（地球化学专业论文）东秦岭地区南沟钼矿成矿地球化学研究.pdf

中囡科学技术大学硕士毕业论文：东秦岭地区南沟钼矿成矿地球化学研究 摘要 本研究通过较为详细锈野外地震工锋，采j l 典型矿床解割的系统研究方法， 利用锆石l a - i c p m s 法厘定东秦岭南沟钼矿区含矿侵入岩体的年龄，采用 i c p m s 法直接测定鸯石尖和马脖壕矿床辉钼矿的r e o s 臻位素年龄；在准确厘 定成矿年龄的基础上，结合花岗岩和钼矿床的地质地球化学特征研究，探讨了成 岩成矿物质来源、地球动力学背景和成矿模型。 经过详细的镜下观察发现东秦岭南沟钼矿主要造岩矿物为正长石、微斜长 石、斜长石、石英，少量黑云母、白云母、绢云母，副矽物为电气石，碱性长石 约占5 0 ，石英约为4 0 ，斜长石约为1 0 ，黑云母和白云母l 。 南沟侵入岩为离钾钙碱性系列，高硅( 7 1 。7 9 7 8 。0 9 ) 、低钛( o 11 2 o 2 6 8 ) 、富铝( 1 1 6 9 1 4 8 9 ) 、富碱( n a 2 0 含量为2 2 l 4 2 6 ，k 2 0 含量 是4 o l 7 5 7 ，k 2 0 n a 2 0 在1 0 7 - - - 3 。4 2 之间) 、m g * 4 氐( 1 6 4 4 - - 一4 2 5 0 ) 、贫钙 ( o 2 l 。5 4 ) 。 南沟侵入岩稀土总量较低，轻重稀土分异明显，有弱的铕负异常，8 c e 有强 的负异常，祥品的c e 负异常可能是具有c e 负异常的沉积物俯冲重熔所致，反 应了形成花岗岩的源区物质可能为俯冲的海相沉积物源的特征，且具有还原特 征。稀土配分模式图解与上地壳配分模式十分相似，也指示了花岗岩的物源区有 大量的上地壳物质参与。 东秦岭南沟镱矿区侵入岩辑微量元素分析表明，具有较高浓度的大离子亲石 元素( l i l e ：r b 、k 等) ，具有相对低含量的高场强元索( h f s e ：z r 、h f 等) ， 过渡金属含量变化较大，明显富集c u ，s c ，c o 。本送侵入岩贫b a 、s r ，富r b 、 k 。壳型花岗岩类b a 、s r 含量低，r b 含量高，而幔源型或壳幔同熔型花岗岩的 b a 、s r 含量高，且贫r b ，可霓本区侵入岩为壳型花凌岩。 经侵入岩r 1 一i 也图解，p e a r c e 等( 1 9 8 6 ) n d - y 、t a y 、r b 一( y 时晒) ，p e a r c e ( 1 9 9 6 ) r b ( y 融h ) 判别圈解和h a r r i s 等( 1 9 8 6 ) h f - r b 1 0 - t a * 3 裁剐毽解及 h f - r b 3 0 一t a * 3 判别图解判别显示：本区侵入岩主要为同碰撞花岗岩和后碰撞花 巍岩，与微量元素和簿土元素盼结论鞠符。 高精度的锆石l a i c p - m s 研究表明：白篇尖钼矿床锆石2 0 6 p b 2 3 8 u 加权平均 年龄为4 5 1 7 圭5 7 m a ( m s w d = i 。6 ) ，马脖壕钼矿床锆石2 0 6 p 妒8 u 加权乎均年龄 为1 0 9 8 + 4 1 m a ( m s w o = i 1 7 ) 。由此可见东秦岭南沟钼矿区至少有两期岩浆活 动：1 ) 旱古生代晓奥陶世( 约4 5 1 m a ) 第一次岩浆活动；2 ) 中生代早白垩世( 约 中国科学技术大学硕士毕业论文：东秦岭地区南沟钼矿成矿地球化学研究 1 0 9 m a ) 第二次岩浆活动。 辉钼矿的r e o s 同位素模式年龄研究表明：白石尖钼矿床r e o s 等时线年龄 为1 0 3 ：i ：1 7 m a ( m s w d = 0 8 4 ) ，马脖壕钼矿床r e o s 等时线年龄1 0 7 0 8 a ：0 6 1m a ( m s w d = 0 9 6 ) 。表明南沟钼矿区白石尖钼矿床和马脖壕钼矿床为同期形成。对 应于华北板块与扬子板块的碰撞造山后的东西向岩石圈大规模减薄作用。 在白垩纪中晚期，包括东秦岭的中国东部地区，岩石圈发生了大规模减薄。 由于岩石圈减薄，使软流圈上升，必然使新生的和热的地幔物质注入到原有的岩 石圈，从而增加岩石圈中的热流，地壳和岩石圈地幔被大幅度加热，新生的热的 软流圈物质注入陆壳底部，发生基性岩浆的底侵( 邓晋福等，1 9 9 9 ) ，下地壳物 质被加热而部分熔融，发生壳幔交换，生成岩浆。地幔物质及熔融的下地壳物质 大量注入地壳浅部，并把成矿流体和成矿物质从深部输送到浅部，当上升的、携 带大量成矿物质的合矿地幔临界一超临界流体在浅部的构造薄弱带侵位时，由于 温度压力等条件的改变，成矿流体发生沸腾，并与浅部流体发生交换，使原有的 物理化学条件发生改变，大量的金属和岩浆一起被沉淀下来，形成了东秦岭巨大 的m o ，c u ，w ，a u 矿床。 我们在系统的岩石一矿床地球化学研究基础上，提出在秦岭地区开展斑岩型 钼矿找矿的原则与方向，具体地说，就是在秦岭地区的构造薄弱带寻找燕山期的 小岩体，这些岩体的岩石化学性质应该是是更富于硅、碱，多数是铝过饱和类型； 在岩石的成因上可能与玄武岩质或安山岩质的岩浆有关，其源地可能在下地壳的 深部或上地幔上部，形成温度高于深熔花岗岩浆，具有较强的上侵能力，其岩浆 及期后热液携带的m o ，c u ，w ，a u 等金属矿质可从深部穿透地壳到达地袁， 从而有利于钼一铜一钨一金等金属成矿。 2 中国科学技术大学硕士毕业论文：东秦岭地区南沟钼矿成矿地球化学研究 a b s t r a c t i nt h i st h e s i s ，d e t a i l e df i e l dw o r ka n ds y s t e m a t i cs t u d yo ft y p i c a lo r ed e p o s i t d i s s e c t i o nw a sc a r r i e do u to nm o l y b d e n u md e p o s i ti ne a s t e r nq i n l i n g t h ea g e so f i n t r u d e dr o c ki nn a n g o um o l y b d e n u md e p o s i tw e r ed e t e r m i n e db yz i r c o nu p ba n a l y s i s w i t hl a i c p m s ，w h i l ea g e so fb a i s h i j i a na n dm a b o h a om o l y b d e n u md e p o s i tw e r e d e t e r m i n e dd i r e c t l yb yr e - o sm e t h o dw i t h m o l y b d e n i t eu s i n gi c p - m s b a s e do nt h e s e g e o c h r o n o l o g i c a lr e s e a r c h ，t o g e t h e rw i t hg e o l o g i c a la n dg e o c h e m i c a li n v e s t i g a t i o no n b o t hg r a n i t ea n dm o l y b d e n u md e p o s i t ，t h eo r i g i no fr o c k - f o r m i n ga n do r e f o r m i n g m a t e r i a l s ，g e o d y n a m i cb a c k g r o u n da n do r e f o r m i n gm o d e la r ed i s c u s s e d a f t e rs c r u t i n o u sb i n o c u l a rm i c r o s c o p eo b s e r v a t i o n ，i ti sd i s c o v e r e dt h a tt h em a i n r o c k f o r m i n gm i n e r a l si nn a n g o um o l y b d e n u md e p o s i ta r eo r t h o c l a s e ，m i c r o c l i n e ， p l a g i o c l a s e ，q u a r t zw i t hm i n o rb i o t i t e ，m u s c o v i t ea n ds e r i c i t e ，a n dw i t ht o u r m a l i n ea s t h ep r i m a r ya c c e s s o r ym i n e r a l t h ec o n t e n t so fa l k a l i n ef e l d s p a r sa r e5 0 c a ，w i t h 4 0 q u a r t z ，10 p l a g i o c l a s ea n dl e s st h a n1 b i o t i t ea n dm u s c o v i t e n a n g o ui n t r u d e dr o c k sa r eh i g hk c a l c a l k a l i n es e r i e s ，w i t hh i g hs i 0 2 ( 71 7 9 - - - 7 8 0 9 ) ，l o wt i 0 2 ( 11 6 9 1 4 8 9 ) ，r i c hi na l k a l i ( w i t hn a 2 0c o n t e n tb e t w e e n 2 2 1 4 2 6 ，k 2 0b e t w e e n4 0 1 7 5 7 k 2 0 n a 2 0b e t w e e n1 0 7 3 4 2 ) 1 0 w m 9 4 ( 1 6 4 4 - - - 4 2 5 0 ) a n dc a o ( o 2 1 5 4 ) n a n g o ui n t r u d e dr o c k se x h i b i tal o wa m o u n to ft o t a lr a r ee a r t he l e m e n t s ( x r e e ) ， w i t ho b v i o u sf r a c t i o nb e t w e e nl i g h tr a r ee a r t he l e m e n t s ( l r e e ) a n dh e a v yr a r ee a r t h e l e m e n t s ( h r e e ) ，s l i g h t l yn e g a t i v ee ua n o m a l ya n ds t r o n g l yn e g a t i v ec ea n o m a l y t h es t r o n g l yn e g a t i v ec ea n o m a l ym a yb er e s u l t e df r o ms u b d u c t i o no fs e d i m e n t sw i t h n e g a t i v ec ea n o m a l y ，r e f l e c t i n gar e d u c e dm a r i n ee n v i r o n m e n tf o r t h es o u r c er o c k s t h ec h o n d r i t e n o r m a l i z e dr e ed i s t r i b u t i o np a t t e r n sa r es i m i l a rt ot h eu p p e rc r u s t ， i n d i c a t i n gt h ep a r t i c i p a n c eo fh u g ea m o u n to fu p p e rc r u s tm a t e r i a l sd u r i n gt h e f o r m a t i o no ft h eg r a n i t e s t h et r a c ee l e m e n t sa n a l y s i so fn a n g o ui n t r u d e dr o c k ss h o w sh i g hc o n t e n to f l a r g ei o nl i t h o p h i l ee l e m e n t s ( l i l e s ) a n dl o wc o n t e n to fh i g hf i e l ds t r e n g t he l e m e n t s ( h f s e s ) ，w i t hv a r i a b l ec o n t e n t so ft r a n s i t i o nm e t a l ，o b v i o u s l yr i c hi nc u ，s c ，c o o n t h eo t h e rh a n d ，t h ei n t r u d e dr o c k sa r ed e p l e t e di nb a ，s r ，i d e n t i c a lt ot h ec r u s tt y p e g r a n i t e ，s u g g e s t i n gc r u s t a lo r i g i no fn a n g o ug r a n i t e 3 中国科学技术大学硕士毕业论文：东秦岭地区南沟钼矿成矿地球化学研究 b a s e do nr l r 2d i a g r a m ，p e a r c ee ta 1 ( 19 8 6 ) n d yt a - ya n dr b - ( y + n b ) d i s c r i m i n a t i o nd i a g r a m sa n dp e a r c e ( 19 9 6 ) r b 一( y b + t a ) d i s c r i m i n a t i o nd i a g r a m sa n d h f - r b 1 0 t a 3d i s c r i m i n a t i o nd i a g r a ma n dh f - r b 3 0 一t a 3d i s c r i m i n a t i o nd i a g r a mb y h a r r i se ta 1 ( 19 8 6 ) ，t h ei n t r u d e dr o c k sa r er e v e a l e dm a i n l yt ob es y n - c o l l i s i o ng r a n i t e s a n dp o s t - c o l l i s i o ng r a n i t e s h i g hp r e c i s i o nz i r c o nl a - i c p - m sa n a l y s i ss h o w st h a tz i m o nw e i g h t e dm e a n 2 0 6 p b 2 3 8 ua g ei nb a i s h i j i a ng r o u pi s4 5 1 。7 a ：5 7 m a ( m s w d = i 6 ) ，w h i l ez i r c o n w e i g h t e dm e a n2 0 6 p b 2 3 8 ua g ei nm a b o h a og r o u pi s1 0 9 8 士4 1 m a ( m s w d = i 1 7 ) ， i m p l y i n ga tl e a s tt w om a g m a t i ce v e n t s ，t h ef i r s ta tl a t eo r d o v i c i a n ( a p p r o x i m a t ea t 4 51m a ) ，t h el a t t e ra te a r l yc r e t a c e o u s ( a p p r o x i m a t ea t10 9 m a ) t h er e o sg e o c h r o n o l o g i c a ld a t i n gw i t hm o l y b d e n i t es h o w st h a ti t si s o c h r o na g eo f b a i s h i j i a nm o l y b d e n i t ed e p o s i ti s 10 3 士17 m a ( m s w d = 0 8 4 ) ，w h i l et h a to fm a b o h a o m o l y b d e n i t ed e p o s i ti s10 7 0 8 士0 61m a ( m s w d = 0 9 6 ) ，i n d i c a t i n gt h es a m ef o r m a t i o n p e r i o do ft h et w oo r ed e p o s i t s ，c o r r e s p o n d i n gt ot h el a r g e s c a l ee wl i t h o s p h e r i c t h i n n i n ga f t e rh u a b e i y a n g t z ec o l l i s i o n i nm i d d l ea n dl a t ec r e t a c e o u s ，l a r g e - s c a l el i t h o s p h e r i ct h i n n i n gp r e v a i l e di ne a s t c h i n a , i n c l u d i n ge a s t e r nq i n l i n g d u et ol i t h o s p h e r i ct h i n n i n g ，j u v e n i l eh o tm a n t l e m a t e r i a l sw e r ei n j e c t e di n t op r e e x i s t e n tl i t h o s p h e r eb yu p w e l l i n ga s t h e n o s p h e r e ， i n c r e a s i n gh e a tf l u x e si nl i t h o s p h e r ea n dr e s u l t i n gi nu n d e r p l a t i n go fb a s i cm a g m ai n c o n t i n e n t a lc r u s t ( d e n ge ta 1 ，19 9 9 ) d u r i n gt h eu n d e r p l a t i n g ，o r ef o r m i n gf l u i d sa n d m a t e r i a l sa r et r a n s p o r t e dt ot h es u p e r f a c e ，a c c o m p a n y i n gt h ei n j e c t i o no fm a n t l ea n d l o w e rc r u s tm a t e r i a l w h e nt h eu p w e l l i n gm a n t l ec r i t i c a l s u p e r c r i t i c a lo r e - b e a r i n g f l u i d si n v a d ei n t ot h et e c t o n i cw e a kb e l t s ，b o i l i n go ft h ef l u i d sa n de x c h a n g eb e t w e e n o r e f o r m i n gf l u i d sa n ds u p e r f a c i a lf l u i d sa r ei n i t i a t e dd u et ot h ec h a n g eo ft e m p e r a t u r e a n dp r e s s u r e ，l e a d i n gt op r e c i p i t a t i o no fl a r g ea m o u n t so fm e t a l sa n dm a g m a a sa r e s u l t ，t h et r e m e n d o u sm o c u w - a ud e p o s i t si ne a s t e r nq i n l i n gw e r ef o r m e d a tl a s t ，t h eo r e - f o r m i n gm o d e li se s t a b l i s h e da n dt h ep r i n c i p l e so fe x p l o r a t i n g m o c u - w - a ud e p o s i t si sp r o p o s e di ne a s tq i n l i no r o g e n i cb e l t 4 中国科学技术大学学位论文原创性和授权使用声明 本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作 所取得的成果。除己特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任 何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究 所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。 本人授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，疆| 】：学 校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子 版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入有关数据库进行检 索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 保密的学位论文在解密后也遵守此规定。 1 加d g 年1 月2 3 日 作者签名：塾生：! 垄 中国科学技术大学顾士毕业论文：东秦岭地区南沟钥矿成矿地球化学研究 日h吾 钼是一种非常重要的稀有金属，起初主要用于军事，被称为战争金属，后来 随着科技的发展广泛用于工业农业。由于金属铝具有高强度、高熔点、耐腐蚀、 耐磨研等优点，因此在工业上得到了广泛的利用。在冶金工业中，铝作为生产各 种台金钢的添加剂，或与钨、镍、钴，锆、钛、钒、铼等组成高级台金，以提高 其高温强度、耐磨性和抗腐性，用于制造运输装置、机车、工业机械，以及各种 仪器，生产精密化工仪表和在海水环境中使用的设备，还可用于飞机、汽车、军 舰、坦克、枪炮、火箭、卫星的合金构件和零部件；金属钼大量用作高温电炉的 发热材料和结构材料、真空管的大型电极和栅极、半导体及电光源材料。因钼的 热中子俘获截面小和具高持久强度，还可用作核反应堆的结构材料：在化学工业 中，铝主要用于润滑剂、催化剂和颜料。铝的化合物在农业肥料中也有广泛的用 途。 图o 1 中国钼矿资源分布示意图 由于锢的用途广泛，是一种非常重要的金属，所以对钼矿床的研究也是近年 来的一个热点。我国现己查明铝矿区数2 4 2 个，钼金属储量1 7 71 9 万吨，基础 5 中囡科学技术大学硕士毕业论文：东秦岭地区南沟钼矿成矿地球化学研究 储量3 4 5 4 8 万吨。主要集中在河南、吉林、陕西、浙江、山东、河北、辽宁等 省，占我国钼总储量的8 9 4 5 ，占我国钼储量基础的8 9 9 9 ( 许洁瑜等，2 0 0 5 ) 。 我国镅矿大型矿床多，如陕西金堆城、河南栾川、辽宁杨家仗子、吉林大黑 山钼矿均属世界级规模的大矿。矿床类型以斑岩型钼矿和斑岩。夕卡岩型钼矿为 最重要，蓊者如陕西金堆城、江蔼德兴，螽者如河南南混湖镅矿，约占我冒钼储 量的8 0 以上( 许洁瑜等，2 0 0 5 ) ；夕卡岩型、碳酸盐脉、石英脉型次之；沉积 型镅铀钒镍矿床有较大的潜在价值，伟晶岩脉型钼矿无独立王业意义。从锯矿 形成时代来看，除少数钼矿形成于晚古生代和新生代之外，绝大多数钼矿床均形 成于中生代，为燕山期构造岩浆活动的产物。 。 斑岩型铝矿是在斑岩型铜矿的研究基础上，逐渐发展起来的。“斑岩铜矿” 一词原出在2 0 世纪初美国南部亚利桑那州新墨西哥州斑岩铜矿带的发现。此后， 又有一系列大型斑岩铜矿陆续被发现。久们关于斑岩型矿床酶知识积累剧增，认 识屡有突破，人们不但发现了斑岩型铜矿，也发现了斑岩型钼矿和斑岩型金矿等。 入翻在对斑岩型铜矿开展研究的同时，也对斑岩型钼矿进行了研究，并在研究中 发现了一些有趣的现象。m i s r a ( 2 0 0 0 ) 对世界各地的斑岩型铜、钢矿研究后认为， 世界上斑岩型铜矿远较钼矿分布广，并且两种类型的矿床常常不相伴生。如美国 西部广泛分布斑岩型铜矿的盆地山脉省中就很难见到斑岩型钼矿，而分布着多个 大型斑岩锱矿( c l i m a x ，u r a d - h e n d e r s o n ，a n dm t e m m o n s ) 的科罗拉多成矿带 则很少见到斑矿床。而在毽界范围肉，两种类型的矿床的时间分布则很类似，主 要集中于中、新生代。而另一个有趣的现象是，以铜为主的铜钼矿，钼常可作为 共生矿静，如环太平洋斑岩成矿带与中莺的长江中下游成矿带等：两与既相反， 以钼为主的矿床，铜很少作为共生矿种，多以钨、锡、铋常作为共生矿种。与两 种类型矿床有关的斑岩体也往往表现出明显的差冥。相比较而言，以铜为主的斑 岩体常为花岗闪长类中酸性小岩体，丽以钼为主的岩体则常为酸性的花岗斑岩类 小岩体。m i s r a ( 2 0 0 0 ) 认为这是由于铜钼两种元素的地球化学差异及其形成的 物理化学条件的差异所导致的。 1 东秦岭镅矿带的研究进展 东秦岭是我国最重要的大型钢矿分布区之一，也是仅次于美圜西部 c l i m a x - h e n d e r s o n 斑岩钼矿带德全球第二大镏矿带( 李永峰等，2 0 0 5 ) 。该铝矿 带北以三宝断裂为界，南至商丹断裂，西起陕西省洛南县的金堆城矿床，东至河 南省镇平芸的秋树湾矿床，拥有东沟、金难城、南泥潮、三道庄、上房沟等5 个 世界级超大型钼矿床和雷门沟等5 个大型钼矿床以及些中小型钼矿床( 图o 2 ， 表o 。1 ) ，镏金属储量达5 0 0 万吨以上，是世界最大的钽矿带。此外，斑岩型镅矿 6 中豳科学技术大学硕士毕业论文：东秦岭地区南沟钼矿成矿地球化学研究 中还常伴随钨、稀士、铀、金、铅等矿化，其中，南泥湖钼矿的伴生钨储量达超 大型规模。 东秦岭镅矿带以其独特的成矿地质背景，丰富的矿产资源，受到国内外地质 工作者的瞩目( 黄典豪等，1 9 8 9 ；罗铭玖等：1 9 9 1 ；f a na n dx i e ，1 9 9 9 ) ，其构造 演化、成岩成矿规律及其地球动力学背景是罄内外学者共同关注的闻题( 许志琴 等，1 9 8 6 ；张本仁等，1 9 9 6 ：高山等，1 9 9 9 ；毛景文等，2 0 0 3 ) 。1 9 4 9 年以来， 豫、陕两省地勘部f j 及多家高校、科研院所先焉在本区开展了送域地质测量、矿 产普查、勘探及科研工作，在地层、构造、岩浆岩、矿产勘查及成矿规律等方面， 取得了丰硕成果( 刘孝善等，1 9 8 7 ；胡志宏等，1 9 9 0 ；胡受奚等，1 9 8 8 ) 。一些重 要的钼矿床( 田) 均有论文或专著论述，如金堆城铝矿床( 任海波等，1 9 8 5 ；黄典 豪等，1 9 8 7 ：任启江等，1 9 8 7 ；徐兆文等，1 9 9 8 a ，1 9 9 8 b ；孙晓明等，1 9 8 7 ，1 9 9 8 ： 刘孝善等，1 9 8 9 ) ，黄龙铺镭矿床( 黄典豪等，1 9 8 4 ，1 9 8 5 ) ，石家湾锯矿床( s t e i n “a 1 ，1 9 9 7 ) ，银家沟钼多金属矿床( 徐国风等，1 9 8 5 ) ，南泥湖三道庄铜矿田 ( 刘荣缚等，1 9 8 1 ；曾华杰等，1 9 8 5 ；刘长命，1 9 8 7 ；星仁生，1 9 8 7 ) ，上房淘 钢铁矿床( 黎世美等，1 9 8 5 ；徐士迸，1 9 8 5 ) ，雷门沟钼矿床( 王天聪，1 9 8 5 ； 杨正光和严正富，1 9 8 5 ；严正富等，1 9 8 6 ) ，网时，不同学者从不同的熊度对东 秦岭钼矿带的成矿时空分布、成矿物质来源、构造环境、分类、特征等进行了探 讨不同的学者从不同的角度对东秦岭镭矿的成矿时空分布、成矿物质来源、构造 环境、分类、特征进行了探讨( 卢欣祥等，1 9 8 2 ；乔怀榇等，i 9 8 3 ；董有等，1 9 8 5 ； 黄楚秀和黄建军，1 9 8 5 ：黄建军和黄楚秀，1 9 8 5 ；许永仁，1 9 8 5 ；董有，1 9 8 6 ； 姚瑞增，1 9 8 6 ；胡志宏等，1 9 8 6 ；彭万夫，1 9 8 6 ) 。尤其是1 9 8 2 年1 9 8 6 年， 河南省地矿局科研所、地调一队与南京大学合作，对东秦岭地区基础地质和成矿 规律进行了系统总结( 胡受奚等，1 9 8 8 ) 。 总体而言，学者们在如下方面形成共识：( 1 ) 东秦岭钼矿带主体形成于大陆 内部的燕出期构造演化过程，特别是与扬子华北板块的碰撞作用关系密切； ( 2 ) 东秦岭具有富集钼元素的地球化学背景；( 3 ) 东秦岭镅矿带的含矿岩体具有富 碱特征。尽管如此，关于含矿岩体的成因类型、成岩成矿构造模式、地球动力学 背景等，仍有认识差异。例如，胡受奚等( 1 9 8 8 ) 认为成岩成矿作用发生在大 陆内部的挤压背景，由a 型俯冲( 或陆内俯冲) 所致，含矿岩体为i 型或同熔型； 蕊陈衍景和富士谷( 1 9 9 2 ) 、陈衍景( 1 9 9 8 ) 、陈衍景等( 2 0 0 0 ) 赞同成岩成矿作 用由a 型俯冲所致，但主张大规模成矿作用发生在陆陆碰撞过程的挤压 伸展转变期，即妹罗纪自垩纪之交，成矿岩体主要为隧壳重熔型或碰撞 型；李永峰等( 2 0 0 5 ) 则认为大规模成矿作用的地球动力学背景为碰撞遣山后的 陆内造山环境的局部伸展过程。 7 中国科学技术大学硕士毕业论文：东秦岭地区南沟钼矿成矿地球化学研究 r i i i 8 酊1 1 2 0 0 一i i j i 3 5 0 0 + 3 4 。 0 0 胬o 2 东秦岭镅矿带地质略图( 据张正伟等，2 0 0 7 ) 矿床编号：l 一黄龙铺，2 一石家湾，3 金堆成，4 木龙沟，5 南台，6 - 银家沟，7 。夜长坪， 8 舄圈，9 上房，1 0 - 南泥潮，| l 一三道座。| 2 雷门沟，1 3 黄永庵，1 4 歉褥湾， 1 5 东沟，1 6 南沟 从成矿的特点看，区内的中酸性小岩体全部形成于燕由期，岩石类型多数为 偏碱性的花岗斑岩、花岗岩、二长花岗岩、花岗闪长岩、石英闪长岩及闪长岩等。 除部分岩体为单一崭性外，多数情况梵欲酸性到中性豹复式岩体。此外，尚广泛 发育岩浆地下隐爆作用形成的爆发角砾岩类。岩体产出多以小岩株为主，少数为 岩墙、岩滴、岩脉等。平面形态为等轴状、椭圆状、长条状及不规贝l j 状，在剖面 上呈篱状、上大下小的漏斗状及墙状。面积一般小于2 平方公里，与围岩接触界 线多不规则。 麸小岩体的空闻分布来看，其突出特点是受构造控制明显，常出现予深大断 裂的旁侧，沿断裂成群成带分布，产出位置往往是两组构造的交叉，复合部位或 附近。岩体多数分布在较老的元古代地层中，少数产在古生代或中生代地层中。 另外，这些小岩体缝往产在大岩基之外，与火山岩在空润震布上及形成时间上亦 未见较明显的联系。 成矿元素主要为m o 、c u 、a u 以及盈、w 、等。并常伴生有a g 、等。 矿石矿物有辉铝矿、黄铜矿、辉铜矿、黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、赤铁矿以及磁 黄铁矿等。矿石主要为细脉漫染状构造。岩体中的成矿元素及金属矿物常具分带 现象。与矿化有关的热液蚀变亦十分发育，并且以岩体为中心亦具有明显的分带 现象。在钼矿化处主要发育较强的钾化、硅化、石英绢云母化等；而铜及多金属 矿化多伴随夏英绢云母化，硅化和青盘岩化；与金矿化有关的热液蚀变为鸯盘岩 8 中国科学技术大学硕士毕业论文：东秦岭地区南沟钼矿成矿地球化学研究 化、绿泥石化及硅化、绢云母化等。 斑岩体中岩石的副矿物主要为磁铁矿、磷灰石及锆石等，氧同位素6 0 1 8 值为 + 6 6 0 十7 1 o ，瘸岩浆成因并表明物质是深源购( 卢欣祥，2 0 0 8 。 卢欣祥( 2 0 0 8 ) 总结东秦岭斑岩矿化时发现，其矿化分布具有明显的水平分 带性：一般在岩体内部和内接触带为镪矿化，内外依次斑现：c u 、m o - - c u 、p b 、 z n - - p b 、z n 、a g 。虽然成矿具有多期特点，这种分带仍清楚可辨。在更大范围 的区域内，与斑岩矿化有关的元素地球化学异常也表现出清楚的水平分带特征， 其中有的异常区极为典型。例如在栾j | | 附近，以南泥湖黄柏岭岩体为中心， 在总面积达6 0 0 k m 2 范围内，从高温到低温，元素组合依次为m o w 一( b e ) 一 c r z n p b ( a g ) 一m n ，中心为高温的m o 异常( 即南泥湖斑岩铝矿床所在) ，然 后为中温韵元素异常，边缘部分为低温的元素异常。异常与地表的矿化类型完全 吻合，构成了一个特征的元素地球化学异常区，成为一个完整的地球化学单元。 1 1 金堆城钼矿 矿体主要产予n w 走向豹燕出期花岗斑岩内部，部分产子安出质火出岩中。 矿体呈一巨大的连续扁豆体，沿3 2 5 0 1 4 5 0 方向延伸，矿体地表出露长约1 6 0 0 m ， 钻孔控制长度为2 0 0 m ，厚度约6 0 0 m - - 一，7 0 0 m 。矿石构造为浸染状细脉状、网 脉状。矿石矿物主要为黄铁矿、辉钼矿，次为黄铜矿、方铅矿、闪锌矿和磁铁矿。 矿区内蚀变强烈，主要为钾长石化、云英岩化、黑云母化、绢云母化、青盘岩化 和黄铁绢荚岩化。矿区内含矿裂隙十分发育，成矿作用表现为多阶段性，晚盼段 矿脉切穿早阶段矿脉的现象随处可见( 黄典豪等，1 9 8 4 ；徐兆文等，1 9 9 8 a ) 。 金堆城镶矿残矿过程中，成矿流体经过了以岩浆水力主到以大气降水为主的 演化阶段。在成矿前期及成矿早期，成矿流体为岩浆水与围岩反映后的残余流体， 其w r 比值较小( o 。i w r 0 0 0 0 1 ) ，温度为中、高温( 2 5 0 - - - 5 0 0 ) ；在主成 矿期和成矿晚期，成矿流体为大气降水与围岩反映后的残余流体，其w 很比值 相对较高( o 5 w r 0 1 ) ，温度为中、低温( 1 5 0 3 1 0 c ) 。大气降水在金堆城 锯矿成矿遭程中起了重要作用( s u ne ta 1 ，1 9 9 8 ) 。 金堆城斑岩体锆石l a i c p m su p b 年龄为1 4 0 9 5 + 0 4 5 m a ( 朱赖民等， 2 0 0 8 ) ，与蓊入黄典豪等，1 9 9 4 ；s t e i ne ta 1 ，1 9 9 7 ) 多次获褥的金堆城锯矿床鲶 辉钼矿r e 2 0 s 模式年龄1 4 1 + 4 一1 2 7 士7m a 下限值一致，显示成矿与成岩同时或略 滞后予岩体，成岩成矿发生予傣罗纪一自垩纪的同一成岩成矿系统中，与发生于 1 4 0m a 左右的中国东部构造体制大转换晚期的伸展地球动力学事件相吻合。由 于岩石圈减薄，软流圈物质上涌；导致强烈的壳幔相互作用，加厚的下地壳物 质发生熔融形成富m o 元素的花岗质岩浆，当岩浆沿构造薄弱带上升到地壳浅 部，岩浆冷凝分异出的成矿流体充填和交代围崭丽成( 朱赖民等，2 0 0 8 ) 。 登 中国科学技术大学硕士毕业论文：东秦岭地区南沟铟矿成矿地球化学研究 l 。2 南泥湖镭矿 南泥湖钼矿床成矿母岩岩体产状为微型岩株，长轴南北长4 0 5 m ，东西短轴 宽3 0 0 m ，毒露西积0 1 2k m 2 ，深都工程控制鹩隐伏岩俸东蘑长 9 0 0 m ，南北宽 6 0m ，面积1 2 k i n z ，长轴展布方向为3 4 0 0 ，总体为上小下大，星向下的喇叭型； 似斑状缝构，斑晶以钾长石为主，瘸高温变种，石英斑晶为1 3 型，斜长石牌号 a n = 7 - 2 0 ，以更长石为主，基质为细晶花岗结构成矿母岩为强酸性岩石，里特 曼指数为2 。5 8 ，( k 2 0 + n a 2 0 ) - - 8 = 6 , 2 9 ，成锯岩体为三高一低，即高酸、高钾、 高碱及低镁钙的正常太平洋型钙碱性系列的超浅成侵入岩，岩浆定位深度 3 k m 成岩成矿时代1 4 2 百万年，属早中侏罗( 刘永春等，2 0 0 6 ) 。 南混湖矿床辉铝矿r e o s 同位素模式年龄为1 4 1 8 + 2 1 m a ；根据辉镅矿中r e 含量分析认为，南泥湖钼矿的成矿物质主要来源于下地壳，但混有少量地幔组分。 南泥湖镏矿是在中国东部中生代构造体制大转换过程母的产物，是中国东部中生 代大规模成矿作用的一部分( 李永峰等，2 0 0 3 ) 。 1 3 雷门沟铝矿 雷门沟花岗斑岩体在平面上呈近东西向纺锤状，剖面上呈漏斗状，出露面积 0 ，7 7 k m 2 。岩体自中心向外依次为斑状花岗岩相、二长斑状花岗岩福、花岗斑岩 相，各相带间呈过渡关系。岩石矿物成分主要为钾长石( 含量5 0 , - - 6 0 ) 、石 英( 2 0 - - - 4 0 ) 、斜长石( 1 0 2 5 ) ；咯色矿物少见：副矿物富含磁铁矿、 钛铁矿、金红石和锆石。斑晶主要为钾长石( 2 5 - - - 3 0 ) 、斜长石( 1 5 2 0 ) 、 石英( 2 5 - 3 0 ) ，基质由钾长石( 1 0 - - 一1 5 ) 、磊英( 1 0 1 5 ) 及少量自 云母、绢云母、黄铁矿组成。岩石地球化学成分特征属高硅、富钾、低铁钠、贫 钙镁、铝过饱和系列( 杨正光和严正富，1 9 8 5 ；严正寓等，1 9 8 6 ) ，里特曼指数 2 6 4 ，k ( n a + k ) 为o 。6 7 ( 王志光等，1 9 9 7 ) 。 雷门沟钼矿床辉钼矿样品r e o s 模式年龄为1 3 1 6 + 2 0 1 3 3 。1 + 1 9 m a ，平 均为1 3 2 + 4 + 2 。0 ma ( 李永峰等，2 0 0 4 ) 。通过s h r i m p 锆石u 鹣年龄测定，确 定雷门沟岩体形成于1 3 6 2 - - l 1 5 m a ，辉钼矿的r c o s 同位素模式年龄为 1 3 2 。4 圭1 。9 m a ，成岩与成矿大致同时或成矿略晚于成豢，二者系同一地球动力学 背景下的产物：雷门沟钼矿的成矿物质主要来源于下地壳，但混有少量地幔组分； 雷门沟钼矿床是中国东部中生代构造体制大转换过程的产物，是中国东部中生代 大规模成矿作用的一部分( 李永峰等，2 0 0 6 ) 。 1 4 上房沟锯矿 矿床以钼为主，伴有铁、硫、钨可供综合回收利用的矿床。赋存于上房花岗 斑岩体内、外接触带豹花隧斑岩、矽卡岩及蚀交自云石大理岩内。矿体产状与地 1 0 中圜科学技术大学硕士毕业论文：东秦岭地区南沟钼矿成矿地球化学研究 层大体一致，南部矿体走向2 9 0 0 ，倾向南西，倾角6 0 0 左右；北部矿体深部边界 倾角大于地层倾角，有2 0 3 0 0 夹角。主矿体规模：沿走向最长可达1 1 2 0 m ，一 般8 0 0 一- 9 0 0 m ；沿倾向最大延伸7 4 0 m ，一般4 0 0 - - - 7 0 0 m ；矿化深度在1 0 0 0 m 以 上( 蒋德明等，2 0 0 8 ) 。 上房沟矿床的辉钼矿龇0 s 模式年龄为1 4 3 。8 + 2 1 - 1 4 5 。8 走2 i m a ，平均受 1 4 4 8 + 2 1 m a 。其对应的地球动力学背景分别为华北克拉通与扬子克拉通的碰撞 选由后陆内造由和 枣展过程、中国东部构造体制大转换时期( 李永峰等，2 0 0 3 ； 李永峰等2 0 0 4 ) 。 1 s 三道庄钼矿 三道庄矿区锱钨矿体主要赋存予- - n 组上段矽卡岩与钙硅酸角岩中，矿体形 态简单，里层状或似层状产出，在其顶底部位有零星小矿体及分枝复合现象。三 道虚锯矿床的r e o s 模式年龄为1 4 4 5 圭2 。2 - - 1 4 5 。0 + 2 。2 m a ，平均为1 4 5 雠2 2 m a ( 李永峰等，2 0 0 3 ；李永峰等2 0 0 4 ) 。 1 6 秋树湾钼矿 秋树湾花岗闪长斑岩岩体长约3 0 0 m ，南北宽2 0 0 m ，面积为0 0 6 k m 2 地表呈 一向东倾倒的梯形，剖面上呈不整合的蘑菇状，边部有众多岩枝传入其中，具 被动侵位特征。岩体s w 往n w 侵入于黑云母片岩、大理岩之中，上部往n e 有 一数十米后舌状边。岩性味黑云母花岗闪长斑岩( 伏雄，2 0 0 3 ) 。岩体同位素年 龄为1 4 5 m a ( 黑云母，k 心法，卢欣祥，1 9 8 0 ) 、1 4 2 m a ( 4 0 9 触法，任启江， 1 9 9 3 ) ，与东秦岭大多数斑岩体的生成时代一致，属蒸由期的产物。 斑岩体岩石化学特征反映出岩浆最后定为已是谦称环境；其他岩石化学参数 表明其岩石类型属钙碱性岩浆系列。岩体