北秦岭杨斜金矿床成矿作用特征及矿床成因研究摘要
北秦岭地块是秦岭造山带的重要组成部分,呈狭长的带状夹持在华北克拉通和南秦岭地块之间,区内矿床种类众多,以铜、钼、铅锌为主,现已发现有色、贵金属矿床(点)近百个。杨斜金矿床是区内近年发现的中型脉状金矿床,位于小秦岭金矿床集中区和西秦岭金矿床集中区衔接位置,但是研究程度很低,矿床的成矿时代和成因类型尚无定论。对杨斜金矿成矿特征和矿床成因的研究将有助于认识北秦岭金的成矿作用,为区域找矿提供指导。杨斜金矿赋矿围岩为古元古界秦岭群片麻岩,矿体受北西向的构造破碎带控制,主要以含金石英脉形式产出,次以钾长石-石英脉和方解石脉的形式产出,根据野外观察及岩相学研究将矿石分为条带状黄铁矿-黄铜矿矿石、浸染状黄铁矿-黄铜矿矿石、多金属硫化物矿石及细粒黄铁矿矿石四类。金属矿物主要有黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、黝铜矿、闪锌矿,其次为斑铜矿、磁铁矿、赤铁矿、自然金、银金矿、碲银矿、碲铅矿和碲金银矿,非金属矿物主要为石英、钾长石、方解石,其次为绢云母、绿泥石。矿床围岩蚀变作用较强,主要有黄铁矿化、绢云母化,常见的还有钾化、硅化、方解石化和绿泥石化。基于矿物共生组合和矿石结构构造的系统研究,将成矿作用过程划分为4个阶段:(Ⅰ)钾长石-黄铁矿阶段,(Ⅱ)石英-黄铁矿-黄铜矿阶段,(Ⅲ)石英-多金属硫化物阶段,(Ⅳ)石英-碳酸盐阶段,主成矿阶段为石英-多金属硫化物阶段,此阶段有大量的自然金、银金矿和含金的碲化物沉淀。扫描电子显微镜-能谱分析和电子探针成分分析显示,主要的载金矿物为黄铁矿,可见金以自然金,银金矿和含金碲化物的形式存在,常包裹在黄铁矿晶体内部或者产出于黄铁矿、黄铜矿、方铅矿和黝铜矿晶体之间。不可见金主要以纳米级自然金的形式赋存在黄铁矿晶体内,碲化物形成于多金属硫化物阶段,与自然金、银金矿和硫化物共生。杨斜金矿床流体包裹体以富CO2三相包裹体和富液两相包裹体为主,其次为纯液相和纯气相包裹体。富CO2三相包裹体主要集中在早成矿阶段,完全均一温度范围集中在240~320℃,盐度范围集中在5~8NaCl equiv.,富液两相包裹体均一温度范围集中在170-260℃,盐度范围集中在5-8NaCl equiv.。从成矿早阶段到成矿晚阶段,流体包裹体的均一温度呈降低趋势,盐度变化不大,整体为一套富含CO2的中低温、低盐度流体。根据石英氧同位素及石英中流体包裹体氢同位素的分析结果可知,杨斜金矿成矿流体可能来自深部岩浆或变质脱水,成矿晚期受大气降水影响明显。在δ18OSMOW-δ13CPDB图解中热液碳酸盐的碳-氧同位素组成与幔源CO2和碳酸岩的碳同位素组成相似,位于地幔碳的右下角,暗示有幔源流体参与成矿。硫化物的一组δ34S值为较大的负值表明发生了硫同位素的分馏,一组集中在-5.3~0.5‰之间,显示出明显的深源特征,可能来自于岩浆/地幔脱挥发分。在206Pb/204Pb与208Pb/204Pb图解与206Pb/204Pb与207Pb/204Pb图解中,矿石铅分别靠近地幔铅与造山带,反映出壳幔混合的特征。以上同位素特征一致表明,杨斜金矿有岩浆/地幔来源的成矿流体和成矿物质参与成矿,但也不排除深部变质脱挥发分的贡献。对不同成矿阶段黄铁矿中Te、Au、Ag元素的定量分析认为成矿流体早期为一套富Au-Ag-Te的热液,随着硫化物的沉淀,成矿流体的硫逸度降低,碲逸度升高,金及碲化物以自然金(银金矿)、碲金银矿、碲银矿(碲铅矿)的顺序沉淀,根据碲化物的共生组合估算出沉淀时的逸度条件为:-16.8 < logfS2< -7,-14 < logfTe2< -11.2。结合世界范围内富含碲化物矿床的研究,认为杨斜金矿中金-碲化物的大量发育可能反映金矿床的形成与岩浆作用有关。杨斜金矿显著的岩浆/地幔流体参与成矿与世界上典型的造山型金矿的变质流体来源有明显差异。黄铁矿的Re-Os等时线年龄(141±18Ma)显示成矿时代为早白垩世,远远晚于北秦岭区域变质作用,这与造山型金矿也明显不同。近些年研究发现北秦岭邻近的小秦岭地区在早白垩世发生过爆发式的成矿事件,形成了一系列的中大型金矿床如杨砦峪、东闯等,这些矿床的稳定同位素和稀有气体同位素研究表明有深源的地幔组分参与成矿,受华北克拉通早白垩世强烈的岩石圈伸展作用控制。杨斜金矿与这些金矿床不仅矿化特征相似,成矿流体的来源和成矿时代一致,很有可能也是形成于伸展构造背景与华北克拉通破坏有关的金矿床。进一步综合前人研究发现秦岭地区在晚三叠纪可能就已进入造山后伸展运动,小秦岭以及北秦岭部分地区燕山期的的岩浆活动,以及同期爆发出的一系列金矿床,它们的成矿可能与秦岭造山作用已经没有关系,而是受华北克拉通伸展作用影响,杨斜金矿就是形成于这一伸展构造背景下,存在深部岩浆/幔源物质参与成矿的中温热液脉状矿床。杨斜金矿床与小秦岭早白垩世金矿床相同的成因类型,表明北秦岭地块在晚中生代也受到华北克拉通破坏效应影响,在杨斜金矿向北至小秦岭地区的变质岩系内还可能存在这样一系列的金矿床,应加大找矿力度。
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