中国秦岭造山带北部Mangling花岗岩中的岩浆演化与钼矿化潜力分析

《Geodesy and Geodynamics》：Magmatic evolution and molybdenum mineralization potential analysis in the Mangling granite, northern Qinling orogenic belt, China

本研究对秦岭造山带北部的马场岭地区钼矿化花岗岩进行岩石学、同位素测年及地球化学分析，揭示其形成于晚燕山期（133.8 Ma），岩浆分异与幔源混合主导成矿，为区域钼矿床成因提供新证据。

　　秦岭造山带是东亚重要的地质构造区域，其复杂的演化历史和丰富的矿产资源使其成为研究大陆演化和金属成矿机制的理想场所。在这一区域，钼矿化带的形成与晚燕山期的岩浆活动密切相关，揭示了燕山期在钼元素富集过程中所扮演的关键角色。通过对北部秦岭地区含矿花岗岩（如正长花岗岩和花岗岩斑岩）的详细研究，科学家们能够更好地理解钼矿成矿的地质背景、岩浆演化过程以及相关的热液活动机制。

钼矿化带的形成往往与特定的岩浆活动密切相关。在秦岭造山带，晚燕山期的岩浆活动不仅改变了区域内的地质结构，还为钼元素的富集提供了必要的热液环境。研究表明，这一时期的岩浆活动主要表现为岩浆的上涌、侵入以及混合过程，这些过程对矿化带的形成具有重要的影响。在这一过程中，岩浆的热液相会携带丰富的金属元素，这些元素在特定的物理化学条件下发生沉淀，最终形成矿体。因此，理解岩浆活动的时间和空间分布，对于揭示钼矿化带的成因具有重要意义。

花岗岩的形成和演化是钼矿成矿研究中的一个关键环节。通过对花岗岩的矿物学、地球化学和同位素分析，科学家们能够追踪其来源和演化路径。例如，研究发现，北秦岭地区的花岗岩主要来源于上地壳的局部熔融，尤其是在古元古代至中元古代的变质基底中。这些花岗岩在形成过程中经历了复杂的熔融、结晶和分异作用，最终形成了富含钼的花岗岩斑岩。此外，花岗岩的化学成分和同位素特征也提供了关于其源区和演化历史的重要信息。例如，通过锆石和钛铁矿的铀-铅同位素测年，研究人员能够确定花岗岩的形成时间和演化阶段，从而更好地理解其与钼矿化之间的关系。

在研究过程中，科学家们采用了多种分析方法，包括岩石学、扫描电镜（SEM）、矿物化学分析、全岩地球化学、锶-钕-铅同位素分析、锆石和钛铁矿的铀-铅测年、锆石的镥-铪同位素分析以及电子探针（EMPA）对关键矿物（如锆石、钛铁矿、黄铁矿、长石、石英和黑云母）的分析。这些方法的综合应用使得研究人员能够从多个角度探讨花岗岩的形成机制和矿化过程。例如，通过分析花岗岩的矿物组合和化学成分，可以推断其结晶条件和演化路径；而通过同位素分析，则能够追踪其源区和演化历史。

花岗岩的矿物组成和化学特征对于理解其成矿作用至关重要。在北秦岭地区的花岗岩中，主要的矿物包括长石（约40%）、石英（约22%）、正长石（约21%）、黑云母（约12%）、钠长石（约3%）、钛铁矿（约2%）和磷灰石（约0.5%）。这些矿物的组合和比例反映了花岗岩的结晶条件和演化历史。例如，长石的含量较高表明该花岗岩经历了较长的结晶过程，而石英和正长石的相对比例则可能与岩浆的冷却速率和结晶顺序有关。此外，钛铁矿和黄铁矿的化学成分分析提供了关于岩浆中金属元素富集的线索，而锆石和黑云母的同位素特征则揭示了花岗岩的源区和演化路径。

在北秦岭地区的花岗岩中，高分异性的花岗岩斑岩是钼矿化的重要载体。这些花岗岩斑岩的形成与岩浆的上升、侵入和混合过程密切相关。研究表明，岩浆在上升过程中会经历分异作用，导致不同矿物的结晶顺序和分布。这一过程不仅影响了花岗岩的化学成分，还为金属元素的富集提供了有利条件。例如，高挥发分的岩浆在上升过程中会经历结晶分异，使得晚期结晶的矿物中富集更多的金属元素。这种机制在北秦岭地区的花岗岩斑岩中得到了充分的验证，表明其在钼矿化过程中起到了关键作用。

此外，研究还发现，花岗岩的氧逸度（fO?）对钼矿化具有重要影响。高氧逸度的环境有利于金属元素的富集和沉淀，因此，花岗岩斑岩中的矿物组合和化学特征往往反映了这一条件。例如，北秦岭地区的花岗岩斑岩中，长石和石英的含量较高，而黑云母和黄铁矿的含量相对较低，这可能与高氧逸度的环境有关。这种环境不仅促进了金属元素的迁移，还为矿体的形成提供了必要的物理化学条件。

在分析过程中，研究人员还关注了花岗岩的形成时间和演化路径。通过对锆石和钛铁矿的铀-铅测年，他们确定了花岗岩的形成时间。例如，研究发现，北秦岭地区的花岗岩形成于约135.6百万年前，而含钼的花岗岩斑岩则形成于约133.8百万年前。这一时间差异表明，花岗岩的形成和矿化过程可能经历了较长的演化阶段，期间发生了多次岩浆活动和热液过程。这些过程不仅影响了花岗岩的化学成分，还为钼矿化提供了必要的热液环境。

综上所述，北秦岭地区的花岗岩和钼矿化带的形成与晚燕山期的岩浆活动密切相关。通过对花岗岩的矿物学、地球化学和同位素分析，研究人员能够揭示其形成机制和演化路径，进而理解钼矿化的过程。这些研究不仅为大陆演化和金属成矿提供了重要的理论依据，还为未来的矿产勘探和资源开发提供了科学指导。