素組成計(jì)算其結(jié)晶時(shí)寄主巖漿的氧逸度以及含水量，結(jié)果顯示角閃石結(jié)晶時(shí)具相同的物理化學(xué)條件，熔體的相對(duì)氧逸度ΔNNO-1.0~ΔNNO-0.2（平均ΔNNO-0.5），氧逸度lgf(O2)為-16.6~-15.4(平均-16.0)，顯示較低的氧逸度環(huán)境；巖漿含水量H2Omelt為3.6%~4.4%（平均4.0%），顯示較高的含水量，對(duì)巖漿活動(dòng)期后的礦化作用是有利的。

研究認(rèn)為，黑云母的Fe 和Mg 含量與形成時(shí)巖漿氧逸度關(guān)系密切，與磁鐵礦和鉀長(zhǎng)石共生的黑云母可以通過(guò)Fe2+、Fe3+和Mg2+的原子百分?jǐn)?shù)來(lái)估算黑云母形成時(shí)的氧逸度（Wones et al., 1965；Henry et al.,2005）。斑狀二長(zhǎng)花崗巖顯微鏡下發(fā)現(xiàn)黑云母、鉀長(zhǎng)石與磁鐵礦共生礦物組合，因此，符合估算氧逸度的先決條件。在黑云母Fe3+-Fe2+-Mg2+圖解（圖8a）中，樣品投點(diǎn)落在Ni-NiO 緩沖線附近，反映出黑云母結(jié)晶時(shí)寄主巖漿氧逸度較低。另外，根據(jù)Wones 等（1965）的P(H2O)=207.0 MPa 條件下，黑云母的lgf(O2)-t圖解（圖8b），根據(jù)黑云母Ti 飽和溫度計(jì)獲得的黑云母結(jié)晶時(shí)溫度，利用lgf(O2)=10.9-27000/T(K)（Wones et al.,1965）估算與黑云母平衡的巖漿氧逸度為-18.3~-16.5（平均-17.5），顯示較低的氧逸度環(huán)境。

圖8 毛登礦區(qū)斑狀二長(zhǎng)花崗巖黑云母Fe3+-Fe2+-Mg2+圖解(a，據(jù)Wones et al.,1965)和lgf(O2)-t圖解(b，據(jù)Wones et al.,1965)Fig.8 Diagrams of Fe3+-Fe2+-Mg2+(a,after Wones et al.,1965)and lgf(O2)-t(b,after Wones et al.,1965)of the biotite from the porphyritic monzogranite in the Maodeng deposit

綜上可知，毛登斑狀二長(zhǎng)花崗巖漿演化過(guò)程中先晶出鋯石、角閃石，后晶出黑云母，三者晶出時(shí)寄主巖漿溫度分別為734℃、729℃和678℃，氧逸度分別為-16.0、-16.0、-17.5，表明隨著巖漿的演化，溫度逐漸降低，巖漿氧逸度逐漸減小（圖9）。

4.3 巖石成因

花崗巖中角閃石和黑云母礦物元素成分，尤其是Mg、Fe、Mn等含量可以指示巖石類(lèi)型，反演巖漿源區(qū)的性質(zhì)和構(gòu)造環(huán)境（向坤等，2019；張忠坤等，2020）。

圖9 毛登礦區(qū)斑狀二長(zhǎng)花崗巖巖體lgf(O2)與鋯石、角閃石和黑云母的結(jié)晶溫度（t）圖解Fig.9 lgf(O2)versus t of zircon,amphibole and biotite from the porphyritic monzogranite in the Maodeng deposit

4.3.1 成因類(lèi)型

前人對(duì)大興安嶺南段廣泛發(fā)育的燕山晚期成礦花崗巖類(lèi)型還未達(dá)成一致觀點(diǎn)，多數(shù)認(rèn)為屬于A型花崗巖，包括巴爾哲、邊家大院、黃崗等（邵濟(jì)安等，2010；周振華等，2010；楊武斌等，2011；王喜龍等，2014），少數(shù)認(rèn)為屬于I 型花崗巖，包括維拉斯托、白音查干等（Wang et al.,2017；張?zhí)旄５龋?018；李睿華，2019）。

黑云母的主量元素組成特征可以指示花崗巖成因類(lèi)型和源區(qū)特征（Wones et al., 1965；Abdel-Rah‐man,1994；Bi et al.,2009）。Abdel-Rahman（1994）統(tǒng)計(jì)全球大量不同構(gòu)造環(huán)境巖體中黑云母元素成分，認(rèn)為A型花崗巖黑云母相對(duì)富鐵，I 型和S 型分別富鎂和富鋁，并根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果提出了黑云母元素成分構(gòu)造判別圖解（圖9a），可用來(lái)區(qū)分非造山堿性巖系（A型花崗巖，A 區(qū)）、造山鈣堿系（I 型花崗巖，C區(qū)）和過(guò)鋁系（S型，P區(qū)）的巖體，并指出A區(qū)巖系的黑云母富鐵，近鐵云母，C區(qū)巖系的富鎂，P區(qū)巖系的富鋁。Sha‐bani等（2003）研究了加拿大阿巴拉契地區(qū)古生代不同成因花崗巖黑云母的礦物化學(xué)特征，認(rèn)為黑云母主量元素組成特征能夠指示母巖漿原始特征。本次研究的阿魯包格山斑狀二長(zhǎng)花崗巖中黑云母在Mg-(AlⅣ+Fe3++Ti)-(Fe2++Mn)圖解（圖7a）中，投點(diǎn)均落在鐵質(zhì)黑云母區(qū)域，在黑云母MgO-TFeO-Al2O3成因環(huán)境判別圖解（圖10a）中，投點(diǎn)均落在非造山的堿性巖套區(qū)域，在黑云母Fe/(Fe+Mg)-ΣAl圖解（圖10b）中，投點(diǎn)均落入A 型花崗巖區(qū)域。因此認(rèn)為，毛登礦區(qū)阿魯包格山斑狀二長(zhǎng)花崗巖為A型花崗巖。

圖10 毛登礦區(qū)斑狀二長(zhǎng)花崗巖黑云母MgO-TFeO-Al2O3圖解(a，據(jù)Abdel-Rahman,1994)和Fe/(Fe+Mg)-ΣAl圖解(b，據(jù)Shabani et al.,2003)A—非造山的堿性巖套；C—造山帶鈣堿性花崗巖；P—過(guò)鋁質(zhì)花崗巖Fig.10 Plot of MgO-TFeO-Al2O3(a,after Abdel-Rahman,1994)and Fe/(Fe+Mg)-ΣAl(b,after Shabani et al.,2003)of the biotite from the porphyritic monzogranite in the Maodeng depositA—Anorogenic alkaline suites;C—Calc-alkaline orogenic suites;P—Peraluminous suites

4.3.2 巖石源區(qū)

姜常義等（1984）研究認(rèn)為，幔源角閃石w(Al2O3)通常大于10%，殼源通常小于10%；幔源角閃石結(jié)構(gòu)式中Si/(Si+Ti+Al)≤0.765，而殼源大于0.765。本次研究的角閃石屬鈣質(zhì)角閃石，角閃石的w(Al2O3)為5.13%~6.29%，Si/(Si+Ti+Al)值0.86~0.88，均顯示殼源特征。在角閃石Al-Si成因判別圖解（圖11）中，毛登樣品與浩布高花崗巖中角閃石來(lái)源一致，均落入殼源角閃石區(qū)域。

黑云母礦物元素組成與巖體元素組成關(guān)系密切，可揭示巖漿的源區(qū)特征、成因類(lèi)型以及構(gòu)造環(huán)境（周作俠，1988）。前人研究指出，幔源巖石黑云母通常富鎂，殼源巖石黑云母則富鐵，且殼源花崗巖的IMg(Mg/(Fe+Mg))值一般小于0.5（丁孝石，1988）。本次研究的黑云母富鐵（w(TFeO)為24.73%~28.53%）、貧鎂（w(Mg)為5.67%~8.09%），IMg(0.28~0.39)＜0.5，顯示殼源花崗巖黑云母特征。周作俠（1988）利用TFeO/(TFeO+MgO)-MgO 圖解區(qū)分不同物質(zhì)來(lái)源的黑云母，圖12 顯示斑狀二長(zhǎng)花崗巖黑云母投點(diǎn)落在殼源花崗巖區(qū)域。郭碩等（2019）、李睿華（2019）對(duì)毛登礦區(qū)斑狀二長(zhǎng)花崗巖開(kāi)展巖石地球化學(xué)、鋯石Lu-Hf 同位素研究，認(rèn)為巖體具A 型花崗巖特征，成巖物質(zhì)來(lái)源于含有大量幔源組分的新生地殼。本文的角閃石和黑云母礦物學(xué)特征指示，斑狀二長(zhǎng)花崗巖為A型花崗巖，成巖物質(zhì)來(lái)源具殼源特征，與前人研究結(jié)果一致。

圖11 毛登礦區(qū)斑狀二長(zhǎng)花崗巖角閃石Al-Si圖解(底圖據(jù)姜常義等，1984；數(shù)據(jù)來(lái)源于呂志成等，2003)Fig.11 Al-Si diagram of crystal-chemical genesis of amphi‐bole from the porphyritic monzogranite in the Maodeng deposit(base map after Jiang et al.,1984;data after Lü et al.,2003)

4.3.3 構(gòu)造環(huán)境

關(guān)于大興安嶺中生代巖漿活動(dòng)構(gòu)造背景存在著不同觀點(diǎn)，主要包括古太平洋板塊俯沖（趙國(guó)龍等，1989），蒙古-鄂霍茨克洋閉合后伸展（郭鋒等，2001；Fan et al., 2003；Ouyang et al., 2015），古太平洋板塊俯沖后撤伸展（王喜龍等，2014；王良玉等，2016），以及蒙古-鄂霍茨克洋造山后伸展和古太平洋板塊俯沖聯(lián)合作用構(gòu)造背景（張連昌等，2007）。目前，蒙古-鄂霍茨克洋閉合后伸展，或古太平洋板塊俯沖后撤伸展構(gòu)造背景得到較多研究者的支持。

A 型花崗巖通常形成于碰撞后（造山后）或板內(nèi)構(gòu)造環(huán)境，實(shí)質(zhì)上是地殼部分減薄熔融的產(chǎn)物（張旗等，2012）。黑云母Mg-FeO-Al2O3和Fe/(Fe+Mg)-ΣAl成因環(huán)境判別圖解（圖10a、b），顯示毛登礦區(qū)巖體具A型花崗巖特征，形成于拉張構(gòu)造背景，與前人通過(guò)主微量、Lu-Hf同位素（郭碩等，2019；李睿華，2019）、Sr-Nd同位素研究（季根源等，待刊）得到的伸展構(gòu)造背景結(jié)論一致。毛登礦區(qū)成巖（礦）時(shí)代均為早白堊世，結(jié)合區(qū)域構(gòu)造演化史（劉偉等，2007；江思宏等，2018），筆者認(rèn)為在早白堊世大興安嶺南段毛登地區(qū)可能受到蒙古-鄂霍茨克洋造山后伸展和古太平洋俯沖的雙重影響，蒙古-鄂霍茨克洋構(gòu)造域已進(jìn)入后碰撞階段，古太平洋板塊俯沖方向由N-NNW向NW轉(zhuǎn)變（Enge‐bretson et al.,1985），兩大構(gòu)造域都處于構(gòu)造體系轉(zhuǎn)變期間，區(qū)域構(gòu)造體系由擠壓環(huán)境向伸展環(huán)境轉(zhuǎn)換過(guò)渡期，總體處于伸展構(gòu)造背景。兩大構(gòu)造體系聯(lián)合作用也被認(rèn)為是大興安嶺南段地區(qū)燕山晚期成礦高峰期的主要原因（Ouyang et al.,2015；江思宏等，2018）。

圖12 毛登礦區(qū)斑狀二長(zhǎng)花崗巖黑云母TFeO/(TFeO+MgO)-MgO圖解(據(jù)周作俠，1988)Fig.12 Plot of TFeO/(TFeO+MgO)-MgO of the biotite from the porphyritic monzogranite in the Maodeng deposit(after Zhou,1988)

4.4 成礦意義

毛登礦床為典型的巖漿熱液型礦床，巖漿演化過(guò)程中溫度、壓力、水、鹵素逸度等特征制約著后期巖漿熱液的形成、演化以及成礦元素沉淀的物理化學(xué)條件，是認(rèn)識(shí)成礦過(guò)程十分重要的信息。

花崗巖黑云母主量元素組成特征可一定程度上反映寄主巖漿的性質(zhì)。彭花明（1997）研究認(rèn)為，華南含錫花崗巖中黑云母的鎂質(zhì)率IMg(Mg/(Fe+Mg))值為0.05~0.40；周作俠(1988)研究多種巖體鎂鐵質(zhì)云母含鐵指數(shù)IFe(Fe/(Fe+Mg))變化對(duì)礦化的指示作用，認(rèn)為在錫、鎢、鉬成礦關(guān)系密切的巖體中IFe值較高，為0.52~0.92。本次研究的斑狀二長(zhǎng)花崗巖中黑云母IMg值為0.28~0.39，位于華南含錫花崗巖IMg值區(qū)間范圍內(nèi)；IFe值(0.61~0.72)較高，顯示斑狀二長(zhǎng)花崗巖可能為成礦巖體。在不同礦化巖漿巖云母成分圖解中，樣品點(diǎn)在錫鎢稀土等含礦花崗巖中的鐵質(zhì)黑云母區(qū)域（圖13）。因此，黑云母礦物元素組成指示了阿魯包格山巖體與毛登礦區(qū)金屬成礦作用有密切聯(lián)系。

圖13 毛登礦區(qū)斑狀二長(zhǎng)花崗巖黑云母Mg2+-(Al3++Fe3++Ti4+)-(Fe2++Mn2+)圖解(底圖據(jù)周云等，2017)A—錫鎢稀土等含礦花崗巖中的鐵質(zhì)黑云母；B—未發(fā)現(xiàn)礦化花崗巖中的黑云母；C—與斑巖銅鉬礦化有關(guān)的鎂質(zhì)黑云母；D—與釩鈦磁鐵礦及玢巖鐵礦有關(guān)的鎂質(zhì)黑云母Fig. 13 Plot of Mg2+-(Al3++Fe3++Ti4+)-(Fe2++Mn2+)of the biotite from the porphyritic monzogranite in the Maodeng deposit(base map after Zhou et al,1984)A—Iron biotite in granite containing tin,tungsten and rare earth ele‐ments;B—Biotite in unmineralized granite;C—Magnesium biotite associated with porphyry copper-molybdenum mineralization;D—Magnesium biotite associated with vanadium-titanium magnetite or porphyrite iron ore deposit

全球許多大型-超大型Sn 礦化作用與花崗巖演化侵入關(guān)系密切，而巖漿的氧逸度和溫度是制約錫在熔體-流體體系中分配，以及錫富集成礦的主要因素（Linnen et al., 1995；1996；Stemprok, 1990）。Sato（2012）研究認(rèn)為，W、Sn 礦床與還原性巖漿關(guān)系密切，巖漿氧逸度較高時(shí)，Sn 以Sn4+形式存在，可置換Ti4+和Fe3+進(jìn)入巖漿演化早階段結(jié)晶的角閃石、黑云母、磁鐵礦等鐵鎂質(zhì)礦物，導(dǎo)致殘余熔體Sn 貧化；氧逸度較低時(shí)，Sn 以Sn2+形式存在，離子半徑較大，更趨向在巖漿演化晚階段的殘余熔體-熱液中富集（Linnen et al., 1995；1996），因此，低氧逸度有利于Sn富集成礦。Stemprok（1990）研究不同溫度環(huán)境中巖漿SnO2含量變化特征，指出SnO2含量隨巖漿結(jié)晶時(shí)溫度的升高而增大。張毓策等（2020）利用個(gè)舊錫礦區(qū)花崗巖黑云母礦物學(xué)特征研究認(rèn)為，高溫、低氧逸度有利于晚期分異的流體形成錫礦床；傅金寶等（1983）研究大廠籠箱蓋巖體黑云母礦物學(xué)成分認(rèn)為，黑云母結(jié)晶溫度約600℃，氧逸度lgf(O2)約-17.0，均有利于錫礦化作用的發(fā)育；周云等（2017）對(duì)湘東燕山期花崗巖黑云母進(jìn)行了研究，顯示較高溫度和較低氧逸度的花崗質(zhì)巖漿有利于錫富集成礦。本次研究顯示，毛登斑狀二長(zhǎng)花崗巖鋯石、角閃石和黑云母晶出時(shí)寄主巖漿氧逸度lgf(O2)分別為-16.0、-16.0、-17.5，溫 度 分 別 為734℃、729℃和678℃。鋯石、角閃石為巖體演化早階段形成的礦物，黑云母是晚階段形成的礦物，因此可認(rèn)為巖漿演化的早-晚階段均處于較低氧逸度（lgf(O2)為-19.6~-14.4）和較高的溫度（650~805℃），這有利于錫在熔體中富集。巖漿演化的后期，花崗巖氧逸度隨著巖體結(jié)晶溫度的降低也呈由高到低的變化趨勢(shì)，錫趨向分配進(jìn)入成礦流體中，有利于礦區(qū)內(nèi)錫的大規(guī)模成礦。

花崗質(zhì)巖漿的水含量、鹵素逸度條件制約著巖漿熱液礦床成礦元素的富集程度。巖漿富水、F 和Cl 可降低巖漿的固相線溫度，促進(jìn)新生地殼中成礦元素的再活化；其次，流體出溶時(shí)間更早，熔體-流體的相互作用時(shí)間更長(zhǎng)，更有利于出溶流體萃取殘余熔體中的成礦元素，促進(jìn)成礦元素的大規(guī)模富集；再者，流體出溶，不相容成礦元素優(yōu)先分配到流體中，F(xiàn)和Cl 可影響流體中金屬絡(luò)合物的形成，從而制約成礦元素的運(yùn)移和沉淀（張德會(huì)等，2001；Robb,2005；Webster et al., 2009；Sillitoe, 2010；Wang et al.,2014）。巖漿中高含量的F 元素可促進(jìn)Mo 的富集，有利于巖漿晚期流體的出溶分離以及鉬礦床形成（Tingle et al., 1984；Scaillet et al., 2004）。如竹溪嶺的巖漿體系具高F 含量、低氧逸度，有利于Mo 等成礦元素遷移和富集（張振等，2019）。巖漿中Cl使Cu基本從熔體相中萃取至流體相中，增加出溶流體中Cu 的含量（Kepper et al.,1991）。成礦流體中高含量的 F 元 素 利 于 Sn 以 Sn(OH)4·F22-、Sn(OH)F3和Na2SnF6等穩(wěn)定絡(luò)合物的形式遷移，伴隨溫壓降低、pH 值升高，錫的氟絡(luò)合物會(huì)發(fā)生分解，晶出錫石（Heinrich,1990；Bhalla et al.,2005）。

本文根據(jù)Ridolif 等（2008；2010）提出的角閃石溫壓計(jì)，計(jì)算獲得巖漿H2Omelt為3.6%~4.4%（平均4.0%），指示巖漿環(huán)境富水。鹵素元素在角閃石和黑云母中具有較高的分配系數(shù)，因此，角閃石和黑云母礦物中F、Cl 含量可反映結(jié)晶時(shí)寄主巖漿中揮發(fā)分的富集程度（Latourrette et al.,1995；Lcenhower et al.,1997；張德會(huì)等，2001）。本次研究的角閃石、黑云母成分中F 和Cl 含量（表3、4）均較高，且礦區(qū)內(nèi)螢石、黃玉等蝕變礦物普遍發(fā)育，也暗示了其寄主巖漿富F和Cl。巖漿上升侵位過(guò)程中，隨著溫度、壓力的急劇減小，巖漿中富含H2O、Cl、F 等揮發(fā)分過(guò)飽和，發(fā)生流體出溶，形成富集成礦元素的流體。另外，流體包裹體群體成分分析顯示，毛登礦區(qū)石英-硫化物脈同樣富F-和Cl-離子（筆者未發(fā)表數(shù)據(jù)），因此，認(rèn)為毛登礦區(qū)成礦流體與巖漿出溶流體性質(zhì)相同，均富F 和Cl，成礦流體來(lái)源于巖漿。

隨著巖漿的演化，巖漿中MgO 的含量逐漸降低，TFeO 的含量則逐漸升高，因此，高度結(jié)晶分異演化的花崗巖中的角閃石具有較低的MgO 含量和更高的TFeO含量（段登飛等，2017）。斑狀二長(zhǎng)花崗巖中角閃石的w(TFeO) 為22.38%~26.41%（平均24.36%），w(MgO)為5.67%~8.09%（平均7.16%），顯示富鐵、貧鎂的特征；在角閃石分類(lèi)圖解（圖6）中，投點(diǎn)落入鐵角閃石或鐵淺閃石區(qū)域，顯示富鐵特征。前人開(kāi)展巖體的主、微量元素研究，認(rèn)為毛登礦區(qū)內(nèi)斑狀二長(zhǎng)花崗巖具較高DI、較低SI和強(qiáng)烈Eu負(fù)異常等特征，也指示了巖漿上升侵位過(guò)程經(jīng)歷了明顯的結(jié)晶分異作用（郭碩等，2019；李睿華等，2019）。大興安嶺南段地區(qū)發(fā)育大量與燕山晚期高度演化的花崗巖關(guān)系密切的鎢、錫、鉬、鉍、稀土、銀等金屬礦床，如白音查干（姚磊等，2017）、維拉斯托（祝新友等，2016）、沙麥（Jiang et al., 2016）、巴爾哲（王一先等，1997；Yang et al.,2014）、小東溝（聶鳳軍等，2007；覃鋒等，2008；2009）等。隨著花崗質(zhì)巖漿的分異演化程度增高，其酸性程度增大，硅質(zhì)、堿值、揮發(fā)分和W、Sn、Mo、Bi、REE、稀有等成礦元素在殘余花崗質(zhì)巖漿中逐漸富集，為巖漿活動(dòng)期后形成鎢、錫、鉬、鉍、稀土、稀有礦床提供物質(zhì)基礎(chǔ)（Jahn et al.,2001；Zhao et al., 2002；Wu et al., 2004）。因此，阿魯包格山巖體的形成經(jīng)歷了高分異演化作用，為毛登礦區(qū)內(nèi)錫、鉬、鉍等金屬大規(guī)模礦化提供了有利的前提條件。這一研究結(jié)果指示，大興安嶺南段地區(qū)燕山晚期高度結(jié)晶分異演化的花崗巖可作為尋找鎢、錫、鉬、鉍、稀土等金屬礦床的找礦標(biāo)志。

5 結(jié) 論

（1）毛登礦區(qū)阿魯包格山斑狀二長(zhǎng)花崗巖LAICP-MS鋯石U-Pb 年齡為（140±0.9）Ma，與前人獲得的錫石U-Pb等時(shí)線年齡（139±3.2）Ma，輝鉬礦Re-Os同位素等時(shí)線年齡（139±3.9）Ma（筆者未發(fā)表數(shù)據(jù)）在誤差范圍內(nèi)近于一致，表明成巖成礦均發(fā)生在早白堊世。

（2）角閃石和黑云母礦物學(xué)特征指示，斑狀二長(zhǎng)花崗巖為A 型花崗巖，成巖物質(zhì)來(lái)源具殼源特征；鋯石、角閃石和黑云母晶出時(shí)寄主巖漿溫度分別為 734℃、729℃和 678℃，氧逸度 lgf(O2)分別為-16.0、-16.0、-17.5，巖漿水含量為4.0。這些特征表明，斑狀二長(zhǎng)花崗巖原生巖漿為氧逸度低、水含量高的熔體，隨著巖漿的演化，溫度逐漸降低，巖漿氧逸度逐漸減小。

（3）斑狀二長(zhǎng)花崗巖經(jīng)歷了高度演化作用，具低氧逸度，高溫，富水、F、Cl，是毛登礦區(qū)錫、鉬、鉍多金屬礦化形成的重要條件。

致 謝礦物EMPA 測(cè)試分析工作得到了河北省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所實(shí)驗(yàn)室修迪高級(jí)工程師的大力協(xié)助，兩位評(píng)審專(zhuān)家以對(duì)本文提出了寶貴的修改意見(jiàn)，在此一并表示衷心的感謝！

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