南秦岭镇安西部钨钼矿集区成矿物质来源研究

图1 镇安西部钨钼多金属矿集区矿产地质图（修改自杨兴科等，2018）

1.第四系全新统冲积层（Qh^al）；2.四峡口组（C₂s）；3.九里坪组（D₃-C₁j）；4.星红铺组（D₃x）；5.古道岭组（D_2-3g）；6.大枫沟组（D₂d）；7.牛耳川组（D₂n）；8.石家沟组（D₂sh）；9.公馆组（D₁g）；10.梅子垭组（S_1-2m）；11.斑鸠关组（О₃-S_1-2b）；12.两岔口组（O_2-3l）；13.白龙洞组（О_1-2bl）；14.石瓮子组（∈₁-O_1-2s）；15.水沟口组（∈₁sg）；16.灯影组（Z₂dy）；17.陡山沱组（Z₁d）；18.耀岭河岩群（Pt₃Y）；19.陡岭岩群（Pt₁D）；20.响潭沟变质酸性杂岩；21.小磨岭火山杂岩；22.胭脂坝岩体鹰咀石单元，似斑状中—粗粒黑云母二长花岗岩；23.胭脂坝/懒板凳岩体田湾单元，中—细粒黑云母二长花岗岩；24.懒板凳岩体小水河单元，细粒黑云母二长花岗岩；25.懒板凳岩体九间屋单元，似斑状中—粗粒黑云二长花岗岩；26.东江口岩体小川街单元，中—细粒黑云角闪石英二长岩；27.东江口岩体六里街单元，似斑状中—粗粒黑云母二长花岗岩；28.花岗伟晶岩脉；29.花岗细晶岩脉；30.伟晶岩脉；31.石英脉；32.闪长岩脉；33.角岩化带；34.矽卡岩化带；35.断层；36.韧性剪切带；37.钨/钼矿；38.钒/铜矿；39.金/铁矿；40.银/镍矿；41.铅锌/锡矿；42.岩浆岩采样位置；43.钨钼矿石采样位置；44.王家坪隐伏岩体位置；F₁-山阳—凤镇断裂；F₂-小川街—梅花店断裂；F₃-三官庙—鱼洞峡断裂；F₄-镇安—板岩镇断裂；F₅-仁河口—公馆断裂；F₆-太山庙—丝铺推覆断裂；F₇-江口断裂；F₈-旬阳坝—五间房断裂；F₉-长坪—胭脂坝断裂；F₁₀-六里街断裂；F₁₁-黄金美断裂；F₁₂-东川河断裂；F₁₃-杨沟断裂；F₁₄-小磨岭断裂；F₁₅-杨木沟断裂

Fig.1 Mineral geological map of W-Mo polymetallic ore concentration area in western Zhen’an （modified after Yang et al.，2018）

2 矿集区构造—蚀变—矿化特征

2.1 核桃坪铍钨矿

核桃坪铍钨矿床主要赋矿地层岩性为白龙洞组和两岔口组灰岩、片岩，矿区NW走向的F₂正断层控制着主要铍钨矿体的产出，区内岩浆岩不发育，但矿区西南部发育有王家坪隐伏花岗岩体（图1）。核桃坪矿区已发现近平行分布的NW走向矿（化）体11个，以层状和似层状矽卡岩型为主，近EW和近SN向含矿石英脉和方解石脉型次之。F₂断裂带两侧发育明显的断控矽卡岩化蚀变矿化分带［图2（a）］，断裂带内及附近蚀变矿化强烈，向两侧围岩蚀变矿化逐渐减弱，热液蚀变现象和热液脉体的广泛发育，表明矿区深部存在岩浆—热液事件，可能与矿区西南部王家坪隐伏岩体有一定的成因联系。

图2

图2 镇安西部钨钼矿集区构造—蚀变—矿化特征

①-含钨矿硅化大理岩；②-稠密浸染状钨矿化矽卡岩；③-灰色结晶大理岩；④-浸染状钨矿化矽卡岩；⑤-钨矿化石英脉；⑥-稀疏浸染状钨矿化矽卡岩；⑦-黄褐色氧化带；Qtz-石英；Bt-黑云母；Mot-辉钼矿；Py-黄铁矿；Sch-白钨矿；Di-透辉石；Pl-斜长石；Ms-白云母；Sk-矽卡岩

Fig.2 Structure-alteration-mineralization characteristics of western Zhen’an W-Mo ore concentration area

2.2 东阳钨矿

东阳钨矿床含矿岩性以石瓮子组、白龙洞组、两岔口组碳酸盐岩和片岩为主，NWW和NE-NNE向断裂分别控制着似层状矽卡岩型白钨矿和热液脉型钨矿体的产出。此外，该矿床还发育有无规则形态的残坡积型钨矿体，矿石量约为90万t，主要是由矽卡岩型和云英岩型矿体风化垮塌后堆积形成的。矿区西部发育有懒板凳复式花岗岩体（图1），面积约占全区面积的2/5，东阳矿区懒板凳岩体与片岩热接触变质带则发育有大量角岩化热变质［图2（b），2（c）］。矿区深部钻孔资料揭示，钨矿可能与懒板凳花岗岩体有关，深部岩体的上覆碳酸盐岩中通常发育有不同厚度的矽卡岩化带和大量的矿化热液脉体。

2.3 棋盘沟钨矿

棋盘沟钨矿出露地层为灯影组和石瓮子组，岩性以碳酸盐岩和片岩为主。矿区内发育有NWW和NE向断裂及节理，后者是主要的控矿构造，矿区内暂未发现酸性岩浆岩。钨矿呈现出深部矽卡岩型和浅部石英脉+钾长石石英脉型的典型矿化（体）组合，NE-NNE向含矿热液脉体常呈群带密集发育，与围岩的接触带附近通常发育有硅灰石、透闪石和透辉石等矽卡岩化标志性矿物。棋盘沟钨矿床深部发育有大规模大理岩化灰岩和矽卡岩化大理岩，隐伏岩体及岩脉中局部可见星点状辉钼矿和黄铁矿［图2（d）~2（g）］。

2.4 杨沟—地耳沟钨钼矿

杨沟—地耳沟钨钼矿床赋矿地层岩性主要为下寒武—中奥陶统石瓮子组碳酸盐岩，发育有NE-NNE向断层和含矿热液脉体，局部地段出现含矿脉体的密集带状发育［图2（h）~2（k）］。矿区地表无岩浆岩出露，深部发现隐伏花岗岩体（图1），隐伏岩体及上覆围岩中发育有大量含矿热液脉体（图3）。矿区南部发育有桂林沟石英脉型钼矿床，其矿体（化）特征与杨沟—地耳沟类似，位于四海坪岩体边缘。上述蚀变—矿化信息表明，隐伏岩体可能为该区热液成矿提供了较充足的成矿物质和热液来源，是宁陕—镇安一带钨钼多金属矿集区内的一个构造—岩浆—热液—矿化富集区。镇安西部钨钼多金属矿集区内NE-NNE向断裂及节理裂隙截切了NW-NWW向断裂，共同构成了区内不同尺度的“井”字形构造系统，为成矿热液的运移和最终富集成矿提供了良好的构造条件。与钨钼多金属矿化具有密切时空关系的围岩蚀变和热变质类型主要有矽卡岩化、大理岩化、角岩化和云英岩化等。

图3

图3 杨沟—地耳沟钨钼矿区地质简图

1.第四系残坡积物及河流冲积物；2.下寒武—中奥陶统石瓮子组（∈₁-O_1-2s）；3.钼矿（化）石英脉；4.钨矿（化）石英脉；5.产状；6.勘探线；7.见矿钻孔；8.坑道

Fig.3 Geological map of Yanggou-Diergou W-Mo mining area

3 样品采集及分析方法

3.1 全岩地球化学分析

为了确定上述矿集区成岩成矿时代，探究成矿物质来源，结合这些矿集区基础地质研究工作，从区内典型矿床中采集并挑选矽卡岩型、热液脉型钨钼矿石及含矿岩脉或与成矿具有密切空间关系的新鲜岩体样品（采样位置如图1所示），开展地球化学测试分析工作。采集懒板凳岩体九间屋单元样品7件，岩性为中—粗粒黑云母二长花岗岩；懒板凳岩体田湾单元样品4件，岩性为中—细粒黑云母二长花岗岩；四海坪岩体样品2件，岩性为中—细粒黑云母二长花岗岩；王家坪隐伏岩体样品5件，岩性为中—细粒黑云母二长花岗岩；花岗细晶岩脉样6件。岩浆岩主微量元素分析工作在长安大学西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室完成。分析测试所用仪器、分析条件和详细测试分析流程详见尤敏鑫等（2017）。

3.2 成岩成矿年龄分析

（1）锆石U-Pb同位素测年

采集懒板凳岩体九间屋单元中—粗粒黑云母二长花岗岩（Z1）、王家坪隐伏中—细粒黑云母二长花岗岩体（Z2）（ZK002孔深552 m处）和王家坪花岗细晶岩脉（Z3）（56ZK01孔深504~537 m）3件样品进行锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素测年。花岗岩锆石制靶和CL照相在西北大学大陆动力学国家重点实验室完成。锆石U-Pb同位素测年工作在长安大学西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室完成，所用仪器型号、测试条件、测试流程和后期数据分析处理方法详见栾燕等（2019）。

（2）辉钼矿Re-Os同位素测年

采集棋盘沟钨矿床钨钼共生矿石和江口钼矿床矿石，挑选辉钼矿单矿物进行Re-Os同位素测年。辉钼矿Re-Os同位素测年工作在国家地质实验测试中心完成。所用仪器型号及测试流程详见阮仕琦（2019）。

3.3 S同位素测试

3件黄铁矿样品和6件辉钼矿样品分别采自棋盘沟钨矿、月河坪钼矿、桂林沟钼矿、大西沟钼矿和杨沟—地耳沟钨钼矿床，挑选矿石中硫化物单矿物进行S同位素测试，测试工作在核工业北京地质研究院完成，所用仪器型号、测试条件及具体测试流程见朱玉娣（2011）。

4 结果分析

4.1 主量和稀土微量元素特征

岩石主量元素和稀土微量元素分析结果见表1和表2。根据表1测试结果，结合前人关于矿集区岩浆岩主量元素的相关研究成果（秦江锋，2010；李雷等，2012；刘茜，2013；刘春花等，2014；代军治等，2015；韦龙猛等，2016；李云涛，2016；陈清敏等，2017）可知，胭脂坝、懒板凳、四海坪和王家坪隐伏岩体相对富硅（69.15%~78.53%，均值为73.15%）、贫铝（12.59%~16.00%，均值为14.31%）、富碱（6.18%~10.19%，均值为8.37%），多为弱过铝质钙碱性岩石，且具有较低的Mg#值（<45）和固结指数（SI）值（0.56~7.16，均值为2.96），而长英指数（FL）值（71.12~97.21，均值为86.67）较高。以上岩浆岩主量元素含量变化特征表明，胭脂坝岩体、懒板凳岩体、四海坪岩体、王家坪隐伏岩体和花岗质岩脉经历了较高程度的岩浆分离结晶作用，特别是懒板凳岩体、王家坪隐伏岩体和花岗质岩脉，其SiO₂含量更高（70.05%~78.53%，均值为73.54%），Mg#值和岩石固结指数（SI）值更低（0.56~6.11，均值为2.32），长英指数（FL）值更高（81.55~97.21，均值为88.50），表明其分离结晶演化程度更高。由表2可知，与区内其他中酸性岩浆岩相比，懒板凳岩体田湾单元、王家坪隐伏岩体和花岗质岩脉具有总稀土含量低（38.83×10^-6~149.56×10^-6，均值为77.32×10^-6）、轻重稀土弱分馏的显著特点，同时也具有较强烈的负Eu异常（0.03~0.44，均值为0.23），呈现出低LREE/HREE值（0.88~6.98，均值为3.03）、低（La）_N/（Yb）_N值（0.40~7.46，均值为2.33）、低（La）_N/（Sm）_N值（0.52~4.30，均值为1.77）和低（Gd）_N/（Yb）_N值（0.55~1.37，均值为0.89）的特征，稀土元素配分曲线呈典型的“海鸥型”样式（图4）。

表1 镇安西部矿集区岩浆岩主量成分分析结果

Table 1 Analysis results of major components of magmatic rocks in western Zhen’an ore concentration area（%）

岩石类型	样品编号	SiO₂	TiO₂	Al₂O₃	MnO	MgO	CaO	Na₂O	K₂O	P₂O₅	TFe₂O₃	LOI	Total
懒板凳中—粗粒黑云母二长花岗岩	DY-1	72.63	0.16	13.86	0.06	0.26	1.40	3.62	4.72	0.05	1.36	1.37	99.48
	DY-2	72.47	0.18	14.09	0.06	0.27	1.33	3.64	4.84	0.05	1.46	1.15	99.54
	DY-3	72.39	0.18	14.26	0.07	0.28	1.31	3.69	4.78	0.05	1.66	1.01	99.68
	DY-4	72.97	0.23	13.90	0.06	0.44	1.39	3.50	4.71	0.06	1.80	0.43	99.49
	DY-5	73.18	0.22	13.90	0.07	0.37	1.41	3.60	4.50	0.06	1.77	0.48	99.55
	DY-6	74.25	0.12	13.63	0.10	0.30	1.08	3.66	4.58	0.03	1.53	0.28	99.55
	DY-7	74.30	0.19	13.50	0.06	0.63	1.32	3.51	4.69	0.04	1.64	0.60	100.48
懒板凳中—细粒黑云母二长花岗岩	DY-8	74.34	0.04	14.19	0.10	0.06	0.60	4.68	4.14	0.01	1.00	0.37	99.52
	DY-9	74.08	0.05	14.26	0.08	0.11	0.26	3.62	5.57	0.01	0.83	0.65	99.52
	PM9-1	74.69	0.09	13.66	0.03	0.09	1.14	3.59	4.51	0.02	0.78	0.96	99.56
	PM9-3	74.05	0.17	14.08	0.04	0.26	0.94	3.32	5.38	0.04	1.39	0.48	100.15
四海坪中—细粒黑云母二长花岗岩	G101	71.47	0.30	14.76	0.05	0.43	1.60	3.72	4.37	0.09	1.93	0.39	99.11
四海坪中—细粒黑云母二长花岗岩	G103	72.09	0.29	14.81	0.04	0.42	1.59	3.71	4.30	0.08	1.88	0.34	99.55
王家坪隐伏中—细粒黑云母二长花岗岩	WJP-1	72.75	0.12	13.93	0.06	0.18	1.08	4.10	4.20	0.05	1.01	0.92	98.40
	WJP-3	73.71	0.17	14.41	0.09	0.28	1.10	4.12	3.98	0.06	1.39	0.63	99.94
	WJP-4	72.52	0.05	15.17	0.02	0.08	0.66	3.48	6.64	0.06	0.67	0.57	99.92
	56ZK01-8	73.21	0.14	14.44	0.05	0.20	1.22	4.14	4.21	0.04	1.05	0.98	99.68
	56ZK01-10	73.07	0.15	13.92	0.05	0.18	1.11	4.01	4.31	0.05	0.98	1.24	99.07
隐伏岩体中花岗细晶岩脉	56ZK01-12	75.47	0.07	14.41	0.09	0.10	0.72	4.66	3.96	0.02	0.76	0.62	100.88
	56ZK01-13	76.02	0.04	14.24	0.05	0.08	0.47	4.96	1.64	0.02	0.43	1.32	99.27
	56ZK01-14	72.54	0.03	14.92	0.07	0.06	0.72	4.28	5.28	0.02	0.34	0.94	99.20
	ZK501-4	78.53	0.04	12.59	0.04	0.18	0.35	4.94	1.15	0.02	0.66	1.18	99.68
	ZK501-5	73.25	0.05	14.71	0.05	0.06	1.55	5.82	1.03	0.01	0.69	2.02	99.24
	ZK501-6	75.90	0.04	13.72	0.11	0.06	1.20	5.60	1.28	0.01	0.40	1.77	100.09

注：A/CNK=（Al₂O₃/（CaO+Na₂O+K₂O）_mol.）；A/NK=（Al₂O₃/（Na₂O+K₂O）_mol.）；SI=MgO×100/（MgO+FeO+Fe₂O₃+Na₂O+K₂O）（%）；FL=100（Na₂O+K₂O）/（Na₂O+K₂O+CaO）（%）；Mg#=atomic Mg/（Mg+Fe）×100

表2 镇安西部矿集区岩浆岩稀土微量元素分析结果

Table 2 Analysis results of rare earth trace elements of magmatic rocks in western Zhen’an ore concentration area（×10^-6）

岩石类型	样品编号	Yb	Lu	Li	Be	Sc	V	Co	Ni	Cu	Zn	Ga	Rb
懒板凳中—粗粒黑云母二长花岗岩	DY-1	1.42	0.21	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
	DY-2	1.64	0.24	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
	DY-3	1.53	0.22	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
	DY-4	1.90	0.26	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
	DY-5	1.96	0.28	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
	DY-6	4.11	0.62	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
	DY-7	4.57	0.64	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
懒板凳中—细粒黑云母二长花岗岩	DY-8	4.91	0.70	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
	DY-9	4.41	0.62	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
	PM9-1	2.20	0.31	23.85	4.24	1.39	6.59	0.42	0.36	4.41	16.40	14.55	246.70
	PM9-3	3.01	0.39	56.35	3.53	3.40	13.40	1.18	0.52	3.53	32.60	17.92	233.79
四海坪中—细粒黑云母二长花岗岩	G101	2.19	0.35	50.37	2.88	4.08	22.74	2.00	0.76	5.27	46.35	19.05	128.96
四海坪中—细粒黑云母二长花岗岩	G103	2.42	0.34	49.95	2.93	3.43	22.03	1.81	0.9	7.36	43.53	18.77	119.27
王家坪隐伏中—细粒黑云母二长花岗岩	WJP-1	4.18	0.63	51.31	5.07	4.11	8.00	0.87	0.57	32.94	41.21	24.3	253.46
	WJP-3	3.78	0.51	90.93	7.11	4.61	11.9	1.24	0.70	1.98	44.74	24.25	259.97
	WJP-4	5.55	0.79	35.95	6.02	2.9	4.8	0.29	0.14	79.18	15.92	24.32	355.47
	56ZK01-8	2.05	0.27	55.32	6.24	2.72	9.22	0.77	0.39	7.04	33.49	20.65	234.35
	56ZK01-10	3.41	0.46	45.89	5.73	2.71	9.03	0.70	0.63	13.37	34.12	20.6	245.16
隐伏岩体中花岗细晶岩脉	56ZK01-12	14.19	1.93	5.91	7.8	8.53	5.12	0.10	0.53	-	33.02	25.76	305.37
	56ZK01-13	3.69	0.54	5.41	5.78	4.44	3.63	0.06	0.12	-	26.04	29.6	105.1
	56ZK01-14	4.60	0.62	5.51	9.44	3.00	2.46	0.09	0.11	-	3.24	25.04	305.67
	ZK501-4	3.83	0.54	7.79	7.40	2.86	2.93	0.13	0.12	-	773.52	26.70	46.78
	ZK501-5	4.06	0.56	5.00	27.45	2.26	4.12	0.22	0.19	-	3.31	32.44	37.94
	ZK501-6	4.07	0.53	4.74	13.37	2.50	3.31	0.14	0.17	-	3.01	29.32	57.58
岩石类型	样品编号	Sr	Ba	Y	Zr	Hf	Nb	Ta	Cs	Pb	Th	U
懒板凳中—粗粒黑云母二长花岗岩	DY-1	-	554.30	17.14	133.56	4.79	19.92	2.06	8.81	30.63	25.12	6.44
	DY-2	-	563.28	18.15	147.36	5.85	23.93	2.50	10.60	31.44	24.85	10.40
	DY-3	-	579.46	17.13	132.89	5.04	23.34	2.57	9.13	30.68	23.73	6.38
	DY-4	-	577.83	22.68	138.35	4.89	24.92	2.37	10.60	28.69	27.24	5.02
	DY-5	-	599.16	23.53	154.18	5.35	22.60	2.10	9.54	29.53	24.00	3.82
	DY-6	-	328.35	41.10	222.64	8.91	42.56	4.44	6.80	40.41	22.37	4.05
	DY-7	-	489.89	43.91	162.35	6.56	24.54	2.64	10.70	29.34	25.30	12.50
懒板凳中—细粒黑云母二长花岗岩	DY-8	-	51.83	35.94	90.53	8.94	70.13	11.90	6.48	45.35	13.62	5.12
	DY-9	-	133.38	32.43	72.05	6.98	74.44	10.30	11.5	44.43	12.61	4.38
	PM9-1	86.44	161.98	21.03	46.90	1.73	11.84	1.81	9.93	26.06	12.50	4.91
	PM9-3	68.17	89.68	26.93	126.30	4.32	16.31	2.70	7.16	31.69	16.31	4.97
四海坪中—细粒黑云母二长花岗岩	G101	257.89	865.93	20.45	189.26	5.54	14.95	1.96	2.89	27.60	13.40	3.32
四海坪中—细粒黑云母二长花岗岩	G103	239.38	815.05	20.21	180.85	5.63	14.64	1.97	2.77	26.42	12.60	3.97
王家坪隐伏中—细粒黑云母二长花岗岩	WJP-1	102.34	174.25	35.03	79.86	3.59	27.04	3.30	8.56	36.05	16.60	16.40
	WJP-3	96.85	169.62	28.46	79.50	3.61	33.75	6.56	14.34	30.25	15.09	35.55
	WJP-4	26.83	15.74	45.04	43.56	3.27	24.30	3.68	15.07	47.95	17.61	21.18
	56ZK01-8	135.45	287.76	20.11	81.61	3.24	19.83	4.03	8.68	32.13	10.80	8.60
	56ZK01-10	108.57	214.34	36.86	79.22	3.18	24.00	2.98	9.18	34.73	17.49	14.45
隐伏岩体中花岗细晶岩脉	56ZK01-12	20.39	13.41	123.92	164.13	12.83	181.59	20.67	9.11	36.97	50.29	66.72
	56ZK01-13	15.53	5.44	29.54	27.80	4.45	78.57	14.51	3.95	17.48	5.68	14.99
	56ZK01-14	28.45	27.8	32.59	32.59	3.56	36.21	8.41	7.54	33.47	8.78	37.78
	ZK501-4	201.26	22.0	32.68	24.64	3.95	69.90	18.77	3.17	14.18	6.07	13.23
	ZK501-5	494.66	11.39	36.90	30.57	4.91	120.6	39.53	2.32	6.98	12.71	41.83
	ZK501-6	633.60	25.23	26.71	24.98	4.19	70.41	21.73	2.98	15.21	7.07	22.69

注：δEu=Eu_N/［（Sm_N+Gd_N）×0.5］；δCe=Ce_N/［（La_N+Pr_N）×0.5］

图4

图4 镇安西部钨钼矿集区主要岩体稀土元素配分曲线和微量元素蛛网图

注：稀土元素标准化值据McDonough（1989）；原始地幔标准化值据McDonough et al.（1995）

Fig.4 REE distribution curves and trace elements spider diagram of complex massif in western Zhen’an W-Mo ore

concentration area

4.2 岩浆岩锆石U-Pb同位素测年

本次岩浆岩锆石U-Pb同位素测年结果见表3。懒板凳岩体九间屋单元中—粗粒黑云母二长花岗岩锆石主要呈柱状和杆状，环带较清晰［图5（a）］，测年数据处理后得到谐和曲线年龄为（222.7±2.6）Ma（MSWD=0.33），加权年龄为（222.7±2.3）Ma（MSWD=1.3）［图6（a）］。王家坪隐伏黑云母二长花岗岩锆石主要呈柱状和板状，环带同样较为清晰［图5（b）］，14个数据点拟合的谐和曲线年龄为（201.6±4.7）Ma（MSWD=0.39），加权年龄为（201.9±1.8）Ma（MSWD=0.39）［图6（b）］。花岗细晶岩脉锆石晶型相对较差，呈半自形—他形，锆石环带不明显［图5（c）］，14个数据点拟合的谐和曲线年龄为（199±16）Ma（MSWD=2.3），加权年龄为（208.7±4.4）Ma［图6（c）］。花岗细晶岩脉中锆石Th元素含量在531.93×10^-6~9 034.62×10^-6之间，U元素含量在5 909.64×10^-6~11 943.38×10^-6之间，Th/U值在0.07~0.76之间，平均值为0.23，具有高温热液成因锆石的特点（Hoskin，2005）［图6（d）］。高温热液锆石通常形成于岩浆系统向热液系统过渡的晚期（约600 ℃向300 ℃环境过渡），其锆石同位素体系可能受后期热液作用扰动。

表3 懒板凳九间屋单元、王家坪隐伏岩体和花岗细晶岩脉锆石U-Pb同位素测年数据

Table 3 Zircon U-Pb isotopic dating data of Jiujianwu unit，Wangjiaping concealed rock mass and granitic fine-grained dike

点号	Z1（中—粗粒黑云母二长花岗岩）测年数据
点号	Th（×10^-6）	U/（×10^-6）	Th/U比值	²⁰⁷Pb/²³⁵U比值	1σ	²⁰⁶Pb/²³⁸U比值	1σ	²⁰⁷Pb/²³⁵U年龄/Ma	1σ	²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄/Ma	1σ
1	1 720	3 783	0.45	0.25235	0.00498	0.03477	0.00043	228	4	220	3
2	1 774	2 475	0.68	0.23846	0.00523	0.03481	0.00052	217	4	221	3
3	2 714	4 417	0.60	0.24875	0.00520	0.03474	0.00052	226	4	220	3
4	1 605	2 618	0.61	0.24982	0.00635	0.03599	0.00042	226	5	228	3
5	1 375	3 382	0.41	0.24684	0.00584	0.03561	0.00049	224	5	226	3
6	1 299	2 121	0.60	0.24199	0.00663	0.03441	0.00048	220	5	218	3
7	2 063	3 149	0.65	0.25070	0.00576	0.03471	0.00046	227	5	220	3
8	1 108	2 314	0.47	0.24205	0.00621	0.03558	0.00055	220	5	225	3
9	2 072	2 694	0.77	0.24492	0.00633	0.03558	0.00057	222	5	225	4
10	1 556	2 425	0.63	0.23049	0.00612	0.03453	0.00060	211	5	219	4
11	2 141	3 244	0.65	0.24627	0.00588	0.03478	0.00083	224	5	220	5
12	1 853	2 856	0.63	0.25315	0.00554	0.03591	0.00050	229	4	227	3
点号	Z2（中—细粒黑云母二长花岗岩）测年数据
点号	Th（×10^-6）	U/（×10^-6）	Th/U比值	²⁰⁷Pb/²³⁵U比值	1σ	²⁰⁶Pb/²³⁸U比值	1σ	²⁰⁷Pb/²³⁵U年龄/Ma	1σ	²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄/Ma	1σ
1	694	1 278	0.52	0.21804	0.00760	0.03105	0.00071	200	6	197	4
2	425	1 573	0.25	0.23276	0.00819	0.03162	0.00069	212	7	201	4
3	705	3 640	0.20	0.23565	0.00701	0.03154	0.00088	215	6	200	6
4	315	1 549	0.18	0.24568	0.00897	0.03254	0.00062	223	7	206	4
5	592	941	0.54	0.22770	0.00986	0.03090	0.00122	208	8	196	8
6	496	1 045	0.42	0.23221	0.01150	0.03216	0.00064	212	9	204	4
7	215	520	0.35	0.23758	0.01362	0.03192	0.00067	216	11	203	4
8	359	597	0.42	0.20768	0.01738	0.03199	0.00229	192	15	203	14
9	452	1 139	0.35	0.22563	0.01047	0.03192	0.00066	207	9	203	4
10	794	1 301	0.58	0.24399	0.01189	0.03171	0.00062	222	10	201	4
11	543	1 512	0.34	0.25067	0.01051	0.03252	0.00064	227	9	206	4
12	638	1 623	0.40	0.22369	0.01144	0.03135	0.00184	205	9	199	12
13	1 483	6 752	0.24	0.23949	0.01025	0.03223	0.00098	218	8	205	6
14	419	942	0.58	0.20394	0.03065	0.03182	0.00198	188	26	202	12
点号	Z3（花岗细晶岩脉）测年数据
点号	Th（×10^-6）	U/（×10^-6）	Th/U比值	²⁰⁷Pb/²³⁵U比值	1σ	²⁰⁶Pb/²³⁸U比值	1σ	²⁰⁷Pb/²³⁵U年龄/Ma	1σ	²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄/Ma	1σ
1	1 365	10 504	0.13	0.25359	0.00974	0.03310	0.00059	229	8	210	4
2	9 035	11 943	0.76	0.22689	0.00949	0.03075	0.00102	208	8	195	6
3	1 085	8 212	0.13	0.23307	0.00711	0.03076	0.00047	213	6	195	3
4	637	8 391	0.08	0.23534	0.00720	0.03456	0.00050	215	6	219	3
5	554	5 910	0.09	0.24645	0.00742	0.03382	0.00059	224	6	214	4
6	1 383	7 610	0.18	0.23876	0.00850	0.03287	0.00055	217	7	209	3
7	532	7 851	0.07	0.22777	0.00808	0.03392	0.00054	208	7	215	3
8	2 157	6 472	0.33	0.21920	0.00761	0.03174	0.00067	201	6	201	4
9	1 733	10 962	0.16	0.25186	0.00936	0.03357	0.00064	228	8	213	4
10	3 697	7 235	0.51	0.24547	0.00839	0.03291	0.00053	223	7	209	3
11	1 848	10 459	0.18	0.24841	0.00729	0.03318	0.00051	225	6	210	3
12	678	6 746	0.10	0.23998	0.00906	0.03362	0.00072	218	7	213	5
13	2 461	9 045	0.27	0.21487	0.00727	0.03110	0.00061	198	6	197	4
14	1 104	6 366	0.17	0.25112	0.00854	0.03355	0.00060	227	7	213	4

图5

图5 懒板凳岩体九间屋单元（a）、王家坪隐伏岩体（b）和花岗细晶岩脉（c）单颗粒锆石阴极发光图像

Fig.5 The CL images of single-particle zircons from Jiujianwu unit of Lanbandeng rock mass（a），Wangjiaping concealed rock mass（b） and granitic fine-grained dike（c）

图6

图6 懒板凳岩体九间屋单元（a）、王家坪隐伏岩体（b）和花岗细晶岩脉（c）锆石U-Pb谐和图及花岗细晶岩脉锆石稀土元素配分曲线图（d）

注：稀土元素标准化值据McDonough（1989）；岩浆和热液锆石稀土元素数据据Hoskin（2005）

Fig.6 Zircon U-Pb harmonic map of Jiujianwu unit of Lanbondeng rock mass（a），Wangjiaping concealed rock mass（b） and granite-fine grained dike（c），zircon REE distribution curves of granite-fine grained dike（d）

4.3 硫同位素

大西沟钼矿辉钼矿δ³⁴S值接近于0，具有深源硫的特征（Ohmoto，1986）。棋盘沟、月河坪、桂林沟和杨沟—地耳沟钨钼矿床δ³⁴S值在3.6‰~10.2‰之间，分布在花岗岩δ³⁴S值范围内（表4，图7），表明成矿物质主要来自于酸性岩浆岩。

表4 镇安西部矿集区钨钼矿床S同位素组成

Table 4 Sulfur isotope composition of W-Mo deposits in western Zhen’an ore concentration area

矿区	样品编号	样品名称	矿物	δ³⁴S/‰
棋盘沟	QP-1	含矿石英脉	黄铁矿	10.0
	QP-2	含矿石英脉	黄铁矿	10.2
	QP-3	含矿石英脉	黄铁矿	8.8
月河坪	D190830	含矿矽卡岩	辉钼矿	6.1
桂林沟	D190814-1	含矿伟晶岩	辉钼矿	4.0
	D190814-2	含矿石英脉	辉钼矿	3.6
	D190814-3	含矿石英脉	辉钼矿	4.3
大西沟	D190819	含矿花岗斑岩	辉钼矿	0.1
杨沟—地耳沟	LPD1ZK06	含矿石英脉	辉钼矿	7.1

图7

图7 镇安西部矿集区钨钼矿床S同位素组成特征（底图据Hoefs，2009）

1.含矿花岗斑岩；2.石英脉型矿化；3.矽卡岩型矿化；4.伟晶岩型矿化

Fig.7 Characteristics of sulfur isotope composition of W-Mo deposits in western Zhen’an ore concentration area（base map after Hoefs，2009）

4.4 辉钼矿Re-Os同位素年龄

镇安西部矿集区棋盘沟钨矿和江口钼矿床辉钼矿Re-Os同位素测年结果见表5，棋盘沟钨矿床共生辉钼矿（QP-02）和江口钼矿床辉钼矿的模式年龄分别为（199.7±3.9）Ma和（198.7±3.9）Ma，二者年龄基本一致。

表5 辉钼矿Re-Os同位素测年结果

Table 5 Re-Os isotope dating results of molybdenite

样品编号	样重/g	Re/（×10^-9）		Os/（×10^-9）		Re¹⁸⁷/（×10^-9）		Os¹⁸⁷/（×10^-9）		模式年龄/Ma
样品编号	样重/g	测定值	不确定度	测定值	不确定度	测定值	不确定度	测定值	不确定度	测定值	不确定度
QP-02	0.00531	187 630	1 191	3.181	0.355	117 929	749	393.0	6.1	199.7	3.9
JK-01	0.00521	17 057	108	0.2892	0.0323	10721	68	35.55	0.56	198.7	3.9

5 讨论

5.1 镇安西部钨钼矿集区复式岩体演化规律

镇安西部复式岩体中发育较晚期的中—细粒黑云母二长花岗岩，主要矿物含量以斜长石（15%~45%）、钾长石（40%~55%）、石英（20%~25%）和黑云母（3%~5%）为主，呈中—细粒花岗结构，以带状、脉状或隐伏岩株状侵入，总体表现为具有富硅、低Mg#值、轻重稀土弱分馏以及强负Eu异常特征的高分异演化花岗岩，属钙碱性准铝—弱过铝质I型壳幔混源花岗岩，目前大部分呈隐伏状未出露至地表。晚古生代扬子板块和华北板块碰撞并发生部分熔融作用，形成了早中生代的中酸性岩浆岩类（220~250 Ma）。随后秦岭造山带的构造体制由挤压向伸展转换，并致加厚下地壳垮塌和地壳减薄，形成晚三叠世酸性岩浆岩（190~220 Ma）（刘春花等，2014；张贺，2017）。复式岩体在长期的上升侵位演化过程中，少部分（前端岩体）形成于以挤压为主的同碰撞构造环境中，在此过程中形成诸多NE-NNE向张扭性断裂及近SN向张裂隙。随着陆陆碰撞造山的结束，构造体制发生转换，南秦岭进入陆内造山阶段，大部分岩体（后端岩体）可能沿早期构造通道和后期NE-NNE向张性构造侵位（190~220 Ma）。王家坪隐伏岩体为矿集区内的高分异岩浆岩，常与长英质伟晶岩脉相伴产出（Dill，2015）。矿集区内高分异岩浆岩大部分位于板内构造环境中，而高分异演化花岗岩主要形成于后造山环境下的伸展构造中，长距离运移为高分异演化岩浆岩的形成提供了必要的时空条件（吴福元等，2017）。

矿集区酸性岩浆岩Nb/Ta值（4.75~13.77）小于或接近于地壳而小于地幔，表明岩浆源于地壳并混染了地幔物质。东江口、胭脂坝和四海坪岩体的Zr/Hf值（34.52~39.51）大于地幔而接近地壳，而懒板凳岩体、王家坪隐伏岩体和花岗细晶岩脉的Zr/Hf值（7.77~26.53）均小于地幔和地壳平均值，表明其经历了较高程度的分异结晶作用。除了懒板凳岩体、王家坪隐伏岩体Rb/Sr值（0.08~5.48）大于上地幔的Rb/Sr值（0.034）外，其余岩体Rb/Sr值均与地壳的Rb/Sr值（0.35）接近，也表明懒板凳岩体和王家坪隐伏岩体分异结晶程度较高。

5.2 岩浆—成矿时空关系

（1）岩浆—成矿时间关系

前人研究表明，南秦岭中酸性岩体的侵入时代主要集中在190~233 Ma之间（Jiang et al.，2010；骆金诚等，2010；秦江锋，2010；刘树文等，2011；Yang et al.，2012；孟旭阳等，2013），结合本次岩浆岩锆石U-Pb同位素测年结果，并统计分析镇安西部钨钼多金属矿集区内复式岩体的35个锆石U-Pb同位素年龄和黑云母⁴⁰Ar-³⁹Ar同位素年龄（孙卫东等，2000；杨恺等，2009；弓虎军等，2009；秦江锋，2010；Jiang et al.，2010；刘树文等，2011；Yang et al.，2011；Dong et al.，2011；李雷等，2012；刘茜，2013；Ping et al.，2013；张红等，2015；韦龙猛等，2016；陈清敏等，2017），岩体主要形成于230~210 Ma，属于晚三叠世，而晚三叠世末期（210~200 Ma）岩浆活动减弱，并在早侏罗世初期（200~190 Ma）又发生了较为强烈的岩浆侵入活动（图8）。复式岩体中形成于不同阶段的岩体往往具有不同的岩相学特征，既有先导性岩体也有继发性岩体，岩浆演化分异晚期的继发性成矿岩体大多数为隐伏岩体，如王家坪隐伏黑云母二长花岗岩。与我国华南石英脉型和矽卡岩型钨钼矿床有关的燕山期酸性侵入体大多也具有多期次多阶段活动的特点，应是同源岩浆在同一造山幕中几次间歇性活动的结果，而成矿作用可能仅与其中一期有关。岩浆的间歇活动导致岩浆期后含矿热水溶液在沿张性构造上升过程中，挥发分因温度和压力等条件的变化而逐渐逸失，并导致成矿物质沉淀。

图8

图8 镇安西部钨钼矿集区岩体年龄和钨钼成矿年龄对比

Fig.8 Comparison of rock mass age and W-Mo metallogenic age in western Zhen’an W-Mo ore concentration area

结合本次辉钼矿Re-Os同位素测年结果，矿集区内钨钼矿成矿年龄主要集中在200~190 Ma（李双庆等，2010；刘茜，2013；代军治等，2015；张红等，2015；Dai et al.，2018），为早侏罗世，比中酸性复式岩体的主成岩年龄晚10~30 Ma，而与晚期岩浆活动（200~190 Ma）时代一致（图8）。岩浆演化分异晚期酸性侵入体应是钨钼成矿母岩，以王家坪隐伏黑云母二长花岗岩［（201.9±1.8）Ma］为典型代表。

（2）空间关系

镇安西部钨钼多金属矿集区内矽卡岩型和石英脉型钨钼矿（化）体主要分布在懒板凳岩体和王家坪隐伏岩体所在的NE-NNE向和NW-NWW向构造交叉区及其周边，表明钨钼多金属矿化与懒板凳岩体和王家坪隐伏岩体在空间上具有紧密联系（图1）。东阳钨矿和棋盘沟钨矿床的大量钻孔资料表明，矿床深部发育有矽卡岩型和矽卡岩化大理岩型矿化，中部发育有矽卡岩型和少量石英脉型钨钼矿化，浅部则发育有大脉+密集细脉型钨钼矿（化）体。东阳矿区西部地表发育有懒板凳岩体，深部钻孔也有揭露岩体；棋盘沟矿区地表无岩浆岩出露，深部钻孔也未揭露岩体。然而，东阳矿区总体标高大于棋盘沟矿区，因此推测懒板凳岩体的继发性成矿岩体可能有少数出露地表，大部分仍呈隐伏状。长石石英脉通常形成于岩浆向热液过渡演化的过程中，即形成于岩浆晚期不断分异过程中，为浆液过渡态流体的高度演化产物（祝新友等，2013），因此，棋盘沟钨矿床矿硐中含矿长石石英伟晶岩脉的发育暗示着矿区深部赋存有隐伏成矿岩体。杨沟—地耳沟矿区西北部和东南部密集脉型钨钼矿（化）体的走向为NE-NNE向，倾向分别为SE向和NW向，暗示着深部存在成矿隐伏岩体（图9），具有明显的“上脉下体”的矿化特征。与杨沟—地耳沟矿区相似的桂林沟钼矿床同样在地层及四海坪岩体中发育有多组走向的密集脉型钼矿化，呈扇形或环形，应是深部隐伏成矿岩体（继发性成矿岩体）岩浆、应力、热力和热液共同作用的结果。

图9

图9 杨沟—地耳沟钨钼矿区深部隐伏成矿岩体示意图

1.第四系残坡积物；2.大理岩；3.白云质大理岩；4.萤石矿化；5.辉钼矿（化）体；6.白钨矿（化）体；7.石英脉；8.隐伏黑云母二长花岗岩体；9.长石石英伟晶岩脉；10.产状

Fig.9 Schematic diagram of deep concealed ore-forming rock mass in Yanggou-Diergou W-Mo mining area

5.3 钨钼成矿物质来源

大量研究表明，钨钼矿化与岩浆活动具有密切的成因联系，世界上主要钨钼矿床的成矿物质来源以地幔、深部岩浆和中酸性岩体为主（李水如等，2007；石洪召等，2009），钨钼成矿物质的岩浆源观点已被诸多学者所认可（刘建平等，2007；赵辛敏等，2015）。壳幔强烈相互作用的不断进行，会造成地壳中金属元素的不断富集，高度演化分异的中酸性岩浆岩是钨钼等金属元素成矿作用产生的重要组成部分之一（Breiter，2012）。同时，中酸性岩浆在沿深大断裂上升演化的过程中也可不断对金属元素富集的含矿地层进行重熔和淋滤，导致岩浆热液中金属元素含量的升高（毛景文，1997）。酸性岩浆系统在演化过程中会产生大量的流体，促进金属元素的迁移和富集（Kovalenko et al.，1984），富含金属元素的成矿热液在迁移过程中与围岩发生一系列水岩反应，最终在一定的构造物理化学条件下富集成矿（Zhao et al.，2005）。钨钼成矿流体主要来源于岩浆演化过程，我国华南地区大规模钨钼锡等多金属矿集区中的成矿花岗岩是富含钨钼锡等成矿元素结晶基底经长期构造—流体“熔炼”作用而演化形成的（翟裕生，2002），南岭钨多金属成矿带形成于中生代岩石圈伸展构造背景下，且成矿物质具有地幔来源的特征（聂荣锋等，2007）。

无论是I型、S型花岗岩还是I-S型花岗岩，均可能成为矽卡岩型白钨矿的成矿母岩。钨矿的成矿岩体具有相似的地球化学特征，总体富含硅、铝和碱质，岩石SiO₂含量一般为73%~75%，为超酸性岩石，长英指数（分异指数）通常在82~95之间，岩浆分异结晶程度较高，大多为铝过饱和钙碱性系列岩石，富含挥发分，属于高分异演化花岗岩（熊欣等，2015）。复式岩体晚阶段的岩浆演化容易引起硅质、碱质、挥发分、不相容元素和金属元素的富集与成矿（毛景文等，2000；赵辛敏等，2015），且往往具有钨、锡、铌、钽、锂等成矿专属性，尤以我国华南燕山期高分异演化钨锡多金属成矿岩体最为显著。镇安西部钨钼多金属矿集区内中酸性复式侵入岩体中懒板凳岩体、王家坪隐伏岩体和花岗质岩脉均富硅，具有较低的固结指数（SI）和较高的长英指数（FL），岩石分离结晶作用程度相对较高。懒板凳岩体田湾单元、王家坪隐伏岩体和花岗质岩脉富集大离子亲石元素（Rb、Th、U、Nb、Ta、Nd等），亏损Ba和Sr等，具有低Sr/Y值，与后期流体作用关系密切（姚军明等，2005）。岩浆岩稀土元素的四分组效应一般会导致Zr/Hf值和Nb/Ta值降低，Rb/Sr值升高。懒板凳岩体田湾单元、王家坪隐伏岩体和花岗质岩脉的Zr/Hf值在7.77~26.53之间，Nb/Ta值在 3.05~8.79之间（均值为6.01），Rb/Sr值为0.08~14.97（均值为3.97），以上微量元素比值的变化是高分异演化岩浆岩的典型标志（Raimbaulti et al.，1998）。

大量研究资料表明，高分异演化钨钼成矿花岗岩具有较低的稀土总量，主要集中在50×10^-6~200×10^-6之间，石英脉型钨矿成矿岩体稀土元素配分曲线通常呈“海鸥式”（稀土四分组效应），轻重稀土分馏不明显，且均具有非常强烈的Eu负异常，δEu主要集中在0.007~0.900之间，表明成矿条件为较高温的还原环境。

矽卡岩型钨矿成矿岩体稀土含量多数受到侵入岩和被交代地层的双重控制，而石英脉型钨矿成矿岩体的稀土含量与岩浆热液的结晶分异过程密切相关，分异越彻底，Eu的亏损程度越高。由于Eu²⁺与Ca²⁺的类质同象，成矿岩体强烈的负Eu异常通常伴生有矿床中长石石英脉的大量产出（薛怀民等，2009；秦燕等，2019）。矿集区内懒板凳岩体田湾单元、王家坪隐伏岩体和花岗质岩脉均具有很低的稀土总量，显著的负Eu异常，轻重稀土分馏不明显，稀土配分曲线呈显著的四分组效应。

Sr同位素研究成果表明，核桃坪钨矿床氧化物早阶段和晚阶段白钨矿的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值分别为0.709和0.710~0.712，表明早阶段成矿物质可能来源于深部隐伏花岗岩体，而晚期成矿物质则因岩浆分异和水岩反应作用，加入了更多的壳源物质（代鸿章等，2019）；东阳矿区懒板凳黑云母二长花岗岩［（200±1.9）Ma］可能是由地壳重熔或幔源岩浆演化而成（刘茜，2013）。矿集区内钨钼多金属成矿作用与复式岩体的晚阶段高分异演化花岗岩（多数为隐伏岩体）、岩浆晚期热液活动等具有密切的成因联系，深部成矿岩浆在应力和热力等作用下沿断裂裂隙系统向浅部运移，并在岩浆的不断分异演化过程中，发生强烈的水岩反应和成矿热液中钨钼等金属元素的富集成矿，因此懒板凳岩体和王家坪隐伏岩体一带仍具有较大的钨钼成矿和找矿潜力。

6 结论

（1）复式岩体中的懒板凳岩体田湾单元、王家坪隐伏岩体和花岗质岩脉具有富硅，稀土总量低，呈强负Eu异常，稀土元素配分曲线具有显著的四分组效应，且Zr/Hf值和Nb/Ta值较低，Rb/Sr值较高，岩浆结晶分异程度相对较高，代表了本区岩浆演化方向，属于钙碱性准铝—弱过铝质I型壳幔混源花岗岩类。

（2）锆石U-Pb同位素测年获得懒板凳岩体九间屋单元和王家坪隐伏岩体年龄分别为222.7 Ma和201.9 Ma，棋盘沟钨矿和江口钼矿的辉钼矿Re-Os同位素模式年龄分别为（199.7±3.9）Ma和（198.7±3.9）Ma。矿集区内岩浆岩形成时代主要集中在230~210 Ma和200~190 Ma 2个阶段，钨钼矿床成矿年龄集中在200~190 Ma之间，较晚期的王家坪隐伏岩体成岩时代与钨钼成矿时代接近。

（3）石英脉型和矽卡岩型钨钼矿床中硫化物单矿物δ³⁴S范围为0.1‰~10.2‰，钨钼成矿物质来源应为复式岩体晚阶段形成于200~190 Ma之间的高分异演化酸性侵入体，以懒板凳岩体田湾单元、王家坪隐伏岩体和花岗质岩脉为代表。隐伏高分异演化黑云母二长花岗岩及岩脉发育地段将是矿集区内钨钼多金属矿（化）体的有利找矿靶区。

http://www.goldsci.ac.cn/article/2024/1005-2518/1005-2518-2024-32-1-13.shtml

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秦岭柞水岩体和东江口岩体的锆石U-Pb年代学及其意义

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南秦岭桂林沟斑岩型钼矿Re-Os同位素年代学及其构造意义研究

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石英脉型钨矿床中云英岩析离体及岩浆液态分异成矿研究——以湖南瑶岗仙钨矿床为例

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