1 引言

兴蒙造山带东缘是中国重要钼矿成矿区之一，继新中国成立初期发现大型大黑山钼矿床以来，近十年来再度相继发现20余座大型、中型及小型内生钼矿床，使得该区成为中国大陆重要的钼成矿区(图 1)，倍受国内外学者的关注和研究(芮宗瑶等，1984；罗铭玖等，1991； Wilde et al.，2010)。通过矿床地质、地球化学和年代学等方面研究，认为该区内生钼矿的成因类型主要有斑岩型、热液交代型矿床，成矿时代主要发生在中生代(罗铭玖等，1991；葛文春等，2007；郭嘉，2009；王成辉等，2009；李立兴等，2009；刘志宏，2009；张苏江，2009；刘莉，2010；孙珍军，2010)，并强调早侏罗世是斑岩型钼矿床的主要成矿期(葛文春等，2007)。由于部分钼矿床勘探和发现较晚，相关的科学研究较少，其研究的不足对准确把握该区矿床的成矿特点、成矿规律、形成时代以及指导找矿均具有重要的影响。为了深入研究区域成矿规律，近年来我们对包括新发现矿床在内的内生钼矿床开展了系统的矿床地质、地球化学和成矿年代学研究，本文以矿床地质特征为基础，在进行矿床成因分类基础上，深入讨论了成矿时代、成矿期和成矿动力学背景，初步确定研究区内生钼矿床的成因类型为斑岩型、接触交代热液型和中高温浅成热液型三类，成矿主要发生在195~165Ma和115~110Ma两个阶段，成矿动力学背景与古太平洋板块和伊泽奈崎板块俯冲欧亚大陆相关。这一成果为深入认识该区钼矿的区域成矿规律和未来地质找矿战略部署提供了科学依据。

2 区域地质概况及成矿地质背景

研究区位于吉林省、黑龙江省中东部，地处兴蒙造山带东缘，夹于西伯利亚板块、华北板块和太平洋板块之间，是一个由额尔古纳地块、兴安地块、松嫩地块和东南部佳木斯地块组成的构造区(邵济安和唐克东，1995；唐克东等，1995；Wu et al.，2000)。其中，兴安地块与额尔古纳地块在早古生代拼合，佳木斯地块与松嫩地块于志留纪末完成对接(葛文春等，2007；孙德有等，2004)，上述块体在二叠纪末期沿西拉木伦河-长春-延吉板块缝合带最终闭合(孙德有等，2004)。研究区早中生代受西伯利亚板块、华北板块和古亚洲洋板块的相互作用，经历了古亚洲洋的闭合，在古亚洲洋闭合后的中新生代，兴蒙造山带与北部的蒙古-鄂霍茨克和东部的太平洋板块相互作用，并受到南部特提斯构造演化的远距离影响，后期构造活动对前期的改造与叠加，导致本区构造十分复杂(陈衍景等，2009)。区域内出露的地层有太古代表壳岩系、元古代、古生代中浅变质岩系以及中生代以来的陆相火山-沉积岩系(吉林省地质矿产局，1988；黑龙江省地质矿产局，1993)。侵人岩有海西期、燕山期花岗杂岩以及少量基性杂岩、碱性花岗岩等(吴福元等，2007)。发育的深大断裂有牡丹江、敦化-密山、依兰-伊通、西拉木伦-长春和塔源-喜桂图断裂(图 1)。研究区经历了古亚洲洋、蒙古-鄂霍茨克海的闭合以及华北板块与西伯利亚板块的最终拼贴等过程，促成本区内生金属矿产资源发育，且成矿具有明显的多阶段性(李晓波，2002；孙景贵等，2006)。

3 钼矿床分布和成因类型 3.1 矿床分布

兴蒙造山带东缘钼矿床的分布大致可划分三个区带：(1) 延边-饶河(鸡东)成矿区；(2) 吉中成矿区；(3) 小兴安岭-张广才岭成矿带。其中延边-饶河(鸡东)成矿区钼矿床(点)主要有东风、砍椽沟、刘生店、新华龙和金场沟等10余座矿床(点)，控矿构造主要以北西向和北北东向为主，赋矿围岩主要为侏罗纪和白垩纪花岗闪长岩、花岗闪长斑岩和二长花岗斑岩；吉中钼矿床(点)主要有大黑山、福安堡等10余座矿床(点)，控矿构造主要以北西向和北东向为主，赋矿围岩主要为侏罗纪二长花岗岩、花岗闪长岩、花岗闪长斑岩；小兴安岭-张广才岭成矿带钼矿床(点)主要有霍吉河和鹿鸣等5座矿床(点)，控矿构造主要以北西向和北东向为主，赋矿围岩主要为侏罗纪二长花岗岩、花岗闪长岩和花岗斑岩。

本文根据野外观察、矿床地质和地球化学特征，将研究区钼矿床划分为斑岩型、接触交代热液型和中高温浅成热液型三类。斑岩型矿床以大黑山、霍吉河、鹿鸣和福安堡钼矿为典型代表，接触交代热液型以东风钼矿为典型代表，中高温浅成热液型以大石河钼矿为典型代表。

矿区内的围岩和侵入岩对矿床形成有一定的制约性，斑岩型钼矿床多产于花岗斑岩、似斑状花岗岩、花岗闪长岩、花岗闪长斑岩和黑云母二长花岗岩内，而接触交代热液型钼矿床多产在花岗质岩类与火山岩、碳酸盐岩地层接触带内，中高温浅成热液型矿床与中深成侵入体有关，各类矿床具体地质特征详见表 1。

3.2 矿化蚀变特征

斑岩型钼矿床矿体受构造裂隙性质及其发育程度控制，矿体类型主要有浸染型、石英细脉型、石英大脉型等；围岩蚀变以钾化、硅化、绢云母化、泥化和青磐岩化为主；成矿阶段主要有细石英脉阶段，宽石英脉阶段，石英大脉阶段，通常最后两个阶段含矿性较好；成矿主要与浅成或超浅成小侵入体有关。接触交代热液型钼矿床矿体形态比较复杂，以扁豆状和透镜状为主；围岩蚀变以绢云母化、碳酸盐化、硅化等为主；成矿阶段主要有基本无矿化的硅、铝、钾交代阶段，钼矿化交代阶段，石英-硫化物阶段，其中，石英-硫化物阶段是辉钼矿的主要形成阶段；成矿作用主要为交代作用。中高温浅成热液型矿体多呈不规则状；围岩蚀变以云英岩化、钾化、硅化等为主；成矿阶段分无矿阶段、石英-黄铁矿阶段、石英-辉钼矿阶段和硫化物石英脉阶段；成矿作用以充填为主。

4 成矿时代和成矿期

世界上钼矿床的成矿时代主要为侏罗纪、白垩纪、始新世和中新世(Kula，2000；Sinclair，2007)。我国钼矿床成岩成矿时代主要为三叠纪、侏罗纪和白垩纪，少数为石炭纪、二叠纪和第三纪(罗铭玖等，1991；Zeng et al.，2010a)。中生代成矿作用强烈，成矿时间上显示多幕式的特点。我们对区内霍吉河(表 2、图 2a)和金场沟(表 3、图 2b)矿床进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素方法定年研究，同时对前人获得的Rb-Sr、K-Ar、LA-ICP-MS、SHRIMP U-Pb和Re-Os等成果进行了全面收集和整理。为了深入考证本区的钼矿成矿阶段，将东北地区包括辽西、大兴安岭在内的钼矿床年代学一并列于表 4，数据反映出研究区钼成矿年龄主要分布在195~165Ma和115~110Ma两个区间(图 3)，这与燕辽钼矿带、东秦岭钼矿带和内蒙古-大兴安岭钼矿年龄存在一定差别(图 3)。研究区内吉中成矿区和小兴安岭-张广才岭成矿带内钼矿床成矿时代相接近，而延边-饶河(鸡东)成矿区钼矿床自西向东成矿时代变新。

5 成矿专属性

有关钼成矿岩体的类型主要有壳源重熔型(壳源壳质、壳源壳幔质和壳源幔质)、幔源岩浆分异型和交代型花岗岩，大多数岩体是在地槽褶皱固结后，燕山期和印支期形成的(罗铭玖等，1991)。研究区侵入体岩石类型较多，与钼矿有关的成矿岩体主要有石英二长岩、闪长玢岩、黑云母二长花岗岩、花岗闪长岩、花岗闪长斑岩和似斑状花岗岩，围岩主要为火山碎屑岩、灰岩等。

5.1 主量元素特征

研究区岩石的SiO₂含量为62.86%~82.9%，属中酸性岩范围(表 5)。(Na₂O+K₂O)含量为4.67%~8.58%。斑岩型矿床四个成矿年龄区间从早到晚SiO₂均值具有减少的特征(80.17%→72.23%→69.04%→68.33％)；K₂O/Na₂O的均值为1.53。接触交代热液型矿床SiO₂均值为67.5％；K₂O/Na₂O均值为0.71％。以钼为主的岩体K₂O含量为3.07%~5.11％。在SiO₂-K₂O图解(图 4)中，样品成分点呈现复杂的岩系特征(钾玄岩系列、高钾钙碱性系列、钙碱性系列)，但大多数样品落入高钾钙碱性系列和高钾钙碱性系列与钾玄岩系列的界限区域内，显示出岩石相对富钾的特征。斑岩型矿床岩石主要为高钾钙碱性系列，接触交代热液矿床(东风)岩石属于钙碱性系列。岩石铝饱和指数A/CNK值在0.82~1.3之间，多小于1.1。A/NK值在1.07~1.88之间。在ACNK-ANK图解中(图 4)，样品数据点落在准-过铝质区域。SiO₂-Ce图解中(图 5)，样品落于I型花岗岩区。La/Sm-La图解(图 5)表明大多数岩浆在演化的过程中发生了结晶分异作用。

5.2 稀土元素和微量元素特征

岩体稀土总量∑REE为47.98×10^-6~162.7×10^-6，轻稀土富集。(La/Yb)_N 值为6.71~35.23，表明轻、重稀土元素的分馏程度较高。δEu为0.6~1.07。从球粒陨石标准化图解上可以看出，稀土元素配分型式呈向右倾(图 6a)，且具有铕负异常，说明岩浆经历了一定程度的斜长石分离结晶作用。

研究区花岗岩的大离子亲石元素(Rb、Sr、Ba等)浓度变化较大。Nb/Ta为10.19~12.35，接近黎彤(1976) 所测的地壳平均值(10.00)，表示区内花岗岩为地壳熔融的产物。微量元素初始地幔标准化图解(图 6b)显示，花岗岩富集Ba、Th、U等大离子亲石元素，亏损Nb、P、Ti等高场强元素，P和Ti的亏损表明岩浆经历了磷灰石、钛铁矿、角闪石、黑云母等含P、Ti矿物的分离结晶。

5.3 构造环境判别

利用多组微量元素构造环境判解图解判别(Pearce et al.，1984)，所有矿床样品数据投影在火山弧花岗岩与同碰撞花岗岩区内，在Y+Nb-Rb、Ta+Yb-Rb和Yb-Ta图解中，仅翠岭和刘生店样品投影点落在同碰撞花岗岩区，大多数矿床投影在火山弧相关的构造背景(图 7)。

5.4 成矿物质来源

对于成矿物质来源，特别是斑岩型钼矿床的研究，国内外学者有着不同的看法，Westra and Keith(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。本文在收集前人资料的基础上，对硫稳定同位素进行了总结，大黑山的δ³⁴S值介于1‰~2.5‰(邢树文等，2007)、东风的δ³⁴S值介于-0.46‰~1.45‰(孙景贵等，2006)，金场沟的δ³⁴S值介于-2.8‰~5.2‰(黄广平等，2007)，都显示出深源或陨石硫的特点。吉黑东部花岗岩类的δ¹⁸O 值多介于6‰~10‰(李之彤和朱群，2001)，反映了成矿流体主要来自深部岩浆。吉黑东部岩体的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr初始比值大多介于0.704~0.706，²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb和²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb比值为：17.557~19.107、15.447~15.837、37.67~39.34，初始钕值较高(吴福元等，1999；李之彤和朱群，2001)。结合Sr、Nd、Pb同位素组成特征，认为成矿物质是下地壳与上地幔的同熔产物。

Mao et al.(1999) 、孟祥金等(2007) 综合分析全国各种类型钼矿床中辉钼矿Re-Os同位素测试数据发现：辉钼矿Re含量为100×10^-6~1000×10^-6，成矿物质来源以地幔物质为主；辉钼矿中Re含量大多在十几微克至几十微克，成矿物质为壳幔混合源；辉钼矿Re含量为1×10^-6~n×10^-6或更低，成矿物质完全来自壳源。研究区Re含量为9.95×10^-6~43.56×10^-6，显示成矿物质主要具有壳幔混合源的特点(图 8a)，这与内蒙古地区钼矿的成矿物质来源相似(图 8b)。

6 成矿动力学背景

在中国，大多数钼矿床形成在华北和华南克拉通边缘，空间分布受区域构造背景控制。东秦岭-大别山和我国东部中生代内生钼矿的形成可能与华北板块与扬子板块、太平洋板块向欧亚板块俯冲共同作用有关(罗铭玖等，1991)。

目前研究区内生钼矿床的成岩成矿年代学资料表明：钼矿床的成矿作用与岩浆侵入相伴而生，成矿作用主要分为侏罗纪和白垩纪两个阶段，成矿年龄分别集中在195~165Ma和115~110Ma，侏罗纪内生钼矿床分布在研究区的中西部，白垩纪内生钼矿床分布在研究区的东部，自西向东成矿年龄变新。事实上，成矿年龄自西向东逐渐变新的现象也见于华北克拉通、中亚造山带、中央造山带、中央造山带的前陆褶冲带(陈衍景等，2009)。说明研究区钼矿是地质历史演化过程中特殊地球动力学背景的产物。

研究区早侏罗纪出现的花岗岩与活动大陆边缘花岗岩具有相同的岩石组合与成分特征(张艳斌，2002)。从区域上看，该类型侏罗纪花岗岩自小兴安岭-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，2001，2005； Zhang et al.，2004)，其构造属性非常类似于现今的太平洋东岸。结合古亚洲洋已于古生代末闭合，欧亚大陆至少在早侏罗纪已处于与板块俯冲有关的构造环境下，这些侏罗纪花岗岩应是古太平洋板块向欧亚大陆俯冲引起岩浆活动的产物(Zeng et al.，2010a)。与强烈的岩浆活动相伴，研究区在早侏罗世发生了大规模的钼矿化作用，推测本文研究的侏罗纪内生钼矿床成矿作用与这一板块的俯冲作用有关。

白垩纪是华北克拉通北缘一个重要的成矿期(Zeng et al.，2010b)。根据古太平洋板块的运动历史，在119~110Ma之间，伊泽奈崎板块北北西向俯冲欧亚大陆(Engebretson et al.，1985；Maruyama and Seno，1986)，从而引发岩浆活动，并伴随着成矿作用。所以，研究区后一个阶段的成矿作用应与伊泽奈崎板块的侧向俯冲运动相联系。

7 结论

本文通过对兴蒙造山带东缘内生钼矿床的矿床地质、地球化学和年代学研究，初步得出以下几点认识：

(1) 初步厘定的钼矿床成因类型有斑岩型、接触交代热液型和中高温浅成热液型，以斑岩型最为发育，其次是接触交代型。

(2) 成矿作用与中酸性岩浆作用密切相关，初步确定斑岩型矿床形成与高钾钙碱性花岗质岩浆作用有关，接触交代热液型矿床形成与钙碱性花岗质岩浆与围岩相互作用有关。

(3) 内生钼矿形成主要有两个阶段，分别为195~165Ma和115~110Ma，其中早侏罗世最为发育；其各阶段的成矿作用分别与古太平洋板块俯冲欧亚大陆和伊泽奈崎板块俯冲欧亚大陆有关。

致谢 野外样品采集得到天宝山、金场沟和霍吉河矿区领导、技术人员的大力支持与帮助；实验过程中得到了北京大学造山带与地壳演化教育部重点实验室赖勇、季建清教授的帮助；中国科学院地质与地球物理研究所刘红涛、曾庆栋、刘建明研究员对文章修改提出许多宝贵意见；在此对以上同志一并致以衷心感谢！