山西梨园金矿床成因研究

发稿时间:2018-03-01浏览次数:12

马盈等

Groves等人(1992)对全球范围内脉状金矿床的成矿大地构造背景、矿床地质特征、流体包裹体特征、稳定同位素地球化学组成等进行了系统的总结和分析,提出了造山型金矿的概念。造山型金矿规模较大,品位较高、矿化延续性好,为世界提供了至少30%的黄金储备,是世界上最重要的金矿床类型和近年来国际矿床学的研究热点。它们通常形成于汇聚板块边缘的增生或碰撞造山带中,成矿与挤压或者转换挤压构造有关。受限于不同的同位素体系、不同独立矿床成矿作用过程中广泛发生的与不同类型围岩的水岩相互作用,及流体演化过程中复杂的物理化学条件等因素,造山型金矿的成矿流体的来源一直存在着较大的争议,不同学者根据自己对成矿过程的理解提出了变质脱流体、深部岩浆流体、深部地下水循环以及地幔脱气过程形成富CO2流体等几种主要的流体来源模式。   

华北克拉通是我国最重要的金成矿省,包括辽东-吉南、胶东、小秦岭-熊耳山、冀北-冀东和赤峰-朝阳等多个金矿集区。前人主要对位于克拉通边缘的金矿集区(如胶东、小秦岭-熊耳山等)进行了详细的研究,然而,对于位于克拉通内部的太行山中段地区的金矿床却鲜有研究,这也限制了我们对整个华北板块的大规模金成矿事件的理解。针对上述问题,中国地质大学(武汉)蒋少涌教授课题组选取华北克拉通内部太行山中段的赋存于太古代变质岩基底中的梨园脉状金矿床为研究对象,在野外地质调查和系统采样的基础上,对该矿床开展了详细的矿相学研究,查明了矿石矿物组合、结构构造及金的赋存装忒,并据此划分了成矿阶段,在基础上开展了同位素年代学研究(热液绢云母40Ar/39Ar定年,以及LA-ICP-MS 锆石U-Pb定年),为太行山中段地区金矿时代分布和区域成矿演化提供了新的资料。进一步对蚀变矿物和矿石矿物进行稳定和放射性同位素分析,示踪成矿流体及物质来源,探讨金矿床与区域岩浆活动之间的成因关系。在获得大量第一手资料的基础上,结合前人对太行山中段地区以及华北克拉通周缘(如胶东、小秦岭等)中生代成矿作用和岩浆岩成因的研究进展,探讨矿床成因和区域金成矿规律。研究主要取得了以下认识:   

1)太古代阜平群中深变质岩基底岩系是太行山中段地区重要的赋矿层位。区域内大量发育的NNE向断裂构造带是重要的导矿构造,由含金石英脉或构造蚀变岩组成的金矿体明显受上述断裂及其次级构造控制,其形态多以脉状为主。   

2)梨园金矿的成矿过程经历了石英-黄铁矿化阶段、金-多金属硫化物阶段以及石英-碳酸盐阶段,金沉淀主要发生在第二阶段。矿床围岩蚀变强烈,常见的围岩蚀变有硅化、绢云母化、黄铁矿化、黄铁绢英岩化、碳酸盐化及其组合等。其中,黄铁绢英岩化是与金成矿最为密切相关的蚀变类型。   

3)与主成矿阶段金-多金属硫化物脉共生的黄铁绢英岩中的绢云母均有133.3±1.2 Ma40Ar/39Ar坪年龄,与矿区内与金矿脉在空间上紧密共生的石英斑岩脉的年龄一致(锆石U-Pb年龄133.4±1.1Ma)非常一致,指示其可能存在成因上的联系。   

4)早阶段的黄铁矿的S同位素组成为-0.34.1‰,指示其可能为岩浆热液来源。主成矿阶段的硫化物的S同位素组成明显变负为-7.23.0‰,表明随着热液体系的演化,成矿流体的氧逸度明显升高,而氧逸度的升高对梨园金矿金的沉淀具有非常大的意义。热液方解石的C-O同位素组成同样指示成矿流体为岩浆热液来源。不同成矿阶段的硫化物与矿区内石英斑岩的Pb同位素组成非常一致,且具有非常高的208Pb/204Pb组成(41.452~44.159),指示其可能共同起源于一个高Th的下地壳。   

5)梨园金矿的形成与区域内同期的花岗质岩浆活动密切相关,是华北板块内部早白垩世岩石圈减薄及与之伴随的软流圈上涌及下地壳重熔的产物。   

  

该研究于20181月发表于国际矿床学知名期刊《Ore Geology Reviews》上,第一作者为中国地质大学(武汉)博士生马盈,通讯作者为蒋少涌教授。本研究成果受国家重点研发计划“深地资源勘查开采”专项“多板块汇聚与晚中生代成矿大爆发的深部过程”项目第四课题“燕山期陆内岩浆成矿作用及其深部过程”(2017YFC0601404)资助,为第一资助。  

论文信息Ma, Y., Jiang, S.Y.*, Li, H.L., 2018. Isotope geochemistry and genesis of the Liyuan gold deposit, Shanxi, North China. Ore Geology Reviews, 92, 129-143.   

全文链接:https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2018.11.010