东秦岭造山带黄龙铺钼矿田成因及其成矿动力学背景

东秦岭造山带Mo矿带是全球最大的Mo矿带，其形成时代为印支期和燕山期。目前的研究主要围绕燕山期Mo矿床，而印支期成矿作用的研究相对薄弱。黄龙铺Mo矿田是东秦岭大型Mo矿床之一，包括碳酸岩脉型和斑岩型两种类型矿床，成矿时代跨越印支期和燕山期，是整个东秦岭Mo矿带的缩影，而且碳酸岩脉型Mo矿床也是世界上最为独特的矿床，因此该矿田是研究造山带碳酸岩成矿理论及窥探东秦岭Mo矿带成矿动力学背景理想的'天然实验室'。本项目拟对比研究黄龙铺矿田内四处碳酸岩脉型和斑岩型矿床（点）的岩石学、矿物学、矿床学和地球化学特征和成岩成矿的时间，探讨Mo在不同起源和性质的流体中迁移、富集和沉淀过程，建立碳酸岩脉型Mo矿床的成矿机制；查明不同类型和时代含矿岩浆的源区性质、组成和演化与成矿作用，揭示矿田印支期到燕山期深部物质演化与两种类型矿床成矿作用的联系，为完善东秦岭Mo矿带成矿机理提供新的科学依据。

黄龙铺Mo矿田是东秦岭大型Mo矿床之一，包括碳酸岩脉型和斑岩型两种类型矿床，成矿时代跨越印支期和燕山期，是整个东秦岭Mo矿带的缩影，而且碳酸岩脉型Mo矿床也是世界上最为独特的矿床，因此该矿田是研究造山带碳酸岩成矿理论及窥探东秦岭Mo矿带成矿动力学背景理想的‘天然实验室’。本项目研究发现，辉钼矿是黄龙铺碳酸岩内初始矿物，与方铅矿和少量稀土矿物密切共生；在垣头、大石沟和石家湾矿区，碳酸岩内的稀土矿物含量明显不同，垣头矿区稀土矿物明显偏多，达到开采规模，其辉钼矿Re-Os年龄为225 Ma，与主矿区大石沟辉钼矿年龄一致；辉钼矿和共生的方铅含有高的Re组成，其Re/(Mo,Pb)比值与初始地幔相似；不同矿区内碳酸岩均显示地幔特征的C-O同位素组成；其方解石显示异常高的HREE含量和平坦的稀土配分模式，明显区别于岩体内富集LREE的氟碳铈矿和独居石；方解石和共生的石英内含有气液两相、三相和方铅矿、辉钼矿子晶的流体包裹体，上述特征均表明碳酸岩岩浆具有携带钼的能力，黄龙铺碳酸岩型钼成矿来源于异常的地幔源区；与矿区内斑岩型钼矿对比，碳酸岩内辉钼矿具有非常高的Re含量，其长石不具有Eu异常，而斑岩型矿床内长石具有明显的Eu正异常；对比秦岭南部的庙垭碳酸岩，后者主要呈岩株状产出，富含稀土矿物，而原生方解石显示异常低的LREE含量，尽管它们的稀土组成特征与小秦岭黄龙铺碳酸岩相似（平坦的配分模式），但其REE含量远低于黄龙铺方解石，镜下观察表明庙垭碳酸岩早期结晶富LREE的独居石和磷灰石，其次为方解石，晚阶段为富LREE氟碳铈矿，富稀土矿物的结晶导致随后结晶的方解石具有低的稀土组成，而REE在方解石/碳酸岩浆之间是不相容的，大量方解石的堆积结晶作用，使晚期碳酸质流体重新富集稀土，形成晚阶段的氟碳铈矿，这对解释黄龙铺碳酸岩型钼成矿过程也有指导意义，黄龙铺碳酸岩内辉钼矿与稀土矿物密切共生，钼在方解石/碳酸岩浆之间也是不相容，方解石的堆积结晶过程使钼更富集成矿；构造方面，黄龙铺碳酸岩Sr、Nd同位素接近或低于EM1地幔端元同位素组成，其Pb同位素组成完全落在南秦岭基底，明显不同于小秦岭基底，这说明南秦岭基底在晚三叠纪已俯冲到小秦岭，使小秦岭基底加厚、拆沉进入地幔源区。地壳物质的参与，区别于裂谷环境的碳酸岩，这也是小秦岭碳酸岩形成罕见的钼矿床的主要因素。