0 前言

大型和超大型钼矿床(田)成矿环境、成矿年代学和成矿机理研究是当今国际矿床地质学界重要的研究方向之一，探索大规模成矿物质运移和富集过程一直是各国矿床地质学家所关注的科学问题^{[1, 2, 3, 4]}。

闽西南坳陷经历过印支期隆起、剥蚀过程因受闽台微大陆板块向欧亚大陆板块俯冲、碰撞、拼贴作用的强烈影响，燕山期尤其晚侏罗世发生大规模、强烈和频繁的岩浆喷发与侵入，酸性和中酸性火山岩、侵入岩遍布全区，伴随着发育沿北西、南东两个方向的大规模逆掩、推覆构造^①；从白垩纪开始发生了断褶、隆起、滑脱、走滑、折离一系列的构造运动，相伴而来的是大规模火山-次火山活动，形成了“紫金山式”矿床类型组合^[5]。

闽西南坳陷已发现近20个钼矿床(点)，除了个别矿床(点)为复合型矿床(斑岩型+矽卡岩型)外，其余均与典型斑岩型钼矿床相似，属斑岩型钼矿床(点)。钼矿化大都在中生代花岗闪长杂岩、碱长花岗斑岩、二长花岗岩、花岗斑岩、石英斑岩和花岗岩株及内外接触带中，呈网脉状、细脉-浸染状、条带状、团块状、筒状、透镜状、似层状和脉状产出。矿体主要受北东向和北西向断裂构造带或角砾岩带控制。少数全岩样品主元素分析结果表明，含矿岩体以相对富硅富碱质组分、贫钙贫铁镁质组分为特征，属富碱钙-碱质火成岩。

闽西南钼矿带钼资源量为200~300 万t，目前发现的大、中型钼矿床主要有：清流行洛坑钨(钼)矿床、上杭罗卜岭铜(钼)矿床、连城姑田铜(钼)矿床、马坑钼矿床、漳平北坑场钼矿床、武平十二排钼矿床、连城铜坑钼矿床等。钼的质量分数为0.06%~1.60%，平均0.12%^{[6, 7]}。初步对比研究结果表明，闽西南钼矿田以矿床类型相对单一和成矿时间相对集中为特点。如：山口、十二排、北坑场、行洛坑等钼矿床辉钼矿Re-Os等时线年龄分别为(165. 3±3. 5)Ma^[8]、(150.8±1.3)Ma(另文发表)、(148.8±2.2) Ma^[9]和147. 5 Ma^[10]；马坑铁(钼)矿床、铜坑钼矿、罗卜岭铜(钼)矿Re-Os同位素等时线年龄分别为(133.0±0.8) Ma^[11]、(115.7±1.1) Ma(本文)和(104.9±1.6) Ma^[12]，揭示了钼成矿作用发生在燕山早期和燕山晚期。

另外,大量文献^{[6, 7, 8, 9, 10, 11, 12]}和对比研究结果表明，闽西南斑岩型钼矿田为福建省境内最大规模的钼矿田。其独特的产出构造环境和地质特征，以及巨大的经济价值为省内外矿业界所关注。此外在闽东火山坳陷带和闽西北隆起带中也相继找到多处钼矿床。闽东火山坳陷带主要有：福安赤路^{[13, 14, 15]}、仙游砺山^[16]、古田西朝^{[17, 18]}、永泰无岩坑^[19]、周宁咸格^[20]、霞浦大湾^[21]和屏南灵峰^[22]等；闽西北隆起带的武夷山坪地^[23]、松溪后洋^[24]、邵武观音山^[25]、浦城上厂^[26]、松溪大林坑^[27]等也相继勘查了一定规模的钼矿床，体现了福建省具有广泛的寻找钼矿资源潜力。从现有研究资料看，前人更多地从矿床特征描述的基础上初步探讨矿床成因问题，却没有从区域成矿学角度探讨钼矿床空间分布特征及其与区域性地壳演化之间的关系。笔者试图从福建连城铜坑钼矿床研究入手，深入分析燕山期钼成矿事件这一问题，期望与同行共同探讨和研究。
①地矿部福建省地质矿产勘查开发局.中华人民共和国福建省(1∶500 000)地质图说明书.福州：福建省地质矿产勘查开发局，1998. 1 成矿地质环境

连城铜坑钼矿床所属的闽西南坳陷是加里东运动后在华夏古陆裂陷槽基础上沉积晚古生界而形成的。该矿床(图 1)位于闽西南坳陷中部、松溪－长汀岩石圈断裂带^[28]以东的北东向明溪－武平坳陷东部之连城－上杭复式向斜中段东翼，与胡坊－永定隆起接壤内侧。地理位置为福建省连城县城东南117°方向直距43 km，中心地理坐标：东经116°43′45″，北纬25°20′30″，面积约3.88 km²福建省第八地质大队.福建省连城县铜坑矿区外围铜钼矿普查工作小结.龙岩：福建省第八地质大队，2009.。该矿床是福建省地质一团三中队于1965－1973年间勘查的，并提交了《福建省连城县铜坑铜钼矿区地质勘探报告》；2004年底至2005年，福建省第八地质大队进行了钼矿验证工作，共圈出了19个钼矿体，矿床平均品位0.076%，估算钼资源量24 250 t，认为矿区具进一步工作价值。

1.二叠系下统文笔山组；2.石炭系上统黄龙组－二叠系下统栖霞组；3.石炭系下统林地组；4.蛇纹岩；5.矽卡岩；6.花岗斑岩；7.石英斑岩；8.钼矿体；9.铅矿体；10.断层及产状；11.勘探线及编号。图 1 福建铜坑钼矿床地质简图(据脚注①修编) Fig. 1 Simplified geological map of the Tongkeng molybdenum deposit,Fujian (modified after footnote①)

图选项

区域上出露地层主要有：泥盆系上统天瓦岽组(D_3t)与桃子坑组(D_3tz)石英砂砾岩夹粉砂岩，石炭系下统林地组(C_1l)碎屑岩夹炭质页岩，石炭系上统黄龙组－二叠系下统栖霞组(C_2h－P_1q)燧石灰岩夹灰岩，二叠系下统文笔山组(P1w)与童子岩组(P1t)细碎屑岩夹煤层，二叠系上统翠屏山组(P2cp)与大隆组(P_2d)细碎屑岩含煤，三叠系下统溪口组(T_1x)砂泥岩、灰岩和硅泥岩，侏罗系上统南园组(J_3n)流纹质熔结凝灰岩等。构造形迹复杂，以断裂构造为主，表现为断块状构造；褶皱属复式向斜翼部的次级小褶皱，轴向多近南北或北北西向。岩浆活动强烈，主要为燕山晚期侵入的中性－酸性岩，沿断裂侵入，形成二长花岗岩、花岗斑岩和石英斑岩，多呈小岩株、岩枝产出，岩体呈北北西向展布(图 1，2)。

1.第四系；2.二叠系下统文笔山组；3.石炭系上统黄龙组－二叠系下统栖霞组；4.石炭系下统林地组；5.蛇纹岩；6.矽卡岩；7.花岗斑岩；8.石英斑岩；9.钼矿体；10.钻孔及编号。图 2 福建铜坑钼矿床57线地质剖面图(据脚注①修编) Fig. 2 Simplified 57 geological section of the Tongkeng molybdenum deposit,Fujian (modified after footnote①)

图选项

印支运动使闽西南断褶隆成山，并形成一系列北北东向盆岭地形，连城－上杭复式向斜之次级珠地－铜坑背斜卷入燕山期后呈近南北向、北北西向展布，并与主构造走向构成略呈“S”形的构造格架。燕山运动在继承了印支褶皱造山运动的基础上又发生了隆起和坳陷，即在复向斜内形成开阔的内陆盆地；燕山早期地壳活动性增强，形成北东向、北西向断裂带，以强烈的构造-岩浆活动以及地壳隆升为特征；燕山晚期地壳相对稳定，以断裂和岩浆侵入为主，总体表现为断隆，断裂以继承前期北东向、北西向主断裂带再活动为主，沿断裂有中－酸性岩浆侵入，形成燕山晚期第一阶段各期次侵入岩。铜坑盆地等闽西南地区诸多中生代盆地形成于燕山早期，沿北北东向呈串珠状排列，构成北北东向断陷带，为燕山期闽西南地区大规模形成与热液型有关的矿床及其类型组合提供了良好的通道和赋矿空间。
① 福建省第八地质大队.福建省连城县铜坑矿区外围铜钼矿普查工作小结.龙岩：福建省第八地质大队，2009. 2 矿床地质特征 2.1 矿区地质

矿区出露地层有石炭系下统林地组、石炭系上统黄龙组－二叠系下统栖霞组、二叠系下统文笔山组和童子岩组、三叠系下统溪口组及第四系残坡积层。晚古生代－早中生代主要是一套滨－浅海相受热变质作用的碎屑岩-碳酸盐岩，地层呈北北西向长条状展布，倾向南西西，倾角25°～40°，产状稳定。

区内构造相对简单，以褶皱为主，总体呈近南北走向、向西倾斜的单斜构造。断裂主要表现为北北西与北东向大型断裂的相互交错，矿区内仅有一条近南北向断层(F₁)，倾角70°左右，为一正断层。矿区内的花岗斑岩、石英斑岩等岩体多沿断裂交汇部位侵入，与围岩呈东陡西缓的舒缓波状的侵入状接触。

矿区侵入岩主要有花岗斑岩、石英斑岩，次为斑状花岗岩，呈岩株、岩枝、岩脉状产出。与钼的成矿作用关系密切的燕山晚期第一阶段第四次侵入的花岗斑岩沿北北西断裂侵入。岩石呈灰白－浅肉红色，具斑状结构、块状构造，斑晶体积分数不稳定，一般为10%～30%；斑晶主要为石英、透长石、斜长石，有时含少量角闪石和黑云母等，石英斑晶具熔蚀现象，斑晶粒径一般为0.5~4.3 mm；基质成分为长英质，显微花岗结构；副矿物有磷灰石、榍石、锆石。偶见黄铁矿、辉钼矿、黄铜矿等金属矿物。由于蚀变，部分黑云母由绿泥石取代。局部由于蚀变强烈，岩石具变余斑状结构，基质为鳞片花岗变晶结构，黑云母普遍褪色由白云母等矿物取代。岩石化学成分以碱度、分异指数偏低为特征；δEu为0.43~0.68，Eu异常较明显，REE模式呈向右倾斜的曲线地矿部福建省，岩石具伸展性质及深部幔源两重特征。 2.2 矿体地质

区内钼矿体均为盲矿体。已圈定硫化钼矿体共19个，主要分布于岩体外接触带林地组之石英岩、石英砂岩和花岗斑岩、石英斑岩岩体中(图 1，2)，偶见于矽卡岩中。硫化钼矿(化)体以层状或似层状为主，一般向西倾，倾角25°~35°。

Mo主矿体走向长大于480 m，倾向延伸大于300 m，厚6.99~85.47 m。矿石品位0.063%~0.103%，平均0.076%。 矿石结构多样，主要有粒状结构(图 3a)、交代残余结构、网环状结构、叶片状结构(图 3b)、鳞片状结构及胶状结构等。矿石构造最常见的是浸染状构造(图 3c)、细脉浸染状构造、脉状构造，其次为块状、团块状构造(图 3d)。氧化矿石具土状、土块状、蜂窝状、多孔状、葡萄状构造。

a.花岗斑岩中粒状辉钼矿；b.辉钼矿呈叶片状；c.浸染状辉钼矿；d.辉钼矿集合体。图 3 福建铜坑钼矿床矿石特征照片 Fig. 3 Ore photos of the Tongkeng molybdenum deposit,Fujian

图选项

矿石金属矿物为辉钼矿、铁闪锌矿、黄铜矿等，少量磁铁矿、黝铜矿、斑铜矿、磁黄铁矿、方铅矿、孔雀石、褐铁矿、铜蓝、辉铜矿；脉石矿物主要为石英、长石、方解石、萤石、石榴子石、绢云母及少量的水云母、绿泥石、叶腊石和黏土类矿物。

矿区内围岩蚀变类型较多，有矽卡岩化、蛇纹石化、角岩化、硅化、黄铁矿化、叶腊石化及褐铁矿化等。铜矿化与矽卡岩化、蛇纹石化关系密切，角岩化与钼矿关系较密切，褐铁矿化与氧化铜、氧化铅矿关系密切。

从矿区的多金属矿体产出空间、分布特征、规模、形态、结构、构造及矿石特征分析可知，本矿床为斑岩-矽卡岩型矿床。 3 辉钼矿Re-Os同位素年龄测定 3.1 样品的采集与处理

辉钼矿样品采集于采矿坑道代表性钼矿体中，主要呈脉状(沿裂隙充填)和浸染状。其中：TK1-1为浸染状；TK2-3、TK3-7、TK4-1为脉状；TK1-7、TK3-4为石英脉型。辉钼矿呈铅灰色，自形、半自形、他形鳞片状集合体。较大的辉钼矿晶片有两种形式：第一种是呈放射状、团块状分布于石英脉的两侧；第二种是赋存于花岗斑岩中，分布不均且数量少。浸染状的辉钼矿主要产于花岗斑岩中。所采辉钼矿样品未见有明显的后期改造作用和热液蚀变现象。辉钼矿样品是采用特制工具直接从手标本上获取的，并且在实体显微镜下进行了仔细检查，每件辉钼矿样品的纯度(体积分数)均大于98%。 3.2 分析方法

辉钼矿样品的铼-锇同位素分析在国家地质实验室测试中心铼-锇同位素年代学实验室完成。样品的化学处理流程和质谱测定技术^{[29, 30, 31, 32, 33, 34]}简述如下：

准确称取待分析样品，通过细颈漏斗加入到Carius管底部。缓慢加液氮到有半杯乙醇的保温杯中，成黏稠状(-80~-50℃)。将装好样品的Carius管放到该保温杯中。用适量超纯浓HCl通过细颈漏斗把准确称取的¹⁸⁵Re和¹⁹⁰Os混合稀释剂转入Carius管底部。再依次加入2 mL 10 mol/L的HCl、4 mL 16 mol/L的HNO₃和1 mL30%的H₂O₂，一定要注意一种试剂冻实后再加另一种试剂。当Carius管底溶液冻实后，用液化石油气和氧气火焰加热封好Carius管的细颈部分。擦净表面残存的乙醇，放入不锈钢套管内。轻轻放套管入鼓风烘箱内，待回到室温后逐渐升温到200℃，保温24 h。取出，冷却后在底部冻实的情况下，先用细强火焰烧熔Carius管细管部分一点，使内部压力得以释放。再用玻璃刀划痕，并用烧热的玻璃棒烫裂划痕部分。

将待打开的Carius管放在冰水浴中回温使内容物完全融化，用约20 mL水将管中溶液转入蒸馏瓶中。把内装5 mL超纯水的25 mL比色管放在冰水浴中，以备吸收蒸馏出的OsO₄。连接蒸馏装置，加热微沸30 min。所得OsO₄水吸收液可直接用于ICP-MS测定Os同位素比值。将蒸馏残液转入150 mL Teflon烧杯中待分离铼。

将蒸馏残液置于电热板上，加热近干。加少量水，再次加热近干。重复两次以降低酸度。加入10 mL 5 mol/L的NaOH，稍微加热，促进样品转为碱性介质。转入Teflon离心管中，加入10 mL丙酮，振荡1 min萃取Re。离心后，用滴管直接取上层丙酮相到150 mL已加有2 mL水的Teflon烧杯中，在电热板上50℃加热除去丙酮，然后电热板温度升至120℃加热至干，加数滴浓硝酸和30%过氧化氢，加热蒸干以除去残存的Os。用数滴HNO₃溶解残渣，用水转移到小瓶中，稀释到适当体积，备ICP-MS测定Re同位素比值。

质谱测定采用美国TJA公司生产的电感耦合等离子体质谱仪TJA X-series ICP-MS测定同位素比值。对于Re：选择质量数185、187，用190监测Os。对于Os：选择质量数186、187、188、189、190、192，用185监测Re。
① 地质矿产勘查开发局.中华人民共和国地质图说明书(1∶50 000)新泉幅(G50E016011).福州：福建省地质矿产勘查开发局，1997. 3.3 数据处理及结果

经实验室测试分析，分别得出Re、Os、¹⁸⁷Re、¹⁸⁷Os的质量分数，普Os是根据原子量表^[35]和同位素丰度表^[36]通过¹⁹²Os/¹⁹⁰Os测量比计算得出的,Re、Os质量分数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95%。在此基础上根据公式计算出模式年龄值(表 1)。模式年龄公式为

其中,λ(¹⁸⁷Re衰变常数)=1.666×10^-11 a^-1[37]。

最后，所获Re-Os同位素分析数据采用Isoplot软件作等时线和加权平均值年龄(图 4)。从表 1可见，铜坑钼矿床的辉钼矿的w(Re)为(56 432~365 229)×10^-9，w(¹⁸⁷Re)为(35 469~229 554)×10^-9，w(¹⁸⁷Os)为(68.7~446.7)×10^-9,铜坑辉钼矿的模式年龄为(115.1±1.9)~(116.7±2.2)Ma。从图 4可见,铜坑辉钼矿的模式年龄加权平均值为(115.8±0.8) Ma，MSWD值为0.35;等时线年龄为(115.7±1.1) Ma，其MSWD值为0.55。

图 4 福建铜坑钼矿床中辉钼矿Re-Os同位素等时线年龄(a)和模式年龄加权平均值(b) Fig. 4 Re-Os isotopic isochron diagram (a) and model age diagram (b) of molybdenite separates from the Tongkeng molybdenum deposit,Fujian

图选项

铜坑钼矿床6件辉钼矿Re-Os同位素模式年龄与等时线年龄的一致性表明，所获数据的可信度较高。这表明钼矿形成于早白垩世，钼矿床成矿作用与岩浆活动发生的时间均为燕山晚期(内部资料)。 4.2 成矿物质来源

Re-Os同位素体系不仅可以精确地确定硫化物矿床形成的时间，同时可以示踪成矿物质来源以及指示成矿过程中不同来源物质混入的程度，一般可通过金属硫化物矿床辉钼矿的Re含量来示踪其来源。据孟祥金等^[39]和毛景文等^[40]的研究得知，铜坑钼矿床中成矿物质来源于地幔,这也可从区域上发育一系列NE向地壳断裂和与成矿作用关系密切且来源于地幔的岩浆-热液活动得到证实。 4.3 区域地壳演化与成矿作用

大量研究结果表明，华南构造动力之彻底改变即EW向构造格局转变为NE－NNE向构造是在侏罗纪末－白垩纪初的中燕山运动^[41]，在西太平洋古陆与亚洲大陆的挤压作用达到高潮之后，亚洲东部大陆边缘发生大规模的裂解。李文达等^[42]提出中国东南大陆岩石圈的构造环境经历了176~150 Ma 的挤压、145 Ma由挤压向伸展扩张的转换、125~105 Ma 的扩张增强以及92 Ma左右进入裂解阶段，而中生代大规模的火山-侵入作用和成矿作用主要发生在大陆伸展－地壳减薄期。

从区域构造演化史看，闽西南坳陷带位于政和－大埔断裂带以西、南平－宁化构造岩浆带以南、松溪－长汀断裂带以东的闽西南地区，总体处于地幔坳陷带上^[28]。印支运动NW－SE方向的水平侧向挤压为晚古生代地层主体褶皱构造格架的形成奠定了基础，形成了一系列北北东向断裂及复式背、向斜构造(3条)，从而基本奠定了闽西南地体的总体景观^[43]。燕山期主要表现为继承性断裂活动，燕山晚期晚侏罗世－早白垩世中国东南部基本完成了古亚洲动力学体制向西太平洋动力学体制的转换，即南北挤压应力机制向NW－SE挤压应力机制逆时针方向旋转的动态过程受制于洋壳俯冲消减的活动大陆边缘。在燕山早期碰撞造山期间，由于挤压造山与松弛或伸展交替出现,于165~160 Ma、150~145 Ma出现了松弛或伸展交替，表现在:一方面沿北北东向断裂带发生滑脱；另一方面导致纵向拉伸及沿北西向的走滑和剪切活动，在走滑断裂的某些拐折部分或雁行式走滑断裂之间相互错叠地段，由于走滑断裂的滑移引起的斜向拉分作用而产生构造凹陷，形成一系列北东向呈串珠状排列的走滑拉分盆地。燕山晚期125~105 Ma 的扩张增强以及92 Ma左右进入裂解阶段和大陆伸展－地壳减薄期，是中生代大规模的火山-侵入作用和成矿作用又一重要时期。在大规模走滑和剪切过程中，引起深部幔源的物质上涌，并导致大规模岩浆侵入-次火山-火山喷发活动，往往在壳幔相互作用最强烈的地段形成以盆地流体和深部流体混合为特点的大型矿集区及壳幔相互作用和同熔型花岗岩浆上涌富碱斑岩的斑岩铜矿，而且沿大型走滑带及其次一级韧脆性剪切带的扩容部位或拆离带中发育热液脉型矿床。

闽西南中生代的走滑拉分沉积-火山盆地基本上都沿北北东向展布^{[44, 45, 46]}，古生代地层以组成一系列醒目的北北东向复式背、向斜(自西往东分别为明溪武平复向斜、宣和(或称胡坊－永定)复背斜和大田－龙岩复向斜)及走滑和剪切活动导致的上杭－云霄、安溪－清流北西向断裂带等为主要构造特征，两组构造的复合交汇部位不仅制约着燕山早期的岩浆活动，而且其次级断裂构造及韧脆性剪切带往往为后来成矿作用提供了有利赋矿空间(图 1)。自2006年至今，广大地质工作者先后在闽西南钼矿田东西长120~160 km、南北宽160~184 km、分布面积约29 000 km²的范围内发现各类钼矿床(点)近20处(表 2)，其中连城县姑田矿区郭坑矿段钼(铜)矿床、紫金山铜金矿床外围罗卜岭斑岩型铜(钼)矿床、马坑钼矿床、行洛坑大型钨(钼)矿床和漳平北坑场钼(钨)矿床等以产出规模大和矿石品位高为特征。
① 地矿部福建省地质矿产勘查开发局.中华人民共和国地质图说明书(1∶50 000)新泉幅(G50E016011).福州：福建省地质矿产勘查开发局，1997. 5 结论

1)首次对铜坑钼矿床中的6件辉钼矿样品进行了Re-Os同位素分析，所获同位素模式年龄加权平均值为(115.8±0.8) Ma，等时线年龄为(115.7±1.1) Ma，钼多金属矿床形成于早白垩世。

2)辉钼矿化主要呈浸染状、细脉浸染状分布于岩体外接触带林地组砂岩、酸性火山岩和花岗斑岩岩株中，属斑岩-矽卡岩型钼矿床。与花岗斑岩和酸性火山岩一样属燕山晚期构造-岩浆-流体活动的产物。

3)铜坑钼矿床的6件辉钼矿样品w(Re)为(56 432~365 229)×10^-6，平均225 386×10^-6。通过与其他钼矿床相对比，结合区域构造-岩浆-成矿作用特点，说明成矿物质来源于地幔。

4)通过成矿年龄对比和总结，燕山晚期由挤压向拉张机制转换经历了第一阶段(125~105 Ma )即初始阶段和第二阶段(92 Ma左右)即大陆伸展－地壳减薄阶段，是中生代大规模的火山-侵入作用和成矿作用两个重要阶段。闽西南坳陷带钼的成矿作用受北东向复式背(或向)斜与上杭－云霄(或安溪－清流北西向)基底断裂带复合交汇部位控制，次级断裂构造往往是成矿作用的有利地段和赋矿场所。

5)根据铜坑钼矿床辉钼矿Re-Os同位素年龄，结合矿区外围各类侵入岩(层)体的岩相学特征，可以认为早白垩世大规模构造-岩浆作用及相关流体活动为钼矿床的形成提供了动力、热力、热液和物质来源。

本研究的野外调查与采样工作得到了福建省龙岩市龙腾地质矿业有限公司总经理刘仰炮、张颐高级工程师和蔡元林书记的热情帮助，孙丰月教授对本文提出了很好的修改建议，作者谨表衷心感谢。