内蒙古兴阿斑岩钼矿床地质特征、成岩时代与岩浆成因研究

吴秀云;褚春岩;赵希成

【摘 要】兴阿钼矿床位于内蒙古自治区鄂伦春自治旗境内,是新近发现的一处超大型斑岩型钼矿床.矿体主要赋存于八道沟二长花岗斑岩体及其上的隐爆裂隙中,呈似层状分布,平均厚9.29 m,Mo平均品位0.118％.从岩体向外依次为钾化、硅化、绢英岩化、青磐岩化等斑岩型蚀变分带,围岩蚀变和物化探异常是重要的找矿标志.对矿区赋矿钾长花岗岩、成矿二长花岗斑岩和成矿后闪长玢岩开展了锆石LA-ICP-MS U-Pb定年,结果表明成矿作用发生于131～124 Ma,大约在129 Ma.3类侵入岩锆石Hf同位素研究显示,成矿相关岩浆源自新元古代末亏损地幔增生地壳物质的部分熔融.

【期刊名称】《矿产勘查》

【年(卷),期】2015(006)006

【总页数】13页(P6-701)

【关键词】兴阿斑岩型钼矿;蚀变分带;物化探异常;成岩时代;内蒙古

【作 者】吴秀云;褚春岩;赵希成

【作者单位】北京大学,北京100871;赤峰远野昌顺地质勘查有限公司,赤峰024005;

赤峰远野昌顺地质勘查有限公司,赤峰024005

【正文语种】中 文

【中图分类】P618.65

中国东北地区在地质构造上夹于西伯利亚板块和华北克拉通之间，是中亚造山带的东段［1］，经历了古亚洲构造成矿域与环太平洋构造成矿域的叠加复合和构造转换地质作用，成矿条件优越，成矿作用强烈，矿床类型丰富，找矿潜力巨大。据统计，东北地区已发现70余处钼矿床，探明资源量仅次于东秦岭钼矿带［2］(图1)。大兴安岭北段是东北地区最重要的钼成矿带之一，位于乌兰浩特市以北、松辽盆地以西的大兴安岭腹地。已发现著名的多宝山、乌努格吐山大型铜钼矿床以及迄今为止中国北方规模最大的钼矿床——岔路口超大型钼矿［2］(134万t)。

兴阿钼矿床即位于大兴安岭北段，是赤峰远野昌顺地质勘查有限公司历经5年勘探确定的一处超大型钼矿，探明钼资源量88万t，平均品位0.118%。该矿床新近发现，缺乏详细的基础地质、年代学和地球化学等方面的工作，且毗邻岔路口超大型钼矿，进一步勘探和研究的潜力巨大。鉴于此，本文对兴阿钼矿床开展了较系统的地质、岩(矿)相学和同位素年代学的研究，对其产出构造环境、地质特征、形成时代和岩浆成因进行了深入研究和探讨。

兴阿斑岩钼矿床位于内蒙古自治区鄂伦春自治旗境内，北西距阿里河镇27 km，地理坐标范围:东经123°30'00″～123°34'00″，北纬50°40'30″～50°44' 00″(图2)。矿床所

在的大兴安岭北段位于二连—贺根山—黑河缝合带和蒙古—鄂霍茨克缝合带之间，包括兴安地块和额尔古纳地块两个构造单元［2］(图1)。该区中生代以前属于西伯利亚板块东南缘增生带，其基底由众多微陆块拼合而成。三叠纪以来，主要受蒙古—鄂霍茨克板块俯冲作用和环太平洋构造体系影响［2-3］。在中晚侏罗世—早白垩世，造山带岩石圈减压伸展与太平洋板块俯冲引发的弧后伸展叠加［4］，导致大量中酸性岩浆岩发育，并伴随大规模成矿作用［1］。

1.1 地层

区域上主要出露地层有震旦系额尔古纳河组火山岩、侏罗系满克头鄂博组火山岩及第四系沉积物(图3)。震旦系额尔古纳河组(Ze)出露在矿区六道沟以东，南起嘎仙镍钴矿区，呈NE向分布。下部地层分布在阿里河南岸(图3)，主要为强片理化变质砂岩、变英安岩、浅灰色厚层状大理岩、透闪石大理岩、石英片岩，分布面积约70 km2;上部地层分布在阿里河北岸，主要为凝灰岩、岩屑、晶屑熔岩、安山玢岩夹硅质岩、钙质粉砂岩、微晶页岩、砂砾岩、砂岩、凝灰角砾岩(厚度＞3026.73 m)，面积20 km2(图3)。

侏罗系满克头鄂博组出露在矿区中部，呈北东向分布，面积约150 km2。该组火山岩为主要赋矿围岩，主要有黑云母英安玢岩、碱性流纹岩、流纹斑岩、霏细斑岩、酸性熔岩或酸性凝灰熔岩、凝灰角砾岩等，总厚＞1603.45 m。

第四系沉积物主要为沼泽、残坡积物、冲洪积物，分布于现代河床、河漫滩及沟谷的低凹处，岩性为残坡积碎石、黑色黏土、亚砂土及淤泥和砂，厚度在1～10 m之间。

1.2 构造

兴阿钼矿区处于吉峰—环宇压性断裂带(F10)与甘河断裂带(F16)北缘的交汇处(图4)。矿区以NE向断裂为主，NW、NWW、NNE向断裂次之。

吉峰—环宇压性断裂带为NE向，构造规模较大。可分为东西两个断裂带，西带为吉峰—环宇断裂带，东带为托扎敏—齐奇岭断裂带，长度大于600 km，吉峰—环宇断裂带南北两端均延至区外，由12条断裂组成，总体走向北东30°～50°，主要有F9、F10、F15、F14、F16、F17，为东带断裂，长度大于50 km。平行断裂带节理密集，节理产状:120°～125°，∠70°～90°，向南东或北西倾。NE向断裂早于NW、NWW、NNE向断裂。NWW向断裂为逆冲平移断裂。兴阿矿区(图1-50)及岔路口钼矿(图1-52)均分布在该断裂带上(图4)。

甘河断裂带于中生代早期形成，主要有甘河镇北断裂F28、吉文—齐奇岭南575高地断裂F29、吉文南—老道口断裂F30、诺敏河断裂F31等平行排列的NWW向断裂，长度大于100 km，宽4～15 km，主要发育在晚古生代—中生代花岗岩及火山岩中。总体产状20°～25°，∠30°～65°，在断裂带内形成碎裂岩和一系列构造透镜体及斜交断面的节理。

上述两断裂带交汇处，控制了区域岩浆岩的形成和铜钼多金属矿床的分布。

1.3 岩浆岩

区域内岩浆岩从早期的中元古代环二库单元(Pt2H)、阿南林场超单元的阿里河单元

(DA)、阿东超单元的740高地单元(J2QS)到晚期乌鲁卡河超单元乌鲁卡河上游单元(K1WS)。岩性从超基性岩到细粒石英二长花岗岩发生演化，是酸性增强的趋势，后期形成的八道沟二长花岗斑岩(K1Bd)，是兴阿钼矿的成矿岩体(图3)。

中元古代环二库单元超基性岩主要为滑石化金云母化橄榄辉石岩，呈脉状近东西向分布在嘎仙镍钴矿区中;古生代泥盆纪阿南林场超单元阿里河单元(DA)为粗粒二长钾长花岗岩，分布在矿区NE和NW两端，面积约25 km2。

中生代侏罗纪中世阿东超单元740高地单元(J2QS)为中细粒钾长花岗岩，分布在矿区东侧和东南侧，面积＞150 km2;乌鲁卡河超单元乌鲁卡河上游单元(K1WS)为花岗斑岩，分布在矿区北部，出露面积约15 km2。

八道沟中细粒二长花岗斑岩岩株(K1Bd)是主要的成矿岩体，地表含钼在0.03%～0.05%之间。岩株周围尚环绕有乙、丙类异常，异常元素以Cu、Pb、Zn多金属异常为主，并伴有贵金属Au、Ag及As、Sb、Hg等远程元素异常。

2.1 赋矿岩体特征

兴阿钼矿床钼矿化主要发生于中细粒钾长花岗岩、二长花岗斑岩和侏罗系满克头鄂博组火山岩中。八道沟二长花岗斑岩岩株为成矿斑岩体(图5)。出露面积约0.5 km2，其顶上带仅残存在岩株周围的火山岩中。岩石灰白色—灰褐色、浅肉褐色，中细粒花岗结构，顶部呈斑状结构，块状构造(图6E)，石英多为灰白色—烟灰色，含量25%～45%;钾长石为肉褐色、肉红色，多为条纹长石，他形—半自形粒状，高岭土化，粒度0.25～5 mm，

含量35%～50%;斜长石为更长石，灰—灰白、灰褐色，半自形粒状、板状，聚片双晶，发生高岭土化、绢云母化，粒度0.2～5 mm，含量15%～25%;黑云母和白云母含量＜1%，粒度0.35～1.1 mm，片状，一组完全解理(图6F)。副矿物有磁铁矿、黄铁矿、锆石、磷灰石等。

钾长花岗岩分布于矿区的西北侧和东侧，总体上呈NE向分布，面积约150 km2(图5)。岩石呈肉褐色—肉红色，新鲜面为浅肉红色—深灰色，中—粗粒花岗结构、块状构造(图6A、C)。主要矿物为石英、钾长石、斜长石和少量黑云母(图6B、D)。石英为灰白—烟灰色，镜下表面光洁，他形—半自形颗粒状，含量25%～40%，粒度0.5～6 mm;钾长石为肉红—灰白色，含量25%～52%，粒度1～10 mm，他形或半自形板状，卡氏双晶，常见条纹，表面浑浊，高岭土化;斜长石多为更长石—拉长石，含量5%～30%，粒度2～6 mm，半自形—自形粒状、板状，聚片双晶发育，常见环带构造，发生黏土化;暗色矿物为黑云母，棕褐色，粒度0.3～1.5 mm，片状，见绿泥石化，含量1%～5%。

2.2 矿体特征

矿体主要赋存于二长花岗斑岩与围岩的内外接触带的构造裂隙，矿体形态严格受控于岩体顶部形态。矿体规模大小与裂隙率大小呈正相关，多呈脉状、透镜状及似层状产出(图7)。矿体呈帽状环绕斑岩体外侧，呈似层状、厚或薄板状平行分布(图7)。倾角一般为15°～35°。矿体平均厚度不大，连续性差，由29条矿体组成，近于平行分布，总体走向近南北，倾向北西，倾角一般为25°～85°。矿体总长大于1.5 km，宽近1 km，延深大于500 m，目前钻孔控制的矿体最低标高0 m。

矿体与围岩界线不清，从矿体的赋存规律和构造特点来看，反映了矿脉是沿早期压扭性断层充填形成。矿化呈细脉、网脉及浸染状分布(图8A、C、E)，单矿体并无明显界限。

2.3 矿石特征

矿石主要有他形晶粒状结构和自形晶结构。矿石中他形粒状辉钼矿紧密镶嵌在一起构成他形晶粒状结构，自形的辉钼矿、黄铁矿等构成自形晶结构(图8B、C)。矿石发育的构造主要有:辉钼矿等金属硫化物集合体形成的块状构造;辉钼矿及黄铁矿等矿物集合体，常相对集中构成大小不一，形态不同的团块状构造;金属矿物辉钼矿、黄铁矿、黄铜矿等，在脉石矿物中呈星散状浸染分布，构成浸染状构造;金属矿物辉钼矿、黄铁矿、黄铜矿等，沿岩石裂隙充填构成细脉—脉状构造。

矿石类型单一，仅见原生硫化矿石。矿石矿物成分较为简单，主要有:黄铜矿、辉钼矿、黄铁矿，偶见黝铜矿、斑铜矿(图8B、F)。脉石矿物主要有:石英、钾长石、斜长石、绢云母、绿泥石等，局部见有细脉状方解石(图8D)。辉钼矿呈浸染状分布，晶体呈他形—半自形片状或不规则脉状集合体，粒度0.1～0.8 mm;黄铁矿晶体呈他形，浸染状分布，集合体呈脉状或不规则团块状，镜下反射色呈淡黄色，反射力Ⅰ级，粒度0.3～1 mm左右。黄铜矿呈他形粒状或集合体状，粒度一般为0.3～1 mm，地表氧化后生成孔雀石，星散状分布，常与黄铁矿、辉钼矿伴生，部分黄铜矿沿黄铁矿边缘及裂隙分布，生成顺序:磁铁矿—黄铁矿—磁黄铁矿—黄铜矿;黝铜矿偶见，粒状集合体，粒度0.05 mm，包裹在黄铜矿中;斑铜矿偶见，星散状分布，粒度0.05 mm。孔雀石偶尔见到。石英呈隐晶—他形晶粒状，半自形晶波状消光，具熔蚀结构(少量)，次棱角状、次圆状、圆状、呈变余结构存在，局部呈脉状分布;绢云母呈细鳞片状，集合体呈迷雾状，单晶较小，粒度0.01～

0.03 mm，常与粒状石英及碳酸盐矿物相伴出现。

矿石中主要有益组分为Mo、Cu，有害组分含量甚微(表1)，对矿石质量及选冶性能影响不大。原矿主要化学成分及其他有益元素含量见表2。

2.4 蚀变与矿化阶段

矿床发育典型斑岩钼矿蚀变分带，自岩体向围岩呈有规律的面式蚀变:以钾化为中心，依次为硅化—黄铁绢英岩化—青磐岩化。(1)钾化(钾长石化和黑云母化)主要表现为二长花岗斑岩与钾长花岗岩中钾长石交代、石英—钾长石细脉，呈浸染状、团块状、脉状分布的黑云母(图9A、B);(2)硅化主要表现为大量出现的石英细脉、网脉和花岗岩中原生石英、钾长石、斜长石等逐渐被小颗粒石英交代(图9C)，硅化与矿体相伴出现，硅化较强的部位矿化好(图9D);(3)黄铁—绢英岩化主要表现为绢云母和石英交代斜长石、钾长石、黑云母或细脉状石英—绢云母—黄铁矿脉，以及浸染状分布的黄铁矿，该蚀变带与钼矿化关系最为密切(图9E);(4)青磐岩化主要分布于矿体边部，发育绿泥石、绿帘石等蚀变矿物，见石英—绿泥石—绿帘石脉(图9F)、石英—方解石脉(图9H)、方解石脉(图9G、I)。

根据矿物组合、矿石组构和脉体穿插关系，可将流体成矿过程分为以下3个阶段:(1)早阶段为钾长石—石英阶段(图10A)，特征矿物组合为钾长石+石英+黑云母+黄铁矿和少量辉钼矿，发育钾长石—石英脉、石英脉、钾长石—石英—辉钼矿脉，脉体细小，网脉中伴生少量黄铁矿，黄铁矿自形—半自形分布于石英脉内部或沿脉壁产出，粒度大小不一，可呈团块状产出(图10B)，辉钼矿呈星点叶片状分布(图10C)。该阶段主要伴随钾长石化、黑云母化、硅化;(2)中阶段为石英—多金属硫化物阶段(图10D)，以石英+辉钼矿+黄铁矿

+黄铜矿+闪锌矿+绢云母+绿帘石等组合为特征，见石英—辉钼矿—硫化物网脉，薄膜状辉钼矿脉等，以多金属硫化物网脉为特征，辉钼矿化显著。辉钼矿呈片状在围岩或网脉中浸染状产出，或沿脉壁、裂隙呈薄膜状分布(图10E)，黄铁矿呈自形—半自形粒状、黄铜矿为他形晶产出。该阶段主要蚀变类型为硅化和黄铁绢英岩化，是成矿主要阶段，形成钼富矿体;(3)晚阶段为石英—碳酸盐阶段(图10G)，以出现低温石英和方解石为特征，主要发育无矿石英脉、碳酸盐脉、石英—碳酸盐脉，个别见黄铁矿沿脉伴生，并有少量紫色萤石(图10H)。

3.1 地球化学特征

1∶25 000土壤地球化学测量，面积30.45 km2，测试12项，以异常下限(T)为背景，划分出3级浓度，其中可划分4级浓度的仅有Mo、Bi、Au和As 4种元素(表3)。依据各元素的套合，浓集中心明显程度、异常强度及组合元素多寡，划分出甲、乙、丙3个异常分区，共80个异常。化探异常集中分布在八道沟中细粒二长花岗斑岩岩株(K1Bd)周围。各类异常则以甲类异常为中心，乙类、丙类异常则依次环绕甲类异常分布，在丙类异常带中分布着1条NW向的Au异常带，长大于4 km，甲类异常共9个。

3.2 地球物理特征

岩石电性测定结果见表4。

1∶5000激电中梯测量，在矿区中部发现一新月形电阻率异常，编号Dρ7-1，ρs值为4000～9000 Ω·m，环的形状呈半月形，长轴方向NNE，长1300 m，宽约900 m。

环内分布着一系列的相对低阻(ρs为500～2000 Ω·m)异常核心部分。异常面积总体约1.1 km2，形态、大小、分布与土壤地球化学甲类异常相吻合。

在上述异常的西北部见DJ1、东北部见DJ2、东南部见DJ3激电异常，强度在4%～9%之间，异常尚未封闭。各对应位置电阻率异常Dρ1、Dρ2、Dρ3显示相对低阻，其值为500～1800 Ω·m。在这些部位施工的小圆井，较普遍见到矿化蚀变，主要为黄铁矿化、磁铁矿化、褐铁矿化、绢英岩化、高岭土化和绿泥石化等。

为确定矿区主要岩浆活动时限和大致厘定成矿时间，通过详实的矿床野外地质考察，选取了3类主要侵入岩岩石样品进行锆石U-Pb定年。3类侵岩石分别为:在矿区大面积分布、与成矿关系密切并作为主要赋矿岩体的燕山期钾长花岗岩;主要赋矿岩体及可能为成矿母岩的二长花岗斑岩;穿切钾长花岗岩，只发育晚期泥化、碳酸盐化并未见矿化的(石英)闪长玢岩。实验所用样品均为矿区钻孔新鲜岩芯，样品蚀变弱、不含其他岩性包体、不发育各类型热液脉。

公司委托北京大学陈衍景教授研究团队对所采3类岩浆岩进行了系统的锆石U-Pb定年。经过严格的实验流程和测试，利用精确的LA-ICP-MS定年方法获得了准确的岩浆岩结晶年龄。3类侵入岩样品的锆石分析点均落在206Pb/238U-207Pb/205U谐和线上及其附近(图11)，具有较好的谐和性。钾长花岗岩(XA3-3-357)、二长花岗斑岩(XA7-3-288)和闪长玢岩(XA3-3-210)的锆石206Pb/238U加权平均年龄分别为(131±1)Ma、(129±1)Ma和(124±1) Ma［3］(图11)。

由于钾长花岗岩是兴阿钼铜矿床的主要赋矿围岩，成矿时间应晚于钾长花岗岩的侵位

结晶时间(131 Ma)。而侵入成矿岩体的闪长玢岩的形成时代为124 Ma，因此成矿作用应早于124 Ma。对于斑岩成矿系统，其成岩成矿作用往往近同时发生，或成矿稍晚于成岩作用，故由含矿岩体二长花岗斑岩年龄(129 Ma)推断成矿应发生于129 Ma或之后。由此可以推断，兴阿钼矿的成矿年龄介于124～131 Ma之间，大约在129 Ma。

锆石极强的稳定性使其Hf同位素组成较少受到后期地质作用的影响，其Lu-Hf同位素体系具有较高的封闭温度，且极低的Lu含量使我们能够获得它形成时准确的Hf同位素组成。因此，锆石成为目前示踪岩石源区和探讨地壳演化的重要工具［6-7］。

3类侵入岩样品的锆石Hf同位素组成研究同样由北京大学陈衍景教授研究团队完成。兴阿矿区3件中酸性侵入岩样品的Hf同位素组成类似，计算获得其εHf(t)值分别为6.8～8.4、6.7～7.8和5.8 ～8.4，二阶段模式年龄(TDM2)分别为579～670 Ma、616～680 Ma和578～721 Ma，显示了它们具有同源特征。在εHf(t)与U-Pb年龄图解中，3件样品均分布在亏损地幔和球粒陨石演化线之间的区域，而远离古老地壳Hf演化线(图12)。一般认为，花岗质岩石的正εHf(t)值反映了岩浆源区为亏损地幔或从亏损地幔中新增生的年轻地壳物质［8］，而花岗岩岩浆不可能直接来自于地幔的部分熔融［9］。因此，矿区岩浆岩来源于新元古代末从亏损地幔增生的地壳物质的部分熔融。

综合区域构造演化历史，分析认为兴阿钼矿区内主要成矿岩浆岩成因为:新元古代末从亏损地幔增生的地壳物质在晚侏罗世由于蒙古—鄂霍茨克洋的闭合［10］，发生了强烈的碰撞、挤压、缩短、加厚［11］，并在早白垩世受到造山带岩石圈伸展和太平洋板块俯冲引发的弧后伸展作用的叠加，发生大规模部分熔融，形成了区内侵入岩［12-13］。

(1)兴阿钼矿床是一处特大型斑岩矿床，具有规模大、品位低、埋藏浅、环状围岩蚀变及特别的物化探异常特征。

(2)钼矿体产于二长花岗斑岩及其围岩顶上带，从岩体至围岩发生了强烈钾化→石英—绢云母化→泥化→青磐岩化蚀变分带特征，矿石主要为中高温热液细脉浸染状结构、块状构造。

(3)赋矿钾长花岗岩形成于(131±1)Ma，成矿二长花岗斑岩发育于(129±1)Ma，成矿期后二长闪长玢岩形成于(124±1)Ma。因此，钼成矿作用发生于124～131 Ma之间，大约在129 Ma。

(4)3件中酸性侵入岩样品Hf同位素组成基本一致，εHf(t)值分别为6.8～8.4、6.2～7.7和5.8 ～8.4，二阶段模式年龄(TDM2)分别为579～670 Ma、616～703 Ma和578～721 Ma，显示了它们具有同源性，均来源于新元古代末从亏损地幔新增生地壳物质的部分熔融，并可能有部分地幔组分的贡献。

致谢 本文为2014年呼伦贝尔市和内蒙古自治区国土资源厅“大兴安岭和得耳布干成矿带找矿理论方法技术研讨会”会议成果论文。在成文过程中，得到呼伦贝尔市国土资源局张德平副、杜鹏工程师的大力支持和帮助，《矿产勘查》编辑部也提出了宝贵的修改意见，作者在此一并深表谢忱。

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