广东省长坑—富湾金银矿床成矿作用

【摘要】：继二十世纪八十年代在滇黔桂地区发现卡林型金矿后，九十年代广东长坑—富湾金、银矿床的发现，是我国在东南沿海该类型金矿床的首次重大突破。金矿体和银矿体都严格受控于石炭系下统梓门桥组(C_1z)和三叠系上统小坪组(T_3x)之间的层间构造破碎带，呈似层状或大透镜状分布。矿体走向北东东，倾向南南东，倾角30～50°，下部较缓(15～30°)。矿体与围岩界线清楚，其间常见数十米厚的糜棱岩带。伴随金、银矿化的围岩蚀变以硅化(形成多期石英和玉髓)、泥化(形成伊利石、地开石、少量高岭石)和硫化物化(形成黄铁矿、辉锑矿、雄黄、雌黄、闪锌矿和方铅矿)为主，其次是重晶石化、碳酸盐化和萤石化。金以次显微金(少量自然金)分布于黄铁矿、石英微裂隙或者它们的边缘或吸附于伊利石的边缘。银矿则以含硫盐和单硫化物(如辉银矿、螺状硫银矿)产出，并见少量的自然银。主要的含银矿物包括深红银矿、硫锑铅银矿、辉锑银矿、银黝铜矿、辉银矿，其次还有脆硫锑银矿、淡红银矿、硫锑铜银矿。 金矿具有微细粒浸染型金矿的显著特征，却与银矿共存在同一层间构造破碎蚀变带内，这一特征又非完全意义上的卡林型金矿。近十年国内许多矿床学家和地球化学家对该矿床分别从地层、岩石、矿物、矿床及地球化学等不同角度对矿床进行了诸多研究(杜均恩，等，1993，1996；南颐，1993；林毓川，等，1993；夏萍，等，1996；张生，等，1997，1998；梁华英，等，1998，2000；关康，等，1997；林建南，2000)，相继提出了构造蚀变岩(杜均恩等，1993)、热水沉积(夏萍，等，1996)、热(卤)水溶滤(饶家光，等，1997)、热液交代(张生，等，1997)等不同成矿模式，但对于矿床上金、下银金银分离的原因讨论得却不多，而对于矿床的形成年代还存在一定分歧。 本文通过对金、银矿矿石及围岩的微量元素组成特征的分析，认为金、银矿床成矿物质来源不同：金可能来源于矿区周围的下石炭统梓门桥组地层，银则来源于粤西地区广泛分布的中-古元古代地层(云开杂岩)。 通过对金、银矿石矿物的硫同位素组成测试及前人大量资料的综合研究，系统讨论了金、银矿床δ ~(34)S特征。在δ ~(34)S分布图上：金矿δ ~(34)S的分布呈波浪式，说明硫源较复杂，银矿δ ~(34)S分布呈塔式，反映硫来源单一。运用平克尼一拉夫特法作出的△34 δ SStn-Py和△~(34)S_(Sp-Gn)对δ ~(34)S_A和δ ~(34)S_B关系图上，分别得到金矿和银矿成矿热液δ ~(34)S∑s为-1.0‰～+1.6‰和+0.8‰～+6.0‰，证明金矿硫来源以深源硫和有机还原成因硫(地层硫)为主，银矿硫源为无机还原成因硫，揭示出金、银矿床成矿物质硫来源上的一定差异。 测定的金、银矿石矿物铅同位素组成表明，矿石钳同位素组成变化幅度较大，在单阶段增长曲线图上均呈线性分布，金矿石拟合直线与μ=8.64的普通铅单阶段增长曲线相切，表明金矿石铅乃普通和放射成因的两阶段混合而成的异常铅，单阶段演化方程计算结果显 2002年 成都理工大学博士论文 示，金矿石混合铅的正常端元在1048.IMa前已从它的放射性母体中(源区)分离出来，铅 的来源最大的可能是云开地区老于1048.IMa的中元古代地层;按两阶段异常铅演化方程， 给定假设的含异常铅矿物的结晶时间的可能范围(晚三叠世到古近纪)t:二227一23.3Ma， 计算得到对应tl二1225.9~1357.IMa，也表明异常铅来源于中元古界，属两阶段演化的产物; 银矿石铅同位素组成部分落在金矿石的铅异常直线上，说明银矿石异常铅是富’。了Pb的端元 铅与金矿石的两阶段异常铅(普通铅和放射性异常铅)的不同比例混合铅，是三阶段演化 的异常铅:铅同位素构造模式图反映金矿石铅的壳源性质，而银矿石铅则有壳慢混合源的 特点。 金银矿床原生矿石可划分为三种基本类型:硅质矿石、钙硅质矿石和铝硅质矿石。似 碧玉岩(j aspero记)构成了硅质矿石和钙硅质矿石，主要由次生石英、黄铁矿及少量重晶 石、雄黄、雌黄、伊利石、地开石等组成，次生石英含量上一般为70%一90%，具典型热液 交代和交代残余结构，普遍发育典型的构造岩的角砾状构造、碎裂构造、碎斑构造、微裂 隙及孔洞构造，无沉积岩结构构造。含金银似碧玉岩主要由成矿过程中硅化作用形成，经 显微镜下观察，其硅化作用在金矿化期可划分为四期，银矿化阶段为一期。含金银似碧玉 岩稀土元素组成轻稀土较重稀土富集，球粒陨石标准化分布型式呈右倾斜式展布，Ce轻度 负异常，几乎全部样品均为Eu负异常，与典型的热水沉积硅质岩显著的Ce负异常和Eu正 异常截然不同，所以似碧玉岩非热水沉积作用和海水沉积作用产物，而是热液交代所致， 说明金银矿床不是发生于海水与沉积物界面之间的热水沉积成因，也不是SEDEx型矿床， 而是低温热液交代矿床。 长坑一富湾金、银矿床，上金、下银，彼此互不重叠、互不包容，分别构成独立的金 矿体和银矿体。金矿具有微细浸染型金矿(miero一desseminated gold deposit)的特征，与银 矿紧密共生，通常，卡林型金矿床中金、银含量比大于1，部分矿床还达到100:1，而长 坑一富湾金银矿床却小于1，甚至达到1:10或l:100，使该矿床变得非常独特。为深入了解 金银矿床成矿时代