内蒙古乌努格吐山斑岩铜钼矿床流体包裹体研究.pdf

书书书 内蒙古乌努格吐山斑岩铜钼矿床流体包裹体研究 李诺 陈衍景 赖勇 李文博 北京大学 造山带与地壳演化重点实验室 北京 中国科学院广州地球化学研究所 成矿动力学重点实验室 广州 收稿 改回 摘 要 内蒙古乌努格吐山 简称乌山 斑岩铜钼矿床位于得尔布干深断裂北侧的额尔古纳地体 作为兴蒙造山带的一部 分 额尔古纳地体经历了古生代俯冲增生 早中生代碰撞造山和晚中生代 新生代期间的与太平洋板块俯冲有关的碰撞后构 造演化 乌山矿床形成于侏罗纪 是陆 陆碰撞体制斑岩矿床的典型实例 其地质地球化学特征有助于理解碰撞环境的斑岩矿 岩石学报 国家 项目 课题和自然科学基金项目 编号 和 资助 第一作者简介 李诺 女 年生 硕士研究生 矿床学专业 通讯作者 陈衍景 床的成因 因此本文报道该矿床流体包裹体显微测温学 激光拉曼光谱和扫描电镜 能谱研究结果 乌山矿床流体成矿过程 包括早 中 晚 个阶段 分别以石英 钾长石化 石英 绢云母 多金属硫化物化和伊利石 石英 碳酸盐化为特征 石英中可见 水溶液包裹体 含子晶和含 三相流体包裹体 但晚阶段石英中缺乏后两类包裹体 早阶段流体包裹体均一温度 盐度最高达 包裹体的子晶矿物有石盐 黄铜矿以及指示氧化条件的赤铁矿 气相成分富含 液相成分 以水为主 且多含 矿化主要发生在中阶段 可分为早期的钼矿化阶段和晚期的铜矿化阶段 其成矿温度分别为 和 该阶段流体盐度介于 中阶段包裹体含石盐和黄铜矿子矿物 富气相 富 液相与含子晶包裹体共存 且具有相近的均一温度 而盐度相差悬殊 指示流体发生沸腾 成矿物质快速沉淀 晚阶段流体温 度降低至 盐度则低于 总之 早阶段成矿流体来自岩浆 以高温 高盐度 高氧逸度 富 为特征 中阶段流体发生沸腾 导致 逸失 氧逸度降低 成矿物质快速沉淀 晚阶段流体以低温 低盐度 无子晶 贫 为特征 可能属大气降水热液 关键词 斑岩铜钼矿床 流体包裹体 碰撞造山作用 乌努格吐山 兴蒙造山带 中图法分类号 我国大量矿床的形成与陆陆碰撞造山作用有关 特提 斯构造带和中亚造山带是世界最大的两条碰撞造山带 都穿 过我国 且矿产丰富 陈衍景等 其中 玉龙铜矿带和 冈底斯铜矿带被证实为碰撞造山型斑岩铜矿 侯增谦 是中 新特提斯洋闭合后陆 陆碰撞造山的 产物 昆仑 秦岭 胶东等地蕴涵大量与 陆 陆碰撞相关的造山型金矿 银矿 丰成友等 张静 等 大量与岩浆作用有关的矿床也 被证实与陆陆碰撞有关 我国中亚造山 带的西段 即天山 阿尔泰地区 陆 陆碰撞体制的成矿作用强 烈 那么 作为中亚造山带东段的兴蒙造山带 是否也有陆 陆碰 撞体制形成的矿床呢 这是一个具有重要科学理论价值和 矿床勘查意义的问题 但目前探讨较少 值得加强研究 内蒙古的乌努格吐山 以下简称乌山 斑岩铜钼矿床是 我国东北地区的大型铜矿之一 位于中亚造山带 之上的满洲里中生代火山盆地及其浅成低温热液型成 矿带 赵财胜和武广 朱群等 祁进平等 形成于中生代 是碰撞造山体制的斑岩矿床 探明铜金属储 量 平均品位 钼 平均品位 伴生铼 银储量也分别达大 中型规模 显然 研究 乌山矿床的成因和成矿背景 可进一步加深对碰撞造山体制 斑岩铜钼矿床的认识 促进中亚造山带东部 我国东北 成矿 规律认识和矿床地质勘查 因此 前人重视乌山矿床的地质 研究 并取得了一些宝贵的认识 秦克章等 王之田和秦克章 王之田等 叶欣和王莉 娟 本文基于包裹体岩相学 热力学研究 包裹体成 分的激光拉曼显微探针 分析和包裹体子矿物的扫描 电镜 能谱 分析 进一步揭示成矿流体的特征和 演化规律 探讨成矿机制和成矿构造背景 地质背景 乌山矿床位于我国与蒙古 俄罗斯的交界处 北距满洲 里市约 属得尔布干成矿带 图 得尔布干断裂在研 究区最为显著 地球物理资料表明其深度可达上地幔 武广 等 次级构造主要为 和 向张性和张剪性断 裂 这些次级断裂在燕山早期为压性和压剪性 燕山中 晚 期转变为张性或张剪性 李伟实 它们与得尔布干断 裂贯通 控制着火山 次火山岩发育和热液矿床的分布 被解 释为控矿构造 朱群等 祁进平等 得尔布干 断裂以南主要发育晚古生代岛弧型火山 沉积岩 即欧玉陶 勒盖 多宝山成矿带 断裂以北为额尔古纳地块 可见前寒 武纪和早古生代变质地层和花岗岩类 武广 得尔布干断裂带及其两侧均发育大量燕山期 中酸性火山岩 而乌山矿床就 产于得尔布干断裂北侧的满洲里燕山期火山盆地中 图 矿床地质 成矿斑岩系统的特征 乌山矿床的容矿岩性是中酸性 酸性火山 次火山杂岩 体 组成较为完整且形态复杂的火山机构 图 主要由两 期岩浆活动形成 早期岩浆活动形成二长花岗斑岩 流纹斑 岩和流纹质晶屑凝灰质熔岩 晚期岩浆活动形成英安质角砾 状熔岩和一些中性 中酸性脉岩 火山 次火山杂岩侵入于 大面积发育的黑云母花岗岩基 黑云母花岗岩的钾氩年龄为 铷锶等 时线年龄为 属印支期岩浆作用的产物 秦克章等 岩浆来自上地壳底部的部分熔融或重熔 王之田和秦 克章 岩体内有下寒武统额尔古纳组地层残留体 图 作者的野外考察表明 黑云母花岗岩遭受构造变 形 局部强烈片理化 并被后期脉岩沿裂隙或断层贯入 成矿杂岩体的主要岩性为二长花岗斑岩 流纹斑岩和流 纹质晶屑凝灰质熔岩 图 不同岩相均发生了蚀变矿化 矿体主要产于火山管道的内外接触带 勘探表明 火山管道 在平面上呈 向椭圆形 面积约 剖面上呈近于陡 立的筒状 主要为二长花岗斑岩占据 并被 断层分为南 岩石学报 图 东北地区区域地质与矿产分布图 据张连昌供图修改 图 乌山斑岩铜钼矿床地质图 据黑龙江有色 队资料改绘 石英 钾长石化带 石英 绢云母化带 伊利石 水白云 母化带 北两个矿段 北矿段二长花岗斑岩呈岩株状 面积约 南矿段呈规模较小的多个岩枝产出 图 二长 花岗斑岩的铷锶等时线年龄为 钾 氩 年 龄 为 秦克章等 属早 中侏罗世之交 通过地球 化学研究 王之田和秦克章 认为成矿斑岩的岩浆来自 下地壳物质的部分熔融 而非幔源 矿区东南部发育大量英安质角砾状熔岩 图 呈不规 则的 哑铃状 分布 面积约 剖面上呈陡立的筒状 蚀变矿化不明显 仅风化带可见孔雀石化 英安质角砾状熔 岩总体覆盖于容矿的酸性火山 次火山杂岩之上 或侵入于 二长花岗斑岩 局部为断层接触 如 和 断层 图 总 体显示出成矿后岩浆活动的特征 并指示火山活动中心向南 东方向迁移 而矿区的闪长玢岩脉 部分流纹斑岩脉 图 之外 和矿区以外的正长斑岩脉等 也显示了成矿后岩浆活 动的特征 可能是英安质角砾状熔岩的同期产物 时代可能 属晚侏罗世或早白垩世 从图 还可看出 矿区发育斑岩系统或火山 次火山杂 岩所特有的环状或弧形断裂系统 以火山通道为中心的放射 状断裂系统 依序观察 的排列方式 矿体地质特征 矿区总体为草场和戈壁覆盖 勘探确定矿带呈 向的 哑铃形 向长 向宽 单矿体多呈透 镜状 条带状或板状 长 宽 斜深 李诺等 内蒙古乌努格吐山斑岩铜钼矿床流体包裹体研究 图 乌山铜钼矿床之矿石的岩相学特征 晚阶段的梳状石英脉 两侧为细粒石英 斑晶石英被热液石英包围 放射状辉钼矿集合体 中阶段黄铜矿交代早期黄铁矿 平均 矿体埋深较大 总体属于隐伏矿床 已圈定铜矿体 个 钼矿体 个 以 断裂为界分为南 北两个矿段 其中 北矿段铜矿体 个 钼矿体 个 主要产 于花岗斑岩体内接触带 受环状断裂控制 倾向北西 铜矿体 向下分枝并加厚 南矿段铜矿体 个 钼矿体 个 形态 不规则 北矿段矿体规模大 连续性好 铜和钼储量约占 南矿段矿体规模小 连续性差 铜钼储量约占 矿石主要呈细脉浸染状 以铜钼矿化为主 伴有铅 锌 银等矿化 主要金属矿物为黄铁矿 黄铜矿 辉钼矿 其次为 闪锌矿 方铅矿 斑铜矿 锌砷黝铜矿等 脉石矿物有石英 绢云母 水白云母 黑云母 钾长石 伊利石等 矿石构造 主要为浸染状和细脉浸染状构造 图 矿石结构复杂 主要有斑状结构 图 粒状结构 各类交代结构 图 鳞片状结构 放射状结构 图 等 围岩蚀变和成矿阶段 无论在垂向上还是纵向上 乌山矿床都显示了典型斑岩 铜矿蚀变分带规律 自内向外 图 依次是 石英 钾长 石化带 主要见于二长花岗斑岩 部分见于赋矿围岩黑 云母花岗岩 主要产出钼矿体 但核心为弱矿化的强硅化带 石英 绢云母化带 见于黑云母花岗岩 二长花岗斑 岩岩枝 流纹质晶屑凝灰熔岩 产出铜矿体或铜钼综合矿体 伊利石 水白云母化带 见于黑云母花岗岩 流纹 质晶屑凝灰熔岩 二长花岗斑岩 黄铁矿脉发育 有铅锌和银 矿化 需要指出 围岩蚀变具多期次叠加的特点 穿插现象 明显 复杂 伊利石 水白云母化现象在各蚀变带均可见到 秦克章等 根据脉体穿插关系 矿石组构和矿物组合及其生成顺 序 将流体成矿过程划分为 个阶段 早阶段主要矿物 组合为石英 钾长石 黑云母 黄铁矿 磁铁矿 辉钼矿等 硫 化物主要呈浸染状分布 黄铁矿呈自形 半自形 该阶段矿物 组合发生碎裂 角砾化甚至构造变形 发育共轭裂隙 石英常 具波状或不均匀消光和边缘细粒化现象 中阶段矿物 岩石学报 组合复杂 以浸染状的多金属硫化物网脉为特征 矿物粒度 较小 为半自形或它形 未见变形 碎裂或角砾化现象 该阶 段可细分为钼矿化和铜矿化 个子阶段 钼矿化早于铜矿 化 主要发生在石英 钾长石化带 主要矿物组合为石英 钾 长石 黄铁矿 辉钼矿 黄铜矿 铜矿化主要发生在石英 绢云 母化带 矿物组合为石英 绢云母 黄铁矿 黄铜矿 砷黝铜 矿 方铅矿 闪锌矿 辉钼矿等 晚阶段以发育石英 碳 酸盐细脉为特征 主要矿物为石英 方解石等碳酸盐 以及少 量的黄铁矿 细脉中心多为方解石等碳酸盐矿物 两侧为石 英 具有对称分带或梳状构造 指示脉体矿物由脉壁向中心 生长 裂隙具有张性特征 总之 乌山矿床的围岩蚀变类型 分带 流体 岩石相互 作用过程及其演化特征 均与典型斑岩成矿系统一致 流体包裹体和流体成矿模式 样品特征和研究方法 研究样品主要采自乌山的钻孔岩芯 包括不同蚀变带的 岩石及不同成矿阶段矿石样品共 件和 件石英斑晶样 品 将样品磨制成双面抛光的薄片 进行矿相学和流体包裹 体岩相学观察 选择有代表性的包裹体进行显微测温和激光 拉曼探针分析 流体包裹体显微测温分析在中国科学院地质与地球物 理研究所运用 型和 型冷热台完成 利用美国 公司提供的人工合成流体包裹体样品对 冷热台进行温度标定 流体包裹体测试过程中 升或降温速 率为 相变点附近升或降温速率 激光拉曼光谱 和扫描电镜 能谱 是 鉴定矿物包裹体成分的重要手段 范宏瑞等 单强和 牛贺才 卢焕章等 作者在中国科学院地质与 地球物理研究所开展了此项分析工作 分析仪器为 公司的 型 激 光 拉 曼 光 谱 仪 光 源 为 氩激光器 计数时间为 每 波数 计数 次 全波段一次取峰 激光束斑约为 测试仪器为德国产 扫描电镜 电镜分 辨率 能谱仪型号为英国牛津 分析的样品制备过程为 将样品 破碎 挑选可能存在含子矿物包裹体的且断面新鲜 平坦的 碎块 碎块大小为 将选样放入干燥器以 防污染和石盐 钾盐等子矿物潮解 然后将样品粘贴在电镜 分析样品座上 表面喷涂碳后即可在扫描电镜下观察 包裹体岩相学和分类 斑晶石英和石英网脉中均发育大量流体包裹体 石英斑 晶中尚可见少量熔融包裹体 包裹体类型丰富 形态多样 图 根据流体包裹体成分 将流体包裹体划分为 大 类型 水溶液包裹体 按气液比的不同可进一步分为富气 相包裹体 类 和富液相包裹体 类 类包裹体虽见 于各矿化阶段 但常与含子矿物的包裹体共存 或单独成行 出现 个体一般大于 多为浑圆形 椭圆形和不规则 状 室温下为气液两相 气相颜色较深 气液比 甚至 为纯气相 图 类亦见于成矿各阶段 个体一般在 以长条状 负晶形 不规则状为主 室温下为气液两 相 气 液 比 变 化 大 集 中 于 或 图 虽然个别包裹体的气相中含 但冷冻或加热 过程中 相变不明显 多相包裹体 类 此类包裹体见于早阶段和中阶 段 在晚阶段形成的矿物中没有发现 一般 个别 达 多为负晶形或椭圆状 室温下为三相或多相 子矿物种类丰富 透明子晶主要为石盐 图 和 钾盐 硬石膏 图 等 不透明矿物为赤铁矿 黄铜矿等 图 可进一步分为多子晶包裹体 石盐子晶包裹体和不透 明子晶包裹体 而多子晶包裹体内可见石盐 黄铜矿等多个 子晶共存 含 三相包裹体 类 个体在 近圆 形 椭圆形 此类含量极少 主要见于早阶段 斑晶石英和各热液阶段石英中发育不同的包裹体组合 斑晶石英中的包裹体类型主要为 类和 类 早阶段石英 中原生的流体包裹体主要为 类 次为 类 类含量较少 而 类包裹体罕见 中阶段发育 类 类和 类的包裹体 组合 类含量较早阶段增多 晚阶段仅出现 类包裹体 流体包裹体显微测温分析 本研究测得均一温度 件 其中一件斑晶样品的均一 温度介于 而热液石英脉中流体包裹体的均一 温度集中于 个区间 即 和 图 表明成矿过程具有 阶段特征 表 石英斑晶中的流体包裹体显示岩浆 热液过渡期流体特 征 包裹体类型以 类为主 次为 类 个体一般 个别高达 多呈负晶形 圆形 类包裹体的气液比较 高 一般 甚至为纯气相 均一温度较高 其中 个包 裹体在 发生爆裂时仍未均一 个 类包裹体的均一 温度分别为 和 盐度高达 和 属于热液早阶段包裹体 即均一温度 的主要为 类 含量 和 类 类罕见 它们个体普遍较 大 一般 主要呈负晶形 圆形 近圆形 类包裹 体的气液比一般 均一温度大于 可达 盐度为 类包裹体在升温均一过 程中气泡先消失 石盐后消失 还可见加温至 以上包裹 体爆裂但子矿物仍不融化的现象 表明所捕获的流体是过饱 和溶液 其盐度介于 之间 类包 裹体中偶见黄铜矿子晶 其截面为三角形或不规则形 在加 李诺等 内蒙古乌努格吐山斑岩铜钼矿床流体包裹体研究 图 乌山铜钼矿床代表性流体包裹体的照片 多相包裹体与富气相和纯液相包裹体共存 显示沸腾包裹体组合的特征 含硬石膏子矿物的多相包裹体 富气相包裹体与含黄铜矿 子矿物包裹体共存 含石盐 赤铁矿 黄铜矿子矿物的多相包裹体 照片中的缩写 液相 气相 黄铜矿 石盐 硬石膏 赤铁矿 热过程中不消失 但在包裹体中的位置移动 激光拉曼光谱 和扫描电镜能谱分析均证实为黄铜矿 见后 类包裹体 还可见红色赤铁矿子矿物与黄铜矿子矿物共生 图 指 示流体的氧逸度较高 此外 矿石中磁铁矿普遍发育 也说 明岩浆 流体系统的氧逸度较高 此与大型 超大型斑岩铜金 系统高氧逸度特征一致 赵振华等 类包裹体含量 极少 且个体较小 仅得一个包裹体笼合物熔化温度为 部分均一温度为 在 时包裹体仍未完全 均一 但发生爆裂 中阶段早期是钼矿化的关键时期 均一温度集中于 之间 图 包裹体个体一般 以圆形 近圆形为主 类包裹体占 类包裹体 占 类包裹体占 类包裹体可见 石盐和黄铜矿子矿物 含石盐子矿物的 类包裹体均一方 式多样 包括气泡先于子矿物消失 气泡与子矿物同时消失 和子矿物先于气泡消失 充分证明所捕获的流体为饱和或过 饱和的沸腾流体 同一矿物内 类包裹体共存 均一方式 多样 均一温度相近 盐度差别悬殊 表 应属流体沸腾的 确凿证据 中阶段晚期为铜矿化阶段 均一温度介于 之间 图 以 类包裹体为主 类包裹体占 类包裹体气液比集中于 类包裹体的 均一方式为石盐子晶先于气泡消失 与钼矿化阶段相比 流体盐度下降 由饱和 过饱和热液向不饱和热液演化 岩石学报 图 不同阶段流体包裹体均一温度直方图 晚阶段包裹体个体较小 一般 类型单一 主要 为 类包裹体 均一温度介于 之间 集中于 图 盐度为 代表 了大量成矿物质沉淀之后的中低温 低盐度热液活动 包裹体的显微热力学和成分研究 见后 表明 乌山矿床 的成矿流体属 体系 根据 体系包裹体 密度公式 刘斌和段光贤 刘斌 计算流体密度 集中于 表 其中 类包裹体密度 通常 类包裹体流体密度 值得指出 在宏观上 类包裹体发育空间与矿化斑岩 体和工业矿体基本一致 包裹体成分 激光拉曼显微探针分析显示 各类包裹体的液相均显示 很强的水峰 图 表明液相成分以 为主 类等各类包裹体的气泡中普遍存在 即 表 乌山铜钼矿床流体包裹体显微测温结果 成矿 阶段 包裹体 类型 包裹体 个数 均一温度 盐度 流体密度 岩浆 阶段 类 类 早 阶段 类 类 类 类 中 阶 段 钼 矿 化 类 类 类 铜 矿 化 类 类 类 晚 阶段 类 类 和 峰显著 图 对于 类包裹体 无论气相 还是液相 其拉曼谱图常见 峰 图 说明 流体含 在 类包裹体中 多个不透明黑色子矿物的峰 值均为 图 指示子矿物为黄铜矿 而红色不透 明子矿物 其峰值在 应为赤铁矿 图 扫描电镜分析发现了许多包裹体及其所含的子矿物 子 矿物截面多呈三角形或不规则颗粒状 图 在能谱图中 除显示寄主矿物石英的峰外 元素峰也非常显著 图 表明子矿物属黄铜矿 按照同样的方法 赤铁矿子 矿物也被确定出来 图 图 显然 这些结果与 分 析 包裹体岩相学研究结果吻合 流体演化与围岩蚀变 成矿模式 前述表明 参见表 乌山矿床成矿流体系统从早到晚 发生了一系列规律性变化 包括 温度逐渐降低 由早阶段 经中阶段 到晚阶段 盐度逐 渐降低 由早阶段的高达 经中阶段 演变为晚阶段的不高于 晚阶段包裹体未见子晶 流体 含量逐渐降低 可见 早 中阶段的含 三相包裹体 即 类 未见晚阶段的含 三相包裹体 指示流体由富 的高盐度流体演化为贫 的低盐度水溶液 早阶段流体富 包裹体含有赤铁 矿 硬石膏等子晶 矿物组合中含磁铁矿 镜铁矿而硫化物较 少 说明早阶段流体的氧逸度较高 而中阶段流体 含量降 低 大量硫化物沉淀 指示流体氧逸度较低 晚阶段虽然 李诺等 内蒙古乌努格吐山斑岩铜钼矿床流体包裹体研究 图 流体包裹体 谱图 类包裹体液相中的 类包裹体气相中的 类包裹体液相中的 类包裹体黄铜矿 子矿物 类包裹体赤铁矿 图 含子矿物的包裹体扫描电镜照片 含黄铜矿 子晶的包裹体 含赤铁矿 子晶的包裹体 岩石学报 图 石英中包裹体内子矿物的扫描电镜能谱图 黄铜矿 赤铁矿 谱图受到寄主矿物石英 和碳膜 的影响 含量低 但无硫化物沉淀 说明氧逸度再次升高 早阶段流 体与形成石英斑晶的岩浆流体具有渐变过渡的关系 结合 前人的流体包裹体氢氧同位素研究结果 叶欣和王莉娟 认为成矿流体由早阶段岩浆热液向晚阶段大气降水 热液演化 总体而言 流体系统由早阶段高温 高盐度 高氧逸度 富 的岩浆热液 经中阶段沸腾 逸失 氧逸度降低 温度降低等过程演化为导致大量金属硫化物沉淀的的还原 性流体 再通过大气降水热液的不断混入和降温等过程 演 化为晚阶段低温 低盐度 贫 的大气降水热液 而流体 系统的规律性演化势必导致成矿过程和围岩蚀变的阶段性 演化 具体如下 高温 高氧逸度 富 的高碱金属离子的初始岩浆 流 体系统有利于氧化 活化 萃取围岩中的 等成矿元 素 使流体系统中聚集大量高价态成矿元素 随温度降低 这种流体自然导致黑云母 钾长石 钠长石 石英等造岩矿物 和磁铁矿 赤铁矿的形成 通常表现为 碱交代 或石英 钾长 石化带 阶段 胡受奚等 其矿物包裹体中可见赤铁 矿 石膏等子晶矿物 且可见含 三相包裹体 类 由 于氧逸度和 较高 此阶段流体系统中的 活度低 不 利于硫化物沉淀 此阶段流体盐度 硅酸盐组分和流体粘度 均较高 蚀变矿物多为架状或层状硅酸盐矿物和氧化物 结 晶温度较高 因此主要发育在岩体内部或内接触带 早阶段蚀变不但消耗了流体系统的热量和溶质 降低了 流体的温度和盐度 而且使流体发生如下变化 因碱金 属离子和 大量消耗 流体酸性程度增高 即 活度增 高 因 或 大量消耗 流体粘度降低 渗透能 力增强 且 或 活度相对增高 因围岩中 的作用 流体氧逸度降低 导致 活度和 或 活度增高 导致 等等 上述流体性质的一 系列变化势必导致早阶段 碱交代 之后 发生以流体沸腾 逸失和大量硫化物沉淀为特征的广泛的 酸交代 胡受 奚等 或 酸性淋滤 即硅化 绢云 母化和硫化物化 在此阶段 首先不稳定而分解 形 成大量网脉浸染状辉钼矿 即钼矿化阶段 流体沸腾使围岩破裂 为流体循环打开了通道 斑岩岩 浆 流体系统的高温富气相流体迅速上升 喷气 封存于围岩 中的低温 较高密度的流体 大气降水热液 迅速进入斑岩岩 浆 流体系统 并被斑岩岩浆系统加热后上升 从而构成流体 对流循环系统 使斑岩体及其附近发生热 冷两种流体的混 合 导致大量多金属硫化物以微细网脉形式沉淀充填于裂隙 系统 据 随大量硫化物的沉淀 绢英岩化 带中的流体温度降至 时成矿流体中的铜发生沉淀 此 即乌山矿床的铜矿化阶段 显然 温度降低使铜矿化时的流 体密度 高于钼矿化阶段 流体循环对流使围岩中的铜 钼 金 银等成矿元素 被萃取带入斑岩成矿系统 随高氧逸度的地下水不断混入成矿流体系统并循环对 流 由斑岩岩浆侵入带来的热能逐渐消耗 流体氧逸度 酸度 不断增高 而温度 盐度 含量不断降低 初始的岩浆流 体系统逐步被大气降水热液所代替 因此 晚阶段不发育含 子晶的包裹体 类 和含 三相包裹体 类 和 类 包裹体的盐度也较低 介于 流体 密度也接近于水 即 在晚阶段 基本没有 金属硫化物形成 围岩蚀变以酸性淋滤为特征 主要表现为 低温的硅化 绢云母 水云母 伊利石化 高岭石化 明矾石 化 碳酸盐化等 成矿构造环境和模式 自 提出环太平洋成矿带斑岩铜矿的构造 模式以来 我国多数地区的斑岩矿床被解释为岩浆弧区的岩 浆 流体作用产物 乌山矿床也不例外 但是 如下事实证明 乌山矿床并非洋壳俯冲的产物 研究区是古亚洲洋造山 带的一部分 古亚洲洋于二叠纪 三叠纪之交彻底闭合 而成矿岩体 二长花岗斑岩及其侵入的围岩黑云母花岗岩均为早侏罗世 李诺等 内蒙古乌努格吐山斑岩铜钼矿床流体包裹体研究 图 乌山铜钼矿床成矿构造模式 引自 碰撞造山带构造几何图 和 分别代表主边界逆冲断层和反向边界逆冲断层 碰撞造山成岩成矿与流体作用 模式 图 代表脉状造山型热液矿床 代表花岗岩基及其有关热液矿床 代表斑岩及其有关矿床 产物 秦克章等 后者明显晚于古亚洲洋俯冲及其相 关岩浆弧发育的时间 石炭纪及其以前 虽然研究区 毗邻蒙古 鄂霍茨克缝合带 缝合带代表着消减闭合的二叠 纪 早侏罗世古洋盆 但洋壳向北俯冲消减到西伯利亚板块 之下 而没有向研究区方向俯冲消减 参见 因此无法将乌 山斑岩成矿系统解释为蒙古 鄂霍茨克洋俯冲的产物 虽然不少学者将研究区中生代岩浆作用与古太平洋板块 向欧亚大陆的俯冲相联系 但研究区距离日本岛东岸的中生 代缝合带近 相隔松辽盆地 日本海等 远非岩浆弧 所能达到的宽度 一般岩浆弧距离俯冲带 而且 赵越等 认为古亚洲洋构造带东部在 以后才受 到太平洋板块构造体制的影响 此时乌山斑岩矿床系统已经 形成 据王之田和秦克章 含矿斑岩为高钾钙碱 性岩石 酸度较高 源于下地壳 既非幔源 也非洋壳俯冲产 物 赋矿围岩黑云母花岗岩则源于上地壳 这些特征明显不 同于岩浆弧环境的岩浆岩 而与碰撞造山环境的中酸性岩浆 活动 侯增谦 相似 矿 石硫 铅同位素 杨竞红 和成矿流体氢氧同位素 叶欣 和王莉娟 的特征也与碰撞造山体制的岩浆 流体系统 一致 并呈现从早到晚由岩浆热液向大气降水热液演化的 特点 鉴于上述 我们倾向于使用碰撞造山成岩成矿与流体作 用模式 图 陈衍景等 作为 乌山斑岩成矿系统发育的构造模式 具体解释如下 在二叠纪末 古亚洲洋消失 蒙古地块与中朝板块开始 碰撞 该碰撞被随后的蒙古 鄂霍茨克洋消减闭合 二叠纪 早侏罗世 及闭合后的中朝 蒙古陆块与西伯利亚板块之间 的碰撞所加剧和持续 使研究区在二叠纪 早侏罗世期间总 体表现为碰撞挤压造山环境 碰撞挤压使研究区岩石圈变 形 缩短 增厚 隆升 图 尾随的造山带岩石圈伸展和减 压熔融 图 导致大规模钾质 超钾质花岗岩类发育 形成 乌山斑岩铜钼成矿系统 结论 乌努格吐山斑岩铜钼矿床的石英中发育水溶液 含 子晶和富 三相包裹体 但晚阶段石英中只含水溶液包裹 体 早 中 晚各阶段包裹体均一温度分别为 和 早阶段流体包裹体盐度高达 中阶段介于 而晚阶 段则不高于 矿化主要发生于中阶段 钼 矿化温度为 铜矿化温度 早阶段包裹体含多种子矿物 包括石盐 黄铜矿 赤 铁矿等 气相成分含 液相成分以水为主 且多含 中阶段包裹体子矿物有石盐和黄铜矿 晚阶段包裹体不含 子晶 早阶段成矿流体为高温 高盐度 高氧逸度 富 的岩浆流体 中阶段成矿流体发生沸腾 逸失 氧逸度降 低 晚阶段流体以低温 低盐度 贫 的大气降水为主 成矿过程中流体发生沸腾 流体沸腾是成矿物质快 速沉淀的重要机制 乌山斑岩铜钼矿床的形成既不是古亚洲洋板块俯 岩石学报 冲增生的产物 也不是蒙古 鄂霍茨克洋板块或古太平洋板 块俯冲的产物 它形成于陆 陆碰撞环境 致谢 研究工作得到范宏瑞研究员 王莉娟研究员和魏琦 英教授的指导 祁进平 李晶 郭东升等同学的帮助 公司资助了野外考查 博士帮助鉴定包裹体子矿物 成分 倪培教授和苏文超博士审阅论文并提出了宝贵的修改 意见 特致谢意 李诺等 内蒙古乌努格吐山斑岩铜钼矿床流体包裹体研究 附中文参考文献 陈衍景 李晶 林治家 王海华 东秦岭上宫金矿流 体成矿作用 矿床地质和包裹体研究 矿物岩石 陈衍景