石湖金矿流体包裹体特征及成因意义
2022-08-13门文辉
石湖金矿位于太行山多金属成矿带中段,金矿体受南北向脆性断裂控制,主要赋存于断裂构造裂隙中的石英脉内,黄铁矿和石英是主要的载金矿物,前人从石英热释光、流体包裹体和S、Pb同位素和等方面对该矿床进行过不少的研究
。但对矿床成因一直存在争论,主要包括以下观点:①岩浆改造-复生型
;②石英脉型
;③岩浆热液型
。鉴于以上对石湖金矿矿床成因存在的分歧,本次研究对石湖金矿区开展了详细的野外调研和室内流体包裹体显微研究,以期对石湖金矿矿床成因进一步研究提供参考。由于包裹体岩相学及成分特征是判定矿床成因类型的主要标志
,故本文主要对矿区流体包裹体岩相学及成分特征进行分析研究。
研究区第一次应力转型发生在印支中、晚期,受北北东-南南西挤压应力作用,隆起并被风化剥蚀,其后至燕山初期由于压应力的消失,在构造薄弱部位,产生滑脱断阶和负反转断块体。
1 区域地质背景
石湖金矿位于太行山构造-岩浆-多金属成矿带上,区域地层为太古宙阜平群中、高级变质岩系,岩性包括黑云斜长片麻岩、斜长角闪岩、角闪斜长片麻岩等。区域构造发育,主要为受阜平运动南北向挤压应力影响形成的近东西向复式背、向斜和一系列与褶皱轴平行的东西向断裂构造,叠加燕山期构造-岩浆活动形成的近南北向、北北东向、北北西向断裂构造和北西向褶皱构造等。其中近南北向断裂构造为区域主要的控、容矿构造。区域岩浆岩包括燕山期麻棚岩体、赤瓦屋岩体和少量石英闪长玢岩脉等。
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2 矿床地质特征
2.1 矿区地质
矿区位于北冶-麻棚-杨家庄深大断裂南侧,出露太古界阜平群团泊口组片麻岩,按岩性组合可分为上、中、下三段,其中团泊口组中下段角闪黑云斜长片麻岩是区内主要赋矿地层。
结合包裹体岩相学特征、显微测温盐度计算及激光拉曼探针分析认为矿区成矿流体为CO
-H
O-NaCl体系,并含有少量CH
。
2.2 矿体和矿石特征
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石湖金矿区内已圈定50余条矿化蚀变带,矿化蚀变带均受断裂构造控制。规模最大为101矿化蚀变带,带内101矿体已控制矿体全长约3.2km,宽10m~40m,产状60~90°∠55~80°。矿体受严格受断层的控制,由于成矿期-成矿后持续经历强烈的挤压-剪切应力,导致矿体在走向上和倾向上产状、厚度均发生变化,并出现了分支复合、膨大收缩、尖灭再现等特征。矿体总体呈似层状、脉状等形态。
矿石类型主要为多金属硫化物石英脉状矿石、黄铁矿石英粗脉状矿石、网脉浸染状矿石。金属矿物以黄铁矿为主,含少量方铅矿、闪锌矿、黄铜矿。金主要包括自然金、金银矿、银金矿等,金赋存状态主要有包体金、粒间金和裂隙金。脉石矿物以石英为主。围岩蚀变具明显分带特征,带与带之间无明显的分界线,呈渐变过渡关系,从内向外依次为黄铁绢英岩化-强硅化绢云母化-硅化绢云母(绿泥石)化-弱硅化(绿泥石)钾长石化等蚀变现象。
根据矿物共生组合特征及显微岩相学观察,将成矿作用分为四个成矿阶段,分别为:①黄铁矿石英阶段,形成弱黄铁矿化乳白色石英脉,不含或含很少量的金;②石英黄铁矿阶段,该阶段石英发育少量绢云母化,金多以自然金或银金矿产出于黄铁矿裂隙及晶隙内;③多金属硫化物阶段,主要有方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、金银矿、银金矿等,金与第二阶段存在方式相同;④石英-碳酸盐阶段,脉体成分以石英、方解石为主,少见金属矿物,金矿化十分微弱,其中石英黄铁矿阶段、多金属硫化物阶段为主成矿阶段。
流体包裹体岩相学观察和测温工作在长安大学重点实验室进行。包裹体镜下观察采用德国ZEISS公司偏光显微镜。测温仪器为英国Linkam公司冷热台,仪器测温范围为-196℃~600℃、精确度在0.1℃以内。为保证测试精度和防止包裹体爆裂,实际测试温度最高为450℃。测试时,实际温度升、降幅度一般控制在5~10℃/min,在相变点附近温度变化速率一般0.1~0.5℃/min。
3 流体包裹体研究
本次所采流体包裹体试验样品均位于101矿化蚀变带,样品新鲜,主要研究三个成矿期石英脉内流体的组成。先将这些样品切制成薄片,再进行镜下观察、描述并拍照后,选择具有代表性原生流体包裹体进行显微测温及激光拉曼光谱分析。
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3.1 包裹体岩相学特征
岩相学特征和包裹体测温结果表明,石湖金矿成矿早期流体为低盐度H
O-CO
流体,主成矿期流体为富CO
和低盐度H
O溶液流体,成矿晚期流体为低盐度H
O溶液流体。从流体包裹体测温参数来看,成矿流体从成矿早期经主成矿期至成矿晚期,流体性质变化主要表现为温度从中-高温向中-低温演变,流体CO
含量从成矿早期向主成矿期逐渐增加,向成矿晚期逐渐减少。主成矿期石英脉常见富H
O溶液包裹体和CO
包裹体共生现象,H
O溶液包裹体升温至289.3℃~323.5℃完全均一至液相,富CO
包裹体升温至261.2℃~440.2℃完全均一至气相,同期H
O溶液包裹体完全均一温度略低于富CO
包裹体,二者应属沸腾流体组合。
其中黄铁矿石英阶段(成矿早期)乳白色石英脉中包裹体随机分布,个体一般5~10μm,少量达20μm,主要为原生H
O-CO
包裹体;石英黄铁矿阶段(主成矿期)石英脉中包裹体随机分布,个体一般5μm~25μm,主要为原生富CO
包裹体,见少量沿裂隙分布H
O溶液包裹体;多金属硫化物阶段(主成矿期)石英脉中原生富CO
包裹体和H
O溶液包裹体共存。石英黄铁矿阶段、多金属硫化物阶段石英脉中H
O溶液包裹体均沿脉体裂隙呈线状分布,具明显次生流体包裹体特征,石英-碳酸盐阶段(成矿后期)石英-碳酸盐脉中H
O溶液包裹体个体较小且包裹体内主要为液相,气液比相对较小。
3.2 显微测温
(1)成矿早期
(2)主成矿期
矿区岩浆岩为西北部麻棚岩体及大量沿断裂构造充填的岩脉,主要包括花岗闪长岩脉和石英闪长玢岩脉等。其中石英闪长玢岩脉与区内金成矿关系密切。
(3)成矿后期
3.3 激光拉曼探针分析
激光拉曼分析在西北地质矿产研究所实验测试中心完成。测试温度约23℃,湿度约65%,测试仪器为英国Renshaw公司inVia型激光拉曼探针光谱仪,使用Ar
激光器,波长514.5nm;功率20mW;扫描速度10秒/6次叠加;光谱仪狭缝20微米。选择具有代表性H
O-CO
包裹体和富CO
包裹体进行分析,测试结果显示,H
O-CO
包裹体气相谱线除H
O特征外,包括强CO
和CH
特征峰,液相谱线主要为H
O特征峰,见极少量CO
特征峰,说明早期成矿流体中包含少量CO
和CH
等;主成矿阶段富CO
包裹体的气相谱线中CO
特征峰明显,具微弱的CH
特征峰,液相谱线主要表现为水溶液特征,包括少量强CO
特征峰和弱的CH
特征峰,对比可知富CO
包裹体液相CO
含量较成矿早期H
O-CO
包裹体含量增加。
矿区褶皱构造以北西-南东向石湖背斜为主体,地层局部发育小型褶皱构造;矿区断裂构造发育,主要呈近南北向展布,局部北北东向和北北西向展布。近南北向断裂是区内金矿的主要赋矿断裂,由角闪黑云斜长片麻岩及斜长角闪岩角砾、断层泥及石英脉等组成。
合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)是一种主动式微波遥感设备。与光学遥感设备相比,其成像能力更强,受环境因素的影响小,而且SAR工作波段多样性能够使其适用于不同的应用场景。高分辨率SAR在立体测绘、农业普查、城建勘测、减灾救灾、资源保护、海域动态监测等民用领域以及侦察、监视等军事领域有着不可替代的作用。对于分辨率越高的图像,从图像中获取的目标特征和场景信息就越丰富,其应用价值就越大[1-4]。
4 讨论
4.1 成矿流体演化
由于装配式建筑与传统的现浇式建筑在工程量清单以及施工方案方面都有所区别,因此,现阶段在装配式建筑工程施工中仍采用现浇式建筑所使用的工程清单综合单价表格的形式难以完全满足装配式建筑的实际需要,特别是其PC构件中的各项成本构成无法准确对应到现行的综合单价表中,这不仅使得投标人填报报价时有较大的困难,也增加了评标打分的难度。同时,目前在市场上对于装配式建筑的PC构件价格信息仍无法做到动态反馈,也造成了工程清单项目中的综合单价难以对PC构件的实际成本构成进行准确的反应。
石湖金矿成矿流体在主成矿期可能发生了强烈的减压沸腾作用,也正是由于这种原因导致了金质的沉淀成矿。这一结论也得到了井下宏观特征的证实,井下观察到成矿早期形成的早期乳白色石英脉在主成矿期明显遭受了后期构造活动的破坏,主成矿期形成的硫化物矿物以细脉或者细脉带的形式充填于早期石英脉的破碎带中。
运用刘斌等
估算成矿早期和主成矿期石英脉中含CO
的包裹体流体捕获压力,计算结果显示成矿早期捕获压力为142~285MPa,主成矿期捕获压力为98~225MPa。随成矿阶段演化,流体压力呈现下降趋势。
1.1.3 纳入标准 ①符合复发性流产和黄体功能不全诊断标准;②年龄≤35岁;③经输卵管造影(HSG)或宫腔镜检查证实子宫形态正常;④卵泡刺激素(FSH)≤10 mIU/ml;⑤B超检查无子宫肌瘤及卵巢囊肿;⑥前次流产组织遗传分析无染色体异常,抗核抗体、抗心磷脂抗体、封闭抗体正常。⑦ 3个月内未用任何激素类药物。
综上笔者认为:成矿流体沿断裂构造向上运移至主成矿阶段,构造体制由挤压向扩张转变,由于压降作用
,导致流体减压沸腾,最终导致金质沉淀富集成矿。
4.2 矿床成因
前人通过侵入岩的锆石U-Pb年龄、矿石黄铁矿-石英的Rb-Sr年龄,以及矿石石英的Ar-Ar年龄研究表明,130Ma是石湖金矿床成矿年龄的上限
,该时期也是太行山地区多金属矿床形成的集中期。石湖金矿区所在的太行山构造-岩浆-多金属成矿带在燕山期断裂构造活动强烈,具有多期次活动特点,且具有张剪-压剪-张剪的变化规律,为石湖金矿的形成提供有利的构造空间和成矿环境,在南北向断裂带中舒缓波状、延伸稳定的含矿构造表现尤为明显
。
根据中国木材及木制品流通协会首席专家朱光前的介绍,2018年中国进口锯材合计3 739万m3,增长18.7%,其中加拿大占据第二的市场份额,仅次于俄罗斯。中国快速增长的建筑及家具行业对木材原材料有着广泛和持续的需求,加拿大预计明年会加大对中国市场的木材供应量,有助于进一步巩固加拿大木材出口的市场地位。
燕山期华北板块大规模的岩石圈减薄作用
,引起地富集幔物质上涌,下地壳部分熔融,太行山地区构造-岩浆活动强烈,岩浆热液演化形成大量的中-低盐度、富CO
流体
,为成矿早期围岩中成矿物质被萃取、活化提供有利的热液条件。含矿流体沿断裂构造向上运移,流体温压条件改变,在构造环境由挤压向伸展突变转换时,发生减压沸腾,流体分异,CO
出溶,导致流体中含金络合物溶解度的降低,金质发生沉淀富集成矿。
5 结论
(1)石湖金矿成矿流体为含少量CH
的CO
-H
ONaCl体系。流体包裹体分成矿早期低盐度H
O-CO
包裹体、主成矿期富CO
包裹体和成矿晚期低盐度H
O溶液包裹体;随成矿阶段演化,流体CO
含量先增后降,温度从中-高温向中-低温转变,压力具有下降的趋势。
(2)中国东部地区燕山期岩石圈大规模减薄作用引起幔源物质上涌导致广泛的构造-岩浆活动形成的岩浆期后热液沿深大断裂构造向上运移,与围岩发生水岩反应,萃取围岩金质,其后在构造体质环境由挤压向伸展转换影响下,流体发生减压沸腾不混溶,促使金质在构造有利地段沉淀成矿。
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