甘肃岷县寨上金矿成矿年代及矿床成因研究

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作者焦学尧
来源兰州大学地质科学与矿产资源学院
出版年2018
摘要
岷县寨上金矿位于西秦岭岷-礼金成矿带西部,为探明储量超过100 t的超大型金矿。该矿床的成矿年代、成矿环境、成矿流体以及成矿物质来源能够很好地反映区域中类似金矿的成矿特点,基于上述方面对矿床的成因进行探讨,能够为寨上金矿以及区域内的地质勘探提供积极的理论指导。本文收集整理了寨上金矿的矿床地质特征、区域构造演化、流体包裹体以及各同位素的研究成果。在此基础上,通过野外地质调查和采样,对寨上金矿的6件矿石样品进行微量元素和稀土元素测试,对矿石中的载金矿物黄铁矿进行Re-Os、Rb-Sr、S同位素、稀土元素和微量元素测试,在确定成矿年代的前提下,对该矿床的成矿环境、成矿物质和成矿流体来源、矿床成因进行了探讨。结果如下:(1)黄铁矿的Rb-Sr等时线年龄为273 Ma±10 Ma,由于数据点较少,对于寨上金矿成矿年代的判定只是具有一定的参考价值;黄铁矿Re-Os等时线年龄为273 Ma±22 Ma,代表了该矿床的成矿年代。Rb-Sr、Re-Os等时线的(87Sr/86Sr)初始值、(187Os/188Os)初始值,以及经计算所得的 值分别为0.7107、0.79±0.19和531±151.7,表明寨上矿床的成矿物质具有深源和壳源的混合成因。(2)矿石和黄铁矿中,稀土元素及微量元素配分模式表明寨上金矿的成矿流体及成矿物质具有混合成因。稀土元素中,δEu值具有明显的负异常,表明该矿床的成矿环境为还原环境;Y/Ho值总体上介于28左右,表明该矿床的成矿作用是在同一热液体系下进行的。微量元素中,Co/Ni值介于0.22~0.43之间,表明该矿床的成矿温度不高,属中低温成矿;Au含量的变化范围大,表明Au在成矿过程中,成矿流体发生了沸腾作用;As在矿区地层以及各岩性单元中的分布特征表明,矿区地层中的As参与了Au的成矿作用。通过对微量元素中的高场强元素、稀土元素以及Th/La值(介于0.24~0.66)的综合分析,表明该矿床的成矿流体为富Cl- 热液。黄铁矿中,δ34S值介于-3‰~1.2‰之间,接近于0‰,表明有深源S参与了成矿作用。(3)综合数据分析结果及前人研究成果,寨上金矿的成矿物质具有深源和壳源的混合成因,其中Au来源于矿区地层,S为深源、海水以及地层S的混合;成矿流体为深源岩浆热液以及与古生代海水有关的壳源流体的混合,总体上为富Cl- 热液,属低盐度、低密度流体。自晚泥盆世,伴随着岷-礼前陆盆地的逆冲推覆作用及断裂剪切作用,盆地内形成了一系列的断裂和褶皱。海水沿盆地断裂下渗到地层深处,在地热梯度下被加热的海水发生热水的循环,并与地层发生水-岩作用,不断淋滤出地层中的成矿物质。二叠纪,在紧邻岷-礼盆地南缘的地热隆升延展作用下,上涌的深源岩浆热液与下渗到地层深处的热液发生混合,形成成矿流体,在构造作用下沿断裂通道到达盆地中的褶皱带,在构造有利部位发生沸腾作用,并卸载成矿。

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