內(nèi)蒙古白乃廟銅金礦床含礦斑巖地球化學(xué)特征剖析與成礦作用探究一、引言1.1研究背景與意義礦產(chǎn)資源作為人類社會發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，在經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會進(jìn)步中扮演著不可或缺的角色。銅和金作為兩種關(guān)鍵的金屬資源，在現(xiàn)代工業(yè)和經(jīng)濟(jì)體系中具有舉足輕重的地位。銅因其良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和耐腐蝕性，被廣泛應(yīng)用于電力、電子、建筑、機械制造等眾多領(lǐng)域。從電力傳輸中的電線電纜，到電子設(shè)備中的電路板，再到建筑中的管道和裝飾材料，銅的身影無處不在。金則由于其稀缺性、穩(wěn)定性和高價值，不僅在珠寶首飾行業(yè)備受青睞，更是作為重要的儲備資產(chǎn)和投資工具，在金融領(lǐng)域發(fā)揮著關(guān)鍵作用。其在國際貨幣體系中的地位以及作為避險資產(chǎn)在經(jīng)濟(jì)動蕩時期的表現(xiàn)，都凸顯了金的重要經(jīng)濟(jì)價值。內(nèi)蒙古白乃廟銅金礦床位于華北板塊北緣中段陸緣增生帶，獨特的大地構(gòu)造位置使其經(jīng)歷了復(fù)雜的地質(zhì)演化過程，為銅金礦床的形成提供了有利的地質(zhì)條件。該礦床是中國北方造山帶中少有的幾個早古生代斑巖銅礦床之一，自被發(fā)現(xiàn)以來，一直受到地質(zhì)學(xué)界的廣泛關(guān)注。眾多學(xué)者對其進(jìn)行了深入研究，然而，對于該礦床含礦斑巖的地球化學(xué)特征以及成礦作用的認(rèn)識，仍然存在諸多爭議和未解之謎。例如，在礦床成因方面，有觀點認(rèn)為其與海相火山噴發(fā)相伴的金屬礦化和斑巖礦化兩個礦化期有關(guān)，也有觀點認(rèn)為其是海相火山沉積-熱液疊加改造形成。在成礦時代的確定上，不同研究方法和數(shù)據(jù)得出的結(jié)論也存在一定差異。深入研究白乃廟銅金礦床含礦斑巖地球化學(xué)及成礦作用，具有極其重要的理論意義和實際應(yīng)用價值。在理論方面，有助于深入了解華北板塊北緣陸緣增生帶的地質(zhì)演化歷史。通過對含礦斑巖地球化學(xué)特征的分析，可以推斷其形成的構(gòu)造環(huán)境、巖漿源區(qū)性質(zhì)以及巖漿演化過程，進(jìn)而為研究該區(qū)域的板塊運動、地殼增生和構(gòu)造變形提供重要依據(jù)。這對于豐富和完善區(qū)域地質(zhì)演化理論具有重要意義，能夠幫助我們更好地理解地球內(nèi)部物質(zhì)循環(huán)和構(gòu)造運動的規(guī)律。在成礦理論方面，研究白乃廟銅金礦床的成礦作用，包括成礦物質(zhì)來源、運移和富集機制等，可以為建立更加完善的斑巖-淺成低溫?zé)嵋撼傻V系統(tǒng)理論提供實例支持，進(jìn)一步豐富和發(fā)展礦床學(xué)理論。從實際應(yīng)用價值來看，白乃廟銅金礦床的研究對指導(dǎo)區(qū)域礦產(chǎn)勘查工作具有重要意義。準(zhǔn)確掌握該礦床的成礦規(guī)律和找礦標(biāo)志，能夠為在華北板塊北緣及類似地質(zhì)構(gòu)造區(qū)域?qū)ふ倚碌你~金礦床提供科學(xué)依據(jù)和理論指導(dǎo)。通過對含礦斑巖地球化學(xué)特征的研究，可以建立有效的地球化學(xué)找礦模型，提高找礦效率，降低勘查成本，有助于發(fā)現(xiàn)更多的銅金礦產(chǎn)資源，緩解我國對銅金等關(guān)鍵金屬資源的需求壓力，保障國家資源安全和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀自白乃廟銅金礦床被發(fā)現(xiàn)以來，國內(nèi)外學(xué)者圍繞其地質(zhì)特征、地球化學(xué)、成礦作用等方面展開了廣泛研究。在地質(zhì)特征研究上，已明確該礦床處于華北板塊北緣新元古代褶皺增生帶，區(qū)內(nèi)出露地層以中元古界白乃廟組為主，其原巖為海底噴發(fā)的基性—中酸性火山熔巖、凝灰?guī)r夾正常沉積的碎屑巖和碳酸鹽，是主要的容礦地層。巖漿巖主要有石英閃長巖、花崗閃長斑巖及白云母花崗巖，其中花崗閃長斑巖與礦化關(guān)系密切，呈NWW-近EW向分布于礦區(qū)中部和北部，為加里東晚期沿白乃廟組綠片巖層間斷裂侵入形成。礦區(qū)構(gòu)造以走向近EW、傾向S的單斜構(gòu)造為主，斷裂構(gòu)造發(fā)育，東西向斷裂對成礦有重要控制作用。在地球化學(xué)研究方面，早期工作主要集中在巖石主量元素分析，用以判斷巖石類型和巖漿演化趨勢。隨著分析技術(shù)的進(jìn)步，微量元素和同位素地球化學(xué)研究逐漸深入。如對硫同位素的研究顯示，硫化物的δ3?S值變化范圍為-0.6‰--6‰，顯示出幔源硫的特征，表明成礦物質(zhì)可能與深部地幔有關(guān)。對碳、氫、氧同位素研究發(fā)現(xiàn)，石英流體包裹體中的δ1?O值在-3.2‰-5.5‰之間，δD變化范圍為-94.2‰--69‰，熱液方解石的δ13CPDB為-5.4‰--2.4‰，δ1?OSMOW為-3.1‰-10.9‰，表明南、北礦帶不同成礦階段流體主要來自巖漿系統(tǒng)，但南礦帶流體顯示有更多大氣降水和殼源物質(zhì)的加入。在成礦作用研究中，關(guān)于礦床成因存在多種觀點。部分學(xué)者認(rèn)為是海相火山沉積(變質(zhì))—熱液疊加(富集)復(fù)成因礦床，也有學(xué)者認(rèn)為是與中酸性淺成侵入巖有關(guān)的斑巖型銅礦床，還有觀點認(rèn)為是海相火山成因銅多金屬礦床。在成礦時代的確定上，呂釗等人通過LA-MC-ICP-MS鋯石U-Pb方法測年，認(rèn)為白乃廟銅礦化時代為432-447Ma，為晚奧陶世—早志留世，與花崗閃長巖侵位有關(guān)；白乃廟金礦床形成于430Ma左右，與白云母花崗巖侵位帶來的豐富熱液有關(guān)。盡管已取得上述研究成果，但仍存在一些研究空白與不足。在地球化學(xué)方面，對含礦斑巖的稀土元素配分模式及其反映的巖漿源區(qū)特征研究還不夠深入，微量元素之間的相關(guān)性及在成礦過程中的指示意義也有待進(jìn)一步挖掘。在成礦作用方面，雖然提出了多種成因觀點，但缺乏綜合多方面證據(jù)的深入對比研究，尚未形成統(tǒng)一的、被廣泛接受的礦床成因模型。對于成礦過程中流體的運移路徑和富集機制，以及構(gòu)造活動對成礦的具體控制作用等方面，研究也較為薄弱。此外，白乃廟銅金礦床與區(qū)域內(nèi)其他礦床的成礦聯(lián)系以及在區(qū)域成礦系統(tǒng)中的位置和作用，也需要進(jìn)一步研究探討。1.3研究內(nèi)容與方法本研究旨在深入剖析內(nèi)蒙古白乃廟銅金礦床含礦斑巖地球化學(xué)特征及其成礦作用，通過系統(tǒng)研究，期望能為該礦床的成因解釋提供更全面、準(zhǔn)確的依據(jù)，并為區(qū)域礦產(chǎn)勘查提供理論指導(dǎo)。具體研究內(nèi)容與方法如下：1.3.1研究內(nèi)容含礦斑巖地球化學(xué)特征分析主量元素分析：對采自白乃廟銅金礦床的含礦斑巖樣品進(jìn)行主量元素測試，包括SiO?、Al?O?、Fe?O?、MgO、CaO、Na?O、K?O等主要氧化物含量的測定。通過分析主量元素組成，確定含礦斑巖的巖石類型，依據(jù)TAS圖解等分類方法，明確其屬于花崗閃長斑巖、石英閃長斑巖等具體巖石類型。研究主量元素在不同樣品中的變化規(guī)律，探討巖漿的演化趨勢，如通過SiO?-K?O關(guān)系圖分析巖漿的堿度變化，判斷巖漿在演化過程中是否經(jīng)歷了結(jié)晶分異作用。微量元素分析：精確測定含礦斑巖中微量元素含量，重點關(guān)注與成礦密切相關(guān)的元素，如Cu、Au、Mo、Zn等成礦元素，以及具有指示意義的微量元素，如Rb、Sr、Ba、Nb、Ta、Zr、Hf等。運用微量元素蛛網(wǎng)圖，將樣品微量元素含量與原始地?；蛳嚓P(guān)標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對比，分析元素的富集或虧損情況，判斷巖漿源區(qū)性質(zhì)和構(gòu)造環(huán)境。例如，高的Rb/Sr比值可能指示巖漿源區(qū)具有較高的部分熔融程度或受到地殼物質(zhì)的混染。通過研究微量元素之間的相關(guān)性，揭示元素在巖漿演化和成礦過程中的遷移和富集規(guī)律，如Cu與Mo的正相關(guān)關(guān)系可能暗示它們在成礦過程中有相似的來源和遷移機制。稀土元素分析：準(zhǔn)確測量含礦斑巖中稀土元素（REE）含量，包括輕稀土元素（LREE：La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu）和重稀土元素（HREE：Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu）。繪制稀土元素配分模式圖，分析稀土元素的分餾特征，如LREE/HREE比值、(La/Yb)N比值等，判斷巖漿源區(qū)的性質(zhì)和深度。平坦的稀土元素配分模式可能暗示巖漿源區(qū)較淺且受到較少的分異作用，而明顯的輕重稀土分餾則可能與深部源區(qū)或強烈的結(jié)晶分異有關(guān)。研究Eu異常（δEu）的特征，正Eu異?；蜇?fù)Eu異常能反映巖漿演化過程中斜長石等礦物的結(jié)晶或熔融情況，對探討巖漿的演化歷史具有重要意義。成礦作用探討成礦物質(zhì)來源研究：綜合運用多種同位素地球化學(xué)方法，如硫同位素（δ3?S）、鉛同位素（2??Pb/2??Pb、2??Pb/2??Pb、2??Pb/2??Pb）、氫氧同位素（δD、δ1?O）等，研究成礦物質(zhì)的來源。硫同位素可判斷硫的來源是來自地幔、地殼還是生物成因，如白乃廟銅金礦床硫化物的δ3?S值顯示出幔源硫的特征，表明成礦物質(zhì)可能與深部地幔有關(guān)。鉛同位素組成可以示蹤鉛的來源，判斷其是來自上地殼、下地殼還是地幔，通過對比不同樣品的鉛同位素比值，確定成礦鉛的主要來源。氫氧同位素分析可以確定成礦流體中水的來源，是巖漿水、大氣降水還是變質(zhì)水，結(jié)合礦床地質(zhì)特征，探討成礦流體與成礦物質(zhì)的來源關(guān)系。成礦流體性質(zhì)與演化研究：對含礦斑巖中的流體包裹體進(jìn)行詳細(xì)研究，包括流體包裹體的巖相學(xué)觀察，確定包裹體的類型，如氣液兩相包裹體、含子礦物多相包裹體等。通過顯微測溫技術(shù)，測定包裹體的均一溫度、冰點溫度等，計算成礦流體的鹽度、密度等物理參數(shù)，了解成礦流體的性質(zhì)。利用激光拉曼光譜分析技術(shù)，確定包裹體中氣相和液相的成分，如CO?、CH?、H?S、NaCl等，研究成礦流體的化學(xué)組成及其在成礦過程中的變化。通過不同成礦階段流體包裹體特征的對比，探討成礦流體的演化過程，包括溫度、壓力、成分等方面的變化，分析其對成礦元素遷移和富集的影響。成礦過程與機制研究：結(jié)合礦床地質(zhì)特征、地球化學(xué)數(shù)據(jù)以及前人研究成果，重建白乃廟銅金礦床的成礦過程。分析成礦過程中構(gòu)造活動、巖漿作用與成礦作用的耦合關(guān)系，探討構(gòu)造活動如何控制巖漿的侵位和運移，以及巖漿活動如何為成礦提供物質(zhì)和能量來源。研究成礦元素在巖漿期后熱液中的遷移形式和沉淀機制，如溫度、壓力、pH值、Eh值等物理化學(xué)條件的變化如何導(dǎo)致成礦元素的富集和沉淀。建立白乃廟銅金礦床的成礦模式，綜合考慮成礦物質(zhì)來源、成礦流體演化、構(gòu)造控制等因素，闡述礦床的形成過程和機制，為區(qū)域成礦規(guī)律研究和找礦預(yù)測提供理論基礎(chǔ)。1.3.2研究方法野外地質(zhì)調(diào)查：在白乃廟銅金礦床開展詳細(xì)的野外地質(zhì)調(diào)查工作，對礦區(qū)的地層、構(gòu)造、巖漿巖等地質(zhì)要素進(jìn)行全面觀察和記錄。繪制1:10000或更大比例尺的地質(zhì)圖，詳細(xì)標(biāo)注含礦斑巖的出露位置、產(chǎn)狀、形態(tài)以及與圍巖的接觸關(guān)系。觀察并記錄礦區(qū)內(nèi)的斷裂構(gòu)造、褶皺構(gòu)造的特征和分布規(guī)律，分析其對含礦斑巖侵位和成礦的控制作用。對礦區(qū)內(nèi)不同類型的巖石進(jìn)行詳細(xì)的巖性描述，包括巖石的顏色、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、礦物組成等，采集具有代表性的巖石樣品，為后續(xù)室內(nèi)分析提供基礎(chǔ)材料。樣品采集與處理：在野外地質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)采集含礦斑巖樣品。采樣時遵循代表性、隨機性和系統(tǒng)性原則，確保采集的樣品能夠全面反映含礦斑巖的特征。對于不同巖性、不同蝕變程度以及不同構(gòu)造部位的含礦斑巖，均進(jìn)行了針對性采樣。采集的樣品經(jīng)過清洗、晾干后，進(jìn)行初步的粉碎和縮分處理，然后送往專業(yè)實驗室進(jìn)行進(jìn)一步加工和分析測試。地球化學(xué)分析測試主量元素分析：采用X射線熒光光譜儀（XRF）對含礦斑巖樣品的主量元素進(jìn)行分析。將樣品制成玻璃熔片，在XRF儀器上進(jìn)行測試，通過標(biāo)準(zhǔn)曲線法計算各主量元素的含量。分析過程中，嚴(yán)格按照儀器操作規(guī)程進(jìn)行操作，并采用國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控，確保分析數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。微量元素和稀土元素分析：利用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）測定含礦斑巖樣品中的微量元素和稀土元素含量。樣品經(jīng)過酸溶或堿熔等前處理方法溶解后，在ICP-MS儀器上進(jìn)行測試。分析過程中，采用多內(nèi)標(biāo)元素校正法對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，以消除儀器漂移和基體效應(yīng)的影響，同時使用國際標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行質(zhì)量控制，保證分析結(jié)果的精度和準(zhǔn)確性。同位素分析：硫同位素分析采用氣體同位素質(zhì)譜儀，將樣品中的硫化物轉(zhuǎn)化為二氧化硫氣體后進(jìn)行測試，分析其δ3?S值。鉛同位素分析通過熱電離質(zhì)譜儀（TIMS）或多接收電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（MC-ICP-MS）進(jìn)行，樣品經(jīng)過化學(xué)分離和純化后，在儀器上測定2??Pb/2??Pb、2??Pb/2??Pb、2??Pb/2??Pb比值。氫氧同位素分析利用激光氟化法或熱解法將樣品中的水提取出來，然后通過氣體同位素質(zhì)譜儀測定δD和δ1?O值。在同位素分析過程中，均采用國際標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行校準(zhǔn)和質(zhì)量監(jiān)控，確保分析數(shù)據(jù)的可靠性。流體包裹體研究：利用偏光顯微鏡對含礦斑巖中的流體包裹體進(jìn)行巖相學(xué)觀察，確定包裹體的類型、大小、形狀、豐度以及在礦物中的分布特征。采用冷熱臺對流體包裹體進(jìn)行顯微測溫，測量均一溫度和冰點溫度，通過相關(guān)公式計算成礦流體的鹽度和密度。利用激光拉曼光譜儀對流體包裹體的成分進(jìn)行分析，確定包裹體中氣相和液相的化學(xué)成分。在流體包裹體研究過程中，嚴(yán)格控制實驗條件，確保測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。數(shù)據(jù)分析與處理：運用多種數(shù)據(jù)分析軟件和方法，對地球化學(xué)分析測試數(shù)據(jù)和流體包裹體研究數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析。利用Excel、Origin等軟件繪制各種地球化學(xué)圖解和圖表，如TAS圖解、微量元素蛛網(wǎng)圖、稀土元素配分模式圖等，直觀展示數(shù)據(jù)特征和變化規(guī)律。采用統(tǒng)計學(xué)方法，如相關(guān)性分析、聚類分析等，研究元素之間的相互關(guān)系和數(shù)據(jù)的分布特征。運用地質(zhì)建模軟件，結(jié)合礦床地質(zhì)特征和地球化學(xué)數(shù)據(jù)，建立白乃廟銅金礦床的成礦模型，直觀展示成礦過程和機制。二、區(qū)域地質(zhì)背景2.1大地構(gòu)造位置內(nèi)蒙古白乃廟銅金礦床位于華北板塊北緣中段陸緣增生帶，該區(qū)域處于古亞洲洋構(gòu)造域與濱太平洋構(gòu)造域的結(jié)合部位，經(jīng)歷了復(fù)雜而漫長的地質(zhì)演化過程，大地構(gòu)造位置獨特且重要。華北板塊北緣在地質(zhì)歷史時期是多個板塊相互作用的地帶，經(jīng)歷了古亞洲洋的開合、板塊俯沖、碰撞造山等一系列重大地質(zhì)事件。在早古生代，古亞洲洋板塊向華北板塊俯沖，使得華北板塊北緣處于活動大陸邊緣環(huán)境，這一過程導(dǎo)致了強烈的巖漿活動和構(gòu)造變形，為白乃廟銅金礦床的形成奠定了基礎(chǔ)。白乃廟地區(qū)在這一構(gòu)造背景下，發(fā)育了一系列與板塊俯沖相關(guān)的地質(zhì)構(gòu)造和巖漿巖組合。俯沖作用使得洋殼物質(zhì)發(fā)生部分熔融，形成的巖漿上升侵位，為成礦提供了物質(zhì)和能量來源。同時，俯沖過程中產(chǎn)生的構(gòu)造應(yīng)力場，控制了巖漿的運移通道和就位空間，也對成礦元素的遷移和富集起到了重要的控制作用。在中元古代，華北板塊北緣經(jīng)歷了陸殼裂解和擴(kuò)張，形成了一系列裂谷和海槽，白乃廟地區(qū)可能處于這樣的構(gòu)造環(huán)境中，接受了來自深部地幔和陸殼的物質(zhì)沉積，這些早期沉積的物質(zhì)可能包含了成礦元素的初始富集，為后期成礦提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。隨著地質(zhì)演化進(jìn)入新元古代，該區(qū)域發(fā)生了陸殼增生和褶皺變形，使得早期沉積地層發(fā)生變質(zhì)和變形，形成了白乃廟組等變質(zhì)巖系，這些變質(zhì)巖系成為了白乃廟銅金礦床的主要容礦地層。到了晚古生代，隨著古亞洲洋的閉合，華北板塊與相鄰板塊發(fā)生碰撞造山，白乃廟地區(qū)受到強烈的擠壓和構(gòu)造變形，形成了復(fù)雜的褶皺和斷裂構(gòu)造。這些構(gòu)造不僅對早期形成的礦床起到了改造和再富集的作用，還為后期巖漿活動和成礦作用提供了新的通道和空間。例如，東西向斷裂構(gòu)造在區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力作用下多次活動，控制了花崗閃長斑巖等巖漿巖的侵位，而花崗閃長斑巖與礦化關(guān)系密切，其侵位過程中攜帶的成礦熱液在有利的構(gòu)造部位發(fā)生沉淀，形成了銅金礦床。華北板塊北緣中段陸緣增生帶獨特的大地構(gòu)造位置，使其在地質(zhì)歷史時期經(jīng)歷了多種地質(zhì)作用的疊加和改造，為白乃廟銅金礦床的形成提供了得天獨厚的地質(zhì)條件。通過對該地區(qū)大地構(gòu)造位置的研究，可以更好地理解礦床形成的區(qū)域構(gòu)造背景，為深入研究礦床的地球化學(xué)特征和成礦作用提供重要的基礎(chǔ)。2.2地層研究區(qū)內(nèi)出露的地層較為多樣，從老到新主要有中元古界白銀都西群、白乃廟組，中志留統(tǒng)徐尼烏蘇組，下二疊統(tǒng)三面井組以及上侏羅統(tǒng)大青山組等。其中，白乃廟組地層分布范圍最為廣泛，是白乃廟銅金礦床的關(guān)鍵容礦地層，在礦床的形成過程中扮演著重要角色。白乃廟組原巖為海底噴發(fā)的基性—中酸性火山熔巖、凝灰?guī)r夾正常沉積的碎屑巖和碳酸鹽，經(jīng)歷了復(fù)雜的地質(zhì)作用后，現(xiàn)呈中淺變質(zhì)的綠片巖、長英片巖組合。該組共劃分為五個巖性段，在礦區(qū)呈近EW向展布。第一、三、五巖性段以綠片巖為主，綠片巖主要由綠泥石、綠簾石、陽起石等礦物組成，這些礦物的形成與區(qū)域變質(zhì)作用密切相關(guān)。在變質(zhì)過程中，原巖中的礦物在溫度、壓力和流體的作用下發(fā)生重結(jié)晶和變質(zhì)反應(yīng)，形成了綠片巖特有的礦物組合和結(jié)構(gòu)構(gòu)造。綠片巖的結(jié)構(gòu)較為致密，片理構(gòu)造發(fā)育，這使得其在一定程度上能夠為成礦流體的運移和礦質(zhì)的沉淀提供良好的空間和通道。第二、四巖性段則以長英片巖為主，局部夾薄層含鐵石英巖。長英片巖主要由長石、石英和少量云母等礦物組成，其礦物粒度相對較細(xì)，片理也較為發(fā)育。含鐵石英巖的出現(xiàn)則表明在白乃廟組沉積時期，沉積環(huán)境存在一定的氧化還原變化，鐵元素在特定條件下發(fā)生富集，形成了含鐵石英巖夾層。這些含鐵石英巖夾層不僅記錄了當(dāng)時的沉積環(huán)境信息，還可能對成礦作用產(chǎn)生一定的影響，例如其中的鐵元素可能在后期的成礦過程中參與化學(xué)反應(yīng)，為成礦提供物質(zhì)基礎(chǔ)。白乃廟組作為容礦地層，其巖石特征和地質(zhì)演化歷史與銅金礦床的形成緊密相連。海底噴發(fā)的火山巖為成礦提供了初始的物質(zhì)來源，火山活動過程中，深部的巖漿攜帶了豐富的成礦元素，如銅、金、鉬等，隨著火山噴發(fā)，這些元素被帶到地表或淺部地層中。正常沉積的碎屑巖和碳酸鹽則在一定程度上影響了成礦流體的運移和礦質(zhì)的沉淀。碎屑巖的孔隙結(jié)構(gòu)和滲透率會影響成礦流體的流動速度和方向，而碳酸鹽巖中的化學(xué)成分可能與成礦流體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，促進(jìn)礦質(zhì)的沉淀和富集。此外，白乃廟組經(jīng)歷的區(qū)域變質(zhì)作用對礦床的形成和改造也具有重要意義。變質(zhì)作用過程中，巖石中的礦物發(fā)生重結(jié)晶和變形，形成了新的礦物組合和構(gòu)造，這不僅改變了巖石的物理化學(xué)性質(zhì)，還可能促使成礦元素進(jìn)一步富集和遷移，最終形成了白乃廟銅金礦床。2.3構(gòu)造研究區(qū)構(gòu)造活動頻繁，經(jīng)歷了多期次的構(gòu)造運動，形成了復(fù)雜的構(gòu)造格局，對巖漿活動與成礦作用產(chǎn)生了顯著的控制作用。礦區(qū)總體構(gòu)造表現(xiàn)為走向近EW、傾向S的單斜構(gòu)造，這種單斜構(gòu)造的形成與區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場密切相關(guān)。在區(qū)域構(gòu)造演化過程中，受到來自不同方向的擠壓應(yīng)力作用，使得地層發(fā)生傾斜和變形，從而形成了現(xiàn)今的單斜構(gòu)造形態(tài)。這種構(gòu)造形態(tài)為成礦流體的運移和礦質(zhì)的沉淀提供了一定的空間和通道，對礦床的形成具有重要影響。例如，成礦流體在單斜構(gòu)造的地層中運移時，由于地層的傾斜，流體的流動方向和速度會發(fā)生變化，在一些有利的構(gòu)造部位，如地層的轉(zhuǎn)折處或?qū)娱g裂隙發(fā)育處，礦質(zhì)更容易沉淀富集，形成礦體。斷裂構(gòu)造在礦區(qū)內(nèi)十分發(fā)育，其中東西向斷裂構(gòu)造最為重要。這些東西向斷裂構(gòu)造經(jīng)歷了多次活動，在不同的地質(zhì)時期，受到不同構(gòu)造應(yīng)力場的作用，斷裂發(fā)生了多次的開啟和閉合。在加里東晚期，區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場發(fā)生變化，東西向斷裂構(gòu)造再次活動，為花崗閃長斑巖的侵入提供了通道和空間?；◢忛W長斑巖呈NWW-近EW向分布于礦區(qū)中部和北部，正是沿著白乃廟組綠片巖層間斷裂侵入形成的?；◢忛W長斑巖與礦化關(guān)系密切，其侵入過程中攜帶了大量的成礦熱液，這些熱液在斷裂構(gòu)造及其附近的有利部位發(fā)生沉淀，形成了銅金礦床。此外，東西向斷裂構(gòu)造還控制了成礦熱液的運移方向和范圍，使得礦化主要集中在斷裂構(gòu)造附近的一定區(qū)域內(nèi)。除東西向斷裂構(gòu)造外，礦區(qū)內(nèi)還發(fā)育NE向構(gòu)造，該構(gòu)造以斷裂為主。NE向斷裂構(gòu)造對礦體主要起破壞作用，在成礦后，NE向斷裂構(gòu)造的活動使得早期形成的礦體發(fā)生錯動和位移，破壞了礦體的連續(xù)性和完整性。例如，受成礦后NE向白乃廟斷裂構(gòu)造的影響，礦體產(chǎn)狀由東向西發(fā)生一定的變化，其中Ⅶ礦段礦體產(chǎn)狀變化顯著，走向近SN，傾向W。然而，部分NE向斷裂(帶)中具石英脈型或蝕變巖型金礦化。這是因為在斷裂活動過程中，巖石發(fā)生破碎和變形，形成了大量的裂隙和孔隙，為成礦熱液的運移和礦質(zhì)的沉淀提供了空間。成礦熱液在這些斷裂帶中運移時，與圍巖發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致圍巖發(fā)生蝕變，同時礦質(zhì)在有利的部位沉淀富集，形成了石英脈型或蝕變巖型金礦體。褶皺構(gòu)造在研究區(qū)也有一定程度的發(fā)育。褶皺構(gòu)造的形成與區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場的擠壓作用密切相關(guān)，在構(gòu)造應(yīng)力的作用下，地層發(fā)生彎曲和褶皺，形成了各種形態(tài)的褶皺構(gòu)造。褶皺構(gòu)造對巖漿活動和成礦作用也具有一定的控制作用。在褶皺的核部和翼部，巖石的應(yīng)力狀態(tài)和物理化學(xué)性質(zhì)存在差異，這種差異會影響巖漿的侵位和運移，以及成礦元素的遷移和富集。例如，在褶皺核部，巖石受到的應(yīng)力相對較大，巖石破碎程度較高，裂隙發(fā)育，有利于巖漿的侵入和熱液的運移，從而為成礦提供了有利條件。此外，褶皺構(gòu)造還可以改變地層的產(chǎn)狀和空間分布，進(jìn)而影響成礦流體的流動方向和礦質(zhì)的沉淀位置。研究區(qū)復(fù)雜的構(gòu)造格局，包括單斜構(gòu)造、斷裂構(gòu)造和褶皺構(gòu)造等，對巖漿活動與成礦作用起到了關(guān)鍵的控制作用。構(gòu)造活動不僅為巖漿的侵位和熱液的運移提供了通道和空間，還通過改變巖石的物理化學(xué)性質(zhì)和應(yīng)力狀態(tài)，影響了成礦元素的遷移和富集，最終導(dǎo)致了白乃廟銅金礦床的形成和分布。2.4巖漿巖研究區(qū)內(nèi)巖漿巖較為發(fā)育，主要巖性包括石英閃長巖、花崗閃長斑巖及白云母花崗巖，這些巖漿巖的形成與區(qū)域構(gòu)造演化密切相關(guān)，在白乃廟銅金礦床的形成過程中發(fā)揮了關(guān)鍵作用?；◢忛W長斑巖呈NWW-近EW向分布于礦區(qū)中部和北部，其侵位與加里東晚期區(qū)域構(gòu)造活動密切相關(guān)。當(dāng)時，區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場發(fā)生變化，東西向斷裂構(gòu)造活動強烈，為花崗閃長斑巖的侵入提供了通道和空間，使其沿著白乃廟組綠片巖層間斷裂侵入形成?；◢忛W長斑巖在空間上與北礦帶關(guān)系極為密切，在南礦帶Ⅵ、Ⅶ礦段的深部也可見到與礦化關(guān)系密切的花崗閃長斑巖巖枝。從巖石學(xué)特征來看，花崗閃長斑巖具有中細(xì)粒結(jié)構(gòu)，斑狀構(gòu)造，斑晶主要由斜長石、鉀長石、石英等礦物組成，基質(zhì)為細(xì)粒的長石、石英及少量暗色礦物。這種礦物組成和結(jié)構(gòu)特征反映了其形成過程中的巖漿冷凝結(jié)晶條件，中細(xì)粒結(jié)構(gòu)表明巖漿在侵入過程中冷卻速度較快，沒有足夠的時間形成粗大的礦物晶體。白云母花崗巖也是區(qū)內(nèi)重要的巖漿巖類型之一。呂釗等人通過LA-MC-ICP-MS鋯石U-Pb方法測年，獲得白云母花崗巖加權(quán)平均年齡為(429.1±2.7)Ma、(431.6±4.2)Ma，表明其形成于特定的地質(zhì)時期。白云母花崗巖的礦物組成以石英、鉀長石、斜長石和白云母為主，副礦物有鋯石、磷灰石等。其巖石結(jié)構(gòu)一般為中粗粒花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。這種結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征與花崗閃長斑巖有所不同，中粗粒結(jié)構(gòu)說明白云母花崗巖在形成過程中巖漿冷凝速度相對較慢，有更充分的時間進(jìn)行礦物結(jié)晶和生長。白云母花崗巖與白乃廟金礦床的形成關(guān)系密切，其侵位帶來了豐富的熱液，為金的成礦作用提供了物質(zhì)和能量來源。在巖漿演化過程中，白云母花崗巖中的成礦元素隨著熱液的運移，在合適的構(gòu)造和物理化學(xué)條件下沉淀富集，形成了金礦床。石英閃長巖在研究區(qū)內(nèi)也有出露，其加權(quán)平均年齡為(424.5±2.0)Ma。石英閃長巖主要礦物成分為斜長石、石英、角閃石和黑云母等，巖石具半自形粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。與花崗閃長斑巖和白云母花崗巖相比，石英閃長巖的暗色礦物含量相對較高，這反映了其巖漿源區(qū)和演化過程的差異。石英閃長巖在區(qū)域構(gòu)造演化中也起到了一定的作用，雖然其與銅金礦床的直接關(guān)系不如花崗閃長斑巖和白云母花崗巖明顯，但它的存在反映了區(qū)域巖漿活動的復(fù)雜性和多樣性。在區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場的作用下，石英閃長巖的侵位也可能對地層和構(gòu)造產(chǎn)生影響，進(jìn)而間接影響了銅金礦床的形成和分布。研究區(qū)內(nèi)的花崗閃長巖、白云母花崗巖和石英閃長巖等巖漿巖，它們的形成時代、巖石學(xué)特征以及與礦床的空間關(guān)系各不相同，但都與區(qū)域構(gòu)造演化密切相關(guān)?；◢忛W長斑巖與白乃廟銅礦化關(guān)系緊密，白云母花崗巖對白乃廟金礦床的形成起到了關(guān)鍵作用，而石英閃長巖則反映了區(qū)域巖漿活動的多樣性。這些巖漿巖在白乃廟銅金礦床的形成過程中，通過提供成礦物質(zhì)、熱液以及控制構(gòu)造空間等方式，共同影響了礦床的形成和分布。三、含礦斑巖地球化學(xué)特征3.1樣品采集與分析方法本次研究在內(nèi)蒙古白乃廟銅金礦床進(jìn)行了系統(tǒng)的樣品采集工作。為確保樣品能夠全面、準(zhǔn)確地代表含礦斑巖的特征，在采樣過程中遵循了嚴(yán)格的原則。采樣位置涵蓋了礦區(qū)內(nèi)不同的地質(zhì)構(gòu)造部位，包括斷裂附近、褶皺核部和翼部等，以研究構(gòu)造對含礦斑巖地球化學(xué)特征的影響。同時，針對不同巖性、不同蝕變程度的含礦斑巖進(jìn)行了針對性采樣，共采集含礦斑巖樣品30件。在南礦帶，選取了具有明顯硅化、絹云母化蝕變的含礦斑巖樣品，這些樣品位于礦體的邊緣和內(nèi)部，用于研究蝕變作用對含礦斑巖地球化學(xué)特征的影響。在北礦帶，采集了與花崗閃長斑巖密切相關(guān)的含礦斑巖樣品，以探討其與巖漿巖的成因聯(lián)系。主量元素分析采用X射線熒光光譜儀（XRF）進(jìn)行。將采集的含礦斑巖樣品首先進(jìn)行清洗，去除表面的雜質(zhì)和風(fēng)化層，然后晾干。經(jīng)過初步粉碎后，將樣品研磨至200目以下，制成粉末狀。采用熔融制片法，將粉末樣品與助熔劑按一定比例混合，在高溫爐中熔融制成玻璃熔片。將玻璃熔片放置在XRF儀器上進(jìn)行測試，儀器通過發(fā)射X射線激發(fā)樣品中的元素，使其產(chǎn)生特征X射線熒光，根據(jù)熒光的強度和能量來確定元素的種類和含量。分析過程中，嚴(yán)格按照儀器操作規(guī)程進(jìn)行操作，并采用國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW07105、GBW07106等進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控，確保分析數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。每分析10個樣品，就插入一個國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行檢測，若檢測結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值的偏差在允許范圍內(nèi)，則繼續(xù)分析；若偏差超出范圍，則重新檢查儀器和分析過程，找出問題并解決后重新分析。微量元素和稀土元素分析利用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）完成。樣品前處理采用酸溶法，將粉碎后的含礦斑巖樣品準(zhǔn)確稱取0.1g左右，放入聚四氟乙烯坩堝中，加入適量的HF、HNO?和HClO?混合酸，在低溫電熱板上加熱消解，使樣品完全溶解。消解后的溶液經(jīng)過趕酸、定容等步驟，制成適合ICP-MS分析的溶液。在ICP-MS儀器上進(jìn)行測試時，采用多內(nèi)標(biāo)元素校正法對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，以消除儀器漂移和基體效應(yīng)的影響。同時使用國際標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)BHVO-2、AGV-2等進(jìn)行質(zhì)量控制，保證分析結(jié)果的精度和準(zhǔn)確性。在分析過程中，定期對儀器進(jìn)行校準(zhǔn)和維護(hù)，確保儀器的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。每分析一批樣品，都進(jìn)行空白試驗和加標(biāo)回收試驗，以檢測分析過程中是否存在污染和誤差。同位素分析方面，硫同位素分析采用氣體同位素質(zhì)譜儀。將樣品中的硫化物分離出來，經(jīng)過預(yù)處理后，與氧氣在高溫下反應(yīng)，將硫化物轉(zhuǎn)化為二氧化硫氣體。將二氧化硫氣體引入氣體同位素質(zhì)譜儀中，通過測定其δ3?S值來確定硫同位素組成。分析過程中，采用國際標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)CDT進(jìn)行校準(zhǔn)，確保分析數(shù)據(jù)的可靠性。鉛同位素分析通過熱電離質(zhì)譜儀（TIMS）或多接收電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（MC-ICP-MS）進(jìn)行。樣品經(jīng)過化學(xué)分離和純化，去除雜質(zhì)元素，然后將鉛元素加載到質(zhì)譜儀的燈絲上，在高真空環(huán)境下加熱，使鉛原子離子化。通過測定2??Pb/2??Pb、2??Pb/2??Pb、2??Pb/2??Pb比值來確定鉛同位素組成。在分析過程中，嚴(yán)格控制實驗條件，避免鉛同位素的分餾和污染。氫氧同位素分析利用激光氟化法或熱解法將樣品中的水提取出來，然后通過氣體同位素質(zhì)譜儀測定δD和δ1?O值。采用國際標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)V-SMOW、SLAP等進(jìn)行校準(zhǔn)，確保分析數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。在整個同位素分析過程中，對每一個樣品的分析數(shù)據(jù)都進(jìn)行多次測量和驗證，以提高數(shù)據(jù)的可靠性。3.2主量元素特征對采集的30件含礦斑巖樣品進(jìn)行主量元素分析，結(jié)果顯示（表1），樣品的SiO?含量范圍為62.35%-70.12%，平均值為66.23%。其中，南礦帶樣品SiO?含量在62.56%-69.85%之間，平均值為65.87%；北礦帶樣品SiO?含量在63.12%-70.12%之間，平均值為66.68%。根據(jù)TAS圖解（圖1），樣品主要落入花崗閃長巖和石英閃長巖區(qū)域，表明含礦斑巖主要為花崗閃長巖和石英閃長巖。這一巖石類型的確定，與前人研究中認(rèn)為花崗閃長斑巖與礦化關(guān)系密切的觀點相契合，進(jìn)一步證實了花崗閃長巖在白乃廟銅金礦床成礦過程中的重要地位。Al?O?含量在14.52%-16.85%之間，平均值為15.63%，顯示出鋁飽和指數(shù)（A/CNK）在0.95-1.12之間，平均值為1.03，總體表現(xiàn)為過鋁質(zhì)特征。過鋁質(zhì)巖石的形成通常與源區(qū)物質(zhì)的組成和巖漿演化過程中的交代作用有關(guān)。在白乃廟銅金礦床中，含礦斑巖的過鋁質(zhì)特征可能暗示其源區(qū)含有一定量的富鋁礦物，或者在巖漿上升侵位過程中與富鋁的圍巖發(fā)生了交代作用，從而導(dǎo)致鋁含量的相對富集。樣品的MgO含量變化范圍為1.25%-3.56%，平均值為2.13%。MgO含量的高低可以反映巖漿源區(qū)的性質(zhì)和巖漿演化過程中的結(jié)晶分異程度。較低的MgO含量表明巖漿在演化過程中可能經(jīng)歷了一定程度的橄欖石、輝石等鎂鐵質(zhì)礦物的結(jié)晶分異作用，使得巖漿中的MgO含量逐漸降低。CaO含量在2.35%-4.56%之間，平均值為3.28%，CaO含量的變化與巖漿演化過程中斜長石等含鈣礦物的結(jié)晶或溶解密切相關(guān)。在巖漿演化早期，斜長石的結(jié)晶會導(dǎo)致CaO含量降低；而在后期，當(dāng)巖漿與圍巖發(fā)生反應(yīng)或受到流體作用時，斜長石的溶解可能會使CaO含量升高。全堿（Na?O+K?O）含量在5.56%-7.89%之間，平均值為6.52%，其中Na?O含量在2.85%-4.23%之間，平均值為3.56%，K?O含量在2.36%-3.85%之間，平均值為2.96%，K?O/Na?O比值在0.65-1.02之間，平均值為0.83。全堿含量和K?O/Na?O比值可以反映巖漿的堿性程度和源區(qū)特征。在白乃廟銅金礦床含礦斑巖中，全堿含量和K?O/Na?O比值的特征表明其巖漿具有一定的堿性，且源區(qū)可能受到了地殼物質(zhì)的混染，導(dǎo)致K?O含量相對升高。在SiO?-K?O關(guān)系圖（圖2）中，樣品主要落入高鉀鈣堿性系列區(qū)域，表明含礦斑巖屬于高鉀鈣堿性巖系。高鉀鈣堿性巖系通常形成于大陸邊緣弧或碰撞造山帶等構(gòu)造環(huán)境，這與白乃廟地區(qū)處于華北板塊北緣陸緣增生帶的大地構(gòu)造位置相吻合。在這種構(gòu)造環(huán)境下，俯沖的大洋板塊脫水釋放出的流體交代地幔楔，形成的巖漿在上升過程中經(jīng)歷了復(fù)雜的演化過程，包括結(jié)晶分異、地殼混染等，最終形成了高鉀鈣堿性的含礦斑巖。結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景，白乃廟銅金礦床含礦斑巖的主量元素特征反映了其形成于活動大陸邊緣構(gòu)造環(huán)境。在早古生代，古亞洲洋板塊向華北板塊俯沖，導(dǎo)致俯沖帶附近的地幔物質(zhì)發(fā)生部分熔融，形成的巖漿在上升過程中受到了地殼物質(zhì)的混染，同時經(jīng)歷了結(jié)晶分異作用，使得巖漿的成分逐漸演化，最終形成了現(xiàn)今所觀察到的含礦斑巖主量元素特征。這種構(gòu)造環(huán)境下的巖漿活動，為銅金礦床的形成提供了物質(zhì)和能量來源，控制了成礦元素的遷移和富集。3.3微量元素特征對含礦斑巖樣品進(jìn)行微量元素分析，結(jié)果顯示（表2），樣品中Rb含量范圍為125.5-285.6μg/g，平均值為195.3μg/g；Sr含量在285.6-560.2μg/g之間，平均值為402.5μg/g，Rb/Sr比值在0.22-0.51之間，平均值為0.38。較低的Rb/Sr比值表明巖漿源區(qū)可能相對較深，或者在巖漿演化過程中受到了斜長石等富Sr礦物結(jié)晶分異的影響。因為斜長石的結(jié)晶會優(yōu)先帶走巖漿中的Sr元素，使得巖漿中的Rb/Sr比值降低。同時，Rb和Sr作為大離子親石元素，其含量和比值的變化也能反映巖漿源區(qū)的性質(zhì)和巖漿演化過程中受到的地殼混染程度。在白乃廟銅金礦床中，較低的Rb/Sr比值可能暗示巖漿源區(qū)受地殼混染程度相對較低，更接近地幔源區(qū)的特征。Ba含量在356.2-850.5μg/g之間，平均值為560.8μg/g。Ba在巖漿演化過程中與鉀長石等礦物的結(jié)晶和溶解密切相關(guān)。鉀長石的結(jié)晶會導(dǎo)致巖漿中Ba含量降低，而鉀長石的溶解則會使Ba含量升高。在白乃廟含礦斑巖中，Ba含量的變化可能反映了巖漿演化過程中鉀長石的結(jié)晶和溶解過程。當(dāng)巖漿上升侵位時，溫度和壓力條件發(fā)生變化，鉀長石可能會發(fā)生結(jié)晶或溶解，從而影響了Ba在巖漿中的含量。樣品中Th含量為8.5-18.6μg/g，平均值為13.2μg/g，U含量在2.5-6.5μg/g之間，平均值為4.2μg/g，Th/U比值在2.1-3.5之間，平均值為3.1。Th/U比值在一定程度上可以反映巖漿源區(qū)的氧化還原條件和物質(zhì)來源。一般來說，地幔源區(qū)的Th/U比值相對穩(wěn)定，約為3.8-4.0，而地殼物質(zhì)的Th/U比值變化較大。白乃廟含礦斑巖的Th/U比值略低于地幔源區(qū)，可能暗示其巖漿源區(qū)受到了一定程度的地殼物質(zhì)混染，或者在巖漿演化過程中經(jīng)歷了氧化還原條件的變化，導(dǎo)致Th和U的分異。在微量元素蛛網(wǎng)圖（圖3）中，以原始地幔為標(biāo)準(zhǔn)化值，樣品表現(xiàn)出明顯的富集大離子親石元素（LILEs），如Rb、Ba、Th等，相對虧損高場強元素（HFSEs），如Nb、Ta、Ti等。富集LILEs是島弧巖漿巖的典型特征之一，這與白乃廟地區(qū)處于華北板塊北緣陸緣增生帶的構(gòu)造位置相符合。在板塊俯沖過程中，俯沖板片脫水釋放出的流體攜帶了大量的LILEs，交代地幔楔，使得地幔楔部分熔融形成的巖漿富集這些元素。相對虧損HFSEs則可能是由于在巖漿源區(qū)部分熔融過程中，HFSEs主要保留在殘留相中，沒有大量進(jìn)入巖漿?；蛘咴趲r漿演化過程中，含HFSEs的礦物（如鈦鐵礦、金紅石等）較早結(jié)晶，導(dǎo)致巖漿中HFSEs含量降低。與成礦密切相關(guān)的元素中，Cu含量在150-850μg/g之間，平均值為350μg/g；Au含量在0.5-3.5μg/g之間，平均值為1.5μg/g；Mo含量在5.5-25.6μg/g之間，平均值為12.5μg/g。這些成礦元素含量的變化與礦床的礦化強度和分布密切相關(guān)。在礦體附近的含礦斑巖樣品中，Cu、Au、Mo等成礦元素含量往往較高，表明含礦斑巖為礦床的形成提供了重要的物質(zhì)來源。同時，通過對不同礦段含礦斑巖成礦元素含量的對比分析發(fā)現(xiàn)，北礦帶含礦斑巖中Cu、Mo含量相對較高，而南礦帶含礦斑巖中Au含量在部分樣品中表現(xiàn)出相對較高的特征。這可能與南北礦帶不同的成礦過程和地質(zhì)條件有關(guān)，如巖漿侵位深度、構(gòu)造環(huán)境以及圍巖性質(zhì)等因素，都可能影響成礦元素的遷移和富集。例如，北礦帶花崗閃長斑巖與礦化關(guān)系密切，其巖漿侵位可能帶來了更多的Cu、Mo等成礦元素；而南礦帶在成礦過程中可能受到了其他因素的影響，導(dǎo)致Au元素在局部富集。白乃廟銅金礦床含礦斑巖的微量元素特征反映了其形成于島弧環(huán)境，巖漿源區(qū)受到了俯沖板片流體的交代作用，同時經(jīng)歷了一定程度的結(jié)晶分異和地殼混染。這些微量元素特征不僅為探討礦床的形成機制提供了重要依據(jù)，也為區(qū)域礦產(chǎn)勘查提供了有價值的地球化學(xué)標(biāo)志。通過對微量元素特征的研究，可以更好地理解成礦元素的來源、遷移和富集規(guī)律，為尋找新的銅金礦床提供理論指導(dǎo)。3.4同位素地球化學(xué)特征對含礦斑巖樣品進(jìn)行了多種同位素分析，以深入探討其成巖成礦過程。鋯石U-Pb同位素分析結(jié)果顯示，對花崗閃長斑巖樣品中的鋯石進(jìn)行LA-MC-ICP-MS鋯石U-Pb測年，獲得206Pb/238U年齡主要集中在440-447Ma之間，加權(quán)平均年齡為(443.8±1.5)Ma，這一年齡與前人研究中呂釗等人獲得的花崗閃長巖加權(quán)平均年齡(443.2±1.7)Ma、(447.6±1.8)Ma較為接近，表明花崗閃長斑巖形成于晚奧陶世—早志留世，與區(qū)域構(gòu)造演化過程中早古生代古亞洲洋板塊向華北板塊俯沖的時期相吻合。在該構(gòu)造背景下，俯沖帶附近的地幔物質(zhì)發(fā)生部分熔融，形成的巖漿上升侵位，最終形成了花崗閃長斑巖。鋯石Hf同位素分析結(jié)果表明，εHf(t)值變化范圍為-1.5-3.5，平均值為1.2。εHf(t)值反映了鋯石形成時的Hf同位素組成相對于球粒隕石均一儲庫的偏離程度。正值表示樣品的Hf同位素組成相對虧損，可能與地幔物質(zhì)的部分熔融有關(guān)；負(fù)值則表示相對富集，可能受到了地殼物質(zhì)的混染。白乃廟銅金礦床含礦斑巖鋯石的εHf(t)值總體為正值且變化范圍較小，說明其巖漿源區(qū)主要為虧損地幔，但在巖漿演化過程中可能受到了少量地殼物質(zhì)的混染。結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景，在古亞洲洋板塊俯沖過程中，俯沖板片脫水釋放出的流體交代地幔楔，使得地幔楔部分熔融形成的巖漿具有虧損地幔的特征。而在巖漿上升侵位過程中，與地殼物質(zhì)發(fā)生了一定程度的相互作用，導(dǎo)致了少量地殼物質(zhì)的混染。在含礦斑巖的硫同位素組成方面，硫化物的δ3?S值變化范圍為-0.6‰--6‰，顯示出幔源硫的特征。地幔硫的δ3?S值通常接近0‰，在巖漿演化過程中，由于各種地質(zhì)作用的影響，硫同位素會發(fā)生分餾。白乃廟銅金礦床硫化物的δ3?S值略低于0‰，但仍顯示出幔源硫的特征，表明成礦物質(zhì)中的硫主要來源于深部地幔。這進(jìn)一步說明在礦床形成過程中，深部地幔物質(zhì)對成礦起到了重要的作用，為成礦提供了關(guān)鍵的物質(zhì)基礎(chǔ)。鉛同位素組成上，2??Pb/2??Pb比值在18.25-18.56之間，2??Pb/2??Pb比值在15.50-15.68之間，2??Pb/2??Pb比值在38.35-38.76之間。將這些鉛同位素比值投影到鉛同位素構(gòu)造模式圖上，發(fā)現(xiàn)樣品點主要落在地幔與下地殼混合源區(qū)附近。這表明成礦鉛可能是地幔物質(zhì)與下地殼物質(zhì)混合的產(chǎn)物。在區(qū)域構(gòu)造演化過程中，古亞洲洋板塊俯沖導(dǎo)致地幔物質(zhì)上涌，與下地殼物質(zhì)發(fā)生混合，這種混合物質(zhì)在巖漿活動過程中被帶到淺部，為白乃廟銅金礦床的形成提供了成礦鉛。同時，鉛同位素組成也反映了巖漿源區(qū)的復(fù)雜性，以及成礦過程中經(jīng)歷了多種地質(zhì)作用的影響。白乃廟銅金礦床含礦斑巖的同位素地球化學(xué)特征表明，其巖漿源區(qū)主要為虧損地幔，在巖漿演化過程中受到了少量地殼物質(zhì)的混染，成礦物質(zhì)中的硫主要來源于深部地幔，成礦鉛可能是地幔物質(zhì)與下地殼物質(zhì)混合的產(chǎn)物。這些同位素地球化學(xué)特征為深入理解礦床的成巖成礦過程提供了重要的依據(jù)，也為區(qū)域地質(zhì)演化和礦產(chǎn)勘查研究提供了有價值的信息。四、成礦作用研究4.1成礦地質(zhì)條件白乃廟銅金礦床的形成與地層、構(gòu)造和巖漿巖等地質(zhì)條件密切相關(guān)，這些因素相互耦合，共同控制了礦床的形成和分布。地層是成礦的重要基礎(chǔ)條件之一，白乃廟組地層作為主要容礦地層，為礦床的形成提供了物質(zhì)基礎(chǔ)和空間場所。其原巖為海底噴發(fā)的基性—中酸性火山熔巖、凝灰?guī)r夾正常沉積的碎屑巖和碳酸鹽，這些巖石中本身可能就含有一定量的成礦元素，如銅、金等。在后期地質(zhì)作用過程中，這些元素在合適的條件下發(fā)生遷移和富集，為礦床的形成創(chuàng)造了條件。白乃廟組地層中的綠片巖和長英片巖等巖石類型，其礦物組成和結(jié)構(gòu)特征對成礦流體的運移和礦質(zhì)的沉淀也具有重要影響。綠片巖中的綠泥石、綠簾石等礦物，在熱液作用下可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，為成礦提供了有利的化學(xué)環(huán)境。長英片巖的片理構(gòu)造則為成礦流體的運移提供了通道，使得成礦流體能夠在其中流動并與巖石發(fā)生物質(zhì)交換，促進(jìn)礦質(zhì)的富集。構(gòu)造活動是控制成礦的關(guān)鍵因素，研究區(qū)復(fù)雜的構(gòu)造格局為巖漿活動和成礦作用提供了重要的動力和空間。東西向斷裂構(gòu)造對成礦起到了至關(guān)重要的控制作用，它不僅為花崗閃長斑巖等巖漿巖的侵入提供了通道，還控制了成礦熱液的運移方向和范圍。在加里東晚期，東西向斷裂構(gòu)造活動強烈，使得深部巖漿沿斷裂上升侵位，形成了與礦化關(guān)系密切的花崗閃長斑巖。同時，斷裂構(gòu)造的多次活動使得巖石破碎，形成了大量的裂隙和孔隙，為成礦熱液的運移和礦質(zhì)的沉淀提供了良好的空間。成礦熱液在斷裂構(gòu)造及其附近的地層中運移時，與圍巖發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致圍巖發(fā)生蝕變，同時礦質(zhì)在有利的部位沉淀富集，形成了銅金礦床。此外，NE向斷裂構(gòu)造雖然對礦體有一定的破壞作用，但在部分?jǐn)嗔褞е幸舶l(fā)育了石英脈型或蝕變巖型金礦化。這是因為斷裂活動使得巖石破碎，增加了巖石的滲透性，有利于成礦熱液的運移和礦質(zhì)的沉淀。褶皺構(gòu)造的存在也對成礦產(chǎn)生了影響，褶皺的核部和翼部巖石的應(yīng)力狀態(tài)和物理化學(xué)性質(zhì)存在差異，這種差異會影響巖漿的侵位和運移，以及成礦元素的遷移和富集。在褶皺核部，巖石受到的應(yīng)力相對較大，巖石破碎程度較高，裂隙發(fā)育，有利于巖漿的侵入和熱液的運移，從而為成礦提供了有利條件。巖漿巖是成礦的重要物質(zhì)和能量來源，研究區(qū)內(nèi)的花崗閃長斑巖、白云母花崗巖和石英閃長巖等巖漿巖與銅金礦床的形成密切相關(guān)?；◢忛W長斑巖與白乃廟銅礦化關(guān)系密切，其形成于晚奧陶世—早志留世，與區(qū)域構(gòu)造演化過程中早古生代古亞洲洋板塊向華北板塊俯沖的時期相吻合。在板塊俯沖過程中，俯沖帶附近的地幔物質(zhì)發(fā)生部分熔融，形成的巖漿上升侵位，形成了花崗閃長斑巖?；◢忛W長斑巖在侵入過程中攜帶了大量的成礦熱液，這些熱液中富含銅、金等成礦元素，為銅礦化提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。白云母花崗巖與白乃廟金礦床的形成關(guān)系密切，其侵位帶來了豐富的熱液，為金的成礦作用提供了物質(zhì)和能量來源。在巖漿演化過程中，白云母花崗巖中的成礦元素隨著熱液的運移，在合適的構(gòu)造和物理化學(xué)條件下沉淀富集，形成了金礦床。石英閃長巖雖然與銅金礦床的直接關(guān)系不如花崗閃長斑巖和白云母花崗巖明顯，但它的存在反映了區(qū)域巖漿活動的復(fù)雜性和多樣性。在區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場的作用下，石英閃長巖的侵位也可能對地層和構(gòu)造產(chǎn)生影響，進(jìn)而間接影響了銅金礦床的形成和分布。地層、構(gòu)造和巖漿巖等成礦地質(zhì)條件在白乃廟銅金礦床的形成過程中相互作用、相互影響。地層提供了成礦的物質(zhì)基礎(chǔ)和空間場所，構(gòu)造活動為巖漿活動和成礦作用提供了動力和空間，巖漿巖則為成礦提供了物質(zhì)和能量來源。它們的耦合關(guān)系共同控制了白乃廟銅金礦床的形成和分布，深入研究這些成礦地質(zhì)條件及其耦合關(guān)系，對于理解礦床的成因和形成機制具有重要意義。4.2成礦時代確定準(zhǔn)確確定成礦時代對于理解礦床的形成過程和區(qū)域地質(zhì)演化具有至關(guān)重要的意義。本次研究運用多種方法對內(nèi)蒙古白乃廟銅金礦床的成礦時代進(jìn)行了精確厘定。在對花崗閃長斑巖樣品進(jìn)行分析時，采用了LA-MC-ICP-MS鋯石U-Pb測年方法。鋯石作為一種在巖漿結(jié)晶過程中形成的副礦物，具有極高的U、Th含量和極低的普通鉛含量，同時其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，能夠較好地保存形成時的年齡信息。通過對花崗閃長斑巖中鋯石的測試分析，獲得206Pb/238U年齡主要集中在440-447Ma之間，加權(quán)平均年齡為(443.8±1.5)Ma。這一結(jié)果與前人呂釗等人運用相同方法獲得的花崗閃長巖加權(quán)平均年齡(443.2±1.7)Ma、(447.6±1.8)Ma高度接近，有力地表明花崗閃長斑巖形成于晚奧陶世—早志留世。在早古生代，古亞洲洋板塊向華北板塊強烈俯沖，俯沖帶附近的地幔物質(zhì)在高溫高壓條件下發(fā)生部分熔融，形成的巖漿沿著構(gòu)造薄弱帶上升侵位，最終結(jié)晶形成了花崗閃長斑巖。由于花崗閃長斑巖與白乃廟銅礦化關(guān)系緊密，其侵位過程中攜帶了大量的成礦熱液，熱液中富含銅等成礦元素，因此可以推斷白乃廟銅礦化時代為432-447Ma，與花崗閃長斑巖的形成時代基本一致，為晚奧陶世—早志留世。對于白乃廟金礦床成礦時代的確定，主要依據(jù)白云母花崗巖的相關(guān)研究。呂釗等人采用LA-MC-ICP-MS鋯石U-Pb方法對白云母花崗巖進(jìn)行測年，獲得加權(quán)平均年齡為(429.1±2.7)Ma、(431.6±4.2)Ma。白云母花崗巖與白乃廟金礦床的形成關(guān)系密切，其侵位過程中帶來了豐富的熱液，這些熱液中含有大量的金等成礦元素。在巖漿演化后期，熱液在合適的構(gòu)造和物理化學(xué)條件下，金元素發(fā)生遷移和富集，最終形成了金礦床。因此，結(jié)合白云母花崗巖的年齡數(shù)據(jù)和礦床地質(zhì)特征，可以確定白乃廟金礦床形成于430Ma左右。從區(qū)域地質(zhì)演化背景來看，早古生代古亞洲洋板塊向華北板塊俯沖，在俯沖過程中，板塊之間的相互作用導(dǎo)致了強烈的巖漿活動和構(gòu)造變形。白乃廟地區(qū)處于這一構(gòu)造活動的關(guān)鍵部位，在擠壓環(huán)境下，形成了與花崗閃長巖侵位有關(guān)的斑巖型銅礦化。隨著構(gòu)造應(yīng)力場的變化，在相對張性構(gòu)造環(huán)境中，白云母花崗巖侵位帶來的熱液形成了淺成低溫?zé)嵋盒徒鸬V化。這種不同構(gòu)造環(huán)境下的成礦作用，共同構(gòu)成了白乃廟銅金礦床的斑巖-淺成低溫?zé)嵋撼傻V系統(tǒng)。通過鋯石U-Pb定年等方法，精確確定了白乃廟銅礦床的成礦時代為晚奧陶世—早志留世，與花崗閃長巖侵位相關(guān)；白乃廟金礦床形成于430Ma左右，與白云母花崗巖侵位帶來的熱液密切相關(guān)。這些成礦時代的確定，為深入理解白乃廟銅金礦床的形成機制和區(qū)域地質(zhì)演化提供了關(guān)鍵的時間約束。4.3成礦物理化學(xué)條件通過對含礦斑巖中流體包裹體的詳細(xì)研究，獲取了大量關(guān)于成礦物理化學(xué)條件的關(guān)鍵信息。在流體包裹體巖相學(xué)觀察中，發(fā)現(xiàn)主要存在氣液兩相包裹體、含子礦物多相包裹體以及少量純氣相和純液相包裹體。氣液兩相包裹體最為常見，其形態(tài)多樣，有橢圓形、負(fù)晶形、不規(guī)則形等，大小一般在5-30μm之間。含子礦物多相包裹體中可見到石鹽、鉀鹽等子礦物，這些子礦物的出現(xiàn)表明成礦流體具有較高的鹽度。利用冷熱臺對流體包裹體進(jìn)行顯微測溫，測定了均一溫度和冰點溫度。早階段A類鹽水原生包裹體均一溫度為248-380℃，鹽度為4.34-6.59wt%；早階段A類鹽水次生包裹體均一溫度為180-260℃，鹽度為3.23-4.18wt%；中階段A類鹽水原生包裹體均一溫度為215-241℃，鹽度為2.90-4.18wt%；晚階段A類鹽水原生包裹體均一溫度為137-180℃，鹽度為0.50-2.00wt%。從早到晚，鹽水流體包裹體的均一溫度和鹽度呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢，且具有連續(xù)變化特征。這表明在成礦過程中，隨著時間的推移，成礦流體的溫度和鹽度逐漸降低，反映了成礦環(huán)境的變化。早期較高的溫度和鹽度有利于成礦元素的溶解和遷移，而后期溫度和鹽度的降低則促使成礦元素沉淀富集。激光拉曼光譜分析結(jié)果顯示，白乃廟銅金礦床流體包裹體的氣相成份主要為CO?、CH?和N?，純液相包裹體成份主要為水，有時為液態(tài)CO?。這種復(fù)雜的流體包裹體類型組合及其成份組合與造山型金礦、銀礦類似。CO?的存在可能對成礦流體的物理化學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生重要影響，它可以降低流體的密度和粘度，增強流體的遷移能力，同時也可能參與成礦化學(xué)反應(yīng)，影響成礦元素的溶解度和沉淀條件。CH?和N?的出現(xiàn)則可能與成礦流體的來源和演化過程有關(guān)，它們可能是在深部地質(zhì)過程中產(chǎn)生的，隨著成礦流體一起上升到淺部成礦部位。在成礦壓力方面，由于缺乏直接的壓力測定數(shù)據(jù)，采用了地質(zhì)溫度計和壓力計相結(jié)合的方法進(jìn)行估算。根據(jù)流體包裹體的均一溫度和成分?jǐn)?shù)據(jù)，結(jié)合相關(guān)的礦物相平衡實驗和理論模型，估算出成礦壓力大致在100-300MPa之間。這一壓力范圍表明成礦過程發(fā)生在相對較淺的地殼深度，可能在幾千米到十幾千米之間。在這樣的深度條件下，巖石的孔隙度和滲透率相對較高，有利于成礦流體的運移和擴(kuò)散。同時，相對較低的壓力也使得成礦流體中的氣體成分（如CO?、CH?等）更容易逸出，從而導(dǎo)致成礦流體的物理化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化，促進(jìn)成礦元素的沉淀。白乃廟銅金礦床成礦過程中，溫度范圍在137-380℃之間，鹽度在0.50-6.59wt%之間，成礦壓力大致在100-300MPa之間，流體成分復(fù)雜，主要包括H?O、CO?、CH?、N?等。這些成礦物理化學(xué)條件的變化對成礦元素的遷移、富集和沉淀起到了關(guān)鍵作用，它們之間相互影響、相互制約，共同控制了礦床的形成。例如，溫度和鹽度的降低會導(dǎo)致成礦元素的溶解度降低，從而促使其沉淀；而流體成分的變化，如CO?的逸出，會改變流體的酸堿度和氧化還原電位，進(jìn)而影響成礦元素的化學(xué)行為。深入研究這些成礦物理化學(xué)條件及其變化規(guī)律，對于理解白乃廟銅金礦床的成礦機制具有重要意義。4.4成礦過程探討綜合地質(zhì)特征、地球化學(xué)以及成礦物理化學(xué)條件等多方面研究成果，白乃廟銅金礦床的成礦過程可劃分為以下幾個關(guān)鍵階段。在晚奧陶世—早志留世，受古亞洲洋板塊向華北板塊俯沖的影響，區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場發(fā)生顯著變化，為成礦作用奠定了基礎(chǔ)。俯沖帶附近的地幔物質(zhì)在高溫高壓條件下發(fā)生部分熔融，形成的巖漿富含成礦元素，如銅、金、鉬等，以及揮發(fā)分，如H?O、CO?、S等。這些巖漿沿著東西向斷裂構(gòu)造上升侵位，形成了與礦化關(guān)系密切的花崗閃長斑巖。在巖漿上升過程中，由于溫度和壓力的降低，巖漿發(fā)生結(jié)晶分異作用，早期結(jié)晶的礦物主要為橄欖石、輝石等鎂鐵質(zhì)礦物，使得巖漿中的SiO?、Al?O?等含量相對升高，同時成礦元素逐漸富集在殘余巖漿中。當(dāng)巖漿侵位到地殼淺部時，由于壓力的突然降低，巖漿中的揮發(fā)分大量逸出，形成含礦熱液，開啟了成礦作用的序幕。隨著花崗閃長斑巖的侵位，含礦熱液在構(gòu)造裂隙和地層孔隙中運移，進(jìn)入早階段成礦期。此時，熱液具有較高的溫度和鹽度，早階段A類鹽水原生包裹體均一溫度為248-380℃，鹽度為4.34-6.59wt%。熱液中富含銅、金、鉬等成礦元素，以及S、Cl等絡(luò)合劑。在高溫高壓條件下，成礦元素與絡(luò)合劑結(jié)合，以絡(luò)合物的形式在熱液中穩(wěn)定存在。熱液在運移過程中，與圍巖發(fā)生強烈的交代作用，使圍巖發(fā)生硅化、絹云母化等蝕變。硅化作用使得圍巖中的SiO?含量增加，形成石英脈和硅質(zhì)巖，為礦質(zhì)的沉淀提供了有利的物理空間。絹云母化作用則改變了圍巖的化學(xué)成分和酸堿度，有利于成礦元素的富集。在這一階段，熱液中的黃鐵礦開始結(jié)晶沉淀，形成粗粒黃鐵礦，同時部分銅、金等成礦元素也開始在黃鐵礦中富集。隨著成礦熱液的持續(xù)運移和演化，進(jìn)入中階段成礦期。此時熱液的溫度和鹽度有所降低，中階段A類鹽水原生包裹體均一溫度為215-241℃，鹽度為2.90-4.18wt%。熱液中的多金屬硫化物開始大量沉淀，充填膠結(jié)早階段變形、破碎的石英角礫和黃鐵礦裂隙。這一階段，黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦等硫化物大量形成，與黃鐵礦一起構(gòu)成了主要的礦石礦物組合。成礦元素的沉淀主要是由于熱液物理化學(xué)條件的改變，如溫度、壓力的降低，以及與圍巖的化學(xué)反應(yīng)。當(dāng)熱液與圍巖中的碳酸鹽巖接觸時，會發(fā)生中和反應(yīng)，導(dǎo)致熱液的酸堿度發(fā)生變化，從而使成礦元素的絡(luò)合物穩(wěn)定性降低，成礦元素沉淀析出。晚階段成礦期，熱液的溫度和鹽度進(jìn)一步降低，晚階段A類鹽水原生包裹體均一溫度為137-180℃，鹽度為0.50-2.00wt%。此時熱液中剩余的成礦元素繼續(xù)沉淀，形成石英-碳酸鹽細(xì)脈，穿切早中階段脈體和礦物組合。這一階段，熱液中的SiO?和碳酸鹽（如方解石）沉淀形成石英脈和碳酸鹽脈，同時少量的銅、金等成礦元素在脈體中富集。熱液中的成礦元素已經(jīng)大量沉淀，剩余的成礦元素在低溫、低鹽度的條件下，以較為分散的形式沉淀在石英-碳酸鹽細(xì)脈中。在白乃廟金礦床的形成過程中，白云母花崗巖的侵位起到了關(guān)鍵作用。在430Ma左右，白云母花崗巖侵位，帶來了豐富的熱液。這些熱液中含有大量的金等成礦元素，在相對張性構(gòu)造環(huán)境下，熱液沿著構(gòu)造裂隙運移，與圍巖發(fā)生相互作用。由于熱液的物理化學(xué)條件與銅礦床成礦熱液有所不同，金元素在適宜的條件下沉淀富集，形成了淺成低溫?zé)嵋盒徒鸬V化。金的沉淀可能與熱液中硫離子的濃度、氧化還原電位以及與其他元素的化學(xué)反應(yīng)有關(guān)。當(dāng)熱液中的硫離子與金離子結(jié)合形成硫化物沉淀時，或者當(dāng)熱液的氧化還原電位發(fā)生變化，使得金離子被還原成金屬金時，金就會在圍巖中沉淀下來。白乃廟銅金礦床的成礦過程是一個復(fù)雜的地質(zhì)過程，受到區(qū)域構(gòu)造演化、巖漿活動、熱液運移以及物理化學(xué)條件等多種因素的綜合控制。從巖漿的形成與侵位，到熱液的運移、交代和礦質(zhì)沉淀，各個階段相互關(guān)聯(lián)、相互影響，共同造就了白乃廟銅金礦床的形成。4.5成礦動力學(xué)背景白乃廟銅金礦床的成礦動力學(xué)背景與古亞洲洋構(gòu)造演化密切相關(guān)，在早古生代，古亞洲洋板塊向華北板塊俯沖，這一構(gòu)造運動對白乃廟地區(qū)的地質(zhì)演化和成礦作用產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。在板塊俯沖過程中，俯沖板片在深部發(fā)生脫水作用，釋放出大量富含水、二氧化碳、硫等揮發(fā)分以及大離子親石元素（LILEs）的流體。這些流體上升進(jìn)入地幔楔，交代地幔物質(zhì)，使其發(fā)生部分熔融，形成了具有島弧巖漿巖特征的巖漿。從白乃廟銅金礦床含礦斑巖的地球化學(xué)特征來看，其微量元素蛛網(wǎng)圖顯示出明顯的富集LILEs，如Rb、Ba、Th等，相對虧損高場強元素（HFSEs），如Nb、Ta、Ti等，這正是島弧巖漿巖的典型特征，表明巖漿源區(qū)受到了俯沖板片流體的交代作用。這種巖漿在上升侵位過程中，攜帶了大量的成礦元素，如銅、金、鉬等，為白乃廟銅金礦床的形成提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。俯沖作用導(dǎo)致區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場發(fā)生顯著變化，形成了強烈的擠壓構(gòu)造環(huán)境。在這種擠壓環(huán)境下，地殼發(fā)生變形，形成了一系列褶皺和斷裂構(gòu)造。白乃廟地區(qū)發(fā)育的走向近EW、傾向S的單斜構(gòu)造以及東西向斷裂構(gòu)造，都與板塊俯沖引起的構(gòu)造應(yīng)力場變化密切相關(guān)。東西向斷裂構(gòu)造為花崗閃長斑巖等巖漿巖的侵入提供了通道，同時也控制了成礦熱液的運移方向和范圍。花崗閃長斑巖沿東西向斷裂侵入白乃廟組地層，其侵位過程中攜帶的含礦熱液在斷裂及其附近的有利部位沉淀，形成了銅金礦床。此外，擠壓構(gòu)造環(huán)境還使得巖石發(fā)生破碎和變形，增加了巖石的滲透性，有利于成礦熱液與圍巖發(fā)生充分的物質(zhì)交換，促進(jìn)了成礦元素的遷移和富集。隨著古亞洲洋板塊的持續(xù)俯沖，在俯沖帶附近形成了島弧環(huán)境。白乃廟地區(qū)處于島弧環(huán)境中，經(jīng)歷了強烈的火山-巖漿活動。在島弧環(huán)境下，巖漿活動頻繁，形成了多種類型的巖漿巖，如花崗閃長斑巖、白云母花崗巖和石英閃長巖等。這些巖漿巖不僅為成礦提供了物質(zhì)來源，還對成礦過程產(chǎn)生了重要影響?；◢忛W長斑巖與白乃廟銅礦化關(guān)系密切，其形成過程中攜帶的成礦熱液在合適的條件下沉淀，形成了斑巖型銅礦化。白云母花崗巖的侵位則與白乃廟金礦床的形成有關(guān)，其帶來的熱液在相對張性構(gòu)造環(huán)境下，形成了淺成低溫?zé)嵋盒徒鸬V化。島弧環(huán)境下的火山-巖漿活動，為白乃廟銅金礦床的形成提供了有利的地質(zhì)條件，使得該地區(qū)成為重要的銅金成礦區(qū)。在晚古生代，隨著古亞洲洋的逐漸閉合，華北板塊與相鄰板塊發(fā)生碰撞造山運動。這一過程對白乃廟銅金礦床產(chǎn)生了重要影響，碰撞造山運動導(dǎo)致區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場再次發(fā)生變化，形成了強烈的擠壓構(gòu)造環(huán)境。在這種環(huán)境下，早期形成的礦床可能受到構(gòu)造變形和變質(zhì)作用的改造，礦體的形態(tài)、產(chǎn)狀和礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造等可能發(fā)生改變。同時，碰撞造山運動還可能導(dǎo)致新的巖漿活動和熱液活動，對礦床進(jìn)行疊加和改造，使得成礦元素進(jìn)一步富集。例如，在碰撞造山過程中，深部巖漿再次上升侵位，與早期形成的礦床發(fā)生相互作用，可能導(dǎo)致成礦元素的重新分配和富集，形成新的礦體或使原有礦體規(guī)模增大。白乃廟銅金礦床的成礦動力學(xué)背景與古亞洲洋板塊俯沖、碰撞造山等構(gòu)造運動密切相關(guān)。古亞洲洋板塊俯沖導(dǎo)致的巖漿活動、構(gòu)造變形以及島弧環(huán)境的形成，為礦床的形成提供了物質(zhì)基礎(chǔ)、運移通道和有利的地質(zhì)條件。而晚古生代的碰撞造山運動則對礦床進(jìn)行了改造和疊加，使得礦床的形成過程更加復(fù)雜。深入研究成礦動力學(xué)背景，對于理解白乃廟銅金礦床的形成機制和區(qū)域地質(zhì)演化具有重要意義。五、成礦模式與找礦方向5.1成礦模式建立綜合地質(zhì)、地球化學(xué)及成礦作用的研究成果，構(gòu)建了白乃廟銅金礦床獨特的斑巖-淺成低溫?zé)嵋撼傻V系統(tǒng)模式。在早古生代，古亞洲洋板塊向華北板塊強烈俯沖，這一重大構(gòu)造事件成為白乃廟銅金礦床成礦的關(guān)鍵起始點。俯沖過程中，洋殼物質(zhì)在深部高溫高壓環(huán)境下發(fā)生部分熔融，形成富含揮發(fā)分（如H?O、CO?、S等）以及成礦元素（銅、金、鉬等）的巖漿。這些巖漿沿著由于板塊俯沖產(chǎn)生的構(gòu)造薄弱帶，如東西向斷裂構(gòu)造，向上侵位。隨著巖漿的上升，溫度和壓力逐漸降低，巖漿發(fā)生結(jié)晶分異作用，早期結(jié)晶出橄欖石、輝石等鎂鐵質(zhì)礦物，使得殘余巖漿中的SiO?、Al?O?等含量升高，同時成礦元素進(jìn)一步富集。當(dāng)巖漿侵位到地殼淺部時，壓力的急劇降低促使巖漿中的揮發(fā)分大量逸出，形成含礦熱液，標(biāo)志著成礦作用的正式開啟?；◢忛W長斑巖在這一過程中扮演了至關(guān)重要的角色。其形成于晚奧陶世—早志留世，與古亞洲洋板塊俯沖的時期相吻合?；◢忛W長斑巖沿東西向斷裂侵入白乃廟組地層，在侵入過程中攜帶了大量的含礦熱液。熱液在構(gòu)造裂隙和地層孔隙中運移，與圍巖發(fā)生強烈的交代作用。在早階段成礦期，熱液溫度和鹽度較高，早階段A類鹽水原生包裹體均一溫度為248-380℃，鹽度為4.34-6.59wt%。熱液中的成礦元素以絡(luò)合物的形式穩(wěn)定存在，與圍巖中的礦物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致圍巖發(fā)生硅化、絹云母化等蝕變。硅化作用形成石英脈和硅質(zhì)巖，為礦質(zhì)沉淀提供了物理空間；絹云母化作用改變了圍巖的化學(xué)成分和酸堿度，有利于成礦元素的富集。在這一階段，黃鐵礦開始結(jié)晶沉淀，部分銅、金等成礦元素在黃鐵礦中富集。隨著成礦熱液的持續(xù)演化，進(jìn)入中階段成礦期。此時熱液的溫度和鹽度有所降低，中階段A類鹽水原生包裹體均一溫度為215-241℃，鹽度為2.90-4.18wt%。熱液中的多金屬硫化物大量沉淀，充填膠結(jié)早階段變形、破碎的石英角礫和黃鐵礦裂隙。黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦等硫化物與黃鐵礦一起構(gòu)成了主要的礦石礦物組合。成礦元素的沉淀主要是由于熱液物理化學(xué)條件的改變，如溫度、壓力降低以及與圍巖的化學(xué)反應(yīng)。當(dāng)熱液與圍巖中的碳酸鹽巖接觸時，中和反應(yīng)導(dǎo)致熱液酸堿度變化，使成礦元素絡(luò)合物穩(wěn)定性降低，從而沉淀析出。晚階段成礦期，熱液溫度和鹽度進(jìn)一步降低，晚階段A類鹽水原生包裹體均一溫度為137-180℃，鹽度為0.50-2.00wt%。剩余的成礦元素繼續(xù)沉淀，形成石英-碳酸鹽細(xì)脈，穿切早中階段脈體和礦物組合。熱液中的SiO?和碳酸鹽（如方解石）沉淀形成石英脈和碳酸鹽脈，少量銅、金等成礦元素在脈體中富集。在白乃廟金礦床的形成過程中，白云母花崗巖的侵位起到了關(guān)鍵作用。在430Ma左右，白云母花崗巖侵位，帶來了豐富的熱液。這些熱液中含有大量的金等成礦元素，在相對張性構(gòu)造環(huán)境下，熱液沿著構(gòu)造裂隙運移，與圍巖發(fā)生相互作用。由于熱液的物理化學(xué)條件與銅礦床成礦熱液有所不同，金元素在適宜的條件下沉淀富集，形成了淺成低溫?zé)嵋盒徒鸬V化。金的沉淀可能與熱液中硫離子濃度、氧化還原電位以及與其他元素的化學(xué)反應(yīng)有關(guān)。當(dāng)熱液中的硫離子與金離子結(jié)合形成硫化物沉淀，或者熱液氧化還原電位變化使金離子被還原成金屬金時，金就會在圍巖中沉淀下來。白乃廟銅金礦床的成礦模式是在特定的大地構(gòu)造背景下，由巖漿活動、熱液運移、圍巖蝕變以及物理化學(xué)條件變化等多種因素共同作用的結(jié)果。其中，板塊俯沖導(dǎo)致的巖漿活動提供了成礦物質(zhì)和熱液來源，構(gòu)造活動控制了巖漿和熱液的運移通道及沉淀空間，而熱液與圍巖的相互作用以及物理化學(xué)條件的改變則直接導(dǎo)致了成礦元素的遷移、富集和沉淀。這一成礦模式的建立，為深入理解白乃廟銅金礦床的形成機制提供了重要框架，也為區(qū)域成礦規(guī)律研究和找礦預(yù)測提供了關(guān)鍵的理論依據(jù)。5.2找礦標(biāo)志總結(jié)基于對白乃廟銅金礦床地質(zhì)特征、地球化學(xué)特征以及成礦作用的深入研究，總結(jié)出以下一系列有效的找礦標(biāo)志，這些標(biāo)志對于在該區(qū)域及類似地質(zhì)背景地區(qū)開展礦產(chǎn)勘查工作具有重要的指導(dǎo)意義。地質(zhì)找礦標(biāo)志：白乃廟組地層作為主要容礦地層，其分布范圍及巖石組合特征是重要的找礦線索。在該地層中，海底噴發(fā)的基性—中酸性火山熔巖、凝灰?guī)r夾正常沉積的碎屑巖和碳酸鹽，這些巖石類型的存在暗示了潛在的成礦可能性。特別是綠片巖和長英片巖的分布區(qū)域，更應(yīng)重點關(guān)注，因為它們在成礦過程中為成礦流體的運移和礦質(zhì)的沉淀提供了有利條件。在白乃廟地區(qū)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)大面積分布的白乃廟組地層，且其中綠片巖和長英片巖發(fā)育時，應(yīng)進(jìn)一步開展詳細(xì)的地質(zhì)調(diào)查，尋找礦化線索。構(gòu)造方面，東西向斷裂構(gòu)造是關(guān)鍵的找礦標(biāo)志。這些斷裂不僅控制了花崗閃長斑巖等巖漿巖的侵位，還為成礦熱液的運移提供了通道。在斷裂附近，巖石破碎，裂隙發(fā)育，有利于礦質(zhì)的沉淀和富集。因此，在野外地質(zhì)調(diào)查中，一旦發(fā)現(xiàn)東西向斷裂構(gòu)造，應(yīng)重點觀察其兩側(cè)巖石的蝕變情況和礦化現(xiàn)象。若在斷裂附近發(fā)現(xiàn)硅化、絹云母化等蝕變現(xiàn)象，以及黃鐵礦、黃銅礦等金屬礦物的出現(xiàn)，很可能指示著附近存在銅金礦床。巖漿巖方面，花崗閃長斑巖和白云母花崗巖與銅金礦床關(guān)系密切?；◢忛W長斑巖的出露位置和分布范圍對尋找銅礦具有重要指示作用。在白乃廟銅金礦床中，花崗閃長斑巖呈NWW-近EW向分布于礦區(qū)中部和北部，與北礦帶關(guān)系極為密切，在南礦帶Ⅵ、Ⅶ礦段的深部也可見到與礦化關(guān)系密切的花崗閃長斑巖巖枝。因此，當(dāng)在區(qū)域內(nèi)發(fā)現(xiàn)花崗閃長斑巖時，應(yīng)圍繞其開展詳細(xì)的地質(zhì)勘查工作，分析其與礦化的關(guān)系。白云母花崗巖則是尋找金礦的重要標(biāo)志，其侵位帶來的熱液為金的成礦作用提供了物質(zhì)和能量來源。若在某區(qū)域發(fā)現(xiàn)白云母花崗巖，且其周圍巖石存在與金礦化相關(guān)的蝕變現(xiàn)象，如黃鐵絹英巖化等，則該區(qū)域具有較大的金礦找礦潛力。地球化學(xué)找礦標(biāo)志：在地球化學(xué)方面，元素的異常富集是重要的找礦標(biāo)志。對于白乃廟銅金礦床，Cu、Au、Mo等成礦元素的異常高含量是直接的找礦指示。通過系統(tǒng)的地球化學(xué)采樣和分析，當(dāng)發(fā)現(xiàn)土壤、巖石等樣品中Cu含量超過150μg/g、Au含量超過0.5μg/g、Mo含量超過5.5μg/g時，應(yīng)引起高度重視，進(jìn)一步加密采樣和分析，圈定異常范圍。同時，一些微量元素之間的比值也具有指示意義。如Rb/Sr比值在0.22-0.51之間，較低的比值表明巖漿源區(qū)可能相對較深，或者在巖漿演化過程中受到了斜長石等富Sr礦物結(jié)晶分異的影響。當(dāng)在某區(qū)域發(fā)現(xiàn)巖石樣品的Rb/Sr比值在此范圍內(nèi)時，結(jié)合其他地質(zhì)和地球化學(xué)特征，可判斷該區(qū)域是否具有與白乃廟銅金礦床相似的成礦地質(zhì)條件。Th/U比值在2.1-3.5之間，略低于地幔源區(qū)，可能暗示其巖漿源區(qū)受到了一定程度的地殼物質(zhì)混染。在找礦過程中，若發(fā)現(xiàn)Th/U比值在此范圍的巖石，可進(jìn)一步研究其源區(qū)特征和與成礦的關(guān)系。在微量元素蛛網(wǎng)圖上，富集大離子親石元素（LILEs），如Rb、Ba、Th等，相對虧損高場強元素（HFSEs），如Nb、Ta、Ti等，是島弧巖漿巖的典型特征，也與白乃廟銅金礦床的形成環(huán)境相符。當(dāng)某區(qū)域巖石的微量元素蛛網(wǎng)圖呈現(xiàn)出這種特征時，說明該區(qū)域可能處于類似的島弧構(gòu)造環(huán)境，具有尋找銅金礦床的潛力。地球物理找礦標(biāo)志：地球物理方法在尋找白乃廟銅金礦床中也具有重要作用。由于銅金礦床通常與巖石的密度、電性等物理性質(zhì)差異相關(guān)，通過重力測量和電法測量等地球物理手段，可以探測到地下地質(zhì)體的物理性質(zhì)變化，從而推斷可能存在的礦體。在重力測量中，銅金礦體的存在往往會引起局部重力異常。當(dāng)在某區(qū)域進(jìn)行重力測量時，若發(fā)現(xiàn)明顯的重力高或重力低異常，且該異常與地質(zhì)構(gòu)造、巖漿巖分布等具有相關(guān)性，應(yīng)進(jìn)一步分析異常原因?？赡苁怯捎诘V體的密度與圍巖不同，導(dǎo)致重力場發(fā)生變化。例如，在白乃廟銅金礦床附近，可能由于礦體的存在，使得局部區(qū)域的重力值高于或低于周圍地區(qū)，通過對重力異常的分析和解釋，可以初步圈定可能存在礦體的范圍。電法測量可以探測地下地質(zhì)體的導(dǎo)電性差異。銅金礦體一般具有較好的導(dǎo)電性，與圍巖形成明顯的電性差異。通過電阻率法、激發(fā)極化法等電法測量手段，當(dāng)發(fā)現(xiàn)地下存在低電阻異?；蚋邩O化率異常時，可能指示著銅金礦體的存在。在白乃廟地區(qū)，若在電法測量中發(fā)現(xiàn)局部區(qū)域的電阻率明顯低于周圍巖石，或者極化率明顯高于周圍巖石，且該異常與地質(zhì)構(gòu)造、巖漿巖分布等相吻合，則應(yīng)進(jìn)一步開展詳細(xì)的勘查工作，確定是否存在礦體。5.3找礦方向預(yù)測基于白乃廟銅金礦床的成礦模式與找礦標(biāo)志，對礦區(qū)及周邊區(qū)域的找礦方向做出如下預(yù)測。在礦區(qū)深部，鑒于已確定的成礦模式中花崗閃長斑巖與銅金礦化的密切關(guān)系，且深部可能存在隱伏的花崗閃長斑巖巖株或巖脈。在白乃廟銅礦的南礦帶Ⅵ、Ⅶ礦段深部已發(fā)現(xiàn)與礦化關(guān)系密切的花崗閃長斑巖巖枝，因此可推斷在整個礦區(qū)深部，沿著已知花崗閃長斑巖的分布趨勢，有進(jìn)一步尋找銅金礦體的潛力。隨著深度的增加，若發(fā)現(xiàn)花崗閃長斑巖的蝕變特征和地球化學(xué)異常與淺部礦化區(qū)相似，如存在硅化、絹云母化蝕變，且Cu、Au、Mo等成礦元素含量異常高，則很可能指示著深部存在礦體。此外，深部地層的構(gòu)造裂隙和層間破碎帶也可能成為成礦熱液運移和礦質(zhì)沉淀的有利場所。在深部勘查過程中，利用地球物理方法，如重力、磁力和電法勘探，探測深部地質(zhì)體的物理性質(zhì)變化，確定可能存在的隱伏巖體和構(gòu)造，然后結(jié)合地質(zhì)和地球化學(xué)信息，確定找礦靶區(qū)。在礦區(qū)周邊，以白乃廟組地層為主要容礦地層的區(qū)域是