青海东昆仑中段五龙沟矿集区金矿成矿作用研究摘要
东昆仑造山带位于青藏高原东北缘,是中央造山带的重要组成部分。其复杂的地质演化历史造就了该区丰富的矿产资源,金、盐类及铜多金属矿产资源丰富,而五龙沟金矿集区位于东昆仑造山带的中段,目前区内已经发现了红旗沟-深水潭金矿床(大型)、百吨沟金矿床(中型)、鑫拓哈西哇金矿床(中小型),具有较大的金成矿潜力。本论文在充分收集和整理前人资料的基础上,从五龙沟金矿集区典型矿床的成矿地质背景、矿床地质特征入手,结合研究区的地球动力学演化,以岩浆岩岩石学、地球化学、锆石U-Pb定年、流体包裹体为研究手段(方法),分析了红旗沟-深水潭、百吨沟及鑫拓哈西哇金矿床地质特征,成矿物质来源,成矿流体性质、来源与演化,成岩成矿时代,厘定了矿床成因类型,并构建实际的成矿找矿模式。取得主要成果如下:对红旗沟-深水潭金矿床(大型)、百吨沟金矿床(中型)、鑫拓哈西哇金矿床(中小型)地质特征研究表明:1)红旗沟-深水潭金矿床矿体赋矿围岩主要以金水口群片麻岩和包括基性脉岩群在内的印支期岩浆岩为主。矿体受北西向断裂的控制,矿区内中基性岩脉发育,常与矿体空间相伴。矿体走向北西西,倾角较陡,多在50°80°之间。矿石类型主要为蚀变岩型,围岩蚀变有硅化、绢云母化、绿泥石化、碳酸岩化、高岭土化等。热液成矿期包括金-毒砂-黄铁矿-石英阶段,金-黄铁矿-石英阶段和碳酸盐化阶段;2)百吨沟金矿床矿体产于石英闪长岩和变粒岩构造破碎带中,受北西向断裂带的控制。矿体倾角一般在60°左右。矿石类型主要为蚀变岩型,围岩蚀变有硅化、绢云母化、绿泥石化、碳酸岩化、高岭土化等。热液成矿期包括金-毒砂-黄铁矿-石英阶段,金-黄铁矿-石英阶段,多金属硫化物阶段和碳酸盐化阶段;3)鑫拓-哈西哇金矿床矿体产于花岗闪长岩体的构造破碎带中,受北西向断裂带的控制。矿体走向倾角一般在60°-70°左右。围岩蚀变有硅化、绢云母化、绿泥石化、碳酸岩化、高岭土化等。热液成矿期包括金-黄铁矿-毒砂阶段,多金属硫化物-金阶段和碳酸盐化阶段。东昆仑地区的基性脉岩群与金矿化具有密切的空间相关性,往往与矿体平行排列,或者成为矿体围岩。经过锆石U-Pb定年测得其时间为244263Ma,其中水闸东沟富闪基性岩脉形成时代为248Ma,黑石沟辉绿岩脉时代为244Ma,小干沟辉绿岩脉形成时代为263Ma,稍早于矿体形成时代,三者源区都被俯冲流体所交代。洋壳的俯冲脱水作用为金矿化作用提供了充足的幔源流体。除早印支期基性脉岩群外,矿体围岩还包括一系列中酸性岩浆岩,其中百吨沟石英闪长岩形成时代为242Ma,其形成与古特提斯洋俯冲过程中的壳幔混合作用有关。黄龙沟闪长玢岩与矿体时代最为接近,其形成于218Ma,为拆沉下地壳部分熔融的产物。由此认为矿床形成于晚印支期与岩石圈拆沉有关及随后的软流圈上涌有关的后碰撞伸展环境中。红旗沟-深水潭金矿主阶段流体包裹体均一温度集中于260320℃之间,盐度集中于4.008.00 wt.%NaCl,流体压力集中于75130 MPa,对应深度7.049.50 km;百吨沟主阶段流体包裹体均一温度集中于230-300℃之间,盐度集中于4.008.00wt.%NaCl,成矿压力70120MPa,对应成矿深度为6.779.10 km。鑫拓-哈西哇金矿均一温度集中于220-280°之间,盐度集中于3-6%之间,成矿压力约为65100 MPa,对应成矿深度为6.508.25km;矿集区从北向南均一温度和盐度有降低的趋势,成矿深度由深到浅渐变过渡。成矿流体为H2O-NaCl-CO2体系,成矿热液以中温为主要特点,流体不混溶是金的主要沉淀机制,成矿流体的主要驱动力为晚印支期的深部岩浆-构造-热事件。红旗沟-深水潭成矿主阶段石英δ18O值介于10.1‰14.4‰,对应成矿主阶段流体δ18O介于6.3‰10.6‰,δD介于-74.6-105.7,具有幔源初生水的特征。206Pb/204Pb介于18.2518.62,207Pb/204Pb介于15.5815.95,208Pb/204Pb介于38.1838.60,为造山带铅与幔源铅的混合物。其δ34SV-CDT大多介于08‰,在2‰5‰之间形成了明显的峰值,具有正态分布的特点,平均值为3.5‰,来源推测为基性岩浆岩。鑫拓-哈西哇金矿成矿主阶段石英的δ18O值介于15.6‰19.6‰,对应成矿主阶段石英流体的δ18O介于6.3‰10.5‰,δD介于-85.3-101.9,为演化的幔源初生水。鑫拓-哈西哇矿区的206Pb/204Pb介于18.25-18.62,207Pb/204Pb介于15.5815.95,208Pb/204Pb介于38.1838.60,为造山带铅与幔源铅的混合物,其矿区δ34SV-CDT大多介于4‰12‰之间,在6‰8‰出现了明显的峰值,具有正态分布特点,来源推测为酸性岩浆岩。矿床的同位素研究表明了深部地质作用对金矿化的制约作用。矿化富集规律:五龙沟矿集区主要控矿断裂XI矿化带具有右旋正断裂的特征,水平方向上矿体在产状偏南处富集变厚,垂直方向上在产状变陡处富集变厚。鑫拓-哈西哇矿区和百吨沟矿区主矿体全部向北侧伏,指示成矿热液来自北侧深部。五龙沟矿集区存在一以大量基性脉岩群活动为标志的矿化中心,从矿心向南北两侧矿化元素由金逐渐过渡为金银铅锌多金属矿化。综上,区域存在金的上地幔源区,具体模式如下:在晚华力西期—印支期古特提斯洋的俯冲过程中,形成了一系列区域性大断裂、大型剪切带及次一级的褶皱和断裂控矿构造,与此同时洋壳脱水交代上覆地幔楔导致部分熔融并沿着这些构造侵入形成矿集区基性脉岩群。在中三叠世古特提斯洋闭合后,这些地幔楔中的流体在随后的后碰撞伸展过程中从地幔中分离出来,随之将地幔中的深源金迁移至浅部成矿。在向上运移的过程中与幔源水及大气降水来源流体汇合,在流体运移过程当中,不断萃取围岩、侵入岩中的成矿物质,当携带大量成矿物质的流体进入有利的构造部位时,由于构造环境变化导致的压力等物理化学条件的改变,发生了流体的不混溶作用最终促使金物质的沉淀,从而形成金矿床。
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