东沟钼矿a型斑岩体锆石shrimpu-pb年代学研究.docxVIP

东沟钼矿a型斑岩体锆石shrimpu-pb年代学研究 东秦岭钼矿带位于中国最重要的大型钼矿分布区之一。该带分布着金堆城、南泥湖、三道庄、上房沟等世界级的超大型钼矿和雷门沟等大型钼矿床 (图1, 左下角小图) , 钼金属储量达300万吨以上。钼矿床主要为斑岩型和夕卡岩型。矿带内含矿斑岩体出露面积一般小于1 km2, 具斑状结构, 属同熔型 (I型) 花岗斑岩 (胡受奚等, 1988;王晓霞等, 1986) 。前人对其中的一些岩体和钼矿床分别进行了SHRIMP锆石U-Pb测年和钼矿的Re-Os同位素测年。南泥湖、上房沟含矿斑岩的SHRIMP年龄分别为157.1±2.9 Ma和157.6±2.7 Ma (毛景文等, 2005) , 雷门沟含矿斑岩SHRIMP年龄为136.2±1.5 Ma (Li et al., 2004) ;金堆城、南泥湖—三道庄、上房沟、雷门沟等斑岩 (—夕卡岩) 型钼矿床的辉钼矿Re-Os年龄为140 Ma左右 (黄典豪等, 1994;杜安道等, 1994;Li et al., 2004;李永峰等, 2005) 。在此基础上,毛景文等 (1999, 2003, 2005)、Li等 (2004)详细讨论了东秦岭钼矿大规模成矿作用的特点, 认为发生于140 Ma左右的中国东部构造体制大转换晚期的伸展环境是钼矿形成的地球动力学背景。 东沟钼矿床位于华北克拉通南缘的东秦岭钼矿带东部外方山地区 (图1左下角小图) , 是近些年来发现的超大型斑岩钼矿床。含矿的东沟花岗斑岩露头面积很小, 仅0.01 km2, 而钼矿的范围则要大得多, 容矿围岩除斑岩外, 还有中元古界熊耳群火山岩。已有资料初步表明:东沟斑岩体可能是其南部太山庙铝质A 型花岗岩基 (卢欣祥, 1999;河南省地质调查院1) 的分枝或岩浆分异晚期的产物 (张乃昌, 1996) 。那么, 东沟钼矿的成矿母岩则是铝质A 型花岗 (斑) 岩, 与南泥湖等钼矿的成矿母岩—I型花岗岩明显不同, 其形成的地球动力学背景是什么呢?这是一个非常有意义和重要的科学问题。为此, 本研究首先采用SHRIMP锆石U-Pb测年技术, 对东沟花岗斑岩进行了年代学精测;采用ICP-MS法直接测定东沟钼矿中辉钼矿的Re-Os同位素年龄;在准确厘定成岩成矿年代的基础上, 结合前人资料, 探讨了本区钼矿成矿与成岩的关系及其形成的地球动力学过程。 1 晚侏罗世-早白垩世构造格局转换和运用 东沟钼矿床位于河南省汝阳县, 地理坐标为东经112°22′～112°23′, 北纬33°56′30″～33°57′30″, 是河南省第二地质调查队在1984年开展1∶5万付店幅区域地质矿产调查时发现的。经近几年的详细勘查, 已控制钼资源量62.5×104t, 平均品位0.113%2, 为一超大型斑岩钼矿床。 华北克拉通南缘地处华北克拉通与秦岭造山带衔接部位北侧, 经受了多期构造演化:① 新太古代统一克拉通形成阶段, 由于地壳拉伸变薄, 在古华北克拉通边缘形成由花岗岩 (片麻状花岗岩、TTG岩系) —绿岩 (太华岩群中深变质岩系) 组成的结晶基底;② 中元古代早期陆缘裂谷阶段, 区内发生裂陷解体和横向伸展, 形成以陆相喷发为主的熊耳群火山岩系;③ 古生代末期—中生代早期俯冲—碰撞造山阶段, 扬子板块向华北板块俯冲碰撞, 导致区内出现推覆构造, 并成为秦岭造山带的重要组成部分 (张国伟等, 1997, 2001) ;④ 晚侏罗世-早白垩世构造体制转换和伸展阶段, 本区构造体制发生转换和伸展作用, 即主应力场由SN向转为近EW向, 形成NNE向构造体系, 沿着秦岭造山带北缘发生了大规模的逆冲推覆、拆离滑脱、块断、平移构造运动, 以及强烈的岩浆活动, 形成中酸性小斑岩体、花岗岩基, 以及沿大营、九店等断陷盆地形成早白垩统大营组、九店组中酸性火山岩。 太山庙岩体呈复式岩基出露于东沟钼矿南部太山庙一带 (图1) , 由中粗粒正长花岗岩、细中粒正长花岗岩、钾长花岗斑岩三个单元组成, 面积约290 km2。岩体中分布钼矿化和钼的地球化学异常。岩石呈浅肉红色、灰白色, 以中粗粒、中细粒花岗结构为主, 斑状结构次之, 块状构造, 晶洞、晶腺构造发育。晶洞为不规则椭圆形、长条形、不规则状, 大小2～10 cm, 其中充填伟晶状石英和钾长石。岩石由钾长石 (45%～65%) 、斜长石 (10%～15%) 、石英 (25%～30%) , 少量黑云母组成。岩石的SHRIMP锆石U-Pb年龄为115±2 Ma (另文发表) , 代表岩浆的结晶年龄, 形成于早白垩世晚期。据区域地质调查资料1, 该岩体岩石地球化学 (表1) 特征为高SiO2、富K2O, 贫FeO (注, 表示全铁, 下同) 、MgO、CaO, 岩石K/Na为1.17～1.70,