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《中国地质大学》 2012年
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小秦岭东部樊岔和义寺山金矿床地质矿化特征与矿床成因

任志媛  
【摘要】:小秦岭金矿集区是我国重要的金矿产基地,目前累计探明黄金储量约500吨,是仅次于胶东的第二大岩金产地。小秦岭矿集区地处华北克拉通南缘、秦岭造山带北侧,近东西向的边界断裂(太要断裂与小河断裂)和变质核杂岩奠定了小秦岭地区的主要构造格局。石英脉型金矿是小秦岭地区的主要矿床类型,含金石英脉多赋存于晚太古代-古元古代(2.3~2.7Ga)太华群中-深成变质岩系中,矿体严格受脆-韧性构造控制呈脉状或透镜体状产出;从南向北依次分为大月坪-老鸦岔-杨砦峪(南矿带)、七树坪-雷家坡(中矿带)、五里村-灵湖(北矿带)三个矿带。 樊岔和义寺山金矿分别位于南矿带和北矿带的东段,樊岔金矿为典型的石英脉型金矿,而义寺山金矿包括韧性剪切带与石英脉叠加型金矿床。樊岔金矿赋矿围岩主要为太华群斜长角闪岩和古元古代(1838±21Ma)花岗岩,矿体受脆性断裂控制,以NE-NNE向含金石英脉的形式产出。矿石矿物主要有黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、自然金和银金矿等,此外还发育大量碲化物。金矿脉两侧围岩蚀变微弱,其蚀变类型主要为硅化、绢云母化、黄铁矿化和碳酸盐化。依据矿物共生组合和结构构造可划分为四个成矿阶段,即石英-粗粒状黄铁矿阶段(Ⅰ)、石英-团块状黄铁矿-黄铜矿阶段(Ⅱ)、石英-多金属硫化物阶段(Ⅲ)和碳酸盐-石英阶段(Ⅳ)。 义寺山金矿赋存于太华群杨砦峪组黑云斜长片麻岩,矿体受五里村背斜影响,平面呈“U”字形,同时矿区内发育的一系列韧-脆性断裂也控制了部分矿体的产状,使矿体分为NE向、近EW向和NW向三组矿脉。矿床成矿作用以充填和交代方式为主,矿石类型可分为韧性剪切带型和石英脉型两类。矿石矿物主要为黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、辉铋矿和自然金,脉石矿物由石英、黑云母、斜长石、微斜长石、绿泥石、角闪岩和碳酸盐等组成。根据野外观察和显微镜下研究将义寺山金矿成矿期成矿阶段划分为两期四阶段,即韧性剪切变形交代成矿期和脆性构造石英脉充填成矿期,其中石英脉充填期又可分为石英-团块状黄铁矿阶段(Ⅰ)、石英-浸染状黄铁矿阶段(Ⅱ)、石英-多金属硫化物阶段(Ⅲ)和碳酸盐-石英阶段(Ⅳ)。 扫描电子显微镜-能谱分析(SEM-EDS)和电子显微探针微区成分分析(EMP)显示,樊岔金矿碲化物产出于金-多金属硫化物阶段,常呈集合体状与金属硫化物、自然金共生,或产于黄铁矿、石英的晶间裂隙内。依据结构关系分析认为,碲化物的沉淀顺序依次为碲铅矿、针碲金银矿、碲银矿和碲金银矿。黄铁矿的LA-ICP-MS原位微区元素含量分析表明,Te元素与Au-Ag元素具有很好的正相关关系,成矿流体早期为一种富Te-Au-Ag热液,但高温高硫逸度的早期成矿流体抑制了碲化物的沉淀,成矿元素金可能以碲化物熔体或络合物形式进行搬运,晚阶段因成矿条件的改变导致碲化物饱和形成独立碲化物。 樊岔金矿含金石英脉中的流体包裹体相态类型分为富CO2三相包裹体、富液两相包裹体和纯CO2单相包裹体,显微测温数据显示流体包裹体均一温度峰值集中于280~330℃区间,盐度峰值集中于12.5~15.75wt%NaCl equiv.。义寺山金矿流体包裹体有富CO2三相包裹体、富液两相包裹体和富CH4两相包裹体,成矿温度峰值集中于两个区间:115~1750C和275~350℃,盐度峰值集中于2~5wt%和14.5~19wt%NaCl equiv.两个区间。结合流体包裹体测温数据认为,两矿床同属高温高盐度CO2-H2O-NaCl-(±CH4)成矿流体系统。樊岔金矿均一温度-盐度变化图显示,高温区间截然分为高盐度和低盐度两组,低温区间具有3~16wt%NaCl equiv.的大跨度盐度范围,指示成矿流体在演化过程中发生过相分离。义寺山金矿均一温度与盐度总体呈逐渐降低的趋势,结合主要组分的连续型变化揭示,成矿流体具有混合流体的特征。因此,相分离和流体混合可能是樊岔、义寺山金矿成矿物质沉淀的主要机制。 樊岔含金石英脉中金属硫化物的634S值分为两组,一组具有接近于零的834S值(0.9~1.8‰)与幔源和晚中生代花岗岩体硫同位素组成相似,另一组具有负的634S值(-3.8~-1.4%o),可能是成矿流体沸腾致使硫同位素发生较低程度的分馏作用。义寺山金矿矿脉中黄铁矿的δ34S值介于7.5~10.6‰间,与区内花岗岩脉硫同位素相近,暗示花岗岩脉可能是该矿区硫的主要来源。 樊岔金矿热液期绢云母的40Ar/39Ar定年结果为130.5±1.3Ma和120.2±2.2Ma,可能代表了金成矿经历了两次热液活动。矿区内与含金石英脉共生的基性脉岩(云斜煌斑岩)锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果为154~160Ma和139~140Ma,表明金矿成矿与伸展的构造环境有关。区域地质、地球化学和年代学资料的综合分析表明,包括小秦岭在内的华北克拉通南缘早白垩世受区域大规模伸展作用控制,在这种构造背景下岩浆活动强烈,韧-脆性构造发育,岩浆活动为金成矿提供了部分成矿流体、成矿物质及热源,而脆性断裂带为成矿热液提供运移通道和储矿空间。
【学位授予单位】:中国地质大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:P618.51

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【引证文献】
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