矽卡岩型矿床是辽宁宽甸地区主要矿床类型之一，随着找矿勘探工作的深入，先后发现了多处矽卡岩型矿床(点)，如万宝源铜钼矿、宽甸四平街铜矿以及石柱子南山铜矿点等。东北沟钼矿是近些年发现的大型角砾岩型矿床，钼平均品位0.11%，铜品位0.33%~0.78%。虽然近些年对该地区典型矽卡岩型钼矿的控矿条件、矿化特征、成岩成矿时代及动力学背景取得一些认识(胡铁军等，2009; 宋建潮等，2010)，然而对新近发现的受角砾岩筒控制的东北沟钼矿的研究几乎处于空白，其成矿时代、成矿物质来源和成矿构造背景缺乏系统研究。为此，本文对该矿床开展详细的矿相学和年代学研究，查明其成矿时代和形成构造背景，以丰富该地区成矿认识，同时为地质找矿提供理论基础。

1 成矿地质背景

东北沟钼矿位于华北地台北缘东段，中朝准地台胶辽台隆营口-宽甸台拱东部，辽东裂谷中央凹陷带与鸭绿江断裂交汇部位(图 1)，成矿区带属于营口-长白(次级隆起、Pt₁裂谷)Pb-Zn-Fe-Au-Ag-U-B-菱镁矿-滑石成矿带。

区域出露地层主要有下元古界辽河群、上元古界青口系、寒武系、下奥陶统和下白垩统(图 2)。辽河群在研究区主要为里尔峪组、高家峪组和盖县组，浪子山组和大石桥组在研究区未见出露。里尔峪组主要由浅粒岩、变粒岩、偶见夹斜长角闪岩和富镁大理岩，经原岩恢复，主要为酸性火山岩夹中基性火山岩、凝灰岩、碎屑岩及碳酸盐岩；高家峪组岩性为黑色炭质泥砂质板岩，偶见夹含炭质方解石大理岩、云母片岩、千枚岩、炭质板岩；盖县组岩性主要为变质砂岩、石英岩、云母片岩、千枚岩等。青白口系钓鱼台组岩性主要为石英岩、石英砂页岩，南芬组岩性主要为泥灰岩；寒武系主要岩性为灰岩、页岩、砂岩；奥陶系主要岩性为含燧石结核灰岩；下白垩统主要为陆相安山岩、安山质火山碎屑岩等。

区内构造复杂，发育北东向的鸭绿江构造带和北西向的周家屯-万宝构造带，前者由一系列的平行断裂组成，控制了区内岩浆岩、沉积岩和变质岩及矿产的分布，同时也制约着中生代火山的喷发；后者主要由曹家沟向斜和砬子沟-高家沟断裂、钓鱼台-大青沟断裂组成，控制了区内脉岩、沉积岩的分布，同时对铜、金、钼等矿产具有制约作用。

区内侵入岩为石柱子岩体，呈小岩基产于辽河群、青白口系及寒武系中，面积约100 km²，岩石类型为花岗闪长岩、二长花岗岩。岩体内有多条脉岩产出，主要为石英斑岩、闪长玢岩、煌斑岩、辉绿岩等。岩体与地层接触部位具有明显蚀变，主要蚀变有硅化、矽卡岩化、大理岩化等，蚀变与矿化关系密切，区内诸多矿产与该侵入岩关系密切，如万宝源矽卡岩型铜钼矿。

2 矿床地质特征

东北沟钼矿床位于宽甸万宝村西北约9 km处，钼矿(化)体主要赋存在石柱子花岗闪长岩及与侵位于其中的二长花岗岩岩枝有关的爆破角砾岩筒中。该岩筒位于矿区北西向与北东向两组断裂交汇部位，呈等轴状，面积约0.5km²，中心为爆破角砾岩，向外为震裂二长花岗岩、花岗闪长岩，二长花岗岩岩枝中含有小正长斑岩岩脉，二长花岗岩、正长斑岩构成角砾主要成分，胶结物为前两者的岩粉及其蚀变物。与成矿关系密切的二长花岗岩呈岩枝状产于石柱子岩体内部，岩石具花岗结构，块状构造，主要由斜长石(40%)、钾长石(30%)、石英(25%)组成，其次为一定量的黑云母及磁铁矿、锆石等副矿物。矿区地表矿化微弱，经勘查查明钼矿体厚度在几米到100 m以上，向深部伴生金铜矿(矿化)体，且向深部金有增高趋势，铜矿体规模较小，仅局部见有几米厚的铜矿体。矿石类型主要分为2种：一种为细脉浸染型矿石，辉钼矿产于二长花岗岩的石英裂隙中，呈脉状、网脉状，脉宽1~20 mm不等，以辉钼矿化为主，伴有少量黄铁矿化(图 3a)。另一种为角砾岩型矿石，主要产于强烈破碎的构造角砾岩中，矿石中正长斑岩棱角分明，磨圆度不高，硅化明显，辉钼矿呈浸染状分布于强硅化脉中(图 3b)。矿石中金属矿物组合简单，主要为辉钼矿(图 3c)和黄铁矿(图 3d)，含少量方铅矿和黄铜矿；非金属矿物主要为石英，偶见方解石。矿石构造主要为细脉-网脉状构造、浸染状构造和角砾状构造，结构以半自形-他形结构为主。根据矿物共生组合关系及矿石组构，将东北沟钼矿分为3个阶段，即①爆破角砾岩形成阶段，主要由破碎的二长花岗岩和正长斑岩构成，其中含有少量黄铁矿和辉钼矿，角砾常被后期石英硫化物脉胶结；②石英-黄铁矿-辉钼矿阶段(主成矿阶段)，该阶段辉钼矿呈细脉状分布在震裂的二长花岗岩中，见大量辉钼矿和黄铁矿，偶见黄铜矿；③碳酸盐阶段，以发育方解石脉为特征，见少量黄铁矿和辉钼矿。矿床围岩蚀变有钾化、硅化、绢云母化和青磐岩化等，钼矿化常见于绢云母-硅化带和青磐岩化带内，蚀变强弱与钼矿化富集呈正相关关系。

3 样品采集和实验方法

5件测试样品均采自东北沟钼矿区，采集的矿石类型为细脉浸染型矿石。矿石中的主要金属矿物为辉钼矿和黄铁矿，脉石矿物为石英，辉钼矿呈钢灰色微细鳞片状集合体浸染状分布于石英脉中。样品经粉碎后在双目镜下手工挑选，纯度大于99%，样重大于1g。Re-Os同位素测试在中国科学院广州地球化学研究所同位素地球化学国家重点实验室进行，所用仪器为Thermo Scientific X Series 2 ICP-MS，具体处理方法为：称样后，样品依次加入氢氧化钠和氧化钠，放置于马弗炉熔融；丙酮萃取Re后，有机相直接置于电热板上加热挥发，取代三氯CH₄和水萃取Re的步骤；用氯化钠代替硫酸化铈分离纯化Os，以四氧化锇水溶液进样进行ICP-MS测定。分析过程以国标GBW04435和G BW04436为标样，监控化学流程和分析数据可靠性(Sun et al., 2001)。

4 结果与讨论

5件辉钼矿样品Re-Os同位素测试结果见表 1。辉钼矿¹⁸⁷ Re含量为3.21×10^-6~14.68×10^-6，¹⁸⁷Os含量为7.09×10^-9~31.81×10^-9，模式年龄为127.1(±1.4)~132.6(±1.1) Ma。采用¹⁸⁷ Re衰变常数值λ=1.666×10^-11(Smoliar et al., 1996)，利用Isoplot软件计算辉钼矿等时线年龄为128.1(±5.1) Ma(MSWD=10)(图 4a)，加权平均年龄为129.2(± 2.8) Ma(MSWD=15)(图 4b)。

4.1 成矿时代

成矿时代的确定是研究矿床成因和总结区域成矿规律的关键因素之一。近年来，Re-Os同位素体系在地学界应用越来越广泛，尤其是在矿床成矿年龄的应用上(李永峰等，2004；王梁等，2015)。本次对东北沟钼矿床中辉钼矿直接定年，获得的年龄代表矿床的成矿年龄，5件辉钼矿Re-Os同位素模式年龄变化范围为127.1~132.6 Ma(均值为129.2 Ma)，等时线年龄为128.1(±5.1) Ma。Os初始值为0.09(±0.9)×10^-9，接近于0，说明辉钼矿形成时几乎不含¹⁸⁷Os，即¹⁸⁷Os由Re衰变形成，符合Re-Os同位素体系模式年龄计算条件(方俊钦等，2012)。本次获得的Re-Os加权平均模式年龄129.2(±2.8) Ma与等时线年龄128.1(±5.1) Ma吻合较好，说明尽管MSWD值较大，等时线年龄仍可代表辉钼矿的结晶年龄。测年结果表明，东北沟钼矿成矿时代为早白垩世，与赋矿围岩二长花岗岩的成岩时代129.4 Ma(张朋等，2016)一致。因此，钼矿成矿作用与岩浆活动均发生在燕山期，二者是燕山期构造-岩浆-成矿作用的产物。

4.2 成矿物质来源初探

Re-Os同位素体系不仅可以精确厘定矿床的成矿时代，也可以用于示踪成矿物质来源。孟祥金等(2007)总结了与中酸性岩浆活动有关的钼(铜)矿床中辉钼矿Re的同位素数据，认为成矿物质来源于地幔或以幔源为主的矿床中，辉钼矿的Re含量为100×10^-6~1000×10^-6；成矿物质具有壳幔混合来源的矿床中，每克辉钼矿中Re含量多在十几~几十个μg；而成矿物质完全来自壳源(上地壳)的矿床中，辉钼矿Re含量明显降低，为1×10^-6~n×10^-6或更低。毛景文等(2005)研究表明，成岩成矿物质从幔源→壳幔混合源→壳源，辉钼矿的Re含量呈n×10^-4→n×10^-5→n×10^-6依次降低。本文获得东北沟钼矿床辉钼矿w(Re)含量为5.10×10^-6~23.38×10^-6，表明成矿物质来源可能介于壳源-壳幔混合源之间(图 5a)。在Re与Re-Os模式年龄关系图中(图 5b)，2个样品落入壳源Re含量区域，3个样品落入壳幔混合源区域。华北克拉通北缘成矿带多数钼矿床w(Re)含量较低，属于n×10^-6数量级，显示成矿物质主要来源于壳源。本次研究结合前人研究成果，初步判定隶属华北克拉通北缘成矿带的东北沟钼矿成矿物质来源介于壳源和壳幔混合源之间，有可能以壳幔混合源为主。

5.3 成矿动力学背景探讨

毛景文等(2005)认为，中国东北地区中生代大规模成矿作用的地球动力学背景分别为后碰撞造山作用(200~160 Ma)、构造体系大转折(140 Ma左右)和岩石圈大规模快速减薄(~120 Ma)。陈衍景等(2012)认为，东北地区具有早侏罗世(190~160 Ma)和晚侏罗世~早白垩世(140~110 Ma)两期强烈的构造岩浆成矿事件，地球动力学背景为与古太平洋板块开始俯冲和俯冲高峰相对应，还与蒙古-鄂霍茨克洋板块的俯冲、消减、闭合事件相对应。研究表明，古太平洋板块在早侏罗世向西俯冲，并开始影响东北地区(Wu et al., 2011)。基于大量的火成岩年代学同位素地球化学研究，东北地区在早-中侏罗世已经受环太平洋构造体系影响(许文良等，2008)。Wu等(2011)和Yu等(2012)基于小兴安岭-张广才岭地区早侏罗世花岗质和镁铁质岩的研究，认为该地区在中生代期间处于太平洋板块向西俯冲的构造背景中。通过前人的研究，结合本次辉钼矿Re-Os定年结果，我们认为该地区在早侏罗世处于古太平洋板块向欧亚大陆俯冲的地球动力学背景，强烈的俯冲引起深断裂活化，使得区内北西向与北东向断裂交汇部位成为流体的通道和矿化赋矿空间，形成了东北沟钼矿床。

6 结论

(1) 东北沟钼矿床5件辉钼矿Re-Os同位素模式年龄为127.19~132.59 Ma，等时线年龄为128.10(±5.10) Ma，表明成矿时代为早白垩世，与赋矿围岩二长花岗岩成岩时代(129.4 Ma)一致，二者均为燕山期构造-岩浆-成矿作用的产物。

(2) 本文获得东北沟钼矿床中辉钼矿w(Re)含量为5.104×10^-6~23.3843×10^-6，初步判定成矿物质来源介于壳源和壳幔混合源之间，可能以壳幔混合源为主。

(3) 东北沟钼矿床是古太平洋板块向欧亚大陆俯冲构造背景下岩浆活动的产物，强烈的俯冲引起深断裂活化，使得区内北西向与北东向断裂交汇部位成为岩浆侵位、流体活动和成矿的有利空间。