华北南缘中生代花岗岩源区和钼超常富集机制研究：以鱼池岭和东沟超大型钼矿床为例

Extensive intermediate-acidic magmatism in the southern margin of the North China Craton occurred at 160~100Ma and formed the world's largest molybdenum ore belt. Although geochemical studies of the granites are available in the literature, it remains unclear as to the sources of the granites and the relation between magma evolution of the granites and the extreme Mo-enrichment. The Yuchiling and Donggou super-large porphyry molybdenum deposits are spatially associated and hosted in the 150~135Ma Heyu and 125~110Ma Taishanmiao-Donggou composite batholiths, respectively. The two hosting batholiths have different lithologies and display different geochemical features. This project will explore the compositions, evolutions and sources of the parental magmas of the two batholiths and to examine possible crust-mantle interactions using in-situ major and trace elemental and isotopic compositions of zircon (Hf-O isotopes), apatite (Sr-Nd isotopes), and plagioclase (Sr isotope). Elemental and isotopic compositions of Fe-Ti oxides, sulfides and melt/fluid inclusions will be utilized to investigate the temperature, pressure, volatile and oxygen fugacity of post-magmatic fluids, molybdenum in the fluids and the variations of Mo contents in minerals, melts and fluids of different stages during magma-fluid evolution.This project will provide further constraints on the mechanism of extreme Mo-enrichment and thus propose mineralogical and geochemical guides for prospecting.

华北南缘在160~100 Ma发生大规模中酸性岩浆活动并形成世界上最大钼矿带。目前对所形成花岗岩的地球化学特征有较深入的研究，但对其物质源区及与钼超常富集的关系尚不清楚。在该钼矿带，鱼池岭和东沟两个超大型钼矿床，空间上毗邻，分别产于150~135Ma的合峪和125~110Ma的太山庙-东沟复式岩基中，但这两个岩基具有不同的岩石类型和地球化学特征。鉴于此，本项目对比研究这两个超大型钼矿和相关的岩基/体，主要通过锆石的Hf-O和磷灰石、斜长石的Sr-(Nd)同位素和它们的微区主微量元素，并结合铁钛氧化物、硫化物和熔体-流体包裹体的元素与同位素研究，示踪花岗岩的源区和壳-幔作用，解析岩浆成分、分异过程，温度、压力、挥发分和氧逸度条件，岩浆期后流体性质，钼的赋存状态及其在岩浆演化各阶段的矿物、熔体和流体中的含量和变化规律, 进而制约钼超常富集的机理，并建立含矿岩体的找矿矿物学和地球化学标志。

华北南缘在160~100 Ma发生大规模岩浆事件并形成世界上最大钼矿带。目前对花岗岩的地球化学特征有较深入研究，但对源区和钼超常富集的机理尚不清楚。此外，同时期该区也广泛发育大规模的Au-Ag-Pb-Zn成矿作用，但对这些矿床成因还存在争议。.为了解决以上问题，本项研究选取了华北克拉通南缘典型的花岗质岩体及中基性岩体（伏牛山、太山庙和天桥沟岩体）、斑岩Mo矿（东沟和老庙沟Mo矿）以及外围的脉型Au-Ag-Pb-Zn矿（王坪西沟Pb-Zn矿、康山Au-Ag-Pb-Zn矿和白土Ag-Pb矿）。通过详细的野外观察和显微观察、全岩的主微量和Sr-Nd同位素成分分析、锆石的年代学和Hf同位素分析以及单矿物（黑云母和黄铁矿等硫化物）的主微量和S-Pb同位素成分分析，获得了以下重要认识：.1）早期阶段的花岗岩(158-128 Ma)为I型花岗岩，源岩以华北克拉通南缘古老结晶基底物质为主，并有幔源物质的参与。晚期阶段的为126-112 Ma，具有较强分异演化的特征，均属于A型花岗岩或高分异I型花岗岩，形成于强烈伸展减薄的构造环境，且花岗岩源区中的地幔物质显著增多，并伴随有同期基性岩浆岩的产出，表现出强烈的壳幔相互作用。华北克拉通南缘晚中生代岩浆作用由早到晚的演化趋势，揭示了区域构造体制由加厚的岩石圈向强烈伸展减薄的构造环境的转变，而127 Ma前后是华北南缘晚中生代构造体制转变的一个关键时期。华北克拉通南缘晚中生代强烈的岩浆-成矿-构造热事件并不是扬子与华北克拉通碰撞后的产物，而是与古太平洋板块在亚洲大陆东部之下俯冲方向和速率的改变引发的整个中国东部构造转折-岩石圈伸展减薄有关。.2）岩浆的高氧逸度增加了Mo的不相容性，同时由于其富含氟，延长了岩浆的结晶时间，促进了岩浆的高分异，使得Mo在残余熔体中逐步得到富集，为成矿提供了初步的物质基础。而后期相对富氟的流体对残余熔体中的Mo有效提取，形成了东沟超大型斑岩钼矿。.3）东沟斑岩Mo矿和王坪西沟Pb-Zn矿以及老庙沟Mo矿和康山Au-Ag-Pb-Zn矿和白土Ag-Pb矿均是同一期成矿流体不同阶段的产物，共同构成一个Mo-Au-Ag-Pb-Zn成矿系统。