某地金矿床铅同位素特征与矿床成因探讨

鲁一奇　梁景利

摘要：为了进一步提高我国在矿藏方面的开采技术，文章分析了矿床的地质特点，同时根据铅同位素的特点分析了胜利沟金矿床的具体成因。铅的同位素范围非常窄，从构造模式图的投影位置，就可以分析出矿石中铅的来源，地壳和地壳上是主要的来源位置，俯冲造山作用对其也有一定影响。

关键词：金矿床；铅同位素；矿床成因；矿藏开采；地质特征 文献标识码：A

中图分类号：P618 文章编号：1009-2374（2016）08-0148-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.08.076

1 成矿地区地质的基本情况分析

在柴北缘陆内裂谷地带有一个胜利沟矿场，经过实地勘查发现是中央造山带-秦祁昆褶皱系的一部分，同时也是由复合造山运动构成的，一共有9个三级构造区带。其中的胜利沟矿区含矿石的地层是一套下古生界浅变质火山-沉积岩，之前也有人分析研究过，定义为上奥陶统滩间山群，该地层一共可以分成4个矿组，而胜利沟矿区是B岩组，主要的地层还包含第二岩组，这一岩组分布非常广泛，第三岩段是属于露安山岩段，而第四岩段属于夹安山岩段，这是几个比较多而且比较重要的岩组。该矿区由于地理原因，严重地受到区域构造的影响，总体发展方向是呈北西向南东，断层发育非常好，从整体上而言，岩体的规模非常大，没有太大的变形量，而且大都是分布在韧性剪切带上。除此之外，还有一些北东向张性断裂带。最大规模的要属北西向断裂，该地质活动的时间非常长，控制该区域的岩浆发展和地层发展同向。多数的脉岩也受到其影响，在南北、北东向断裂的情况比较少，而且规模也不是很大。黄铁绢英岩化蚀变破碎带非常常见，有些地方可以看到铅矿，呈条带状富集在这一地区，从南到北可以划分两个矿带，从平面上观察，这两个矿带呈北西-南东走向。

围岩蚀变类型有很多，但是主要为钾化、硅化、碳酸盐化、绿泥石化、黄铁矿化、绢云母化等，钾化蚀变有明显的高温特点，其他都是中低温热液蚀变，总体蚀变呈面形展开，没有明显的分带，而且黄铁绢英岩化和金矿化有直接的联系。通过对这一地区的矿脉穿插进行观察分析，掌握了这些矿岩之间的关系，同时使用显微镜对矿物间的交代穿插进行了进一步分析，之间的关系更为清晰。该矿区的矿化期一共可以分为两期，即表生淋滤期和构造热液成矿作用期。

2 采集样品和测试结果分析

这次测试主要采集了矿区内脉状硫化物、浸染状矿石，选择的是单矿物，一共收集的10件样品都是方铅矿。这次研究委托北京的地质研究院进行测试分析，使用的仪器主要有IsoProbeT热电离质谱仪，对同位素比值测试中，使用了NBS2981的标准样重复测试结果所确定的单位原子质量0.1%的分馏系数进行校正，最终的结果误差在0.05%范围内，也就是208Pb/204Pb=16.923±3，207Pb/204Pb=15.467±3，206Pb/204Pb=36.733±6。

3 最终结果分析

3.1 分析铅同位素的特征

从表1中可以看出，胜利沟矿区中矿石铅208Pb/204Pb的比值范围在38.054～38.346，平均数值达到了38.166，从总体上分析要比39.000低一些，也表明钍铅有微弱的亏损；而207Pb/204Pb的比值在15.602～15.688范围，平均值达到了15.636，数值要比15.600大，也就表明该地区的铀铅含量比较多；206Pb/204Pb之间的比值在18.300～18.374范围内，平均值是18.333。μ值为9.48～9.64，计算出其平均值为9.54，比正常的铅μ值要高，正常值在8.686～9.238范围内，这一地区矿石中铅的同位素所组成的Th/U值在3.63～3.73范围，和其他地区的数值进行比较，相对还比较平均，而且接近陨石的Th/U值3.8。从Zart m an-Doe图中就可以看出：在图1左中207Pb/204Pb-206Pb/204Pb的关系图，在图1右可以看出208Pb/204Pb-206Pb/204Pb之间的关系图，所有的样品都是在造山带和上地壳演化线之间，而且大都是靠近造山带演化线的附近，由此可以说明这一地区的铅来源可能是在上地壳中。

使用△γ-△β成因分类图解可以很好地追踪矿石铅源，在示踪方面有非常大的意义。通过对胜利沟位置矿石铅和同时代地幔之间出现的偏差进行对比，然后把数据利用投影方式投到△γ-△β成因分类图解上，具体情况如图2所示，对样品进行投影，其结果是投影到了上地壳和地幔混合的位置，在图3中可以分清铅同位素构造环境，样品都处在造山带的区域。从上述的情况和下图就能分析出，这些矿物质都是来自地幔和地壳的混合，同时和俯冲造山作用有非常大的关系。

3.2 金矿床形成的原因分析

胜利沟矿区的矿体受到了构造的控制，在青龙沟到滩间山北西方向上形成了大型的剪切带，因此控制了滩间山、青龙沟以及胜利沟的多个金矿床，在矿区中北西方向的断裂程度是最大的，而且活动的时间也是最长的，控制了这一地区的岩浆。底层是开展方向，对金矿的产生和形成有很大的控制作用。围岩蚀变是面型的，因此没有明显的分带，金矿化和黄铁绢英岩化有非常密切的关系，而在整个矿区绢云母化、微弱的硅化和碳酸盐化都非常多，在矿体中以及矿体附近有绢云母化、黄铁矿化强硅化发育，说明里面含有丰富的矿热液富硅和CO2，在胜利沟金矿区中，具有CO2、中低盐度和中低温的特点。

矿石中铅的同位素组成非常稳定，这些铅都来源于上地壳，从△γ-△β成因分类图就能知道，样品的投影都落到了地壳和地幔混合的俯冲带铅的位置，通过分析同位素构造环境判别图可以得知，样品的投影都在造山带范围内。从上述这些证据中就可以断定，在俯冲造山作用下，再加上地幔和地壳的混合，形成了这一地区的矿物质。在温度不断升高的时候，该区域的矿热液会沿着大型的剪切带做长距离大规模的迁徙，在不断的迁徙过程中还会淋取围岩的成矿元素，进而形成了这一地区的含金流体。当这些矿热液进入到矿区的次级构造后，也就是北西向断裂带后，因为和之前地区的构造性质发生了很大的转变，从而在物理、化学条件方面也有了改变，导致这些富含金的流体发生沉淀，最终形成了金矿体。这些也和造山带的金矿床应该具备的特点相互

吻合。

3.3 最后结果分析

这一地区的铅同位素比值非常稳定，而且没有太大的变化范围，因此铅的特征非常正常。通过上述的分析和图解可以得知，样品都在造山带范围，说明矿物质都是从地幔和地壳的混合中产生的。在造山带的影响下形成了这些矿石，利用碰撞造山形成矿热液，这些液体向韧性剪切带移动，通过迁徙和淋取围岩矿元素，最后在压力和温度作用下很快发生构造沉淀，拥有造山带型矿床的特征。

4 结语

随着我国经济的快速发展，在未来还会有很多金矿床需要开发，为了保质保量地开发这些资源，相关的技术人员必须掌握好铅同位素特征和矿床成因，通过细致的分析得出符合实际的结论，进而使金矿床的一系列开采工作顺利开展，希望在以后的科技发展中，这方面的开采技术会有新的突破，推动我国金矿事业的发展。

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（责任编辑：秦逊玉）