北祁连西段小柳沟钨钼矿床地质与地球化学特征

【摘要】小柳沟钨钼矿床位于北祁连西段多金属成矿带，是区内典型的与花岗岩类有关的矿床。本文在前人研究工作的基础上，利用电子探针、显微测温、电感耦合等离子体质谱和同位素质谱等技术手段，开展了矿物学特征、微量元素地球化学、流体包裹体、稳定同位素、锆石U-Pb年代学和Hf同位素等研究，并进行了同类型典型矿床对比研究，取得的主要成果如下：1．小柳沟钨钼矿床发育三种矿化类型：斑岩型矿化、矽卡岩型矿化、石英脉型矿化。矿化类型在空间上分带明显，以岩体为中心自下而上发育斑岩型钼矿化、矽卡岩型钨矿化、石英脉型钨钼矿化。小柳沟钨钼矿床的形成过程主要经历了矽卡岩阶段、退化蚀变阶段、石英-氧化物-硫化物阶段、石英-碳酸盐阶段，其中退化蚀变阶段和石英-氧化物-硫化物阶段是主要矿化阶段。2．小柳沟花岗质岩体主要由二长花岗岩和花岗闪长岩组成，二者在矿物组成上以石英、钾长石、斜长石为主，暗色矿物为黑云母。电子探针分析表明，二长花岗岩中斜长石为钠长石，黑云母属铁质黑云母；花岗闪长岩中斜长石为更长石，黑云母属铁质黑云母-镁质黑云母。小柳沟花岗质岩体形成于较高氧逸度环境，有利于钨钼（铜）矿的形成。二者成岩物质主要来源于地壳，花岗闪长岩有相对多地幔物质的加入。3．通过LA-ICP-MS锆石U-Pb测年，获得小柳沟二长花岗岩和花岗闪长岩侵位时代分别为454.0±2.0Ma和417.7±1.7Ma，属于加里东期岩浆活动的产物，并于海西期和燕山期经历过岩浆热事件的改造。小柳沟花岗质岩体具有高硅富碱特点，属于弱过铝质高钾钙碱性系列，富集Rb、Th、U、K、Pb，亏损Ba、Sr、Ti、P，具有明显Eu负异常，尤其是二长花岗岩经历了高度分异演化，显示强烈的铕负异常，具稀土元素四分组效应特征，属于高分异I型花岗岩，钨钼（铜）矿化与二长花岗岩在时空和成因上关系密切。锆石Hf同位素分析结果显示，二长花岗岩εHf(t)为-4.45~4.04，tDM2=1176~1714Ma，花岗闪长岩εHf(t)为-4.18~4.43，tDM2=1124~1670Ma，表明二者并非来自于单一的源区，可能是由壳幔混合作用形成，其壳源源区很可能是古元古代-中元古代古老地壳岩石。结合区域构造演化，认为小柳沟二长花岗岩形成于俯冲背景下的活动大陆边缘环境，花岗闪长岩形成于碰撞造山环境。4．流体包裹体研究表明，小柳沟钨钼矿床主成矿阶段（第Ⅱ、Ⅲ阶段）中的成矿流体为高-中温度、中-低盐度的NaCl-H2O-CO2-（CH4）流体体系，成矿后（第Ⅳ阶段）为中-低温、低盐度的NaCl-H2O流体体系，从成矿早阶段到成矿晚阶段，流体的温度和盐度均表现出逐渐降低的趋势。5．H、O同位素组成表明，早期（第Ⅰ、Ⅱ成矿阶段）的成矿流体主要来源于岩浆水，晚期（第Ⅲ、Ⅳ阶段）的成矿流体有不同比例的大气降水混合，且随着成矿流体的演化，大气降水混入的比例呈增加趋势。综合流体包裹体测温及氢、氧同位素组成，本文认为流体不混溶（沸腾）作用（第Ⅱ阶段成矿）和流体的混合作用（第Ⅲ阶段成矿）是小柳沟钨钼矿床形成的主要机制。6.C同位素研究表明，小柳沟钨钼矿床的碳是一种岩浆热液与地层的混合碳。S同位素显示硫可能来源于岩浆热液。通过本次工作并结合前人研究成果，认为小柳沟钨钼矿床的钨可能来源于岩浆及地层，钼主要来源于岩浆。7.小柳沟钨钼矿床与邻区塔尔沟钨矿对比说明，成矿岩体的分异演化程度是造成两矿床成矿差异的主要原因，塔尔沟钨矿的成矿岩体分异较差，使大规模成矿受到一定限制，但因为具备广泛有利的矿源层条件，仍形成了较大规模的钨矿；祁连钨矿与华南钨矿、中国矽卡岩型钨矿与国外矽卡岩型钨矿的对比发现，不同构造体制，不同类型岩浆岩均可形成大型的钨矿。因此，有必要深化认识不同构造环境下钨矿的形成条件，如加里东期、海西期的俯冲及碰撞构造环境下中酸性花岗岩体对钨矿化的控制作用。
【作者】赵辛敏；
【导师】毛景文；张作衡；
【作者基本信息】中国地质大学（北京），矿物学、岩石学、矿床学，2014，硕士
【关键词】锆石U-Pb年龄；地球化学；流体包裹体；小柳沟钨钼矿；北祁连西段；

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