甘肃大水金矿地球化学特征研究进展

(成都理工大学 四川 成都 610059)

一、地区地质概况

大水金矿位于陕甘宁“金三角”边缘地区,大地构造背景属于西秦岭南亚带,研究区位于秦祁昆造山带,东至南秦岭褶皱带,南与甘孜-松潘褶皱带相接,以略阳一玛曲断裂为界。区内出露的地层为石炭系、二叠系和三叠系等,金矿在三叠系内较为发育。区域上岩浆活动不太发育,主要是燕山期岩浆侵位活动对成矿有着重要的作用。断裂发育,主要为东西向和南北-南东走向断裂。其中略阳—玛曲逆冲断裂组是控制金矿带的一组主要断裂。

二、矿床地质特征

大水金矿床中格尔括矿区的Au品位最富，矿体规模最大。主要赋存于三叠系马热松多组碳酸盐地层与岩脉的接触带内。金矿体的产出明显受断裂构造、中酸性岩脉及古岩溶构造的控制。出露的格尔括合岩体规模较小，侵入岩很发育，多呈小岩株或岩脉产出，有的岩脉矿化蚀变成为矿体。

矿区NWW向主断裂带控制了岩浆岩的分布状态,也是本区的导矿和控矿构造。矿体形态为似层状、长条状、透镜状。非金属矿物主要有方解石、石英、长石等。矿石主要结构为:隐晶质结构,斑状结构,角砾状结构等。矿石构造主要为:细脉一网脉状构造,块状构造等。围岩蚀变严格主要受断裂破碎带控制,以中低温蚀变为特征。硅化、赤铁矿化和方解石化与成矿密切相关。

三、微量元素研究现状

代文军(2015)等对大水金矿区不同类型碳酸盐岩(主要分为矿化和未矿化)的稀土元素含量进行了测试。研究结果表明：未矿化碳酸盐岩稀土元素总量∑REE在2.75×10-6～28.22×10-6之间，平均为10.16×10-6,LREE/HREE比值为0.08～0.64；样品在北美页岩标准化配分型式图较一致略向左倾斜，且重稀土谱线呈锯齿状。由此得出结论：未矿化碳酸盐岩轻、重稀土之间发生了较明显的分馏作用，亏损轻稀土，富集重稀土。而矿化碳酸盐岩稀土元素总量(∑REE)为6.74×10-6～54.89×10-6，平均为19.74×10-6，LREE/HREE比值为2.57～21.55，样品在北美页岩标准化配分型式图上品呈较一致略向右倾斜的曲线。因此得出结论：矿化碳酸盐岩中轻、重稀土之间也发生了明显的分馏作用，富集轻稀土，亏损重稀土。[1]他们认为大水金矿区未矿化碳酸盐岩和矿化碳酸盐岩的稀土组成的明显差别，可能与流体中带入稀土元素的方式、温度、带入稀土的矿物类型、流体性质的差异等因素有关。

杨斌(2016)等对大水金矿床的大量矿石进行了微量元素的测试。其将大水金矿床金矿石分为了富金矿石(w(Au)>3g/t)、贫金矿石(w(Au)<3g/t)。相关结果显示：①其中的硅化灰岩w(Au)最高达122.00μg/g，推测大水金矿Au的形成可能与硅化有关。②大水金矿富金矿石中Pb、Ni的含量低于贫金矿石，表明Au含量与Pb、Ni含量成负相关;③在内生、表生条件下生成的同一矿石中，Co、Ni含量不一致，大水金矿富金矿石w(Co)/w(Ni)值大于0.5，表明富金矿石的成矿物质来源可能与深部热液有关。[2]

四、同位素研究现状

李红阳(2007)等对矿区的深部闪长岩型矿石中的黄铁矿进行了S同位素的分析研究。结果表明：黄铁矿的δ34S为-1.8‰～+4.1‰,平均为+2.4‰,变化范围较窄,塔式分布特征明显。黄铁矿的硫同位素组成与超基性岩中的δ34S基本吻合(-1.3‰～+5.5‰,平均为1.2‰),或接近于幔源硫,说明大水金矿床硫同位素是深部来源。此外，他们还对方解石大脉中的方解石进行了C、H、O同位素的研究,结果表明：它们的碳同位素组成相对较低,与岩浆岩的碳同位素组成接近,说明矿液中的碳以深源为主,主要由赋矿闪长岩提供。而H、O同位素的结果则反映了大水金矿区早期方解石中的成矿流体以岩浆水为主;晚期方解石中的成矿流体明显有改造的大气降水参与。[4]

杨斌(2014)等人测定了若干方解石样品的氧同位素组成以及流体包裹体的碳、氢同位素组成。结果显示：早期方解石δ13CPDB为-2.7‰～4.3‰,平均为1.75‰，晚期方解石δ13CPDB为-0.8‰～2.1‰,平均为3.8‰，说明早期方解石来自于地幔，早期成矿流体中的碳以深源为主，晚期方解石来自于海相碳酸盐与其他储碳库，晚期方解石明显与碳酸盐溶解有关。[5]

赵焕强(2017)等研究发现：大水金矿区硅质岩矿石、硅化灰岩和围岩碳氧同位素组成特征差别较明显。从围岩—硅化灰岩—硅质岩矿石，随着蚀变矿化作用程度的加强，它们的δ13C值依次增高：0.9‰→1.3‰→1.4‰，而δ18O值则渐次降低：27.4‰→23.4‰→13.3‰。由此他们认为成矿热液本身富13C而贫18O。而由于海相碳酸盐岩的δ18O值一般大于20‰，岩浆成因流体的δ18O值为较低的正值(5.0‰～10.5‰)，表生水(大气降水或海水)的δ18O值多为较大的负值。所以上述氧同位素变化趋势指示存在一种岩浆流体与海相碳酸盐岩相互作用。[3]

五、结语及展望

前人主要在大水金矿地区进行了传统的地质调查，以及运用地球化学手段进行了针对矿石、围岩等的研究，也运用了传统同位素对方解石、硫化物等进行了分析，对关于矿床成矿过程中的流体来源等方面进行了部分有效地制约。目前对这些成果，学者们无较大争议。但大水金矿成矿作用复杂，还有许多亟待解决的问题。随着非传统稳定同位素的发展，我们可以尝试用例如铁同位素等对大水金矿进行研究。有理由相信，随着技术的进步，大水金矿的研究程度会越来越高。其成矿机制，物质来源等有会越来越清晰的认识。