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西秦岭某金矿成矿流体及矿床成因类型

西秦岭某金矿成矿流体及矿床成因类型
通过野外调研和室内研究,本文简明总结了矿床地质特征,认为其成矿阶段由早到晚可划分为:贫矿化石英脉的早阶段、石英硫化物脉阶段、石英-辉锑矿脉阶段以及石英-碳酸盐脉的阶段。

通过流体包裹体岩相学、显微测温分析,得到其成矿流体为低盐度、中低温的碳水体系,成矿早阶段包裹体捕获温度为360℃,捕获压力为154MPa,成矿深度为5.8km。

该金矿的地质特征(微细浸染状)与典型的卡林型矿床一致,而成矿流体特征则与造山型矿床一致,最后认为,其成因类型属于造山型浸染状金矿床。

标签:流体包裹体成矿流体矿床成因
1成矿背景
该矿床大地构造上处于西秦岭造山带的勉略构造缝合带西段。

区内出露地层有元古宇碧口群、泥盆系、石炭系、三叠系、白垩系及第四系。

碧口群为一套中浅成变质碎屑岩系夹凝灰岩、火山碎屑岩;泥盆系为一套巨厚的海相碎屑岩-碳酸盐岩建造;石炭系、三叠系为碳酸盐岩-碎屑岩建造。

区内构造活动频繁,褶皱断裂发育,断裂构造主要有白马-临江断裂、松柏-何家坝-黎坪断裂等断裂。

本区岩浆侵入活动相对较弱,仅有一些中酸性岩脉沿构造线方向出露,其岩性有细粒花岗斑岩、石英闪长岩、细粒黑云母二长花岗斑岩等。

2矿床地质
通过野外调研,根据野外脉体的穿切关系和显微镜下矿物的交代关系,可将成矿期分为以下四个阶段:
(Ⅰ)早阶段主要形成贫矿化乳白色石英脉,大多为顺层石英脉。

石英颗粒较大,具有波状消光等特点。

(Ⅱ)石英-硫化物阶段,以浸染状和细脉状毒砂化、黄铁矿化广泛发育为特征。

(Ⅲ)石英-辉锑矿阶段,以发育石英-辉锑矿脉为特征,以微细浸染状网脉充填于裂隙中。

(Ⅳ)晚阶段主要形成石英-碳酸盐脉,石英-碳酸岩脉透明度较高,方解石多呈网脉状,充填于张性裂隙者具有梳状或晶簇构造,方解石脉切穿先期形成的脉体,基本无矿化显示。

3流体包裹体研究
流体包裹体显微测温所用仪器为英国Linkam THMS-600型显微冷热台(-196~600℃)。

测试前用人造纯H2O及25%的H2O-CO2包裹体(国际标样)进行系统校正,温度在0℃以下时,测试精度为±0.1℃,0℃~30℃范围的测试精度为±0.5℃,30℃以上时的测试精度为1℃。

测试过程中,升温速率为0.2~10℃/min,含CO2包裹体相转变温度附近的升温速率降为0.1℃/min,水溶液包裹体相变点附近的升温速率为0.2℃~0.5℃/min,基本保证了相转变温度的准确性。

3.1流体包裹体岩相学
本次研究的流体包裹体主要为与成矿关系密切的石英中的原生包裹体。

岩相学研究表明,将样品中的原生包裹体分为:W型气液两相包裹体、C型富CO2包裹体。

(1)W型气液两相包裹体:常温下呈气、液两相,即由H2O+NaCl液相和H2O气相组成,充填度变化较大,大小为2~18μm,在成矿Ⅰ~Ⅳ阶段均有出现,形态多为椭圆形或负晶形。

(2)C型富CO2包裹体:部分包裹体室温下呈三相(C1,VCO2+LCO2+LH2O+NaCl),液态水的充填度为60%~90%;部分室温下虽表现为两相(C2,LCO2+LH2O+NaCl),但在冷却至20℃左右时液相CO2中出现气相CO2,充填度70%~80%;还有极少数室温下呈现为纯液相CO2包裹体(C3,LCO2),CO2含量高可达100%,冷却至20℃左右出现CO2气液两相(VCO2+LCO2)。

形态为负晶形、椭圆形等,包裹体长轴长多为7~11μm之间。

3.2流体包裹体显微测温
通过对流体包裹体显微测温,最终获得了各阶段成矿流体包裹体的均一温度、盐度等参数,其中气液两相包裹体的流体盐度采用Potter and Clynne(1978)盐度计算公式计算;富CO2包裹体的水溶液盐度根据Bozzo et al.(1973)盐度计算公式计算。

Ⅰ阶段贫矿化石英脉中C型包裹体,盐度为0.62~4.87wt.%NaCl eqv;包裹体均一温度为260~320℃。

Ⅱ阶段发育的C型包裹体,盐度为1.03~3.0wt.%NaCl eqv,包裹体均一温度为239.8~289.6℃。

W型包裹体盐度为3.05~10.99wt.%NaCl eqv,均一温度为220~280℃。

Ⅲ阶段仅发育W型包裹体,盐度为 3.38~7.01wt.%NaCl eqv,均一温度为160~240℃。

Ⅳ阶段也仅发育W型包裹体,盐度为1.9~6.43wt.%NaCl eqv,均一温度为140~180℃。

据各阶段石英脉中石英流体包裹体均一温度、盐度可知,从Ⅰ阶段到Ⅳ阶段,成矿流体包裹体均一温度分别为260~320℃、220~280℃、160~240℃和140~180℃。

显然从早阶段到晚阶段成矿流体由高温向低温演化。

成矿流体盐度从Ⅰ
阶段到Ⅳ阶段先突然升高后逐渐降低,C型包裹体的盐度整体上低于W型两相包裹体,整体均较低。

3.3成矿流体压力和深度估算
通过对流体包裹体显微测温结果的进一步分析处理,运用CO2-H2O体系的P-T图解(Roedder,1984),获得其成矿流体捕获温度和捕获压力分别为360℃和154MPa。

据上述可知,其用静岩压力P=ρ·g·h估算成矿深度(设岩石密度为2.7g·cm-3,重力加速度为9.8m·s-2),结果为 5.8km。

另外,经验显示辉锑矿是低温和低压条件下形成的,因此笔者推测成矿主阶段可能演化为静水压力体系,深度略比上述估计值低些。

4成矿流体特征及成因类型
根据上文得,成矿流体是中低温、低盐度的碳质流体,H2O-CO2不混溶,盐度低于11wt.%NaCl eqv,此与造山型金矿成矿流体性质相同(Kerrich et al.,2000;Fan et al.,2003;Mernagh et al.,2007);从早到晚,流体包裹体捕获温度和压力降低,从静岩压力变化到静水压力系统,也与造山型金矿成矿流体演化类似(陈衍景等,2007);而所呈现的典型的微细脉状、浸染状矿化蚀变等地质特征又与典型卡林型金矿一致;自然金总体为显微-次显微金,与典型卡林型金矿一致,但局部又可见明金,又与造山型金矿一致,表现出由卡林型向造山型金矿过渡的特征。

总之,虽然对于该金矿床的成因类型仍存在一定的争议,但从目前掌握的资料来看,笔者认为其类型可能为造山型浸染状金矿床,其造山型浸染状金矿类型的归属,主要倾向于成矿流体和浸染状矿化蚀变特征,具体与矿床成因有关的成矿热液来源、成矿物质来源以及成矿机理等仍需进一步系统研究。

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