粤北大宝山钼多金属矿床成矿模式与找矿前景研究

【摘要】： 粤北大宝山多金属矿床为我国著名矿床之一。尽管其研究程度较高,但是仍然存在一些关键性的问题尚未解决,如成岩与成矿时代的精确厘定、矿区次英安斑岩和花岗闪长斑岩的关联及其成矿意义、以及层状-似层状铜多金属矿床的成因,这些问题甚至还直接影响到确立合理的成矿模式和找矿模型。论文以该矿床为研究对象,在充分野外地质调查和前人工作的基础上,通过锆石U-Pb年代学、辉铝矿Re-Os年代学、岩相学、岩石地球化学、以及H-O、S、Pb同位素和流体包裹体研究,探讨成岩成矿时代及其成矿动力学背景、含矿斑岩的成因、成矿物质来源、成矿流体演化,并结合前人地、物、化、遥资料,确立该矿床的成矿模式,并对该区找矿前景进行了分析。主要成果和结论如下： 1.锆石U-Pb定年结果及岩体侵入接触关系表明,矿区次英安斑岩和花岗闪长斑岩均形成于约175 Ma,次英安斑岩形成时代略早于花岗闪长斑岩。辉钼矿Re-Os定年结果表明,斑岩型和矽卡岩型钼矿床成矿时代约165 Ma,与层状铜铅锌矿床辉钼矿Re-Os模式年龄(约164.7±3 Ma)一致,表明矿区各类矿床为同一成矿时代的产物。岩石Rb-Y+Nb和Rb/30-Hf-Ta×3图解显示,矿区两类成矿岩体形成构造背景同为碰撞造山后伸展环境。结合微量元素对岩体形成构造背景的制约以及矿床成岩成矿时代在区域上的时空一致性,推测大宝山钼多金属矿床的成岩成矿动力学背景为后造山伸展环境。 2.岩石地球化学组成表明,次英安斑岩和花岗闪长斑岩均为高钾钙碱性系列岩石,具高SiO2、富K2O和Na2O,Al2O3过饱和特征,其K2O/Na2O普遍偏高,分异演化程度中等。两类岩石主量元素组成和特征地球化学参数基本一致,且SiO2含量和其他的氧化物之间具有良好的线性关系,应为同源岩浆分异演化的产物。岩石富集大离子亲石元素(如Rb、Th、U、La、Ce、Pb等)和轻稀土元素((La/Yb)N=6.01-0.82),相对亏损Sr、Ba和重稀土结合全岩Sr、O同位素资料,揭示次英安斑岩和花岗闪长斑岩为介于Ⅰ型和S型之间的过渡型花岗岩(壳幔混合源型),即含地幔成份的深部物质在地壳深部发生部分熔融并受到陆壳混染而成,二者应该为同源不同相的产物。 3.矿石氢氧同位素资料表明(δ18OH2O为-4.42‰-8.05‰,δDH2O为-56.1‰--50.7‰),成矿流体为混合了部分大气水的岩浆水。矿石中硫化物硫同位素组成(634S值主要在-2.00‰-+3.00‰之间)显示,硫主要来自于斑岩岩浆体系。铅同位素大部分数据点落在俯冲带铅区中岩浆作用铅的范围内,说明矿石铅来源与矿区燕山期岩浆热液作用有关。综合研究结果认为：矿区斑岩型和矽卡岩型钼矿床以及层状铜铅锌矿床均为同一体系的岩浆热液矿床,其成因与矿区次英安斑岩和花岗闪长斑岩有关。 4.流体包裹体资料显示,矿床成矿温度在410℃-174℃之间,成矿主要发生在中低温阶段,钼矿化分为两个阶段：即320℃-240℃和220℃-170℃。成矿流体为富卤素、富碱质的含矿溶液,属于CaCl2(MgCl2)-NaCl-KCl-H2O体系。流体盐度为2wt%-17wt%,密度为0.67-0.98 g/cm3,瞬间均一压力变化范围为8.4×106-169.4×106Pa,铜铅锌多金属矿床成矿压力为50×106-70x106Pa,钼钨矿床成矿压力为40×106-50×106Pa。成岩成矿深度约为1.5-4km。 5.构造-岩浆体系：在南岭地区始于早侏罗世(190-180 Ma)的岩石圈后造山伸展背景下,区域上北东向和东西向构造从根本上控制了粤北地区岩浆侵入及多金属矿床的产出。矿区北东向官坪断裂的次级构造及其分支交汇处为成岩成矿的主要通道,主要断裂两旁伴生的次级断裂、褶皱和层间破碎带为矿体的导矿构造并提供赋矿空间。 矿区与花岗闪长斑岩和次英安斑岩有关的Mo-W矿化和Cu-Pb-Zn多金属矿化,在与碳酸盐岩和碎屑岩等不同岩性地层的接触带附近,构成了大宝山矿床斑岩型-矽卡岩型-热液脉型岩浆热液成矿系统。与南岭地区及邻区形成于燕山早中期、且与岩浆作用(与壳幔混合作用有关的深源岩浆)有关的钼多金属矿床,具有相同的成矿背景(伸展背景),构成了区域(岩浆热液矿床)成矿系统。 6.成矿模式：在燕山早期(约175 Ma)次英安岩斑岩沿北北西向断裂侵入,紧随其后花岗闪长斑岩侵入。岩浆期后的含矿热液,沿着东岗岭组碳酸盐岩地层层间破碎带顺层侵入,发生接触交代作用形成层状-似层状矽卡岩型铜铅锌多金属矿床；在与桂头群碎屑岩接触的部分可能形成斑岩型铜铅锌矿床,更晚些时候的含矿石英流体在距离岩体稍远的地层中形成脉状铜矿体。同时,花岗闪长斑岩期后热液在船肚地区与碳酸盐岩发生接触交代,以接触带为中心形成矽卡岩型钼钨矿；在与碎屑岩地层、以及在与次英安斑岩的接触部位形成斑岩型钼钨矿。本文将大宝山矿床的成矿过程划分为：矽卡岩化阶段,钼矿化阶段,铜铅锌矿化阶段,绿泥石-碳酸盐化阶段、表生氧化阶段。钼矿化阶段与铜铅锌矿化阶段时间较为一致,在时间先后上可能存在重叠。 7.找矿模型及找矿前景：具备以下条件的地区利于探寻Mo-W矿床：即出露燕山早期次英安斑岩-花岗闪长斑岩体及碳酸盐岩和碎屑岩围岩地层,并发生了云英岩化、绢云母化、矽卡岩化、透闪石-阳起石化,具备多组断裂交汇及主断裂伴生次级断裂、褶皱、层间破碎带,存在黄铁矿、辉钼矿、白钨矿、黑钨矿等；出现CSAMT中低阻异常、低缓正负磁异常；化探异常出现Mo-W等多元素强异常等。本文提出了三个有利的钼矿找矿部位：大宝山斑岩钼矿北部接触带北东地区,大宝山和船肚花岗闪长斑岩被北北东向断裂错断的部位以及已知钼矿体的深部。