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青海大场金矿田矿床成因_流体包裹体地球化学及H_O同位素的约束_夏锐

青海大场金矿田矿床成因:流体包裹体地球化学及H-O同位素的约束*夏锐1,2邓军1卿敏2王长明1李文良2XIA Rui1,2,DENG Jun1,QING Min2,WANG ChangMing1and LI WenLiang21.中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室,北京1000832.武警黄金地质研究所,廊坊0650001.State Key Laboratory of Geological Processes and Mineral Resources,China University of Geosciences,Beijing100083,China2.Gold Geological Institute of CAPF,Langfang065000,China2012-10-22收稿,2013-01-14改回.Xia R,Deng J,Qing M,Wang CM and Li WL.2013.The genesis of the Dachang gold ore field in Qinghai Province:Constraints on fluid inclusion geochemistry and H-O isotopes.Acta Petrologica Sinica,29(4):1358-1376Abstract The Dachang gold ore field,one of the super large ore field in the Sichuan-Shanxi-Gansu boundary region,is located in the Kekexili-Songpanganze in Late Palaeozoic-Mesozoic turbidite basin and fold and fault belt.It is controlled by an NW-trending structural and altered belt,and hosted in the Triassic carbonaceous sandstone-slate of flysch deposition.The main ore minerals are pyrite,arsenopyrite and stibnite,and gangue minerals are quartz,feldspar and calcite.The gold occurred as grained gold. Microthermometric measurements show that auriferous quartz veins in the Dachang gold ore field have three types of fluid inclusions:NaCl-H2O inclusions(type W);CO2brine inclusions(type C)and pure gaseous inclusions(type PC).The salinity values of NaCl-H2O inclusions have a peak of2% 5%NaCleqv,homogenization temperature values with a peak of180 200ħand metallogenicdepths are7.9 12.3km.The pure gaseous inclusions are dominanted by N2,CO2,O2,H2O,with minor H2S.Liquid phasecomposition are Ca2+,Na+,Li+,K+and SO42-,Cl-,NO3-,F-,with minor Mg2+.They suggest that the ore-forming fluids of the Dachang gold ore field are characterized by low salinity,low to moderate homogenization temperature.H-O isotopes analyses show thatδD=-62ɢ -106ɢ,δ18O H2O =3.1ɢ 10.5ɢ,indicating that the ore-forming fluids are composed mainly of devolatilization oforganic matter,with meteoric water.Geological and fluild features and metallogenic mechanism suggest that the Dachang gold ore field may be Carlin-like gold deposit.Key words Carlin-like gold deposit;Fluid inclusion;H-O isotopes;Dachang gold ore field;Qinghai摘要青海大场金矿田位于可可西里-巴颜喀拉晚古生代-中生代浊积盆地褶断带内,是川陕甘交接地区的一个超大型矿田。

矿床受NW向构造破碎蚀变带控制,赋矿围岩为三叠系炭质砂板岩,矿石矿物主要为黄铁矿、毒砂和辉锑矿,脉石矿物主要为石英、长石和方解石。

金的赋存状态以微细粒金为主。

大场金矿田矿石中流体包裹体主要为盐水溶液包裹体(W型)、少量的含CO2包裹体(C型)和富CO2包裹体(PC型)组成。

成矿流体具有中低温(180 200ħ)、低盐度(2% 5%NaCleqv)、成矿深度为7.9 12.3km的特征。

气、液相成分测定显示气相成分以N2、CO2、O2、H2O为主;液相成分中阳离子以Ca2+、Na+、Li+、K+为主,阴离子以富SO42-、Cl-、NO3-、F-为特点,成矿流体属Ca2++Na++SO42-型,有机碳参与了流体成矿作用。

氢氧同位素组成分别为δD=-62ɢ -106ɢ,δ18O H2O=3.1ɢ 10.5ɢ,说明成矿流体主要为建造水,也有岩浆流体的加入。

根据大场金矿田成矿地质背景、流体特征及演化和成矿的构造背景和机制,本文首次提出大场金矿为类卡林型金矿,为研究该区金矿成矿作用提供了参考。

关键词类卡林型金矿;流体包裹体;H-O同位素;大场金矿田;青海中图法分类号P618.511000-0569/2013/029(04)-1358-76Acta Petrologica Sinica岩石学报*本文受国家重点基础研究发展计划(973)项目(2009CB421008)、北京市优秀博士学位论文指导老师科研项目(20111141501)和武警黄金指挥部专项基金项目(HJ12-03)联合资助.第一作者简介:夏锐,男,1988年出生,硕士生,助理工程师,现主要从事金矿地质研究工作,E-mail:xiaruiren@126.com.青海大场金矿田属北巴颜喀拉成矿带金矿矿集区之一,是矿集区内一超大型金矿田。

矿田内已发现多个大、中型金矿床和矿化点,如大场、扎家同哪、加给龙洼、稍日哦、大东沟、扎拉依(胡正国等,1998;张昆宏,2010;赵俊伟等,2007)等。

2011年,研究区新增金资源量40t,总资源量达到220t。

前人的研究重点集中在大场金矿床(张德全等,2001,2007;丰成友等,2003,2004a,b;赵财胜等,2005;韩英善等,2006;赵俊伟等,2007),取得了一定的成果和认识,但是仍然存在着明显的不足,尤其是矿床成因存在较大的争议。

大部分学者根据矿床产出的构造背景认为其属于造山型金矿床(丰成友等,2003,2004a;赵财胜等,2005;张德全等,2001,2005,2007;丁清峰等,2010),另外一些学者根据矿石中的金赋存状态,认为其类型为卡林型金矿(韩英善等,2006;Inter-Citic Mineral Inc,2003①)。

故本文拟通过矿田尺度对青海大场金矿田流体包裹体地球化学和H-O同位素研究,揭示导致大规模金富集的成矿流体组成、来源及其演化,进而探讨成矿元素的淀积机理,讨论矿床的成因类型,为深入认识该矿田的成矿机制和分布规律提供依据。

1区域地质大场金矿田大地构造位于可可西里-巴颜喀拉晚古生代-中生代浊积盆地褶断带内(图1a)(李荣社等,2008;陈守建等,2011),是川陕甘“金三角”地区在扬子陆块周边的一个超大型矿田(欧阳玉飞等,2011;丁清峰等,2010)。

区域地层主要有二叠系布青山群马尔争组变砂岩(P1m1)和灰岩(P1m2)、三叠系巴颜喀拉山群变砂岩夹板岩(TB1)和板岩夹变砂岩(TB2)、第三系、第四系陆相河湖沉积物。

其中,二叠-三叠系主要为海相沉积,比较连续,尤以海相三叠系最具特色,著名的巴颜喀拉山群横贯全区,分布广泛,厚度巨大(>6160m)(陈守建等,2011),也是区域内最主要的赋矿地层。

区域岩浆活动较弱,岩浆岩分布零星,以晚印支期中酸性钙碱性系列、I型花岗岩最为发育,侵入年龄为:SHRIMP U-Pb年龄218 197Ma,锆石207Pb/206Pb年龄216 221Ma,锆石U-Pb年龄228Ma(沙淑清等,2007;陈文和Arnaud,1997;陈守建等,2011),与巴颜喀拉俯冲、碰撞造山的构造岩浆事件发生时间(243 223Ma)相一致(陈文和Arnaud,1997;李海兵等,2001;许志琴等,2012),也与川陕甘“金三角”地区卡林-类卡林金矿成矿省成矿时间(220 100Ma)相吻合(陈衍景等,2004a;李晶等,2007)。

火山岩主要赋存于二叠系、三叠系中,多为钠质型钙碱性系列,显示活动大陆边缘(或岛弧)构造环境(陈守建等,2011),其构造背景与分布于大陆边缘地区的美国卡林型金矿床相似(Kerrich et al.,2000;陈衍景等,2004b)。

虽然岩浆活动微弱,但地球物理资料显示深部有隐伏岩体存在(孙丰月,2003②)。

大场金矿矿石中绢云母40Ar-39Ar法年龄测定成矿年龄218.6ʃ3.2Ma(张德全等,2005)和含金石英脉Pb-Pb年龄187Ma(青海省地质矿产勘查开发局,2011③),显示大场金矿田大规模成矿作用与巴颜喀拉的构造演化有密切关系,这与我国滇黔桂卡林型矿集区的成矿时代与地质演化相似(刘学飞等,2008)。

大场金矿田位于北巴颜喀拉构造带(图1)。

褶皱构造以印支期变形为主,断裂构造依其展布方向可分为北西西向和北东向两组,以北西西向断裂为主(昆南断裂、甘德-玛多断裂、玛多断裂、玛多南断裂),该断裂形成早,规模大,具多期复合的特点,性质为北倾深大逆断层,具有明显的控岩、控矿作用;北东向断裂多属平移断层,形成时间晚,规模大小不一。

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