大別山北麓斑巖型鉬礦床地質(zhì)特征及成因探討

大別山北麓斑巖型鉬礦床地質(zhì)特征及成因探討

李家，李，李，李，李，李，李，李，李，李，李，李，李，李，李，李，李，李，李，李，李，李，李，李，李，李，李，李，李，李，李，李，李，李，李，李，李，李，李，李，李，李，李，李，李，李，李，李，李，李，李，李，李，李。大別造山帶為秦嶺造山帶東延部分,是華北板塊和揚(yáng)子板塊兩大板塊碰撞拼合的典型區(qū)域。區(qū)內(nèi)構(gòu)造變動(dòng)頻繁,巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈,成礦地質(zhì)條件十分有利。大別山北麓鉬礦帶西起河南省羅山縣靈山地區(qū),東至安徽省金寨縣沙坪溝地區(qū),長(zhǎng)約350km,寬20~50km,面積約6000km2,大致呈近東西向成帶、南北向成群的空間展布特征,總體走向沿區(qū)域構(gòu)造線呈北西向狹長(zhǎng)帶狀展布。自西向東依次分布有天目溝、肖畈、母山、陡坡、大銀尖、姚沖、千鵝沖、湯家坪、沙坪溝、銀山等鉬礦床及眾多的鉬礦化線索(楊澤強(qiáng),2007;羅正傳等,2010;張懷東等,2010;李法嶺,2011;李毅,2013),是繼東秦嶺之后我國(guó)中部又一個(gè)重要的鉬礦集區(qū)。2000年之前,該區(qū)僅發(fā)現(xiàn)了母山、肖畈、大銀尖等幾個(gè)中小型鉬礦床(點(diǎn))。近年來(lái),隨著該地區(qū)勘查投入大幅度增加,相繼發(fā)現(xiàn)了湯家坪大型鉬礦床和千鵝沖、沙坪溝等超大型礦床(楊澤強(qiáng),2007;羅正傳等,2010),同時(shí)還發(fā)現(xiàn)了一大批中小型礦床,與東秦嶺鉬成礦帶相連,構(gòu)成了中國(guó)最大的鉬礦省,探明鉬資源儲(chǔ)量約500萬(wàn)t(Maoetal.,2011),成為河南省近幾年來(lái)實(shí)現(xiàn)地質(zhì)找礦的重大突破地區(qū)之一(李俊平等,2011)。20世紀(jì)60年代出現(xiàn)的Re-Os同位素測(cè)年技術(shù),于80年代逐漸成熟(李永峰等,2004a)。近幾年,采用該方法對(duì)大別山北麓斑巖型鉬礦床開(kāi)展定年研究,相繼發(fā)表了大批精測(cè)的年齡數(shù)據(jù)(楊澤強(qiáng),2007;羅正傳等,2010;楊梅珍等,2010,2011;李法嶺等,2011;盧欣祥等,2011),為準(zhǔn)確厘定大別山北麓斑巖型鉬礦床的成礦時(shí)代及其成礦物質(zhì)來(lái)源和成礦環(huán)境,進(jìn)而準(zhǔn)確劃分大別山北麓成礦作用時(shí)限及其特征,探討地球動(dòng)力學(xué)背景、演化規(guī)律和成礦過(guò)程,提供了重要科學(xué)依據(jù)。本文作者在實(shí)際研究的基礎(chǔ)上,結(jié)合前人的基礎(chǔ)研究成果,綜合論述了大別山北麓斑巖型鉬礦床的基本特征、成礦物質(zhì)來(lái)源以及成礦年代,重點(diǎn)探討其形成的地球動(dòng)力學(xué)背景。1山東北部沉積型巖漿活動(dòng)特點(diǎn)大別造山帶夾持于揚(yáng)子板塊向華北板塊俯沖碰撞的過(guò)渡地帶,呈東寬西窄的楔形(圖1),由多個(gè)形成于不同構(gòu)造環(huán)境、有著各自獨(dú)立建造特征、變形變質(zhì)和構(gòu)造演化序列的構(gòu)造地層地體,經(jīng)多次聚合后拼貼為一體的復(fù)雜構(gòu)造帶(李曙光等,1989;徐樹(shù)桐等,1992;楊巍然等,1999;湯加富等,2003;王勇生等,2004;翟明國(guó),2008)。造山帶東端被郯廬斷裂截切,西段通過(guò)南陽(yáng)盆地與秦嶺造山帶連接。大別造山帶自北而南大體劃分4個(gè)構(gòu)造單元:北淮陽(yáng)構(gòu)造帶、北大別變質(zhì)雜巖帶、南大別變質(zhì)核雜巖帶和宿松變質(zhì)雜巖帶(王清晨和叢柏林,1998;高山等,1999)。大別山北麓地區(qū)包括北淮陽(yáng)構(gòu)造帶和北大別變質(zhì)雜巖帶兩部分(圖1)。以北西西向桐柏-商城斷裂為界,北側(cè)為北淮陽(yáng)構(gòu)造帶,南側(cè)為北大別變質(zhì)雜巖帶。在大別山北麓地區(qū),構(gòu)造格架表現(xiàn)為近東西向與近南北向兩組構(gòu)造相互交織形成的網(wǎng)格狀構(gòu)造系統(tǒng)。區(qū)域性北西西向斷裂主要有龜山-梅山斷裂(簡(jiǎn)稱龜-梅斷裂)、桐柏-商城斷裂(簡(jiǎn)稱桐-商斷裂),近南北向斷裂主要有澀港斷裂、新縣斷裂和商城-麻城斷裂等。大別山北麓地區(qū)地層系統(tǒng)由北淮陽(yáng)構(gòu)造帶北亞帶、北淮陽(yáng)構(gòu)造帶南亞帶和桐柏-大別變質(zhì)核雜巖隆起亞帶三個(gè)部分組成。北淮陽(yáng)構(gòu)造北亞帶分布于欒川-明港韌性剪切帶(Fl)以南,龜-梅韌性剪切帶(F2)以北,該帶是在華北地塊統(tǒng)一基底上,經(jīng)過(guò)元古宇裂谷及早古生代活動(dòng)大陸邊緣演化、加里東-印支期板塊俯沖碰撞造山、中新生代推覆構(gòu)造作用而形成的一個(gè)規(guī)模大、多期次變質(zhì)變形的構(gòu)造巖漿帶。出露地層主要為秦嶺巖群、寒武系及石炭系。北淮陽(yáng)構(gòu)造南亞帶分布于龜-梅斷裂帶和定遠(yuǎn)-八里販斷裂之間,出露的地層為中元古界龜山巖組(Pt2g)中基性火山巖、泥砂質(zhì)碎屑巖沉積建造;中元古界滸灣組(Pt2+3h)中基性火山巖-陸源碎屑巖沉積建造;奧陶系下統(tǒng)-震旦系肖家廟組((Z-O1)x)泥砂質(zhì)碎屑巖夾碳酸鹽巖沉積建造;古生界定遠(yuǎn)組(Pz1－2d)基性火山巖及酸性火山碎屑巖沉積建造;泥盆系南灣組(Dn)陸源碎屑巖沉積建造。桐柏-大別變質(zhì)核雜巖隆起亞帶分布于定遠(yuǎn)-八里販韌性剪切帶以南,出露的地層為大別片麻雜巖(PtDog)和大別巖群(ArDb)。大別片麻雜巖(PtDog)是一套經(jīng)強(qiáng)烈變形變質(zhì)、多次熔融改造的巖漿雜巖體,主要巖石類型為二長(zhǎng)花崗質(zhì)片麻巖、云英閃長(zhǎng)質(zhì)片麻巖和黑云斜長(zhǎng)片麻巖等;大別巖群(ArDb)呈透鏡狀、似層狀形式零星分布于變質(zhì)深成巖系中,主要巖石類型為角閃黑云二長(zhǎng)片麻巖、斜長(zhǎng)角閃片麻巖、白云石英片巖、磁鐵石英巖等。區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)比較強(qiáng)烈,總體表現(xiàn)為巖漿作用時(shí)間的長(zhǎng)期性,巖漿作用方式、產(chǎn)出狀態(tài)的多樣性及時(shí)空的強(qiáng)烈差異性(李先梓等,1993;張國(guó)偉等,2001;李曉勇等,2006),主要表現(xiàn)為大量中酸性花崗巖、陸相火山巖和少量基性-超基性巖密切共生,構(gòu)成噴發(fā)-侵入系列。元古代巖漿活動(dòng)以噴發(fā)為主,主要為中元古界龜山巖組和滸灣巖組中的中基性火山巖,侵入活動(dòng)較弱,規(guī)模較小,主要呈脈狀、透鏡狀、似層狀的小巖株產(chǎn)出,巖性以輝長(zhǎng)巖為主,分布于大別變質(zhì)雜巖之中。古生代巖漿活動(dòng)以基性和中性侵入巖為主,基性巖主要為輝長(zhǎng)巖,呈串珠狀斷續(xù)分布于信陽(yáng)柳林至新縣王母觀一帶的桐柏-商城斷裂帶中,王母觀巖體Sm-Nd同位素地質(zhì)年齡為261±8Ma(楊澤強(qiáng),2006)。中性巖分布于龜-梅斷裂北側(cè)的光山馬販-文殊寺一帶,巖性為閃長(zhǎng)巖、石英閃長(zhǎng)巖、石英二長(zhǎng)巖及斜長(zhǎng)花崗巖等。巖石多蝕變變質(zhì),具片理化,呈巖株?duì)?、透鏡狀產(chǎn)出。其中有光山羅陳店石英二長(zhǎng)巖體,同位素年齡為338Ma(河南省地調(diào)三隊(duì),1991),王屠店及馬販一帶的閃長(zhǎng)巖體,同位素年齡為463.5±3.4Ma(顆粒級(jí)鋯石U-Pb年齡)(馬昌前等,2004)。中生代巖漿活動(dòng)十分頻繁,以燕山期最為強(qiáng)烈,印支期巖漿活動(dòng)不發(fā)育。中酸性侵入巖占主要地位,大的花崗巖基主要有靈山巖體、新縣巖體和商城巖體等,沿桐-商斷裂分布。中酸性侵入巖小侵入體更是數(shù)量眾多,如湯家坪、大銀尖、母山、亮山等,是研究區(qū)內(nèi)鉬多金屬的主要成礦母巖(劉清泉等,2013)。在大別山北麓,晚侏羅世至白堊紀(jì),又發(fā)育有廣泛的陸相火山噴出巖,即金剛臺(tái)組和陳棚組中酸性火山巖。其分布范圍西可延至桐柏地區(qū),向東延至安徽,可與我國(guó)的長(zhǎng)江中下游中生代火山盆地相連?？傊?強(qiáng)烈而廣泛的中生代巖漿活動(dòng)為巖漿熱液型鉬多金屬礦產(chǎn)的生成提供了物質(zhì)基礎(chǔ),而復(fù)雜的構(gòu)造環(huán)境,給礦液的運(yùn)移和儲(chǔ)存提供了有利的條件。2斑巖型鰲礦礦床大別山北麓位于秦嶺-大別造山帶東段,處于我國(guó)南北兩大板塊的結(jié)合部位,三疊紀(jì)末兩大板塊碰撞,形成秦嶺-大別造山帶,構(gòu)造及巖漿作用強(qiáng)烈,主要構(gòu)造方向呈近東西-北西西向;新生代,中國(guó)東部濱太平洋域構(gòu)造活動(dòng)開(kāi)始發(fā)育,形成北東向、近南北向的盆地及山脈,主要構(gòu)造線方向呈北東向、近南北向,深部巖漿沿構(gòu)造薄弱部位入侵,帶來(lái)成礦物質(zhì),并在上侵過(guò)程中活化、富集圍巖中的成礦物質(zhì),在有利構(gòu)造空間形成礦床。區(qū)內(nèi)斑巖型鉬礦床受構(gòu)造、巖漿活動(dòng)、地層的影響,具有成群成帶、分段集中分布的特征,總體分布趨勢(shì)為東西成帶,南北成群。在礦床的形成過(guò)程中,區(qū)域性深大斷裂控制了區(qū)域不同沉積建造、構(gòu)造巖漿巖帶、不同成礦單元的分布,區(qū)內(nèi)斑巖型鉬礦床、礦(化)點(diǎn)主要沿桐-商斷裂帶產(chǎn)出,呈北西西-近東西向帶狀分布,西起羅山肖畈、東抵商城湯家坪,長(zhǎng)達(dá)130km左右,位于大別變質(zhì)核雜巖隆起帶的北緣,分布于桐-商斷裂帶南側(cè),呈北西西向帶狀展布,主要礦床有母山鉬礦床、肖畈鉬礦床、千鵝沖鉬礦床、姚沖鉬礦床和湯家坪鉬礦床等。區(qū)內(nèi)近南北-北東向平斷裂與北西西-近東西向斷裂的交匯部位不但控制了中酸性巖漿巖的分布,而且之間控制了礦床產(chǎn)出部位。澀港斷裂與桐-商斷裂交匯部位附近形成母山鉬礦床和肖畈鉬礦床,新縣斷裂、晏家河-陡山河斷裂與桐-商斷裂交匯部位附近形成千鵝沖鉬礦床和姚沖鉬礦床,商-麻斷裂與桐-商斷裂交匯部位附近形成形成湯家坪鉬礦床。區(qū)內(nèi)鉬礦床呈等距分布,由于近南北-北東向斷裂以近30~50km間距錯(cuò)切北西-近東西向斷裂,致使區(qū)內(nèi)鉬礦床呈現(xiàn)近等距分布的特點(diǎn)。3典型礦床的地質(zhì)特征大別山北麓斑巖型鉬礦床主要為斑巖型鉬礦床,以湯家坪鉬礦床和姚沖鉬礦床為典型代表,區(qū)內(nèi)各礦床(礦點(diǎn))特征見(jiàn)表1。3.1湯家坪鰲礦湯家坪鉬礦位于商城縣達(dá)權(quán)店鄉(xiāng)香子崗村,礦區(qū)內(nèi)除了分布有花崗斑巖外,主要為元古界大別片麻雜巖以及第四系,地層總體走向北西-北西西,強(qiáng)烈的變質(zhì)變形作用使得地層層序大部分被破壞,片麻理產(chǎn)狀比較零亂,花崗斑巖體節(jié)理裂隙十分發(fā)育。地層巖性較簡(jiǎn)單,主要為黑云斜長(zhǎng)片麻巖、斜長(zhǎng)角閃片麻巖,由于受區(qū)域構(gòu)造和斑巖體上拱侵位影響,節(jié)理裂隙較發(fā)育;礦區(qū)構(gòu)造主要為一些小斷裂發(fā)育,以壓扭性和張扭性斷裂為主,斷裂帶內(nèi)巖石破碎程度較嚴(yán)重,硅化強(qiáng)烈,小斷裂構(gòu)造以及節(jié)理裂隙的普遍發(fā)育為鉬礦的形成提供了良好的容礦空間;礦區(qū)內(nèi)巖漿巖種類單一,主要為花崗斑巖,出露于礦區(qū)東南部,整體出露形態(tài)為一東南大、北西小的彎月型,出露面積約0.40km2,巖體呈不規(guī)則的巖株?duì)町a(chǎn)出,與圍巖呈侵入接觸關(guān)系。湯家坪鉬礦體明顯受斑巖體控制,熱液活動(dòng)使斑巖體及其圍巖發(fā)生不同類型、不同程度的蝕變,蝕變具分帶特征,局部蝕變有疊加,蝕變類型主要有硅化、鉀長(zhǎng)石化、絹云母化、黃鐵絹英巖化、綠泥石化、綠簾石化和碳酸鹽化等(圖2)(楊澤強(qiáng),2007a,2007b;楊澤強(qiáng)等,2008;李俊平等,2011)。鉬礦體賦存于早白堊世湯家坪?jiǎn)卧阕訊徯蛄械幕◢彴邘r體內(nèi)及其外接觸帶中(圖3),屬典型的斑巖型鉬礦床,其中I號(hào)鉬礦體長(zhǎng)1120m,寬960m,礦體呈似層狀,總體走勢(shì)向西南方向傾伏,向東北翹起尖滅,傾伏角在20°左右,鉬品位介于0.06%~0.30%之間,鉬礦資源量達(dá)大型規(guī)模。礦石類型主要為細(xì)脈浸染狀和浸染狀輝鉬礦礦石,礦石礦物主要為輝鉬礦,含少量的黃鐵礦、黃銅礦等;脈石礦物主要為石英、鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石、黑云母,含少量綠泥石、綠簾石和絹云母等。礦石具鱗片狀結(jié)構(gòu),礦石構(gòu)造為浸染狀、細(xì)脈浸染狀、細(xì)脈狀和薄膜狀構(gòu)造。3.2鰲礦構(gòu)造及蝕變特征姚沖鉬礦床位于大別山北麓河南省新縣戴嘴鎮(zhèn),處于桐柏-商城斷裂帶南側(cè)。區(qū)內(nèi)出露地層為元古界大別片麻雜巖和第四系,巖性主要為黑云斜長(zhǎng)片麻巖、含榴白云斜長(zhǎng)片(麻)巖和斜長(zhǎng)角閃(片)巖等,區(qū)內(nèi)構(gòu)造較復(fù)雜,主要表現(xiàn)為一些小斷裂構(gòu)造,其中斑巖體及外接觸帶中節(jié)理裂隙廣泛發(fā)育,為鉬礦床的形成提供了良好的運(yùn)移通道和容礦空間,是礦區(qū)的主要賦礦構(gòu)造,礦區(qū)內(nèi)酸性巖脈出露較多,主要為花崗斑巖脈,并有少量的花崗巖巖脈出露(圖4)。鉬礦體呈不規(guī)則狀、透鏡狀及似層狀,賦存于花崗斑巖體(脈)外接觸帶的中元古界片麻巖中(圖5),鉬礦體東西長(zhǎng)960m,南北寬800m,礦體最大厚度62.53m,平均厚度28.19m,鉬平均品位0.062%,鉬礦資源量達(dá)大型規(guī)模。礦石類型主要為浸染狀礦石、細(xì)脈-網(wǎng)脈狀、薄膜狀和角礫狀,礦石礦物有輝鉬礦、黃鐵礦、黃銅礦和黑鎢礦等,脈石礦物有石英、鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石、黑云母、綠泥石、綠簾石、角閃石、絹云母、螢石、方解石、輝石和石榴子石等。圍巖蝕變類型主要為硅化、鉀長(zhǎng)石化、絹云母化、綠泥石化、綠簾石化、方解石化、高嶺土化和螢石化等,蝕變常呈疊加特征,其中硅化、鉀長(zhǎng)石化和絹云母化與鉬礦化關(guān)系最為密切。姚沖鉬礦區(qū)位于重力異常梯度帶南側(cè)的重力低異常部位,且礦區(qū)內(nèi)有明顯的Mo異常地球化學(xué)暈,與礦區(qū)填圖觀測(cè)鉬礦化點(diǎn)相套合程度較高,表明深部存在隱伏礦體的概率較大。通過(guò)鉆探工程對(duì)礦區(qū)地質(zhì)、化探綜合異常驗(yàn)證,在綜合異常區(qū)發(fā)現(xiàn)了隱伏鉬礦體,充分表明該區(qū)化探異常為礦區(qū)尋找隱伏礦體的有效地球化學(xué)依據(jù)(李毅等,2013)。4關(guān)于液體包體的研究4.1流體包裹體分類本次流體包裹體測(cè)溫是在中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)地質(zhì)過(guò)程與礦產(chǎn)資源國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室流體包裹體實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行,使用的儀器為英國(guó)生產(chǎn)的LinkamTHMSG600型地質(zhì)用冷-熱臺(tái),測(cè)溫時(shí),儀器的使用溫度為-196~600℃,在0~600℃精度為±1℃,在-196~0℃時(shí),精度為±0.1℃,均一溫度重現(xiàn)誤差小于2℃,冰點(diǎn)溫度重現(xiàn)誤差小于0.2℃。升降溫的速率可以事先設(shè)置,也可以在操作過(guò)程中自己控制。設(shè)置的溫度變化速率一般為10℃/min,在相變點(diǎn)溫度附近,溫度變化率設(shè)置1℃/min。通過(guò)詳細(xì)的野外觀察和室內(nèi)鏡下鑒定,認(rèn)為大別山北麓斑巖型鉬礦床主要成礦期分為三個(gè)成礦階段,分別為早成礦階段(石英-鉀長(zhǎng)石階段)、中成礦階段(石英-多金屬硫化物階段)和晚成礦階段(石英-螢石或碳酸鹽巖階段)。本次以姚沖鉬礦床為主要研究對(duì)象,將各個(gè)成礦階段的樣品磨制成厚0.25~0.3mm的雙面拋光包裹體片,在顯微鏡下觀察,根據(jù)室溫條件下、均一狀態(tài)時(shí)流體包裹體的相態(tài)特征(圖6),結(jié)合前人對(duì)本區(qū)其他鉬礦床的研究成果,將大別山北麓斑巖型鉬礦床流體包裹體大致分為如下3類(表2):(1)CO2包裹體:分為純CO2包裹體(PC型)和CO2-H2O包裹體(C型)兩個(gè)亞類。其中純CO2包裹體在室溫下為兩相(CO2(g)+CO2(l))或單相(CO2(g)),CO2-H2O包裹體在室溫下為三相(CO2(g)+CO2(l)+H2O(l))或兩相(CO2(l)+H2O(l))(本文;王運(yùn)等,2009;李紅超等,2010;Yangetal.,2012;王玭,2013)。形態(tài)主要為橢圓形、條形和不規(guī)則形,大小2~20μm。主要分布在早、中期含礦石英脈中。(2)含子礦物的多相包裹體(S型、SW型和SC型):形態(tài)以長(zhǎng)條形為主、其次為橢圓形、不規(guī)則形,大小2~25μm,一般3~5μm。多數(shù)含1個(gè)以上的子礦物,子礦物種類豐富,湯家坪鉬礦流體包裹體中不透明子礦物為赤鐵礦、黃銅礦和脆硫銻鉛礦等,透明子礦物主要可能為石鹽、鉀鹽(楊艷等,2008;王運(yùn)等,2009);大銀尖鉬礦含子晶流體包裹體總體不發(fā)育(李紅超等,2010);千鵝沖鉬礦和姚沖鉬礦流體包裹體中不透明子礦物為黃銅礦等,不透明子礦物為方解石以及其它未知子礦物(本文;Yangetal.,2012;王玭,2013)。該類包裹體主要分布在早、中期含礦石英脈中。(3)水溶液包裹體(W型):形態(tài)呈橢圓狀、長(zhǎng)條狀,部分包裹體延一個(gè)方向分布,并向延長(zhǎng)方向拉長(zhǎng)。大小2~30μm,一般2~8μm。石英-螢石脈中包裹體大小明顯小于石英-鉀長(zhǎng)石脈(楊澤強(qiáng)等,2008)。包裹體在各期石英脈中均可見(jiàn)到,但以中、晚期脈中數(shù)量較多,在早階段石英中發(fā)現(xiàn)的水溶液包裹體為次生包裹體(本文)。綜上所述,在早階段石英中,以CO2-H2O包裹體為主,含水溶液包裹體和少量子礦物的多相包裹體;中階段以CO2-H2O包裹體水溶液包裹體為主;晚期階段石英中只有水溶液包裹體。4.2流體包裹體鹽度特征前人研究結(jié)果顯示,湯家坪鉬礦床流體包裹體均一溫度分布在115~460℃之間(楊澤強(qiáng)等,2008;楊艷等,2008;王運(yùn)等,2009),其中早階段流體包裹體均一溫度>375℃,中階段流體包裹體均一溫度集中在235~335℃之間,晚階段流體包裹體均一溫度集中在115~195℃之間(王運(yùn)等,2009)。含子礦物的多相包裹體升溫后,首先部分均一為氣相,其部分均一溫度在131~346℃之間,繼續(xù)升溫子晶融化,子晶融化溫度在214~419℃之間,多數(shù)集中于279~387℃之間(楊澤強(qiáng)等,2008);大銀尖鉬礦床均一溫度的峰值分別表現(xiàn)為280~320℃和200~220℃(李紅超等,2010);千鵝沖鉬礦床早階段流體包裹體均一溫度在295~396℃之間,中階段流體包裹體均一溫度集中在211~348℃之間,晚階段流體包裹體均一溫度集中在137~300℃之間(Yangetal.,2012)。湯家坪斑巖鉬礦床流體包裹體含鹽度介于1.41%~48.54%NaCleqv之間,具有典型的分組特征,其一含鹽度介于1.41%~15.67%NaCleqv之間,主要為CO2包裹體和水溶液包裹體,其二含鹽度介于32.6%~48.54%NaCleqv之間,主要為含子礦物的多相包裹體,這種高鹽度的流體包裹體表明該鉬礦床的初始成礦流體為高溫、較高鹽度的巖漿熱液,后期由于大氣降水的加入,鹽度逐漸降低(楊澤強(qiáng)等,2008);大銀尖鉬礦床流體包裹體鹽度的同樣表現(xiàn)出兩個(gè)峰值,表現(xiàn)為36.06%~42.78%NaCleqv高鹽度區(qū)間和5.11%~9.98%NaCleqv低鹽度區(qū)間(李紅超等,2010),鹽度的雙峰特征證明了沸騰作用的存在;千鵝沖鉬礦床從早階段到晚階段流體包裹體鹽度主要集中在2.24%~11.46%NaCleqv、2.2%~6.37%NaCleqv和0.53%~9.47%NaCleqv(Yangetal.,2012)。本次研究對(duì)姚沖鉬礦床不同成礦階段的流體包裹體進(jìn)行了詳細(xì)的顯微測(cè)溫分析,顯微測(cè)溫結(jié)果見(jiàn)表2,包裹體均一溫度和鹽度直方圖見(jiàn)圖7。對(duì)不同階段包裹體分述如下:早階段流體包裹體類型有C型包裹體、W型包裹體和S型包裹體,C型包裹體形態(tài)多呈負(fù)晶形、規(guī)則形和不規(guī)則形產(chǎn)出,大小介于2×3μm~14×28μm之間,CO2相體積變化一般為20%~90%。在冷凍后回溫過(guò)程中測(cè)得CO2固相的初熔溫度為-57.1~-58.8℃,略低于純CO2的三相點(diǎn)(-56.6℃),表明除CO2外可能含其他氣相組分,繼續(xù)升溫時(shí),籠合物消失溫度介于5.8~7.7之間,據(jù)此得到包裹體的鹽度為4.44%~7.98%NaCleqv,CO2相均一方式各異,至液相或氣相或臨界均一,部分均一溫度介于24.1℃~32.2℃之間,CO2相大于50%的包裹體極易爆裂,爆裂溫度介于255℃~423℃之間,未爆裂的C型包裹體的完全均一溫度介于264℃~382℃之間,液相或氣相或臨界均一,計(jì)算獲得流體密度變化于0.886~0.929g/cm3;W型包裹體形態(tài)多呈規(guī)則形和不規(guī)則形產(chǎn)出,大小一般在2×4μm~7×15μm,氣相體積集中于20%~50%,獲得其冰點(diǎn)溫度為-2.6~-4.4℃,據(jù)此獲得的鹽度為4.34%~7.31%NaCleqv,加熱過(guò)程包裹體均一至液相,均一溫度介于282℃~400℃之間,計(jì)算獲得流體密度變化于0.691~0.786g/cm3;S型包裹體形態(tài)呈規(guī)則形產(chǎn)出,大小一般為3×4μm左右,包裹體的冰點(diǎn)溫度集中于-5.2~-7.1℃,據(jù)此獲得的鹽度為8.14%~10.61%NaCleqv,除不熔子礦物外,S型包裹體氣液相均一至液相,均一溫度介于313℃~321℃之間。中階段流體包裹體類型有C型包裹體和W型包裹體,C型包裹體形態(tài)多呈負(fù)晶形、規(guī)則形和不規(guī)則形產(chǎn)出,大小介于2×5μm~21×32μm之間,CO2相體積變化一般為10%~80%。在冷凍后回溫過(guò)程中測(cè)得CO2固相的初熔溫度為-57.5~-60.9℃,繼續(xù)升溫時(shí),籠合物消失溫度介于5.7~8.9之間,據(jù)此得到包裹體的鹽度為2.20%~8.03%NaCleqv,CO2相均一方式各異,至液相或氣相或臨界均一,部分均一溫度介于20.7℃~31.6℃之間,CO2相大于50%的包裹體極易爆裂,爆裂溫度介于210℃~368℃之間,未爆裂的C型包裹體的完全均一溫度介于231℃~423℃之間,液相或氣相或臨界均一,計(jì)算獲得流體密度變化于0.755~0.909g/cm3;W型包裹體形態(tài)多呈規(guī)則形和不規(guī)則形產(chǎn)出,大小一般在3×5μm~11×22μm,氣相體積集中于10%~30%,獲得其冰點(diǎn)溫度為-1.7~-6.9℃,據(jù)此獲得的鹽度為2.90%~9.86%NaCleqv,加熱過(guò)程包裹體均一至液相,均一溫度介于171~367℃之間,計(jì)算獲得流體密度變化于0.720~0.967g/cm3。晚階段流體包裹體類型為W型包裹體,包裹體形態(tài)多呈規(guī)則形和不規(guī)則形產(chǎn)出,大小一般在3×3μm~10×21μm,氣相體積集中于5%~10%,獲得其冰點(diǎn)溫度為-0.6~-4.9℃,據(jù)此獲得的鹽度為1.05%~7.73%NaCleqv,加熱過(guò)程包裹體均一至液相,均一溫度介于119~172℃之間。計(jì)算獲得流體密度變化于0.902~0.934g/cm3。4.3成礦流體的類型流體包裹體研究表明,大別山北麓斑巖型鉬礦床中發(fā)育豐富的原生流體包裹體,這些包裹體不僅反映了成礦流體的基本特征,而且揭示了成礦流體的演化。其中,早成礦階段的流體包裹體類型和特征反映了初始成礦流體的性質(zhì),早成礦階段發(fā)育大量CO2-H2O包裹體(C型)、純CO2包裹體(PC型)和含子晶的CO2包裹體(SC型),流體包裹體均一溫度屬于高溫?zé)嵋悍秶?鹽度較高。因此初始成礦流體為高溫、高鹽度、高氧化性、富CO2、富含金屬元素的巖漿熱液。中成礦階段成礦流體中CO2含量顯示出有所下降的趨勢(shì),但依舊發(fā)育有大量的CO2-H2O包裹體(C型)包裹體,同時(shí)水溶液包裹體(W型)增多,包裹體的均一溫度總體屬于中溫?zé)嵋悍懂?由于CO2逸失導(dǎo)致流體鹽度偏高。表明中階段成礦流體以中溫、高鹽度、還原性、富CO2、富含金屬元素為特征。晚成礦階段成礦流體中廣泛發(fā)育水溶液包裹體(W型)和少量CO2-H2O包裹體(C型),不發(fā)育含子晶的包裹體(S型),螢石中只發(fā)育水溶液(W型)包裹體,說(shuō)明CO2含量顯著下降,包裹體均一溫度屬于低溫?zé)嵋簻囟确秶?鹽度較低。5巖年齡及成礦年齡大別山北麓地區(qū)鉬礦床的形成與該區(qū)域廣泛分布的燕山期中酸性花崗斑巖體有關(guān),小巖體對(duì)鉬礦的形成起著關(guān)鍵性的控制作用。隨著近年超大型及大中型鉬礦床的陸續(xù)發(fā)現(xiàn),其構(gòu)造演化、成巖成礦時(shí)代及成礦背景是國(guó)內(nèi)學(xué)者共同關(guān)注的主要科學(xué)問(wèn)題。特別是近年來(lái),大別山北麓地區(qū)開(kāi)展了大量地質(zhì)科研工作,在厘定成巖成礦時(shí)代方面取得了豐碩成果,尤其是對(duì)與大別山北麓鉬礦的形成有關(guān)的燕山期中酸性深源淺成小斑巖體的研究頗為集中,科研工作者們對(duì)這套巖體進(jìn)行了較多的同位素測(cè)年,獲得的數(shù)據(jù)為206.2~97.7Ma,主要集中在120~110Ma之間(盧欣祥,1980)。但是,由于這些年齡都是20世紀(jì)80年代利用K-Ar法獲取的,獲得的成巖年齡數(shù)據(jù)變化范圍較大,如桃花嶺巖體的K-Ar年齡從118.6Ma到206.2Ma。成礦年齡由成礦巖體年齡間接獲得,精確程度不夠。近年來(lái),運(yùn)用輝鉬礦Re-Os同位素方法對(duì)大別山北麓地區(qū)的鉬礦床進(jìn)行了精確定年研究,相繼發(fā)表了一大批測(cè)年數(shù)據(jù)(楊澤強(qiáng),2007;徐曉春等,2009;羅正傳等,2010;楊梅珍等2010,2011;盧欣祥等,2011;黃凡等,2011;李法嶺,2011)(表3)。本次工作對(duì)姚沖鉬礦體分別在Zk0804的308m、312m處、Zk0402的135m、327m處、Zk0503的348m處以及G47焦贊嶺一號(hào)隧道北口高速公路北側(cè)處采集了6個(gè)石英-輝鉬礦細(xì)脈型礦石樣品,輝鉬礦Re-Os同位素年齡測(cè)定由國(guó)家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心Re-Os同位素年代實(shí)驗(yàn)室完成。測(cè)試采用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(TJAX-seriesICP-MS)。對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)用ISOPLOT進(jìn)行處理,獲得的姚沖鉬礦床輝鉬礦Re-Os等時(shí)線年齡為137.0±1.7Ma(表4,圖8),模式年齡為136.2±2.0~138.0±2.0Ma,模式年齡加權(quán)平均值為137.3±1.6Ma(圖9),即姚沖鉬礦床形成于早白堊世。所獲得的姚沖鉬礦成礦年齡與本區(qū)肖畈鉬礦床成礦年齡142Ma、陡坡鉬礦床Re-0s年齡140.5±8.2Ma、母山鉬礦床成礦年齡142±1.8Ma基本相同,且明顯早于本區(qū)的沙坪溝、湯家坪、大銀尖、千鵝沖、天目山、銀山鉬礦床(Re-Os年齡112.6±1.3~122.7±1.9Ma)。上述鉬礦床高精度年齡數(shù)據(jù)表明,大別山鉬礦帶與中酸性花崗巖有關(guān)的鉬礦應(yīng)存在兩期成礦事件,第一期為142~137Ma左右的成礦作用,包括母山、肖畈和姚沖鉬礦床;第二期為127~110Ma的成礦作用,包括湯家坪、天目山、銀山、大銀尖、千鵝沖鉬礦床。這兩期成礦作用的時(shí)限與東秦嶺第二期和第三期成礦時(shí)限基本一致(Lieal.,2004;李永峰等,2005;Maoetal.,2008;高陽(yáng)等,2010)。6大別造山帶構(gòu)造演化和成礦作用大別山北麓鉬礦主要形成于2個(gè)成礦期,分別為晚侏羅世-早白堊世(142~137Ma)和早白堊世晚期(127~110Ma)。毛景文等(2003)提出華北克拉通及其鄰區(qū)的中生代金屬礦床大規(guī)模成礦作用出現(xiàn)在200~160Ma、140Ma左右和130~110Ma3個(gè)成礦期。并通過(guò)對(duì)中生代成礦作用的地球動(dòng)力學(xué)演化特征的分析研究,認(rèn)為這三大成礦期所對(duì)應(yīng)的地球動(dòng)力學(xué)背景依次為華北板塊與揚(yáng)子板塊的碰撞造山后陸內(nèi)造山和伸展過(guò)程、南北方向主應(yīng)力場(chǎng)向東西方向主應(yīng)力場(chǎng)構(gòu)造體制大轉(zhuǎn)折和東西向