海南岛白垩纪中期斑岩钼矿床岩浆源区和流体演化研究

On the basis of geological observations and classification of mineral paragenesis, we provide a comprehensive study of petrology, mineralogy, geochronology, fluid inclusions, and stable isotopes of two Cu-poor porphyry Mo deposits (Luokuidong and Wenqie) related to the mid-Cretaceous granitoids on the southern Hainan Island. This study is conducted in the two deposits to investigate their geological and geochemical characteristic, to characterize metal sources, fluid compositions, and fluid origin and evolution, and to ascertain a temporal and spatial relation between granite generation and Mo mineralization and constrain the timing of hydrothermal mineralizing events. On this basis, mineralized granites are investigated with respect to their mineral chemistry, elemental geochemistry, and Nd-Sr-Pb-Hf isotopes. The characteristics of their magma sources, melt-mantle interaction, melt evolution, and fractional crystallization are used to clarify the geodynamic setting of mineralization emplacement. Combined with the comparison of hydrothermal ore-forming systems at Luokuidong, Wenqie, and other districts worldwide, this provides an opportunity to assess major ore-controlling factors of mid-Cretaceous porphyry Mo deposits on Hainan Island. Our study warrants a new look at the formation of and controls on Cretaceous large-scale mineralization and has important implications for the Mo resource assessment and exploration in the coastal area of southeast China.

本项目拟对海南岛白垩纪中期（100 Ma±）形成的罗葵洞和文且两个单金属钼矿床进行解剖，通过系统的野外地质调查和室内岩石学、矿物学、流体包裹体、稳定/稀有气体同位素地球化学和成岩成矿年代学研究，阐明钼矿床地质地球化学特征，构建精细的成岩成矿时空格架，研究成矿流体系统的性质和来源演化；通过元素和Nd-Sr-Pb同位素地球化学以及锆石Hf同位素示踪研究，分析含矿斑岩及有关岩浆岩的源区成分特征及壳幔作用方式。探讨海南岛白垩纪中期单钼型矿床形成的控制因素、动力学背景（区域和深部的）和成矿机理，建立海南岛白垩纪中期钼成矿模型，深化对华南钼成矿规律和成矿背景的认识，为海南岛及类似背景的成矿预测和找矿勘查部署提供科学理论支撑。

本项目在对海南岛白垩纪中期（100 Ma±）形成的高通岭、罗葵洞/新村和文且斑岩型钼矿床及其周边地区岩浆岩开展系统的岩石学、矿物学、地质年代学、元素和同位素地球化学以及锆石O-Hf同位素示踪研究的基础上，阐明钼矿床地质地球化学特征，构建精细的成岩成矿时空格架，探讨了成矿流体系统的性质和来源演化及有关岩浆岩的源区成分特征和壳幔作用方式；深化了对海南岛白垩纪中期矿床形成的控制因素和动力学背景理解。通过研究，明确海南岛白垩纪中期钼矿具有多阶段或多次成矿作用的特点，虽然时间上可从约110 Ma延续到96 Ma，但大规模成矿作用只有一次，且发生在100±Ma。首次发现主要由热液而非火成方解石所组成的钼矿石。高通岭不同类型方解石均呈现出无明显Ce、Eu异常的轻稀土富集配分模式，但轻重稀土的分馏程度明显不同：含矿块状方解石(La/Yb)N = 1.7-4.2，含矿粒状方解石(La/Yb)N = 11.8-23.5，无矿块状方解石(La/Yb)N = 186，无矿细脉状方解石(La/Yb)N = 36.0，其沉淀是在开放系统条件下流体CO2脱气和冷却综合作用的结果，演化到晚期的热液所沉淀出的方解石中的Mg、Sr明显具有更低的含量。方解石的初始87Sr/86Sr(i)比值（0.70879~0.70944）和Nd同位素（εNd(i) = -3.8 ~ -6.1）相对比较均一，绝大部分数据与高通岭花岗岩类尤其花岗闪长岩的组成范围一致，而与镁铁质岩脉和包体的范围仅是部分重叠，表明其形成是地壳深部岩浆房富CO2流体出溶或脱气的结果。海南岛白垩纪中期（约110~94 Ma）花岗岩岩石类型主要花岗闪长岩和二长花岗岩，是一套（高钾）钙碱性、准铝质—弱过铝质的I型花岗岩类岩石，表现出与埃达克岩相似的地球化学特征。与无矿花岗岩相比较，高通岭地区含矿花岗岩（101-102 Ma）具有更低的SiO2，侵位时间也要相对更早些，锆石δ18O平均值为7.85±0.46‰，侵位于其中的辉石闪长岩（101.4Ma）的为7.45±0.78‰，均低于无矿花岗岩锆石的δ18O，高通岭钼矿床的形成可能与携带大量挥发份的基性深源岩浆对岩浆房的补充注入并导致岩浆房流体饱和有关。综合各类资料，认为海南白垩纪中期成岩成矿处于软流圈上涌、岩石圈伸展的的构造背景。