内蒙古敖仑花斑岩型钼矿床岩浆演化与成矿机理研究

【摘要】：内蒙古敖仑花钼矿床位于大兴安岭岩浆岩带南段,地处西伯利亚板块与华北板块所夹持的兴蒙造山带南段。近年来,在兴蒙造山带南段的西拉木伦河地区发现多个大型斑岩型钼铜矿床,被称之为西拉木伦河钼铜矿集区,受到国内众多学者的关注；目前该矿集区的研究,特别是典型矿床研究还相对较弱。敖仑花钼矿床是该矿集区内一个大型的斑岩型矿床,本文主要从矿床地质、岩浆岩岩石学、年代学、岩石及矿床地球化学等方面,对敖仑花钼矿床进行较详细的解剖,讨论了该矿床的成岩成矿机制,初步建立了成矿模式,为西拉木伦河钼铜矿床集中区及大兴安岭造山带寻找斑岩型矿床提供理论支持。论文主要取得了以下方面成果： 1、在进一步澄清矿化类型、矿石特征的基础上,划分了成矿阶段和矿化分带,详细研究了矿床的蚀变特征,查明了矿床热液蚀变类型和分带特征,由内向外可划分为石英-钾化带、石英-绢云母化带和角岩带,表现出典型斑岩型矿床的特征。 2、年代学研究表明,矿区的敖仑花岩体侵位最早,其年龄为134.1±1.4Ma,暗色包体U-Pb年龄为133.6±1Ma,流纹斑岩U-Pb年龄为127.7±0.87Ma,晚期的闪长玢岩年龄为125.2±0.7Ma,表明敖仑花矿区岩浆活动大约持续了9Ma左右。 3、在敖仑花岩体及英安斑岩脉中发现了暗色包体,并根据其岩相学、岩石地球化学、年代学等特征证明暗色包体是岩浆混合的标志,表明敖仑花岩体及闪长玢岩形成过程经历了壳幔岩浆混合作用。暗色包体的存在可能是对该区域幔源岩浆底侵作用的直接证据,幔源岩浆的注入是成矿岩浆获取金属及硫的有效途径。 4、根据侵入岩的岩石学及地球化学特征,将矿区岩浆岩分为以下3类：花岗闪长斑岩类(敖仑花岩体、花岗闪长斑岩脉等)、酸性脉岩类(石英斑岩、流纹斑岩)、后期中基性脉岩类(英安斑岩脉、闪长玢岩脉、辉绿岩脉等)。研究表明花岗闪长斑岩类可能是由幔源岩浆底侵致使下地壳重熔和演化形成的,在此过程中经历了岩浆混合作用；酸性脉岩类可能是由花岗闪长斑岩类的源区或者相似源区获取了更多陆壳物质后演化形成,并可能经历了花岗岩流体／熔体相互作用；后期中基性脉岩类是酸性脉岩类岩浆受幔源岩浆混合演化而来。 5、发现和研究了脉状岩枝的特征,脉状岩枝及其内熔融包裹体与液体包裹体共存,说明初始流体不太可能是单一的热水溶液；结合前人在敖仑花岩体中发现的“斑状石英”等研究结果,说明敖仑花钼矿床初始流体可能是通过深部岩浆出溶(即初始沸腾)的过程形成的。 6、C、H、O同位素资料表明,成矿流体为岩浆来源,在热液期受大气降水的影响明显。矿物S、Pb同位素数据显示,成矿金属(Mo、 Cu等)主要为岩浆来源。Pb同位素对比研究表明,成矿金属Mo受壳幔岩浆混合的影响明显,反映敖仑花岩体的岩浆混合作用与斑岩成矿作用之间存在成因联系。 7、流体包裹体研究表明,敖仑花钼矿床流体具有高温高盐度的特征。成矿流体的演化经历了深部岩浆出溶(初始沸腾)、热液期流体沸腾作用、流体的混合作用和水岩反应几个阶段。研究表明流体的沸腾作用是造成流体中成矿金属元素的过饱和与沉淀的主要原因；而水岩反应及地表水的混入对矿质的沉淀也可能存在一定影响。