內(nèi)蒙古沙子溝鎢鉬多金屬礦床輝鉬礦Re-Os同位素定年及其地質(zhì)意義

彭能立，奚小雙，孔 華，陳澤鋒，王 高

(1. 湖南省地質(zhì)調(diào)查院，湖南長沙 410116；2. 中南大學(xué) 有色金屬成礦預(yù)測教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，地球科學(xué)與信息物理學(xué)院，湖南長沙 410083)

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內(nèi)蒙古沙子溝鎢鉬多金屬礦床輝鉬礦Re-Os同位素定年及其地質(zhì)意義

彭能立1,2，奚小雙2，孔 華2，陳澤鋒2，王 高2

(1. 湖南省地質(zhì)調(diào)查院，湖南長沙 410116；2. 中南大學(xué) 有色金屬成礦預(yù)測教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，地球科學(xué)與信息物理學(xué)院，湖南長沙 410083)

內(nèi)蒙古沙子溝鎢鉬多金屬礦床位于華北克拉通北緣西拉沐淪鉬多金屬成礦帶的西南部。礦床內(nèi)輝鉬礦體呈脈狀產(chǎn)于圍巖裂隙中，為石英-輝鉬礦-黃鐵礦組合。為了查明該礦床的形成年代，本文采集了5件輝鉬礦樣品進(jìn)行Re-Os同位素測試，獲得模式年齡為(241.2±3.4)～(245.2±4.3)Ma，加權(quán)平均值為(243.8 ±1.6)Ma，表明沙子溝鎢鉬多金屬礦床形成于早三疊紀(jì)。輝鉬礦的錸含量介于1.231～1.704μg/g，表明鉬主要來源于上地殼。結(jié)合區(qū)域研究成果，認(rèn)為沙子溝鎢鉬多金屬礦床形成于古亞洲洋關(guān)閉后華北板塊與西伯利亞板塊的擠壓、碰撞背景下。沙子溝鎢鉬多金屬礦床成礦地質(zhì)事件的厘定，為華北克拉通北緣印支期早三疊紀(jì)構(gòu)造-巖漿-成礦作用提供了新的證據(jù)，有助于擴(kuò)大區(qū)域找礦范圍。

Re-Os同位素年齡 沙子溝鎢鉬多金屬礦床 早三疊紀(jì) 西拉沐淪鉬礦帶 內(nèi)蒙古

Peng Neng-li, Xi Xiao-shuang, Kong Hua, Chen Ze-feng, Wang Gao. Re-Os isotopic dating of molybdenites from the Shazigou W-Mo polymetallic deposit, Inner Mongolia and its geological implications[J]. Geology and Exploration, 2015, 51(5):0838-0848.

沙子溝鎢鉬礦區(qū)位于華北克拉通北緣西拉沐淪鉬多金屬成礦帶的西南部，隸屬內(nèi)蒙古自治區(qū)錫林郭勒盟太仆寺旗寶昌鎮(zhèn)管轄。自被發(fā)現(xiàn)以來，學(xué)者們陸續(xù)對沙子溝鎢鉬多金屬礦床的基本地質(zhì)特征、巖石礦物特征、成礦流體、成礦控制因素、礦床成因等方面開展了研究，并取得了一定的成果與認(rèn)識(郭媚，2008；歐陽海松等，2009；郭方方等，2012)。精確的成礦年齡是分析礦床成因，理解成礦規(guī)律、成礦作用和成礦動力學(xué)背景的關(guān)鍵因素。筆者在前人研究工作的基礎(chǔ)上，對沙子溝鎢鉬多金屬礦床進(jìn)行了成礦年代學(xué)研究，并結(jié)合前人的研究成果，與區(qū)域上的西拉沐淪鉬多金屬成礦帶內(nèi)的同時(shí)代鉬礦床進(jìn)行對比，對該礦床的形成時(shí)間、成礦物質(zhì)來源及成礦動力學(xué)背景進(jìn)行了探討，以期為指導(dǎo)華北克拉通北緣西拉沐淪鉬多金屬成礦帶及鄰區(qū)鉬礦床區(qū)域性找礦提供理論依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)及礦床地質(zhì)特征

1.1 區(qū)域地質(zhì)背景

內(nèi)蒙古沙子溝鎢鉬多金屬礦床大地構(gòu)造位置位于華北克拉通北緣構(gòu)造帶，處于近東西向的西拉沐淪河深大斷裂和康保-赤峰深大斷裂與北北東向大興安嶺主脊深大斷裂三者所夾持的區(qū)域(圖1)。該區(qū)域的構(gòu)造受到來自古亞洲洋構(gòu)造體系和濱西太平洋構(gòu)造體系的雙重影響，構(gòu)造巖漿活動強(qiáng)烈(劉建明等，2004；毛景文等，2010；張連昌等，2010)。西拉沐淪河斷裂是加里東增生帶與海西增生帶的分界斷裂，斷裂以北為海西增生帶，以南為加里東增生帶；康保-赤峰斷裂是開原-赤峰斷裂的一部分，以該斷裂為界，以北為增生帶，以南為華北克拉通。它們是區(qū)內(nèi)兩條重要的控巖控礦構(gòu)造，控制了斷裂兩側(cè)花崗巖的侵入及金屬礦床的分布(曾慶棟等，2009；2012)。區(qū)域上出露的地層主要為太古代變質(zhì)巖、古生代火山巖及淺變質(zhì)巖和中生代火山巖及沉積巖，海西-印支-燕山期花崗巖體均有發(fā)育。區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)豐富，以鉬礦為主，著名的西拉沐淪鉬多金屬成礦帶就位于區(qū)內(nèi)。

圖1 沙子溝礦區(qū)地質(zhì)簡圖(據(jù)郭媚，2008修改)Fig.1 Simplified regional geological map of the Shazigou W-Mo polymetallic deposit,Inner Mongolia(modified from Guo,2008)1-第四系;2-上侏羅統(tǒng)瑪尼吐組;3-白云鄂博群;4-華力西期花崗巖體;5-地質(zhì)界線;6-斷層及編號;7-背斜軸;8-向斜軸;9-含 鎢硅化蝕變帶;10-含鉬硅化蝕變帶1-Quaternary;2-Manitu formation of the Upper Jurassic;3-Baiyunebo group;4-granite of the Hercynian;5-geological boundary;6-fault and number;7-anticlinal axis;8-syncline axis;9-tungsten-bearing altered belts with siliceous mineralization;10-molybdenum-bearing al tered belts with siliceous mineralization

1.2 礦區(qū)地質(zhì)

區(qū)內(nèi)出露的地層有中元古界白云鄂博群(Pt2)、中生界上侏羅統(tǒng)瑪尼吐組(J3mn)及新生界第四系(Q4)等。區(qū)內(nèi)第四系覆蓋面廣，白云鄂博群零星遍布全區(qū)，瑪尼吐組僅分布于礦區(qū)東南邊界附近。白云鄂博群為一套淺變質(zhì)巖，主要由石英巖、二云石英片巖、含炭砂泥質(zhì)板巖、透輝透閃石巖、大理巖及黑云斜長片麻巖夾斜長角閃巖透鏡體等組成。這套淺變質(zhì)巖的原巖是砂泥質(zhì)巖及少量火山巖，變質(zhì)程度為低綠片巖相。上侏羅統(tǒng)瑪尼吐組為寶昌火山斷陷盆地西緣上侏羅統(tǒng)瑪尼吐組的邊緣部分，超覆于華力西晚期花崗巖和白云鄂博群之上，呈不整合接觸關(guān)系，主要巖石類型有灰紫色英安巖、灰紫色流紋狀安山巖和深灰色安山質(zhì)角礫凝灰?guī)r等。第四系主要為殘坡積、洪沖積和風(fēng)積物，包括砂土夾塊石、混積有風(fēng)成砂的砂土和亞砂土等。

1.3 礦體(化)特征

李澤勇等(2010)以王家營子南北向的東溝為界，將沙子溝礦區(qū)劃分成西礦區(qū)和東礦區(qū)。西礦區(qū)主要是鉬礦分布區(qū)，東礦區(qū)的北部和東部為鎢礦脈分布區(qū)，西南部為鎢鉬礦脈分布區(qū)，鎢礦脈在淺部，鎢鉬礦脈和鉬礦脈在深部。圍巖巖性主要為二云石英片巖、黑云斜長片麻巖、白云石石英片巖、斜長角閃巖等。區(qū)內(nèi)近礦圍巖普遍具有混合巖化，礦床圍巖蝕變有較強(qiáng)的硅化，其次是鉀長石化、黃鐵礦化、鈉長石化、螢石化、云英巖化、綠泥石化等，其中，硅化與成礦有著密切關(guān)系。區(qū)內(nèi)的鎢礦脈、鎢鉬礦脈和鉬礦脈大都分布在硅化蝕變巖內(nèi)，硅化蝕變巖呈北東向-近東西向近于平行的脈帶狀展布，脈帶寬5m～70m以上，脈帶長150～600m以上，脈帶間距60～100m，脈帶傾向137°～165°，傾角34°～70°。硅化蝕變巖的組成主要為石英及交代殘余的圍巖，還有少量黃鐵礦、黑鎢礦、輝鉬礦、閃鋅礦及螢石等。

西礦區(qū)地表出露的為三條含鉬硅化蝕變巖帶，走向50°～80°，長度100～200m，寬5～30 m，其中有多條具云英巖化邊的石英脈，并有褐鐵礦化。輝鉬礦呈不規(guī)則細(xì)脈浸染狀，對圍巖巖性不具有選擇性，控制鉬礦化的主要是不規(guī)則網(wǎng)狀裂隙，在巖石的裂隙中充填厚薄不等方向不定的石英薄脈，絕大部分脈寬1～3mm，少數(shù)5cm～8cm，個(gè)別寬達(dá)50～130cm，一般一米內(nèi)可見4～7條石英薄脈。輝鉬礦多沿石英脈壁呈寬約1mm左右的細(xì)脈狀分布，少量輝鉬礦在石英脈內(nèi)和脈外圍巖中呈星散狀、不規(guī)則不連續(xù)細(xì)脈和團(tuán)塊狀集合體方式浸染。經(jīng)工程揭露，西礦區(qū)已發(fā)現(xiàn)20條較大的礦化帶(按0.01%圈定)，礦體形態(tài)以似層狀為主，透鏡狀次之，局部有分支復(fù)合或具膨縮現(xiàn)象，最薄0.68m，最厚可達(dá)18.00m，平均真厚度3.04m，礦體走向延長一般50～400m，傾向延深一般200～800m。礦化帶呈北東55°～65°方向延展，傾角30°～40°，總體產(chǎn)狀150°34°，礦體總體產(chǎn)狀與礦化帶一致。

東礦區(qū)地表出露四條含鎢硅化蝕變巖帶，受倒轉(zhuǎn)翼，翼部裂隙構(gòu)造控制，呈北東向-近東西向展布，可見長度150～500m，寬15～70m，傾向155°～165°，傾角65°～80°。硅化蝕變巖帶內(nèi)常見含黑鎢礦石英脈，黑鎢礦常呈粒度較大的板狀晶體垂直生長于石英脈兩邊近脈壁處，石英脈梳狀石英晶洞中也有板狀黑鎢礦嵌生于石英晶體之間。經(jīng)工程揭露現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)五個(gè)鎢礦體、四個(gè)鉬礦體和兩個(gè)鎢鉬礦體，礦體走向延長100～273m，傾向延深32.5～224m，礦體總體產(chǎn)狀137°70°。

1.4 礦石特征

區(qū)內(nèi)礦石的主要有用礦物為輝鉬礦、黑鎢礦、方鉛礦、閃鋅礦以及金銀互化物系列。金屬礦物主要為黃鐵礦、輝鉬礦、黑鎢礦、方鉛礦、閃鋅礦、褐鐵礦、少量黃銅礦等。脈石礦物主要為石英、長石、方解石、云母、角閃石等。主要金屬礦物的特征如下：

輝鉬礦：呈自形-半自形鱗片狀晶體，細(xì)小的僅為0.048×0.006～<0.006mm，粗顆粒一般為0.80×0.40～0.12×0.02mm，個(gè)別粒徑稍大，肉眼清晰可見。輝鉬礦常見3種分布形式，一種與黃鐵礦呈平行細(xì)脈狀或交叉細(xì)脈狀產(chǎn)于石英脈中(圖2-1、2-4)，形成輝鉬礦-黃鐵礦-石英脈型礦石；一種呈微細(xì)脈狀、薄膜狀形成圍巖裂隙中(圖2-2)；另一種呈星點(diǎn)浸染狀嵌布于石英脈中(圖2-3)。

黑鎢礦：常呈自形-半自形板狀晶體，一般0.1～1 cm，大者可達(dá)3cm，具弱磁性。

方鉛礦：常與閃鋅礦共生，二者呈半自形-它形晶，常呈粒狀或團(tuán)塊狀，主要見于鎢鉬礦體外圍邊部。

黃鐵礦：呈立方體(圖2-5)和五角十二面體或不規(guī)則粒狀、團(tuán)塊狀產(chǎn)出。早期黃鐵礦晶粒粗大，呈自形-半自形立方體，主要嵌布于石英脈中，粒徑多在1cm以上。中期和晚期黃鐵礦呈細(xì)粒自形-半自形晶或細(xì)粒他形晶，充填于早期礦物顆粒晶隙間或裂隙中，粒徑多在3mm以下。

黃銅礦：含量很少，多呈他形粒狀、細(xì)粒狀、乳滴狀，顆粒大小不一，多在2 mm以下(圖2-6)。

礦石結(jié)構(gòu)以粒狀結(jié)構(gòu)為主，乳濁狀結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、嵌晶結(jié)構(gòu)次之。礦石構(gòu)造主要為細(xì)脈浸染狀構(gòu)造、星點(diǎn)浸染狀構(gòu)造、團(tuán)塊狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造。

2 樣品采集和分析方法

2.1 樣品采集與分選

用于Re-Os同位素年齡測定的5件輝鉬礦樣品均采自西礦區(qū)Ⅰ、Ⅱ號礦體坑道不同部位，打塊組合而成，輝鉬礦多呈細(xì)脈狀、薄膜狀、浸染狀或團(tuán)塊狀分布在石英脈中和圍巖裂隙中，采樣位置及樣品特征見表1。

在室內(nèi)無污染環(huán)境下，采用常規(guī)方法將樣品破碎40～60目，經(jīng)直接挑選法和浮選法粗略分選出輝鉬礦單礦物，并在雙目鏡下剔除雜質(zhì)及氧化礦物，使輝鉬礦單礦物純度>99%以上，然后用瑪瑙缽研磨至200目。用于Re-Os同位素測試分析的5件輝鉬礦樣品質(zhì)純，無污染，(除樣品K-1重量小于0.1g外，其余各樣品的重量均大于0.1g)，符合測試條件。

2.2 測試方法

輝鉬礦單礦物樣品的分解，Re、Os純化分離和ICP-MS測量均在國家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試中心完成，輝鉬礦樣品的Re、Os化學(xué)分離步驟過程包括分解樣品、蒸餾Os、萃取Re三個(gè)步驟。具體的樣品處理方法、實(shí)驗(yàn)原理和分析方法詳見杜安道等(1994，2001)、屈文俊等(2003，2004)?，F(xiàn)簡述如下：

準(zhǔn)確稱取待分析樣品，將其加入到Carius管底部，再將裝好樣品的Carius管放入裝有半杯粘稠狀乙醇(-50℃～-80℃)的保溫杯中，并用適量超純濃HCl將準(zhǔn)確稱取的185Re和190Os混合稀釋劑加入到Carius管底部，然后依次加入適量的HNO3和30%H2O2，且是在一種試劑凍結(jié)后再加入另一種試劑。待加入的試劑全部凍實(shí)后，封閉好Carius管的細(xì)頸部分，把封閉好的Carius管放入鼓風(fēng)烘箱內(nèi)將其逐漸升溫至200℃，恒溫24h，完成樣品的分解。通過蒸餾方式把樣品中Os的分離出來，將Carius管中的溶液轉(zhuǎn)入蒸餾瓶中，連接好裝有超純水的吸收裝置，加熱蒸餾瓶30min，蒸餾出OsO4。樣品中Re的萃取在Teflon燒杯中完成，將蒸餾殘液轉(zhuǎn)入Teflon燒杯中，加熱使溶液近干，降低溶液的酸度，再加入適量的NaOH通過陽離子交換萃取溶液中的Re。

圖2 沙子溝鎢鉬多金屬礦床礦石類型及礦石特征Fig.2 Ore types and occurrence of the Shazigou W-Mo polymetallic deposit1-石英脈中的細(xì)脈狀輝鉬礦和黃鐵礦;2-圍巖表面的薄膜狀輝鉬礦;3-石英顆粒中的細(xì)小葉片狀輝鉬礦;4-輝鉬礦脈穿切黃鐵 礦;5-黃鐵礦的菱形橫截面;6-閃鋅礦中的黃銅礦乳滴1-fine molybdnite-pyrite vein in quartz; 2-molybdenite film coating wallrock; 3-tiny molybdenite flakes in quartz granule; 4-fine mo lybdnite vein in the pyrite; 5-rhombic crossing of the pyrite; 6-fine chalcopyrite bead in the sphalerite

序號樣品號采樣位置樣品特征1K-1Ⅰ號礦體坑道100m處輝鉬礦與黃鐵礦呈平行細(xì)脈狀產(chǎn)于石英脈中2K-3Ⅰ號礦體坑道280m處輝鉬礦呈薄膜狀產(chǎn)于圍巖表面3K-4Ⅰ號礦體坑道350m處輝鉬礦呈薄膜狀產(chǎn)于圍巖表面4K-8Ⅱ號礦體坑道80m處輝鉬礦與黃鐵礦呈浸染狀、團(tuán)塊狀產(chǎn)于石英脈中5K-17Ⅱ號礦體坑道200m處輝鉬礦與黃鐵礦呈平行細(xì)脈狀產(chǎn)于石英脈中

Re、Os同位素比值的測定儀器為美國產(chǎn)TJA X-series電感耦合等離子質(zhì)譜儀(ICP-MS)。對于Re的測定，選擇質(zhì)量數(shù)185、187，用190監(jiān)測Os；對于Os的測定，選擇質(zhì)量數(shù)為186、187、188、189、190、192，用185監(jiān)測Re。

3 測試結(jié)果及討論

3.1 成礦時(shí)代

本次5件輝鉬礦樣品的測試結(jié)果見表2，采用187Re衰變常數(shù)λ=1.666×10-11/a(Smoliaretal.,1996 )，通過公式：

求得單個(gè)輝鉬礦樣品Re-Os同位素模式年齡介于(241.2±3.4)～(245.2±4.3)Ma之間，加權(quán)平均值為(243.8 ±1.6)Ma，(MSWD = 0.82)，初始值187Re/188Os =-0.15 ±0.19，趨近于0，表明實(shí)驗(yàn)測定的187Os幾乎全部是由187Re衰變形成的，因此，符合Re/Os同位素模式年齡計(jì)算的條件(蔣少涌等，2000)。利用Isoplot3.7軟件(Ludwig，2008)對5件樣品的測試數(shù)據(jù)進(jìn)行187Re-187Os等時(shí)線擬合，形成一條線性關(guān)系較好的直線(圖3a)，得到等時(shí)線年齡為(254±13)Ma(MSWD = 0.77)。等時(shí)線年齡與加權(quán)平均年齡存在一定的差異，這可能是Re-Os體系封閉時(shí)，化學(xué)分餾小，所采樣品的187Re含量(或187Re/188Os)相近造成的。此情況下，采用模式年齡的加權(quán)平均值來討論問題更為準(zhǔn)確(杜安道等，1994；靳新娣等，2010)。故，沙子溝鎢鉬多金屬礦床的成礦年齡為(243.8 ±1.6)Ma，為早三疊世成礦，而并非前人所認(rèn)為的燕山期。

3.2 成礦物質(zhì)來源

Re-Os同位素體系對硫化物礦形成及其在成礦過程中地殼物質(zhì)的混入程度具有高度靈敏的指示作用(Fosteretal.,1996)。Maoetal.,(1999)在統(tǒng)計(jì)分析、對比了中國各種類型鉬礦床中輝鉬礦的Re含量后發(fā)現(xiàn)，自殼源→殼?；旌显础Ｔ矗x鉬礦中Re的含量呈N×10-6→N×10-5→N×10-4(110)數(shù)量級上升(Maoetal.,1999；Steinetal.,1997；陳衍景等，2012)。從表2可見，沙子溝鎢鉬多金屬礦床中輝鉬礦Re的含量1.231×10-6～1.704×10-6，指示成礦物質(zhì)來自上地殼。

沙子溝鎢鉬多金屬礦床位于華北地臺北緣，自晚古生代以來，區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造多期次活動，巖漿作用多期次演化，為含礦熱液的運(yùn)移聚集提供了重要條件。礦體賦存于由白云鄂博群組成的沙子溝倒轉(zhuǎn)背斜的北西倒轉(zhuǎn)翼，受近東西向-北東向斷裂帶控制，成礦與硅化密切相關(guān)。根據(jù)沙子溝鎢鉬多金屬礦床的礦物組成、圍巖蝕變及礦體特征，參照曾慶棟等(2009)分類方案，初步確定其礦床類型為石英脈型礦床。

3.3 成礦動力學(xué)背景

沙子溝鎢鉬多金屬礦床位于華北板塊北緣造山帶西拉沐淪鉬礦帶的西南角(圖4)。曾慶棟等(2009)總結(jié)分析了西拉沐淪鉬多金屬成礦帶的成礦年代學(xué)資料，提出西拉沐淪成礦帶鉬礦具有三期成礦作用，分別為245Ma、150Ma和138Ma，其中，印支期鉬礦床的案例較少，主要為燕山期成礦。這也與閆聰?shù)?2011)對大興安嶺中南段及西拉沐淪成礦帶礦床的成巖成礦年齡數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析得到的結(jié)果相吻合，結(jié)果顯示該區(qū)域內(nèi)存在150～130Ma成巖成礦高峰期，顯示了區(qū)域內(nèi)燕山期大規(guī)模的構(gòu)造-巖漿-成礦高峰，該高峰期對應(yīng)的成礦動力學(xué)背景即為燕山期華北北緣古亞洲洋構(gòu)造體系向古太平洋構(gòu)造體系轉(zhuǎn)折-陸內(nèi)巖石圈減薄伸展時(shí)期。相比燕山期鉬礦化，印支期鉬礦化在該區(qū)域內(nèi)顯得較弱。

古亞洲洋在二疊紀(jì)末沿二連-賀根山縫合帶閉合(張振法等，2000；張振法等，2002)，目前，許多學(xué)者的研究結(jié)果都表明，華北北緣在古亞洲洋閉合后進(jìn)入華北板塊與西伯利亞板塊碰撞造山后伸展構(gòu)造環(huán)境，華北克拉通北緣和相鄰的北方造山帶作為一個(gè)整體進(jìn)入一個(gè)新的板內(nèi)構(gòu)造演化階段(曾慶棟等，2009)。

表2 沙子溝鎢鉬多金屬礦床輝鉬礦Re-Os同位素測試結(jié)果

注：模式年齡的不確定度還包括衰變常數(shù)的不確定度(1.02%)，置信水平95%。測試單位：國家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試中心(2012)。

圖3 沙子溝鎢鉬多金屬礦床輝鉬礦Re-Os同位素等時(shí)線圖(a)和模式年齡加權(quán)平均值圖(b)Fig.3 Re-Os isotopic isochron(a) and model age(b) diagram of molybdenite from the Shazigou W-Mo polymetallic deposit

近十年來，學(xué)者們在華北北緣及鄰區(qū)陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了一批印支期三疊紀(jì)鉬成礦事件的年代學(xué)信息，成礦年齡集中在248～222Ma(李華芹等，2006；曾慶棟等，2009；Zhangetal，2009；張彤等，2009；駱文娟等，2010；Liuetal，2010；侯萬榮等，2010；彭振安等，2010；蔡明海等，2011；Zengetal，2011b；孫燕等，2013)，對于這些礦床的形成構(gòu)造背景，大多數(shù)學(xué)者籠統(tǒng)地將其歸因于古亞洲洋關(guān)閉后的華北板塊與西伯利亞板塊碰撞造山后伸展環(huán)境(代軍治，2008；曾慶棟等，2009；張連昌等，2010)，而未對其進(jìn)行進(jìn)一步細(xì)分探討，且從碰撞擠壓環(huán)境向碰撞后伸展環(huán)境轉(zhuǎn)化的時(shí)限一直眾說紛紜。隨著研究的深入，有些學(xué)者指出西伯利亞板塊和華北板塊碰撞擠壓過程可能持續(xù)到三疊紀(jì)中期，之后進(jìn)入碰撞后伸展過程(Wuetal.,2007；Xiaoetal.,2009；曾慶棟等，2012)。李錦軼等(2007)通過對內(nèi)蒙古東部三疊紀(jì)同碰撞花崗巖和構(gòu)造研究也認(rèn)為，早-中三疊紀(jì)華北板塊和西伯利亞板塊之間仍為擠壓碰撞階段，晚三疊紀(jì)到早侏羅紀(jì)轉(zhuǎn)化為碰撞后伸展階段。Zengetal(2012)指出車戶溝斑巖型鉬銅礦床形成于同碰撞環(huán)境，孫燕等(2013)也同樣指出白土營子礦田鉬銅礦化形成于西伯利亞板塊與華北板塊同碰撞造山過程。曾慶棟等(2012)將華北克拉通北緣三疊紀(jì)鉬礦化分為兩期：248～236Ma為早印支期，該期鉬礦形成于西伯利亞板塊與華北板塊同碰撞構(gòu)造環(huán)境；236～222Ma為中印支期，該期鉬礦形成于碰撞后伸展構(gòu)造環(huán)境。本文研究的沙子溝鎢鉬多金屬礦床的成礦作用發(fā)生在243.8 ±1.6Ma，屬于曾慶棟等(2012)劃分的早印支期(248～236Ma)成礦期，表明沙子溝鎢鉬多金屬礦床應(yīng)該形成于西伯利亞板塊和華北板塊同碰撞的構(gòu)造環(huán)境。

值得一提的是，華北克拉通南緣及鄰區(qū)的三疊紀(jì)鉬礦化主要發(fā)生226～210Ma，為中-晚三疊世成礦，晚于華北克拉通北緣及鄰區(qū)的三疊紀(jì)鉬礦化，形成于揚(yáng)子板塊與華北板塊同碰撞造山過程(曾慶棟等，2012)?？梢?，華北克拉通南北緣同碰撞背景下的鉬礦化具有一定的普遍性，值得引起關(guān)注。

3.4 討論

從圖4可以看出，目前在華北克拉通北緣西拉沐淪鉬礦帶內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的鉬礦床(點(diǎn))主要集中分布在四條區(qū)域性深大斷裂(西拉沐淪斷裂、朝陽-赤峰斷裂、大興安嶺斷裂、嫩江斷裂)所構(gòu)成的“井”形構(gòu)造的交匯部位附近，以“井”形構(gòu)造的北西、北東及南東交匯部位附近的鉬礦床分布較多，而在“井”形構(gòu)造的南西交匯部位附近目前發(fā)現(xiàn)并報(bào)道的鉬礦床較少。燕山期鉬礦床(點(diǎn))主要分布在“井”形構(gòu)造的北西(西拉沐淪斷裂與大興安嶺斷裂)和北東(西拉沐淪斷裂與嫩江斷裂)交匯處附近，成巖成礦年齡主要集中在130～150Ma，形成于華北克拉通陸內(nèi)伸展與巖石圈減薄作用背景下(曾慶棟等，2009；閆聰?shù)龋?011)。而印支期早三疊紀(jì)鉬礦床(點(diǎn))主要分布在“井”形構(gòu)造的南東(朝陽-赤峰斷裂與嫩江斷裂)交匯部位附近，大致沿朝陽-赤峰斷裂呈帶狀分布，成巖成礦年齡集中在240～248Ma(表3)，形成一條印支期早三疊紀(jì)鉬礦帶，該期成礦形成于西伯利亞板塊和華北板塊同碰撞造山背景下(曾慶棟等，2012)。本次研究的沙子溝鎢鉬多金屬礦床位于“井”形構(gòu)造的南西(大興安嶺斷裂與朝陽-赤峰斷裂)交匯部位附近，成礦時(shí)代也為早三疊世，填補(bǔ)了“井” 形構(gòu)造西南角鉬礦化的空白，擴(kuò)大了早三疊紀(jì)鉬礦帶的范圍。另外，在西拉沐淪鉬礦帶附近發(fā)現(xiàn)的查干花斑巖型鉬銅礦(蔡明海等，2011a)和查干德爾斯斑巖型鉬銅礦床(蔡明海等，2011b)，也形成于早三疊世。這些早三疊紀(jì)鉬礦床的發(fā)現(xiàn)，顯示早三疊世在華北克拉通北緣及附近存在一次較普遍的鉬成礦事件。

圖4 華北克拉通北緣西拉沐淪鉬礦帶大地構(gòu)造位置圖(a 據(jù)曾慶棟等,2012 修改) 和地質(zhì)圖(b 據(jù)Zeng et al.,2011a 修改)Fig.4 Tectonic location map (a modified after Zeng et al.,2012) and geological map (b modified from Zeng et al.,2011a) of Xilamulun molybdenum metallogenic belt in the northern margin of the North China Craton)1-第四系;2-二疊紀(jì)火山巖及變質(zhì)巖;3-奧陶紀(jì)-志留紀(jì)變質(zhì)巖;4-中生代火山巖及沉積巖;5-太古代花崗巖及變質(zhì)巖;6-晚燕山期花崗巖;7-早燕山期花崗巖;8-海西期花崗巖;9-主干斷裂;10-斑巖型鉬礦床(點(diǎn));11-其他類型鉬礦床(點(diǎn));12-早三疊 紀(jì)鉬礦床1-Quaternary;2-Permian volcanic rock and metamorphic rock;3- metamorphic rock of the Ordovician-Silurian;4-volcanic rock and metamorphic rock of the Mesozoic era;5-granite and metamorphic rock of the Archeozoic era;6-granite of the late Permian;7-granite of the early Permian;8-granite of the Hercynian;9-main fault;10-porphyry molybdenum deposits;11-other types of molybdenum deposits;12- early Triassic molybdenum deposits

礦床(田)名稱地理位置礦化類型成礦元素組合成巖成礦年齡資料來源雞冠山赤峰市雞冠山區(qū)斑巖型Mo鋯石U-Pb(245±2.7)Ma曾慶棟等,2009車戶溝赤峰市松山區(qū)斑巖-石英脈型Mo-Cu輝鉬礦Re-Os(245±5)MaZengetal.,2012元寶山赤峰市元寶山區(qū)石英脈型Mo輝鉬礦Re-Os(248±3)MaLiuetal.,2010查干花烏拉特后旗斑巖型Mo-Cu輝鉬礦Re-Os(242±3.5)Ma蔡明海等,2011a查干德爾斯烏拉特后旗烏蘇鎮(zhèn)斑巖型Mo-Cu輝鉬礦Re-Os(243±2.2)Ma蔡明海等,2011b金廠溝赤峰市敖漢旗斑巖型Mo-Cu輝鉬礦Re-Os(244.7±2.5)Ma江思宏等,2011鴨雞山赤峰市敖漢旗石英脈型Mo-Cu輝鉬礦Re-Os(240±3.8)Ma代軍治等,2012白土營子赤峰市敖漢旗斑巖-石英脈型Mo-Cu輝鉬礦Re-Os(248～245)Ma孫燕等,2013沙子溝錫盟太仆寺旗石英脈型Mo-W輝鉬礦Re-Os(243.8±1.6)Ma本文

總結(jié)發(fā)現(xiàn)，華北克拉通北緣及鄰區(qū)早三疊紀(jì)鉬礦礦化類型主要為斑巖型、石英脈型和斑巖-石英脈型；除雞冠山鉬礦、元寶山鉬礦和沙子溝鎢鉬多金屬礦外，這些礦床的成礦元素組合均為Mo-Cu(表3)；空間分布上，這些礦床均分布在華北克拉通北緣，呈EW向帶狀分布(圖4)。孫燕等(2013)對西拉沐淪鉬礦帶內(nèi)早三疊紀(jì)之后形成的鉬礦床進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)這些礦床多為單鉬礦床，如半拉山鉬礦、敖倫花鉬礦、碾子溝鉬礦、小東溝鉬礦等，多為燕山期成礦，這與陳衍景等(2012)對東北地區(qū)鉬礦成礦規(guī)律總結(jié)后得出的結(jié)論一致，即區(qū)內(nèi)單鉬礦床或以鉬為主的礦床礦化形成時(shí)間較晚，晚于早三疊紀(jì)(<250Ma)，集中在燕山期(130～150Ma)，而以銅為主的銅鉬礦床整體年齡偏老，集中在早三疊紀(jì)(240～248Ma)。

筆者認(rèn)為，上述華北克拉通北緣鉬礦化的差異，主要與大地構(gòu)造演化和巖漿演化方式密切相關(guān)。不同的構(gòu)造環(huán)境下造成巖漿演化的方式不同，形成的礦種不同。斑巖銅礦多形成于俯沖和碰撞擠壓環(huán)境，應(yīng)力調(diào)整比較迅速，有利于巖漿快速熔融和上升；斑巖鉬礦傾向形成于旋回起始和結(jié)束階段偏伸展的環(huán)境，應(yīng)力比較穩(wěn)定，有利于巖漿長時(shí)間結(jié)晶分異(孫燕等，2012)。早三疊世華北克拉通北緣仍處于西伯利亞板塊和華北板塊同碰撞階段，巖漿演化以部分熔融占優(yōu)勢，因此形成的鉬礦常伴生銅。而燕山期成礦，區(qū)內(nèi)完全處于板內(nèi)伸展環(huán)境，巖漿演化以結(jié)晶分異為主，有利于形成單鉬礦化。

華北克拉通北緣越來越多的早三疊紀(jì)鉬礦床的發(fā)現(xiàn)，顯示該區(qū)有一期早三疊紀(jì)鉬成礦事件。這些礦床基本上沿華北克拉通北緣斷裂呈帶狀分布、礦床類型主要為斑巖型和石英脈型、常具有鉬銅共伴生的特點(diǎn)、且時(shí)控性明顯，今后區(qū)內(nèi)的找礦勘查過程中應(yīng)注意把握以上規(guī)律。

4 結(jié)論

(1) 沙子溝鎢鉬多金屬礦床的輝鉬礦Re-Os同位素年齡為243.8 ±1.6Ma，表明沙子溝鎢鉬多金屬礦床形成于早三疊世，輝鉬礦Re含量為1.231×10-6～1.704×10-6，指示成礦物質(zhì)來自上地殼。

(2) 沙子溝鎢鉬多金屬礦床形成于古亞洲洋關(guān)閉后早三疊世西伯利亞板塊與華北板塊碰撞造山環(huán)境，該礦床的發(fā)現(xiàn)，擴(kuò)大了早三疊紀(jì)鉬礦的找礦范圍。該期鉬礦化在華北克拉通北緣及鄰區(qū)具有一定的普遍性，鉬礦床(點(diǎn))沿華北克拉通北緣斷裂呈帶狀分布，具有時(shí)控性明顯、鉬銅共伴生的特點(diǎn)，找礦潛力大。

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Re-Os Isotopic Dating of Molybdenites from the Shazigou W-Mo polymetallic Deposit, Inner Mongolia and its Geological Implications

PENG Neng-li1,2,XI Xiao-shuang2,KONG Hua2,CHEN Ze-feng2,WANG Gao2

(1.HunanInstituteofGeologicalSurvey,Changsha,Hunan410016;2.KeyLaboratoryofMetallogenicPredictionofNonferrousMetals,MinistryofEducation,SchoolofGeosciencesandInfo-Physics,CentralSouthUniversity,Changsha,Hunan410083)

The Shazigou W-Mo polymetallic deposit of Inner Mongolia is located in the southwest of the Xilamulun molybdenum metallogenic belt in the northern margin of the North China Craton. The molybdenites occurring as quartz-molybdenite-pyrite assemblages are usually vein-like, existing in the wallrock fractures. In order to determine the metallogenic age of this W-Mo deposit, we have made measurements to Re-Os isotope on 5 molybdnite samples collected from the deposit, yielding the model ages between (241.2±3.4)Ma and (245.2±4.3)Ma, with an average value of 243.8 ±1.6 Ma. It indicates that the mineralization in the Shazigou W-Mo multi-metal deposit occurred in the early Triassic. The Re contents of molybdenites in Shazigou vary from 1.231μg/g to 1.704μg/g, which can be used as an important indicator on the source of ore-forming material. It is likely that the Mo ore-forming material in the deposit was derived from the upper crust. Comparing with other Mo or Mo-bearing deposits in the regional molybdenum metallogenic belt, it is inferred that the formation of the Shazigou W-Mo deposit is associated with the collision of the North China and Siberria Plates after the closure of the Paleo-Asian Ocean. The ore-forming age of this deposit provides new evidence for the tectonic magmatic mineralization in the northern margin of the North China Plate in the of early Triassic, which will help expand the scope of regional prospecting.

Re-Os isotopic dating, Shazigou W-Mo polymetallic deposit, Early Triassic, Xilamulun Mo-metallogenic belt, Inner Mongolia

2014-03-18；

2015-03-16；[責(zé)任編輯]郝情情。

彭能立(1987年-)，男，2013年畢業(yè)于中南大學(xué)，獲碩士學(xué)位，礦物學(xué)、巖石學(xué)、礦床學(xué)專業(yè)，助理工程師，從事區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查工作。E-mail:pnlcsu@163.com。

P618

A

0495-5331(2015)05-0838-11