内蒙古林西县哈什吐钼矿床辉钼矿铼_锇年龄及其地质意义
2012年2⽉Februar y,2012 矿床地质
M I NERAL D EPOSI T S
第31卷第1期
31(1):129~138
民族团结的画
⽂章编号:0258-7106(2012)01-0129-10
内蒙古林西县哈什吐钼矿床辉钼矿
铼-锇年龄及其地质意义
张可1,2，聂凤军1**，侯万荣1,4，李超3，刘勇1,2 (1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;2北京科技⼤学，北京 100083;3国家地质实验测试中⼼，北京 100037;4武警黄⾦第⼀总队,⿊龙江哈尔滨 150086)
摘要内蒙古哈什吐矿床是新发现的钼矿床。为进⼀步查明哈什吐钼矿床的形成时间,⾸次对主要钼矿体的
10件辉钼矿样品进⾏铼-锇同位素分析，所获铼-锇同位素模式年龄变化范围为(147 0 2 1)M a~(149 5 2 2) M a，加权平均值为(148 22 0 67)M a，获得等时线年龄为(148 8 1 6)M a,M SWD值为0 95。铼-锇同位素年代数据及野外地质证据表明，哈什吐钼矿床为晚侏罗世构造-岩浆作⽤及相关流体活动的产物。哈什吐钼矿床辉钼矿的w(Re)介于(0 65~2 06) 10-6，平均值为1 28 10-6，通过与区域内同时期形成的若⼲相似类型钼矿床的Re 含量对⽐分析，初步推测认为哈什吐钼矿床成矿物质源区具有更偏向于壳源的特征。哈什吐斑岩型钼矿床形成时代的厘定对于提⾼该矿床的理论研究⽔平和指导隐伏⾦属矿床的找矿勘查⼯作均具有重要意义。
河南省博物院
关键词地球化学；铼-锇同位素测年；钼矿床；斑岩型；晚侏罗世；内蒙古
中图分类号:P618.65 ⽂献标志码:A
Re-Os isotopic age dating of molybdenite parates from Hashitu Mo deposit in Linxi County of Inner Mongolia and its geological
significance
ZHANG Ke1,2,NIE FengJun1,H OU WanRong1,4,LI Chao3and LIU Yong1,2 (1M L R Key L aboratory of M etallogeny and M ineral Asssment,Institute of M ineral R esources,CA GS,Beijing10
0037, China;2U niversity o f Science&T echnology of Beijing,Beijing100083,China;3National Rearch Center of Geoanalysis, Beijing10037,China;4No.1General G old Part y of CAPF,Harbin150086,Heilongjiang,China)
Abstract
Located in the eastern part of the southern Da H inggan Ling Late Paleozoic orogenic belt betw een the Silas Wood Aaron River and the Erlian-Hegenshan structure zone,the new ly discovered Hashitu ore deposit is a med-i um-size porphy ry moly bdeoum deposit occurring in east-central Inner Mongolian.The Hashitu granite porphy ry and biotite granite w ere emplaced in the w idespread Quaternary dimentary quence in the Hashitu mineralized area.The granite porphy ry intruded into the biotite granite in a slig htly later period,and the tw o granite intru-sions made up a Yanshanian complex.The M o mineralization occurred entirely in the tw o types of M esozoic g ranitic intrusive rocks in stratiform,lenticular and chambered forms at large steep angles.The metallic minerals of the ores from Hashitu are m ainly molybdenite and subordinately pyrite,chalcopyrite,pyrrhotite,arnopyrite
本⽂得到国家重点⾃然科学基⾦项⽬(41030421)和地质调查项⽬(1212010911029)资助
第⼀作者简介张可，男,1987年⽣，硕⼠研究⽣，矿产普查与勘探专业。
Email:zkustb@/doc/8f15499148.html
**通信作者聂凤军，男,1956年⽣，研究员，博⼠⽣导师，主要从事⾦属矿床和地球化学研究。
Email:nfjj@/doc/8f15499148.html
收稿⽇期 2011-08-14；改回⽇期 2011-12-08。张绮玲编辑。
and galena,w hereas the gangue mineral asmblage consists of mainly quartz,ricite and subordinately chlo -
rite,epidote,fluorite and feldspar.Re -Os isotopic age dating of ten molybdenite parates from No.1M o ore body yielded an isochron age of (148 8 1 6)M a and model ages rang ing from (147 0 2 2)M a to (149 5 2 3)M a w ith an average of (148 22 0
67)Ma.As the age is in agreement w ith field geological ev idence,the authors hold that the molybdenum w as concentrated from the M o -bearing hydrothermal fluid after the intrusion of the granite porphyry and biotite granite during the Late Jurassic period.The Re content of molybdenite is (652~2055) 10-9
,averaging 1284 10-9
.The content of Re in the H ashitu M o deposit in comparison w ith the Re values of other molybdenum -bearing deposits indicates that the ore -form ing materials of the Hashitu M o deposit mig ht have been derived mainly from the crustal source. Key words:g eochemistry,Re -Os isotopic dating,Hashitu Mo deposit,Yanshanian period,Inner Mongolia 20世纪80年代以来，随着找矿勘查技术和理论⽔平的提⾼及地质勘查投⼊⼒度加⼤，中国地质⼯作者在华北地台北缘先后发现了⼩东沟、车户沟、碾⼦沟、鸡冠⼭、库⾥吐、⼤苏计和敖仑花等⼤中型钼矿床，使得该区钼矿找矿⼯作实现了巨⼤的突破。2006年以来，在内蒙古乌拉特后旗发现了查⼲花⼤型钼矿床(席忠等,2010；蔡明海等,2011)，在苏尼特左旗先后⼜发现了乌⽇尼图(中型)、乌兰德勒(⼤型)、达赖敖包(中型)、准苏吉花(中型)、乌花敖包(⼩型)及林西县境内的哈什吐(中型)等⼀⼤批钼矿床(陶继雄等,2009;2010)。找矿实践表明，华北地台北缘具有极⼤的钼成矿和找矿潜⼒，有可能成为继东秦岭钼矿带和燕辽钼矿带之后的⼜⼀处⼤型钼成矿带(侯万荣等,2010；刘翼飞等,2012)。从矿床类型来看，这些钼矿床⼤多与印⽀期和燕⼭期浅成中酸性侵⼊岩有关，属斑岩型钼矿床。对于已找到的钼矿床，前⼈不仅就单个矿床展开过解剖性研究(聂凤军等,2007b；张彤等,2009；马星华等,2009；陶继雄
等,2009；席忠等,2010；蔡明海等,2011),⽽且对区域矿床时空分布特征及成矿动⼒学背景也进⾏过探讨(侯万荣等,2010)，取得了许多新进展。对近5年新发现的多处重要钼矿床，还没有作较多研究，特
别是对哈什吐钼矿床的研究⾮常薄弱，尚未见深⼊报道，从⽽制约了⼈们对该地区钼矿床形成机制和成矿规律的进⼀步认识。
哈什吐及其邻区系统的地质调查⼯作始于20世纪50年代末期。1959年，原内蒙古地质局在该区进⾏过1 100万区域地质调查，为后期⼯作奠定了基础。1968~1971年，原辽宁省第⼆区域地质测量队在该区开展过1 20万区域地质调查;1984~1987
年，原内蒙古第⼀区域地质调查队在本区开展1 5万区域地质调查，对哈什吐及邻区岩浆活动期次进⾏了详细划分，并且对区域矿产分布特点进⾏了初步总结。2007年，在前⼈⼯作基础上，内蒙古⾚峰地质矿产勘查开发院在本区针对铜和钼等多⾦属矿床
开展了普查地质⼯作，并且发现了矿区号和号钼矿体，同时确认了矿体围岩为似斑状⿊云母花岗岩和花岗斑岩(辽宁省地质勘察院,2010) 。迄今为⽌，发现和圈定钼矿体的⾦属资源量已达到中型规模，并且以矿体相对集中、品位较⾼和组分简单为特征。
哈什吐钼矿床的成矿地质特征与内蒙古中东部已发现的部分钼矿床存在很多相似之处，也存在着明显差别。对于⼀个新发现的钼矿床⽽⾔，厘清其成矿时代是探讨矿床成因最基本的科学问题，因此，本次研究在前⼈的⼯作基础上，对钼矿床进⾏了野外地质调查和岩(矿)相学研究，并且选取代表性辉钼矿样品进⾏了铼-锇同位素测年，为本地区地质研究和找矿勘查⼯作提供理论依据。
1 区域地质背景
哈什吐钼矿床位于⾚峰市林西县新林镇境内，南距林西县政府所在地70km，地理坐标为北纬44 03 30 ~44 05 30 ，东经117 58 00 ~118 05 00 (图1)。在⼤地构造位置上，位于西拉沐伦河断裂与⼆连-贺根⼭断裂(缝合带)之间的⼤兴安岭南段晚古⽣代增⽣造⼭带(徐志刚,1997；马星华等,2009)。⾃古⽣代到中⽣代经历过古亚洲构造-成矿域与环太平洋构造-成矿域的转换和强烈叠加，因此，哈什
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图1 哈什吐钼矿床区域地质背景简图(据刘建明等,2004修改)
1 主要断裂;
2 国界线;
3 断裂编号;
4 研究区;
5 城镇
主要断裂: 华北克拉通北缘深断裂; 西拉⽊伦河断裂; ⼆连-贺根⼭深断裂; 乌努尔鄂伦春断裂; 德尔布⼲断裂;
⼤兴安岭主脊断裂; 嫩江深断裂
F ig.1 Simplified map showing regio nal tectonic geological tting of the Hashitu M o deposit
(mo dified after Liu et al.,2004)
1 M ain faults;
2 National boundaries;
3 Serial number of fault;
4 Study area;
5 T ow n
Main faults: Northern margin deep fault of North Chi na craton; Silas M ulun faul t; Erlian-Hegenshan deep fault; Wunuer orogenic fault; Deerbugan fault; Da Hinggan Ling main ridge fault; Nenjiang deep faul t
吐及其邻区各期次岩浆岩发育、构造形迹复杂，造就了本区优越的成矿地质条件，显现出良好的找矿前景(陈良等,2009)。
区内出露地层主要有古⽣界和新⽣界，其中古⽣界地层为上⽯炭统本巴图组。本巴图组地层可以划分为2个岩性段：第⼀岩性段为⼀套细碧岩、⽞武岩、辉绿岩夹硅质岩和泥质板岩；第⼆岩性段为⼀套巨厚的层状粉砂质板岩。受后期构造运动影响，各地层单元形成⼀系列紧密褶皱和叠⽡状逆冲推覆断裂。新⽣界为第四系冲积物、亚砂⼟及风成砂。
各类侵⼊岩分布⼴泛，其形成时间可从海西中期⼀直持续⾄燕⼭晚期。海西-印⽀期花岗闪长岩呈岩基状侵⼊于⽯炭系地层，出露⾯积为100km2。燕⼭期侵⼊岩因受区域断裂多期次活动影响，区域上呈北东向分布，岩性主要为中粒钾长花岗岩、中细粒似斑状⿊云母花岗岩、花岗斑岩及⽯英⼆长斑岩，出露⾯积为200km2。
由于哈什吐及邻区位于西拉沐伦河和⼆连-贺根⼭两⼤深⼤断裂之间，因此受区域断裂的影响，发育有⼀系列北西向和近南北向断裂构造，并且控制着侵⼊岩的空间分布形态，次⼀级的北东向、北西向和
南北向断裂常被后期脉岩所填充。
2 矿床地质特征
哈什吐矿区多为燕⼭期侵⼊岩和第四系洪积物、冲积物所占据，完整的古⽣界和中⽣界地层单元极少见到。侵⼊岩主要为花岗斑岩和似斑状⿊云母
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图2 哈什吐钼矿区地质简图(据辽宁省地质勘查院修改)
1 第四系沉积物;
2 中细粒似斑状⿊云母花岗岩;
杨字组词3 花岗斑岩;
4 闪长岩脉;
5 钼矿体;
6 ⽯英脉;
7 0号勘探线
Fig.2 G eolo gical sketch map o f the Hashitu Mo deposit (modified after Geological Prospecting Institute of Liaoning Prov ince )
1 Quaternary;
2 Fine -grained porphyroid bioti te granite;
3 Granite porphyry;
4 Diorite dike;
5 M ol ybdenum ore body;
6 Quartz vein;
7 No.0exploration line
花岗岩，后者侵⼊到前者之内,⼆者共同构成⼀个北东向展布的复式花岗岩体(图2)。矿区范围脉岩分布⼴泛，主要岩⽯类型有闪长岩及⽯英脉。受次级构造裂隙控制，岩脉⼤多呈北东向、北西向和近南北向展布，并侵位到花岗斑岩和似斑状⿊云母花岗岩中。⽆论是花岗斑岩还是似斑状⿊云母花岗岩，它们均是哈什吐矿床的容矿围岩。花岗斑岩主要出现
在矿区西南部，呈北西向延长的椭圆状，出露⾯积8km 2。据钻孔岩芯资料证实，花岗斑岩可⾄地下150~320m，再向下为⿊云母花岗岩,⼆者接触⾯产状
多向西倾，倾⾓为40~50 ，岩性过渡截然。代表性花岗斑岩样品为浅⾁红⾊，呈块状构造，斑状结构，斑晶成分为钾长⽯和⽯英，斑晶粒度多为2~3mm 。花岗斑岩的主要矿物组分有钾长⽯(40%)、⽯英
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slow的比较级(30%)、⿊云母(3%~6%)，副矿物有榍⽯和锆⽯。似斑状⿊云母花岗岩主要分布在矿区北部和东部，呈岩株状，出露⾯积19km 2。代表性岩⽯样品呈黄⽩⾄灰⽩⾊，具块状构造，似斑状结构，斑晶为钾
长⽯和⽯英，粒径多为5~7m m 。⿊云母花岗岩主要矿物有⽯英(25%)、钾长⽯(20%)、斜长⽯(25%)和
⿊云母(5%~8%)，副矿物有榍⽯、锆⽯和磁铁矿。花岗斑岩和⿊云母花岗岩均遭受强烈蚀变作⽤的影响,⾃岩体中⼼向外围，依次有硅化、云英岩化、绢云母化、泥化和青磐岩化，其中硅化和云英岩化最为发育，与钼矿化具有密切的空间分布关系。根据硅化与钼矿化的关系可将硅化蚀变分为3期：第⼀期为成矿前的硅化带，该蚀变带含矿性差，被后期的断裂和蚀变带所切割；第⼆期为沿成矿期断裂充填交代，具有较好的含矿性，是矿区主成矿期蚀变；第三期为
成矿后断裂充填交代，切割前期的硅化蚀变带，对矿体具有⼀定的破坏作⽤。
哈什吐钼矿由南矿区、北矿区、东矿区、外矿区和外矿区组成，其中的南矿区和北矿区⼯作程
度最⾼。钼矿化在花岗斑岩和似斑状⿊云母花岗岩中呈脉状、浸染状，局部围岩破碎的地⽅则呈厚层状
产出(如1号矿体)，并且构成层状、似层状和透镜状
矿体。截⽌2010年，矿区内已发现12条较⼤规模和数条较⼩规模的钼矿体，单个矿体长度变化范围为50~530m，平均约80m ，厚度为0 5~9m，平均为2m，矿体多向北东向倾斜，倾⾓为50~70 。所确定
的12条较⼤钼矿体⼤致可分为两种产出类型，第⼀类是产于围岩构造破碎带中，具厚层状、脉状矿化的矿体，这种矿体具有热液充填特征，以1号矿体(图3)为代表。1号矿体以产出规模⼤、
连续性好和
图3 哈什吐钼矿区0号勘探线剖⾯图(据辽宁省地质勘查院修改)
1 花岗斑岩;
2 中细粒似斑状⿊云母花岗岩;
3 ⾓砾岩;
4 钼矿体;
5 钻孔
F ig.3 Geolog ical ction alo ng N o.0exploration line of the Hashitu M o deposit (modified after Geological
Prospecting I nstitute of L iaoning Province )
1 Granite porphyry;
2 Fi ne -grained porphyroid biotite grani te;
3 Breccia;
4 M olybdenum ore body;
5 Drill hole
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品位⾼为特征，位于哈什吐南矿区2300和2000勘探线之间的0号勘探线上，是哈什吐钼矿床的特富矿体，也是该矿床的主要钼矿体。从整体上看,1号矿体呈北西-北北西⾛向，北东向倾斜，倾⾓为75 ，矿体呈脉状和层状，局部有膨⼤现象呈矿囊状，矿⽯为强烈硅化蚀变和破碎的矿化花岗斑岩和⿊云母花岗岩。矿体单层厚度为0 85~6 95m，平均厚度为2 19m，延长约38m，单样w(Mo)最⾼可达7 2%，
平均为3 18%。第⼆类是具浸染状、⽹脉-细脉状矿化的钼矿体，除1号矿体外，其他矿体都属于这种类型，这种矿体具有斑岩型矿床矿化特征，以13号矿体为代表。13号矿体位于矿区北部，产于⿊云母花岗岩中，矿体呈北北西⾛向，北东倾向，倾⾓15~ 30。矿体呈不规则扁⾖状，钼矿化主要为浸染状、⽹脉状，有时沿岩⽯裂隙⾯形成薄层状钼矿化。矿体厚度最⼤为8 57m，最⼩为0 8m，平均为3 53 m，矿体中钼品位w(Mo)为0 08%~0 36%，平均为0 129%。
详细的岩(矿)相学和矿物学研究结果表明，哈什吐钼矿床的钼矿⽯类型为细脉-浸染状、脉状或厚层状硫化物型矿⽯，未见有钼华和钼铅矿。矿⽯矿物有辉钼矿、⿊钨矿、黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿和毒砂。脉⽯矿物有⽯英、钾长⽯、绢云母、萤⽯、绿泥⽯和绿帘⽯。围岩蚀变主要为强烈的硅化、绢云母化，同时伴随有⼀定的钾化和绿帘⽯化。
人与兽图片
3 样品采集及铼-锇同位素测年⽅法
3.1 样品采集及描述
本次⽤于测定铼-锇同位素年龄的样品采⾃哈什吐钼矿区1号平硐内，均为原⽣硫化物矿⽯中的辉钼矿。含矿岩⽯为花岗斑岩，并伴有强烈的硅化。辉钼矿呈脉状和⽹脉状分布，部分辉钼矿呈厚层状和团块状集合体产出(辉钼矿含量为5%~7%)。辉钼矿呈强⾦属光泽，不透明，反射光下为灰⽩⾊，略带蓝⾊。辉钼矿样品纯度较⾼，未见黄铜矿和黄铁矿等铼含量较⾼的矿物组分混⼊。
3.2 铼-锇同位素测年技术流程
辉钼矿样品的铼-锇同位素分析是国家地质实验测试中⼼铼-锇同位素年代学验室完成的。样品的化学处理流程和质谱测定技术简述如下(杜安道等,2001;Du et al.,2004)：准确称取待分析样品，通过细颈漏⽃加⼊到Carius管，缓慢加液氮到有半杯⼄醇的保温杯中，使成粘稠状(-50 ~-80 )。⽤适量超纯浓H Cl通过细颈漏⽃把准确称取的185Re 和190Os混合稀释剂转⼊Carius管底部。再依次加⼊适量硝酸和30%H2O2，当Carius管底溶液冻实后,⽤液化⽯油⽓和氧⽓⽕焰加热封好Carius管的细颈部分。轻轻放套管⼊⿎风烘箱内，待回到室温后，逐渐升温到200 ，保温24h。取出，冷却后在底部冻实的情况下，先⽤细强⽕焰烧熔Carius管细管部分⼀点，使内部压⼒得以释放。再⽤玻璃⼑划痕，并⽤烧热的玻璃棒烫裂划痕部分。蒸馏分离锇的过程如下：将待打开的Carius管放在冰⽔浴中回温使内容物完全融化,⽤约20m L⽔将管中溶液转⼊蒸馏瓶中。把内装5mL超纯⽔的25mL⽐⾊管，放在冰⽔浴中，以备吸收蒸馏出的OsO4。连接蒸馏装置，加热微沸30min，所得OsO4⽔吸收液可直接⽤于ICP-M S测定锇同位素⽐值。将蒸馏残液转⼊150m L Teflon烧杯中待分离铼。萃取分离铼的过程⼤致如下(屈⽂俊等,2003；李超等,2009)：将蒸馏残液置于电热板上，加热近⼲，重复两次以降低酸度。根据样品量加⼊4~10mL的5~6mol/L NaOH，稍微加热，促进样品转为碱性介质。转⼊T eflon离⼼管中，加⼊4~10mL丙酮，振荡1m in 萃取铼。采⽤美国TJA公司⽣产的电感耦合等离⼦体质谱仪TJA X-ries ICP-MS测定同位素⽐值(屈⽂俊等,2004)，对于铼-锇含量很低的样品采⽤美国热电公司(Thermo Fishe
r Scientific)⽣产的⾼分辨电感耦合等离⼦体质谱仪H R-ICP-MS Element2进⾏测量。对于铼：选择质量数185、187,⽤190监测锇。对于锇：选择质量数为186、187、188、189、190、192,⽤185监测铼。最后，所获铼-锇同位素分析数据采⽤Ludwig(1992)计算机软件进⾏处理，并且获得同位素等时线年龄，计算过程中所采⽤的衰变常数为 (187Re)=1 66 10-11a-1。
婚礼证婚人致辞
4 分析结果
哈什吐钼矿床10件辉钼矿样品的分析结果列于表1。从表1中可以看出,10件辉钼矿样品中w(Re)变化于(652 5~2055) 10-9，平均为1284 10-9;w(187Os)变化于(1 014~3 183) 10-9，平均为1 997 10-9。相对放射性187Os，普通Os含量为(0 0007~0 0074) 10-9，可忽略为0，可以认为辉钼矿样品中锇⼏乎全部为放射性成因。根据
优雅的风度
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矿床地质 2012年
表1 哈什吐钼矿床辉钼矿Re -Os 同位素测试数据
Table 1 Re -Os isotopic data of molybdenite in the Hashitudongliang M o deposit
编号m /g w (Re)/10-9c (普Os)/10-9w (187Re)/10-9w (187Os)/10-9
销售名言
测定值2 测定值2 值测定值2 测定值2 模式年龄/M a HST -1
0.20232991.88.30.00070.0023623.4 5.2 1.5320.012147.3 2.1HST -20.116001592130.00120.005210018 2.4920.022149.3 2.2HST -30.20479964.58.80.00070.0030606.2 5.5 1.4890.012147.3 2.2HST -50.20042764.4 6.10.00070.0023480.5 3.8 1.1830.011147.6 2.1HST -60.20015102490.00070.0015643.6 5.8 1.6050.014149.5 2.3HST -
80.203132055150.00740.0022129110 3.1830.028147.8 2.1HST -90.20011652.5 5.50.00520.0023410.1 3.5
1.0140.009148.2
2.2HST -100.20063111190.00440.0015698.2 5.6 1.7300.014148.5 2.1HST -
110.200751843190.00440.0015115812 2.8870.025149.4 2.3HST -12
0.20180
1845
