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西秦岭阳山金矿带安坝金矿床流体包裹体特征及矿床成因

2016-12-28

地质与勘探 2016年4期
关键词:毒砂阳山黄铁矿

马 倩

(武警黄金指挥部,北京 100055)



西秦岭阳山金矿带安坝金矿床流体包裹体特征及矿床成因

马 倩

(武警黄金指挥部,北京 100055)

安坝金矿是近年来在西秦岭地区阳山金矿带探明的一超大型矿床,大地构造位置处于勉略缝合带内,其产出主要受区域逆冲挤压断裂带控制。矿石类型可划分为蚀变岩型和石英脉型,以前者为主,主要矿石矿物为黄铁矿、毒砂、辉锑矿、自然金、银金矿等,围岩蚀变以硅化、绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化为主。成矿过程可划分为黄铁矿-绢云母阶段(Ⅰ)、黄铁矿-毒砂-石英阶段(Ⅱ)、毒砂-黄铁矿-石英阶段(Ⅲ)、自然金-辉锑矿-石英阶段(Ⅳ)、方解石-石英阶段(Ⅴ)等5个阶段。不同阶段石英中均含有大量的流体包裹体,多数直径3~10μm,以富CO2、含CO2和水溶液3种类型为主,总体为中低温(110~330℃)、低盐度(0.62~9.34%NaCl.eq)的流体。单个流体包裹体激光拉曼分析表明,流体以CO2、H2O为主,不同阶段含金石英脉石英δD变化范围为-83‰~-107‰,δ18O变化范围为-0.31‰~11.95‰。从成矿早阶段到晚阶段,流体包裹体大小、CO2含量、温度逐渐降低,盐度先升高后降低。成矿早阶段以下地壳的变质流体为主,而后经历了减压沸腾作用,压力降低,盐度增高,导致金大量沉淀。稳定同位素特征反映主成矿阶段以变质流体为主,成矿晚期发生低温流体的注入。总之,阳山金矿成矿流体经历了长期的演化过程,亦揭示金成矿作用的复杂性。

流体包裹体 成矿流体 超大型金矿床 阳山 西秦岭

1 引言

安坝超大型金矿是武警黄金部队于20世纪末发现的,经过十余年的勘查工作已成为中国大陆发现的最大的金矿床。诸多学者对其控矿构造、矿床地球化学、矿床成因类型、成岩成矿年龄、岩浆岩特征等开展了大量研究,取得了丰硕成果,其中对成矿流体主要通过流体包裹体及稳定同位素测试分析进行了有益探讨(李晶,2007,2008;赵百胜,2004;刘伟,2003a;2003b;罗锡明,2004;Qietal.,2004;齐金忠,2003a;2003b;2006;文成敏,2006;杨荣生等,2006;杨贵才等,2007;李楠等,2012;张静等,2012),但在认识上还存在较大分歧,其主要原因是对成矿阶段划分不清。因此,本次在野外详细观测基础上,对安坝金矿地质特征进行系统梳理,以不同类型矿体穿切关系及矿物交代关系为依据,对安坝金矿成矿阶段精细划分,并对不同阶段流体包裹体开展了显微测温及稳定同位素研究,以期为阳山金矿的研究开拓思路。

2 矿床地质概况

阳山金矿带位于碧口地块北缘,大地构造位置处于扬子板块、秦岭造山带和松潘-甘孜造山带三大构造单元交汇部位(图1)。阳山金矿带主要受安昌河-观音坝断裂带控制,该构造带整体走向北东东,东西长约30km,南北宽3~5km。阳山金矿从西到东共探明泥山、葛条湾、安坝、高楼山、阳山(观音坝)、张家山6个矿段,现已发现金矿脉近百条,累计提交金资源量近400吨,其中安坝矿段地质工作程度相对较高,为矿带内金矿化集中区,将这段定为安坝矿床。区内出露的地层主要有震旦-寒武系、志留系、泥盆系、石炭系以及三叠系、侏罗系,此外还有大面积第四系黄土以及冲、洪积沉积。其中古生界泥盆系下统三河口组是区内最主要的赋矿地层,主要为一套千枚岩夹薄层石英砂岩及灰岩透镜体,其形成演化对阳山金矿带展布有着重要影响和控制作用。区内岩浆岩主要以岩脉形式沿区域构造产出,长数十至数百米,宽几米至十余米,以斜长花岗斑岩为主,少量黑云母花岗斑岩脉、花岗细晶岩脉等,侵位于泥盆系地层中,常顺层或小角度斜切,且与矿体空间关系密切,部分岩脉破碎、蚀变直接形成矿体。

图1 甘肃阳山金矿带地质简图(据齐金忠等,2003)

根据野外和显微镜下详细观测,本文将阳山矿带安坝矿床矿石划分为2种类型:多金属硫化物蚀变岩型和多金属硫化物石英脉型,其中前者主要为多金属硫化物蚀变千枚岩型和多金属硫化物蚀变花岗斑岩型;根据矿物组合、含量及成矿阶段又进一步划分为黄铁矿-毒砂-石英型矿石、毒砂-黄铁矿-石英型矿石和自然金-辉锑矿-石英型矿石。根据手标本、光薄片镜下观察和电子探针分析显示,金属矿物主要为黄铁矿、含砷黄铁矿、毒砂、辉锑矿,以及少量的自然金、银金矿、黝铜矿,其次有方铅矿、闪锌矿、钛铁矿、钒钛磁铁矿、雌黄铁矿、白铁矿、软锰矿、硬锰矿、褐铁矿、赤铁矿、硫锑铅矿、车轮矿等。矿石中主要金属矿物含金性分析结果表明(齐金忠等,2001),毒砂中金含量最高,达143.48×10-6,其次为黄铁矿,为53.01×10-6,而辉锑矿中金含量最低,为20.41×10-6,反映了黄铁矿、毒砂及辉锑矿为主要的载金矿物。电子探针分析结果表明(齐金忠等,2003),黄铁矿中Au含量为0~0.089%,毒砂中为0~0.031%,辉锑矿中为0~0.009%,也反映主要的载金矿物为黄铁矿、毒砂和辉锑矿。

阳山金矿带大体可以划分为成岩期、区域变质作用期、热液期和表生期四期,热液期又可以划分为多个不同的成矿阶段:黄铁矿-绢云母阶段(Ⅰ)、黄铁矿-毒砂-石英阶段(Ⅱ)、毒砂-黄铁矿-石英阶段(Ⅲ)、自然金-辉锑矿-石英阶段(Ⅳ)、方解石-石英阶段(Ⅴ);其中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ阶段为主要的成矿阶段。

3 样品选择与测试

本文研究样品主要以黄铁矿-毒砂-石英型矿石、毒砂-黄铁矿-石英型矿石和自然金-辉锑矿-石英型矿石3种类型矿石样品,均采自安坝矿床,以305和311脉群为主,共计42件,包括了地表顺层及切层脉体、钻孔岩心中脉体及切穿花岗岩脉的脉体等不同阶段样品中的矿化石英脉及少量碳酸盐脉。镜下观测发现所有样品中包裹体均广泛发育,但是由于多数包裹体过小,无法进行测试,为确保实验数据准确,我们只研究便于观测的两相气液包裹体和CO2三相包裹体,最终选取了10件样品进行观测。

流体包裹体显微测温在中国地质大学(北京)和中国地质科学院研究流体包裹体实验室完成,所用的仪器为英国Linkam THMS 600型冷热台。测试温度范围是-196℃~+600℃,在小于0℃时的测试精度为0.1℃,0℃~30℃范围的测试精度为0.5℃,>30℃的测试精度为1℃,以美国FLUID INC公司的人工流体包裹体标准样品进行温度标定。包裹体测试过程中,低温下的升温速率为1℃/min,高温下的升温速率为3℃/min,在相变温度附近升温速率在0.5℃/min左右,显微测温结果见表1。

单个流体包裹体激光拉曼分析在中国地质科学院激光拉曼实验室完成,测试仪器为Renishaw R2000 激光拉曼光谱仪,仪器使用Ar+激光器,波长为514 nm,所测光谱的时间为10s,每cm-1(波数)计一次,100~ 4 000 cm-1全波段取峰,激光束斑大小约为1μm,光谱分辨率2 cm-1。

将石英、方解石样品碎至0.25 ~ 0.3 mm粒级,在双目镜下手选至纯度大于99%的样品10g。同位素测试由中国地质科学院矿产资源研究所同位素实验室MAT 253 EM型质谱计上完成。流体包裹体H同位素用爆裂法取水,锌法制氢;石英氧同位素用BrF5法;H、O同位素采用MAT 251EM质谱计测定,采用的国际标准为SMOW,H同位素分析精度为±2 ‰,O同位素分析精度为±0.2 ‰。根据石英中流体包裹体的均一温度和矿物-水氧同位素方程,计算出流体的δ18OH2O值。流体的均一温度为其峰值,石英与水的氧同位素平衡公式采用δQ-H2O=3.38×106/T2-3.4(Clayton,1972)。

4 流体包裹体研究

4.1 黄铁矿-毒砂-石英型(阶段)样品

4.1.1 包裹体岩相学

该类型(阶段)样品石英内包裹体非常发育,多以不均匀成群分布,包裹体多呈椭圆形、负晶形和不规则形状等。主要为二相气液包裹体和CO2三相包裹体,约各占50%(图2a、2b、2c)。二相气液包裹体主要以液相为主,液态填充度在60%左右,长度较小,一般在3μm ~10μm。CO2三相包裹体,常温下可见从包裹体中心向外依次由气相CO2、液相CO2和盐水溶液(LH2O+LCO2+VCO2)所组成,盐水溶液的充填度变化较大(10%~90%),长径2μm ~30μm。此类包裹体均一状态复杂,大多均一到液相,部分均一到气相,少数未达到均一状态便发生爆裂。

4.1.2 温度

(1)CO2初熔温度:该类型(阶段)样品中CO2初熔温度的范围是-64.7℃~-56.7℃(表1),高于纯CO2的三相点(-56.69℃),而与NaCl-H2O-CO2包裹体中的CO2初熔温度(-57.79℃,卢焕章等,2004)较为接近,但从CO2初熔温度统计直方图(图3b)可以明显看出,CO2初熔温度有一个峰值区,集中在-58.2℃~-57.6℃的范围内,指示这些包裹体主要为CO2,可能还含有少量其他三相点低于CO2的挥发组分,如N2、H2S或CH4等。

(2)CO2水合物(CO2·5.75H2O)溶解温度:该类型(阶段)样品中CO2包裹体的Tmc2值变化于6.4℃~10.1℃之间(表1),变化较小,在溶解温度统计直方图(图3d)上,CO2水合物溶解温度也有一个峰值,集中于7.2℃~8.7℃之间,略高于NaCl-H2O-CO2包裹体的CO2水合物溶解温度(5.1℃,卢焕章等,2004)。与CO2初熔温度具有相同的特征,同样表明包裹体中含水相具有以偏低盐度为主的特征。

表1 阳山金矿带流体包裹体显微测温数据表Table 1 Microthermometric data of fliud inclusions of the Yangshan gold deposit

(3)冰点温度:根据二相气液包裹体的测定,该类型(阶段)样品冰点温度(Tic)的变化范围是-4.7℃~-0.7℃(表1),变化范围较小,在冰点温度统计直方图(图3a)上可以看出,冰点温度具有多个峰值,但总体集中于-3.8℃~-1.4℃之间,表明包裹体中水溶液相具低盐度特征(<8wt%NaCl.eq)。

(4)均一温度:该类型(阶段)样品包裹体的均一温度处于161.6℃~330.1℃,平均温度271.2℃(表1),总体范围变化较大。包裹体多数均一到液相,少数均一到气相或在完全均一前爆裂。均一温度直方图(图3c)表明,该类型(阶段)样品中两种类型原生流体包裹体的均一温度有一个峰值,位于280℃~320℃区间,属于中高温。

4.1.3 盐度

根据以上相关温度的测定结果,依据该类型(阶段)样品包裹体类型和体系的不同,分别利用NaCl-H2O体系[式(1),Halletal.,1988]和NaCl-H2O-CO2体系[式(2),Roedder,1984]的冰点-盐度计算公式:

W=0.00+1.78T冰-0.042T冰2+ 0.000557T冰3(0~23.3%的NaCl溶液)

(1)

W=15.52022-1.02342Tm,cla-0.05286 Tm,cla2(-9.6℃≤T≤10℃)

(2)

式(1)和式(2)中:W为盐度(%NaCl.eq),T冰为冰点温度(℃),Tm,cla为CO2水合物的溶解温度(℃),计算获得相应包裹体的盐度。根据式(1)计算的该样品中二相气液包裹体盐度(表1)总体变化于(1.22%~7.44%)NaCl.eq之间,平均值为4.19 %NaCl.eq;根据式(2)计算的该样品中CO2三相包裹体盐度(表1)总体处于(0.62%~6.81%)NaCl.eq之间,平均值3.93%NaCl.eq,两种类型包裹体盐度相差不大。在盐度统计直方图上(图4a)可以看出,两种类型包裹体盐度峰值均集中于(1.2%~6.0%)NaCl.eq之间,属于偏低盐度范围。

4.1.4 密度

利用盐水溶液包裹体的密度公式:密度ρ=A+Bt+Ct2,式中:ρ为盐水溶液密度(g/cm3),t为均一温度(℃)。A,B,C为盐度的函数,其值参照卢焕章等(2005)。对包裹体的密度进行计算,得到该类型(阶段)样品二相气液包裹体密度变化于0.67g/cm3~0.95g/cm3之间(表1),平均值0.82g/cm3。在密度统计直方图上(图5a)可以看出,二相气液包裹体密度峰值主要集中于0.7 g/cm3~0.9g/cm3之间;三相包裹体密度变化于0.98g/cm3~1.02g/cm3之间(表1),平均值1.01g/cm3。同时,计算获得的密度值与利用NaCl-H2O体系的T-ρ相图(Bischoff,1991)(图6左)得到的密度(0.63 g/cm3~0.94g/cm3)或T-W-P相图(Bodnar,1993)(图6右)得到的密度(0.63 g/cm3~0.94g/cm3)基本一致。

图2 阳山金矿石英脉中流体包裹体

4.2 毒砂-黄铁矿-石英型(阶段)样品

4.2.1 包裹体岩相学

该类型(阶段)样品石英内包裹体数量较多,多成群分布,单个包裹体多呈椭圆形和负晶形等。主要为气液两相盐水溶液包裹体(图2d、2e),少见CO2包裹体,包裹体大小混杂,个体普遍较小,一般3~10μm,主要为富液相盐水溶液包裹体,少量富气相盐水溶液包裹体,绝大多数包裹体均一为液相。

4.2.2 温度

(1)冰点温度:该类型(阶段)样品冰点温度(Tic)的变化范围是-6.1℃~-0.9℃(表1),相对于黄铁矿-毒砂-石英类型(阶段)样品变化范围较大,在冰点温度统计直方图(图3e)上可以看出,冰点温度存在一个峰值,集中于-1.8℃~-3.8℃之间,表明该类型(阶段)样品中流体包裹体中水溶液相具低盐度特征(<8%NaCl.eq)。

(2)均一温度:该类型(阶段)样品包裹体的均一温度处于179.5℃~349.1℃,平均温度230.1℃(表1),总体范围变化较大,相对于黄铁矿-毒砂-石英类型(阶段)样品有所降低。均一温度直方图(图3f)表明,该类型(阶段)样品中原生流体包裹体的均一温度有一个峰值,位于220℃~240℃区间,属于中低温。

4.2.3 盐度

根据该类型(阶段)样品包裹体测定的相关温度及上述的公式(1)对流体包裹体盐度进行计算,获得相应盐度值(表1),二相气液包裹体盐度总体变化于1.56%~9.34%NaCl.eq之间(表1),平均值为4.89 %NaCl.eq;相对于黄铁矿-毒砂-石英类型(阶段)样品有所升高。在盐度统计直方图上(图4b)可以看出,该类型(阶段)样品中流体包裹体盐度也存在一个峰值区间,集中于2.6%~5.8%NaCl.eq之间,也属于偏低盐度范围,但相对于黄铁矿-毒砂-石英类型(阶段)样品有所升高。

4.2.4 密度

利用上述的盐水溶液包裹体的密度公式对该类型(阶段)流体包裹体密度进行计算,得到该类型(阶段)样品二相气液包裹体密度变化于0.68~0.94g/cm3之间(表1),平均值0.86g/cm3。在密度统计直方图上(图5b)可以看出,二相气液包裹体密度有一个峰值,集中于0.8g/cm3~0.9g/cm3之间;同时,利用NaCl-H2O体系的T-ρ相图(Bischoff,1991)(图6左)及T-W-P相图(Bodnar,1993)(图6右)分别得到的密度变化区间0.79g/cm3~0.92g/cm3、0.68g/cm3~0.93g/cm3),与公式法获得的密度值基本一致。

图3 阳山金矿不同显微测温直方图

4.3 自然金-辉锑矿-石英型(阶段)样品

4.3.1 包裹体岩相学

该类型(阶段)样品石英内包裹体以富液相盐水溶液包裹体为主,少量富气相盐水溶液包裹体,未见CO2包裹体(图2f)。与前2个阶段包裹体相比,此阶段石英内包裹体个体相对较小,大多在3~5μm,少数在6μm ~10μm,包裹体在常温下非常活跃,可见包裹体气泡在常温下跳动,绝大多数包裹体均一至液相。

图4 阳山金矿不同样品盐度直方图

图5 阳山金矿不同样品密度直方图

4.3.2 温度

(1)冰点温度:该类型(阶段)样品冰点温度(Tic)的变化范围是-2.7℃~-0.8℃(表1),相对于以上两个类型(阶段)样品变化范围较小,在冰点温度统计直方图(图3g)上可以看出,冰点温度存在一个峰值,集中于-1.8℃~-1.4℃之间,表明该类型(阶段)样品中流体包裹体中水溶液相相对于以上两个类型(阶段)样品具更低盐度特征。

(2)均一温度:该类型(阶段)样品包裹体的均一温度处于113.2℃~167.5℃,平均温度137.5℃(表1),总体范围变化较小,相对于以上两个类型(阶段)样品明显降低。从均一温度直方图(图3h)表明,该类型(阶段)样品中原生流体包裹体的均一温度有一个峰值,位于120℃~160℃区间,属于低温范围。

4.3.3 盐度

根据该类型(阶段)样品包裹体测定的相关温度及上述的公式(1)对流体包裹体盐度进行计算,获得相应盐度值(表1),二相气液包裹体盐度总体变化于(1.39%~4.48%)NaCl.eq之间(表1),平均值为2.89%NaCl.eq;相对于以上两个类型(阶段)样品明显降低。在盐度统计直方图上(图4)可以看出,该类型(阶段)样品中流体包裹体盐度也存在一个峰值区间,集中于(2.4%~3.6%)NaCl.eq之间,相对于以上两个类型(阶段)样品较低,属于低盐度范围。

图6 NaCl-H2O体系T-ρ(左)和T-W-P(右)相图底图左据Bischoff(1991),右据Bodnar(1993)

4.3.4 密度

利用上述的盐水溶液包裹体的密度公式对该类型(阶段)流体包裹体密度进行计算,得到该类型(阶段)样品二相气液包裹体密度变化于0.92 g/cm3~0.97g/cm3之间(表1),平均值0.95g/cm3。在密度统计直方图上(图5)可以看出,二相气液包裹体密度有一个峰值,集中于0.9 g/cm3~1.0g/cm3之间;同时,利用NaCl-H2O体系的T-ρ相图(Bischoff,1991)(图6左)及T-W-P相图(Bodnar,1993)(图6右)分别得到的密度变化区间0.91 g/cm3~0.96g/cm3、0.92 g/cm3~0.97g/cm3),与公式法获得的密度值基本一致。但相对于以上两个类型(阶段)样品明显升高,

4.4 激光拉曼探针分析

图7是阳山金矿不同成矿阶段流体包裹体的激光拉曼原位分析结果,将成矿阶段划分为黄铁矿-毒砂-石英阶段和毒砂-黄铁矿-石英阶段认定为石英-硫化物阶段。由图7可以看出,成矿早阶段石英-黄铁矿阶段和主成矿阶段黄铁矿-毒砂-石英阶段和毒砂-黄铁矿-石英阶段都可以看到明显的CO2波峰,而自然金-辉锑矿-石英阶段中可见 H2S、H2O等峰值,反映成矿流体应为高CO2流体演化的结果,这与显微测温结果相一致,同时,其成分特征还反映出主成矿阶段流体主要为还原性流体。

4.5 稳定同位素地球化学

测定金矿床中矿物及流体包裹体的氢氧同位素组成,可以推测金矿床成矿流体中热液的来源。根据流体包裹体均一温度和石英-水体系氧同位素平衡分馏公式,求得平衡水的δ18O水值。表2列出了阳山金矿不同阶段矿石石英的H、O同位素组成分析结果。由表2可知,阳山金矿石英脉石英δD变化范围为-83‰~-107‰,δ18O水变化范围为-0.31‰~11.95‰,详细研究发现,成矿过程中δD组成值相对稳定,δ18O水组成值逐渐降低,其中黄铁矿-毒砂-石英阶段及毒砂-黄铁矿-石英阶段流体δ18O组成主要变化于10.07‰~11.95‰范围内,而自然金-辉锑矿-石英阶段δ18O组成降低为2.55‰~3.95‰,至方解石-石英阶段变化于-0.31‰~3.49‰之间,总体上成矿早阶段至晚阶段氧同位素组成变化较大且有逐渐降低的趋势。

阳山金矿不同阶段流体包裹体H-O同位素组成图解表明(图8),不同阶段样品投影点均位于原生岩浆水和变质水的下方,但从早至晚,投影点具有向雨水线漂移的趋势。

5 讨论

5.1 成矿流体特征

阳山金矿黄铁矿-毒砂-石英类型(阶段)样品石英脉中观测到大量的CO2流体包裹体表明该阶段成矿流体中多数为CO2≥H2O,而毒砂-黄铁矿-石英类型(阶段)样品石英脉中仅观测到少量的CO2流体包裹体表明该阶段成矿流体中应为CO2

综上所述,阳山金矿成矿流体应为来源于下地壳的变质流体。

表2 安坝金矿床不同成矿阶段氢、氧同位素组成分析结果表Table 2 H and O isotopic analyses of the different stages samples from the Anba gold deposit

5.2 成矿流体P-W-T条件及演化

本次测试的主要是阳山金矿主成矿阶段二相包裹体及CO2包裹体,所以用NaCl-H2O体系及NaCl-H2O-CO2体系来表征流体包裹体的P-W-T范围。测试结果表明阳山金矿不同阶段流体包裹体均一温度从早至晚逐渐降低,总体上属于中低温;而不同类型(阶段)流体包裹体冰点温度及盐度自黄铁矿-毒砂-石英类型(阶段)至毒砂-黄铁矿-石英类型(阶段)具明显升高趋势,至自然金-辉锑矿-石英类型(阶段)二者有再次降低,而不同阶段流体密度变化规律则是由黄铁矿-毒砂-石英类型(阶段)的0.88g/cm3降至毒砂-黄铁矿-石英类型(阶段)0.86g/cm3,再到自然金-辉锑矿-石英类型(阶段)升高至0.95g/cm3。考虑到黄铁矿-毒砂-石英类型(阶段)样品见大量CO2包裹体,毒砂-黄铁矿-石英类型(阶段)少见CO2包裹体,而自然金-辉锑矿-石英类型(阶段)未见CO2包裹体,表明阳山金矿成矿作用经历了减压沸腾条件下的快速沉淀的过程,具体表现为黄铁矿-毒砂-石英类型(阶段)富含CO2包裹体,并且此阶段流体温度较高,富含CO2说明成矿深度较深,压力较高,初始成矿流体来自下地壳变质流体;黄铁矿-毒砂-石英阶段至毒砂-黄铁矿-石英阶段CO2包裹体明显减少,表明发生过沸腾作用导致CO2大量溢出,压力降低,盐度增高,导致大量成矿物质沉淀而密度降低,随着CO2溢出和矿物沉淀不断持续,温度压力逐渐降低,流体搬运矿物能力下降。

图7 阳山金矿带各成矿阶段流体包裹体激光拉曼分析结果

图8 阳山金矿不同阶段δD-δ18O组成图

5.3 氢氧同位素组成

前人对阳山金矿成矿流体的氢氧同位素也进行了一些研究。齐金忠等的研究表明,阳山金矿含金石英脉流体δD变化范围是-75‰~-56‰,δ18OH2O的变化范围是3.7 ‰~12.2 ‰(齐金忠等,2006);杨荣生等的研究表明含金石英脉流体δD变化范围是-73.3‰~-86.4‰;δ18OH2O的变化范围是9.03‰~14.76‰(杨荣生,2006)。李晶等的研究表明含金石英脉流体δD变化范围是-86‰~-80 ‰;δ18OH2O的变化范围是9.59‰~15.3‰(李晶等,2008)。本次的研究显示,阳山金矿含金石英脉流体δD变化范围是-84‰~-106‰;δ18OH2O的变化范围是2.55‰~11.95‰。对照阳山金矿不同阶段样品及其在δD-δ18O图上的投点发现(图8),早阶段和主成矿阶段以及成矿后期的氢氧同位素变化不大,基本上都落在岩浆水和变质水下侧,但偏离传统造山型金矿的范围。同时,阳山金矿不同成矿阶段成矿流体氧同位素组成变化相对较大,在δD-δ18O图解上反映出同一体系热液经长期演化后氧同位素向大气降水线漂移的现象,由于有明显低于岩浆水的大气降水的的δ18O 的加入(祝新友等,2014),使得δ18O的值向大气降水方向偏移,显示成矿流体除了岩浆水外,还有大气降水的加入。氢同位素值投点分布在岩浆水范畴下侧,可能是成矿流体在形成过程中经历了强烈的岩浆脱气过程(Hoefs,2009)。这种特征与山阳-柞水矿集区南部冷水沟矿床(代军治等,2015)相似。

6 结论

(1)阳山金矿主成矿阶段流体包裹体由早至晚具有以下变化规律:成矿早阶段以CO2包裹体为主,至成矿晚阶段演化为以气液两相盐水溶液包裹体为主,均一温度及盐度特征反映阳山金矿为低盐度,中低温热液矿床。

(2)在黄铁矿-毒砂-石英阶段至毒砂-黄铁矿阶段成矿流体发生沸腾,是大量成矿物质沉淀的主要原因。

(3)结合氢氧同位素地球化学特征表明,成矿流体并不是岩浆水或者大气降水,而是来自富矿下地壳地层的变质流体,从早到晚,早阶段成矿系统主要为变质热液主导,晚阶段大气降水不断增多。

(4)不同阶段流体包裹体均一温度从早至晚逐渐降低,总体上属于中低温,盐度从早到晚先升高后降低,表明阳山金矿成矿作用经历了减压沸腾条件下的快速沉淀的过程。

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Characteristics of Fluid Inclusions and the Mineralization Process of the Anba Gold Deposit in the Yangshan Gold-Ore Zone of the West Qinling

MA Qian

(GoldGeologicalHeadquartersofChinesePeople’sArmedPoliceForce,Beijing100055)

The Anba gold deposit,a super-large one of the Yangshan gold-ore zone discovered recently in the West Qinling orogenic belt,lies in the Mianlue suture,of which the occurrence is controlled by regional thrust faults. Its ores can be classified into alteration and quartz vein types,and the former is dominant.Major ore minerals include pyrite,arsenopyrite,antimonite,native gold and electrum. Wall rock alteration types observed at the Yangshan ore field include silicification, sericitization,chloritization and decarbonation. The mineralization process can be divided into the pyrite-sericite stage (I), pyrite-arsenopyrite-quartz stage (II), arsenopyrite-pyrite-quartz stage (III) ,native gold-stibnite-quartz stage (IV) and the calcite-quartz stage (V).Different stages of quartz contain plenty of fluid inclusions with three to ten μm in size.Three main fluid inclusion types (rich-CO2,CO2and aqueous) are recorded based on their morphology,number of phases at room temperature and their phase behavior on cooling.There are three types of fluid inclusions:overall as medium-low temperatures ranging from 110 to 330℃,low salinity with 0.62 to 9.34%NaCl.eq.Compositions of individual fluid inclusions by laser Raman spectroscopy are mainly CO2and H2O.Mass spectrometer analysis shows thatδDH2O andδ18OH2O of the fluid inclusions at different mineralization stages in auriferous quartz veins are -83‰ to -107‰ and -3.08‰ to 0.17‰,respectively.The size, CO2content,and homogenization temperature of fluid inclusions decrease gradually,while salinity increases firstly and then decreases accompanying with the ore fluids from the early to the late stage.The ore fluids in the early stage are characterized by metamorphic fluid coming from the lower crust,and then experiencing decompression boiling leading to gold precipitation.Data of stable isotope also show the major ore-forming stage fluids were metamorphic in origin,and the late-stage fluids were injected by low temperature fluid.Overall,the ore-forming fluids of the Anba deposit experienced a long-term evolvement process,indicative of the complexity of gold mineralization.

fluid inclusion,ore-fluids,super-large god deposit,Yangshan,West Qinling orogenic belt

2016-01-29;

2016-06-06;[责任编辑]郝情情。

国土资源部公益性行业科研专项经费项目(编号:201411048)、中国地质调查局基础调查与综合研究项目(编号:12011220663)和整装勘查区综合研究项目(编号:12120114050201)资助。

马 倩(1973年-),女,1995年毕业于解放军工程兵学院,获学士学位,工程师,长期从事地质统计工作。E-mail:22420227@qq.com。

P618.5

A

0495-5331(2016)04-0601-13

Ma Qian.Characteristics of fluid inclusions and the mineralization process of the Anba gold deposit in the Yangshan gold-ore zone of the West Qinling[J].Geology and Exploration,2016,52(4):0601-0613.

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