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2 0 1 7年 6月 J u n e 2 0 1 7 岩 矿 测 试 R O C KA N DM I N E R A LA N A L Y S I S V o l . 3 6 ,N o . 3 3 0 5- 3 1 7 收稿日期 2 0 1 7- 0 4- 0 6 ;修回日期 2 0 1 7- 0 5- 2 0 ;接受日期 2 0 1 7- 0 6- 0 2 基金项目国家自然科学基金资助项目( 4 1 2 0 2 0 5 0 , 4 1 4 0 3 0 3 2 , 4 1 6 3 0 3 1 3 , 4 1 6 7 2 0 7 9 ) 作者简介岳素伟, 博士, 副教授, 从事矿床学教学与研究工作。E - m a i l D o c t o r - Y u e @f o x m a i l . c o m 。 通讯作者邓小华, 博士, 高级工程师, 主要从事矿床学研究。E - m a i l d x h 1 9 8 4 1 1 @1 2 6 . c o m 。 岳素伟,邓小华,姚军明, 等. 熊耳山沙坡岭钼矿辉钼矿 R e -O s 定年及东秦岭晚侏罗世钼矿化的识别[ J ] . 岩矿测试, 2 0 1 7 , 3 6 ( 3 ) 3 0 5- 3 1 7 . Y U ES u - w e i ,D E N GX i a o - h u a , Y A OJ u n - m i n g , e t a l . R e - O s I s o t o p e D a t i n g o f M o l y b d e n i t e f r o mt h e S h a p o l i n g M o D e p o s i t , E a s t Q i n l i n g a n dI t s I m p l i c a t i o nf o r I d e n t i f i c a t i o no f L a t eJ u r a s s i cM oM i n e r a l i z a t i o n [ J ] . R o c ka n dM i n e r a l A n a l y s i s , 2 0 1 7 , 3 6 ( 3 ) 3 0 5- 3 1 7 . 【 D O I 1 0 . 1 5 8 9 8 / j . c n k i . 1 1- 2 1 3 1 / t d . 2 0 1 7 0 4 0 6 0 0 5 2 】 熊耳山沙坡岭钼矿辉钼矿 R e-O s定年及东秦岭晚侏罗世 钼矿化的识别 岳素伟1,邓小华 2 * ,姚军明3,孙亚莉3 ( 1 . 华南理工大学广州学院珠宝学院,广东 广州 5 1 0 8 0 0 ; 2 . 北京矿产地质研究院,北京 1 0 0 0 1 2 ; 3 . 中国科学院广州地球化学研究所,广东 广州 5 1 0 6 4 0 ) 摘要河南沙坡岭矿床位于华北克拉通南缘的熊耳地体, 产在燕山期花岗岩与围岩太华超群的外接触带, 为东秦岭最近发现的细脉浸染型钼矿床。矿体受断裂或围岩裂隙控制, 呈细脉、 网脉状产出, 矿石类型包括 细脉状、 浸染状和块状。为确定沙坡岭钼矿床成矿时代, 本文利用辉钼矿 R e - O s 同位素定年, 研究表明 采 集的 6件辉钼矿样品 R e - O s 单样年龄为 1 5 8 . 3 1 . 5~ 1 6 0 . 7 1 . 2M a , 其加权平均值为 1 6 0 1M a ( 2 σ误 差, M S WD= 2 . 1 ) , 指示沙坡岭钼矿化发生于晚侏罗世, 且早于花山岩基约 3 0M a , 指示与花岗岩基无关。 另外, 一件产于花山复式岩体的团块状辉钼矿样品 R e - O s 单样年龄为 1 3 0 . 5 1 . 0M a , 与赋矿的花山岩体 成岩时代一致, 同样与前人报道的辉钼矿年龄( 1 2 5 . 4~ 1 2 9 . 4M a ) 基本一致, 且不存在明显的单颗粒辉钼 矿1 8 7O s 迁移, 表明部分钼矿化形成于早白垩世。因此, 辉钼矿 R e - O s 同位素定年显示沙坡岭矿床存在晚侏 罗世和早白垩世两期钼矿化。结合矿床地质特征、 成矿构造演化, 认为沙坡岭钼矿与熊耳地体的花山岩基、 花岗斑岩以及相关热液矿床, 均属于秦岭造山带陆陆碰撞过程中挤压向伸展转变体制的产物。 关键词辉钼矿;R e - O s 定年;沙坡岭钼矿床;东秦岭钼矿 中图分类号P 5 9 7 . 3文献标识码A 秦岭大别钼矿带位于华北克拉通南缘, 包含 金堆城、 南泥湖、 上房沟、 三道庄、 鱼池岭、 东沟、 千鹅 冲、 沙坪沟等 8个超大型钼矿床和汤家坪、 雷门沟、 黄龙铺、 石窑沟等一批重要钼矿床[ 1 - 5 ]。矿化类型 多样, 包括了几乎文献中常见的斑岩型、 矽卡岩型、 石英脉型等, 尚有鲜见的石英脉型金钼组合[ 6 - 7 ]、 伟 晶岩型、 碳酸岩脉型[ 8 ]和萤石脉型[ 9 - 1 0 ], 成矿年龄 始于古元古代的 1 . 8 5G a ( 中岳期[ 1 1 - 1 2 ]) 和 1 . 7 5G a ( 崤熊期[ 1 3 - 1 4 ]) , 历经新元古代[ 1 5 ]、 早古生代[ 1 6 ]以 及印支期[ 1 7 ], 直到白垩纪[ 3 ]。这种规模巨大、 类型 多样、 成因复杂的多期成矿的特点, 在全球堪称独一 无二, 是世界范围研究钼矿成矿理论的宝地, 倍受学 者重视[ 1 , 3 - 5 , 8 , 1 8 - 2 3 ]。 过去的研究高度重视了燕山期形成的斑岩型、 矽卡岩型和印支期的碳酸岩型钼矿床, 并得出了多 种认识, 如关于燕山期成矿事件的构造背景的观点 有 ①大陆内部的挤压背景[ 1 9 ]; ②碰撞造山过程的 挤压 - 伸展转变期[ 1 - 2 ]; ③造山后的构造体制大转 折晚期和岩石圈大规模快速减薄[ 3 ]。可见, 秦岭地 区中生代钼矿床的成矿构造背景尚存在争议。 503 ChaoXing 东秦岭沙坡岭钼矿床产于熊耳山花岗岩外接触 带, 是新发现的细脉浸染型钼矿床[ 2 4 - 2 5 ], 局部工程 控制的钼金属量约 8 5 0 0吨, 平均品位 0 . 0 8 %, 接近 中型, 远景储量可达大型规模[ 2 5 ]。该矿床位于华北 克拉通南缘的熊耳地体。熊耳地体东西两侧分别为 伊川潭头盆地和洛宁卢氏断陷盆地, 北界沿三 宝断裂推覆到嵩箕地块的中元古界三叠系盖层之 上, 南界是马超营断裂带。熊耳地体的地质演化大 概经历了三个巨型旋回[ 2 6 ] ①1 . 8 5G a 以前的早前 寒武纪结晶基底形成; ②中元古代到古生代的大陆 边缘增生; ③华北与扬子板块的陆陆碰撞( 早中生 代) 及碰撞后( 晚中生代至今) 构造作用。 R e 、 O s 都是高度亲铁和亲铜元素, 趋向集中分 配在地核及硫化物中, R e - O s 同位素技术是研究金 属硫化物矿床成矿时代和成矿物质来源示踪等最直 接、 最有效的方法[ 2 7 ], 随着分析技术的不断提高, 辉 钼矿 R e -O s 同位素定年得到广泛应用[ 1 5 , 2 5 , 2 8 - 2 9 ], 辉钼矿也成为用于定年的有利矿物。前人对沙坡岭 矿床地质和同位素年代学进行了初步研究[ 2 4 - 2 5 ], 但 仅测定了一个辉钼矿样品的 R e -O s 模式年龄[ 2 5 ]。 由于 O s 相对于 R e 具有更小的键长和键能[ 2 8 ], 其在 辉钼矿中更易于迁移而产生失耦现象[ 2 9 - 3 0 ], 若只取 得一个矿物颗粒的一部分很可能获得不准确的年 龄。因此, 虽然理论上单个模式年龄具有地质意义, 但同类型的一组样品更能反映真实的地质事件。本 文利用熊耳地体 7件辉钼矿样品进行 R e -O s 同位 素定年, 以精确测定沙坡岭钼矿的成矿年龄, 为厘定 矿床成因和建立成矿模式提供依据, 同时有助于对 沙坡岭钼矿床成矿构造背景的解析。 1 区域地质 熊耳地体( 图 1 ) 的主要岩石地层单元为变质基 底太华超群和盖层熊耳群。太华超群由绿岩带 (> 2 . 3G a )和 孔 兹 岩 系 ( 2 . 1 5~2 . 3 G a )组 成[ 3 1 - 3 2 ], 并在 C o l u m b i a超大陆[ 3 3 - 3 4 ]聚合过程中 ( 1 . 8 2~ 1 . 9 5G a ) 变质为角闪岩相至麻粒岩相。熊 耳群火山岩不整合于太华超群之上, 保存较好, 基本 未变质, 主要由玄武岩、 玄武安山岩、 安山岩、 英安岩 和流纹岩组成[ 3 5 ], 其比例约为 4∶1 1∶4 8∶2 7∶ 1 0 [ 3 6 ]; 锆石 S H R I M P和 L A-I C P-M SU-P b年龄 表明, 熊耳群火山岩间歇性喷发于 1 . 8 5~ 1 . 4 5G a , 集中在 1 . 7 8~ 1 . 7 5G a [ 3 3 , 3 7 ], 是华熊地块乃至整个 华北克拉通最下部的盖层。熊耳群火山岩的构造背 景存在多种观点 裂谷[ 3 8 - 3 9 ]、 地幔柱[ 4 0 ]以及安第斯 型大陆边缘弧环境[ 1 9 , 2 6 , 3 3 , 3 5 - 3 6 ]。中新元古代沉积地 层主要由碳酸盐岩 -页岩 -硅质岩组成, 不整合覆 盖于熊耳群火山岩之上[ 1 9 , 4 1 ]。 熊耳地体断裂构造发育, 以 N E向断裂最为醒 目, 近等距排列, 总体上属于东西向马超营断裂的次 级构造。马超营断裂长2 0 0k m , 可追溯到1 . 4G a 以 前[ 1 9 ], 在扬子与华北板块碰撞期间, 马超营断裂带 被解释为倾向北的 A型俯冲带[ 2 6 ]或指向南的厚皮 推覆构造带[ 4 2 ]。熊耳地体发育大量燕山期花岗岩 类, 五丈山、 蒿坪、 金山庙等大型花岗岩基主要分布 在中部, 合称花山杂岩; 花山杂岩以北发育较多燕山 期小型斑岩体和爆破角砾岩筒, 并蕴含金、 钼等矿 床, 如雷门沟斑岩钼矿和祁雨沟爆破角砾岩筒型金 矿[ 4 3 - 4 4 ]; 花山杂岩以南则发育大量断裂构造控制的 金/ 银矿床[ 4 1 , 4 5 ]。这些花岗岩类和矿床均被解释为 扬子与华北陆块之间碰撞造山及其后续造山带伸展 垮塌过程的产物[ 4 1 , 4 3 ]。 2 矿床地质 沙坡岭矿区出露地层为太华超群角闪斜长片麻 岩、 斜长角闪岩及少量黑云斜长片麻岩( 图 2 ) 。矿区 发育4 条近平行的断裂( 图 2 ) , 走向 N E , 倾角 7 0 ~ 8 0 , 大体控制了矿体的产出[ 2 4 ]。矿区岩浆岩广泛发 育, 除燕山期花岗岩类外, 可见元古宙变辉长岩及少 量辉绿岩脉( 图 2 ) 。矿区东南侧发育花山复式岩体 ( 蒿坪岩体) , 岩性为似斑状( 巨斑状) 黑云角闪石英 二长岩, 具似斑状结构、 块状构造( 图 3 a ) , 斑晶主要 为钾长石(~ 3 5 %) , 粒径可达 2 5m m 4 0m m , 基质 为斜长石(~ 3 5 %) 、 石英(~ 1 2 %) 、 钾长石(~ 5 %) 、 黑云母(~ 5 %) 、 角闪石(~ 4 %) 等; 副矿物为磁铁 矿、 榍石、 锆石; 另可见绢云母、 碳酸盐等次生矿物。 矿体位于鸡屎疙瘩附近, 主要受矿区中部北北 东向断裂以及围岩裂隙控制( 图 2 ) , 矿化不连续, 呈 细脉、 网脉状, 沿石英细脉的两壁产出, 少量星点状、 细脉浸染状于围岩中。矿脉总体向南东方向倾斜, 倾角4 0 ~ 6 0 ; 已控制矿体长4 5 0m , 宽1 8 0m , 平均 厚度 4 5m [ 2 5 ]。矿石品位与其空间分布有关, 矿体 中部比两端富, 平均品位 0 . 0 8 %, 局部工程控制已 获得钼金属量约 8 5 0 0吨, 为中型钼矿床[ 2 5 ]。 围岩蚀变由内向外依次为钾长石 -绢云母化、 硅化 - 钾长石化、 绿帘石化[ 2 5 ]。矿石类型包括细脉 状、 浸染状和块状矿石。辉钼矿主要呈叶片状沿石 英脉壁分布, 呈细脉浸染状产于太华群中( 图 3 c ) , 少量呈团块状产于石英二长岩中( 图 3 b ) 。其他主 603 第 3期 岩 矿 测 试 h t t p ∥w w w . y k c s . a c . c n 2 0 1 7年 ChaoXing ( a ) 中国大地构造纲要图; ( b ) 秦岭造山带构造格局略图; ( c ) 东秦岭钼矿带地质及矿床分布图。 图 1 秦岭造山带构造格局和矿床分布图( 据文献[ 1- 2 , 1 3- 1 5 ] 修改) F i g . 1 M a p s s h o w i n g t h e l o c a t i o no f Q i n l i n g O r o g e na n dt e c t o n i c f r a m e w o r ko f Q i n l i n g O r o g e n( M o d i f i e da f t e r R e f e r e n c e [ 1 - 2 , 1 3 - 1 5 ] ) 要金属矿物为黄铁矿、 方铅矿、 闪锌矿、 黄铜矿等。 脉石矿物为石英、 方解石、 萤石等。矿石结构复杂, 包括黄铁矿呈自形半自形粒状结构、 闪锌矿和黄铜 矿等呈他形粒状结构, 辉钼矿呈叶片状结构( 图 3 d ) , 辉钼矿交代闪锌矿和方铅矿呈交代结构, 方铅 矿沿黄铁矿边缘向内部交代而呈港湾状交代结构, 闪锌矿与黄铜矿呈共生边结构等; 矿石构造主要为 浸染状和脉状构造。 3 样品及测试方法 3 . 1 样品采集及特征 本次研究的 7件样品均采自沙坡岭钼矿采场, 其样品特征见表 1 。其中, 1件辉钼矿样品( Q G 0 1 ) 呈团块状充填于石英二长岩中( 图 3 b ) , 其余 6件样 品呈浸染状充填于围岩中( 图 3 c ) 。经粉碎、 分离、 粗选和精选, 获得了纯度 > 9 9 %的辉钼矿单矿物。 3 . 2 样品处理过程及分析仪器工作参数 辉钼矿样品分解、 R e 、 O s 纯化分离前处理在中 国科学院广州地球化学研究所同位素年代学和地球 化学重点实验室完成, R e 、 O s 含量 I C P-M S分析在 长安大学成矿作用及动力学开放研究实验室完成。 采用 C a r i u s 管密封溶样技术、 同位素稀释 I C P-M S 测试方法进行辉钼矿 R e -O s 同位素分析, 化学流 程主要参考文献[ 1 6 , 4 6 ] 。 首先, 用浓硝酸代替逆 703 第 3期岳素伟, 等 熊耳山沙坡岭钼矿辉钼矿 R e - O s 定年及东秦岭晚侏罗世钼矿化的识别第 3 6卷 ChaoXing 图 2 东秦岭熊耳山沙坡岭钼矿地质图( 据文献[ 2 5 , 4 1 ] 修改) F i g . 2 G e o l o g i c a l m a po f S h a p o l i n gM od e p o s i t ( M o d i f i e da f t e r R e f e r e n c e[ 2 5 , 4 1 ] ) 表 1 东秦岭熊耳山沙坡岭钼矿样品特征 T a b l e1 D e s c r i p t i o no fs a m p l e sf r o m t h eS h a p o l i n gd e p o s i t , u s e df o r R e - O s i s o t o p ea n a l y s i s 序号样品编号矿石类型样品特征 1Q G 0 1团块状矿石辉钼矿呈粗粒片状, 充填于石英二长岩中 2Q G 1 5浸染状矿石 石英 - 辉钼矿 -黄铁矿细脉浸染状充填 于围岩裂隙 3Q G 1 6浸染状矿石石英 - 辉钼矿浸染状充填于围岩中 4Q G 1 7浸染状矿石石英 - 辉钼矿浸染状沿围岩裂隙充填 5Q G 1 8浸染状矿石 石英 - 辉钼矿 -黄铁矿脉状充填于围岩 裂隙 6Q G 1 9浸染状矿石 石英 - 辉钼矿 -黄铁矿脉状充填于围岩 裂隙 7Q G 2 0浸染状矿石 石英 - 辉钼矿 -黄铁矿细脉浸染状充填 于围岩裂隙 王水分解样品, 在样品溶解的同时, 使 M o 元素转换 成 M o O 3不溶物, 从而达到了分析物与基体元素的分 离, 简化了 R e化学分离过程。其次, 采用蒸馏法 进行O s 分离, 全流程只使用硝酸一种试剂, 使流程 空白控制在更低水平, 即 正常 O s 的空白为 3 . 5~ 4 . 7p g , 1 8 7O s 的空白为 0 . 5~0 . 9p g , R e的空白为 2 0p g 。 质谱分析仪器为美国 T h e r m o F i s h e r 公司生产的 X- S e r i e s 型电感耦合等离子体质谱仪, 采用 I r 、 O s 天然丰度进行在线监测和校正仪器测试过程中的 R e 、 O s 同位素质量分馏。以标准物质 G B W0 4 4 3 5为 标样, 监控化学流程和分析数据的可靠性。 803 第 3期 岩 矿 测 试 h t t p ∥w w w . y k c s . a c . c n 2 0 1 7年 ChaoXing a 似斑状黑云角闪石英二长岩; b 样品 Q G 0 1 , 辉钼矿呈团块状产于石英二长岩中, 粒径可达 1c m ; c 样品 Q G 1 5 , 石英 - 辉钼矿细脉浸染状 产于围岩太华群中; d 叶片状辉钼矿。 图 3 沙坡岭钼矿床样品特征 F i g . 3 P h o t o m i c r o g r a p h s s h o w i n go r eg e o l o g yo f t h eS h a p o l i n gM od e p o s i t 4 测试结果与讨论 4 . 1 样品 R e - O s 定年测试结果 7件辉钼矿的 R e-O s 同位素测试结果列于 表 2 。除样品 Q G 0 1外, 其余 6件辉钼矿样品( Q G 1 5 ~ Q G 2 0 ) 的 R e含量变化于 2 9 8 . 3 1~ 3 4 8 . 0 1μ g / g 之间, 1 8 7O s 含量变化于 5 0 2 . 7 1~ 5 7 8 . 7 6n g / g 之间, R e 与1 8 7O s 含量变化十分协调, 单样年龄介于 1 5 8 . 3 1 . 5~ 1 6 0 . 7 1 . 2M a 。样品 Q G 0 1获得了偏小的 单样年龄( 1 3 0 . 5 1 . 0M a ) , 其 R e 含量为 3 1 8 . 1 6 2 . 2 2μ g / g , 介于其余 6件样品之间, 而其1 8 7O s 含量 为 4 3 5 . 3 7 0 . 9 4n g / g , 远小于其余样品。由于同一 辉钼矿颗粒中1 8 7O s 易迁移至颗粒边缘, 若采样时仅 获得颗粒中心部位样品时, 测得的1 8 7O s 将小于真实 值, 也可能导致单样模式年龄偏小[ 3 0 ]。 采用1 8 7R e衰变常数(=1 . 6 6 61 0 - 1 1a- 1 [ 4 7 ], 利用 I S O P L O T软件[ 4 8 ]( M o d e l 3 ) 将其余 6件数据回 归成一条直线, 求得等时线年龄为 1 4 6 . 7 8 . 6M a 表 2 沙坡岭钼矿床辉钼矿 R e - O s 同位素测年数据 T a b l e 2 R e - O s i s o t o p i c d a t a f o r m o l y b d e n i t e f r o mt h e S h a p o l i n g M od e p o s i t 样品 编号 样品质量 ( g ) R e ( μ g / g ) 1 8 7 R e ( μ g / g )1 8 7O s ( n g / g )模式年龄( M a ) 测定值2 σ 测定值2 σ 测定值2 σ 测定值 2 σ 数据 来源 Q G 1 50 . 0 2 6 3 1 6 . 0 53 . 1 01 9 8 . 6 51 . 9 55 3 1 . 7 91 . 5 3 1 6 0 . 5 1 . 6 本文 Q G 1 60 . 0 2 6 3 3 8 . 8 81 . 7 32 1 3 . 0 01 . 0 95 6 5 . 6 11 . 9 7 1 5 9 . 2 1 . 0 Q G 1 70 . 0 2 6 3 2 8 . 8 72 . 7 52 0 6 . 7 11 . 7 35 4 5 . 8 32 . 2 0 1 5 8 . 3 1 . 5 Q G 1 80 . 0 2 5 3 0 2 . 8 93 . 2 21 9 0 . 3 82 . 0 35 0 8 . 5 01 . 7 7 1 6 0 . 1 1 . 8 Q G 1 90 . 0 2 6 2 9 8 . 3 12 . 0 91 8 7 . 5 01 . 3 15 0 2 . 7 10 . 9 2 1 6 0 . 7 1 . 2 Q G 2 00 . 0 2 6 3 4 8 . 0 13 . 2 72 1 8 . 7 42 . 0 65 7 8 . 7 61 . 1 9 1 5 8 . 6 1 . 5 Q G 0 10 . 0 2 6 3 1 8 . 1 62 . 2 21 9 9 . 9 81 . 3 94 3 5 . 3 70 . 9 4 1 3 0 . 5 1 . 0 H s p l - 3 a0 . 0 3 0 3 0 7 . 8 21 2 . 8 51 9 3 . 4 88 . 0 84 1 7 . 6 00 . 2 2 1 2 9 . 4 3 . 4 [ 5 3 ] H s p l - 3 d0 . 0 4 0 1 8 6 . 5 35 . 1 21 1 7 . 2 43 . 2 22 4 5 . 2 30 . 1 3 1 2 5 . 4 2 . 2 H s p l - 6 a0 . 0 3 0 1 4 7 . 1 73 . 2 6 9 2 . 5 0 2 . 0 51 9 6 . 7 80 . 0 8 1 2 7 . 6 1 . 8 H s p l - 6 f - 1 0 . 0 3 1 2 5 9 . 8 97 . 4 31 6 3 . 3 54 . 6 73 4 6 . 3 20 . 2 6 1 2 7 . 1 2 . 2 H s p l - 70 . 0 3 5 1 7 2 . 1 22 . 8 21 0 8 . 1 81 . 7 72 2 9 . 8 10 . 1 5 1 2 7 . 4 1 . 4 L S - 1 00 . 0 1 5 2 8 2 . 1 02 . 3 01 7 7 . 3 01 . 5 03 7 5 . 0 02 . 9 0 1 2 6 . 8 1 . 7 [ 2 5 ] 注 模式年龄 t 按 t =1 λl n ( 1+ 1 8 7O s /1 8 7R e ) 计算, 其中 λ (1 8 7R e )= 1 . 6 6 6 1 0 - 1 1a- 1 [ 4 7 ]。 903 第 3期岳素伟, 等 熊耳山沙坡岭钼矿辉钼矿 R e - O s 定年及东秦岭晚侏罗世钼矿化的识别第 3 6卷 ChaoXing ( 2 σ误差, M S WD= 0 . 8 4 ; 图4 a ) , 模式年龄的加权平 均值为 1 6 0 1M a ( 2 σ误差, M S WD= 2 . 1 ; 图 4 b ) , 等时线年龄与加权平均年龄在误差范围内一致, 显 示了数据的可靠性。获得1 8 7O s 初始值为 0 . 0 4 3 0 . 0 2 9 , 接近于 0 , 表明辉钼矿形成时几乎不含1 8 7O s , 辉 钼矿中的1 8 7O s 系由1 8 7R e 衰变形成, 符合 R e - O s 同 位素体系模式年龄计算条件, 说明所获得的模式年 龄可以反映辉钼矿的结晶时间, 即沙坡岭矿床形成 于晚侏罗世。 图 4 沙坡岭矿床辉钼矿( a ) R e - O s 等时线年龄图和( b ) 加权平均年龄图 F i g . 4 ( a )I s o c h r o na n d( b )w e i g h t e dm e a no f R e - O s a g e s f o r m o l y b d e n i t ef r o mt h eS h a p o l i n gd e p o s i t 4 . 2 侏罗纪和白垩纪两期钼矿化的识别及其意义 发育于熊耳地体的花山复式岩体为多次岩浆活 动的产物[ 4 9 ], 从早到晚, 依次为五丈山( 1 8 3~1 5 6 M a ) 、 蒿坪( 1 3 1~ 1 2 3M a ) 和金山庙( 1 2 8~ 1 0 5M a ) 岩基[ 2 5 - 2 6 , 5 0 - 5 9 ]( 表 3 ) 。花山岩基周围, 发育大量花 岗斑岩, 如摩天岭、 祁雨沟、 雷门沟等, 其年龄集中于 1 3 7~1 1 3M a [ 3 0 , 5 6 - 5 7 , 5 9 ]。本次研究获得 6件样品 R e - O s 模式年龄加权平均值为 1 6 0 1M a , 指示沙 坡岭矿床形成于晚侏罗世。 另外, 还有一件辉钼矿样品( Q G 0 1 ) 的 R e - O s 模 式年龄为1 3 0 . 5 1 . 0M a , 显然不同于晚侏罗世, 其原 因可能是 ①R e - O s 体系未封闭导致单样年龄偏小; ②存在两期钼矿化事件。虽然单颗粒辉钼矿较大时, 其1 8 7O s 易迁移引起失耦, 但考虑到赋存辉钼矿的花 山复式岩体的锆石 L A- I C P- M SU- P b 年龄为 1 2 8 1M a [ 5 2 ], 与辉钼矿 R e-O s 年龄完全一致, 表明 1 8 7 O s 丢失的可能性并不大。事实上, 苏捷等[ 2 5 ]获得 一件辉钼矿( L S - 1 0 ) 的 R e - O s 模式年龄为 1 2 6 . 9 1 . 7M a , 其 R e 含量为2 8 2 . 1 2 . 3μ g / g , 1 8 7O s 含量为 3 7 5 . 0 2 . 9n g / g , 并因此认为矿化与花山岩基密切相 关; 刘军等[ 5 3 ]获得 5件辉钼矿样品的R e - O s 模式年 龄为1 2 5 . 4 ~ 1 2 9 . 4M a , 加权平均年龄为 1 2 7 . 2 0 . 9 M a , 据此认为矿化形成于燕山中晚期。 表 3 熊耳山沙坡岭钼矿及相关花岗岩类的同位素年龄 T a b l e3 I s o t o p ea g eo ft h eS h a p o l i n gd e p o s i ta n dr e l a t e d g r a n i t o i d s 岩体/ 矿床测试对象同位素方法年龄( M a ) 文献来源 五丈山岩基 似斑状钾长花岗岩全岩 R b - S r1 8 3[ 5 0 ] 似斑状花岗岩全岩 K- A r1 5 9[ 5 0 ] 花岗岩锆石 S H R I M PU- P b1 5 6 . 8 1 . 2[ 5 1 ] 花岗岩角闪石 A r - A r1 5 6 . 0 1 . 1[ 5 5 ] 蒿坪岩基 似斑状钾长花岗岩全岩 R b - S r1 2 3[ 5 0 ] 斑状黑云母花岗岩锆石 S H R I M PU- P b1 3 0 . 7 1 . 4[ 5 1 ] 花山岩基 似斑状黑云二长花岗岩 锆石 L A- I C P- M SU- P b1 2 8 1[ 5 2 ] 黑云母花岗岩锆石 S H R I M PU- P b1 3 2 . 0 1 . 6[ 5 1 ] 金山庙岩基 钾长花岗岩全岩 R b - S r1 0 5[ 5 0 ] 黑云钾长花岗岩全岩 R b - S r1 2 5 . 4[ 3 0 ] 黑云母二长花岗岩全岩 K- A r1 2 8[ 5 1 ] 摩天岭斑岩全岩全岩 K- A r1 2 5 . 7 7 . 2[ 5 6 ] 祁雨沟金矿 花岗闪长斑岩全岩 K- A r1 1 3 2[ 3 0 ] 花岗斑岩锆石 U- P b1 1 9 . 6 7 . 5[ 5 6 ] 花岗斑岩锆石 L A- I C P- M SU- P b 1 3 6 . 6 2 . 3[ 5 7 ] 石英斑岩全岩 K- A r1 1 5 2[ 3 0 ] 矿石黄铁矿 R b - S r1 2 6 1 1[ 5 8 ] 矿石辉钼矿 R e - O s1 3 4 4[ 5 7 ] 雷门沟钼矿 花岗斑岩锆石 S H R I M PU- P b1 3 6 . 2 1 . 5[ 5 9 ] 矿石辉钼矿 R e - O s1 3 1 . 6 2 . 0[ 5 9 ] 矿石辉钼矿 R e - O s1 3 3 . 1 1 . 9[ 5 9 ] 沙坡岭钼矿 矿石辉钼矿 R e - O s1 2 6 . 9 1 . 7[ 2 5 ] 矿石辉钼矿 R e - O s1 2 7 . 2 0 . 9[ 5 3 ] 矿石辉钼矿 R e - O s1 6 0 1本文 考虑到两期样品年龄相差约 3 0M a , 本文倾向 于认为沙坡岭矿床存在两期独立钼矿化事件, 即除 了前人报道的早白垩世钼矿化, 还可能存在晚侏罗 世钼矿化事件, 其依据包括 ①矿区以赋存于太华群 围岩裂隙中的脉状钼矿化为主, 物化探异常表明矿 区存在近等轴状的负磁异常, M o 异常由中心向外降 低, 指示深部可能存在隐伏的晚侏罗世斑岩; ②花山 复式岩基的似斑状黑云二长花岗岩( 锆石年龄为 013 第 3期 岩 矿 测 试 h t t p ∥w w w . y k c s . a c . c n 2 0 1 7年 ChaoXing 1 2 8 1M a ) 锆石中存在 1 5 7 3M a 的测试点[ 5 2 ], 黑 云母花岗岩( 锆石年龄为 1 2 8 1M a ) 中存在 1 5 5 . 5 1 . 4M a 的测试点[ 5 1 ], 指示早白垩世岩基捕获了 先成的深部晚侏罗世(~1 6 0M a ) 的锆石信息; ③熊耳山地区南泥湖和上房沟斑状黑云二长花岗岩 锆石 S H R I M PU- P b 年龄分别为1 5 7 . 1 2 . 9M a 和 1 5 7 . 6 2 . 9M a , 银家沟石英闪长斑岩 K-A r 年龄 为 1 5 2M a , 事实上, 东秦岭大型 -超大型钼矿床与 小斑岩体成因关系更密切[ 1 - 2 ]; ④崤山金矿床的绢 云母 A r - A r 坪年龄为 1 5 6 . 1 1M a ; 熊耳山地区的 公峪金矿区钾长花岗岩脉锆石 U- P b 年龄为 1 5 6 . 4 1 . 2M a 和 1 5 4 . 0 1 . 3M a , 也指示存在晚侏罗世 的构造 - 岩浆 - 成矿事件[ 5 4 ]。因此, 本文认为沙坡 岭地区存在晚侏罗世和早白垩世两期钼矿化事件。 东秦岭地区在燕山期钼成矿大爆发之前, 曾发 生多期次的钼成矿事件, 如古元古代钼矿化、 新元古 代钼矿化、 加里东期等钼矿化( 表 4 ) , 而辉钼矿 R e - O s 测试在这些钼成矿事件的识别过程中起到 关键作用。本研究的晚侏罗世钼矿化尚属东秦岭地 区首次发现, 既填补了东秦岭晚侏罗世钼成矿的空 白, 丰富了东秦岭钼成矿时间序列, 也为深部找矿勘 查提供了信息。多期次钼成矿作用可能导致了区域 性的钼富集, 已有资料显示, 华熊地块前寒武纪地层 或岩石建造的 M o 含量普遍高于克拉克值。区域性 的高钼背景和前燕山期或前寒武纪钼矿床的存在, 为燕山期钼矿大爆发提供了有利条件。 4 . 3 R e 含量特征对成矿物质来源的指示 M a o 等[ 6 0 ]通过对比我国部分含钼矿床的辉钼 矿 R e 含量, 认为成矿物质来源从幔源、 壳幔混源到 壳源, 其辉钼矿的 R e含量呈数量级递减( 从 n 1 0 - 4、 n 1 0- 5到 n 1 0- 6) 。而胡受奚等[ 1 9 ]对我国 主要钼、 铜矿床中辉钼矿 R e 含量统计发现, 以钼为 主的矿床中辉钼矿 R e 含量多数为 1 0~ 2 9μ g / g , 明 显低于以铜或以钨为主的矿床。B e r z i n a 等[ 6 1 ]对西 伯利亚和蒙古国 5个铜钼矿床的研究得出了类似结 论, 即以 M o 为主的矿床的 R e 含量明显低于以 C u 为主的矿床, 并且认为斑岩 C u-M o 矿床中辉钼矿 R e 含量主要受为母岩浆的成分、 成矿流体中 R e 含 量以及辉钼矿结晶时物理化学条件的影响。而 S t e i n 等[ 6 2 ]则把辉钼矿中 R e 含量的变化归因为简 单的质量平衡现象, 由于斑岩 C u - M o 体系中 R e 几 乎全部被辉钼矿捕获, 相对于斑岩M o 矿床的巨量 表 4 东秦岭地区钼矿床的辉钼矿 R e 含量 T a b l e 4 R ec o n t e n t s o f m o l y b d e n i t ef r o mt h eE a s t Q i n l i n go r o g e n 成矿时代矿床类型矿种测试矿物样品数 R e 含量 ( μ g / g ) R e 平均值 ( μ g / g ) R e - O s 年龄 ( M a ) 文献来源 古元古代 龙门店QM o辉钼矿65 0 4~ 1 1 3 07 9 71 8 5 3 3 6 ( I )[ 1 1 ] 寨凹QM o辉钼矿61 . 0~ 4 3 . 01 4 . 71 7 6 1 3 3 ( I )[ 1 3 ] 新元古代土门FM o辉钼矿60 . 0 6~ 3 0 . 91 7 . 98 4 7 . 4 7 . 3( I )[ 1 5 ] 加里东期银洞沟QA g - A u - M o辉钼矿52 4 . 3~ 2 5 . 92 5 . 04 2 9 3 . 9 ( A )[ 1 6 ] 印支期 黄龙铺CM o - P b辉钼矿72 7 8~ 2 8 92 8 42 2 1 . 5 0 . 3 ( A )[ 6 3 ] 黄水庵CM o - P b辉钼矿48 8~ 1 5 51 1 12 0 9 . 5 4 . 3 ( A )[ 6 4 ] 纸房QM o辉钼矿54 . 0~ 2 9 . 91 4 . 42 4 3 . 8 2 . 8 ( A )[ 1 7 ] 大湖QA u - M o辉钼矿60 . 9 3~ 3 . 4 22 . 1 32 1 8 4 1 ( I )[ 6 ] 马家洼QA u - M o辉钼矿50 . 4 7~ 0 . 7 90 . 6 22 3 21 1 ( I )[ 6 5 ] 前范岭QM o辉钼矿70 . 1 9~ 3 9 . 1 62 2 . 42 3 9 1 3 ( I )[ 6 6 ] 燕山期 沙坡岭PM o辉钼矿62 9 8~ 3 4 83 2 21 6 0 1 ( A )本文 秋树湾P- SC u - M o辉钼矿61 1 3~ 1 8 01 5 21 4 7 4 ( I )[ 6 7 ] 鱼池岭PM o辉钼矿51 6 . 8~ 8 1 . 14 0 . 31 4 4 . 3 5 . 2 ( I )[ 6 8 ] 三道庄SM o - W辉钼矿31 5 . 5~ 2 7 . 92 3 . 01 4 4 . 0 1 . 0 ( A )[ 3 ] 上房沟P- SM o
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