豫西嵩县前范岭石英脉型钼矿床地质地球化学与成因研究

【摘要】：东秦岭近些年来新发现的钼矿床类型——石英脉型钼矿床集中产于熊耳山和外方山结合部位。该区已发现石英脉型钼矿床(点)达12处,显示出良好的找矿前景。本次通过对前范岭石英脉型钼矿床进行详细的野外地质调查,运用流体包裹体、稳定同位素、放射性同位素年代学等方法和手段,重点研究了成矿流体性质、演化和来源、成矿物质来源、成矿年代和矿床成因等内容,取得了以下主要成果和认识: (1). Mo矿体主要为含辉钼矿石英脉,其次为石英脉两旁的蚀变围岩,对应的矿石类型为石英脉型和蚀变岩型。金属矿物主要有辉钼矿、黄铁矿、方铅矿等,脉石矿物主要有石英、重晶石、方解石、钾长石等。围岩蚀变类型主要有硅化、钾长石化、黄铁矿化、碳酸盐化、绢云母化、绿帘石化和绿泥石化等,根据蚀变特征和组合划分出钾长石化带和青磐岩化带两个蚀变带。根据矿物组合、矿石结构构造和不同脉体的穿插关系,将热液成矿期划分为3个阶段:黄铁矿-重晶石-石英阶段(Ⅰ);辉钼矿-石英阶段(Ⅱ);石英-方解石阶段(Ⅲ)。其中辉钼矿-石英阶段为主成矿阶段。 (2).流体包裹体测温结果表明,成矿温度变化在150℃~400℃之间,峰值集中在250℃~350℃左右,并且从早阶段到晚阶段温度呈降低趋势。流体盐度变化显示从早阶段到晚阶段呈上升趋势,并且晚期出现大量含子晶包裹体,为流体不混溶作用的结果。激光拉曼光谱分析结果表明,流体包裹体中的主要成分有H_2O、CO_2、N_2,未见到CH_4、H_2S等其他还原性成分。成矿流体为CO_2-H_2O-NaCl体系,属于中高温、中低盐度、强氧化性流体。 (3).氢、氧、碳、硫等稳定同位素结果表明,石英的δ~(18)O值较均一,变化范围9.8‰~11.1‰,计算得到δ~(18)O水‰变化范围1.3‰~4.3‰;流体的δD值变化范围为-81‰~-64‰。流体的氢、氧同位素组成显示成矿流体具有岩浆水来源特征。方解石的δ~(13)CV-PDB为-5.7‰~-1.8‰,平均值由第Ⅱ阶段的-4.7‰变化到第Ⅲ阶段的-2.5‰,显示流体中碳具有火成岩来源特征。辉钼矿、黄铁矿、重晶石的硫同位素组成显示双峰式特点,即辉钼矿和黄铁矿为较低的负值,而重晶石为较高的正值,是封闭体系中硫同位素分馏的结果。计算获得的流体总硫δ~(34)S为2‰,显示深源硫或岩浆硫特征。 (4).在成矿年代学研究方面,选择区内前范岭、纸房、大西沟和毛沟等四处石英脉型钼矿床进行辉钼矿Re-Os同位素测年。通过测试,得到他们的模式年龄为(215.0±3.1)Ma ~(238.8±3.2)Ma,等时线年龄为237.0±1.9Ma,为中三叠世。测年结果显示他们具有一致的成矿时代,形成于相同的地球动力学背景之下。 (5).前范岭钼矿床的成矿作用发生于华北与扬子两个板块的碰撞对接的晚期阶段。区域上整体的挤压造成了局部的剪切和伸展环境,强烈的板块碰撞引起深部岩浆活动。岩浆携带成矿物质沿断裂通道上升并演化出含矿热液。由于流体不混溶及氧化还原条件改变等因素,含矿热液在运移过程中卸载成矿物质,最终形成了断裂控制的石英脉型钼矿床。