吉林中东部季德屯钼矿床含矿岩体地质、地球化学及年代学研究

卢志强,李绪俊,秋晨,梁本胜.2016.吉林中东部季德屯钼矿床含矿岩体地质、地球化学及年代学研究[J].矿床地质,35(2):349~364 LU ZhiQiang,LI XuJun,QIU Chen,LIANG BenSheng.2016.Geology, geochemistry and geochronology of ore-bearing intrusions in Jidetun molybdenum deposit in mid-east Jilin Province[J].Mineral Deposits35(2):349~364

DOi:10.16111/j.0258_7106.2016.02.009

卢志强¹，李绪俊^1**，秋晨¹，梁本胜²

（1 吉林大学地球科学学院，吉林长春130061； 2 四川省煤田地质局地质测量队，四川成都610072）

本文获得中国地质调查局项目（编号：1212011085480）和吉林省科技发展计划重点项目（编号：20090479）联合资助
第一作者简介卢志强，男， 1991年生，硕士研究生，矿物学、岩石学、矿床学专业。 Email： luzq14@jlu.edu.cn
**通讯作者李绪俊，男， 1958年生，教授，主要从事矿床学研究。 Email： lixuj@j lu.edu.cn

收稿日期2015_07_01

改回日期2016_01_05

摘要:季德屯钼矿床是近年内在吉林中东部地区发现并初步探明的一个大型斑岩型钼矿床，钼矿体主要赋存在花岗闪长岩体内和花岗闪长岩体与二长花岗岩体的接触带及其附近。花岗闪长岩和二长花岗岩岩体的地质、岩石地球化学和单颗粒锆石U_Pb年代学研究揭示：它们均属于偏铝质、高钾钙碱性系列的I型花岗岩；均富集Rb、K等大离子亲石元素，亏损Nb、Ta 、P、Ti、Y等高场强元素；锆石U_Pb年龄分别为（180.2±0.8） Ma和（180.1±0.6） Ma；矿床辉钼矿Re_Os同位素等时线年龄为（169±3） Ma。综合研究表明，季德屯斑岩型钼矿床类型属于与钙碱性、高钾钙碱性岩石系列有关的深成侵入体型钼矿床，形成于古太平洋板块俯冲背景下形成的活动大陆板块边缘岩浆弧环境，其成矿物质主要来源于地壳，从岩体侵位成岩到最终形成钼矿床大致经历了11 Ma。

关键词: 地球化学；含矿岩体；锆石U_Pb年龄；斑岩型钼矿；季德屯；吉林中东部

文章编号： 0258_7106 (2016) 02_0349_16 中图分类号： P618.65 文献标志码：A

Geology, geochemistry and geochronology of ore_bearing intrusions in Jidetun
molybdenum deposit in mid_east Jilin Province

LU ZhiQiang¹， LI XuJun¹， QIU Chen¹ and LIANG BenSheng²

(1 College of Earth Sciences， Jilin University， Changchun 130061， Jilin， Chi na；
2 Geological Surveying Party， Sichuan Bureau of Coal Geological Explorat ion， Chengdu 610072， Sichuan，China)

Abstract:The Jidetun molybdenum deposit is a newly discovered and also preliminarily explored large porphyry type deposit in mid_east Jilin Province. The molybdenum orebodies are hosted in the granodiorite intrusion and at the contact zone betwe en the granodiorite and monzonitic granite intrusions. In this study, geological and geochemical features of the ore_bearing intrusions were inveitigated and th eir zircon U_Pb ages were determined. The results show that the ore_bearing gran odiorite and monzonitic granite belong to metaluminous I_type granites of the hi gh_K cale_alkalic series, and are enriched in large_ion lithophile elements such as Rb and K and depleted in high field strength elements such as Nb, Ta, P, Ti and Y. The LA_ICP_MS zircon U_Pb ages of ore_bearing intrusions are （180.2±0 .8） Ma and （180.1±0.6） Ma respectively. The Re_Os isotope isochron age of mo lybd enite of the ore is （169±3） Ma. The present research shows that the Jid etu n molybdenum deposit belongs to the so_called plutonic type porphyry molybdenum deposit related to calc_alkaline, high_K cale_alkaline series of granodiorite an d monzonitic granite. It is believed that the Jidetun molybdenum deposit was for med on the igneous arc margin of the active continental plate under a converging subduction system of the paleo_pacific plate. The ore_forming materials, includ ing sulfur and metals, were derived mainly from the crust. The interval between the emplacement and solidification of the ore_bearing intrusions and the final m olybdenum mineralizing roughly last for about 11 Ma.

Key words: geochemistry, ore_bearing intrusions, zircon U_Pb age, po rphyry molybdenum deposit, Jidetun, mid_east Jilin Province

钼矿是中国优势的矿产资源，斑岩型钼矿床是中国最重要的矿床类型之一(罗铭玖等，1991 ；简伟等，2010；黄凡等，2011)。它们的形成与花岗岩、花岗斑岩、花岗闪长斑岩、花岗闪长岩、二长斑岩等多期侵入的中酸性岩体关系密切（黄凡等，2011；陈衍景等，2012）；因此，开展斑岩型钼矿床中含矿岩体的研究具有非常重要的科学意义。小兴安岭_张广才岭钼多金属成矿带是中国最重要的钼成矿带之一，近年来已陆续发现和探明大黑山、鹿鸣、霍吉河、季德屯、福安堡、刘生店和大石河等特大、大、中、小型斑岩型钼矿床近20处。成矿带独特的成矿地质背景、优越的成矿条件和巨大的资源潜力，吸引国内外地质学家在成矿带开展了矿床地质及成因（陈静等，2012；孙景贵等，2012）、成矿动力学条件及成矿时代（葛文春等，2007；杨言辰等，2012；Hu et al.，2014；Zhang et al.，2015）、成矿流体的性质和演化（于晓飞等，2012；Zhou et al.，2014）、区域成矿规律和成矿模型（陈衍景等，201 2；孙景贵等，2012）等方面的研究，并获得了丰硕成果。为进一步提高小兴安岭_张广才岭钼多金属成矿带钼矿床的理论研究水平，矿带内含矿岩体的专题性研究有待深化和加强。
季德屯钼矿床位于小兴安岭_张广才岭成矿带南部的吉林省中东部地区，是近年内发现并初步探明的一个大型斑岩型钼矿床。目前对季德屯钼矿床的研究主要限于其矿床地质特征（史致元等，2010）、流体包裹体特征（邵建波，2014）及成矿年龄（张勇，2013）的初步研究，对与成矿密切相关的含矿岩体的研究比较薄弱。为探讨季德屯钼矿床成岩成矿年龄、成矿物质来源和成矿动力学背景等，本文在对季德屯钼矿床区域地质和矿床地质特征研究的基础上，重点开展了含矿岩体的地质地球化学特征、岩体LA_ICP_MS锆石U_Pb法测年和矿石辉钼矿R e_Os同位素测年等方面的研究。

1 区域及矿床地质

        季德屯大型钼矿床位于吉林省中东部地区，在大地构造位置上位于华北克拉通北缘、兴蒙造山带东段和西环太平洋外带交接复合部位（葛文春等，2007），区域上位于伊通_依兰断裂、敦化_密山断裂所挟持的区域内（图1a）。区域内出露的地层主要为二叠系的沉积_变质岩类和上侏罗系中酸性火山岩类。区域上多期岩浆活动形成了大面积分布的复式岩浆岩带，其中出露最多的是印支期—燕山期侵入的中酸性岩浆岩（史致元等，2010）。
        季德屯钼矿床内地层出露少，仅在矿床外围零星出露二叠系杨家沟组含砾砂岩、细砂岩、粉砂岩和板岩等。控矿构造为具有多期次活动特点的压扭性断裂，走向为300～320°，倾角70 ～80°。钼矿体主要赋存在花岗闪长岩体与二长花岗岩体的接触带及其附近（图1b、c）或花岗闪长岩体内。钼矿体在平面上为椭圆形，剖面上呈似层状，边部有大量分枝，总体形态为一倒扣的锅底状（图2），中间厚，两边薄，最厚420 m，最长1300 m，最宽1210 m。
        矿石类型以细脉浸染型和石英脉型为主，近地表出现少量氧化型矿石。矿石结构以鳞片状_ 片状结构为主，少量斑状结构和压碎结构。矿石构造主要为细脉状、网脉状、薄层状和浸染状构造，其次为斑点状、块状构造等。金属矿物以辉钼矿和黄铁矿为主，少量黄铜矿、磁铁矿、方铅矿、闪锌矿和磁黄铁矿等；脉石矿物有钾长石、斜长石、石英、角闪石及云母等。钼矿化主要呈细脉浸染状、脉状和薄层状（图3a）产出，少量为浸染状和团块状，钼的平均品位达到0.106%（史致元等，2008）；铜矿化以石英_黄铜矿（黄铁矿）脉的形式产出（图3b）。矿床内围岩蚀变较发育，包括云英岩化、硅化、钾长石化、绿帘石化、高

图 1季德屯钼矿床大地构造位置图（a)和地质简图（b、c)（据史致元等，2010；邵建波，2014修改）

1—第四系； 2—二叠系杨家沟组砂岩、板岩； 3—印支期_燕山早期碱长花岗岩； 4—燕山早期（似斑状）二长花岗岩； 5—燕山早期英云闪长岩； 6—燕山早期花岗闪长岩； 7—石英脉； 8—花岗细晶岩； 9—花岗斑岩； 10—云英岩化二长花岗岩； 11—地质界线； 12 —勘探线及编号； 13—断层； 14—钼矿体范围 F₁—塔源.喜桂图断裂； F₂—嫩江断裂； F₃—西拉木伦.长春断裂； F₄—牡丹江断裂； F₅—伊通.伊兰断裂； F₆—敦化.密山断裂

Fig. 1Geotectonic map（a) and schematic geological maps (b, c) of the Jidetun molybdenum deposit (modified after Shi et al., 2010; Shao，2014)

1—Quaternary; 2—Permian Yangjiagou Formation sandstone and slate; 3—Indosinia n.Early Yanshanian alkalic.feldspathic granite; 4—Early Yanshanian (porphyrit ic) monzonitic granite; 5—Early Yanshanian tonalite; 6—Early Yanshanian granod iorite; 7—Quartz vein; 8—Granite.aplite; 9—Granite porphyry; 10—Gre isenized monzonitic granite; 11—Geological boundary; 12—Exploration line and its seria l number; 13—Fault； 14—Range of molybdenum orebody F₁—Tayuan.Xiguitu fault; F₂—Nenjiang fault; F₃—Xilamulun.Changchun fa ult; F₄—Mudanjinag fault; F₅—Yitong.Yilan fault; F₆—Dunhua.Mishan f ault

岭土化、绢云母化等。不同围岩蚀变类型在空间上相互叠加，无明显的分带性。强蚀变矿化部位往往限于断裂破碎带内及其附近。矿床内钼成矿大致可分为4个阶段：石英_白云母（绢云母）_辉钼矿_ 多金属硫化物阶段、石英_辉钼矿（多金属硫化物）阶段（图3a）、石英_多金属硫化物（辉钼矿）阶段（图3b）和石英_碳酸岩脉阶段，其中前3个阶段为主成矿阶段。

2 含矿岩体地质、地球化学特征

如前所述，季德屯钼矿床内主要出露2个主要的含矿岩体：二长花岗岩体和花岗闪长岩体。

2.1地质特征

花岗闪长岩体呈小岩株状产出，构成季德屯钼矿体产出的主体地段。该岩体主要在矿床的中南部产出，总体具块状和弱片麻状构造。岩体内主要岩石类型有花岗闪长岩、石英闪长岩、英云闪长岩以及花岗细晶岩等，其中花岗闪长岩所占的出露面积可达70%以上。不同岩性之间主要为渐变过渡关系，部分为突变关系。花岗闪长岩体中常见呈长条状或浑圆状产出的灰黑色不混溶闪长质包体，其与母岩之间界限清晰，可见同成分斜长石呈斑晶分布于闪长质包体团块中（图4a）。花岗闪长岩体中后期花岗细晶岩脉十分常见，局部花岗闪长岩及其中的闪长质包体均被花岗细晶岩穿切（图4b）。

图 2季德屯矿床3勘查线地质剖面图（据史致元，2010修编）

1—早侏罗世花岗闪长岩； 2—早侏罗世二长花岗岩； 3—钼工业矿体； 4—地质界线； 5 —断层； 6—钻孔及编号

Fig. 2Geological section along No. 3 exploration line in the Jidetun deposit ( modified after Shi et al., 2010)

1—Early Jurassic granodiorite; 2—Early Jurassic monzonitic granite; 3—Molybde num orebody; 4—Geological boundary; 5—Fault; 6—Drill hole and its serial nu mber

岩体内主要岩石类型花岗闪长岩在镜下表现为中粒、中细粒不等粒结构（图4c），主要矿物为石英、斜长石、黑云母和角闪石。其中石英呈半自形粒状，表面纯净，具波状消光，粒径 0.5～2 mm，含量约为20%～25%；斜长石以柱状为主，表面粗糙，发育少量绢云母化和弱高岭土化，聚片双晶明显，常见环带结构，含量55%～60%，粒径0.5～2.5 mm；暗色矿物主要为黑云母和角闪石，其含量分别为12%～18%与5%～7%，其中黑云母以片状为主，少量发生绿泥石化，粒径0.5～1 mm；角闪石以长柱状为主，颗粒较黑云母细，为0.5～0.8 mm。从上述岩相学和岩体地质学特征来看，花岗闪长岩体侵入时岩浆分异和流动作用很强，岩浆结晶和固结环境不稳定，岩浆的侵位深度较浅。
二长花岗岩体呈较大的岩株或岩基状在矿床东北部及中部产出，主要由黑云母二长花岗岩组成，部分为似斑状黑云二长花岗岩。在区域上被花岗闪长岩体侵入。黑云二长花岗岩总体上呈肉红色或淡红色，具中细粒结构，局部含有微量的石英斑晶，呈似斑状结构。岩石总体蚀变不强，见有云英岩化、钾化等。其镜下为中粒花岗结构（图4d），主要矿物为石英、斜长石、钾长石和黑云母。石英呈半自形_他形粒状，粒径为0.5～3 mm，表面略混浊，含量25% 左右；长石均表现为无色，柱状或短柱状，其中斜长石粒径0.8～3 mm，约占30%，部分能见较明显的聚片双晶，钾长石呈负低突起，粒径为0.5～3 mm，表面较浑浊，含量约为35%；黑云母具褐色_浅褐色多色性，片状，正中突起，颗粒较细，一般为0.5～1 mm。从二长花岗岩的岩石地质和岩相学特点看，其岩浆侵位较深，岩石结晶环境较稳定，岩石形成时构造应力也相对较小。

2.2地球化学特征

本次研究对矿床内2个主要含矿岩体中的花岗闪长岩和二长花岗岩进行了主量元素、稀土元素和微量元素测试（表1）。
由分析结果看，二长花岗岩中w(SiO₂)为68.95%～70.54%，花岗闪长岩的w(S iO₂)为64.63%～68.47%；上述2种岩石w(Al₂O₃)均较高为15.01%～15 .70%；w(Na₂O+K₂O)为6.08%～8.11%，且K₂O/Na₂O比值均小于1，变化范围是0 .73～0.85。各岩石样品的A/CNK值为0.90～ 1.10，A/NK值为1.33～1.86。在A/CNK_A/NK图解

图 3季德屯矿床薄层状辉钼矿化（a）及含黄铜矿_黄铁矿石英脉矿石（b）

Fig. 3Thin_layered molybdenite mineralization (a) and chalcopyrite and pyrite_ bearing quartz vein ores (b) in the Jidetun deposit

图 4季德屯矿床花岗闪长岩和二长花岗岩野外及显微构造特征

a. 花岗闪长岩中的闪长质包体； b. 花岗细晶岩脉穿切花岗闪长岩及其内部包体； c. 花岗闪长岩（+）； d. 二长花岗岩（+）

Fig. 4Field and microstructure features of granodiorite and monzonitic granite in the Jidetun deposit

a. Dioritic enclaves in granodiorite; b. Granite_aplite vein cutting granodiorit e and dioritic enclaves； c. Granodiorite（+）; d. Monzonitic granite（+ ）

表 1季德屯主要含矿岩体岩的主量元素、微量元素分析结果

Table 1Major oxide, trace element and REE geochemistry for main ore_bearing in trusive rocks in the Jidetun molybdenum deposit
注：测试单位为吉林大学测试中心，2014；比值单位为1。

图 5季德屯含矿岩体的A/CNK_A/NK图解（a）和SiO₂_K₂O图解（b）

Fig. 5A/CNK_A/NK diagram (a) and SiO₂_K₂O diagram (b) of the ore_bearing i ntrusions from the Jidetun molybdenum deposit

图 6季德屯含矿岩体的K₂O_Na₂O图解(a)和SiO₂_Ce图解(b)

Fig. 6K₂O_Na₂O diagram and SiO₂_Ce diagram of the ore_bearing intrusions from the Jidetun molybdenum deposit

（图5a）中，大部分样品落入偏铝质区域，2个二长花岗岩样品显示弱过铝质；在SiO ₂_K₂O图解（图5b）中，各岩石样品均投入高钾钙碱性系列区域。
结合岩石中矿物组合特点，参考区域上同时期花岗岩类的研究成果（孙景贵等，2012；刘万臻等，2014），且根据含矿岩体的K₂O_Na₂O图解和SiO₂_Ce图解投点结果（图6），可见矿床内含矿岩体总体上具有I型花岗岩之特征。
矿床内2个含矿岩体的稀土元素总量较低（表1，图7a），∑REE含量介于97.04×10-6 ～145.64×10^-6，LREE/HREE值为9.27～16.41，(La/Yb)N值为10.93～23.6 3，轻重稀土元素分馏明显，在球粒陨石标准化稀土元素图解中呈右倾型，表现出轻稀土富集而重稀土元素亏损的特征。两种岩石样品中的δEu值为 0.81～0.92，Eu异常不明显；在标准化稀土元素图解中，2种岩石标准化稀土元素曲线相似，暗示了它们具有相同的岩浆来源。从微量元素原始地幔标准化图解（图7b ）上看出，岩石样品总体富集大离子亲石元素，如Rb、K等元素正异常明显；亏损Nb、Ta、P 、Ti、Y等高场强元素。其中P、Ti元素的亏损暗示了磷灰石、榍石和角闪石的分离结晶；Nb 和Ta的亏损表明可能有壳源物质的参与。

图 7含矿岩体的稀土元素球粒陨石标准化图解（a）和微量元素原始地幔标准化图解（b ）

Fig. 7Chondrite_normalized REE patterns (a) and primitive mantle_normalized tr ace elements patterns (b) of the ore_bearing intrusions

3 含矿岩体LA_ICP_MS锆石U_Pb测年

        本次研究选取了季德屯矿床内与成矿有关的二长花岗岩（JDT2_1）和花岗闪长岩(JDT1_ 2)进行锆石U_Pb年龄测试。原岩碎样以及锆石颗粒的分选委托河北廊坊诚信地质服务有限公司完成。在显微镜下挑选锆石颗粒并制靶，并进行反射光照相和阴极发光扫描电镜显微照相 (CL)。锆石LA_ICP_MS U_Pb年龄测定在西北大学大陆动力国家重点实验室进行。所采用的仪器为ComPex102ArF准分子激光器（波长193 mm）和联合的带有动态反应池的四连杆Elan6100 DRC型ICP_MS。试验中采用He作为剥蚀物质载气，用美国国家标准技术研究院研制的人工合成硅酸盐玻璃标准参考物质NISTSRM610进行仪器最佳化，采样方式为单点剥蚀，每连续5个点的样品测定，加测标样一次。样品测定时用哈佛大学标准锆石91500作为外部校正。测定实验中采用的激光束斑直径为30 μm，能量为80 mJ。同位素测定时，普通铅计算按Anderso n（2002）的3D坐标法进行校正，样品的同位素比值和元素含量计算采用GLITTER软件处理，锆石的谐和曲线和加权平均年龄的计算采用Isoplot 3.2等程序完成。
        花岗闪长岩（JDT1_2）中锆石的阴极发光图像（图8）显示，锆石呈自形程度较好的长柱状或短柱状，均具有明显的震荡环带，无磨圆现象，除19号锆石中的Th/U值为0.06外，其余样品该比值均介于0.21～0.74（表2），表明所测试的锆石为岩浆成因的锆石。本次所测花岗闪长岩中的锆石年龄点基本上都位于谐和线之上（图9a），20个锆石测点的²⁰⁶Pb/238 U同位素年龄介于（18 2±2） Ma～（172±2） Ma之间，加权平均值为（180.2±0.8） Ma（MSWD=0.86），该年龄可以代表花岗闪长岩的形成年龄。
        二长花岗岩（JDT2_1）中锆石的阴极发光图像（图8）显示，锆石以柱状为主，粒径大小为9 0～150 μm，呈自形至半自形，无磨圆现象，多数具有震荡环带，岩浆成因特征明显。20个锆石的测试结果如表2所示，除个别点外，其Th/U值介于0.34～1.14，也表明所测试的锆石为岩浆成因的锆石。JDT2_1_12点的²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄值为218 Ma，可能是岩浆在上升过程中捕获了印支期形成的锆石，这与区域内印支期花岗岩类广泛分布是一致的（孙德有等，2005；史致元等，2008）。JDT2_1_01、JDT2_1_02、JDT2_1_03、JDT2_1_04、JDT2_1_07、JDT2_1_15 六个测点可能是由于Pb丢失而偏离谐和线（图9b），无明确的年龄意义。余下的13个锆石年龄点均位于谐和线之上，分布集中，其²⁰⁶Pb/²³⁸U同位素年龄范围为（181±1） Ma～（179±1） Ma，加权平均值为（180.1±0.6） Ma（MSWD=0.24），该年龄可代表二长花岗岩的结晶年龄。
        花岗闪长岩和二长花岗岩的年龄测定结果表明，季德屯钼矿床内的2种岩体的形成年龄基本一致，均是燕山早期岩浆活动的产物。

图 8二长花岗岩（JDT2_1）和花岗闪长岩（JDT1_2）锆石阴极发光图像

Fig. 8CL images of monzonitic granite (JDT2_1) and granodiorite (JDT1_2)

4 讨论

4.1 成岩成矿年代

        本次研究对季德屯钼矿床的辉钼矿进行了Re_Os同位素模式年龄测试。样品选自矿体中的石英_辉钼矿脉，在样品处理中作者与张勇（2013）采用同样的分离与挑选方法，得到新鲜、无污染、纯度大于99%的辉钼矿单矿物。样品的Re_Os同位素测试工作均在国家地质实验测试中心进行，具体分析方法及流程参见相关文献（Shirey et al., 1995；Du et al., 2004 ；杜安道等，1994）。分析结果见表3。
        本次所测样品中w（Re）为1.87 μg/g，w（¹⁸⁷Re）为1.18 μg/ g，w（¹⁸⁷Os）为3.33 ng/g，获得模式年龄为（169.7±3.1） Ma，这与张勇（2013）进行的辉钼矿Re_Os等时线年龄测定值（168.0±2.5） Ma趋于一致。采用Isoplot软件将作者所获得的辉钼矿Re_Os同位素数据与张勇（2013）的对应数据进行等时线拟合，可构成一条完美的线性回归直线（MSWD=0. 28），本次测试样品的投点刚好位于辉钼矿Re_Os同位素等时线的右上方（图10），并且获得等时线年龄为（169±3） Ma，初始w（¹⁸⁷Os）值为 -0.013±0.013，说明季德屯矿床辉钼矿的形成时间应为（169±3） Ma。这样，如果本次测得的二长花岗岩和花岗闪长岩的锆石U_Pb年龄（（180.1±0.6） Ma 和（180.2±0.8） Ma）代表岩体侵位和结晶时间，那么从岩体成岩到钼矿最终成矿，两者的时差为11 Ma。
        季德屯钼矿床位于吉中成矿亚带上，该矿带福安堡斑岩型钼矿的辉钼矿Re_Os等时线年龄为（166.9±6.7） Ma （李立兴等，2009）、（171±3） Ma （于晓飞等，2012），与成矿有关的二长花岗岩和花岗斑岩的锆石 ²⁰⁶Pb/²³⁸U同位素年龄为（179±2） Ma和

表 2季德屯钼矿床二长花岗岩和花岗闪长岩锆石LA_ICP_MS U_Pb测试结果

Table 2LA_ICP_MS U_Pb analytical data for zircons from monzonitic granite and granodiorite in the Jidetun molybdenum deposit
注：测试单位为西北大学大陆动力学国家重点实验室,2014；误差1σ；普通Pb用测量 ²⁰⁴Pb校正。

图 9花岗闪长岩(a)和二长花岗岩(b)锆石²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄和U_Pb谐和图

Fig. 9Zircon ²⁰⁶Pb/²³⁸U ages and U_Pb concordia diagram of granodiorite and monzonitic granite

表 3季德屯钼矿床辉钼矿Re_Os同位素测试结果

Table 3 Re_Os isotopic compositions of molybdenite from the Jidetun molybdenum d eposit
注：同位素数据在国家地质实验测试中心完成，仪器为电感耦合等离子体质谱仪（TJA X_s eries ICP_M S）；Re、Os 含量的不确定度包括样品和稀释剂的称量误差、稀释剂的标定误差、质谱测量的分馏校正误差、待分析样品同位素比值测量误差，置信水平95%；模式年龄的不确定度还包括衰变常数的不确定度（1.02 %），置信水平为95%。

图 10季德屯钼矿床辉钼矿Re_Os等时线年龄

Fig. 10Re_Os isochron age of molybdenite from the Jidetun molybdenum deposit

（172±1） Ma（刘万臻等，2014）；大黑山钼矿床 Re_Os等时线年龄为（168.2±3.2） Ma（王成辉等，2009），与成矿有关的花岗闪长斑岩²⁰⁶Pb/²³⁸U同位素年龄为（170±3） Ma ，而与成矿无关的二长花岗岩的形成年龄为（178±3） Ma（葛文春等，2007）。由此可见，吉林中部与斑岩型钼矿床成矿有关的岩浆活动主要发生在180～168 Ma期间，具有180～178 Ma和172～168 Ma两个形成峰期。早期（180～178 Ma），在大黑山、福安堡和季德屯矿床岩浆侵位、分异结晶形成了二长花岗岩体，成为各矿床早期含矿（或无矿）岩浆岩体；同期（季德屯）或稍后（大黑山），花岗闪长岩体侵位。此后（172～168 Ma），岩浆持续活动，成矿物质进一步富集，在大黑山及福安堡矿床形成了分布范围较大的、与钼成矿关系更密切的花岗闪长斑岩和石英斑岩岩体或岩脉；而在季德屯矿床，这一时期未能形成与斑岩型钼矿化密切相关的含矿花岗斑岩体，而是形成了广泛穿插于花岗闪长岩和二长花岗岩中的花岗细晶岩脉。这种花岗细晶岩脉在钼矿体中十分常见，是季德屯钼矿床的重要找矿标志。

4.2 成矿物质来源

对于斑岩型钼矿床的成矿物质来源，国内外学者有着不同的看法，Westra等（1981）认为与洋壳板片俯冲有关，芮宗瑶等（1984）提出成矿物质是多源的。近年的研究表明，辉钼矿中Re含量可以作为指示成矿物质来源的参考（Stein et al.,1997；Mao et al.,1999）。从幔源、壳幔混合到地壳来源，w（Re）一般从n×10^-4～n×10 -5～n×10^-6，呈一个数量级的降低（Mao et al.,1999）。即当辉钼矿中 w（Re）在100～1000 μg/g时，其成矿物质来源为幔源；w（Re）为10～100 μg/g时，其钼矿的成矿物质来源为壳幔混合；当辉钼矿中w（Re）为1～n ×10 μg/g或者更低时，其成矿物质来自于壳源（孟祥金等，2007）。本文所测辉钼矿Re.Os同位素w（Re）为1.873 μg/g（表3），与张勇（2013）测定的季德屯辉钼矿中的Re含量（0.24～0.66 μg/g，平均0.47 μg/g）接近。福安堡矿床辉钼矿中 w（Re）为9.94～15.13 μg/g（李立兴等，2009），刘生店钼矿中w（Re）为9.88～11.37 μg/g（王辉等，2011），大黑山辉钼矿w（Re）为24.15 ～43.57 μg/g（王成辉等，2009）。因此，与吉林中部地区其他斑岩型钼矿床对比，季德屯钼矿床中辉钼矿Re含量明显要低。所以，根据矿床辉钼矿Re 的含量，结合其他研究者关于区域内类似斑岩型钼矿的成矿物质来源分析结果，可知季德屯钼矿床应属地壳来源，但尚不能排除地幔物质对成矿物质的贡献。

4.3 含矿岩体与成矿

        通常认为，含矿岩体与有关矿床在时间上、空间上和成因上密切相关，含矿的热液和成矿金属元素来自岩浆，是成矿的母岩（张旗，2013）。按照上述定义，在季德屯钼矿床，花岗闪长岩体是含矿岩体，应属成矿母岩。其证据如下：
        （1）花岗闪长岩体结晶和就位时间与成矿时间基本一致或稍早（存在小的时差，接近10 Ma）。
        （2）岩体是钼矿床的矿化中心，岩体与钼矿体有清晰的对应空间关系。如在上部水平，整个花岗闪长岩岩体全岩体矿化；在下部水平，花岗闪长岩岩体中心部位矿化较弱，主要矿化集中在花岗闪长岩岩体和二长花岗岩体的接触带内，构成环状矿化；在纵剖面上矿体在岩体的上部呈倒扣的锅状。
        （3）除与钼矿化直接相关的各类围岩蚀变外，如在花岗闪长岩节理面上发育绢英岩化、黄铁矿化、绿泥石化和绿帘石化和局部有薄层状和浸染状的辉钼矿分布等，岩体中具有较强的面状围岩蚀变，如角闪石和黑云母暗化、绿帘石化等。
        （4）岩体规模小，岩石类型复杂，形成和演化时间较长，属岩浆岩杂岩体的范畴。二长花岗岩体中的钼矿体和钼矿化只出现在二长花岗岩体与花岗闪长岩体的接触带附近，远离接触带时，二长花岗岩体中无矿化、无蚀变。
        因此，季德屯钼矿床内2个含矿岩体的成矿意义不同，不能将二长花岗岩体认为是成矿母岩。

4.4 成矿动力学背景

        如前所述，季德屯钼矿床与成矿有关的岩浆岩为偏铝质、高钾钙碱性系列的I型花岗岩；总体上富集大离子亲石元素，亏损高场强元素，表现出与俯冲带岩浆岩相似的地球化学特征。在Y_Nb和（Y+Nb）_Nb判别图上，季德屯矿床与成矿有关的花岗质岩体均落入火山弧和同碰撞区域中，与区域上其他代表性的斑岩型钼矿床的投点具有一致性（图11）。可见，含矿岩体地球化学研究表明季德屯钼矿床主要形成于火山弧_同碰撞环境。
        Westra等（1981）根据岩浆系列的K_57.5指数（岩浆系列中w（SiO₂）为5 7.5%时K₂O的含量）、侵入体的微量元素含量（F、Nd、Rb、Sr）、热液系统中的F和Sn含量，并结合大地构造背景，将斑岩型钼矿床划分为碱钙性_碱性以及钙碱性2大类5个亚类。其中第2大类中的第5亚类为与钙碱性、高钾钙碱性系列有关的深成侵入岩型钼矿床，是汇聚大陆板块边缘的岩浆弧环境的产物。根据矿床和含矿岩体地质和地球化学特征综合考虑，季德屯钼矿床应属于与钙碱性、高钾钙碱性岩石系列有关的深成侵入岩型钼矿床。因此，从矿床类型作为大地构造环境指示物的角度，也表明季德屯钼矿床可能形成于火山弧_ 同碰撞环境。
        从区域上看，与季德屯含矿岩体类似的燕山早期_中期花岗岩和花岗闪长岩体自小兴安岭_张广才岭_吉林中部_延边地区都有分布（苗来成等，2003；隋振民等，2007；孙德有等，2001；20 05； Zhang et al.，2004）。孙景贵等（2012）认为其形成的构造环境属

图 11吉林中部斑岩型钼矿床含矿岩体的Y_Nb图解（a）和(Y+Nb)_Rb图解(b)

Fig. 11(Y+Nb)_Rb diagram (a) and Y_Nb diagram (b) of the ore_bearing intrusion s from molybdenum deposits in central Jilin

性非常类似于现今的太平洋东岸。Wu等（2011）则根据东北地区425个花岗岩高精度测年数据，提出在吉黑东部地区，210～155 Ma期间属古太平洋板块俯冲阶段。杨言辰等（2012）认为佳木斯地块与松嫩地块的拼合控制了小兴安岭_张广才岭成矿带斑岩型钼矿的形成。因此，可以认为，早_中侏罗世（180～165 Ma）在古太平洋板块的总体俯冲和碰撞背景下，富钾的二长花岗岩和花岗闪长岩体的侵位及侵位有关的热液活动导致了吉林中东部地区一系列超大型_大中型钼矿床的形成，是吉黑东部地区最强的一次大范围的成矿地质事件。

5 结论

        （1）季德屯矿床钼矿体主要赋存在花岗闪长岩体内和花岗闪长岩体与二长花岗岩体的接触带及其附近，前者为主要含矿岩体。
        （2）花岗闪长岩体和二长花岗岩体的LA_ICP_MS锆石 U_Pb年龄分别为（180.2±0.8） M a 和（180.1±0.6） Ma；矿床辉钼矿Re_Os同位素等时线年龄为（169±3） Ma，与矿带内其他类似斑岩型钼矿床的成矿年龄基本一致。
        （3）花岗闪长岩体和二长花岗岩体主要属偏铝质、高钾钙碱性系列的I型花岗岩，岩石富集 Rb、K等大离子亲石元素，亏损Nb、Ta、P、Ti、Y等高场强元素，形成于火山弧_同碰撞环境。
        （4）矿床类型属于与钙碱性、高钾钙碱性岩石系列有关的深成侵入体型斑岩型钼矿床，形成的地球动力学环境为古太平洋板块俯冲背景下的汇聚大陆板块边缘岩浆弧环境，成矿物质主要来源于地壳。

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