鄂东南-赣西北矽卡岩铜金成矿作用研究

【摘要】：长江中下游地区作为我国重要的成矿带,发育大量与燕山期侵入岩相关的斑岩-矽卡岩-层控型Cu-Fe-Au-Mo矿床。虽然经过多年研究,但远离接触带的脉状金矿化和层控型矿体的成因依然存在巨大争议,而且矿区内稀散金属的赋存状态一直未得到足够的重视。本论文以九瑞矿集区丰山矿田、城门山矿区作为研究对象,对区内赋存于碳酸盐岩中的脉状金矿化、层控型矿体的成因开展研究,并对稀散金属的赋存状态进行探讨。丰山矿田矽卡岩型铜金矿床和脉状金矿床中发育大量Te-Au-Ag-(T1)矿物,如银金矿、碲金银矿、碲金矿、碲金铊矿物等。这两种矿化在铅锌成矿阶段均发育富Mn碳酸盐,可标识出岩浆热液的前锋位置;在矿田中由近接触带矽卡岩型铜金矿至远接触带脉状金矿,可识别出Cu-Mo-Te-Bi、Pb-Zn-Mn-Te、As-Te-TI的元素分带。这两种矿化中碳酸盐δ13C和δ18O值由早到晚呈正相关增大趋势,模拟计算显示这是由岩浆热液与碳酸盐岩反应过程中水岩比降低所导致的。新的硫酸盐S同位素测试和前人数据共同显示矿田内矽卡岩型铜金、脉状金矿化为单一的岩浆硫源。在城门山矿区,镜下特征显示纹层状矿石、胶状-草莓状黄铁矿均不能作为同生喷流沉积作用的证据,层控型矿体的矿物组合、生成顺序与斑岩-矽卡岩型矿体一致,即矽卡岩成矿系统可以解释各类型矿石的矿相学特征。城门山矿区发现大量与铜铅硫化物密切相关的Te-Bi矿物,包括碲银矿、辉碲铋矿、硫铋铜矿、硫铋铅矿等,这与丰山矿田中矽卡岩型铜金矿床相类似。原位微量元素研究显示黄铁矿具有早期富Se、Co,晚期富As、Au、Tl的典型特征,且含量变化与斑岩体密切相关,与其他地区的岩浆热液系统相似,而不同于喷流沉积型矿床;闪锌矿早期富Fe、In,晚期Cd、Mn的特征也符合前人对岩浆热液系统中闪锌矿微量元素的总结。硫化物原位S同位素研究显示城门山矿区的硫源为单一且稳定的岩浆硫源(834S=0～4‰),高氧逸度环境会导致局部样品富集轻硫(δ34S最小达-30%‰)。矿相学、稳定同位素、硫化物微量元素等研究显示脉状金矿化、层控型矿体与斑岩-矽卡岩型矿体具有密切的成因联系,其成因类型分别为远接触带型金矿化、manto交代型矿化,与近接触带的斑岩-矽卡岩型矿化构成了与燕山期斑岩体相关的矽卡岩型铜多金属成矿系统;矿区内可发育稀散金属富集,例如Te、Tl元素常以细粒的矿物集合体产出,而Se、In、Ga、Cd等元素则可以赋存在不同产状的黄铁矿、闪锌矿之中;同时本文建立的黄铁矿Se/As-Co图解,在识别矿床成因类型时也可提供重要思路。