南岭钼矿的岩浆岩成矿专属性初步研究

黄 凡, 王登红, 陈振宇, 王成辉, 刘善宝, 陈郑辉

(中国地质科学院 矿产资源研究所, 国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室, 北京 100037)

南岭钼矿的岩浆岩成矿专属性初步研究

黄 凡, 王登红, 陈振宇, 王成辉, 刘善宝, 陈郑辉

(中国地质科学院 矿产资源研究所, 国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室, 北京 100037)

南岭地区钼成 矿 与花岗质岩浆 活动关系密切 , “成钼”岩体常呈 小 岩株或岩瘤状 产出, 出露面积 多 数＜3.5 km2,以钾长石花岗岩/普通花岗岩类-二长花岗岩类-花岗闪长岩类系列为主。根据近年来南岭地区钼矿及其相关花岗岩的最新研究成果初步总结了“成钼”岩体的成矿专属性。结果表明, 南岭地区“成钼”岩体具有以下特征: (1) 极强的时代专属性和地域差异性, 即成矿岩体集中形成于燕山期的 150~171 Ma、129~140 Ma 和 90~105 Ma 3 个主要阶段。其中, 高峰期为150~171 Ma, 主要分布在南岭中东段的赣南、粤北和湘南地区。 早白垩世岩体以南岭东段的闽西南地区为主(90~140 Ma),其次为南岭西段(90~105 Ma); (2) 化学成分专属性不显著, SiO2含量范围较广(58.04%~78.68%), 呈双峰式分布(峰值分别为 62%~70%和 72%~78%), 但当岩体具有不同矿化组合时, 其 SiO2含量、碱含量(K2O+Na2O)、K2O/Na2O 比值和分异指数(DI)具有不同的特征范围, 表现出一定的专属性: 一般具不太高的 SiO2含量(65%~71%)、高碱(6%~9%)、高 K2O/Na2O比值(＞6)、高氧化态(磁铁矿系列)和适度演化(70＜DI＜90)的岩体对形成较大规模的(独立)钼矿最为有利; (3) 富集 Rb、Th、U、K、Pb、Nd 等元素, 亏损 Ba、Sr、P、Ti、Nb、Zr、LREE 等, 具不同矿化组合的岩体稀土元素组成差异比较大:当与铜矿有关时, 各时代岩体稀土元素配分曲线呈右倾, 具有不明显的 Eu 负异常(0.6＜δEu＜1); 独立钼矿与含铜矿化岩体特征相似, 但 Eu 负异常更不明显(0.8＜δEu＜1); 与钨、铅、锌、锡矿等相关的岩体稀土元素配分模式呈平卧海鸥状, 具有明显的 Eu 负异常(δEu＜0.45); (4) 岩石成因类型可以是 I 型、A 型和 S 型, 以后两者为主, 当岩体为 I 型花岗岩时, 往往发育铜矿化, 当有幔源物质参与成岩时往往对成钼矿十分有利。

钼矿; 花岗岩类; 成矿专属性; 南岭地区

南岭地区在矿床学研究中被称之为“南岭钨-锡-钼-铍-稀土-铅-锌-金成矿带”(简称南岭成矿带,徐志刚等, 2008), 蕴含着丰富的有色、稀有、贵金属和 铀 等 矿 产 资 源 (陈 毓 川 等 , 1989; 王 登 红 等 , 2010a)。据不完全统计, 探明的金属资源量中, 钨矿占全国的 83%, 锡矿占 63%, 铅矿占 30%, 锌矿占22%, 铀矿占 60%, 钽矿占 90%, 重稀土几乎全部分布在本区(陈毓川等, 1989; 王登红等, 2007)。这些矿产多与花岗质岩浆活动密切相关, 表现出极强的花岗岩成矿专属性(翁文灏, 1920; 谢家荣, 1936; 徐克勤等, 1963a, b; 闻广等, 1958, 1983; 闻广和闻格, 1963; 陈毓川, 1983; 陈毓川等, 1989), 其中, 与 S型花岗岩有关的矿床主要是钨、锡、铍、铋、钽、铌、钍和稀土矿床; 与 I型花岗岩有关的主要是铜、铅、锌、钼、铁及斑岩型钨矿, 而与 A 型花岗岩有关的则 主要是 铌矿 床 (地矿部 南岭 花 岗岩 专题组 ,1989)。虽然存在疑议(王清廉, 1987), 但事实证明,不同类型花岗岩确与特定的矿床存在时空和成因上的联系, 这一规律在指导区域找矿实践中取得了众多成果(王登红等, 2010a)。因此, 有必要对花岗岩及其相关成矿作用做进一步的总结研究, 以便于指导成矿预测和找矿勘查。本文从成岩时代、空间分布、岩石地球化学特征等方面初步探讨了南岭地区与钼成矿作用有关花岗岩的钼成矿专属性。

1 南岭钼矿找矿进展及分布特征

南岭 60 多种金属矿产主要以共/伴生的形式出现,重要的有钨、锡、铅、锌、铋等 22 种(盛继福, 2004; 华仁民等, 2008), 钼矿也一直作为共/伴生矿产进行评价的。截止到 2008 年, 南岭已探明的共/伴生钼金属资源量仅占全国的约 2.14%。近几年, 钼找矿在全国范围内均取得了重大进展, 南岭也发现了一批大中型钼矿山, 找矿进展集中在中、东段, 特别是在赣南发现了一些大中型独立钼矿床, 如园岭寨(黄凡等, 2012)、葛廷坑(吴俊华等, 2011)等。在已有的钨锡多金属矿区的深部和外围也发现了一些钼矿体, 如湘南瑶岗仙钨矿杨梅岭矿段深部发现富钼厚石英脉型矿体、细脉型和砂岩角砾型钼矿带, 更深部发现了斑岩型钨钼矿(吕志成等, 2011), 湘南宝山铅锌银矿中西部矿区深部找到了矽卡岩型铜钼多金属矿体(廖廷德, 2009), 粤北大宝山多金属矿床中, 在花岗斑岩体顶部发现具有超大型远景的斑岩型钼矿化(祝新友等, 2011)。截止到 2012 年, 共探明小型规模以上的钼矿床(包括共/伴生)60 余个, 其中, 中型 17 个, 大型 5个(图 1、表 1), 南岭地区查明钼金属资源量提升到170.56 万吨, 占全国总量 6.3%。但目前发现的独立钼矿仍比较少, 辉钼矿多伴生在钨锡等多金属矿床中,主要的矿种组合有钼、铜-钼、铁-钼、钨-钼-(铼)、钨-(铜)-钼、钨-锡-钼-铋、钼-铋和钼-铅-锌-(锡)等。独立钼矿床类型以斑岩型为主, 其次为石英脉型,共/伴生钼矿床则以矽卡岩型和石英脉型为主。钼的成矿时代主要集中在燕山期(王登红等, 2013①), 以中- 晚 侏 罗 世 为 主 , 与 钨 的 成 矿 时 代 一 致 (毛 景 文 等 , 2004), 其次是早白垩世和三叠纪。

2 南岭代表性“成钼”岩体的地质、地球化学特征

图 1 南岭地区花岗岩类与钼矿分布简图Fig.1 Distribution of the granites and the molybdenum (Mo) deposits in the Nanling region

表 1 南岭地区主要钼矿床一览表Table 1 Major Mo deposits in the Nanling region

南岭钼矿以内生为主, 成矿作用与花岗质岩浆活动密切相关(表 2)。对“成钼”岩体的一般地质特征,前人总结为“小、新、浅、变、复”(李泽九, 1986), 后人进一步总结为“小岩体成大矿”(汤中立等, 2012),其“小、广、大、高、浅(潜)”的特点具有指导找钼的普遍意义。虽然从图 1看南岭钼矿均围绕大的花岗质岩体分布, 但实际上钼成矿多与小规模花岗质岩浆活动密切相关, 如湘南分布在骑田岭岩体周边的小岩体, 宝山、黄沙坪、千里山等花岗质岩体均形成了重要的多金属矿床; 赣南九龙脑岩基及周边的小岩体与九龙脑矿田的形成密切相关; 园岭寨独立大型钼矿与园岭寨花岗斑岩密切共生等。总体上, 南岭地区除个别花岗岩基外, “成钼”岩体主要呈小岩株状或岩瘤产出, 一般出露面积小于 10 km2, 多数小于 3.5 km2(表 2), 并发 育强烈的热 液 蚀变(如园 岭寨花岗 斑 岩, 黄凡等, 2012), 表现出“小岩体成大矿”的特征。

根据成矿元素组合, 南岭地区“成钼”岩体总体上可以分为与独立钼矿有关(I)、与钨锡钼铋铅锌成矿有关(II)、与铁钨铜钼铋铅锌成矿有关(III)、与钨伴生钼(铋)矿有关(IV)和与铜钼成矿有关(V)的岩体五类, 代表性岩体的岩石学和岩石地球化学特征见表3。

3 南岭“成钼”岩体的成矿专属性

3.1 时代专属性

同位素年龄统计(图 2)可以看出, 南岭地区“成钼”岩体的成岩年龄范围为 91.05~435.8 Ma, 可分为加里东期、印支期和燕山期 3 个期次, 主要集中在燕山期,细分为 150~171 Ma、129~140 Ma 和 90~105 Ma 3 个主要成岩阶段, 高峰期集中在中-晚侏罗世(150~171 Ma),与钼成矿时代基本一致。目前, 加里东期“成钼”岩体仅见于广西, 包括与社洞(平头背)斑岩-矽卡岩型钨钼矿和白石顶石英脉型钼矿有关的社山复式岩体(陈懋弘等, 2011)和桂岭二长花岗岩(朱金初等, 2006; 李晓峰等, 2009); 印支期“成钼”岩体有湘南的高坳背、锡田和荷花坪(王仙岭岩体)(王彦斌等, 2010; 马铁球等, 2005; 刘国庆等, 2008; 付建明等, 2009; 蔡明海等, 2006; 郑佳浩和郭春丽, 2012)。

表 2 南岭地区与钼成矿有关的重要岩体一览表Table 2 Major ore-bearing granitic plutons related to Mo mineralization

续表 2:

图 2 南岭地区与钼矿有关岩体的锆石 U-Pb 年龄直方图(年龄数据引自王登红等, 2013①)Fig.2 Rock-forming age histograms of the granitic plutons related to the Mo deposits mineralized in the Nanling region

燕山期“成钼”岩体大量发育, 但出露面积不大,多呈岩株状产出, 个别大的花岗岩基也与钼矿床的发育有关(表 2), 3 个阶段(150~171 Ma、129~140 Ma和 90~105 Ma)的“成钼”岩体分布各有特点。其中, 150~171 Ma 阶段的“成钼”岩体数量最多, 主要分布在南岭中东段的赣南、粤北和湘南地区, 以钨锡多金属伴生钼矿为主, 近几年发现了少量与独立钼矿床相关的岩体, 如园岭寨花岗斑岩体; 129~140 Ma和 90~105 Ma 两个阶段的“成钼”岩体主要分布在南岭东、西两段, 前者以闽西南地区更多见, 后者主要在南岭西段。

由此, 南岭地区“成钼”岩体表现出显著的时代专属性, 即“成钼”岩体主要形成于燕山期, 高峰期为燕山早期中-晚侏罗世(150~171 Ma)。所以, 成矿预测工作首先要重视中-晚侏罗世(150~171 Ma)的中酸性小岩体, 其次要注意早白垩世(90~140 Ma)的中酸性小岩体。同时, 也要注意这种时代专属性的地域性差异, 即在南岭中段要特别注意燕山早期的花岗岩类, 在西段和东段则要注意燕山晚期的花岗岩类。

3.2 空间专属性

从图 1 可见, 南岭地区的钼矿, 无论是独立的还是共/伴生的, 在空间分布上并没有特殊的选择性,既不像南美的安第斯成矿带也不像我国的秦岭-大别成矿带那样明显呈线状分布, 而是呈“全面开花”的散布特点。与岩浆岩的空间平面关系也并无“专属性”, 岩体内部、外部和接触带均可能形成钼矿, 岩体的不同部位也都有成矿的可能性, 岩体的大小、产状及形态与钼矿的成矿与否似无必然的选择性。因此, 钼矿与岩浆岩之间可能并无必然的“空间专属性”。但实际上, 正如前文所述, 钼成矿与中酸性小岩体在时空关系上更为密切, 某些被剥蚀出地表的小岩体可能对找钼矿极为有利, 其成因可能与周边花岗岩基无关。如园岭寨大型钼矿中花岗斑岩浆可能提供了一定的成矿物质, 但成岩成矿作用与其西约 5 km 处出露的同时期的柯树北花岗岩基没有直接的成因关系(Huang et al., 2014)。此外, 通常情况下, 复式岩体的晚期产物是有利于成矿的, 但南岭地区钼矿成矿却呈现出相反的趋势, 如千里山复式岩体, 成矿与早中期的黑云母二长花岗岩关系密切, 而与晚期的花岗斑岩关系不大(李红艳等, 1996);社山复式岩体, 成矿与早期的花岗闪长(斑)岩有关而非晚期的花岗斑岩(陈懋弘等, 2011)。

表 3 具不同成矿元素组合代表性岩体的岩石学与地球化学特征Table 3 Petrological and geochemical characteristics of the representative granitic plutons with different ore metal assemblages

3.3 物质专属性

3.3.1 岩石特征

表 2 表明, 与独立钼成矿有关的岩体岩性一般以花岗斑岩或似斑状花岗岩为主, 如园岭寨、葛廷坑等;与钨锡钼铋矿有关的岩体岩性一般为黑云母(二长)花岗岩, 出露面积大的可达 10~20 km2, 如千里山岩体, 西华山岩体, 小的不足 0.1 km2, 如黄沙、漂塘等;与钨伴生钼成矿有关的岩体岩性有黑云母花岗岩、白云母花岗岩、黑云母二长花岗岩、二云母花岗岩和钾长花岗岩等, 以黑云母花岗岩、二云母花岗岩和白云母花岗岩等为主, 可以是大岩基也可以是小岩株, 以后者为主, 如九龙脑周边钨矿床等; 与铅锌钼多金属矿有关的岩体岩性有黑云母二长花岗岩、花岗斑岩、花岗闪长岩等, 以前两者为主, 如黄沙坪铅锌多金属矿床; 与铜钼成矿有关的岩体岩性一般以花岗闪长岩、花岗闪长斑岩、(二长)花岗斑岩、二长(斑)岩为主, 如罗卜岭铜钼矿、圆珠顶铜钼矿等。

在花岗岩标准矿物 QAP 分类图解(图 3)中, “成钼”岩体的岩石类型主要集中在钾长石花岗岩或普通花岗岩、二长花岗岩、花岗闪长岩三个区域。其中, 与成独立钼矿有关岩体主要为碱性长石/钾长石花岗岩和二长花岗岩, 以前者为主; 当发育铜矿化时主要为钾长石花岗岩或普通花岗岩、二长花岗岩和花岗闪长岩; 当发育铅锌矿化时主要为钾长石花岗岩或普通花岗岩、二长花岗岩; 当与钨矿化有关时主要为二长花岗岩(由于淘锡坑样品主要为云英岩化花岗岩, 部分样品投点落入到富石英花岗岩区域)。需要注意的是, 同样是与铜矿化有关的成钼矿岩体, 岩性差异也比较大, 如大宝山铜钼矿成矿岩体是钾长花岗岩-二长花岗岩系列, 而圆珠顶铜钼矿成矿岩体主要为二长花岗岩, 罗卜岭和社山岩体则主要为花岗闪长岩类。

图 3 南岭地区与钼矿有关岩体 CIPW 标准矿物 QAP 图解Fig.3 The QAP diagram of the ore bearing granitic rocks related to the Mo deposits in the Nanling region

3.3.2 主量元素特征

南岭地区“成钼”岩体总体上以钾长花岗岩-二长花岗岩-花岗闪长岩系列为主, 岩石 SiO2含量范围较广, 集中在 58.04%~78.68%, 在 SiO2含量直方图 (图 4)上 呈双 峰 式 分 布, 即 在 62%~70% 和72%~78%出现峰值。前一峰值主要是与铜成矿有关的“成钼”岩体, 即偏中性; 而其他“成钼”岩体基本上集中在大于 66%的酸性岩类, 除独立钼矿外(SiO2=66.33% ~70.77%), 以第二峰值区为主, 一般以与钨矿伴生钼矿有关的岩体 SiO2含量最高。K2O+Na2O 含量集中在 3.41%~10.05%, 其中与铜有关的“成钼”岩体的含量变化最大, 集中在 5.82%~ 8.84%, K2O/Na2O 比值一般＜4, 集中在 0.5~3 之间;与铅锌成矿有关的“成钼”岩体 K2O+ Na2O 含量较高为 6%~8.6%, K2O/Na2O 比值较低, 集中在 1.3~3 之间; 与独立钼成矿有关的岩体 K2O+Na2O 含量集中在 7%~9%, K2O/Na2O 比值一般大于 6; 当与 Fe 矿化相关时, K2O/Na2O 比值较低, 集中在 1~2 之间; 与钨伴生钼有关的岩体 K2O+Na2O 含量变化范围较大(4%~9%), K2O/Na2O 比值集中在 1~3 之间, 当岩体发生云英岩化时, K2O/Na2O 比值一般大于 30。总体上, 不太高的 SiO2含量(65%~70%)、高碱(7%~9%)、高 K2O/Na2O 比值(＞6)的岩体对形成规模较大的(独立)钼矿极为有利。

图 4 南岭地区与钼矿有关岩体 SiO2含量直方图解(数据来源同图 3)Fig.4 SiO2content histogram of the ore-bearing granitic plutons related to the Mo deposits in the Nanling region

不同时代的“成钼”岩体岩石化学性质存在一定差异, 如闽西南与马坑钼铁矿、学堂坑钼矿有关的白垩纪大洋-莒舟黑云母花岗岩体与中侏罗世的园岭寨花岗斑岩存在明显差异; 志留纪的社山复式岩体与燕山期的“成钼”岩体明显不同, 在各种图解中均呈现不同程度的离群分布(图 5a、b、c)。在SiO2-(Na2O+K2O)图(图 5a)上, 岩石投点总体上位于亚碱性系列区; 在 SiO2-K2O 图(图 5b)上, 除社山岩体部分样品投点在钙碱性系列外, 其余岩体总体属于高钾钙碱性系列和钾玄岩系列, 其中, 赣南独立钼矿属钾玄岩系列。岩石 A/CNK 值变化较大, 总体上 A/CNK 值集中在 0.26~2.45 之间, 1 附近为投点密集区(图 5c), 总体属准铝质-过铝质岩石, 不同区域具有相同矿化组合岩体的 A/CNK 值变化较大, 如与独 立 钼 成 矿 有 关的 园岭 寨花 岗斑 岩的 A/CNK= 1.33~1.59, A/NK=1.62~1.83, 属过铝质岩石, 与闽西南的成矿岩体明显不同(A/CNK=0.82~1.10)。

矿 化 组 合 不 同 时 , “成 钼 ”岩 体 在 SiO2-Fe2O3/FeO(图 5d)图解上有不同的分布区间, 并且与岩体的分异指数和碱度率关系密切(图 5e), 形成钼矿床的规模也存在一定的差异性(图 5f): 与铜钼矿有关岩体分布区域较广, 分异程度总体较低(60＜DI＜90, 图 5e), 涵盖了磁铁矿和钛铁矿系列(图 5d),但当成钼矿床规模比较大时, 其分异指数比较高(70＜DI＜80, 图 5f); 与铅锌钼成矿有关的岩体赣南和湘南表现不一, 赣南总体属磁铁矿系列, 湘南磁铁矿和钛铁矿系列均有, 但以后者为主; 独立钼成矿有关的岩体具有较高的氧化态, 总体属磁铁矿系列,闽西南(DI＞90)的成矿岩体比赣南(80＜DI＜90)的分异演化更彻底(图 5e), 但成矿规模不如后者(图 5f);与钨矿伴生 钼 矿 有关的岩体分异程度高(DI＞80),且 属 于 钛 铁 矿 系 列 , 这 一 结 论 与 Takagi and Tsukimura(2010)得出的钼成矿一般与磁铁矿系列花岗岩类有关, 而钨成矿一般与钛铁矿系列花岗岩类有关结论基本一致, 但当发育有铜矿化时则属磁铁矿系列。总体上, 随着碱度率和分异指数的增大 ,“成钼”岩体将依次出现铜钼、(铅锌钼)、钨铜钼、钼、钨(锡)钼、铅锌钼、钼(铁)等矿化组合(图 5e)。

3.3.3 微量和稀土元素特征

南岭地区不同时代“成钼”岩体的微量元素和稀土元素特征有所不同(图 6、7), 特别是在稀土元素特征上, 暗示了不同时代岩石成因的差异性。南岭地区多数“成钼”岩体微量元素蛛网图具有一定相似性,均富集 Rb、Th、U、K、Pb、Nd 等, 表现为明显的波峰, 亏损 Ba、Sr、P、Ti、Nb、Zr、LREE 等, 表现为明显的波谷(图 6)。岩石 Nb、Ti、P 的负异常, 显示“成钼”岩体岩浆以陆壳成因为主。

中侏罗世、晚侏罗世、早白垩世等不同时代的含铜的“成钼”岩体的稀土元素总量集中在 105.39×10-6~ 301.18×10-6, 平均 165.72×10-6, δEu=0.59~1.00, 平均0.79, 整体表现为不明显的 Eu 负异常, 配分模式基本一 致 , 均 表 现 为 右 倾 倾 斜 状 (图 7), LREE/HREE= 7.89~22.84, 平均 13.57, (La/Yb)N= 5.84~36.18, 平均18.12, 轻重稀土分馏明显。其中, 中-晚侏罗世圆珠顶和 石 蛤 蟆 岩 体 的 LREE/HREE=16.12~22.84, (La/ Yb)N=23.55~36.18, 具有更明显的轻重稀土分馏。

中侏罗世的营前岩体(铅锌银钨伴生钼)、园岭寨花 岗 斑 岩 ( 独 立 钼 矿 , LREE/HREE=8.85~13.43, δEu=0.80~0.90)和志留纪的社山复式岩体(钨钼铜)的稀土元素特征与含铜的成钼岩体特征类似。

晚侏罗世与钨矿伴生钼相关的岩体稀土配分曲线均表 现 为海鸥 状, 轻 重稀土 分 馏不明 显(LREE/ HREE=0.44~4.54, 平 均 2.46), 明 显 的 Eu 负 异 常(δEu=0.01~0.44, 平均 0.14), 具稀土元素的四分组效应。黄沙坪矿区的成矿岩体表现出相同的稀土配分特征, 特别是与淘锡坑钨矿极为相似, 暗示了矿区可能存在钨成矿作用, 最新的找矿进展证实在矿区深部确实存在铁钨矿体(田旭峰和龚述清, 2007;全铁军等, 2012)。

早白垩世早期与马坑钼铁矿和学堂坑钼矿相关的大洋-莒舟黑云母花岗岩(La/Yb)N=1.2~11.6, δEu= 0.14~0.52, 稀土元 素 配分曲线表现 为 不明显的右 倾海鸥式; 晚白垩世昆仑关岩体轻重稀土分馏明显,与含铜的成钼岩体的稀土特征类似, 但具有更明显的 Eu 负异常(δEu=0.55~0.60)。

图 5 南岭地区与钼成矿有关花岗质岩体主量元素相关图解Fig.5 Plots of major elements for the ore-bearing granitic plutons related to the Mo deposits in the Nanling region

总体上, “成钼”岩体在微量元素地球化学方面时代专属性不强, 但矿化组合不同时, 稀土元素表现 出 一 定 的 专 属 性 : 当 成 钼 岩 体 与 铜 矿 有 关 时 ,各时代相关岩体稀土元素配分曲线为右倾状, 轻重稀土分馏明显, 具有不明显的 Eu 负异常(0.6＜δEu＜1); 独立钼矿与成铜岩体特征相似, 但 Eu 负异常更不明显(0.8＜δEu＜1); 与钨铅锌锡等相关的成钼岩体(营前岩体除外)稀土元素配分曲线呈平卧海鸥状,轻重稀土分馏不明显, 但具有明显的 Eu 负异常(δEu＜0.45)。

3.3.4 岩石成因类型及物质来源

图 6 南岭地区与钼成矿有关花岗岩体微量元素原始地幔标准化蛛网图(原始地幔数据引自 Sun and McDonough, 1989;数据来源同图 3)Fig.6 Primitive mantle-normalized trace element spidergrams of the ore-bearing granitic rocks related to the Mo deposits in the Nanling region

前人研究将南岭地区与钨、锡、铋等成矿有关的岩体归为 S 型花岗岩, 而与铜、铅、锌、钼成矿有关的岩体归为 I型花岗岩(地矿部南岭花岗岩专题组, 1989)。但从矿床的实际情况来看, 上述结论并不绝对, 因为 Mo 与这些成矿元素往往共/伴生于同一矿床中(表 1), 而其成矿岩体的成因类型归属只能为其中一种。新的统计表明(表 2, 图 8a), “成钼”岩体并不局限于 I 型花岗岩, 也可能是 S 型和 A 型花岗岩。实际上, 南岭地区钼成矿与 A 型和 S 型花岗岩关系更为密切, 如园岭寨独立大型钼矿与 S 型花岗斑岩有关(黄凡等, 2012), 当“成钼”岩体为 I 型花岗岩时, 往往发育铜矿化, 如罗卜岭岩体(黄文婷等, 2013)。同时, 由于学术观点的不同, 对于同一岩体不同作者给出了不同的结果, 如与钨锡钼铋成矿密切相关的千里山岩体, 多数学者认为其属于典型的壳源重熔型花岗岩浆或 S 型花岗岩(许宁和季寿元, 1987; 毛景文等, 1995a, b; 欧阳玉飞等, 2010), 但有学者根据新的测试数据将其定义为 A 型(陈斌等, 2011)。姚军明等(2005)根据岩石地球化学特征, 将黄沙坪花岗岩厘定为 S 型花岗岩, 而全铁军等(2012)将其厘定为A型花岗岩。

图 7 南岭地区与钼成矿有关花岗岩体稀土元素球粒陨石标准化图(球粒陨石标准化数据引自 Boynton, 1984; 数据来源同图 3)Fig.7 Chondrite-normalized REE patterns of the ore-bearing granitic plutons related to the Mo deposits in the Nanling region

利用 CaO/(TFeO+MgO)-Al2O3/(TFeO+MgO)图解(图 8b), 判断南岭地区“成钼”岩体主要来源于变质杂砂岩和变质玄武岩、变质英云闪长岩的部分熔融, 后者主要是与铜矿化相关的岩体。此外, 还有部分岩体来自变质泥岩的部分熔融。目前, 矿床地球化学研究表明, 成矿物质的来源具有多源性, 可以与成矿 岩体 具 有相 同 或不 同 的物 质来源 (黄 凡等 , 2009)。虽然两者存在不确定性, 但对成矿岩体来说,其物源(源区)性质在一定程度上决定了钼成矿作用的强弱, 即当有幔源物质参与成岩时往往对成矿十分有利。如 张 理刚(1989)认为千 里 山岩体具 有较高的 δ18O 值(＞11‰), 高的放射成因 Pb 和87Sr/86Sr 初始比值(0.710~0.755), 暗示其可能是 1.3 Ga 前上地壳泥砂沉积(变质)岩深熔作用的结果, 而Nd 同位素分析显示, 粗粒似斑状黑云母花岗岩 εNd(t)为-8.2~-7.8, 等粒花岗岩的 εNd(t)为-5.9~-7.3, 斑岩的 εNd(t)为-7.1~-7.7, 均高于华南元古宙基底的 εNd(t)值, 暗示了部分幔源物质参与了千里山岩体的成岩过程(陈斌等, 2011); 九龙脑花岗岩的 εNd(t)值为-10.5~-9.1, 两阶段模式年龄(t2DM)值为 1.84~1.63 Ga, 暗示其源区为古-中元古代地壳物质, 锆石的εHf(t)值为-37.3~-11.1, Hf 模式年龄 tDM为 2.24~1.23 Ma, Hf 同位素组成变化均较大, 说明锆石不是结晶于单一岩浆, 或者其源区受到其他来源物质的影响, 而εHf(t)最低值为-37.3, 暗示其岩浆源区以古老下地壳物质为主(郭春丽等, 2011); 罗卜岭花岗闪长斑岩的87Sr/86Sr 初始比值为 0.706729~0.706416; εNd(t)值为-5.13~-4.15, 两阶段 Nd 模式年龄(t2DM)为 1.15~1.23 Ga,平均为 1.19 Ga, 表明其为中元古代变质砂岩部分熔融而成, 而黑云母电子探针成分投图均落入壳-幔混源区靠近幔源区部分, 显示了幔源组分加入, 这也是对成矿有利的信息(毛建仁等, 2004; 赵希林, 2007; 赵希林和毛建仁, 2010; 赵希林等, 2013); 与独 立 钼 成 矿 有 关 的 园 岭 寨 花 岗 斑 岩 锆 石 εHf(t)为-9.27~-5.34(表 3), 显示富集型地幔组成特征, 说明其源区遭受了幔源物质的影响, 与主量元素和微量元素结果一致(黄凡等, 2012; Huang et al., 2014)。

图 8 南岭地区与钼成矿有关岩体成因类型(底图引自路远发, 2004)和源区(底图据 Altherr et al., 2000)判别图解(数据来源同图 3)Fig.8 Discrimination diagrams of genetic type and source region for the ore-bearing granitic plutons related to the Mo deposits in the Nanling region

4 结 论

(1) 南岭地区“成钼”岩体主要呈小岩株或岩瘤状产出, 出露面积一般＜3.5 km2, 岩性主要为钾长石花岗岩或普通花岗岩类、二长花岗岩类和花岗闪长岩类, 成岩年代主要集中在燕山期, 可进一步细分为 150~171 Ma、129~140 Ma 和 90~105 Ma 3 个主要成岩阶段。成岩高峰期集中在中-晚侏罗世, 主要分布在南岭中东段的赣南、粤北和湘南地区, 以钨锡多金属共/伴生钼矿和少量与独立钼矿床相关的岩体为主; 早白垩世“成钼”岩体主要分布在南岭的东、西两段, 以南岭东段的闽西南地区为主(90~140 Ma),其次为南岭西段(90~105 Ma)。

(2) 南岭地区“成钼”岩体的 SiO2含量范围较广(58.04%~78.68%), 呈 双 峰 式 分 布 (峰 值 分 别 为62%~70%和 72%~78%), 岩石总体属于亚碱性和准铝质-过铝质岩石。具有不同矿化组合时, 岩石化学特征不一, 不太高的 SiO2含量(65%~71%)、高碱(6%~9%)和高 K2O/Na2O 比值(＞6)的岩体对形成独立钼矿极为有利。

(3) 南岭地区“成钼”岩体的分异指数、碱度率和氧化状态与不同矿化组合关系密切: 与铜矿化有关时, 岩体分异指 数 一般＜90, 成 钼 规模比较大 时,分异指数比较高(70＜DI＜80); 独立钼矿有关的岩体具有较高的氧逸度, 总体属磁铁矿系列, 闽西南的成矿岩体比赣南的分异演化更彻底, 但成矿规模不如赣南; 与钨-钼有关的岩体分异程度高(DI＞80),且属于钛铁矿系列, 但当发育有铜矿化时属磁铁矿系列; 与铅锌矿化有关时, 赣南总体属磁铁矿系列,湘南以钛铁矿系列为主。

(4) 南岭地区“成钼”岩体富集 Rb、Th、U、K、Pb、Nd 等元素, 亏损 Ba、Sr、P、Ti、Nb、Zr、LREE等; 不同时代和具有不同矿化组合的成矿岩体稀土元素组成差异比较大, 特别是具有不同矿化组合时,当成钼岩体与铜矿有关时, 稀土元素配分模式为右倾状, 具有不明显的 Eu 负异常(0.6＜δEu＜1); 独立钼矿与含铜矿化岩体特征相似, 但 Eu 负异常更不明显(0.8＜δEu＜1); 与钨铅锌锡矿等相关时稀土元素配分模式呈平卧海鸥状, 具有明显的 Eu 负异常(δEu＜0.45)。

(5) 南岭地区“成钼”岩体岩石成因类型可以是 I型、A 型和 S 型, 以后两者为主, 当岩体为 I 型花岗岩时, 往往发育铜矿化; 成矿岩体主要来源于变质杂砂岩和变质玄武岩、变质英云闪长岩的部分熔融,后者主要是与铜矿化相关的岩体。此外, 还有部分岩体来自变质泥岩的部分熔融。当有幔源物质参与成岩时往往对成钼矿是十分有利的。

总之, 南岭地区钼矿分布十分广泛, 可以与多数内生矿产组成不同的组合; 具有不同矿化元素组合的“成钼”岩体, 成分差异比较明显。需要说明的是,由于受多种因素制约, 上述“成钼”花岗岩的特征并不绝对 , 需 要具体 问题 具 体分 析 , 但 对钼 矿 的找 矿工作还是有参考价值的。

致谢:感谢盛继福研究员对笔者的鼓励和指导, 并对文章提出了宝贵的修改意见, 提高了文章质量。谨以此文献给导师陈毓川院士 80 华诞, 衷心感谢陈先生多年来的亲传身教！

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Preliminary Study on Metallogenic Specialization of the Granites Related to the Molybdenum Deposits in the Nanling Region

HUANG Fan, WANG Denghong, CHEN Zhenyu, WANG Chenghui, LIU Shanbao and CHEN Zhenghui
(MLR Key Laboratory of Metallogeny and Mineral Resources Assessment, Institute of Mineral Resources, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100037, China)

Molybdenum mineralization is closely associated with granitic magmatism in the Nanling region. Ore-bering plutons generally occur as small stocks or bosses with outcrop areas of ＜3.5 km2. The lithologies are mainly potassium feldspar granite - monzonitic granite - granodiorite. Based on the recently published data, metallogenic specialization of the granitic rocks related to molybdenum mineralization is discussed in this paper. The characteristics of metallogenic specialization can be concluded as follows: (1) Strong age specialization and geographical differences: ages of these granitoids related to the Mo deposits are mainly Yanshanian which can be subdivided into three stages: 150-171 Ma, 129-140 Ma, and 90-105 Ma. Inbeing the peak granitic magmatism, the 150-171 Ma plutons mainly distribute in the southern Jiangxi province, the northern Guangdong province, and the southern Hunan province; the early Cretaceous plutons distribute in the southwestern Fujian province (90-140 Ma) and the western part of Nanling (90-105 Ma); (2) Unobvious specialization of chemical composition: The SiO2contents change in a wide range of 58.04% to 78.68% with bimodal distribution (two peaks are 62%-70% and 72%-78%, respectively). SiO2, K2O+Na2O contents, K2O/Na2O ratios, and differentiation indices (DI) have different characteristics for different combinations of metallogenetic elements showing somewhat specialization. In general, the plutons with high SiO2contents (65%-71%), high alkali (6%-9%), high K2O/Na2O values (>6), high oxidation state (magnetite series) and moderate DI (70

molybdenum deposit; granitiods; metallogenic specialization; the Nanling region

P61; P595; P597

A

1001-1552(2014)02-0239-016

2013-09-03; 改回日期: 2013-11-11

项目资助: 中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金项目(编号: K1305、1022)、中国地质大调查“中国矿产地质与区域成矿规律综合研究(中国矿产地质志)项目”(编号: 1212011220369)、“南岭地区岩浆岩成矿专属性研究”项目(编号: 1212010633903)和“我国重要矿产和区域成矿规律研究”项目(编号: 1212011120989)资助。

黄凡(1983-), 男, 助理研究员, 主要从事矿床学研究。Email: hfhymn@163.com