陳雷 閆臻 王宗起 王瑞廷 寧磊 甘昌簡 代軍治

CHEN Lei1，YAN Zhen2，WANG ZongQi1，WANG RuiTing3，NING Lei4，GAN ChangJian4 and DAI JunZhi3

1. 中國地質(zhì)科學院礦產(chǎn)資源研究所，國土資源部成礦作用與資源評價重點實驗室，北京 100037

2. 中國地質(zhì)科學院地質(zhì)研究所，大陸構(gòu)造與動力學國家重點實驗室，北京 100037

3. 西北有色地質(zhì)勘查局地質(zhì)勘查院，西安 710054

4. 中國地質(zhì)大學，北京 100083

1. MLR Key Laboratory of Metallogeny and Mineral Assessment，Institute of Mineral Resources，Chinese Academy of Geological Sciences，Beijing 100037，China

2. State Key Laboratory for Continental Tectonics and Dynamics，Institute of Geology，Chinese Academy of Geological Sciences，Beijing 100037，China

3. Geological Exploration Institution of Northwest Mining and Geological Exploration Bureau for Nonferrous Metals，Xi’an 710054，China

4. China University of Geosciences，Beijing 100083，China

2014-11-13 收稿，2015-02-28 改回.

秦嶺造山帶是華北板塊和揚子板塊長期聚合而形成的復合造山帶(Mattauer et al.，1985;Kr?ner et al.，1993;Meng and Zhang，2000;張國偉等，2001)，大地構(gòu)造位置上以商丹斷裂帶為界，北部為北秦嶺，南部為南秦嶺(圖1a，b);在地理上則大致以寶成鐵路為界，西側(cè)稱為西秦嶺，而東側(cè)稱為東秦嶺。秦嶺造山帶經(jīng)歷了新元古代、古生代和中生代構(gòu)造巖漿熱事件和造山作用，發(fā)育有完整的3 次構(gòu)造巖漿活動和造山事件(張國偉等，2001)，形成了復雜多樣的多期構(gòu)造變形、強烈而廣泛的巖漿活動和豐富的礦產(chǎn)資源(王宗起等，2009;王東生等，2009)。在商丹斷裂帶以北的北秦嶺和華北板塊南緣地區(qū)，在古生代俯沖-增生造山作用的基礎上疊加了中生代碰撞造山作用，巖漿活動強烈，形成了金堆城、南泥湖-三道莊、上房溝和東溝等超大型斑巖、斑巖-矽卡巖型鉬(鎢)礦床及十幾個大中型鉬礦床(圖1c)，使得該區(qū)域成為世界第一大鉬成礦帶(李諾等，2007)。

這些大型、超大型鉬礦床的出現(xiàn)，吸引了眾多的學者(羅銘玖等，1991;黃典豪等，1994;陳衍景等，2000，2009;盧欣祥等，2002，2011;李永峰等，2005;葉會壽，2006;李諾等，2007;Mao et al.，2008;毛景文等，2009;胡海珠等，2013 及其參考文獻)對該區(qū)域進行了長期、細致的研究和總結(jié)，結(jié)果表明東秦嶺地區(qū)的鉬礦床不僅成礦類型多樣，成礦時代也十分復雜，既有中生代成礦作用，也有元古代成礦作用(如龍門店鉬礦床，魏慶國等，2009)，而且中生代成礦作用又可分為晚三疊紀(～220Ma)和晚侏羅世-早白堊世(160～110Ma)(圖1c)，其中晚侏羅世-早白堊世成礦作用進一步可分為160 ～140Ma 和130 ～100Ma 兩期成礦作用，不同時期的鉬礦化在成礦物質(zhì)來源和成礦巖體特征等方面均具有一定的差異(Mao et al.，2008)。正是由于這些大型、超大型鉬礦床的存在，使得眾多研究者的注意力長期集中于商丹斷裂帶以北的區(qū)域，而對商丹斷裂帶以南區(qū)域內(nèi)與中生代巖漿活動有關(guān)的成礦作用并未引起過多的關(guān)注。

商丹斷裂帶以南的區(qū)域，尤其是山陽-柞水地區(qū)，出露有大量晚三疊紀和晚侏羅世-早白堊世巖漿巖，部分晚侏羅世-早白堊世巖漿巖周邊及其內(nèi)部發(fā)育強烈的熱液蝕變，并形成小規(guī)模銅礦床(張本仁等，1989;張銀龍，2002;陳雷等，2014a)。近年來的找礦勘查工作在該區(qū)域內(nèi)陸續(xù)發(fā)現(xiàn)一系列與晚侏羅世-早白堊世巖體有關(guān)的銅礦床，顯示該區(qū)域內(nèi)晚侏羅世-早白堊世巖體具有很大的尋找銅礦潛力(任濤等，2009)。已有學者對區(qū)域內(nèi)晚侏羅世-早白堊世巖體及其成礦作用進行了研究(張本仁等，1989;羅德正，1995;張銀龍，2002;朱華平和祁思敬，1997;朱華平等，2003;謝桂青等，2012;陳雷等，2014b;吳發(fā)富等，2014)，結(jié)果顯示這些巖體主要形成于150 ～140Ma，并與已發(fā)現(xiàn)的銅礦床具有密切的成因聯(lián)系，這說明商丹斷裂帶南部的銅礦床和北部的鉬礦床形成于同一時代，是同一次構(gòu)造-巖漿活動的產(chǎn)物。相對于商丹斷裂帶北側(cè)發(fā)育以鉬(鎢)為主的礦化，目前在商丹斷裂帶南部發(fā)現(xiàn)的礦床以銅礦化為主，伴生少量鉬礦化，為何同期成礦作用會在商丹斷裂帶南北兩側(cè)形成兩種截然不同的礦化類型，造成這種礦化差異的因素是什么?在商丹斷裂帶南部是否也具有尋找與北部類似的同時期以鉬礦化為主的礦床，反之，在北部地區(qū)是否也具有尋找銅礦的可能?針對這些問題，本次研究在詳細對比商丹斷裂帶南北兩側(cè)Cu(Mo)和Mo(W)成礦作用特征的基礎上，對兩種礦化的成礦巖體從地球化學、溫壓條件、氧化還原狀態(tài)及深部巖漿源區(qū)特征方面進行了綜合對比研究，以期能夠找出造成這種差異性的控制因素，同時也希望能夠?qū)^(qū)域內(nèi)的找礦勘查工作提供一些建議。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

本次研究的東秦嶺地區(qū)主要包括山陽-鳳鎮(zhèn)斷裂以北，西安以東的地區(qū)，以東秦嶺鉬成礦帶和山陽-柞水礦集區(qū)為主要研究區(qū)域。在大地構(gòu)造位置上，東秦嶺鉬成礦帶主要位于北秦嶺和華北板塊南緣，而山陽-柞水礦集區(qū)位于南秦嶺泥盆紀弧前盆地(王宗起等，2002，2009;閆臻等，2007)。區(qū)域內(nèi)出露地層具有多時代的特征，從新太古界、古元古界、中元古界、新元古界、寒武系和奧陶系，到泥盆系、石炭系和新生代地層均有所出露(圖1c)。在商丹斷裂帶以北的區(qū)域，即東秦嶺鉬成礦帶，主要分布有新太古代至奧陶紀地層，包括秦嶺群、熊耳群、高山河群、欒川群、寬坪群和陶灣群等巖石地層單元，巖性主要是一系列變質(zhì)程度不同的火山巖和沉積巖，形成時代相對較老;商丹斷裂帶以南的山陽-柞水地區(qū)主要分布泥盆紀和少量石炭紀地層，也有零星的志留紀和前寒武紀地層出露(圖1c)，其中泥盆紀和石炭紀地層主要由粉砂巖、砂巖、絹云板巖、結(jié)晶灰?guī)r、石英雜砂巖及白云巖組成。

東秦嶺地區(qū)構(gòu)造活動強烈，以斷裂構(gòu)造最為發(fā)育，尤其以EW 向的斷裂分布最為廣泛，包括一系列區(qū)域性的斷裂，如:商丹斷裂帶，欒川斷裂帶、馬超營斷裂帶和山陽-鳳鎮(zhèn)斷裂帶(圖1)，這些大型的EW 向斷裂不僅劃分了大地構(gòu)造格局，還對區(qū)域沉積特征和礦化分布產(chǎn)生了重要影響。同時，區(qū)域內(nèi)還分布有NE、NNE 和NW 向的次級斷裂，這些次級斷裂與主斷裂的交匯部位及次級斷裂的相互交匯部位是區(qū)域內(nèi)中生代巖漿巖侵位和相關(guān)礦床分布的主要區(qū)域。

區(qū)內(nèi)巖漿活動持續(xù)時間較長，從太古代至中生代均有不同規(guī)模的巖漿巖侵位，太古代至新元古代時期，由于板塊的匯聚和裂解活動，形成了同碰撞到后碰撞的花崗巖(圖1c，陸松年等，2004;Wang et al.，2003;張成立等，2004;王濤等，1999，2005);古生代時期由于俯沖增生作用，沿商丹斷裂帶發(fā)育有大量古生代花崗巖(Wang et al.，2005，2009);中生代時期，由于揚子板塊和華北板塊的碰撞，形成了大量晚三疊紀和侏羅紀-白堊紀巖漿巖，其中晚三疊紀的巖漿活動主要分布在商丹斷裂帶南側(cè)，形成東江口、柞水、沙河灣和曹坪等大型巖體，而晚中生代的巖漿巖，即侏羅紀-白堊紀的巖漿活動主要集中在商丹斷裂帶以北的區(qū)域，南部只有零星的小規(guī)模巖體出露(圖1c)。

由于強烈、多期次的構(gòu)造-巖漿活動，區(qū)域內(nèi)也形成了多期次的成礦作用，既有與元古代基性巖有關(guān)的釩鈦磁鐵礦(郭現(xiàn)輕等，2014)，也有古生代的熱水噴流沉積-改造型Cu-Fe-PbZn-Ag 礦床(朱華平等，2003)，但分布最廣泛的還是與中生代構(gòu)造-巖漿活動有關(guān)的Mo(W)CuAuAgPbZn 礦床(陳衍景等，2009;毛景文等，2009)。

2 東秦嶺地區(qū)160 ～140Ma Cu(Mo)和Mo(W)成礦作用特征

東秦嶺地區(qū)160 ～140Ma 的Mo(W)礦床主要位于商丹斷裂帶以北的北秦嶺和華北板塊南緣，礦化類型主要是斑巖型和斑巖-矽卡巖型，以Mo 和Mo(W)礦化為主，伴生有PbZn、Ag、Fe 和Cu 礦化。礦區(qū)內(nèi)出露有新太古代至奧陶紀的巖石地層單元，而賦礦地層具有多時代特征，不受地層時代和層位的控制，各時代地層均可有Mo 礦床產(chǎn)出(表1)。賦礦地層的巖石單元可從中高級的變質(zhì)巖到變質(zhì)程度較弱的巖石，巖性從火山巖到沉積巖。但地層巖性對礦床類型具有重要的影響，當圍巖中含有較多的碳酸鹽巖時，形成斑巖-矽卡巖型礦床，如南泥湖-三道莊礦床;而當圍巖以火山巖、石英砂巖、碎屑巖或片巖為主，不含或含很少量碳酸鹽巖時，則形成斑巖型礦床，如金堆城、八里坡和石家灣等礦床。成礦巖體主要是小型、中酸性淺成侵入體，巖石類型主要為花崗斑巖，少量為斑狀二長花崗巖和花崗閃長(斑)巖。Mo(W)礦床總體沿區(qū)域構(gòu)造呈近EW 向展布，NNE、NW 向次級斷裂與近EW 向構(gòu)造交匯部分控制成礦巖體的空間侵位和礦體展布，尤其是NNE 向斷裂與絕大多數(shù)礦床的形成具有密切的聯(lián)系。東秦嶺地區(qū)160 ～140Ma Mo(W)礦床中除Mo 作為最主要成礦元素以外，還伴生有W、Pb、Zn、Ag、Fe、Cu 等成礦元素，不同元素的礦化強度不同，如南泥湖礦床中伴生的W 礦化已達超大型規(guī)模(向君峰等，2012)，但是在整個東秦嶺商丹斷裂以北的區(qū)域內(nèi)目前只有秋樹灣礦床形成MoCu 礦化，而且Cu 礦化達到中等規(guī)模(郭保健等，2006)。不同礦化類型的礦體產(chǎn)狀不同，斑巖型礦床的礦體直接產(chǎn)于斑巖體內(nèi)部或接觸帶上，呈似層狀、板狀、透鏡狀;斑巖-矽卡巖型礦床的礦體一般呈層狀、似層狀、透鏡狀。斑巖型、斑巖-矽卡巖型和矽卡巖型鉬礦床中均發(fā)育典型的面狀蝕變，主要圍巖蝕變有鉀長石化、綠簾石化、絹英巖化、硅化、黑云母化、螢石化和矽卡巖等;礦石金屬礦物主要有輝鉬礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦、白鎢礦、方鉛礦、閃鋅礦和黃銅礦;脈石礦物主要有透輝石、石榴石、陽起石、綠簾石、符山石、長石、石英、絹云母、螢石、方解石、綠泥石及沸石等(表1)。

東秦嶺地區(qū)Cu(Mo)礦床主要位于商丹斷裂帶以南的晚古生代弧前盆地內(nèi)，多發(fā)育于150 ～140Ma 的中酸性小斑巖體與泥盆系、石炭系富含鈣質(zhì)成分的接觸部位及巖體內(nèi)部，成礦作用與150 ～140Ma 的侵入體、含鈣地層(泥盆紀的池溝組、云鎮(zhèn)組、龍洞溝組及石炭紀的下東溝組、桐峪寺組、二峪河組等)關(guān)系密切(表1)。EW、NNE、NE 和NEE 向斷裂控制了成礦巖體和礦化的展布，同時地層中的層間破碎帶也為成礦提供了有利條件。礦化類型以矽卡巖型礦化為主，少量斑巖型礦化，成礦元素以Cu 為主，伴生有Mo、Fe、Au 等元素(表1)。目前已發(fā)現(xiàn)的礦體多呈透鏡狀、似層狀和囊狀，主要分布于矽卡巖中，少量位于巖體內(nèi)部。圍巖蝕變主要有角巖化、矽卡巖、硅化、鉀化、絹英巖化、綠泥石化及粘土化。礦化和蝕變均具有鮮明的分帶特征，而且矽卡巖型礦化和斑巖型礦化具有密切時空聯(lián)系，具有統(tǒng)一的矽卡巖-斑巖型成礦系統(tǒng)(陳雷等，2014a)。礦石金屬礦物主要有黃銅礦、黃鐵礦、輝鉬礦、磁鐵礦、黝銅礦、斑銅礦、鏡鐵礦和輝銅礦;脈石礦物主要有石榴石、透輝石、透閃石、陽起石、符山石、綠簾石、綠泥石、方解石、長石、絹云母和石英等(表1)。

由上述東秦嶺地區(qū)160 ～140Ma Cu(Mo)和Mo(W)礦床的地質(zhì)特征概述可以發(fā)現(xiàn)，這兩類礦床在礦化類型和主要控礦構(gòu)造方面具有相似的特征，而且成礦作用均與同時期的巖漿巖具有成因聯(lián)系。賦礦地層的巖性特征方面，兩者既有一定的相似性也存在差異，Cu(Mo)礦床的地層巖性主要是粉砂巖、砂巖、絹云板巖、結(jié)晶灰?guī)r及白云巖，而Mo(W)礦床的地層巖性除了砂巖、千枚巖、板巖、大理巖和白云巖外，還含有火山巖、碎屑巖和石英巖等(表1)。因此，除了圍巖的不同外，這種成礦作用的差異性可能與成礦巖體具有直接聯(lián)系，對這兩種不同礦化的成礦巖體進行對比研究可以更加深入的理解這種成礦差異性的控制因素。

表1 東秦嶺地區(qū)160 ～140Ma主要Cu（Mo）和Mo（W）礦床地質(zhì)特征Table1 ThegeologicfeaturesoftheCu（Mo） and Mo（W） depositsformed in 160 ～140Main EastQinlingarea

續(xù)表1Continued Table1

續(xù)表1Continued Table1

表2 東秦嶺地區(qū)典型160 ～140Ma Cu(Mo)和Mo(W)礦床成礦巖體地球化學數(shù)據(jù)(主量元素:wt%;稀土和微量元素:×10 -6)Table 2 The geochemical data of the metallogenic rocks of the typical Cu(Mo)and Mo(W)deposits formed in 160 ～140Ma in East Qinling area (major elements:wt%;trace elements:×10 -6)

圖2 東秦嶺地區(qū)160 ～140Ma Mo(W)和Cu(Mo)礦床成礦巖體QAP 圖解(a，據(jù)Streckeisen，1976)、SiO2-K2O(b，據(jù)Peccerillo and Taylor，1976)、A/CNK-A/NK(c，據(jù)Maniar and Piccoli，1989)和分異指數(shù)(Di)-SiO2 圖解(d)數(shù)據(jù)來源見表2;圖3、圖5、圖7 數(shù)據(jù)來源和圖例同此圖;圖4 數(shù)據(jù)來源同此圖;圖8、圖9、圖10 的圖例同此圖Fig.2 QAP (a，Streckeisen，1976)，SiO2-(K2O+Na2O)(b，Le Bas et al.，1986)，A/CNK-A/NK (c，Maniar and Piccoli，1989)and Di-SiO2diagram (d)of 160 ～140Ma metallogenic rocks of Mo(W)and Cu(Mo)deposits in East QinlingThe data are seen in Table 2;The source of data and symbols in Fig.3，F(xiàn)ig.5 and Fig.7 as this figure;The source of data in Fig.4 as this figure;Symbols in Fig.8，F(xiàn)ig.9 and Fig.10 as this figure

3 Cu(Mo)和Mo(W)礦床的成礦巖體的差異

通過對東秦嶺地區(qū)160 ～140Ma Cu(Mo)和Mo(W)礦床的地質(zhì)特征對比(表2)可以發(fā)現(xiàn)，Mo(W)礦床的成礦巖體主要是花崗斑巖和斑狀二長花崗巖，Cu(Mo)礦床的成礦巖體主要是花崗閃長斑巖，少量為花崗斑巖。Cu(Mo)和Mo(W)礦床成礦巖體均具有明顯地斑狀結(jié)構(gòu)，發(fā)育強烈的鉀化、硅化、絹云母化和綠泥石化等熱液蝕變特征。同時，Cu(Mo)和Mo(W)成礦巖體絕大多數(shù)為小型侵入體，地表出露面積都不足1km2，而且成礦巖體的展布均受到斷裂控制。本次對Cu(Mo)和Mo(W)成礦巖體主要從巖石地球化學、結(jié)晶溫度、氧化還原狀態(tài)及巖漿源區(qū)特征方面進行對比研究。

3.1 巖石地球化學的差異

東秦嶺地區(qū)160 ～140Ma Cu(Mo)和Mo(W)礦床的成礦巖體在地球化學特征上主要表現(xiàn)為花崗閃長巖、二長花崗巖和花崗巖特征(圖2a)，均屬于高鉀鈣堿性-鉀玄巖系列(圖2b)，以準鋁質(zhì)為主，個別為過鋁質(zhì)巖石(圖2c)。相對于Cu(Mo)礦床，Mo(W)礦床的成礦巖體具有較高的SiO2含量(分別為63.92% ～79.13%和60.21% ～68.31%)、K2O 含量(均值分別為5.72%和4.34%)(圖2b)和較大的分異指數(shù)(Di)(均值分別為90.26 和77.9)(圖2d)，但是Mo(W)成礦巖體具有較低的MgO 含量(均值分別為0.37% 和1.64%)、Mg#(均值分別為25.6 和49.3)(圖3)和Fe2O3T 含量(均值分別為2.04%和3.11%)。通過上述對比可以發(fā)現(xiàn)，東秦嶺地區(qū)160 ～140Ma Mo(W)礦床的成礦巖體具有高硅、富鉀，貧鎂鐵，高分異的特征，而Cu(Mo)礦床的成礦巖體表現(xiàn)出低硅、低鉀，富鎂鐵，低分異的特征。

圖3 東秦嶺地區(qū)160 ～140Ma Mo(W)和Cu(Mo)礦床成礦巖體SiO2-Mg#圖解Fig.3 SiO2-Mg# diagrammatize of 160 ～140Ma metallogenic rocks of Mo(W)and Cu(Mo)deposits in East Qinling

Cu(Mo)和Mo(W)礦床的成礦巖體具有相似的微量元素特征(圖4a，c)，但Cu(Mo)成礦巖體相對富集Ba，虧損U和Nb;Mo(W)成礦巖體則表現(xiàn)出Ba 虧損，U 富集，并且大部分巖體具有弱的Nb 富集。Cu(Mo)和Mo(W)成礦巖體Rb/Sr 比值分別為0.05 ～0.83(平均0.21)和0.04 ～21.46(平均4.12)，Rb/Nb 比值分別為6.09 ～35.94(平均11.07)和1.46～40.1(平均7.77)，Cu(Mo)成礦巖體Rb/Sr 比值明顯低于中國東部(0.31，高山等，1999)和全球上地殼的平均值(0.32，Taylor and McLennan，1985)，Rb/Nb 比值高于中國東部(6.8，高山等，1999)和全球上地殼的平均值(4.5，Taylor and McLennan，1985)，而Mo(W)成礦巖體均高于中國東部和全球的上地殼平均值，反映Cu(Mo)和Mo(W)成礦巖體源區(qū)可能都含有不同的陸殼物質(zhì)。

在稀土元素方面，Cu(Mo)成礦巖體∑REE(83.98 ×10-6～261.7 ×10-6，平均為151.8 ×10-6)略高于Mo(W)成礦巖體∑REE(39.43 ×10-6～253.8 ×10-6，平均為100.4 ×10-6)。在球粒隕石標準化配分圖上(圖4b，d)，Cu(Mo)和Mo(W)成礦巖體均表現(xiàn)出輕稀土元素富集，重稀土元素虧損;Cu(Mo)和Mo(W)成礦巖體LREE/HREE 分別為9.38 ～16.39 和2.39 ～25.64，(La/Yb)N值分別為19.44 ～28.77 和2.69 ～27.55。Mo(W)成礦巖體總體表現(xiàn)出較為明顯的負Eu 異常(δEu 值為0.3 ～1.0)，而Cu(Mo)成礦巖體并未表現(xiàn)出明顯的Eu 異常(δEu 值為0.8 ～1.3)，只有部分樣品有弱的Eu 異常，表明Mo(W)成礦巖體在分餾結(jié)晶或部分熔融的過程中源區(qū)有長石的殘余，而Cu(Mo)成礦巖體沒有或只有很少量的長石殘余。兩者的(La/Sm)N值分別為3.01 ～6.74和2.52 ～10.84，(Gd/Yb)N值分別為1.41 ～2.36 和0.24 ～2.54，表明輕、重稀土元素都發(fā)生了一定程度的分餾，輕稀土元素的分餾程度要強于重稀土元素，Mo(W)成礦巖體的分餾程度要高于Cu(Mo)成礦巖體。

圖4 東秦嶺地區(qū)160 ～140Ma Cu(Mo)(a、b)和Mo(W)(c、d)礦床成礦巖體的微量元素和稀土元素配分模式圖(原始地幔和球粒隕石值據(jù)Sun and McDonough，1989)Fig.4 Chondrite-normalized and primitive mantle normalized REE and trace elements diagrams of the 160 ～140Ma metallogenic rocks of Cu(Mo)(a，b)and Mo(W)(c，d)deposits in East Qinling (primitive mantle and chondrite values after Sun and McDonough，1989)

圖5 東秦嶺地區(qū)160 ～140Ma Cu(Mo)和Mo(W)礦床成礦巖體的(La/Sm)-La 圖(a)和Sm/Yb-La/Sm 圖(b)Fig.5 Diagrams of (La/Sm)-La (a)and Sm/Yb-La/Sm (b)of the 160 ～140Ma metallogenic rocks of Mo(W)and Cu(Mo)deposits in East Qinling

在(La/Sm)-La 圖解中(圖5a)，Cu(Mo)和Mo(W)礦床的成礦巖體均表現(xiàn)出良好的正相關(guān)性特征，表明兩種巖漿在形成過程中都經(jīng)歷了部分熔融作用。鑒于稀土元素的不活動性，La/Sm 和Sm/Yb 比值對于判斷源區(qū)殘留相具有十分重要的指示意義(Kay and Mpodozis，2001;Ahmadian et al.，2009;Shafiei et al.，2009;Haschke et al.，2010)。由于Yb在石榴石中的分配系數(shù)高于Sm，因此高Sm/Yb 比值(＞6)代表一種含水量低的榴輝巖相熔融殘留體;Sm/Yb 比值(3 ～6)代表含水角閃石相殘留體，而低Sm/Yb 比值(＜3)則代表一種以輝石相為主的殘留體(Van Westrenen et al.，2001)。高La/Sm 比值(＞8)代表富集熔融源區(qū)，并以角閃石為殘留相，而低La/Sm 比值代表富集程度相對較低的熔融源區(qū)且無或極少量角閃石殘留(Kay and Abbruzzi，1996)。對比東秦嶺地區(qū)160 ～140Ma Cu(Mo)和Mo(W)礦床的成礦巖體可以發(fā)現(xiàn)，Cu(Mo)礦床的成礦巖體Sm/Yb 比值為2.67 ～4.56，La/Sm 比值為3.0 ～6.7，說明巖漿源區(qū)可能是以極少量角閃石為殘留相的部分熔融產(chǎn)物(圖5b)。Mo(W)礦床的成礦巖體Sm/Yb 比值為0.33 ～4.32，La/Sm 比值為2.52 ～10.84，說明成礦巖體的巖漿可能是以輝石為殘留相的部分熔融產(chǎn)物(圖5b)。上述對比說明Cu(Mo)和Mo(W)礦床的成礦巖體在巖漿源區(qū)上具有一定的差異。王翠云等(2012)和Hou et al. (2013)分別對德興斑巖銅礦和岡底斯地區(qū)的斑巖銅礦進行研究顯示成礦巖體的巖漿均為以角閃石為主要殘留相的部分熔融產(chǎn)物，而本次研究的Cu(Mo)礦床的成礦巖漿源區(qū)卻是以極少量或無角閃石為殘留相，這種巖漿源區(qū)的差異可能也是南秦嶺山陽-柞水地區(qū)150 ～140Ma 的成礦巖體雖然具有良好的成礦地質(zhì)背景，但并未形成大規(guī)模的Cu 礦化的原因之一。

3.2 結(jié)晶溫度、源區(qū)壓力和氧化還原狀態(tài)差異

花崗質(zhì)巖漿初始結(jié)晶溫度對于理解花崗質(zhì)巖漿的起源和演化具有重要的意義，本次主要選取巖石的鋯石飽和溫度計對Cu(Mo)和Mo(W)礦床的成礦巖體進行結(jié)晶溫度估算。根據(jù)Miller et al. (2003)的計算公式，計算出Cu(Mo)成礦巖體的結(jié)晶溫度為718 ～815℃，主要集中在770℃;Mo(W)成礦巖體的結(jié)晶溫度為699 ～826℃，主要集中于～740℃、～770℃和～790℃三個區(qū)間，兩者總體具有相似的結(jié)晶溫度(圖6)。Sylvester (1998)提出花崗巖的Al2O3/TiO2比值可以作為源區(qū)部分熔融的溫度指示劑，當Al2O3/TiO2＞100 時，表明部分熔融溫度＜875℃，反之則相反。本次研究的Cu(Mo)成礦巖體Al2O3/TiO2比值在20.6 ～47.5 之間，Mo(W)成礦巖體在33.8 ～112.4 之間，這也表明Mo(W)和Cu(Mo)成礦巖體的具有相似的源區(qū)部分熔融的溫度。

圖6 東秦嶺地區(qū)160 ～140Ma Mo(W)和Cu(Mo)礦床成礦巖體結(jié)晶溫度分布圖Fig. 6 Plot of crystallization temperature of the 160 ～140Ma metallogenic rocks of Mo(W)and Cu(Mo)deposits in East Qinling

圖7 東秦嶺地區(qū)160 ～140Ma Mo(W)和Cu(Mo)礦床成礦巖體巖漿系列(a)和氧化還原狀態(tài)與分異程度關(guān)系圖(b，據(jù)Hart et al.，2004)NNO-鎳-氧化鎳;QFM-石英-鐵橄欖石-磁鐵礦;Hem-Mag-赤鐵礦-磁鐵礦Fig.7 Magma series (a)and oxidation state (b，modified after Hart et al.，2004)of the 160 ～140Ma metallogenic rocks of Mo(W)and Cu(Mo)deposits in East QinlingNNO-Ni-NiO;QFM-quartz-fayalite-magnetite;Hem-Mag-hematite-magnetite

圖8 東秦嶺地區(qū)160 ～140Ma Mo(W)和Cu(Mo)礦床成礦巖體(87Sr/86Sr)i-εNd(t)(a)和t-εHf(t)(b)分布圖北秦嶺地區(qū)中生代巖漿巖和華北板塊南緣中生代巖漿巖的數(shù)據(jù)引自王曉霞等(2011);華北板塊上、下地殼的成分特征引自Jahn et al.(1999);Cu(Mo)礦床成礦巖體Nd、Hf 同位素數(shù)據(jù)來自作者待發(fā)表數(shù)據(jù);南泥湖、上房溝、石寶溝礦床和合裕巖體的Nd、Hf 同位素數(shù)據(jù)引自王新(2001)、李永峰(2005)、楊陽等(2012)和Bao et al. (2014);金堆城礦床的Nd、Hf 同位素數(shù)據(jù)引自郭波(2009)、李洪英等(2011)和焦建剛等(2010a);八里坡礦床的Nd 同位素數(shù)據(jù)引自焦建剛等(2010b);石家灣礦床的Nd、Hf 同位素數(shù)據(jù)引自趙海杰等(2010);南臺礦床的Hf同位素數(shù)據(jù)引自柯昌輝等(2012)Fig.8 Plot of (87Sr/86Sr)i-εNd(t)(a)and t-εHf(t)(b)of the 160 ～140Ma metallogenic rocks of Mo(W)and Cu(Mo)deposits in East QinlingData of the Mesozoic magmatic rocks from North Qinling orogenic belt and southern of North China Plate are from Wang et al. (2011);the component of lower and upper crust of North China Plate are from Jahn et al. (1999). The Nd and Hf data of the rocks related to Cu(Mo)deposits are the unpublished data of author. Nd and Hf isotopic data of Nannihu，Shangfanggou，Shibaogou deposits and Heyu intrusion are from Wang et al. (2011)，Li et al. (2005)，Yang et al. (2012)and Bao et al. (2014). Nd and Hf isotopic data of Jinduicheng deposit are from Guo et al. (2009)，Li et al.(2011)and Jiao et al. (2010a). Nd isotopic data of Balipo are from Jiao et al. (2010b). Nd and Hf isotopic data of Shijiawa deposit are from Zhao et al. (2010). Hf isotopic data of Nantai deposit are from Ke et al. (2012)

通過上述Cu(Mo)和Mo(W)成礦巖體巖漿源區(qū)殘留相的對比可以發(fā)現(xiàn)(圖5b)，Cu(Mo)成礦巖體巖漿源區(qū)可能是以極少量角閃石為殘留相，而Mo(W)成礦巖體的巖漿是以輝石為殘留相的部分熔融的產(chǎn)物，說明Mo(W)成礦巖體形成壓力要高于Cu(Mo)成礦巖體，也進一步說明在晚侏羅世-早白堊世時期，商丹斷裂南北兩側(cè)的地殼厚度不同，北部的地殼厚度要大于南部。區(qū)域重磁資料研究結(jié)果顯示，Mo(W)礦床主要形成于地幔的坳陷區(qū)，而地幔的隆起區(qū)并無Mo(W)礦床(張乃昌等，1986)，也說明了Mo(W)礦床所處的北部地區(qū)的地殼厚度較大。

Cu(Mo)和Mo(W)成礦巖體在Fe2O3/FeO-SiO2圖解上(圖7a)，都位于磁鐵礦系列花崗巖區(qū)域，但是兩者具有不同的分布區(qū)間，Mo(W)成礦巖體分異程度較高，而Cu(Mo)成礦巖體分異程度較低。在Fe2O3/FeO-Rb/Sr 圖解上(圖7b)，雖然Cu(Mo)和Mo(W)成礦巖體在氧化還原狀態(tài)上都位于NNO-Hem-Mag 區(qū)間內(nèi)(圖7b)，但是Mo(W)成礦巖體具有相對較高的氧化態(tài)，這可能也是同時期的巖體形成大規(guī)模的Mo(W)礦化而只能形成小規(guī)模的Cu(Mo)礦化的原因之一。

3.3 深部巖漿源區(qū)的差異

成礦巖體的深部巖漿源區(qū)特征與成礦類型和礦化規(guī)模具有密切聯(lián)系，巖漿源區(qū)中的地幔物質(zhì)對不同成礦類型有重要貢獻(Griffiths and Godwin，1983;Lehmann，1990;Cline and Bodnar，1991;Barnes，1997;侯增謙等，2003;曲曉明等，2004;Wang et al.，2006;Li et al.，2011;Hou et al.，2013;Song et al.，2014)。對于斑巖型Mo 礦床成礦巖體的源區(qū)特征，大部分學者認為含Mo 的成礦巖漿起源于下地殼的部分熔融，但是有地幔成分的混入(羅銘玖等，1991;Mao et al.，1999，2008;盧欣祥等，2002)，Stein (1988)、Stein and Crock (1990)、Stein et al. (1997)及Brooks et al. (2004)則認為成Mo 的巖漿具有強烈的幔源特征，而侯增謙和楊志明(2009)認為含Mo 巖漿的確起源于加厚的下地殼，但并沒有確切證據(jù)能說明斑巖型鉬礦的成礦巖體源區(qū)中有地幔物質(zhì)的混入。Li et al. (2011)、Hou et al. (2013)和秦克章等(2014)對岡底斯地區(qū)斑巖銅礦的成礦巖體進行研究后認為成礦巖漿源區(qū)中具有大量的地幔物質(zhì)，并認為巖漿的源區(qū)性質(zhì)和源區(qū)中地幔物質(zhì)的貢獻決定了斑巖能否成礦。由此可以看出，無論是Mo 礦化還是Cu 礦化，成礦巖體的巖漿源區(qū)中地殼和地幔物質(zhì)成分的比例對兩種礦化均具有重要意義。

在(87Sr/86Sr)i-εNd(t)圖解(圖8a)上，可以看出東秦嶺地區(qū)160 ～140Ma 兩類不同礦化的成礦巖體具有明顯不同的源區(qū)特征，Cu(Mo)成礦巖體相比Mo(W)成礦巖體具有較大的εNd(t)值(分別為-4.75 ～-2.73 和-28.8 ～-12.1)，Cu(Mo)成礦巖體與北秦嶺地區(qū)中生代巖漿巖具有相似的源區(qū)，而Mo(W)成礦巖體主體分布在華北板塊南緣中生代巖漿巖區(qū)域內(nèi)，更接近華北板塊的上地殼，說明相較Cu(Mo)成礦巖體，Mo(W)成礦巖體在巖漿源區(qū)中含有更多的地殼成分。

圖9 東秦嶺地區(qū)160 ～140Ma Mo(W)和Cu(Mo)礦床成礦巖體Pb 同位素分布圖DM、EMI、EMII 及NHRL 數(shù)據(jù)引自Hart (1984，1988);MORB 數(shù)據(jù)引自Othman et al. (1989)和Vroon et al. (1993，1995). 金堆城、南泥湖、夜長坪礦床的Pb 同位素數(shù)據(jù)引自張本仁等(1987)、陳岳龍等(1994)、焦建剛等(2010a);八里坡礦床數(shù)據(jù)引自焦建剛等(2010b);上房溝礦床的數(shù)據(jù)引自張本仁等(2002);Cu(Mo)礦床的成礦巖體Pb 同位素引自張本仁等(1989)Fig.9 Plot of Pb isotope of the 160 ～140Ma metallogenic rocks of Mo(W)and Cu(Mo)deposits in East QinlingThe field of DM，EMⅠand EMⅡ，and the Northern Hemisphere Reference Line (NHRL)are from Hart (1984，1988). The data of MORB are from Othman et al. (1989)and Vroon et al. (1993，1995). Pb isotopic data of Jinduicheng，Nannihu and Yechangping deposits are from Zhang et al. (1987)，Chen et al. (1994)and Jiao et al. (2010a)，the data of Balipo deposit are from Jiao et al.(2010b). Data of Shangfagngou depositare from Zhang et al. (2002). Pb isotopic data of the rocks related to Cu(Mo)deposits are from Zhang et al. (1989)

在t-εHf(t)圖中(圖8b)，Cu(Mo)成礦巖體的εHf(t)值(-3.79 ～+1.79)明顯大于Mo(W)成礦巖體εHf(t)值(-38 ～-7.9)，Mo(W)成礦巖體的εHf(t)值和華北板塊南緣的中生代巖漿巖具有相同的分布范圍，均位于早元古代-中元古代和太古代地殼的演化線之間;而Cu(Mo)成礦巖體位于球粒隕石演化線附近，相對Mo(W)成礦巖體更靠近虧損地幔演化線。這也進一步說明Cu(Mo)成礦巖體在巖漿源區(qū)中含有相對更多的幔源物質(zhì)成分。

在Pb 同位素分布圖上(圖9)，雖然Cu(Mo)和Mo(W)成礦巖體均位于地幔源區(qū)附近，變化特征不明顯，但是相對Cu(Mo)成礦巖體，Mo(W)成礦巖體具有明顯向下地殼演化線分布的趨勢，這也說明Mo(W)成礦巖體在巖漿源區(qū)中含有相對更多的地殼成分。

圖10 東秦嶺地區(qū)160 ～140Ma Mo(W)和Cu(Mo)礦床成礦巖體鋯石Hf 同位素模式年齡分布圖數(shù)據(jù)來源同圖8. 其中HY 代表合裕巖體，NT 代表南臺礦床，其他字母代號同表2Fig.10 Plot of Zircon Hf isotopic tDM2 of the 160 ～140Ma metallogenic rocks of Mo(W)and Cu(Mo)deposits in East QinlingThe data have the same source with Fig.8. HY represent Heyu intrusions，NT represent Naitai deposit，others as inTable 2

由鋯石的εHf(t)值和模式年齡(tDM2)的分布(圖10)可以看出，以商丹斷裂帶為界，北部的Mo(W)礦床的成礦巖體普遍具有較老的模式年齡，而南部的Cu(Mo)礦床的成礦巖體則相對年輕，這也進一步說明南部的Cu(Mo)成礦巖體的巖漿源區(qū)中古老地殼物質(zhì)成分逐漸減少，幔源成分增加，礦化類型也逐漸由北部以Mo(W)礦化為主轉(zhuǎn)變?yōu)槟喜恳訡u(Mo)礦化為主。

由上述Cu(Mo)和Mo(W)成礦巖體Nd、Pb 和Hf 同位素特征可以看出，Mo(W)成礦巖體源區(qū)中含有較多的殼源成分，而Cu(Mo)成礦巖體源區(qū)中含有較多的幔源成分，這種巖漿源區(qū)上的差異可能是導致東秦嶺地區(qū)160 ～140Ma 巖漿活動形成兩種不同礦化的根本原因，而造成這種差異的主要因素可能與兩者位于不同的構(gòu)造單元和不同的基底組成有關(guān)。

4 結(jié)論

通過對東秦嶺地區(qū)160 ～140Ma Cu(Mo)和Mo(W)兩種不同礦化類型的礦床進行礦床地質(zhì)特征和成礦巖體的對比，發(fā)現(xiàn)造成這種差異性的因素主要如下:

(1)東秦嶺地區(qū)160 ～140Ma Cu(Mo)和Mo(W)礦床位于不同的大地構(gòu)造單元，以商丹斷裂帶為界，北部主要為Mo(W)礦化，主要分布于北秦嶺和華北板塊南緣;南部主要為Cu(Mo)礦化，主要位于南秦嶺的晚古生代弧前盆地。

(2)Mo(W)礦床的成礦巖體以花崗斑巖為主，具有高硅、富鉀，貧鎂鐵，高分異的特征;而Cu(Mo)礦床成礦巖體以花崗閃長斑巖為主，表現(xiàn)出低硅、低鉀，富鎂鐵，低分異的特征。Cu(Mo)成礦巖體可能是以極少量角閃石為殘留相的巖漿源區(qū)經(jīng)部分熔融而形成的產(chǎn)物，而Mo(W)成礦巖體可能是以輝石為殘留相的部分熔融產(chǎn)物。

(3)Mo(W)和Cu(Mo)成礦巖體具有相似的結(jié)晶溫度;但相對來說，Mo(W)成礦巖體具有相對較高的巖體形成壓力和氧化態(tài)。

(4)Mo(W)成礦巖體在巖漿源區(qū)中含有更多的殼源成分，而Cu(Mo)成礦巖體含有更多的幔源物質(zhì)成分。商丹斷裂帶兩側(cè)巖漿源區(qū)成分的變化控制了南北兩側(cè)礦化類型的不同，這種巖漿源區(qū)上的差異可能是導致東秦嶺地區(qū)160 ～140Ma 巖漿活動形成兩種截然不同礦化的根本原因。

致謝 本次研究工作得到了西北有色地質(zhì)勘查局地質(zhì)勘查院和西北有色地質(zhì)勘查局713 總隊大力支持，野外工作中713 總隊的李劍斌隊長，任濤、張西社教授級高級工程師，王鵬、郭延輝、劉凱工程師給予了支持與協(xié)助;葉會壽研究員、趙俊興博士兩名審稿人對文章提出了很多具有建設性的建議;在此一并表示感謝。

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