内蒙古兴和县曹四夭特大型钼矿床辉钼矿铼+锇同位素年龄及…

） ） ） ， ４ ） ） 聂凤军１ ， 李香资２ ， 李超３ ， 赵宇安１ ， 刘翼飞１
１ ） 中国地质科学院矿产资源研究所， 北京， １ ０ ０ ０ ３ ７ ； ２ ） 河南省地质矿产勘查开发局第二地质勘查院， 河南许昌， ４ ６ １ ０ ０ ０ ； ３ ） 国家地质实验测试中心， 北京， １ ０ ０ ０ ３ ７ ； ４ ） 石家庄经济学院，Байду номын сангаас石家庄， ０ ５ ０ ０ ３ １
注： 本文为国家重点自然科学基金项目（ 编号 ４ １ ０ ３ ０ ４ ２ １ ） 和地质调查项目（ 编号 １ ２ １ ２ ０ １ ０ ９ １ １ ０ ２ ９ ） 的成果。 收稿日期： ２ ０ １ ２ ０ ５ ２ １ ； 改回日期： ２ ０ １ ２ ０ ８ ０ ９； 责任编辑： 章雨旭。 １ ９ ５ ６年生。研究员， 博士生导师。主要从事金属矿床地球化学研究。通讯地址： 北京西城百万庄大街 ２ ６号； 电话： 作者简介： 聂凤军， 男， ０ １ ０－ ６ ８ ９ ９ ９ ０ ３ ３ ； Ｅ ｍ ａ ｉ ｌ ： ｎ ｆ ｊ ｊ ＠ｍ ｘ ． ｃ ｅ ｉ ． ｇ ｏ ｖ ． ｃ ｎ 。
内容提要： 内蒙古兴和县曹四夭矿床是迄今为止在我国北方找到的最大规模钼矿床， 钼的资源量超过 ２ ０ ０万吨。 考虑到大规模地质勘查工作仍在进行中， 金属资源量和储量仍有较大提升空间。为了进一步查明曹四夭矿床的形 成时间， 对主要钼矿体 ４件辉钼矿样品进行了 Ｒ ｅ Ｏ ｓ 同位素分析， 所获同位素年龄值分别为 １ ３ １ ９± ２ ３ Ｍ ａ 、 １ ３ １ ２± ２ ３ Ｍ ａ 、 １ ２ ９ ７± ２ ０ Ｍ ａ 和１ ２ ８ ６± ２ ４ Ｍ ａ ， 平均值为 １ ３ ０ ４± ２ ４ Ｍ ａ ， 与花岗斑岩体锆石 Ｕ Ｐ ｂ年龄（ １ ３ ４～ １ ３ １Ｍ ａ ） 相 近。根据岩（ 矿） 体同位素年龄数据， 并且结合辉钼矿呈浸染状和团块状分布于花岗斑岩株中， 并且与部分硫化物呈 共生结构关系的地质事实， 可以推测曹四夭矿区含矿花岗斑岩株及有关钼矿床的形成时间均为早白垩世， 属燕山期 构造—岩浆活动的产物。曹四夭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。 关键词： Ｒ ｅ Ｏ ｓ 同位素年龄； 辉钼矿； 成矿时代； 斑岩型钼矿床； 曹四夭； 内蒙古中部
第 １期
聂凤军等： 内蒙古兴和县曹四夭特大型钼矿床辉钼矿铼 锇同位素年龄及地质意义
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四夭矿床位于商都—兴和—蔚县北西向区域性深大 断裂与其次一级断裂的交汇部位， 并且与伸展断裂 构造有关（ 李香资等， ２ ０ １ ２ ； 聂凤军等， ２ ０ １ ２ ） 。曹四 夭矿区范围内出露的地层为太古宇集宁群片麻岩、 混合岩和变粒岩以及斜长角闪岩， 局部地段见有大 理岩， 其上为中—上侏罗统砂砾岩、 粉砂岩和泥灰岩 以及第四系沉积物（ 图２ ） 。前寒武纪英云闪长岩、 钾长花岗岩、 苏长岩和黑云母花岗岩以及古生代钾 长花岗岩和辉长岩分布广泛， 占全部岩（ 体） 层出露 面积的 ４ ０ ％（ 李香资等， ２ ０ １ ２ ； 聂凤军等， ２ ０ １ ２ ； 内蒙 古地质矿产局， １ ９ ９ １ ） 。中生代侵入岩主要有似斑 状花岗岩、 正长花岗（ 斑） 岩、 石英斑岩和花岗斑岩， 它们大多呈岩株状、 脉状和岩墙（ 或群） 侵入到太古 宙变质岩中， 并且构成钼矿床的容矿围岩 （ 图２ ） 。 李香资等（ ２ ０ １ ２ ） 对花岗斑岩中的锆石样品进行了 Ｌ Ａ Ｉ Ｃ Ｐ Ｍ Ｓ 同位素年龄测定， 获值为 １ ３ ４～１ ３ １ Ｍ ａ ， 属早白垩世。除了在太古宙变质岩地层中见有不同 期次单斜平面褶曲和宽缓背向形外， 钼矿区范围内 北西向、 北东向、 北北东向、 近东西向和近南北向断 裂（ 层） 分布广泛， 其中以前二者最为发育， 并且是 重要的导 矿 和 容 矿 构 造 （ 李 香 资 等， ２ ０ １ ２ ； 聂凤军 等， ２ ０ １ ２ ； 内蒙古地质矿产局， １ ９ ９ １ ） 。两组或多组不 同方向断裂的交汇处常常是是含矿侵入岩体及厚大 钼矿体产出的有利部位。从区域矿床（ 点） 分布特 征看， 凉城断隆内除了产出有钼矿床（ 点） 外， 还分 布有一系列金、 钨和铅—锌—银矿床 （ 点） ， 其中代 表性矿床（ 点） 有李清地铅—锌—银矿床、 驼盘金矿 床， 太阳坡金矿床和三家夭钼矿点 （ 于 玺 卿 等， ２ ０ ０ ８ ； 陈旺等， ２ ０ ０ ６ ； 内蒙古地质矿产局， １ ９ ９ １ ） 。随 着曹四夭钼矿床的发现， 凉城断隆区的找矿勘查工 作将进入一个新阶段， 中国北方又一处大型钼矿产 业基地已初露端倪。
认为该区位于燕辽三叉裂谷西北端（ 图１ ａ ） 。凉城 断隆北侧是临河—包头—呼和浩特—集宁近东西向 深大断裂， 南侧为岱海—黄旗海北东向展布的断陷
盆地， 西部是呼和浩特—河曲北北东向断裂， 东侧为 商都—兴和—蔚县北西向断裂（ 图１ ｂ ） （ 聂凤军等， ２ ０ １ ２ ； 内蒙古地质矿产局， １ ９ ９ １ ） 。需要提及的是， 曹
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地 质 论 评
２ ０ １ ３年
图 １内蒙古中部大苏计和曹四夭钼矿床区域地质略图（ 根据阎国翰等， ２ ０ ０ ７ ； 孙荣圭等， １ ９ ８ ６资料改编） Ｆ ｉ ｇ ． １Ｓ ｉ ｍ ｐ ｌ ｉ ｆ ｉ ｅ ｄｒ ｅ ｇ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｇ ｅ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ ｍ ａ ｐｓ ｈ ｏ ｗ ｉ ｎ ｇｌ ｏ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅＤ ａ ｓ ｕ ｊ ｉ ａ ｎ ｄＣ ａ ｏ ｓ ｉ ｙ ａ ｏＭ ｏｄ ｅ ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｓ ｉ ｎＩ ｎ ｎ ｅ ｒ Ｍ ｏ ｎ ｇ ｏ ｌ ｉ ａ（ ｍ ｏ ｄ ｉ ｆ ｉ ｅ ｄａ ｆ ｔ ｅ ｒ Ｙ ａ ｎＧ ｕ ｏ ｈ ａ ｎｅ ｔ ａ ｌ ． ， ２ ０ ０ ７ａ ｎ ｄＳ ｕ ｎＲ ｏ ｎ ｇ ｇ ｕ ｉ ｅ ｔ ａ ｌ ． ， １ ９ ８ ６ ）
１ 成矿环境
曹四夭特大型钼矿床地处华北克拉通北部内蒙 古台隆（ 地轴） 西段凉城断隆东侧， 位于凉城—兴和 钼、 铅—锌—银 和 金 成 矿 带 的 东 端 （ 聂 凤 军 等， ２ ０ １ ２ ； 沈存利等， ２ ０ １ ０ ； 阎国翰等， ２ ０ ０ ７ ； 内蒙古地质 矿产局， １ ９ ９ １ ；孙荣圭等， １ ９ ８ ６ ） 。阎国翰等（ ２ ０ ０ ７ ）
∶５万矿产地质 地质勘查基金项目— — —兴和地区 １ 调查过程中， 发现和圈定出多处水系沉积物元素异 常。通过对部分元素异常的查证和揭露发现有多条 钼矿（ 化） 体， 进而揭开了笼罩在这一特大型钼矿床 上的神秘“ 面纱” ， 并且将本区找矿勘查工作推向一 个新阶段。 在前人工作基础上， 笔者对曹四夭钼矿床开展 了较系统的野外地质调查、 岩（ 矿） 相学和同位素年 代学研究， 对其产出环境、 地质特征和形成时代进行 了探讨， 旨在为建立该矿床综合性成矿模式奠定基 础， 为指导内蒙古中部隐伏钼矿床的找矿勘查提供 科学依据。
达百余米。与我国北方地区其它地区钼矿床相似， 曹四夭钼矿床各主要钼矿体的顶部同样存在有厚度 ５ ０ ｍ ） ， 其下部 不等的次生氧化矿化带（ 厚度小于 １ 为厚大的原生硫化型矿体（ 李香资等， ２ ０ １ ２ ； 聂凤军 等， ２ ０ １ ２ ） 。钼矿体的顶、 底板可以是中生代多斑或 少斑花岗斑岩， 也可以是太古宙片麻岩、 变粒岩和石 英岩。具有经济价值的矿体与围岩没有明显界线， 呈渐变过渡关系。近矿体围岩蚀变有硅化、 绢云母 化、 钾长石化、 黑云母化和绿泥石化以及萤石化、 次 闪石化和碳酸盐化， 其中硅化、 绢云母化和钾长石化 与钼矿化具有密切时空关系。根据钼矿石的自然属 性， 可将其划分为次生氧化型和原生硫化型。氧化 型矿石主要由钼华、 钼钙矿、 褐铁矿、 硬锰矿、 软锰矿 和高岭石以及其它粘土类矿物组成， 钼含量变化于 ０ ０ ３ ％ ～０ ０ ６ ９ ％， 平均 ０ ０ ４ ６ ％（ 李香资等， ２ ０ １ ２ ； 聂凤军等， ２ ０ １ ２ ） 。硫化型钼矿石金属矿物有黄铁 矿、 辉钼矿、 黑钨矿、 磁铁矿、 闪锌矿和方铅矿； 脉石 矿物有石英、 斜长石、 钾长石、 绢云母、 黑云母、 绿泥 石、 萤石、 次闪石和方解石， 钼含量变化于 ０ ０ ３ ％～ ０ ５ ６ ％， 平均 ０ ０ ８ ％ （ 李 香 资 等， ２ ０ １ ２ ； 聂 凤 军 等， ２ ０ １ ２ ） 。辉钼矿大体可以划分为两大类， 即早阶段 细微粒和晚阶段粗粒辉钼矿， 其分布特征简述如下： 呈细粒或微细粒状均匀散布在少 ① 细微粒辉钼矿： 斑或多斑花岗斑岩及变质岩内， 并且为粒度较大的 鳞片状集合体或团块状所包裹， 粒度大小一般小于 ０ ５ ｍ ｍ× ０ ５ ｍ ｍ ， 最大者可达到 ０ ５ ｍ ｍ× １ ｍ ｍ ；② 粗粒辉钼矿： 呈鳞片状集合体或团块状不均匀散布 在少斑或多斑花岗斑岩及变质岩内， 其单一叶片集 合体的大小一般为 ０ ５ ｍ ｍ× １ ｍ ｍ至 ３ ｍ ｍ× ５ ｍ ｍ ， 最 大者可达到 ８ ｍ ｍ× １ ０ ｍ ｍ 。辉钼矿的产生方式有 ３ 种： ① 呈稠密浸染状或稀疏浸染状在花岗斑岩及变 质岩内产出；② 呈单一叶片或叶片集合体在石英 脉中沿绢云母或石英粒间空隙或微裂隙展布； ③呈 稀疏浸染状， 薄膜状或星点状在石英脉内产出。另 外， 需要提及的是， 沿少斑或多斑花岗岩株与变质岩 ＷＯ 含 地层接触带可见有含黑钨矿石英脉和网脉， ３ 量可达 ０ ５ ６ ％（ 李香资等， ２ ０ １ ２ ； 聂凤军等， ２ ０ １ ２ ） 。
曹四夭矿床位于内蒙古兴和县境内， 西北距兴 和县人民政府所在地— — —城关镇 ４ ｋ ｍ ， 西距呼和浩 特市 １ ９ ０ ｋ ｍ ， 中心地理坐标为东经 １ １ ３ ° ５ ２ ′ ３ ７ ″ ， 北纬 ４ ０ ° ４ ９ ′ ３ ０ ″ （ 图１ ） 。该矿床是河南省地勘局第二地质 勘查院（ 以下简称第二地质勘查院） 在内蒙古中部 找到的一处特大型钼矿床。迄今为止， 初步确定的 钼资源量大于 ２ ０ ０万吨， 平均品位大于 ０ ０ ３ ％、 （ 李 香资等， ２ ０ １ ２ ； 聂凤军等， ２ ０ １ ２ ） 。大规模地质勘探工 作仍在进行中， 资源量和储量仍将会大幅度增加。 曹四夭及邻区的区域地质调查和找矿勘查工作始于 ２ ０世纪 ５ ０年代。自 ２ ０世纪 ５ ０年代末期开始， 中 央和地方政府所属地勘队伍曾先后在该地区开展过 １ ∶１ ０ ０万、 １ ∶５ ０万和 １ ∶２ ０万区域地质调查及 １ ∶５ ０万和 １ ∶２ ０万水系沉积物地球化学测量， 还完 成了 １ ∶２ ０万和 １ ∶５万航空物探测量。另外， 重要 ∶５万矿产地质调查也获重要进 地段和关键地区 １ 展， 圈定出一大批物化探异常， 发现有若干金属矿床 （ 点） （ 聂凤军等， ２ ０ １ ２ ； 内蒙古地质矿产局， １ ９ ９ １ ） 。 ２ ０ １ ０年至今， 第二地质勘查院在承担内蒙古自治区