Zircon U-Pb age, geochemical characteristics and metallogenic significance of ore-bearing porphyry of the Jiawula Ag-Pb-Zn deposit in Inner Mongolia
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摘要:
内蒙古甲乌拉是大兴安岭得尔布干铜（钼）-银铅锌成矿带内大型银铅锌矿床之一。对矿区内与成矿有关的花岗斑岩、石英斑岩开展了年代学和地球化学研究。其中花岗斑岩锆石206Pb/238U年龄为141.9±0.5 Ma，形成于早白垩世。岩石地球化学特征表明，成矿斑岩体花岗斑岩、石英斑岩具有准铝质-弱过铝质和高钾钙碱性-钾玄质的特征；富集大离子亲石元素Rb、K及亲流体的高场强元素U、Th、Pb等，亏损Sr、Ba等大离子亲石元素，强烈亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素，其岩浆源区可能由地幔熔体和新生地壳熔体混合形成。成矿斑岩体形成于蒙古-鄂霍茨克洋闭合后，由同碰撞造山环境向非造山板内环境转换的碰撞后伸展环境内。目前认为，成矿的花岗斑岩、石英斑岩岩体更可能是矿床与提供成矿物质和热液的深部岩浆房之间的通道，深部岩浆房晚期分异的富水熔体相在浅部就位形成石英斑岩、花岗斑岩体，其不断出溶的流体在岩体的外围形成了甲乌拉矿床。
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关键词:
- 成矿斑岩 /
- LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄 /
- 地球化学 /
- 早白垩世 /
- 甲乌拉银-铅-锌矿床
Abstract:The Jiawula Ag-Pb-Zn deposit is one of the large-sized Ag-Pb-Zn deposits in the Deerbugan Cu (Mo) -Ag-Pb-Zn metallogenic belt of Da Hinggan Mountains.The authors carried out chronological and geochemical study of granitic porphyry and quartz porphyry related to mineralization.The zircon U-Pb age of granitic porphyry is 141.9±0.50 Ma (MSWD=1.2), suggesting Early Cretaceous.Petrogeochemical characteristics show that granitic porphyry and quartz porphyry belong to quasi-aluminous-weak peraluminous, high-K calc-alkaline series to shoshonite series, that the porphyry is enriched in large ion lithophile elements (LILE) Rb, K and incompatible high field strength elements (HFSE) U, Th, Pb, depleted in large ion lithophile elements (LILE) Sr, Ba and strongly depleted in high field strength elements (HFSE) Ti, Nb, Ta, which indicates that the porphyry is the product of magma with the mixing of mantle melt and new crustal melt.The ore-bearing porphyry in the Jiawula mining area might have been formed in the post-collisional extensional environment which was transformed from collisional orogenic environment to non-orogenic intraplate environment after the closure of the Mongolian-Okhotsk Ocean.The authors hold that the granitic porphyry and the quartz porphyry were more likely to be the channels between the deposit and the deep magma chamber which provided mineralizing materials and hydrothermal fluids.The water-rich melt facies which was differentiated from the deep magma chamber formed quartz porphyry and granite porphyry in the shallow part of the crust in the late stage, and fluids continuously dissolved from the melt facies to form the Jiawula deposit in the periphery of the porphyry.
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表 1 甲乌拉矿区花岗斑岩(JW-11-7)LA-ICP-MS锆石U-Th-Pb同位素数据
Table 1. LA-ICP-MS zircon U-Th-Pb data for the granitic porphyry(JW-11-7)of the Jiawula deposit
样品
点号含量/10-6 Th/U 同位素比值 年龄/Ma Pb Th U 207Pb/206Pb 1σ 207Pb/235U 1σ 206Pb/238U 1σ 207Pb/235U 1σ 206Pb/238U 1σ 1 5.69 10.09 7.75 1.30 0.0559 0.0035 0.1715 0.0098 0.0229 0.0005 161 9 146 3 2 16.96 41.78 19.68 2.12 0.0492 0.0016 0.1508 0.0049 0.0223 0.0002 143 4 142 1 3 0.14 31.25 13.24 2.36 0.0493 0.0025 0.1524 0.0077 0.0226 0.0003 144 7 144 2 4 1.24 22.33 13.11 1.70 0.0499 0.0019 0.1517 0.0060 0.0221 0.0003 143 5 141 2 5 12.53 30.96 12.60 2.46 0.0495 0.0025 0.1490 0.0072 0.0221 0.0003 141 6 141 2 6 28.86 46.80 19.62 2.39 0.0512 0.0018 0.1547 0.0055 0.0221 0.0002 146 5 141 1 7 27.64 111.17 36.90 3.01 0.0507 0.0013 0.1544 0.0043 0.0221 0.0002 146 4 141 2 8 60.31 198.12 82.29 2.41 0.0495 0.0006 0.1538 0.0020 0.0226 0.0002 145 2 144 1 
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表 2 甲乌拉矿床成矿斑岩体主量、微量和稀土元素数据
Table 2. Abundances of major, trace and rare earth elements for the metallogenic porphyry of the Jiawula deposit
样品号 JW-11-7 JW-11-8 JW-11-9 JW-11-10 样品名称 花岗斑岩 花岗斑岩 石英斑岩 石英斑岩 SiO2 69.05 69.43 76.77 76.9 TiO2 0.49 0.47 0.19 0.19 Al2O3 14.83 14.58 11.87 11.99 TFe2O3 2.80 2.60 0.86 0.54 FeO 1.95 1.85 0.55 0.35 CaO 0.35 0.4 0.62 0.69 MgO 0.79 0.64 0.22 0.22 MnO 0.055 0.053 0.023 0.013 K2O 5.69 5.54 4.72 4.76 Na2O 3.79 3.92 3.67 3.71 P2O5 0.093 0.11 0.039 0.036 烧失量 1.97 2.18 0.94 0.85 总计 99.918 99.936 99.932 99.902 K2O+Na2O 9.48 9.46 8.39 8.47 K2O/Na2O 1.5 1.41 1.29 1.28 A/CNK 1.137 1.105 0.966 0.957 A/NK 1.195 1.17 1.064 1.064 σ 3.45 3.39 2.08 2.12 AR 4.33 4.43 5.09 5.02 Cu 25.4 13.7 12.2 38.8 Zn 2866 2839 58.9 53.1 Ga 21.5 21.5 15.6 15.1 Rb 211 209 197 201 Sr 150 128 61.4 64.2 Y 58.7 64.6 13.8 13.3 Nb 20.4 23 13.6 13 Mo 1.23 0.854 1.02 0.91 Sb 0.7 0.887 0.486 0.564 Cs 6.51 5.27 8.3 9.29 Ba 868 704 200 180 Ta 1.49 1.7 1.19 1.25 W 1.88 2.39 1.93 1.96 Re 0.01 0.005 0.002 0.006 Pb 170 96.2 51.7 192 Bi 0.292 0.332 0.119 0.314 Th 16 18 26 26.1 U 4.31 4.49 2.62 2.57 Zr 210 231 109 116 Hf 7.3 7.32 4.71 5.2 La 85.2 92.6 47.1 44 Ce 178 192 80.5 74.9 Pr 22.4 24.4 7.9 7.35 Nd 90.2 98.4 25.3 24 Sm 17.1 19.3 3.76 3.59 Eu 2.23 2.3 0.487 0.516 Gd 13.4 15.2 2.88 2.7 Tb 2.14 2.46 0.412 0.397 Dy 11.6 12.7 2.21 2.27 Ho 1.7 1.92 0.414 0.371 Er 5.37 5.61 1.28 1.37 Tm 0.657 0.775 0.203 0.21 Yb 4.51 5.04 1.59 1.51 Lu 0.647 0.667 0.218 0.225 ΣREE 435.154 473.372 174.254 163.409 LREE/HREE 9.872 9.668 17.926 17.05 (La/Yb)N 13.551 13.179 21.248 20.901 (La/Sm)N 3.217 3.097 8.087 7.912 (Gd/Yb)N 2.458 2.495 1.498 1.479 δEu 0.435 0.396 0.435 0.486 Th/U 3.71 4.01 9.92 10.16 Nb/Ta 13.69 13.53 11.43 10.4 T/℃ 814 821 752 756 Mg# 42.17 38.37 41.86 53.08 注：主量元素含量单位为%，微量和稀土元素含量单位为10-6；TFe2O3为全铁含量；T为全岩锆石饱和温度；Mg#=Mg2+*100/(Mg2++Fe2+(全铁))
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表 3 甲乌拉矿区岩石/矿石年代学测试结果
Table 3. The results of isotopic dating for rock/ore samples of the Jiawula deposit
测试对象 测试年龄
/Ma测试方法 甲乌拉矿床
成矿时代资料
来源长石斑岩(成矿岩体) 122 K-Ar 早白垩世 [18] 石英斑岩(成矿岩体) 117 石英二长斑岩(成矿岩体) 139.2 单颗粒锆
石U-Pb121 Ma，早白垩世 [32] 石英二长斑岩(成矿岩体) 121.02 K-Ar 130 ~100 Ma，早白垩世 [26] 石英斑岩(成矿岩体) 121 K-Ar 早白垩世 [33] 石英二长斑岩(成矿岩体) 138 矿物(闪锌矿、
黄铁矿及其共生组合)143 Rb-Sr 早白垩世
初期[23] 石英斑岩(成矿岩体) 129.9 SHRIMP
锆石U-Pb129 ~124 Ma，早白垩世 [17] 闪长玢岩(成矿后期岩体) 124 花岗斑岩(成矿岩体) 146.4(岩浆期)
143.1(热液期)单颗粒锆
石U-Pb早白垩世
初期[34] 花岗斑岩(成矿岩体) 141 单颗粒锆
石U-Pb早白垩世
初期本文
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[1] 葛文春, 吴福元, 周长勇, 等.兴蒙造山带东段斑岩型铜钼矿床成矿时代及其地球动力学意义[J].科学通报, 2007, 52(20):2407-2417. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-KXTB200720014.htm
[2] 赵一鸣, 张德全.大兴安岭及其邻区铜多金属矿床成矿规律与远景评价[M].北京:地震出版社, 1997:8-156.
[3] 中国矿床发现史内蒙古卷编委会.中国矿床发现史:内蒙古卷[M].北京:地质出版社, 1996:1-279.
[4] 杨祖龙, 张德全, 李进文, 等.得尔布干成矿带西南段矿床类型、成矿分带及找矿方向[J].矿床地质, 2009, 28(1):53-62. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/kcdz200901005
[5] Ministry of Industry ang Trade, Mongolia(MITM).Mongolia: Investor' Forum 2002[C]//Internal Mining and Oil Industry Information Bulletin, 2002: 1-350.
[6] 陈祥.内蒙古额仁陶勒盖银矿床成岩成矿模式[J].桂林工学院学报, 2000, 20(1):12-20. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/glgxy200001003
[7] 秦克章, 王之田, 潘龙驹.满洲里-新巴尔虎右旗铜钼铅锌银成矿带成矿条件与斑岩含矿性评价[J].地质论评, 1990, 36(6):479-488.
[8] Hu S K, Yan H G, Ye M, et al.Metallogenic focus-area and superlarge mineral deposits in the bordering zones between China, Russia and Mongolia[J].Science in China:Series D, 1998, 41(Sup.):28-41. http://cn.bing.com/academic/profile?id=83c14267b256752ae0d908b4690d4175&encoded=0&v=paper_preview&mkt=zh-cn
[9] Gerel O.Phanerozoic felsic magmatism and related mineralizaton in Mongolia[J].Bulletin of the Geological Survey of Japan, 1998, 49:239-248.
[10] Gantumur H, Batulzii D, Wang L J, et al.Tsav: a shoshonite-hosted intermediale sulfidation epithermal Ag-Pb-Zn deposits, Eastern Mongolia[C]//Mao J W, Bierlein F B.Mineral deposit research: meeting the global challenge.Bertin Heideberg: Springer, 2005: 389-392.
[11] 李宪臣, 秦克章.内蒙古甲乌拉-查干银铅锌铜矿床主成矿元素分布规律及意义[J].有色金属矿产与勘查, 1999, 8(6):512-515. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=QK199900777842
[12] 王大平, 田筱鹏.甲乌拉矿床成矿次火山岩系构造地球化学特征[J].地质与勘探, 1991, 10:51-56. http://www.cqvip.com/Main/Detail.aspx?id=463631
[13] 翟德高, 王建平, 刘家军, 等.内蒙古甲乌拉银多金属矿床成矿流体演化与成矿机制分析[J].矿物岩石, 2010, 30(2):68-76. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=kwys201002012
[14] 王莉娟, 石山大三, 世良耕一郎, 等.满洲里-新巴尔虎右旗斑岩系列矿床石英流体包裹体液相组分的PIXE分析和地质应用[J].地球化学, 1999, 28(2):146-148. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-DQHX902.004.htm
[15] 翟德高, 刘家军, 王建平.内蒙古甲乌拉大型Pb-Zn-Ag矿床稳定同位素地球化学研究[J].地学前缘, 2013, 20(2):213-225. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/dxqy201302023
[16] 双宝, 葛玉琦, 刘继贤.内蒙古呼盟地区甲乌拉银铅锌矿床流体包裹体与成矿的关系[J].吉林地质, 2009, 28(2):32-47. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/jldz200902009
[17] 戴蒙, 严光生, 刘翠, 等.内蒙古甲乌拉铅锌银矿区岩浆岩年代学、地球化学特征及其对成矿的约束[J].地学前缘, 2016, 23(5):266-280. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=dxqy201605027
[18] 王之田, 潘龙驹.内蒙满洲里-新巴尔虎右旗成矿区的成矿条件与模式[J].中国有色金属学报, 1992, 2(2):7-14. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFD1992-ZYXZ199202001.htm
[19] 孟昭君, 秦克章.内蒙甲-查银多金属矿田地质特征、成矿中心与隐伏矿体预测[J].有色金属矿产与勘查, 1997, 6(1):24-30. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=QK199700645346
[20] 高德荣, 苏庭宝, 吕奎, 等.内蒙古甲乌拉-查干铅锌银矿床成矿地质特征及找矿实践[J].矿产勘查, 2016, 7(3):391-398. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=ytgcj201603002
[21] 赵一鸣, 毕承思, 孟昭君.内蒙古甲乌拉银多金属矿床分带特征[C]//中国地质科学院地质研究所文集(29-30).地学研究, 1997: 188-197.
[22] 佘宏全, 李进文, 向安平, 等.大兴安岭中北段原岩锆石U-Pb测年及其与区域构造演化关系[J].岩石学报, 2012, 28(2):571-594. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/ysxb98201202018
[23] 李铁刚, 武广, 刘军, 等.大兴安岭北部甲乌拉铅锌银矿床Rb-Sr同位素测年及其地质意义[J].岩石学报, 2014, 30(1):257-270. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/ysxb98201401019
[24] 武广, 糜梅, 高峰军, 等.满洲里地区银铅锌矿床成矿流体特征及矿床成因[J].地学前缘, 2010, 17(2):239-255. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/dxqy201002021
[25] Li X H, Qi C S, Liu Y, et al.Petrogenesis of the Neoproterozoic bimodal volcanic rocks along the western margin of the Yangtze Block:New constraints from Hf isotopes and Fe/Mn rations[J].Chinese Science Bull., 2005, 50:2481-2486. https://link.springer.com/article/10.1360/982005-287
[26] 韩世清.内蒙古甲乌拉银铅锌矿床地质特征及成矿预测[D].吉林大学硕士学位论文, 2006: 4-66.
http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-KCDZ199201004.htm [27] 韩丽, 李广慧.内蒙古额尔古纳成矿带中生代火山岩浆活动与金属成矿的关系[J].岩石矿物学志, 1998, 17(1):9-15. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-YSKW801.001.htm
[28] 刘颖, 刘海臣, 李献华.用ICP-MS准确测量岩石样品中的40余种微量元素[J].地球化学, 1996, 25(26):552-558. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-DQHX606.003.htm
[29] 李长民.锆石成因矿物学与锆石微区定年综述[J].地质调查与研究, 2009, 33(3):161-174. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/qhwjyjjz200903001
[30] 路远发.GeoKit:一个用VBA构建的地球化学工具软件包[J].地球化学, 2004, 33(5):459-464. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/dqhx200405004
[31] Wilson M.Igneous Petrogenesis[M].London, Unwin Hyman, 1989: 1-466.
[32] 秦克章.额尔古纳南段中生代斑岩-次火山岩-浅成低温Cu、Mo、Pb、Zn、Ag成矿系统[J].矿床地质, 1998, 17(增刊):201-206. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Conference/135879
[33] 耿文辉.中国东部中生代次火山岩型铜银多金属矿床地质特征及找矿评价标志[D].成都理工大学博士学位论文, 2005: 53-83.
http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10616-2005117097.htm [34] 杨梅, 孙景贵, 王忠禹, 等.大兴安岭西坡甲乌拉铜银铅锌矿床富碱花岗斑岩的成因及其地质意义:锆石U-Pb定年和地球化学特征[J].吉林大学学报, 2017, 47(2):477-496. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=cckjdxxb201702013
[35] 陈文, 万渝生, 李华芹, 等.同位素地质年龄测定技术及应用[J].地质学报, 2011, 85(11):1917-1947. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/dizhixb201111009
[36] 赵振华, 熊小林, 王强, 等.铌与钽的某些地球化学问题[J].地球化学, 2008, 37(4):304-320. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=dqhx200804005
[37] Rapp R P, Watson E B.Dehydration melting of metabasalts at 8~32 kbar:Implications for continental growth and crust-mantle recycling[J].Journal of Petrology, 1995, 36:891-931.
[38] Rapp R P.Heterogeneous source regions for Archean granitoids[C]//Wit M J, Ashwal L D.Greenstone Belts.Oxford: Oxford University Press, 1997: 35-37.
[39] 赵振华.关于岩石微量元素构造环境判别图解使用的有关问题[J].大地构造与成矿学, 2007, 31(1):92-103. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/ddgzyckx200701011
[40] 张连昌, 陈志广, 周新华, 等.大兴安岭根河地区早白垩世火山岩深部源区与构造-岩浆演化:Sr-Nd-Pb-Hf同位素地球化学制约[J].岩石学报, 2004, 23(11):2823-2835. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/ysxb98200711013
[41] 许文良, 王枫, 裴福萍, 等.中国东北中生代构造体制与区域成矿背景:来自中生代火山岩组合时空变化的制约[J].岩石学报, 2013, 29(2):339-353. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/ysxb98201302001
[42] 陈丽丽, 程志国.内蒙古兴安盟杜尔基地区花岗岩岩石学及锆石U-Pb年龄[J].中国地质, 2015, 42(4):891-908. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/zgdizhi201504008
[43] 吴福元, 孙德有, 张广良, 等.论燕山运动的深部地球动力学本质[J].高校地质学报, 2000, 6(3):379-388. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/gxdzxb200003002
[44] 佘宏全, 李红红, 李进文, 等.内蒙古大兴安岭中北段铜铅锌金银多金属矿床成矿规律与找矿方向[J].地质学报, 2009, 83(10):1456-1472. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/dizhixb200910010
[45] 徐志刚, 陈毓川, 王登红, 等.中国成矿区带划分方案[M].北京:地质出版社, 2012:1-138.
[46] 毛景文, 周振华, 武广, 等.内蒙古及邻区矿床成矿规律与成矿系列[J].矿床地质, 2013, 32(4):715-729. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/kcdz201304006
[47] 黄始琪, 董树文, 胡健民, 等.蒙古-鄂霍次克构造带的形成与演化[J].地质学报, 2016, 90(9):2192-2205. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/dizhixb201609008
[48] 聂凤军, 刘勇, 刘翼飞, 等.中蒙边境查夫-甲乌拉地区中生代银多金属矿床成矿作用[J].吉林大学学报, 2011, 41(6):1715-1725. http://www.cqvip.com/QK/91256X/201106/40358040.html
[49] 邵济安, 张履桥, 牟保磊.大兴安岭中生代伸展造山过程中的岩浆作用[J].地学前缘, 1999, 6(4):339-346. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/dxqy199904017
① 杨郧城.得尔布干成矿带及邻区成矿规律与找矿方向研究.中国地质科学院, 2010: 1-148.
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图(9)
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