摘要：西秦岭某地区金矿床共发现金矿脉22条,金矿体19条，通过氢、氧同位素分析得出:该区成矿流体水具有多来源特征,δ34S的组成特点可能反映了硫源为岩浆硫和地层硫的混合。碳的来源主要由海相沉积碳酸盐岩经溶解作用和花岗岩岩浆热液提供。矿石稀土元素并没有完全继承围岩的特征。成矿流体具有以下特征:成矿流体为中低温、低盐度、低密度、多期次活动的流体。金矿成矿是在300Ma之后燕山晚期形成的。成矿热液中,金主要以硫化物配合物的形式迁移。成矿流体与围岩发生充分的物质交换后 ,运移到裂隙发育部位,并因为流体的混合和围压突然降低,成矿流体产生强烈的沸腾作用,使成矿物质沉淀富集成矿。
关键词：氢、氧同位素、硫同位素、稀土元素、流体包裹体
该区域金矿床是近几年在西秦岭地区发现的又一个十分重要的特大型金矿床 。在该成矿带上分布有较多的金矿床,如岷县的鹿儿坝金矿、漳县曹家沟、胭脂沟金矿、礼县李坝金矿、西和马家河金矿、安家岔金矿、岷县洒金沟砂金矿等。西秦岭金矿床,通过武警黄金第五支队的勘查评价工作,取得了显著的找矿效果 ,随着勘探工作向东西两侧及深部的进一步展开,矿床资源量仍在继续扩大，由于对西秦岭金矿床的研究程度不高 ,对有关矿床的物质组成、围岩蚀变、成矿阶段与期次、金的赋存状态与富集机制、金的成矿规律与找矿前景等许多问题的研究还十分薄弱。而对于这些问题的研究,将直接关系到矿区及外围的找矿效果。因此,深入研究西秦岭金矿床的成矿条件及成因机制,探索该矿床的成矿规律,对推进我国卡林型金矿床在西秦岭地区的找矿和科学研究无疑十分重要。
1 区域背景及矿区地质特点
矿区位于岷县县城北东方向,西秦岭金矿大地构造位置处于西秦岭中带。西成-凤太-镇旬拉张裂陷盆地沉积环境。临潭-天水褶皱带,新寺-大草滩复背斜西部。岷-礼多金属成矿带西部,成矿带走向总体呈北西西向,东部向南凸呈弧形,长400余 km,宽50～90km。区内出露地层有泥盆系及其以后的各时代地层 ,以泥盆系地层出露最为广泛,缺失泥盆系之前的地层;岩浆活动以岷礼交界的中川地区为主,区域海西-燕山期岩浆活动发育,以印支-燕山早期为主 ,表现为酸性岩的侵入,主要分布于区内东部,出露面积约700km2,主要由碌础坝、吴茶坝、柏家庄、正沟、教场坝五个岩体组成,均呈岩基产出,岩性主要为黑云母花岗岩,其次为二云母花岗岩和花岗闪长岩。
2 矿床地球化学特点
2.1 氢、氧同位素组成特征
直接测定金矿床中矿物及矿物中包裹体的氢同位素组成及含水矿物的氧同位素组成,可以获得成矿流体氢、氧同位素组成 ,了解参与成矿作用中水的来源和性质,并据此判断矿床成因。深部形成的热液储库中的含矿流体进入断裂破碎带时,由于构造的减压泵作用,成矿流体与围岩氧同位素交换又达到平衡。
2.2 硫同位素
硫是成矿热液中最主要的矿化剂 ,硫同位素是矿床成因和成矿物理化学条件的指示剂。确定成矿流体中硫同位素组成及判断硫的来源 ,对于讨论矿床成因具有重要意义。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆一般来说,当硫交换达到平衡时,各种主要含硫矿物的δ34S值应有如下关系,黄铁矿>毒砂>方铅矿>辉锑矿。
2.3 碳、氧同位素
地壳流体中CO2的三大主要来源(有机源、海相碳酸盐岩和岩浆-地幔源)的碳、氧同素值范围。
2.4稀土元素特征
对矿区矿石样品、相关的矿化蚀变岩样品和主要围岩泥盆纪和二叠纪地层岩石样品进行了稀土元素地球化学分析,总结其稀土元素数据，分析得知：①矿区内各类岩石样品的∑REE总量变化较大,而且矿区内矿石、蚀变岩石及地层的稀土总量没有太大的区别；②金矿稀土元素均属于轻稀土富集型，各种岩石均属于Eu负异常,但矿石、蚀变岩石与围岩有差别，矿石δEu平均值介于地壳值和上地幔值之间,更接近上地幔值,说明矿区的成矿物质有可能有深源物质的加入。
2.5 成矿物理化学条件
该次工作通过观察研究发现,该区域金矿流体包裹体的寄主矿物为石英,其次为方解石。流体包裹体以纯液相和气液两相为主,形状多样,大小不一，并见有少量颜色较深的纯气相包裹体。根据群体包裹体成分和激光拉曼探针分析,该区域金矿床流体包裹体气相成分以H2O为主,其次为CO2、N2、CH4,并含有少量的C2H2、C2H4、C2H6、CO。
3 成因分析
成矿流体在温度、压力突变的情况下,常会发生沸腾现象,能在矿物中保存有不混溶的“沸腾包裹 体群”,同时,在均一温度测试过程中,在同一个矿物颗粒中,不同充填度的包裹体均一温度十分接近,此为包裹体沸腾作用的特征之一。从测得的均一温度与冰点温度之间的关系来看,西秦岭金矿多期次的成矿流体也存在沸腾现象,尤其是成矿主阶段 ,沸腾作用更加明显,这更有利于各种有用元素的沉淀富集。再者,几种主要硫化物之间未达到硫同位素分馏平衡就沉淀下来,说明成矿流体在某一阶段物理化学性质发生过突然改变,可能是流体运移到裂隙发育部位,与另一流体发生混合,并由于围压突然降低,沸腾作用进一步使成矿物质沉淀富集。
4成矿机制
该区域金矿床稳定同位素特征表明成矿热液流体具有大气降水和深源流体混合的特征。泥盆系和二叠系一套含金量较高的热水沉积地层为金的预富集和成矿期流体与围岩的物质交换奠定了基础,该区特有的构造背景对成矿起到积极作用,构造变形不但提供了构造热,而且为成矿提供了良好的空间。该区域金矿成矿流体具有多期次活动的特征,并且伴随局部的沸腾作用,最终形成了一个规模达到大型的金矿床。含矿流体在循环迁移中温度、压力等物理化学条件的改变是导致金沉淀的主要原因。去碳酸盐化作用可能是金的具体沉淀机制。
参考文献：
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[2]杨恒书,张凤岭,殷鸿福,等.西秦岭造山带演化与成矿[J].四川地质学报,1996,16(1);73～79.
论文作者:田浩飞
论文发表刊物:《基层建设》2018年第6期
论文发表时间:2018/5/25
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