摘要
华北克拉通南缘分布有大量的大中型和超大型的Mo(W)-Au-Ag-Pb-Zn矿床，包括我国最大的Mo金属产地—栾川钼钨矿集区和小秦岭、崤山、熊耳山、外方山等Au-Ag-Pb-Zn矿集区，是我国最重要的多金属成矿带之一。熊耳山地区作为一个重要的Mo多金属成矿区，随着近年来找矿勘查评价的不断突破，表现出巨大的深部找矿潜力，区内1000米以下预测资源量Au为366.77吨，Pb为39.11万吨，Zn为29.15万吨，Mo为365万吨。但关于本区的Mo、Au-Ag和Pb-Zn矿床之间的成因联系、成矿物质来源等方面尚未取得统一认识，观点分歧较大。本文以熊耳山地区的三个空间上紧密联系的矿床（老庙沟斑岩—矽卡岩型Mo矿床、康山构造蚀变岩型和热液脉型Au-Ag-Pb-Zn矿床和白土构造蚀变岩型Ag-Pb矿床）为研究对象，对与成矿相关岩体的形成时代、元素-同位素地球化学特征，矿体的矿化特征、矿化元素赋存状态、成矿作用时代、成矿流体和成矿物质来源，以及与斑岩体之间的联系，进行系统研究，以揭示三个矿床间的可能联系，并在与南泥湖钼矿田对比的基础上，探讨华北南缘熊耳山地区中生代大规模岩浆活动与Mo-Au-Ag-Pb-Zn成矿存在的可能联系以及斑岩成矿系统，提出相关的成矿模型并探讨熊耳山地区Mo-Au-Ag-Pb-Zn矿床的找矿前景。 新近发现的老庙沟斑岩—矽卡岩型Mo矿床位于河南省栾川县白土乡。矿体产于官道口群杜关组泥钙质板岩和白云岩中。结合野外和室内观察，热液期可划分为三个阶段:(1)辉钼矿-黄铁矿-矽卡岩化阶段;(2)多金属硫化物阶段;(3)碳酸盐-硫化物阶段。老庙沟Mo矿床与Mo矿化相关的岩脉为花岗斑岩，其LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为152±1Ma，辉钼矿的Re-Os等时线年龄为151.6±5.1Ma，加权平均年龄为151.9±0.9Ma，成岩成矿年龄一致。花岗斑岩脉具有高硅、高钾的特征，ACNK=1.07～1.28，为过铝质Ⅰ型花岗岩。岩脉相对亏损P、Nb、Ta、Ti，指示其母岩浆经历了磷灰石和富Fe-Ti矿物相的分离结晶。花岗斑岩脉ISr=0.7067～0.7099，εNd(t)=-20.6～-17.6，εHf(t)主要集中于-26.9～-22.6。老庙沟花岗斑岩脉Nd TDM和锆石的Hf TC DM二阶段模式年龄分别介于2.37～2.61Ga和2.62～2.88Ga，与华北克拉通南缘太华群结晶基底年龄一致。野外地质观察发现，老庙沟矿床存在另外一期花岗斑岩，它穿切老庙沟含矿花岗斑岩，其LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为145±1Ma。该花岗斑岩脉表现为高硅、高铝、低镁的特点，ACNK=1.19～1.74，为过铝质花岗岩。晚期花岗斑岩脉微量元素特征表现为相对亏损Nb、Ta、P、Ti，指示母岩浆经历了磷灰石和富Fe-Ti矿物相的分离结晶。晚期花岗斑岩脉的ISr=0.7086～0.7099，εNd(t)=-17.2～-16.6，εHf(t)值主要集中于-21.0～28.0。Nd TDM和锆石的Hf TC DM二阶段模式年龄分别介于2.51～2.95Ga和2.29～2.33Ga。与华北克拉通南缘太华群结晶基底年龄一致。三件黄铁矿的硫同位素组成为(5.5～8.7‰)，平均值为7.2‰，与深源硫的硫同位素组成截然不同，而与矿床围岩官道口群和邻近的栾川群的硫同位素组成接近，平均值介于深源硫和地层硫同位素组成之间，暗示老庙沟黄铁矿成矿物质并非直接来源于老庙沟花岗斑岩脉，而是与区域上的官道口群和栾川群地层相关。老庙沟成矿花岗斑岩脉中黑云母的地质压力计显示，该岩脉的侵位深度为2.79～4.51km，推测其深部及外围可能存在花岗质（斑）岩体，是Mo-Au-Ag-Pb-Zn多金属成矿的有利区段。 康山构造蚀变岩型和热液脉型Au-Ag-Pb-Zn矿床距老庙沟矿床约10 km，矿体主要赋存于太古界太华群和中元古界熊耳群中，矿脉空间分布和产状严格受NE-NNE向断裂构造带控制。其成矿阶段可划分为四个阶段:(1)石英-绢云母-黄铁矿阶段;(2)石英-黄铁矿阶段;(3)石英-黄铁矿-黄铜矿-闪锌矿-方铅矿阶段;(4)石英-碳酸盐-黄铁矿阶段。电子探针成分分析显示，矿床中的绿泥石有两种成因类型:①围岩中铁镁矿物发生交代形成;②直接从热水溶液中沉淀。围岩中的绿泥石和与矿化有关绿泥石的Fe/(Fe+Mg)比值和A1Ⅳ含量分别变化于0.53～0.67和0.65～0.71，2.21～2.75和1.89～2.69暗示形成绿泥石的流体来源具有多源性。绿泥石的地质温度计显示，与成矿有关的绿泥石和围岩中绿泥石的温度分别变化于220℃～310℃和250℃～310℃，暗示从围岩到矿化带温度逐渐升高。硫化物的电子探针成分分析显示，黄铁矿中的Au含量较低，Ag主要存在于方铅矿晶格中，可能是以类质同象替代Pb进入方铅矿晶格中;闪锌矿中较高的Mo含量(～0.63％)代表康山矿床成矿流体中有岩浆热液的贡献。38件硫化物样品的δ34S变化于-0.2‰～7.2‰平均为3.4‰，这种硫同位素组成与岩浆硫和变质硫均相似。同时，康山矿床包裹体CO2的δ13CPDB从早期-0.51‰，经中期-0.70‰，到晚期-2.05‰，逐渐变小，高于岩浆热液的C同位素组成(δ13C=-7～-5‰)，而略低于中元古代—晚元古代海相碳酸岩和碎屑岩的C同位素组成(δ13C=-2.8～0.8‰)，暗示康山的成矿流体可能是岩浆流体和变质流体的混合。12件硫化物样品Pb同位素206Pb/204Pb、207Pb/204Pb和208Pb/204Pb的值分别为17.578～17.888、15.439～15.676和38.241～38.725，在Pb同位素图解上与太古界太华群和元古代官道口群和栾川群的铅同位素组成较为一致，而与熊耳群的铅同位素组成有较大差别，流体包裹体H-O同位素显示早期流体中有岩浆热液特征，黄铁矿的LA-ICP-MS微量元素分析结果显示，康山Au-Ag-Pb-Zn矿床黄铁矿富集Sn、Bi、Co、Ni等高、中温元素及Pb、Zn、Cu、Au、Ag、 As和Sb等中、低温元素，且Co、Ni元素含量均变化较大， Co/Ni比值位于火山成因矿床、矽卡岩矿床以及沉积矿床的范围，暗示康山矿床拥有一个从高温到低温完整的岩浆一热液演化，成矿物质可能具有多源性。因此，元素及同位素分析暗示成矿流体有岩浆热液、太华群和官道口群物质的贡献，成矿热液可能来源于区域上的岩浆热液和地层物质脱碳脱水的混合。该脱碳脱水作用可能由区域隐伏的岩体的侵位及马超营断裂带的活动引起。 白土构造蚀变岩型Ag-Pb矿床北临康山矿床，是一个正在进行普查的小型矿床。已探明的矿体主要赋存于中元古界官道口群白云岩中，其成矿阶段可划分为三个期次:(1)石英-黄铁矿阶段;(2)石英-方铅矿阶段;(3)碳酸盐阶段。Ag矿化岩石和未矿化岩石的全岩稀土元素分析结果显示:未矿化蚀变的安山岩具有LREE相对富集，∑REE为155～324μg/g，无明显Ce和Eu异常;含铅矿石总体继承了新鲜大理岩样品的稀土元素组成，LREE相对富集，∑REE含量偏低分别变化于21～59μg/g和38～69μg/g;含铅矿石比新鲜大理岩样品具有较明显的Ce负异常和Eu正异常、LREE相对富集的特征，代表流体作用的特征。黄铁矿的LA-ICP-MS微量元素分析结果显示，白土Ag-Pb矿床中的Ag可能以类质同象的形式进入方铅矿晶格中。黄铁矿富集Sn、Bi、Co、Ni等高、中温元素及Pb、Zn、Cu、Ag、 As和Sb等中、低温元素，但相对康山矿床这些元素含量较低，且Co、Ni元素含量也变化较大， Co/Ni比值位于火山成因矿床、矽卡岩矿床以及沉积矿床的范围，暗示康山矿床拥有一个从高温到低温完整的岩浆—热液演化，成矿物质可能具有多源性。其成矿流体和成矿物质来源与康山Au-Ag-Pb-Zn矿床相同。详细的薄片观察表明，白土矿床可能存在岩浆作用，深部可能存在伟晶岩，该岩体在深部经断裂破碎后有晚期碳酸岩脉贯入，这一现象暗示白土矿床深部可能存在隐伏的花岗岩基，该岩体控制了白土矿床乃至老庙沟和康山矿床的成矿作用。 黄铁矿微量元素在三个矿床中的分布具有系统的变化规律。Co、Ni等中高温元素在老庙沟矿床的黄铁矿中相对富集;而Pb、Zn、Cu、Au、Ag和Sb等多种中低温元素在康山和白土矿床的黄铁矿中都表现出相对富集。因此，黄铁矿的微量元素组成反映老庙沟、康山和白土矿床组成一个从高温到低温的完整成矿演化序列。同时，从老庙沟到康山再到白土矿床Co、Ni含量有依次降低的趋势，说明三个矿床的成矿作用均与老庙沟～152 Ma的成矿花岗斑岩脉的侵位和演化有关，但在各个矿床从早期矿化至晚期矿化演化中，岩浆组分的贡献逐渐减小，地层或大气降水的贡献逐渐增加，暗示老庙沟、康山和白土矿床为围绕成矿斑岩脉由近及远产出、成矿温度逐渐降低、岩浆组分逐渐减少的同一成矿系统。通过对老庙沟斑岩-矽卡岩型Mo矿床、康山Au-Ag-Pb-Zn矿床和白土Ag-Pb矿床与南泥湖Mo矿床及外围的Ag-Pb-Zn矿床在成岩成矿年龄、元素及同位素地球化学方面的对比研究，本文认为三个矿床与南泥湖钼钨铅锌银矿田一样构成了斑岩体系下的岩浆—热液成矿系统。综合分析，本文认为老庙沟成矿岩体深部可能存在更大规模的花岗岩基及相关的Mo-Au-Ag-Pb-Zn矿床。结合熊耳山其它地区的研究资料，认为熊耳山地区中生代大规模Mo-Au-Ag-Pb-Zn成矿作用与中生代岩浆作用有关，地层物质对成矿物质具有贡献，构造的广泛发育为成矿流体的流动和侵位提供了充足的空间。熊耳山地区整体上属于岩浆—地层—构造控制的斑岩成矿系统。因此，熊耳山地区深部具有寻找斑岩体系钼多金属矿床的潜力。
NETL