内蒙古乌努格吐山斑岩铜钼矿床成矿流体演化——基于短波红外光谱、云母成分和石英流体包裹体研究

２０２３／０３９（１１）：３４６１３４７８ ＡｃｔａＰｅｔｒｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ 岩石学报
ｄｏｉ：１０．１８６５４／１００００５６９／２０２３．１１．１５
楚翔凯，申萍，李昌昊等．２０２３．内蒙古乌努格吐山斑岩铜钼矿床成矿流体演化———基于短波红外光谱、云母成分和石英流体 包裹体研究．岩石学报，３９（１１）：３４６１－３４７８，ｄｏｉ：１０．１８６５４／１０００－０５６９／２０２３．１１．１５
本文受中国科学院国际合作局国际伙伴计划（１３２Ａ１１ＫＹＳＢ２０１９００７０）、国家自然科学基金重大研究计划重点支持项目（９１９６２２１３）、上 海合作组织国际科技合作计划项目（２０２０Ｅ０１０４３）、国家重点研发计划政府间国际科技创新合作专项（２０２１ＹＦＥ０１９０６００）和国家自然科 学青年基金项目（４２００２０９２）联合资助． 第一作者简介：楚翔凯，男，１９９８年生，博士生，矿床学专业，Ｅｍａｉｌ：ｃｈｕｘｉａｎｇｋａｉ２０＠ｍａｉｌｓ．ｕｃａｓ．ａｃ．ｃｎ
内蒙古乌努格吐山斑岩铜钼矿床成矿流体演化
———基于短波红外光谱、云母成分和石英流体包裹体研究
楚翔凯１，２ 申萍１，２ 李昌昊１，２ 林强３ ＣＨＵＸｉａｎｇＫａｉ１，２，ＳＨＥＮＰｉｎｇ１，２ ，ＬＩＣｈａｎｇＨａｏ１，２ａｎｄＬＩＮＱｉａｎｇ３
１中国科学院地质与地球物理研究所，矿产资源研究院重点实验室，北京 １０００２９ ２中国科学院大学，北京 １０００４９ ３中国黄金集团内蒙古矿业有限公司，满洲里 ０２１４００ １ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＭｉｎｅｒａｌＲｅｓｏｕｒｃｅｓ，ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｅｏｌｏｇｙａｎｄＧｅｏｐｈｙｓｉｃｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００２９，Ｃｈｉｎａ ２ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００４９，Ｃｈｉｎａ ３ＣｈｉｎａＧｏｌｄＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａＭｉｎｉｎｇＣｏ，Ｌｔｄ，Ｍａｎｚｈｏｕｌｉ０２１４００，Ｃｈｉｎａ ２０２３０７０１收稿，２０２３０９１９改回
电子探针（ＥＰＭＡ）、激光剥蚀电感耦合等离子体质谱（ＬＡＩＣＰＭＳ）以及短波红外光谱（ＳＷＩＲ）分析手段，详细揭示不同阶段、 不同产状白云母的成分差异，探讨了其对矿床热液演化以及成矿机制的指示意义。结果显示，乌山斑岩矿床的白云母由白云 母端员及少量钠云母、绿鳞石、伊利石端员组成。与辉钼矿有关的云母更富集 Ａｌ、Ｋ、Ｓｒ、Ｂａ，且 ＡｌＯＨ特征波长在 ２１９７～ ２２０３ｎｍ之间。与黄铜矿有关的云母具有更高的 Ｓｉ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｗ 等元素含量，ＡｌＯＨ特 征 波 长 在 ２２００～ ２２０６ｎｍ之间。氧化环境下形成的云母更富集 Ｓｃ、Ｖ、Ｗ。乌山斑岩矿床的白云母在 ２２００ｎｍ处吸收峰位置的波长偏移与距离 成矿中心的远近及矿化类型有关，特征波长 ＜２２０３ｎｍ则指示钼矿化，并且靠近成矿中心，因此可以利用 ＳＷＩＲ特征圈定热液 活动区域，确定矿化类型，指导找矿勘查工作。石英流体包裹体测温证据、白云母成分等信息，暗示铜沉淀阶段存在其他流体 补充注入。综上所述，白云母作为常见的蚀变、热液矿物，对研究成矿流体演化及矿床勘查评价具有重要的科学意义。 关键词 乌努格吐山；斑岩铜钼矿床；云母成分；流体演化；矿化过程 中图法分类号 Ｐ５７８９５９；Ｐ６１８４１；Ｐ６１８６５
斑 岩 矿 床 是 铜、钼、金 的 重 要 来 源 （Ｒｉｃｈａｒｄｓ，２００３； Ｓｉｌｌｉｔｏｅ，２０１０），也是一些关键元素（如 Ｒｅ等）的来源（Ｙａｎｇ ｅｔａｌ，２０２０）。乌努 格 吐 山 （以 下 简 称 “乌 山 ”）斑 岩 铜 钼 矿 床是我国最大的斑岩铜矿床之一（Ｃｈｅｎｅｔａｌ，２０１７），Ｃｕ、Ｍｏ 矿石储量 为 ８４９７Ｍｔ（铜、钼 的 平 均 品 位 分 别 为 ０４６％ 和 ００５３％；中国黄金集团，２００６① ；李诺等，２００７ａ；Ｃｈｅｎｅｔａｌ， ２０１１），伴生 Ａｇ、Ｒｅ等元素。近年来，学者们对乌山斑岩铜钼 矿床开展了 矿 物 学、岩 石 地 球 化 学、地 质 年 代 学 （李 诺 等， ２００７ｂ；Ｃｈｅｎｅｔａｌ，２０１１；Ｗａｎｇｅｔａｌ，２０１５；Ｍｉｅｔａｌ， ２０１８）、成矿流体（李诺等，２００７ａ；Ｌｉｅｔａｌ，２０１２；谭钢等， ２０１３）矿床成因机制（Ｚｈａｎｇｅｔａｌ，２０１６；Ｑｕｅｔａｌ，２０２１）等 方面的研究。乌 山 矿 床 发 育 强 烈 的 石 英绢 云 母 化 蚀 变，早 期的钾化蚀变被石英绢云母化蚀变叠加，大多数铜、钼矿物 沉淀于绢云母化蚀变有关的蚀变带（约 ９０％的 Ｍｏ与 ６０％的 Ｃｕ资源位于石英绢云母化蚀变叠加钾硅化蚀变的过渡化蚀 变带，约 ４０％的 Ｃｕ资源位于石英绢云母化蚀变带；中国黄 金集团，２０１８② ），因为 矿 床 热 液 活 动 复 杂，蚀 变 叠 加 现 象 普 遍，热液脉中发育大量次生流体包裹体，使成矿期原生包裹 体难以识 别，仅 通 过 流 体 包 裹 体 研 究 难 以 重 建 热 液 演 化 过程。
通讯作者：申萍，女，１９６４年生，研究员，博士生导师，从事矿床学研究，Ｅｍａｉｌ：ｐｓｈｅｎ＠ｍａｉｌ．ｉｇｇｃａｓ．ａｃ．ｃｎ
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３４６２ ＡｃｔａＰｅｔｒｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ 岩石学报 ２０２３，３９（１１）
ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｙｓｘｂ．ａｃ．ｃｎ
ＣｈｕＸＫ，ＳｈｅｎＰ，ＬｉＣＨ ａｎｄＬｉｎＱ２０２３ＯｒｅｆｏｒｍｉｎｇｆｌｕｉｄｅｖｏｌｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅＷｕｎｕｇｅｔｕｓｈａｎｐｏｒｐｈｙｒｙＣｕＭｏｄｅｐｏｓｉｔ， ＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａ：Ｅｖｉｄｅｎｃｅｆｒｏｍ ｔｈｅｓｈｏｒｔｗａｖｅｉｎｆｒａｒｅｄｓｐｅｃｔｒｕｍ，ｍｉｃａｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｆｌｕｉｄｉｎｃｌｕｓｉｏｎｏｆｑｕａｒｔｚ．Ａｃｔａ ＰｅｔｒｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ，３９（１１）：３４６１－３４７８，ｄｏｉ：１０．１８６５４／１００００５６９／２０２３．１１．１５
Ａｂｓｔｒａｃｔ ＴｈｅＷｕｎｕｇｅｔｕｓｈａｎｐｏｒｐｈｙｒｙＣｕＭｏｄｅｐｏｓｉｔｉｎＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｌａｒｇｅｓｔｐｏｒｐｈｙｒｙｄｅｐｏｓｉｔｓｉｎＮｏｒｔｈｅａｓｔＣｈｉｎａ ＴｈｉｓｄｅｐｏｓｉｔｉｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄｂｙｓｔｒｏｎｇｓｅｒｉｃｉｔｅａｌｔｅｒａｔｉｏｎｗｈｉｃｈｏｖｅｒｐｒｉｎｔｅｄｔｈｅｅａｒｌｙｐｏｔａｓｓｉｃａｌｔｅｒａｔｉｏｎＩｔｏｂｆｕｓｃａｔｅｄｔｈｅｚｏｎｉｎｇ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆａｌｔｅｒａｔｉｏｎａｎｄｉｔｓｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｉｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎＩｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅｃｏｍｐｌｅｘｆｌｕｉｄａｃｔｉｖｉｔｙｍａｋｅｓｉｔｄｉｆｆｉｃｕｌｔｔｏ ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｔｈｅｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌｅｖｏｌｕｔｉｏｎＯｕｒｓｔｕｄｙｔａｋｅｓｍｉｃａａｓｔｈｅｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔｍｉｎｅｒａｌｔｏｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｔｈｅｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌｅｖｏｌｕｔｉｏｎＩｎｏｒｄｅｒ ｔｏｒｅｖｅａｌｔｈｅｍｉｃａｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｆｏｒｔｈｅｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｎｄｍｉｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆｔｈｅｄｅｐｏｓｉｔ，ｅｌｅｃｔｒｏｎｐｒｏｂｅ（ＥＰＭＡ）， ｌａｓｅｒａｂｌａｔｉｏｎｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙｃｏｕｐｌｅｄｐｌａｓｍａｍａｓｓｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ（ＬＡＩＣＰＭＳ）ａｎｄｓｈｏｒｔｗａｖｅｉｎｆｒａｒｅｄｓｐｅｃｔｒｕｍ （ＳＷＩＲ）ｗｅｒｅｕｓｅｄｔｏ ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｓｅｖｅｒａｌｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｉｃａｓｗｈｉｃｈｄｅｖｅｌｏｐｅｄａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｔａｇｅｓｏｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｉｎｅｒａｌａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎｍｉｃａＴｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｍｉｃａｏｆＷｕｎｕｇｅｔｕｓｈａｎｐｏｒｐｈｙｒｙｄｅｐｏｓｉｔｐｒｉｍａｒｉｌｙｉｓｐｈｅｎｇｉｔｅＴｈｅｍｉｃａａｓｓｏｃｉａｔｅｄｗｉｔｈｍｏｌｙｂｄｅｎｉｔｅｈａｄｈｉｇｈＡｌ， Ｋ，ＳｒａｎｄＢａｃｏｎｔｅｎｔ，ａｎｄｔｈｅＡｌＯＨｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｒａｎｇｅｄｆｒｏｍ２１９７ｎｍｔｏ２２０３ｎｍＭｉｃａａｓｓｏｃｉａｔｅｄｗｉｔｈｃｈａｌｃｏｐｙｒｉｔｅｈａｄｈｉｇｈＳｉ，Ｔｉ， Ｆｅ，Ｍｎ，Ｍｇ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｓｎ，ａｎｄＷ，ａｎｄｔｈｅＡｌＯＨ ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｒａｎｇｅｄｆｒｏｍ２２００ｎｍ ｔｏ２２０６ｎｍＭｏｒｅｏｖｅｒ，ｉｎｏｘｉｄｉｚｅｄｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ｍｉｃａｈａｄｈｉｇｈＳｃ，ＶａｎｄＷ ｃｏｎｔｅｎｔｓＴｈｅＡｌＯＨｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｏｆｍｉｃａｉｎＷｕｎｕｇｅｔｕｓｈａｎｐｏｒｐｈｙｒｙｄｅｐｏｓｉｔｉｓｒｅｌａｔｅｄｔｏｔｈｅ ｄｉｓｔａｎｃｅｆｒｏｍ ｔｈｅｍｉｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎｃｅｎｔｅｒ，ｗｈｉｌｅｔｈｅｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ＜２２０３ｎｍ ｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈｅｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ ｍｉｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄｃｌｏｓｅｒｔｈｅ ｍｉｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎｃｅｎｔｅｒＨｅｎｃｅ，ＳＷＩＲｃａｎｂｅｕｓｅｄｔｏｐｒｏｓｐｅｃｔｔｈｅｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌａｃｔｉｖｉｔｙｃｅｎｔｅｒ，ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅｍｉｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎｔｙｐｅａｎｄ ｔｈｅｐｒｏｓｐｅｃｔａｒｅａＴｈｅｅｖｉｄｅｎｃｅｏｆｆｌｕｉｄｉｎｃｌｕｓｉｏｎｓｆｒｏｍ ｑｕａｒｔｚ，ａｎｄｍｉｃａｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓｕｇｇｅｓｔｔｈａｔｅｘｏｔｉｃｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌｆｌｕｉｄｉｎｊｅｃｔｅｄ ｂｅｆｏｒｅｃｏｐｐｅｒｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｓｔａｇｅＴｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｍｉｃａ，ａｓａｃｏｍｍｏｎａｌｔｅｒａｔｉｏｎａｎｄｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌｍｉｎｅｒａｌ，ｉｓｏｆｇｒｅａｔｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ ｔｏｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌｆｌｕｉｄｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｎｄｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ Ｋｅｙｗｏｒｄｓ Ｗｕｎｕｇｅｔｕｓｈａｎ；Ｐｏｒｐｈｙｒｙｃｏｐｐｅｒｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ ｄｅｐｏｓｉｔ；Ｍｉｃａ；Ｆｌｕｉｄｅｖｏｌｕｔｉｏｎ；Ｍｉｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ
摘 要 内蒙古乌努格吐山斑岩铜钼矿床是中国东北地区最大的斑岩矿床之一，发育显著的石英绢云母化蚀变，对早期的 钾硅化蚀变有强烈的叠加改造，模糊了各蚀变的分带特征和不同矿化之间的关系，复杂的流体改造阻碍了精细热液演化过程 的重建。本文以白云母为研究对象，在细致的显微镜、扫描电镜分析确定云母的形态特征以及矿物共生组合等基础上，利用
斑岩矿床的 流 体 演 化 是 矿 床 学 的 热 点 问 题 （Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ， ２００１；Ｒｉｃｈａｒｄｓ，２０１１；Ｈｏｕｅｔａｌ，２０１５；Ｍｅｒｎａｇｈｅｔａｌ， ２０２０；Ｊｅｎｓｅｎｅｔａｌ，２０２２），近 年 来 随 着 研 究 手 段 的 不 断 进 步，斑岩 成 矿 系 统 的 热 液 流 体 的 演 化 过 程 越 来 越 精 细 化 （Ｌａｎｄｔｗｉｎｇｅｔａｌ，２０１０；Ｊｅｎｓｅｎｅｔａｌ，２０２２；Ｚｈａｏｅｔａｌ， ２０２１；Ｃｅｒｎｕｓｃｈｉｅｔａｌ，２０２３），成 矿 热 液 演 化 的 研 究 对 象 以 及方法越 来 越 多 样，如：熔 体 和 流 体 包 裹 体 分 析 （Ｃｈａｎｇｅｔ ａｌ，２０１８；Ｗａｎｇｅｔａｌ，２０１８；ＺｈａｎｇａｎｄＡｕｄéｔａｔ，２０１８； ＲｏｔｔｉｅｒａｎｄＡｕｄéｔａｔ，２０１９；Ｓｕｎｅｔａｌ，２０２１），硫化物成分分 析（Ｙａｎｇｅｔａｌ，２０２２；Ａｄｅｇｏｋｅｅｔａｌ，２０２２；Ｃｈａｕｄｈａｒｉｅｔ ａｌ，２０２２；Ｃｈｕｅｔａｌ，２０２２），以及针对成矿流体过程的同位 素分析（ＬａｍｂｅｒｔＳｍｉｔｈｅｔａｌ，２０２０；Ｙａｎｅｔａｌ，２０２０；Ｒｏｔｔｉｅｒ ｅｔａｌ，２０２１；Ｌｉｅｔａｌ，２０２２）。但对于矿山的生产与找矿需 求，则更需要高效便捷的技术手段方法，于是热液、蚀变矿物 被开发利用（Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎｅｔａｌ，２０１５，２０２０；Ｘｉａｏｅｔａｌ，２０２０； Ｗａｎｇｅｔａｌ，２０２１）。云母作为斑岩矿床中常见的热液矿物，