翟德高,刘家军,李俊明,张梅,李泊洋,付旭,蒋胡灿,马立军,漆亮.2016.内蒙古维拉斯托斑岩型锡矿床成岩、成矿时代及其地质意义[J].矿床地质,35(5):1011~1022ZHAI DeGao,LIU JiaJun,LI JunMing,ZHANG Mei,LI BoYang,FU Xu,JIANG HuCan,MA LiJun,QI Liang.2016.Geochronological study of Weilasituo porphyry type Sn deposit in Inner Mongolia and its geological significance[J].Mineral Deposits35(5):1011~1022
DOi:10.16111/j.0258_7106.2016.05.009
内蒙古维拉斯托斑岩型锡矿床成岩、成矿时代及其地质意义
（1 中国地质大学（北京） 地球科学与资源学院， 北京100083； 2 中国地质大学（北 京） 地质过程与矿产资源国家重点实验室， 北京100083； 3 内蒙古自治区地质调查 院， 内蒙古 呼和浩特010020； 4 内蒙古地质勘查有限责任公司， 内蒙古 呼和浩特 010020； 5 内蒙古维拉斯托矿业有限责任公司， 内蒙古 赤峰025350； 6 中国科学院 地球化学研究所 矿床地球化学 国家重点实验室， 贵州 贵阳550002）
第一作者简介翟德高， 男， 1985年生， 副教授， 硕士生导师， 主要从事矿床学和矿 床地球化学方面的研究与教学工作。 Email： dgzhai@cugb.edu.cn
收稿日期2015_08_19；
改回日期2016_07_16
本文受到中国地质调查局整装勘查项目（编号： 12120114077001）、内蒙古自治 区院士项 目（编号： 2014_01_YS01）和高等学校科技创新引智计划（编号： B07011）的联合资助
摘要:维拉斯托Sn矿床为内蒙古中南段地区新发现的大型斑岩型矿床，矿床 的形成与石 英斑岩有密切的成因联系。该斑岩型Sn矿床的发现与该区已发现的维拉斯托和拜仁达坝大型 脉状Cu_Pb_Zn_Ag多金属矿床可能属于同一岩浆_热液成矿体系。虽然前人已对热液脉状Zn_C u矿床和Ag_Pb_Zn矿床有了较多研究，但对新发现的斑岩型锡矿床开展的研究还十分欠缺。 文章首次报道了新发现斑岩型矿床的成岩和成矿年龄。利用LA_ICP_MS方法对石英斑岩中的 锆石进行U_Pb同位素定年，获得的年龄为（135.7±0.9） Ma (MSWD=1.4, n=24)， 表明石 英斑岩的侵位时代为早白垩世。对与Sn矿化密切相关的辉钼矿进行了Re_Os同位素定年，结 果显示辉钼矿的Re_Os同位素等时线年龄为（125.7±3.8） Ma (MSWD=1.7, n=4)， 可代表斑岩型矿床中Sn发生矿化的时间。本次获得的年代学数据表明，该斑岩型矿床成矿年 龄稍晚于成岩年龄，与国内外众多典型斑岩型矿床具有类似特征。新发现的维拉斯托斑岩型 Sn矿床形成于燕山晚期，与该区众多岩浆_热液多金属矿床的形成时代一致，推测矿床的成 岩、成矿过程很可能与中生代岩石圈的伸展构造有关。
关键词:
地球化学；斑岩型Sn矿床；锆石U_Pb；辉钼矿Re_Os；维拉斯托；内蒙 古
文章编号： 0258_7106 (2016) 05_1011_12 中图分类号： P618.44 文献标志码：A
Geochronological study of Weilasituo porphyry type Sn deposit in Inner Mongolia
and its geological significance
and its geological significance
(1 School of Earth Sciences and Resources, China University of Geosciences, Beij ing 100083, China; 2 State Key Laboratory of Geological Processes and Mineral Resources, China University of Geosciences, Beijing 100083, China; 3 Inner Mongo lia Institute of Geological Survey, Hohhot 010020, Inner Mongolia, China; 4 In ner Mongolia Geological Exploration Co., Ltd., Hohhot 010020, Inner Mongolia, Ch ina; 5 Weilasituo Mining Co., Ltd., Chifeng 025350, Inner Mongolia, China; 6 State K ey Laboratory of Ore Deposit Geochemistry, Institute of Geochemistry, Ch inese Academy of Sciences, Guiyang 550002, Guizhou, China)
Abstract:The Weilasituo Sn deposit, which is genetically related to a quartz porp hyry intrusion, is a large_sized porphyry type deposit discovered in the souther n segment of the Da Hinggan Mountains. This deposit, together with the previousl y discovered Weilasituo Cu_Zn and Bairendaba Ag_Pb_Zn vein deposits in this regi on, is possibly dominated by one magmatic_hydrothermal system. No detailed resea rch has been conducted to understand this newly_discovered Sn deposit, although numerous studies have been carried out about the local vein type Zn_Cu and Ag_Pb _Zn mineralization. In this study, the authors firstly report the geochronologic al data of porphyry intrusion and Sn mineralization in Weilasituo. Based on zirc on LA_ICP_MS U_Pb dating results, the authors obtained an age of （135.7±0.9 ） Ma (MSWD=1.4, n=24), indicating that the intrusion of the quartz porphyr y took place in the Early Cretaceous. Molybdenite, which shows a close relations hip with Sn mineralization, has a Re_Os age of （125.7±3.8） Ma (MSWD=1.7, n=4). The obtained geochronological data of magmatism and mineralization in dicate that Sn mineralization was relatively later than porphyry intrusion, comp arable with the reported age data from porphyry type deposits in the world. This newly_discovered Weilasituo porphyry type Sn deposit formed in the late Yanshan ian period, coincident with the formation time of numerous magmatic_hydrothe rmal deposits in this region, implying that the local magmatism and its related mine ralization were possibly associated with Mesozoic lithospheric extension.
Key words:
geochemistry, porphyry type Sn deposit, zircon U_Pb, molybden ite Re_Os, Weilasituo, Inner Mongolia
大兴安岭地区是中国北方重要的银、铅、锌、钼、锡、铁、铜等多金属矿集区，已 发现有维拉斯托Zn_Cu矿床、拜仁达坝Pb_Zn_Ag矿床、双尖子山Ag多金属矿床、黄岗梁Fe_Sn 矿床、大井Cu_Sn矿床、白音诺尔Pb_Zn矿床、边家大院Ag_Pb_Zn矿床等大型_超大型矿床（ 赵一鸣等，1997；刘建明等，2004；刘家军等，2010；翟德高等，2012；匡永生等，2014； 王喜龙等，2014）。其中维拉斯托Zn_Cu矿床和拜仁达坝Pb_Zn_Ag矿床被认为可能受到统一 的岩浆_热液事件控制，两者在成因上具有紧密的联系（刘翼飞等，2014）。虽然前人对这 两个矿床分别在矿相学（刘妍等，2011）、流体包裹体（梅微等，2015）、稳定同位素（江 思宏等，2010）、岩石地球化学（黄丁伶等，2014）、岩石年代学（王新宇等，2013）及成 矿体系（刘翼飞等，2014）等方面有较多的探讨，但对成矿年代没有很好地限定。一方面由 于缺乏直接的证据表明热液脉状Zn_Cu和Pb_Zn_Ag矿床与某一期岩浆活动关系紧密；另一方 面针对热液脉状矿床没有较为理想的矿物用于精确的成矿年代学限定。维拉斯托Sn矿床于20 14年在该区Zn_Cu矿体附近被发现。随着对该区勘查工作的深入，矿床规模已达到大型，且 深部还发现了同锡矿化密切相关的石英斑岩体，这为进一步提升该区成矿理论认识提供了很 好素材。本次研究首次对与维拉斯托锡矿床成矿关系紧密的石英斑岩进行锆石LA_ICP_MS U_ Pb年代学测试，同时对矿床中与锡矿化共生的辉钼矿进行Re_Os同位素年龄分析。精确的年 代学分析对于提高该区成岩、成矿事件发生的动力学背景及区域成矿作用认识等方面均有所 裨益。
区域内的构造组成主要为背斜及次级的挤压构造和断裂。其中断裂以北东向断裂为主，北西 向及近东西向断裂也较为发育，构成了该区近网格状的构造格局（图1）。区域内出露的地 层主要有古元古界黑云母斜长片麻岩，也被称之为锡林浩特杂岩；石炭系海相碎屑岩和碳酸 盐岩；二叠系大石寨组砂岩和林西组粉砂质板岩、泥岩；侏罗系万宝组泥岩和满克 头鄂博组 流纹岩；第四系覆盖（图1）。区内侵入岩主要为石炭纪石英闪长岩和燕山期花岗岩类，其 中石英闪长岩受到区域变质作用的影响呈现轻微片麻理构造，具有弧岩浆活动的特点（刘翼 飞等，2010）。燕山期花岗岩根据矿物组成及颜色的差异可划分出多期。
杂岩体的岩性主要为角闪岩相的黑云母斜长片麻岩，主要由斜长石（50%±）、石英（25%～ 30%）、黑云母（20%～25%）和角闪石（2%～3%）组成。该层位厚度大于917 m，为脉状矿体 主 要的赋存层位之一。石英闪长岩呈岩株状侵位于黑云斜长片麻岩中，使片麻岩呈残留顶盖或 捕掳体形式残留（图2）。岩石主要矿物由斜长石（55%～65%）、石英（15%～20%）、黑云 母 （10%～15%）组成，次要矿物为普通角闪石（3%～7%）。石英闪长岩中锆石的SHRIMP U_Pb 测 年结果为（326.5±1.6）Ma（刘翼飞等，2010）。石英斑岩主要呈岩株状侵入到黑云斜长 片 麻岩和石英闪长岩之中（图2b），斑岩体出现于地表400 m以下。斑晶为半自形至他形石英 ，基质已完全蚀变为钠长石和天河石。矿区内脉岩较少，主要有石英闪长岩脉呈北西向 分布于黑云斜长片麻岩中。
矿区地表可见花岗斑岩侵入到黑云斜长片麻岩之中（图3a），该斑岩体规模、界线尚未确定 ， 可能为石英斑岩的边缘相，也可能为晚期的岩脉或岩墙侵入。在该花岗斑岩体中还发育石英 脉（图3c）。
中部矿化以 锡为主，伴生Cu、Zn等成矿元素，与隐爆角砾岩有关。其中隐爆角砾岩主要呈 岩筒状分布于地表以下0～600 m之间，地表出露范围约200 m×300 m（图2）。角砾成分主 要 由片麻岩、石英闪长岩以及石英斑岩组成，胶结物主要为云英岩化脉和石英脉（图3b） 。浅部矿化为包含Sn、W、Cu、Zn、Mo等成矿元素的石英大脉型矿体，也含石英网脉状矿化 。地表石英脉可穿插花岗斑岩（图3c）和强硅化的锡矿化带（图3d）。浅部石英脉型矿体主 要赋存于北东向的压扭性断裂中。上述3种不同类型的矿体在空间上由深至浅依次产出，与 深部的石英斑岩体有十分密切的关系，为找矿勘探提供了线索。
矿体主要为连续的脉状或大脉状，总体形态较简单，走向基本连续，在倾向 上有分支复合现象。根据化学分析圈定出248条矿体，其中含锡矿体（化）178条，钼矿体（ 化 ）46条，锌矿体（化）21条，以及铜矿体（化）3条。其中达到工业品位的矿体有76条，锡 的储量大于2.8万t，达到大型规模，锡的平均品位为0.9%。各矿体规模大小中以Sn0号矿 体 为主，其资源量占总资源量的50%左右。矿体一般延长数十米至1400 m，厚度一般为0.1 m至十几米。
矿体的围岩蚀变主要以强云英岩化和硅化为主，其中地表可见强硅化蚀变带（图3c 、d），该带内含有锡矿化。深部矿体主要与强云英岩化关系密切，绝大多数锡矿体呈云英 岩化脉的形式产出（图3e、f）。部分深部矿体也与强硅化有关，如锡矿化（图3g）和钼矿 化（图3j）与石英脉有关。此外，矿体不同深度还发育绢云母化、绿帘石化、绿泥石化以及 高岭土化和叶腊石化等蚀变。
金属矿物主要有锡石（图3e）、黝锡矿、闪锌矿（图3f）、辉钼矿（图3h～j ） ，以及少量的方铅矿、黄铜矿、黄铁矿、毒砂及黝铜矿等。非金属矿物主要有石英、白 云母、黄玉、萤石、绢云母、绿泥石等。矿石结构主要有半自形晶粒状结构、半自形片状结 构、他形晶粒状结构等；矿石构造主要有块状、浸染状、细脉状和条带状构造等。
将采集的石英斑岩样品人工破碎后，按常规用重力和磁选方法分选出锆石，然后在双目镜下 挑选锆石。将选出的纯净锆石颗粒和标样一同置于环氧树脂制成靶，然后用于透射光、反 射光及 阴极发光研究。锆石LA_ICP_MS测试分析在中国地质大学（北京）科学研究院LA_ICP_MS实验 室完成。分析使用的激光器型号为美国New Wave公司UP193SS型激光器，激光波长为193 nm 。束斑直径为36 μm，激光频率为10 Hz；预剥蚀时间和剥蚀时间分别为5 s和45 s。实验过 程使用He作为载气，流速为 0.8 L/min。等离子质谱（ICP_MS）型号为美国Agilent公 司生 产的7500a型质谱仪；元素积分时间：U、Th、Pb为20 ms，Si、Zr为6 ms，其他元素为10 ms 。 数据处理软件使用Glitter 4.4.1。年龄计算时以标准锆石TEM为外标进行同位素比值校正 , 标准锆石91500和Qinghu为监控盲样。元素含量以国际标样NIST610为外标，Si为内标计算， NIST612和NIST614做监控盲样，204Pb校正方法同Andersen（2002）的方法。
辉钼矿样品的Re_Os同位素分析在中国科学院地球化学研究所Re_Os同位素实验室完成。化学 分离、ICP_MS测定和数据处理按照Re_Os同位素测试的实验流程与标准执行（漆亮等，2006 ），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，使成粘稠状（-50～-80℃）。放装好样品的Carius管到该保温杯中 。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 。再依次加入适量硝酸和30%H2O2。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 ，使用40 mL水将管中溶液转入蒸馏瓶中。蒸馏分离Os的过程如下，把内装5 mL超纯水的25 m L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O sO4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。萃取分离Re的过程如下，将蒸馏残液置于电热板上加热近干，加少量水加热近干，重 复两次以降低酸度。加入10 mL 5～6 mol/L NaOH，稍微加热，促进样品转为碱性介质。转 入 Teflon离心管中，加入４～10 mL丙酮，振荡1 min萃取Re。在电热板上用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，选择质量数为186、187 、188 、189、190、192，用185监测Re。
为获得矿床锡矿化的成矿时代，对矿床中与锡矿化密切共生的辉钼矿进行了Re_ Os同位素定年，定年结果列于表2。获得辉钼矿Re_Os同位素的模式年龄为（121.1 ±2.2） Ma～（127.7±1.8） Ma，加权平均年龄为（125.2±1.9） Ma（图5a）。获 得辉钼矿Re_Os等时线年龄为（125.7±3.8） Ma（图5b），初始187Os/ 188Os为-0.0012±0.0042。
已有研究表明维拉斯托脉状锌 _铜矿体中发育的白云母的40Ar_39Ar年龄为（133.4±0.8）M a，被认为是维拉斯托脉状锌_铜矿床晚期或最后一次成矿热液活动的时间（潘晓菲等，2009 ），该年龄与拜仁大坝东区银都矿床中白云母的40Ar_39Ar年龄（（1 35±3） Ma）基本一致（常勇等，2010）。基于不同年龄测试方法误差影响的差异，本次研 究认为辉钼矿的封闭温 度较高（约430℃，McInnes et al., 2005），受后期热液、变质和构造事件影响较小（Ste in et al., 2001），相对获得的年龄结果更为可靠。虽然白云母40Ar_ 39Ar年龄要稍早于辉 钼矿年龄，考虑到测试结果的误差影响，确定维拉斯托矿区矿化时间应与辉钼矿的年龄一致 。本次研究获得的石英斑岩年龄与辉钼矿的年龄在误差范围内差别不大（图4、5），进 一步表明维拉斯托锡多金属发生矿化的时间为早白垩世。
本次工作确定维拉斯托矿床的成矿年龄（（125.7±3.8） Ma）与大兴安岭中南段地区众 多岩 浆_热液矿床的形成时间基本一致（图6），如拜仁大坝Ag_Pb_Zn矿床（135 Ma，常勇等，20 10）、黄岗梁Fe_Sn矿床（139.9 Ma，翟德高等，2012）、大井Cu_Sn矿床（138.5 Ma，毛 景 文等，2005）、白音诺尔Pb_Zn_Ag矿床（148 Ma，张德全等，1993）、哈什吐Mo矿床（147 Ma，Zhai et al., 2014）、边家大院Ag_Pb_Zn矿床（147 Ma，未发表数据）、浩布高Pb_Z n 矿床（131.2 Ma，盛继福等，1999）、太平沟Mo矿床（130.1 Ma，翟德高等，2009）等。 对 该区众多矿床成矿年龄进行对比可知，该区燕山期成矿事件集中爆发的时间段约为120～140 Ma，这已成为中国北方最为突出的一个成矿高峰期（毛景文等，2003；2005）。结合区域 成矿规律，可大致总结出该区总体的成矿特点为成矿时间跨度大（120～270 Ma）、短时间 内集中爆发式成矿（120～140 Ma）、成矿元素多元化（Cu_Pb_Zn_Fe_Ag_Au_Mo_W_Sn_REE_U ）、成矿多与中酸性岩浆活动有关、成矿系统较为完整（毛景文等， 2003；2005）。
化在二 叠纪末期，随着古亚洲洋沿着索伦缝合带的最后消失，华北克拉通与西伯利亚板块成为统一 的整体，形成巨型中亚造山带（Xiao et al., 2004），从此之后进入了碰撞后地壳演化阶 段。大兴安岭地区的主体构造单元格架和布局也逐渐形成（刘建明等，2004），形成的火山 _沉积地层构成了区域新的基底。
部分学者通过研究提出大兴安岭中南段地区在早白垩世时期（140～96 Ma），岩石圈发生大 规模面型拆沉和减薄（邵济安等，2005）。这一过程可促使软流层上涌，使古老岩石圈地幔 发生进一步肢解、变形（邵济安等，1998）。该时期太平洋板块形成并向西俯冲，导致深部 软流层继续发生上涌底侵。随后该区岩石圈进入全新的从挤压向伸展转变和巨大减薄阶段（ 肖庆辉等，2006）。这与前人提出的中国东部在中生代时期发生了成矿动力学背景的构造体 质大转折这一结论一致（毛景文等，2003；2005）。此外，在大兴安岭中南段地区先后发现 早中生代的幔源镁铁质堆晶岩和侵入体、早_中侏罗世及早白垩世的基性岩墙群和早白垩世 超基性角闪岩和碱性橄榄玄武岩，都被认为是大兴安岭晚中生代的花岗岩_火山活动为 伸展背景下岩浆演化的一个阶段（邵济安等，1999）。幔源岩石的发现进一步表明中生代早 期大兴安岭地区岩石圈深部处于一种活跃的伸展状态（邵济安等，1998）。岩墙群和花岗岩 大规模的侵位也是岩石圈伸展的重要证据。因此，通过本次年代学研究结果以及结合前人对 区域构造演化的认识，认为维拉斯托Sn矿床很可能形成于早白垩世时期区域岩石圈的伸展构 造背景中。
（2） 新发现的维拉斯托斑岩型Sn矿床与大兴安岭中南段地区众多的岩浆_热液矿 床 形成时代基本一致，推测矿床很可能形成于中生代岩石圈的伸展构造背景之中。
志谢锆石LA_ICP_MS U_Pb分析得到中国地质大学（北京）科学研究院苏 犁老师和张红雨老师的帮助，在此表示感谢。
1区域地质背景
维拉斯托Sn矿床位于大兴安岭中南段铅_锌_银_铜_锡多金属成矿带内。本区大地构造位 置归 属于大兴安岭南段晚古生代增生造山带，其南、北边界分别为西拉木伦河断裂和二连_贺根 山断裂，东以嫩江断裂为界（周振华等，2010a）。区域内的构造组成主要为背斜及次级的挤压构造和断裂。其中断裂以北东向断裂为主，北西 向及近东西向断裂也较为发育，构成了该区近网格状的构造格局（图1）。区域内出露的地 层主要有古元古界黑云母斜长片麻岩，也被称之为锡林浩特杂岩；石炭系海相碎屑岩和碳酸 盐岩；二叠系大石寨组砂岩和林西组粉砂质板岩、泥岩；侏罗系万宝组泥岩和满克 头鄂博组 流纹岩；第四系覆盖（图1）。区内侵入岩主要为石炭纪石英闪长岩和燕山期花岗岩类，其 中石英闪长岩受到区域变质作用的影响呈现轻微片麻理构造，具有弧岩浆活动的特点（刘翼 飞等，2010）。燕山期花岗岩根据矿物组成及颜色的差异可划分出多期。
2矿床地质
2.1矿区地质特征
维拉斯托大型锡多金属矿床矿体主要呈脉状产出，空间上与石英斑岩关系紧密。赋矿围岩主要为黑云斜长片麻岩即锡林浩特杂岩及侵入于 杂岩体中的石炭纪石英闪长岩（图2）。
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图 1维拉斯托和拜仁达坝矿区地质图（底图根据刘翼飞等，2014；Ouyang et al., 2014 修改） Fig. 1Geological map of the Weilasituo and Bairendaba deposits (modified after Liu et al., 2014; Ouyang et al., 2014) |
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图 2维拉斯托Sn矿床地质简图（a）和剖面图（b）（底图根据刘翼飞等，2014修改 ） Fig. 2Geological map (a) and cross_section (b) of the Weilasituo Sn deposit (m odified after Liu et al., 2014) |
矿区地表可见花岗斑岩侵入到黑云斜长片麻岩之中（图3a），该斑岩体规模、界线尚未确定 ， 可能为石英斑岩的边缘相，也可能为晚期的岩脉或岩墙侵入。在该花岗斑岩体中还发育石英 脉（图3c）。
2.2矿体特征
维拉斯托脉状锡多金属矿床矿体产出在垂向深 度上有一定的变化规律。深部矿化以锡为主，伴生等元素，矿化与强云英岩、钠长石、天河石化的石英斑岩有关。
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图 3维拉斯托Sn矿床岩石和矿石产出特征 a. 花岗斑岩与片麻岩的侵入接触关系； b. 地表角砾岩，角砾由石英斑岩组成，胶结成分 为云英岩脉； c. 地表的硅化带含锡矿化，上覆石英脉和花岗斑岩； d. 地表硅化带中含锡 矿化，且硅化带中有石英脉产出； e. 锡石与强云英岩化脉共生产出； f. Sn_Zn矿化与云 英岩脉共生产出； g. 锡石产于石英脉中； h. 辉钼矿产于强云英岩化脉中； i. 辉钼矿与锡石共生产于强云英岩化脉中； j. 辉钼矿产于石英脉中 Fig. 3Occurrences of igneous rocks and mineralization in the Weilasituo Sn dep osit a. Quartz porphyry that intruded into gneiss; b. Breccias from shallow ground; c . Silicification zone with Sn mineralization from shallow ground; d. Sn minerali zation intruded by quartz vein from shallow ground; e. Cassiterite associated wi th greisens; f. Sn_Zn mineralization with greisens; g. Cassiterite in qu artz vei n; h. Molybdenite in greisen vein; i. Molybdenite coexistent with cassiterite in greisens; j. Molybdenite coexistent with quartz Zn、Pb、Nb、Ta |
矿体主要为连续的脉状或大脉状，总体形态较简单，走向基本连续，在倾向 上有分支复合现象。根据化学分析圈定出248条矿体，其中含锡矿体（化）178条，钼矿体（ 化 ）46条，锌矿体（化）21条，以及铜矿体（化）3条。其中达到工业品位的矿体有76条，锡 的储量大于2.8万t，达到大型规模，锡的平均品位为0.9%。各矿体规模大小中以Sn0号矿 体 为主，其资源量占总资源量的50%左右。矿体一般延长数十米至1400 m，厚度一般为0.1 m至十几米。
矿体的围岩蚀变主要以强云英岩化和硅化为主，其中地表可见强硅化蚀变带（图3c 、d），该带内含有锡矿化。深部矿体主要与强云英岩化关系密切，绝大多数锡矿体呈云英 岩化脉的形式产出（图3e、f）。部分深部矿体也与强硅化有关，如锡矿化（图3g）和钼矿 化（图3j）与石英脉有关。此外，矿体不同深度还发育绢云母化、绿帘石化、绿泥石化以及 高岭土化和叶腊石化等蚀变。
金属矿物主要有锡石（图3e）、黝锡矿、闪锌矿（图3f）、辉钼矿（图3h～j ） ，以及少量的方铅矿、黄铜矿、黄铁矿、毒砂及黝铜矿等。非金属矿物主要有石英、白 云母、黄玉、萤石、绢云母、绿泥石等。矿石结构主要有半自形晶粒状结构、半自形片状结 构、他形晶粒状结构等；矿石构造主要有块状、浸染状、细脉状和条带状构造等。
3样品采集与测试方法
石英斑岩样品采自钻探岩芯，样品标高在500 m之下。岩石样品较为新鲜，石英斑晶发育， 部分样品具有天河石化及云英岩化。该斑岩体与矿区锡、钨、锌、钼等矿化密切相关。辉钼 矿样品采自岩芯，包括含矿云英岩化脉（图3h、i）和石英脉（图3j），部分辉钼矿来自 矿体围岩黑云斜长片麻岩中。在一些含矿云英岩化脉中，辉钼矿与锡矿化密切共生（图3i） ，表明钼与锡成矿关系较为紧密。因此，可通过测定辉钼矿的年龄推测该区锡矿化的时间。 将采集的石英斑岩样品人工破碎后，按常规用重力和磁选方法分选出锆石，然后在双目镜下 挑选锆石。将选出的纯净锆石颗粒和标样一同置于环氧树脂制成靶，然后用于透射光、反 射光及 阴极发光研究。锆石LA_ICP_MS测试分析在中国地质大学（北京）科学研究院LA_ICP_MS实验 室完成。分析使用的激光器型号为美国New Wave公司UP193SS型激光器，激光波长为193 nm 。束斑直径为36 μm，激光频率为10 Hz；预剥蚀时间和剥蚀时间分别为5 s和45 s。实验过 程使用He作为载气，流速为 0.8 L/min。等离子质谱（ICP_MS）型号为美国Agilent公 司生 产的7500a型质谱仪；元素积分时间：U、Th、Pb为20 ms，Si、Zr为6 ms，其他元素为10 ms 。 数据处理软件使用Glitter 4.4.1。年龄计算时以标准锆石TEM为外标进行同位素比值校正 , 标准锆石91500和Qinghu为监控盲样。元素含量以国际标样NIST610为外标，Si为内标计算， NIST612和NIST614做监控盲样，204Pb校正方法同Andersen（2002）的方法。
辉钼矿样品的Re_Os同位素分析在中国科学院地球化学研究所Re_Os同位素实验室完成。化学 分离、ICP_MS测定和数据处理按照Re_Os同位素测试的实验流程与标准执行（漆亮等，2006 ），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，使成粘稠状（-50～-80℃）。放装好样品的Carius管到该保温杯中 。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 。再依次加入适量硝酸和30%H2O2。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 ，使用40 mL水将管中溶液转入蒸馏瓶中。蒸馏分离Os的过程如下，把内装5 mL超纯水的25 m L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O sO4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。萃取分离Re的过程如下，将蒸馏残液置于电热板上加热近干，加少量水加热近干，重 复两次以降低酸度。加入10 mL 5～6 mol/L NaOH，稍微加热，促进样品转为碱性介质。转 入 Teflon离心管中，加入４～10 mL丙酮，振荡1 min萃取Re。在电热板上用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，选择质量数为186、187 、188 、189、190、192，用185监测Re。
4分析结果
原位微区微量元素分析表明锆石中Th、U和Pb的含量变化较大，分别为713.2×10-6 ～23150.8×10-6、10251.5×10-6～48147.2×10-6和209.8×10 -6～1043.0×10-6（表1）。所分析锆石的Th/U比值变化范围为0.07～0.48（ 均值为0.19），只有2个值低于0.1，其余所有数据均大于0.1（表1），表明所分析锆石 属于典型的岩浆成因锆石（Belousova et al., 1998 ） 。花岗岩24颗锆石的LA_ICP_MS U_Pb分析结果表明锆石的206Pb/238U 年龄为（132±2） Ma～（139±2） Ma，加权平均年龄为（135.7±0.9） Ma (MSWD=1.4 , n=24)（图4）。在U_Pb年龄谐和图上，所有数据点均在谐和线附近，显示较好的谐和 性。造成所测数据没有落在谐和线上 的原因可能是由于所采的石英斑岩大部分受到较强的云英岩化和天河石化蚀变，可能会造成 U_Pb体系中少量U或Pb同位素的丢失或加入。但根据获得的年龄结果，单个锆石的年龄数据 基本一致（图4），表明测试结果可代表石英斑岩的真实结晶年龄。为获得矿床锡矿化的成矿时代，对矿床中与锡矿化密切共生的辉钼矿进行了Re_ Os同位素定年，定年结果列于表2。获得辉钼矿Re_Os同位素的模式年龄为（121.1 ±2.2） Ma～（127.7±1.8） Ma，加权平均年龄为（125.2±1.9） Ma（图5a）。获 得辉钼矿Re_Os等时线年龄为（125.7±3.8） Ma（图5b），初始187Os/ 188Os为-0.0012±0.0042。
5讨论
5.1成岩、成矿时代
前人对维拉斯托和拜仁达坝地区产出的众多花岗岩类获得的SHRIMP U_Pb年龄为（298.0±2 . 5）Ma ～ （320.5±4.1）Ma（王新宇等，2013），与该区出露的闪长岩体中锆石SHRIMP U_ Pb年龄（326.5±1.6）Ma类似（刘翼飞等，2010）。上述岩体形成时代均早于本次新获得 的 石英斑岩的年龄（（135.7±0.9）Ma），这与野外地质穿插关系一致，即石英斑岩侵入到 早先形成 的岩体中。通过本次的年代学研究工作，也进一步证实本区与锡多金属矿化 关系紧密 的岩体为燕山晚期的石英斑岩，与其他早期的岩体关系不大。
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图 4维拉斯托Sn矿床石英斑岩中锆石U_Pb年龄谐和图（a）和年龄分布直方图（b） Fig. 4Concordia diagram (a) and histogram (b) of zircon U_Pb age of the quartz porphyry from the Weilasituo Sn deposit |
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图 5维拉斯托Sn矿床辉钼矿Re_Os同位素模式年龄（a）和等时线年龄（b） Fig. 5Weighted average Re_Os model age (a) and Re_Os isochron age (b) of molyb denite from the Weilasituo Sn deposit |
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表 2维拉斯托锡矿床辉钼矿Re_Os同位素组成 Table 2Re_Os isotopic data of molybdenites from the Weilasituo Sn deposit |
本次工作确定维拉斯托矿床的成矿年龄（（125.7±3.8） Ma）与大兴安岭中南段地区众 多岩 浆_热液矿床的形成时间基本一致（图6），如拜仁大坝Ag_Pb_Zn矿床（135 Ma，常勇等，20 10）、黄岗梁Fe_Sn矿床（139.9 Ma，翟德高等，2012）、大井Cu_Sn矿床（138.5 Ma，毛 景 文等，2005）、白音诺尔Pb_Zn_Ag矿床（148 Ma，张德全等，1993）、哈什吐Mo矿床（147 Ma，Zhai et al., 2014）、边家大院Ag_Pb_Zn矿床（147 Ma，未发表数据）、浩布高Pb_Z n 矿床（131.2 Ma，盛继福等，1999）、太平沟Mo矿床（130.1 Ma，翟德高等，2009）等。 对 该区众多矿床成矿年龄进行对比可知，该区燕山期成矿事件集中爆发的时间段约为120～140 Ma，这已成为中国北方最为突出的一个成矿高峰期（毛景文等，2003；2005）。结合区域 成矿规律，可大致总结出该区总体的成矿特点为成矿时间跨度大（120～270 Ma）、短时间 内集中爆发式成矿（120～140 Ma）、成矿元素多元化（Cu_Pb_Zn_Fe_Ag_Au_Mo_W_Sn_REE_U ）、成矿多与中酸性岩浆活动有关、成矿系统较为完整（毛景文等， 2003；2005）。
5.2成岩、成矿动力学背景
多数学者认为大兴安岭地区区域构造演化主要包括两个大的阶段，早阶段为晚古生代西伯利 亚古板块与华北古板块碰撞隆升_裂陷_再碰撞的过程，该过程形成了区域的基本构造格架； 晚阶段为中生代时期发生的强烈陆缘活化型构造_岩浆活动，从而引 发了大规模成矿事件（徐志刚等，1993；张永正等，2007；周振华等，2010b）。兴安岭中 南段地区地壳演
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图 6大兴安岭中南段地区地质简图及主要矿产分布图（底图根据Zeng et al., 2009，略 有修改） Fig. 6Geological map and deposit distribution of the southern segment of the D a Hinggan Mountains (base map modified after Zeng et al., 2009) |
部分学者通过研究提出大兴安岭中南段地区在早白垩世时期（140～96 Ma），岩石圈发生大 规模面型拆沉和减薄（邵济安等，2005）。这一过程可促使软流层上涌，使古老岩石圈地幔 发生进一步肢解、变形（邵济安等，1998）。该时期太平洋板块形成并向西俯冲，导致深部 软流层继续发生上涌底侵。随后该区岩石圈进入全新的从挤压向伸展转变和巨大减薄阶段（ 肖庆辉等，2006）。这与前人提出的中国东部在中生代时期发生了成矿动力学背景的构造体 质大转折这一结论一致（毛景文等，2003；2005）。此外，在大兴安岭中南段地区先后发现 早中生代的幔源镁铁质堆晶岩和侵入体、早_中侏罗世及早白垩世的基性岩墙群和早白垩世 超基性角闪岩和碱性橄榄玄武岩，都被认为是大兴安岭晚中生代的花岗岩_火山活动为 伸展背景下岩浆演化的一个阶段（邵济安等，1999）。幔源岩石的发现进一步表明中生代早 期大兴安岭地区岩石圈深部处于一种活跃的伸展状态（邵济安等，1998）。岩墙群和花岗岩 大规模的侵位也是岩石圈伸展的重要证据。因此，通过本次年代学研究结果以及结合前人对 区域构造演化的认识，认为维拉斯托Sn矿床很可能形成于早白垩世时期区域岩石圈的伸展构 造背景中。
6结论
（1） 在维拉斯托斑岩型Sn矿床石英斑岩中，获得锆石LA_ICP_MS U_Pb定年结果为 （135.7±0.9） Ma (MSWD=1.4, n=24)，该年龄稍早于矿床中辉钼矿的Re_Os同位 素年龄（（125.7±3.8） Ma，MSWD=1.7)，表明成岩和成矿均形成于燕山晚期的早白垩 世。 （2） 新发现的维拉斯托斑岩型Sn矿床与大兴安岭中南段地区众多的岩浆_热液矿 床 形成时代基本一致，推测矿床很可能形成于中生代岩石圈的伸展构造背景之中。
志谢锆石LA_ICP_MS U_Pb分析得到中国地质大学（北京）科学研究院苏 犁老师和张红雨老师的帮助，在此表示感谢。
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