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粤东北嵩溪银锑矿床地质地球化学及成矿模式

肖振宇  
【摘要】: 粤东北嵩溪银锑矿床位于华南加里东造山带南缘永(定)—梅(县)古生代坳陷带内, 寨岗上断陷火山盆地北缘。三叠纪至早侏罗世为裂谷环境,中侏罗世处于挤压构造背 景,晚侏罗世开始再次受到拉张,形成陆相火山盆地,并伴有大规模的中-酸性火山-侵 入活动。嵩溪银锑矿床形成于晚侏罗世晚期至早白垩世,与这一时期的岩浆活动有 关。 矿床主要容矿围岩为下侏罗统金鸡组黑色含炭沉积碎屑岩系,下伏一层玄武质熔 岩。在区域上,该层位地层中的成矿元素含量与沉积岩中的平均含量相近偏低,而矿 区地层中的成矿元素含量很高,表明矿化作用大大升高了成矿元素在矿区围岩中的含 量,嵩溪银锑矿床不大可能是海底火山喷流-沉积或喷流沉积-改造矿床,而具有浅成 低温热液矿床的成矿元素分布特征。嵩溪银锑矿床矿化作用主要受断裂构造控制,矿 体主要是沿着断裂构造充填交代而成,主要容矿构造为北东向断裂,其次为东西向断 裂。由于北东向断裂在矿区背斜的北东翼与地层产状相近,因而以往被认为是层状和 似层状矿体,实际上矿体与地层呈低角度斜交。在背斜南西翼,北东向矿体则明显与 地层高角度斜交,并可进入中侏罗统漳平群地层,更进一步证明了断裂构造对矿体的 控制作用。此外,矿区Ag和Sb异常波集中心沿着背斜轴部分布,亦证明了矿化作用 明显受构造控制。矿体中发育大量的脉状、细脉状、网脉状和梳状等充填交代构造, 由矿体向围岩常可见脉状→网脉状→细脉浸染状→蚀变围岩的渐变过渡现象,这些构 造特征以及热液破碎角砾岩的出现,为嵩溪银锑矿床的浅成热液成因提供了有力证 据。 在嵩溪矿区,纹层状、草莓状和结核状构造为沉积成因黄铁矿所特有。与主成矿 期热液成因黄铁矿相比,这类黄铁矿中的强不相容元素Co和Ni含量高(与同沉积期 海底基性火山活动有关),但成矿元素却低两个数量级。成矿期后细脉状黄铁矿则继 承了沉积成因黄铁矿的微量元素特征。这表明主成矿期的成矿物质不是来自容矿地 层,而成矿期后细脉状黄铁矿则可能是围岩中沉积成因黄铁矿被活化、经过近距离迁 移后再沉淀的产物。此外,纹层状和结核状黄铁矿的Ni/Co小于1(分别为0.36和 0.57),具有沉积成因黄铁矿的微量元素地球化学特征;而主成矿期黄铁矿的Ni/Co 则大于1,是嵩溪银锑矿床浅成热液成因的重要证据。 矿石矿物中除了硫化物外,还有一组特征的含硫盐矿物:银黝铜矿、含银辉锑 矿、黝锑银矿等。矿石组分以富银、锑、砷为特征。成矿元素在剖面上和平面上具有 分带现象,剖面上,上部富Sb、As;中部富Ag、Au、Pb、Zn;下部富Mo和Cu。围 岩蚀变包括硅化、黄铁矿化、碳酸盐化、绢云母化及青磐岩化。蚀变作用具分带现 象,从矿体中心向外依次为硅化黄铁矿化、绢云母化、碳酸盐化和青磐岩化。在上部 还出现由于酸性淋滤作用产生的硅质帽。 嵩溪银锑矿床中的流体包裹体数量多、个体大,以气液包裹体和纯液相包裹体为 主,还见含CO_2、NaCl子晶的多相包裹体。流体包裹体研究和矿物共生分析证明,成 矿流体在迁移过程中发生过沸腾,成矿溶液为Na~+—Ca~(2+)—∑S~(2-)—HCO_3~-型,主阶段成矿 温度在 130C~280oC;成矿溶液的盐度为 2.23~19.4’t%NaCI 当量,平均 9.4。t% NaCI当量;成矿溶液nH值分布在4.66~5.65之间,随成矿温度降低略有升高;成矿 体系硫逸度和氧逸度随成矿温度降低而降低,但在Fe-S-0相图中均处在黄铁矿稳定 域。 矿床中的热液成因黄铁矿、闪锌矿和毒砂的6“S=4.0 9’hx9’hx4.2%,呈塔式分布, 5吨集中在 0附近,表明其成矿体系具有均一化硫的同位素组成,而辉锑矿的 6一S变 化范围较大(0.2%--11.3%),除一个样品外均为负值,这是硫同位素分馏作用 的结果。矿床中的碳具有岩浆源碳与有机碳混合的碳同位素组成,其中的有机碳可能 来源于容矿围岩中有机质热演化过程中的去碳作用(轻烃气体的形成)。根据氢、氧 同位素研究结果,嵩溪银锑矿床的上升成矿流体是由岩浆热液与循环地下水热液混合 而成,这种混合成因含矿热液上升到地热系统上部与低矿化度、低8‘勺的低温地下水 发生了不均匀混合,这种混合作用导致金属矿物沉淀,但成矿物质是由上升成矿流体 带来的。铅同位素研究也表明,嵩溪银锑矿床成矿物质既不是来自容矿含碳沉积地 层,也不是来自早株罗世玄武岩岩浆体系,而是由来自深部物质与地壳物质的混合, 与成矿流体来源的推论一致。 本论文还重点对有机质与成矿的关系进行了研究,结果表明,容矿围岩中的有机 碳含量变化范围大(0刀3%y.0%),但与成矿元素 Ag和 Sb的含量之间没有明显的 相关关系。因此,有机碳没有直接参与金属元素的沉淀作用,但金鸡组有机质热成熟 过程中释放出来的气体组分可能影叼成矿流体系统的物理化学条件,从而导致金属元 素沉淀。沥青、次石墨和干酪根是构成矿区黑色岩系的主要有机质,有机质镜质体反 射率在 1.75 W3二0%之间,经历了高成熟至过成熟演化,表明矿区围岩受到了后期热 事件影?


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