内蒙古东部闹牛山一巨里河铜多金属矿带岩浆活动与成矿的关系（康明,岑况,罗先熔,陈祥《现代地质》2004.2）.pdf

第18卷第2期 2004年6月 现代地质 GEOSCIENCE Vol.18 No.2 Jun. 2004 内蒙古东部闹牛山一巨里河铜多金属矿带 岩浆活动与成矿的关系 康明1.2岑况罗先熔2陈祥1 1.中国地质大学“岩石圈构造、深部过程及探测技术“教育部重点实验室，北京100083; 2.桂林工学院资源与环境工程系，广西桂林541004 摘要内蒙古东部闹牛山一巨里河铜多金属矿带的岩浆活动主要属华力西晚期和燕山早期的 两大构造旋回，矿带上已发现的铜多金属矿床的成矿时代绝大部分为燕山早期，成矿与燕山 早期中酸性浅成一超浅成的岩浆侵入活动关系密切。区内火山一次火山岩的稀土总量低， z川二Ceh川IY比值高2.7-14.1，具微弱销亏损，表明岩浆岩为上地幌一下地壳的混合来 源，成矿岩体具有基性程度高、来源深的特点，属钙碱性岩石系列，富S、K而贫民、如怡。岩浆岩 中Bi、W、Sn、Ag、Pb、cu等成矿元素及伴生元素的丰度较高，为本区的成矿提供了物质来源。 关键词侵入岩和火山岩;地球化学特征;铜多金属矿带;内蒙古东部 中图分类号P588.1文献标识码A 文章编号1000-8527 2004 02 -0210 -07 1 区带地质概况 内蒙古突泉县闹牛山一扎鲁特旗巨里河铜多 金属矿带位于内蒙古中部地槽榴皱系苏尼特右旗 华力西地槽榴皱带的哲斯一林西复向斜的东部， 处于华北板块与爱力格庙一锡林浩特中间地块的 缝合部位，中生代受太平洋板块的影响，形成北 北东向的火山岩带。基底隆起与中生代火山岩盆 地相间排列，形成隆哟相间的格局。本区处于亚 洲大陆边缘的张陷带，是太平洋板块向亚洲大陆 俯冲的弧后引张区[IJ。 区内主要地层为二叠系海相火山碎屑岩、沉 积碎屑岩以及保罗系陆相火山岩及火山碎屑岩。 断裂构造发育，两条深断裂嫩江断裂和大兴安 岭主脊断裂分别从本区北东和南西侧通过，控 制了火山一侵入岩浆活动及铜多金属成矿带的展 布方向。北东向、北西向两大断裂将本区切割成 菱形块体。岩浆活动分为华力西晚期和燕山早期 两大构造旋回，燕山早期岩浆活动频繁，与成矿 的关系密切。 2 岩浆活动特征 闹牛山一巨里河铜多金属矿带的岩浆活动频 繁，主要形成华力西晚期和燕山早期侵入岩。华 力西晚期的岩浆喷发活动形成海底喷发的酸一中 性火山岩，它们与海相正常沉积物交互成层，构 成区内下二叠统青风山组、大石寨组及吴家屯组 地层。燕山早期岩浆活动剧烈，始于中保罗世中 晚期，于晚株罗世早期达到高峰，至晚保罗世中 晚期出现第二次高峰，之后逐渐减弱，出露的侵 入岩为一套中基性一酸性的火山浅成一超浅成次 火山岩类。主要岩石类型为花岗闪长斑岩、闪长 盼岩、安山吩岩、石英斑岩、隐爆角砾岩等，岩 浆活动及其旋回见表1。燕山早期岩浆喷溢产出的 火山岩遍布全区，随后的侵入活动可划分为3次， 其中第3次岩浆侵入活动又分为4个阶段。 3 岩浆岩的地球化学特征及其演化 对闹牛山一巨里可铜多金属成矿区带不同时 代的花岗岩体，按其不同类型，对不同地点产出 收稿日期2003-11 - 30 ;改回日期2004-03一10;责任编辅楼亚儿。 基金项目有色金属国家重点找矿区带科技攻关项目199405。 作者简介康明，男，工程师，博士研究生.1965年出生，地球化学专业，主要从事勘查地球化学的研究工作。 第2期康明等内蒙古东部闹牛山一巨里河铜多金属矿带岩浆活动与成矿的关系211 表1闹牛山一巨里河铜多金属矿带的岩浆活动特征 Table 1 Characteristics of magmatic activities in the Naoniushan-Julihe copper polymetallic ore beIt 岩浆活动 表现形式 旋回 主要岩石类型岩石代号产状代表性的地质体 岩脉、岩枝四方地岩体、西老头山岩体 层状梅勒图组地层 岩脉、岩墙、岩株达嘎音温各尔岩体 层状白音高老组地层 岩慕、岩株巴尔哲岩体、乌兰哈德岩体 层状玛泥吐组地层 岩基、岩脉布敦花岩体、毛德布岩体 层状满克头额博组地层 岩株、岩脉夏音电岩体 层状万宝组、新民组地层 侵入活动7Jl“-3圳、yπi3的二长花岗斑岩、花岗斑岩 喷发活动J3ml玄武岩、辉石玄武岩、安山岩 ya-34、“d 刮目、 侵入活动。川、仁川、花岗闪长岩、花岗斑岩、饵长花岗岩 Yπ5 “、-，、Y;“飞川 晚保罗世 喷发活动J3by凝灰质砾岩、砂岩 侵入活动ya-32、7Jl“-32花岗闪长岩、二长花岗斑岩 喷发活动J3mn安山质熔岩、火山碎屑岩 侵入活动ya-3川、a-3花岗闪长岩、闪长岩 喷发活动J3m 中保侵入活动λ 罗世喷发活动J2町、J2X 流纹质熔岩、火山碎屑岩 橄榄岩、蛇纹石化辉石岩 火山碎屑岩 注Y1r-34表示燕山早期第4次的第2至第3阶段的花岗斑岩。 的同一类型的花岗岩体分别采集4件样品每件 样品质量大于2kg，进行化学成分分析，将各类 岩石的平均化学成分列于表2部分样品的全部氧 化物总量只有95或98，这些误差与样品分析 误差有关，这是热液蚀变作用所造成的。总体而 言，该区华力西晚期的岩石中wNazO w KzO低于燕山早期的岩石，且燕山早期各类岩石 组分的平均含量具有富Si、富碱，而贫FeO、 MgO、CaO的特征。 3.1 耐度的划分 从表2可以看出研究区内岩石的wSiOz ... wNazO wKzO、wAlz03值较高，高于中国 同类岩石的平均含量，w NazO十wKzO 7，组合指数σ为1.31-4.34，为硅铝型钙碱性 岩石特征。 利用J.B. Wright 1969年提出的岩石碱度指数 来确定本成矿区带火成岩的碱度图1，可以看 出火成岩的样品点绝大多数落在钙碱性一碱性区 域内。从以上分析可以得出本区岩石属钙碱性一 碱性岩石系列。 3.2 岩浆岩的来源 根据该区岩浆岩的岩石化学成分分析得出 wNazOlwKzO值多数小于1，从中性岩一中 酸性岩一酸性岩，WFe203lwFeO、wSi021 wMgO值逐渐增大，wCaO逐渐减少，说明该 区岩石在岩浆演化过程中FeO、MgO、CaO含量 呈减少趋势，SiOz含量逐渐增多，为硅铝质地壳 型岩石系列。 为了确定该成矿区带岩浆岩的来掘，将研究 801 。 .Ll. o 。 A A 口 口 .。 。 。 口 。 钙碱性碱性 / 强碱件 “ F Ll. o i.l./ / 曰l 50 /“ 区J2 03 / 04 2 3 4 6 7 8 碱度指数 图1研究区岩浆岩的碱度指数与wSiz的关系图 原图据Wright，1969 Fig, 1 Relation between alkalinity index and w Siz of the magmatic rocks in the study area 1满克头额博组2.玛垢吐组3.白音高老组4.梅勒图组 区内花岗岩一花岗斑岩一工长花岗斑岩、花岗闪 长岩、闪长岩一闪长吩岩一石英闪长岩这3组酸 性一中酸性一中性花岗岩类的wKzO、wNazO 数值在wK20 -w Na20坐标图中投影图 2。可以看出绝大多数样点分布在V区和凹区， 为硅铝质地壳型和地幢型岩石，说明岩浆来源于 上地幢或下地壳。 为了进一步说明岩浆岩的来源，对该成矿区 带的典型矿床一一闹牛山铜矿进行了稀土元素地 球化学特征的研究，结果表明8]火山一次火山 NHN 闹牛山一巨里河铜多金属矿带侵入岩的岩石化学成分及其特征叫1 表z Chemicalωmpωition and characteristics of intr咽iverocks in the Naoniushan-Juliheωpper polymetallic ore helt叫1 四K，O MnO K20 Na20 P20，总量“ ----WNa20 wSi乌1 WFe203 I 碱度 wCaO wF5;花岗岩以富集Bi、→中酸性→酸性演化的过程中，Cu, Au浓集系数 Ag, W、Sn、As、Pb，Zn, co、Ni、Cr为特征，其中逐渐变小，甚至达到贫化程度。强烈富集元素组 Bi、Ag、W、Sn已达到强烈富集，Au、Mn、Sr、Ba、合为从Pb、Ag、Bi、Pb→Bi、Pb→Bi、Ag-Bi， V为相对贫化元素K0.5。说明成矿元素Cu、Au、Pb、Ag在岩浆演化过程 3.4.2 燕山早期侵入岩的微量元素地球化学特征中被析出，在构造有利部位富集成矿。 燕山早期的闪长岩类以富集Bi、Pb，Sb、co、 4 岩浆岩与矿产的关系 W为特征，Bi、Pb为强烈富集元素，Ni为相对贫 化元素;花岗闪长岩以富集Bi、Ag，As、co、Pb内蒙古闹牛山一巨里河多金属成矿带已发现 为特征，Bi、Ag达到强烈富集;斑岩类以富集大型、中型、小型矿床和铜多金属矿化点100多 第2期康明等内蒙古东部闹牛山一巨里河铜多金属矿带岩浆活动与成矿的关系215 襄5闹牛山一巨里河铜多金属矿带成矿与岩体的关系 Table 5 Relation between metaIl叫nesisand magamatic r悦ksin the Naoniushan-Julihe copper polymettallic ore belt 矿床矿床类型成矿元素 岩石类型 热液一斑岩 闪长扮岩一英云 莲花山矿床 型 Cu Ag 闪长斑岩一花岗 闪长斑岩 布敦化矿床 斑岩一热液 Cu Au 花岗闪长岩一英 型云闪长斑岩 孟恩陶勒盖 花岗岩一黑云母 矿床、长春热液脉型Ag 、Pb、Zn 岭矿床 斜长花岗岩 好来官矿床斑岩型Cu Mo 花岗闪长斑岩 英云闪长斑岩 毛登矿床热液喇Sn 、Cu花岗斑岩 cu、sn、Ag、 玄武吩岩一安山 大井矿床潜火山热液裂吩岩一英安斑岩 Pb 、Zn 一军细斑岩 Pb、Zn、Sn、石英二长岩一正 浩布离矿床夕卡岩型 Cu 长花岗岩 白音诺矿床夕卡岩型Cu 、Pb、Zn 花岗闪长斑岩一 石英正长斑岩 黄岗矿床夕卡岩型Sn、Fe正长花岗岩 处，其成因类型主要为次火山岩热掖铜多金属矿 床及银铅钵矿床。区带矿床点的产出与燕山 早期晚阶段侵入岩有密切关系表5。 与成矿有关的岩体 资料来源 产状时代 岩株、岩脉 燕山早期早阶段， 161Ma U -Pb法段国正等.1992 岩株 燕山早期早阶段.166地盛继福等 Rb -Sr法Jmll.1992 燕山早期一华力西期，赵一鸣、张德全 复式岩株、岩脉 184.29-183Ma 等.1997 岩株 燕山早期早阶段.125- 113Ma K -Ar法张德全等.1992 小岩株 燕山早期晚阶段.149Ma赵一鸣、张德全 Rb-Sr法等.1997 燕山早期晚阶段.169-赵一鸣、张德全 岩株岩墙群 120Ma K -Ar法等.1997 燕山早期晚阶段一燕山晚 复式岩株 期早阶段.131MaRb -Sr 张德全等.1唰; 法，正长花岗岩张德全.1993 燕山早期晚阶段.171岛也 岩墙岩脉群 Rb-Sr法，花岗闪长斑张德全等.1990; 岩;148地U-Pb法，石张德全.1993 英正长斑岩 岩株 燕山早期晚阶段.140岛也沈逸民、李鹤年 Rb-Sr法等.1984 基性程度高、来源深的特点。其证据是这类岩体 的锤、同位素初始比为o. 704 0 . 705 ，角闪石富镜 w MgO 14.25 18.20 ，黑云母以镜质 黑云母为主镇铁指数0 . 57 0 . 64 , w S02 相对较低一般在6669之间，wT较 高0.32 1.10, w Na20 w K20, WNa20lwK20变化于0.91 3.42之间，稀 土总量低，ω立Celw};Y高2.714.1，铺 亏损轻微δEu O. 51 O. 94。这表明含矿岩体 是起源于下地壳一上地幢岩浆的衍生物，混染上 地壳物质较少。这些含铜岩体的时代以燕山早期 晚阶段为主[剖，这一认识与其他研究者得出的结 论一致[10.11]。 燕山期以来，该区进入滨太平洋大陆边缘活 动带。强烈的区域挤压使嫩江深断裂带及其次一 级断裂多次活动。沿深大断裂旁侧分布着一系列 燕山早期早阶段161 173Ma的花岗岩类侵入 体。与这些花岗岩类侵入体相关的一套铜多金属 矿床组成与燕山期中酸性超浅层一洗层岩浆侵入 活动有关的铜多金属矿床成矿系列。属于这个矿 床成矿系列的矿床主要有莲花山Cu-Ag矿床、长 春岭Pb一Zn-Ag矿床、闹牛山Cu矿床、布敦化 Cu矿床、孟恩陶勒盖Ag-Pb-Zn矿床、好来宝 Cu-Mo矿床等。 研究区与成矿有关的岩浆岩主要为闪长盼岩5 。士 -H 论 一花岗闪长斑岩一斜长花岗斑岩组合和花岗闪长 岩一花岗斑岩一斜长花岗斑岩组合，属于前者岩 石组合系列的矿床有莲花山Cu-Ag矿床、布敦化 Cu矿床、闹牛山Cu矿床;属于后者岩石组合系 列的矿床有布敦化Cu矿床。与燕山期其他成矿系 列的成矿岩体相比，该成矿系列的成矿岩体具有 通过对内蒙古闹牛山一巨里河成矿区带岩浆 岩主元素和微量元素地球化学特征的研究，并根 据矿床点的分布特点，得出如下结论。 1本区带在构造环境上处于太平洋板块向 亚洲大陆俯冲产生的弧后引张区，也是地幢上隆 区。岩浆活动受构造的控制，华力西晚期岩体受 216 现代地质 2004年 207-222. 东西向断裂构造的控制，燕山早期岩体受北东及 北西向断裂构造的控制。 [3] 南京大学地质系.华南不同时代花岗岩类及其与成矿的关 2本区带岩浆岩为上地幢一下地壳的深源 [4] 岩浆活动的产物，由基性→中性→中酸性→酸性 呈一个完整的正向演化系列，且向富Si、富碱的[5] 方向演化，这为成矿提供了充分的物质条件和有 系[M]北京科学出版社，1981. 328-332 邱家骥.应用岩浆岩岩石学[M].武汉中国地质大学出 版社，1991. 155-190. 南京大学地质系矿物岩石教研室.火成岩岩石学[M].北 京地质出版社，1980. 266-277. 利的成矿环境。 [6] 康明.内蒙古闹牛山一巨星河铜多金属矿带化探异常的构 3 本区带岩浆岩中Bi、W、Sn、Ag，Pb, Cu等成矿元素及伴生元素的丰度值较高，说明岩 浆可提供成矿物质来源。 4本区带的矿产与燕山早期第3次侵入的 岩浆岩关系密切，尤其是浅成一超浅成的中、酸 造控制分析U].地质与勘探，2001, 37 4 53-55. [7] 耿文辉，汪劲草.内蒙古东部闹牛山一巨星河铜多金属矿 带矿床空间分布的分维特征U].有色金属矿产与勘查， 1995, 4 5 295-298. [8] 李忠军闹牛山铜矿床次火山岩及与成矿的关系U].矿产 与地质，1995, 9 3 153一159 [9] 性岩体与成矿密切相关，而且矿产的分布受火山 赵一鸣，张德全，盛继福，等-大兴安岭及其邻区铜多金 属矿床成矿规律与远景评价[M].北京地震出版社， 1997. 192-238. 构造的控制[6]。 参考文献 [10] 陈文明论斑岩铜矿的成因D].现代地质，2002, 16 1 1-8. [1] 内蒙古地质矿产局.内蒙古自治区区域地质志[M]北京[11]赵彦庆，叶得金，李永琴，等.西秦岭大水金矿的花岗岩 地质出版社，1991 成矿作用特征U]现代地质，2003, 17 2 151-156 [2] 邱家骥岩浆岩岩石学[M].北京地质出版社，1985. RELATIONSHIP BETWEEN METALLOGENESIS AND岛IAGMATICACTIVI- TIES IN THE NAONIUSHAN-JULIHE COPPER POLYMEl、ALLIC ORE BELT, EASTERN INNER MONGOLIA KNAG Mingl,2, CEN Kuang1, LUO Xian-roni, CHEN Xiang1 1. China Uni四川tY 0 f Geoscienc，凹，Beijing100083, China; 2. Guilin Institute of Technology, Guilin, Gωngxi 541004, China Abstract Magmatic activities in the Naoniushan-Julihe copper polymetallic ore belt are mainly composed of two structural cycles, i. e. structural cycle in late Variscan period and early Yanshanian period. The ore- ing ages of the discovered copper polymetallic deposi ts are dominantly early Yanshanian period, and metallogenesis are related to intrusive rocks in early Yanshanian period, especially to hypabys咽1-supper hypabyssal intermediate -acidic and acidic rocks. Total content of rare earth elements in volcanic - subvolcanic rocks in the area is low, and the ratio of Ce to Y is high 2.7 to 14.1, and Eu anomaly is little. These rocks, which originated from upper mantle to lower crust, belong to calcic - alkalic rock series that are rich in Si, K and p∞r in Fe, Mg. Ore-ing elements and associated elements, such as Bi, W, Sn, Ag, Pb, Cu are characterized by high abundance value, which provide ore-ing material sources for the copper polymetallic ore belt. Key words intrusive and volcanic rock; geochemical characteristic; copper polymetallic ore belt; eastern Inner岛1ongolia