东天山造山带中钼矿床成矿机制——以新疆东戈壁钼矿为例

Porphyry molybdenum deposits are the most significant sources of world’s Mo resources. The eastern Tianshan orogenic belt, as the important part of the Central Asian Orogenic Belt, has a great ore-forming potential and prospecting potential for porphyry Mo mineralization. The newly discovered Donggebi giant Mo deposit shows the rare composite characteristics of quartz vein-porphyry type deposit in China. As a little research on this deposit, the geological characteristics and genetic mechanism of the Donggebi Mo deposit still remain unclear. Guided by the metallogenic system theory, we will conduct the detailed studies on the Donggebi Mo deposit. Compared with research on the Tuwu-Yandong Cu-Mo deposit and the Baishan Mo deposit, the ore-forming conditions, characteristics, and regularities of the Mo deposits in eastern Tianshan will be studied. Ages of different geological events associated with porphyry Mo mineralization will be tested based on modern isotopic dating methods to reconstruct ore-formation processes of porphyry Mo deposits. To view ore-forming process as part of the regional geodynamic evolution, we will illuminate the contribution of Paleozoic orogenic process and Indosinian tectonic-magmatism to regional porphyry Mo mineralization. Discussion on the evolution of ore-forming fluids and ore-formation processes is to reach a better understanding of Mo ore-forming mechanism and to establish a distinctive superimposed ore-forming model for porphyry Mo mineralization in this study area. This study is very important both to promote metallogenic theory of porphyry Mo deposits and to provide guidelines for regional porphyry Mo exploration in eastern Tianshan.

斑岩型钼矿是世界上金属钼的最重要来源。新疆东天山造山带作为中亚成矿带的重要组成部分展示出良好的钼成矿潜力与找矿前景。东戈壁钼矿是新探明的超大型矿床，于2010年完成勘探工作，具有国内不多见的石英脉-斑岩型矿床的复合特点，对其地质特征和成因机制研究较为薄弱。本项目拟以东戈壁钼矿为主要研究对象，结合对比土屋-延东铜钼矿田和白山钼矿，运用成矿系统理论，查明新疆东天山造山带中斑岩钼矿的形成条件、成矿特征及成矿规律；厘定与新疆东天山造山带中斑岩钼矿成矿作用有关地质事件的年龄框架，重现斑岩钼矿成矿作用的历史进程；将成矿作用置于区域地球动力演化的背景下，揭示东天山古生代造山作用以及印支期构造-岩浆活动对斑岩钼矿成矿作用的制约；探讨成矿流体的演化及成矿过程，深刻理解斑岩钼矿床的形成机理和赋存规律，建立具研究区特色的斑岩钼矿成矿模式。本项目对于丰富斑岩钼矿成矿理论，指导研究区斑岩钼矿找矿工作都具有重要意义。

斑岩钼矿床作为世界上最重要的钼矿类型，主要形成于伸展的构造环境或伸展-挤压构造应力的转换环境，与斑岩型铜矿相比在成矿构造背景及成矿机制等方面具特殊性。作为全球重要的斑岩型钼矿成矿带之一，我国天山东段产有新疆东戈壁超大型斑岩型钼矿，具有国内不多见的石英脉-斑岩型矿床的复合特点，但目前对其地质特征和成因机制的研究较为薄弱。为此，本项目以东戈壁钼矿为研究重点，兼顾区内其他斑岩型钼或铜矿床（如白山钼矿和土屋-延东-福兴铜矿），进行了野外考察和样品采集工作，开展了系统的岩石-岩相-矿相学、成岩成矿年代学、地球化学同位素以及流体包裹体等方面的研究。主要取得以下认识：1）东天山东戈壁钼矿体赋存于隐伏斑状花岗岩及花岗斑岩岩体（231.7~233.8 Ma）外接触带的围岩地层中，受隐伏岩体和构造裂隙系统的联合控制，其成矿时间限定为234~231 Ma；2）与钼矿相关的斑岩体属于偏酸性、高钾钙碱性系列岩石，与高分异的I型花岗岩具有一致的地球化学性质特征（DI = 89.87~93.73）；3）同位素数据指示其母岩浆来源于新生下地壳物质的部分熔融，同时有部分幔源物质的加入，形成于伸展的构造体制下；4）与钼矿相关的热液流体及成矿物质主要来源于岩浆水并有部分上地壳物质的参与，流体总体上具有中高温、中低盐度、高氧逸度、含CO2等特点，属于H2O–NaCl±CO2流体系统；5）温压降低和pH值的变化是影响该钼矿区成矿物质从热液中巨量沉淀的重要因素。基于以上分析和研究成果，本项目对比了该研究区代表性斑岩铜矿床的成矿岩体及热液流体属性，揭示了该区钼矿和铜矿成矿作用对晚古生代以来的岩浆活动的响应及与区域构造演化的关系，并探讨了不同成矿作用的制约机制，可为今后新疆东天山斑岩钼（铜）矿找矿勘探提供一定的信息。对比分析结果表明，东天山斑岩铜矿化主要产于岩体内接触带中，而钼矿化主要产于岩体外接触带的围岩中；岩浆岩主、微量元素组成各有差异，反映了成矿岩浆岩属性与成矿动力学背景的不同。因此，本项目认为岩浆起源及其演化特征很可能是制约东天山不同空间位置上形成铜矿还是钼矿的关键机制。项目实施过程中，在国际主流期刊发表国际SCI论文12篇，会议论文3篇。已毕业博士研究生1名、硕士研究生1名；在读博士研究生1名，在读硕士研究生2名。