豫西熊耳山地区中生代花岗岩类时空演化与钼（金）成矿作用

【摘要】：本研究通过较为详细的野外地质工作,采用区域矿床调查和典型矿床解剖的系统研究方法,利用锆石SHRIMP U-Pb法厘定熊耳山地区花岗岩类岩体的年龄,采用ICP-MS法直接测定南泥湖等钼矿床辉钼矿的Re-Os同位素年龄;在准确厘定成矿年龄的基础上,结合花岗岩和钼(金)矿床的地质地球化学特征研究,探讨了花岗岩类的时空演化规律、钼(金)矿大规模成矿作用特征、岩浆演化与钼金矿床的成生关系及其形成的地球动力学过程。 阐述了区内中生代花岗岩的时空分布特征、类型及其岩石学、矿物学、岩石化学、微量元素、稀土元素、同位素等特征,并对花岗岩类进行构造环境判别,分析了其形成的大地构造背景。利用SHRIMP 锆石微区U-Pb 测年技术确定五丈山岩体的结晶年龄或侵位时间为156.8±1.2Ma,花山岩体为130.7±1.4Ma,合峪岩体为127.2±1.4Ma,南泥湖岩体为157.1±2.9Ma,上房沟岩体为157.6±2.7Ma,雷门沟岩体为136.2±1.5Ma。 总结了本区钼矿床的地质特征、时空分布特征、矿化类型,探讨了钼(金)矿床成矿流体作用和演化特征。采用ICP-MS 法测定了各钼矿床的辉钼矿Re-Os 同位素模式年龄:南泥湖为141.8±2.1Ma;三道庄为144.5±2.2～145.0±2.2Ma,平均为145.0±2.2Ma;上房沟为143.8±2.1～145.8±2.1Ma,平均为144.8±2.1Ma;雷门沟为131.6±2.0Ma～133.1±1.9Ma,平均为132.4±2.0Ma。 系统研究了公峪金矿床的地质地球化学特征:公峪金矿床硫化物的δ34S 值变化于-1.7‰～2.2‰之间,与陨石硫的δ34S 值接近,反映为深源;主成矿期Ⅰ阶段流体的δD 值为-68‰～-86‰,δ18OH2O为-0.6‰～+4.9‰,Ⅱ阶段流体的δD 值为-67‰～-84‰,δ18OH2O为-0.6‰～-8.9‰,反映成矿流体Ⅰ阶段以深源水为主,Ⅱ阶段有大量大气降水混入。黄铁矿流体包裹体的3He/4He比值为1.05～3.17R/Ra,高于地壳的3He/4He 比值100 余倍,但明显低于地幔流体的3He/4H e比值;40Ar/36Ar=298～391,略高于大气氩的同位素组成;40Ar /4He 比值0.08～0.35,平均为0.20,与地壳40Ar/4He 比值一致。He、Ar 同位素组成特征显示了公峪金矿床成矿流体以大气降水为主,但同时有地幔流体成分。 熊耳山地区钼金矿床大规模成矿与区域地球动力学事件关系密切。钼(钨)矿床在成因上与花岗斑岩体密切相关,而金矿的形成则比较复杂,花岗岩侵位提供了热能,驱动地幔流体与地壳流体混合、对流循环,并从周围前寒武纪岩石萃取成矿物质,在适宜构造带卸载成矿。东秦岭钼矿主要出现在221.5±0.3Ma 左右和144.8±2.1-132.4±2.0Ma 等时限之间,其对应的地球动力学背景分别为华北与扬子克拉通的碰撞造山晚期和中国东部构造体制大转换后期及期后的岩石圈大减薄。