云南省富宁县者桑金矿床成因矿物学研究

【摘要】：者桑金矿床是处在滇黔桂“金三角”构造带中的典型卡林型金矿床，金矿床的形成经历沉积成岩期、热液成矿期及表生氧化期，黄铁矿及毒砂为矿床的重要载金矿物，脉石矿物石英与金矿化密切相关。 热液成矿Ⅰ阶段中主要载金矿物为毒砂，含金性相对优于黄铁矿，黄铁矿晶形主要为五角十二面体，毒砂晶形主要呈板柱状，均为粗粒状产出。热液成矿Ⅱ阶段为本区最主要金矿化阶段，主要载金矿物为黄铁矿，含金性明显优于毒砂，黄铁矿晶形呈立方体，毒砂晶形呈细粒针柱状。黄铁矿及毒砂晶形指示者桑金矿床形成于中-低温环境。黄铁矿呈胶状、细粒状、破碎状为其载金标型，毒砂呈粗粒板柱状为其载金标型。反射率较低，反射色较深、维氏硬度值偏低能够指示含金性较好。 热液成矿各阶段黄铁矿亏S亏Fe，毒砂富S亏As，指示者桑金矿床低温热液成因特征。含金性优的黄铁矿相对富砷，但As含量与Au含量并未呈现出显著的正消长关系，暗示金在不同成矿阶段中赋存状态有所不同。少量黄铁矿富砷而贫金，反映其As的来源除主要为成矿热液外，同时还来自于成矿热液所萃取的分散于围岩、土壤及地下水中的As。本区黄铁矿的深度级别D值主要处于中部D值区间内（1.58~2.90），表明者桑金矿床形成于中浅成。 黄铁矿w(Co)平均为0.06%，w（Ni）平均为0.02%，w(Co)/w(Ni)介于0.54~3.5之间，平均1.54；各成矿阶段的毒砂中明显富集Co（300~1200ppm），w(Co)/w(Ni)比值较小（1，1.67），指示形成于中温相并发生较强烈的热液活动。 稀土元素表明，黄铁矿及毒砂为轻稀土富集，明显负铕异常、而铈无明显异常。从成矿Ⅰ阶段至Ⅲ阶段，石英中稀土总量均较低但呈现逐渐由轻稀土富集变化为中稀土较富集趋势；各成矿阶段中石英均无明显铈异常，铕异常表现为成矿Ⅰ阶段为负铕异常，成矿Ⅱ阶段无明显铕异常，至成矿Ⅲ阶段变化为正铕异常。均表明成矿物理化学条件为还原环境，成矿物质主要来自于围岩而并非来自于本区内的基性岩浆，岩浆活动更可能是作为热源对金矿化过程中的流体热循环起一定作用。 晶胞参数测试表明，黄铁矿a_0值在5.43~5.4325之间，成矿Ⅰ阶段至成矿Ⅱ阶段a_0值逐渐变大，表明成矿热液中富As。载金毒砂明显富S亏As及富集Co导致b_o、c_o、β均低于理论值。成矿Ⅰ阶段中石英的晶胞参数与其理论值较接近，成矿Ⅱ阶段中石英晶胞参数比理论值略大，充分表明成矿流体中低温相特征，并随着金的沉淀富集成矿温度逐渐下降。 金在成矿Ⅰ阶段至成矿Ⅱ阶段显著表现出黄铁矿及毒砂的差异性富集特征。成矿Ⅰ阶段中金以Au(HS)~0形式直接保存其中并形成新的复杂络合物；成矿Ⅱ阶段中金的赋存形式为纳米级自然金（Au~0）；生成于沉积成岩期的胶状黄铁矿本身并不含金，更可能是成矿Ⅱ阶段中生成的纳米级自然金（Au~0）颗粒流经胶状黄铁矿时，因其较大比表面积产生的吸附作用而造成的富集。 岩矿石中有机碳含量达到0.12%~0.45%，金品位与有机质含量呈显著正相关，这与黔西南的众多金、锑、汞矿床特征一致，也暗示了本区矿床的形成可能与黔西南分布的古油藏存在着空间上的耦合关系。较高的有机质含量表征本区成矿流体的还原环境，同时有机质对金属元素有吸附、化合作用，使金等成矿元素富集在碎屑岩和不纯碳酸盐岩中。黄铁矿及毒砂δ~(34)SV-CDT值介于9.2‰~10.2‰，明显表现为富重硫特征，也印证了有机质与围岩中硫酸盐反应的确切性，表明者桑金矿床的成矿物质主要来自于围岩。 包裹体标型表明成矿流体为中-低温（80~245℃），低盐度（0.18%~6.45%），中-低密度体系。氢、氧同位素组成δ~(18)OH2O值为-5.6‰～5.4‰；δDV-SMOW值为-40.3‰～-74.8‰，表明成矿流体来源为大气降水。成矿流体流经富含有机质的沉积岩层时，受到有机质中氢的混染导致本区原始大气降水的氢同位素发生漂移。初步分析认为本区成矿流体在下渗过程中混合建造水，受到地温梯度或岩浆烘烤作用影响后再向上循环，金矿化发生在成矿流体的热循环与赋矿围岩的相互作用过程中，并在构造有利部位沉淀富集。