内蒙古白乃庙矿区斑岩成矿与造山型成矿系统的关系

我国以发育碰撞型造山带为特征，多期地质构造活动导致改造与叠加成矿作用显著。除白乃庙矿床外，中亚造山带东段未见早古生代活动陆缘型斑岩矿床报道，是被改造还是未发现，值得研究。申请者前期研究表明白乃庙矿床主要为晚古生代造山型成矿系统，并可能存在早古生代斑岩成矿作用。本申请以白乃庙铜金矿床北矿带为研究对象，在野外工作基础上，开展岩矿相学研究，识别斑岩成矿系统和造山型成矿系统；对北矿带绿片岩型矿石进行原岩恢复，明确其原岩是否为斑岩型矿石；测定白乃庙群绿片岩的变质时代，确定变质和成矿之间的时间耦合关系，辅以微量元素和同位素地球化学研究确定成矿物质迁移规律和方式。该项目成果不仅可以了解中亚造山带早古生代斑岩成矿系统特征、早期形成的矿床在后期造山过程中成矿元素的迁移和富集规律，丰富造山与成矿理论，而且有助于查明中亚造山带东段缺少古生代斑岩型矿床的原因，推动成矿理论发展并为碰撞造山带铜金矿床找矿提供新思路。

内蒙古白乃庙铜金矿床位于华北板块北缘增生型造山带，石英脉型和蚀变岩型矿体受EW向韧-脆性剪切带控制。北矿带矿体赋存于花岗闪长斑岩体内的矿石品位低，高品位矿石主要产于片理化强烈的白乃庙群绿片岩和糜棱岩化强烈的花岗闪长斑岩裂隙中。矿床围岩蚀变主要为硅化、钾化和青磐岩化，并具分带性，与典型的斑岩型矿床一致。糜棱岩化花岗闪长斑岩体附近的含钾长石和石英脉的绿片岩型矿石，在显微镜下显示其钾长石和斜长石变斑晶具有典型的岩浆结构并遭受强烈的构造变形，其部分锆石U-Pb模式年龄主要集中在445 Ma附近，与花岗闪长斑岩成岩年龄（444.8 ± 6.1） Ma接近。北矿带VIII矿段8件辉钼矿样品年代学研究结果表明，无论是脉状石英脉型矿石中的辉钼矿，还是绿片岩型薄膜状辉钼矿，其Re、Os含量，同位素组成及模式年龄没有显著差别，模式年龄变化范围为441.2–445.9 Ma，等时线年龄为445.0 ± 3.4 Ma，与北矿带XIII矿段花岗闪长斑岩SHRIMP U-Pb年龄（444.8 ± 6.1）Ma完全一致。这些特征表明，北矿带存在早古生代岛弧型斑岩钼成矿作用，并遭受了后期区域变质和糜棱岩化作用，导致成矿物质重新活化迁移，并在EW向断层破碎带及片理化带中重新就位成矿。. 为准确确定白乃庙矿床叠加改造成矿作用发生的时间及地质背景，我们选择白乃庙群绿片岩中具变质成因的黑云母进行了氩－氩坪年龄测定，获得了（429.2±4.1）Ma的坪年龄，表明白乃庙群变质年龄为（429.2±4.1）Ma。而斑岩型成矿系统发育的时间为444－445 Ma，绿片岩型和石英脉型矿石的成矿时代为（396±2）Ma。因此，白乃庙岛弧斑岩成矿系统发育于444－445 Ma，随着白乃庙弧与华北北缘拼接，在（429.2±4.1）Ma发生弧陆碰撞并导致白乃庙群的区域变质作用，破坏了早古生代已经形成的斑岩矿床，导致矿质随变质流体活化、迁移，在变质峰期之后（396±2） Ma，沿EW向断裂构造重新就位，形成了造山型白乃庙铜、钼、金矿床。