摘要
乌奴耳锌铅银钼多金属矿床位于内蒙古东部牙克石市乌奴耳镇辖区内,为近年来在大兴安岭造山带新发现的与中生代火山-次火山岩有关的矿床。查明乌奴耳矿床地质特征、矿床成因、成矿机制,建立其成矿模式,对乌奴耳勘查区的进一步找矿勘查工作具有重要意义。乌奴耳矿床具有斑岩-浅成低温热液复合型矿化特征,其成矿作用可划分为斑岩成矿期和浅成低温热液成矿期共两个成矿期,并进一步划分为三个成矿阶段:(1)斑岩型Mo矿化阶段,产于I矿段深部的花岗斑岩体内,主要矿石矿物为辉钼矿,钾化、硅化、黄铁矿化和黄铁绢英岩化围岩蚀变与成矿关系密切;(2)隐爆角砾岩型Zn矿化阶段,产于I矿段中部的隐爆角砾岩筒中,主要矿石矿物为闪锌矿,绿泥石化、绢云母化围岩蚀变与成矿关系密切;(3)浅成低温热液型Zn-Pb-Ag矿化阶段,产于矿区浅部的满克头鄂博组火山岩中,矿体产状受火山岩中的张性断裂构造控制,主要矿石矿物有闪锌矿、方铅矿和黄铜矿,高级黏土化蚀变(高岭石、伊利石、叶腊石等)与成矿关系密切。乌奴耳矿床的赋矿围岩满克头鄂博组陆相火山岩(流纹岩:144.9±0.57 Ma;凝灰岩:145.6±2.2 Ma)与成矿岩体中细粒正长花岗斑岩(144.5±0.6 Ma)具有相近的成岩年龄,且其成岩年龄与成矿年龄(143.8±0.6 Ma)相近,说明乌奴耳矿床为典型的火山-次火山热液矿床。满克头鄂博组陆相火山岩与中细粒正长花岗斑岩具有相似的岩石地球化学特征,主量元素上具有较高的SiO_2、Al_2O_3含量和较低的CaO、MgO、TiO_2、~TFe_2O_3含量特征,微量元素上具有富集Rb、Th、U、Zr、Hf元素,亏损Ba、Sr、P、Ti、Ta、Nb等元素特征,具有强烈的负Eu异常、富集轻稀土、亏损重稀土的右倾式稀土元素配分模式。全岩数据、Hf同位素特征及Pb同位素特征显示乌奴耳矿区的赋矿围岩与成矿岩体均属于高钾钙碱性系列、高分异的A型花岗岩类岩石,为后碰撞伸展构造背景下新生玄武质下地壳部分熔而用形成的岩浆,在上升的过程中混染了少量地壳物质,又经历了较为强烈的分离结晶作用后形成。乌奴耳矿床在斑岩成矿期及浅成低温热液成矿期均有闪锌矿形成,这两个世代闪锌矿具有明显不同的结构特征及矿物化学特征。第一世代闪锌矿(Sp1)形成于隐爆角砾岩型Zn矿化阶段,呈自形粒状,具有菱形十二面体的晶形结构,显微镜下呈黄色透明状,基本不含黄铜矿、方铅矿等矿物包裹体,Fe、Cu、In等微量元素主要以类质同象的方式进入闪锌矿晶格。第二世代闪锌矿(Sp2)形成于浅成低温热液型Zn-Pb-Ag矿化阶段,呈他形粒状,在显微镜下不透明,可见大量方铅矿、黄铜矿等矿物包裹体,Fe、Cu、Pb、Ag等微量元素主要以显微矿物包裹体的方式存包裹于闪锌矿中。乌奴耳矿床中的绿泥石化蚀变与隐爆角砾岩型Zn矿化关系密切,根据绿泥石成分温度计计算其成矿温度约330℃,与该阶段的透明闪锌矿流体包裹体测温结果相吻合。乌奴耳矿区的满克头鄂博组流纹岩中岩浆锆石U-Pb年龄为144.9±0.57 Ma,凝灰岩中岩浆锆石U-Pb年龄为145.6±2.2 Ma,成矿岩体中岩浆锆石U-Pb年龄为144.5±0.6 Ma,因此限定乌奴耳矿床成矿年龄上限为144.5 Ma。测定斑岩成矿期与矿化、蚀变关系密切的热液锆石U-Pb年龄为143.8±0.6 Ma,因此可以限定乌奴耳矿床斑岩期成矿年龄约为143.8~144.5 Ma。乌奴耳矿区周边还发现有一138.9±0.9Ma的中粗粒正长花岗岩体,可能对后期的浅成低温热液型矿化提供了新的流体和热源,使其成矿作用持续较长的时间。闪锌矿、方铅矿、黄铁矿的硫同位素特征(δ~(34)S_(V-CDT):0~6‰)显示乌奴耳矿床成矿物质主要来源于岩浆岩,铅同位素特征(~(206)Pb/~(204)Pb:18.288~18.326,~(207)Pb/~(204)Pb:15.528~15.568,~(208)Pb/~(204)Pb:38.08~38.204)与成矿岩体铅同位素特征相似,为造山带混合铅来源,指示乌奴耳矿床的成矿物质主要由岩浆岩从新生的下地壳源区携带而来。综合流体包裹体测温、闪锌矿矿物化学特征、绿泥石温度计、矿物组合特征等数据,认为乌奴耳矿床斑岩型Mo矿化阶段成矿流体主要为岩浆流体,具有高温、高盐度、高氧逸度、高硫逸度、高pH值特征;隐爆角砾岩型Zn矿化阶段成矿流体为岩浆流体混入少量大气降水,具有中温、中盐度、中氧逸度、中硫逸度、低pH值特征;浅成低温热液型Zn-Pb-Ag矿化阶段成矿流体为岩浆水与大气降水混合流体,具有低温、低盐度、低氧逸度、低硫逸度、低pH值特征,且在该阶段成矿过程中可能有另一期富Cu流体混入。满克头鄂博组火山岩覆盖区、隐伏岩体、断裂构造交汇部位和围岩蚀变分带、土壤地球化学综合异常区、局部低磁异常区、局部高极化低阻异常区是乌奴耳勘查区的重要控矿因素和找矿标志,据此我们在乌奴耳勘查区圈定一个斑岩型Mo-Zn矿化找矿远景区,及一个浅成低温热液型Zn-Pb-Ag矿化找矿远景区。根据勘探线剖面的地质信息、蚀变矿物分带及岩石原生晕地球化学特征,本文预测乌奴耳矿床II矿段207勘探线剖面深部具有斑岩型Mo矿化找矿前景。