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白山钼矿位于东天山觉罗塔格成矿带东段,是新疆极具代表性的大型-超大型斑岩钼矿。本项研究采用岩体主量、微量和稀土元素分析,流体包裹体研究、拉曼成分分析,碳、硫、锶、钕和铅等同位素测试,单颗粒锆石激光探针LA-ICP-MS定年,探讨白山钼矿成矿流体的性质及演化特点、成矿物理化学条件、成岩成矿时空格架及成矿物质来源得出以下丰要结论:
(1)矿区发育南西侧、东侧及矿体下黑云母斜长花岗岩和二长花岗岩属钙碱性过铝质花岗岩;矿体下部的二长花岗岩及钾长花岗岩的轻重稀土分异程度较矿体周围出露的岩体强,显示轻微-中等Eu负异常,为典型的右倾稀土配分模式。
(2)根据矿物共牛组合和脉体穿插关系,脉体发育顺序依次为:石英-钾长石脉,石英-钾长石-辉钼矿脉、石英-辉钼矿脉、石英-多金属硫化物脉和石英-碳酸盐-萤石脉。早期石英-钾长石脉中主要发育纯CH4包裹体(PC型)、CH4-H2O型包裹体(C1型)和水溶液包裹体(W型),均一温度集中在320~420℃,盐度为1.98%~8.79% NaCl.eqv;石英-钾长石-辉钼矿脉中发育含子晶包裹体(S型)和W型包裹体,均一温度集中在260~400℃,盐度为1.49%~8.65%NaCl.eqv;石英-辉钼矿脉和石英-多金属硫化物脉发育W型、S型和CO2-H2O型包裹体(C2型),均一温度分别为200~240℃和140~240℃,盐度分别为2.14%~8.10%和0.33%~10.22% NaCl.eqv,不包括不熔子矿物的贡献;晚期石英-碳酸盐-萤石脉只发育W型包裹体,均一温度和盐度明显下降,分别为100~160℃C和0.17%~4.86% NaCl.eqv。估算的石英-钾长石脉体和石英-多金属硫化物脉形成压力分别为105~221MPa和15~285MPa。成矿流体由高温、富碳质、还原的岩浆流体向低温、低盐度、贫碳质的大气降水热液演化。成矿阶段温度下降,早期流体中的CH4还原HMoO4-的高价钼,从而形成辉钼矿,这可能是导致成矿物质沉淀的重要因素。
(3)白山钼矿热液方解石的碳同位素值在深源地幔射气或岩浆来源与有机碳源之间,偏向于岩浆源,推断成矿流体中的碳可能来自岩浆源与有机碳的混源。硫同位素研究测得δ34S直方图具塔式效应,峰值在0附近,表明可能为岩浆成因。白山钼矿硫化物与矿区主要岩体的全岩铅同位素组成的比值变化范围及其平均值比较相近,表明硫化物的铅可能主要来源于矿区的岩体,且硫化物相对更接近矿体下岩体二长花岗岩的铅同位素比值。
(4)对白山斑岩型钼矿深部二长花岗岩的锆石进行LA-ICP-MS测年,获得加权平均年龄为229.5±1.3Ma(MSWD=1.1),与前人测得的成矿年龄基本一致,表明该岩体的成岩活动与成矿作用有关,可能是白山钼矿的丰要成矿岩体。
(5)白山钼矿区南西侧、东侧及矿体下深部岩体的主微量和Sr-Nd-Pb同位素等地球化学数据显示成矿物质可能来自新生陆壳的岩浆。