华北克拉通北部碱性岩浆活动与金、铜和铀成矿作用

从区域地壳演化与成矿的地球动力学研究角度，将碱性侵入岩体中产出的金属矿床看作为一种特殊的"岩石探针"，采用成矿（岩）学最新理论和最新测试技术，对华北克拉通北部哈达门沟―包头东碱性正长岩区、水泉沟-后沟碱性正长岩-二长岩区、河坎子-安子岭碱性正长岩-碱性花岗岩区和赛马-柏林川碱性正长岩区范围内产出的金、铜和铀矿床进行研究。通过此项工作，详细描述各类金属矿床的产出环境、地质特征、分布规律和控矿条件；阐明含矿碱性岩浆的起源和演化及深部过程；查明含矿碱性岩浆体系转化为成矿流体系统的条件与控制要素；揭示成矿物质供给-传输-聚集的动力学机理；重塑碱性岩浆活动与金属成矿作用的演化历史；建立与碱性侵入岩体有关金、铜和铀矿床的成矿模式与找矿模型；发展和完善华北克拉通北部金属矿床成矿理论体系，并且为探索大陆板块内部成矿作用演化历史和开展隐伏金、铜、铀矿床找矿勘查工作提供科学依据。

项目所获进展主要体现在以下6个方面（1）对华北克拉通北部及邻区碱性岩和富碱性岩体（层）的划分标准进行了补充和完善，并且提出高碱含量（高碱质）火成岩概念，所谓高碱质火成岩主要由经典式碱性岩、碱性花岗岩、普通式碱性岩和碳酸岩所构成，与上述4类高碱质火成岩有关的矿床被称之为碱质类矿床；（2）初步查明了研究区范围含矿高碱质火成岩的岩石类型及其成矿专属性：与钼、钼（金）和铜（金）矿床点有关的岩石类型包括碱性正长岩、石英正长岩和二长岩；与铌-钽矿床（点）有关的岩石类型有碱长花岗岩和钠长石花岗岩；与铀矿床（点）有关的岩石类型有霓霞正长岩、霞石正长岩、异霞正长岩和假白榴石粗面岩；（3）初步确定了研究区范围含矿高碱质火成岩产出环境和形成时代。含矿的高碱质火成岩体（层）及相关矿床大都是造山期后伸展构造环境低硫、富碱、高氧逸度和高挥发性组分岩浆活动产物，含矿岩体（层）及相关矿床空间分布形态受继承性东西向和北东向深大断裂及次级构造控制。尽管研究区各高碱质岩体（层）无论在地理位置和产出形态方面，还是在岩性组合和成矿专属性方面均存在有明显差别，但是它们均是造山期后伸展构造环境高碱质岩浆活动产物，成岩作用主要发生在中生代；（4）厘定了碱质类金属矿床类型和形成时代：研究区范围内碱质类钼、金（钼）、铜（金）、铌-钽和铀矿床（点）星罗棋布，其中特大型矿床6处，大型和中型矿床各8处，小型矿床16处。根据矿床（点）的产出环境和地质特征，可将其大体可以划分为两种成因类型，即斑岩型和热液脉型。除了个别矿床（点）的形成时代为古生代外，绝大多数钼、金（钼）、铜（金）、铌-钽和铀矿床（点）的同位素年龄为248-217Ma，其中63%矿床形成时间集中在230-220Ma之间；（5）初步建立了研究区钼、金（钼）、铜（金）、铌-钽和铀矿床（点）成矿模式：尽管研究区各类碱质类金属矿床地理位置和地质特征各有不同，但是其形成过程相似。古陆块内部伸展构造作用导致大陆壳的部分熔融，产生富钾或富钠岩浆，并且与幔源物质混合，进而形成低硫、富碱、高氧逸度和高挥发性组分岩浆及相关含矿流体，并且在构造有利部位形成各类钼、金（钼）、铜（金）、铌-钽和铀矿床（点）；（6）成矿理论指导找矿获得重要进展：根据本项目所提出的成矿模式和找矿模型，指导矿山企业在哈达门沟金矿集区找到大型金矿床一处，探获可采黄金储量23吨， 经济价值70亿元（人民币）。