西南天山金矿成矿条件及成矿机制

【摘要】： 中亚南天山金-锑-锡-汞成矿带是世界上最著名的金成矿带之一,已发现十几个大型、超大型金矿床。新疆西南天山是其东延部分,近年来发现了一些金矿床(点),呈现出较好的找矿前景,但发现矿床数量和规模无法与中亚南天山相比,因此,西南天山金成矿规律研究就成为热点问题。本论文在野外地质工作基础上,对典型矿床进行了解剖,运用岩石地球化学、流体包裹体研究、稳定同位素、年代学以及综合分析对比等多种手段,划分了金矿类型,总结了成矿规律,研究了典型矿床特征及成矿机制。探讨了西南天山地球动力学演化与金成矿作用,并与中亚南天山金成矿带进行了对比。取得如下新认识和进展: 将西南天山金矿归纳为4种主要类型,与韧性剪切带有关的金矿(造山型金矿)、与侵入岩有关的金矿、石英重晶石脉型金矿和浅成低温热液型金矿。其中与韧性剪切带有关的金矿是最重要的类型,石英重晶石脉型金矿是一种罕见的金矿新类型。总结了金成矿规律,不同类型金矿均受一定的大地构造单元及断裂控制,与韧性剪切带有关的金矿多数分布在区域大断裂附近,受脆韧性剪切带控制。地层及岩性对金矿具有明显控制作用,穆龙套型金矿容矿岩系具有浊流沉积特点,赋矿岩性为含碳千枚岩、变质砂岩和变质粉砂岩。岩浆活动对金成矿具有制约作用,在不同程度上提供成矿物质、成矿流体和驱动力。 提出布隆金矿是罕见的石英重晶石脉型金矿床,并系统研究了矿床地质及地球化学特征,探讨了成矿作用。成矿温度变化范围大,为159～390℃,金主成矿阶段集中于200～340℃,流体盐度为2.42～19.29wt% NaCleq,成矿流体属CO_2-H_2O-NaCl体系。黄铁矿δ~(34)S为14.6～19.2‰,重晶石δ~(34)S变化于35.0～39.6‰,表明硫来自于地层。首次在西南天山金矿中开展氦和氩同位素示踪,表明布隆成矿流体主要为地壳来源,有少量地幔流体的参与。石英δ18O水为6.7～14.7‰,δD变化于-70～-55‰,δ13CPDB为-4.6～-1.4‰,暗示成矿流体主要是来源于建造水,并混合少量岩浆水和大气降水,流体中的碳主要来源于海相碳酸盐岩。物理化学条件、流体成分改变及流体的不混溶作用在成矿过程中起了重要作用。 萨瓦亚尔顿金矿赋存于上志留统和下泥盆统浅变质的含碳浊积岩中,容矿岩石为含碳千枚岩、变质砂岩和变质粉砂岩。矿化带及矿体受脆韧性剪切带控制。成矿流体为中低温(78～355℃)、中低盐度(2.57～22.10%)的H2O-NaCl-CO_2-CH_4体系。成矿流体中CO_2、、CH_4含量变化与金和锑成矿有密切关系。菱铁矿、白云石和石英流体包裹体的δ~(13)CPDB介于–10.5～4.98‰,暗示碳来源于地幔和海相碳酸盐岩。对韧性剪切带中绢云母化全岩进行了40Ar-39Ar测年,支持前人提出金成矿时代在三叠纪的观点。金的活化、迁移和富集与剪切带的演化有紧密关系。萨瓦亚尔顿金矿具有穆龙套和库姆托尔金矿的特点,但又具有特殊性。其中,浅成中-低温条件下成矿,金、锑共生是其最大特色。 大山口金矿赋存于上志留-下泥盆统(含碳)细碎屑岩中,受韧性剪切带控制,矿体分布于英安斑岩脉、闪长玢岩脉内及其接触带中。对岩脉、砂岩、蚀变岩和石英碳酸盐脉的主量元素和稀土元素分析表明闪长玢岩和英安斑岩为同源岩浆演化产物。稀土特征表明成矿流体为富含挥发份的岩浆期后热液。铁白云石的δ~(13)CPDB值为-2.8‰～-3.3‰,δ~(18)OV-SMOW变化于14.1‰～14.5‰,暗示碳主要来源于幔源和海相碳酸盐岩。δ18OV-SMOW值介于15.9‰～18.6‰,δ18O水值为-1.14‰～10.9‰,δ~D为-51‰～-74‰,表明成矿流体主要来自岩浆水,混合少量大气降水。矿床受剪切成矿系统控制,剪切构造与岩浆侵入是主要成矿因素。 西南天山区域地球动力学演化对金成矿起着明显的控制作用。金成矿时代主要集中在二叠纪-晚三叠世,少数在晚泥盆世-石炭纪,二叠纪的成矿形成于碰撞造山后的板内区域伸展背景下。三叠纪金矿的形成受控于印支运动。与中亚南天山成矿带对比表明尽管西南天山成矿背景有差异,但成矿潜力巨大。