CuMo-PbZn-AgAu是最常见的金属组合,常表现为与陆相火山-侵入有关的岩浆热液系统,最典型的为斑岩铜矿成矿系统(Cu(Mo)-PbZn-AgAu)和斑岩钼矿成矿系统(Mo-PbZn-AgAu)。前者备受国内外学者关注和研究,并建立了斑岩铜矿成矿系统模型;后者研究较少,有待进一步开展典型矿床研究,深入剖析斑岩钼矿成矿系统。浙江省治岭头多金属矿,上部为脉状铅锌矿化,中间为金银矿化、隐爆角砾岩型铅锌矿化,深部为斑岩型钼矿化的“三层楼”模式,成为探索斑岩钼矿成矿系统最佳案例。本次研究通过系统的矿床地质、成岩成矿年代学、地球化学、控矿构造、流体包裹体和同位素示踪等方面的研究,建立治岭头岩浆热液-浅成热液成矿系统,丰富斑岩钼矿成矿系统理论。岩浆岩SIMS锆石U-Pb定年结果显示,矿区在早白垩世发生两期岩浆活动:花岗斑岩(113.6±0.7Ma)+含矿火山岩(113.7±1.6Ma);辉绿玢岩(103.6±4.2Ma)+霏细岩(102.8±0.9Ma)。辉钼矿Re-Os年龄为113±2.4Ma,闪锌矿Ar-Ar坪年龄为113.9±4Ma,黄铁矿Rb-Sr年龄为113.1±20.8Ma和106±5Ma,与赋矿岩体年龄一致,表明斑岩型钼矿-铅锌矿-金银矿及含矿岩体隶属同一期岩浆-热液成矿事件。地球化学分析表明,含矿花岗斑岩和火山岩为一套酸性火山-侵入体系,具有高硅、富碱等特征。Sr-Nd-Pb同位素特征显示,花岗斑岩和火山岩均来自中元古代地壳重融,花岗斑岩混染了更多地幔成分。矿构造研究表明,燕山晚期太平洋俯冲作用诱发的岩浆活动形成一套火山-侵入体系,伴生的侵入接触构造、火山角砾岩筒及浅部环状-放射状裂隙,分别控制了斑岩型钼矿、隐爆角砾岩型铅锌矿和脉状铅锌矿及浅成低温热液型金矿的产出与分布。
本文通过硫化物的S-Pb-Sr同位素及REE元素研究,确定治岭头金多金属成矿系统成矿物质来源于矿区早白垩世火山-侵入岩。围岩蚀变、流体包裹体及H-O同位素研究表明,温度控制矿床分带,沸腾减压和大气水混合是引起金属卸载就位主要原因。钼成矿阶段:矿体伴生中高温钾化、硅化、绢云母化等围岩蚀变。流体包裹体中见富液两相包裹体、富气两相包裹体和含子晶多相包裹体。初始成矿流体为中高温、高盐度流体,温度峰值;527℃~550℃,盐度峰值:50.8~62.3 wt% NaClequiv,压力范围:380~386Bar,H-O同位素显示成矿流体为岩浆水。减压沸腾是钼卸载的主要原因。金成矿阶段:早期矿化发生在中矿段,伴生强硅化、绢云母化等围岩蚀变,流体包裹体发育富液两相包裹体、富气两相包裹体及少量含石盐子晶的多相包裹体,温度峰值为:350~390℃,盐度峰值为:0~8wt% NaCl equiv,压力范围:15~350bar。中晚期矿化发生在西矿段,伴生弱硅化、绢云母化和蔷薇辉石化、碳酸盐化等围岩蚀变,早晚两阶段温度-盐度-压力分别为:250~290℃,0~8 wt%NaCl equiv,21~89bar;210~250℃,0~8wt%NaCl equiv,19~92bar。 H-O同位素分析表明,从早期到晚期大气水参与逐渐增强。成矿早期,减压沸腾是金卸载沉淀的主要原因;中晚成矿期,大气水的混合引起金的沉淀。铅锌成矿阶段涉及两类矿化,即隐爆角砾岩型铅锌矿和脉状铅锌矿:前者形成于火山隐爆作用,伴生的围岩蚀变为碳酸盐化、萤石化、绿帘石化,与深部斑岩钼矿顶部碳酸盐化、萤石化遥相呼应,推断继承了斑岩钼矿晚期热液,减压沸腾去气作用引起铅锌沉淀;后者赋存于火山机构伴生断裂中,发育硅化、绢云母化、碳酸盐化,流体包裹体主要为气液两相包裹体,温度峰值为250~390℃,盐度峰值为0~12wt%NaCl equiv,压力范围为22~237bar。成矿流体为中低温环流大气水特点,推断大气水混合引起铅锌沉淀。系统分析表明:晚白垩世,受太平洋板块俯冲角度变大的影响,治岭头矿区处于弧后拉张环境,软流圈上涌引起上地幔部分熔融产生的玄武质岩浆侵位于下地壳底部,诱发中下地壳的广泛熔融形成富含成矿物质的酸性岩浆房。早期酸性岩浆沿断裂上升并喷发到地表,形成隐爆角砾岩筒和断裂组成的火山机构,成为良好的导矿-容矿空间;后期混染更多基性成分的花岗质岩浆,演化末期分异出含有大量金属元素的高温、高盐度、高氧逸度及富氟的H2O-NaCl流体,迁移到斑岩体顶部和围岩裂隙形成钼矿化。同时,一部分流体沿隐爆角砾岩筒向上迁移,形成角砾岩型铅锌矿;另一部分流体沿火山机构伴生断裂向上迁移,与加热循环的大气水混合,先后形成金矿和脉状铅锌矿。