吉林省夹皮沟矿集区六批叶矿田金成矿作用研究

发布时间：2020-09-23 07:08

　　六批叶矿田分布在吉林省东部山区夹皮沟矿集区的东南部,它地处华北地台与中亚造山带东端的结合部位的华北地台地台一侧。它是夹皮沟铁金矿集区近年来勘探出的以金为主的矿田,矿田内发育着中大型大架金矿矿床、小型蛰麻沟金矿和碱草沟金矿床,已发现、并勘探出20余条金矿盲矿体,有望成为与夹皮沟金矿田相媲美的或夹皮沟矿集区第二个大型金矿田;因此,从上世纪90年代末发现六批叶金矿以来,倍受国内外经济地质学家关注和研究。但是,由于勘探、开发较晚,对该矿田的矿床地质、矿床成因研究十分薄弱,进而严重制约着对该区成矿规律认识和深度探矿工作;鉴于此,我们在中国地质调查局发展中心项目支持下和六批叶矿业公司的协助下,对六批叶矿田开展了为期3年的矿田、矿床地质、成矿流体、岩石地球化学以及成岩成矿年代学等方面的研究,取得一系列如下的主要成果和进展。1.矿床地质、岩相学揭示,六批叶矿田内金矿床均赋存在NW向构造破碎带内,矿体以黄铁矿或硫化物石英脉型为主,共伴生蚀变岩型矿体,成矿过程从早到晚普遍经历四个阶段,即:黄铁矿-绢英岩阶段(Ⅰ)、石英-黄铁矿阶段(Ⅱ)、石英-多金属硫化物阶段(Ⅲ)、石英-碳酸盐阶段(Ⅳ);从矿体到围岩的热液蚀变依次是白色硅化→高级泥化→黄铁绢英岩化→青色硅化→绿帘石+绿泥石(青磐岩)化→钾化+黑云母化;围岩蚀变依次是钾长石化+黑云母化→绿帘石+绿泥石(青磐岩)化绢英岩化→泥化→白色硅化→灰白色硅化→碳酸盐化;矿化主要类型是黄铁矿化,其次为方铅矿、闪锌矿、黄铜矿以及微量自然金。2.不同矿化阶段矿物(石英为主)流体包裹体显微观察和测温结果揭示,三个矿床的流体包裹体类型是水盐包裹体(W型)、含CO_2包裹体(C型)以及富CO_2包裹体(PC型)。其中:大架金矿的流体包裹体均一温度在126~338℃,主成矿阶段的均一温度分布于160.5~265.0℃,其成矿流体的盐度在2.73%~11.95 wt.%Nacl eqv.范围内,成矿流体的密度在0.81~0.96g/cm~3范围内;蛰麻沟金矿的流体包裹体均一温度在117~328℃,主成矿阶段的均一温度分布于143~280℃,其成矿流体的盐度在2.89%~11.36 wt.%Nacl eqv.范围内,成矿流体的密度在0.74~0.99g/cm~3范围内;碱草沟金矿的流体包裹体均一温度在103~356℃,主成矿阶段的均一温度分布于154~273℃,其成矿流体的盐度在2.89%~12.77 wt.%Nacl eqv.范围内,成矿流体的密度在0.78~0.99g/cm~3范围内。3.从矿化蚀变和流体包裹体的拉曼探针分析结果角度来看,六批叶矿田内金矿的成矿流体的性质为中低温、低密度、中低盐度的富CO_2的NaCl-H_2O-CO_2流体体系;流体混合作用是成矿的重要机制,即:经历了含CO_2三相水-盐流体、含CO_2三相水-盐流体与两相水-盐流体不混溶到两相水-盐流体卸载成矿元素过程,这种特征可作为判断成矿的重要标志。4.H和S、Pb同位素特征揭示,六批叶矿田内金矿的初始含矿成矿流体应为出溶岩浆热液流体,成矿过程有不同程度大气水加入;成矿物质来源下地壳或者是以CO_2为主的流体交代下地壳形成的I型富集地幔源,但不排除上升运移过程有围岩的物质加入。5.成矿系统的成矿地质特征和同位素年代学研究揭示,六批叶矿成矿发生在早侏罗世(186.8±3.8 Ma),与成矿密切相关的岩浆作用先后发生在中三叠(235.1±6.0Ma)、早侏罗世(186.2±1.3Ma、183±0.98Ma)、中侏罗世早期(173.3±3.1Ma),其成岩成矿作用至少经历50Ma(173~235Ma),而成矿作用经历8Ma(183~191Ma)。6.矿田内与成矿密切相关的深成岩、脉岩地质、地球化学特征研究表明,成矿前岩浆热事件是发育黄铁矿化辉绿岩和花岗岩。体现了类似“双峰式”岩浆作用的岩石组合特征。7.与成矿密切的岩浆热事件的地球化学特征研究揭示:成矿早阶段的辉绿岩具有较低的SiO_2、Al_2O_3,较高的MgO,富集Rb、Th以及U等富集大离子亲石元素,相对亏损Ba、Sr、Eu、Nb、Zr以及Ta,呈现弧岩浆属性,指示启动成矿体系应归属与俯冲作用有关的流体交代而形成的富集大陆岩石圈地幔减压部分熔融,不排除有亏损软流圈地幔的参与可能。同样,成矿前的二长花岗岩所具有高的SiO_2、Al_2O_3,低的MgO、MnO以及铁的氧化物,相对富集Rb、Th、U,相对亏损Ba、Sr、P、Ti、Eu、Nb、Ta以及ε_(Hf)(t)负值(-5.5~-11.3)特征,也暗示其岩浆起源于中生代镁铁质下地壳部分熔融;从区域构造热事件角度出发,其热动源应是古老的镁铁质下地壳,而诱因是古太平洋板块的俯冲导致该区地体拼贴作用。综合上研究进展,我们得出六批叶矿田金矿田金的成矿作用发生在早侏罗世晚期,其成岩成矿过程可划分四个阶段:(1)中生代三叠纪古太平洋板块向欧亚大陆的俯冲作用,诱发夹皮沟地体与中亚造山带东部发生拼贴作用,引发该区下地壳部分熔融形成镁铁质岩浆和重熔作用形成花岗质岩浆;(2)进入中三叠世,区域构造转入伸展阶段,形成的基性岩浆沿着NW向构造破碎带上升发生大规模就位;(3)到早侏罗世发生大规模酸性岩浆就位的同时,参与的含有用矿物质的辉长质残余岩浆在NW向构造带再度上升,并伴随减压降温同时形成含矿流体;(4)进一步的岩浆结晶与流体沉淀作用形成了该区韧脆性构造带+辉长岩-花岗岩+石英脉-蚀变岩型组合,进而六批叶金矿田形成。
【学位单位】：吉林大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2018
【中图分类】：P618.51
【部分图文】：

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金的单质通称为黄金，是一种广受世人欢迎的贵金属，过往一直都被人们用作货币、保值物和珠宝。黄金自从扣开了人类社会的门扇以来，其夺目的光彩以及特有的品格受到了人类的青睐。在人类历史的长河中，它曾是王权、神权以及富贵的象征，因此黄金一直被用来装饰宫阙殿宇和冠带锦衣。自远古至今金矿的探采备受全世界人民的关注。伴随世界上一个个大型金矿的发现，全球金矿主要分布于澳洲、俄罗斯、南非、北美、南美等地（图 1.1），随着金矿资源的大量开采，金矿资源日益短缺。就中国而言，我国金矿床的分布特征具有区域性和集中性。目前，我国已建成了如小秦岭、胶东、燕辽-大青山、辽吉东部、黑龙江流域等多个黄金矿集区（图 1.2）。但预测到2020 年，黄金作为国民经济支柱性的矿产资源，将不能进行自给。因此，开展区域金矿金成矿作用的综合研究对寻找并提升黄金资源储量、指导区域找矿尤其是深部找矿具有非常重要的战略意义。

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图 1.2 全国金矿分布图大量研究已经证明，在金矿资源方面，中温热液型金矿床在提供金矿资源量方面，占有举足轻重的地位。对于中国的金矿资源，中温热液型金矿更是占了一半以上的份量。夹皮沟矿集区是一个以中温热液为主的石英脉型和蚀变岩型超大型金矿集区之一，它涵盖夹皮沟金矿田、板庙子金矿田、海沟金矿田和六批叶金矿田；现已开采近百年历史，为国家黄金产业做出了卓越的贡献。但是，在其矿集区内，夹皮沟矿田、板庙子矿田、海沟矿田的金矿保有资源量已经逐渐枯竭；而夹皮沟、海沟板庙子金矿田由于开采历史悠久，浅部资源已经面临枯竭；六批叶金矿田是近年来勘探出的矿田，发育着大架子金矿、蛰麻沟金矿、碱草沟金矿等，无疑证明夹皮沟成矿带仍具有寻找大型、超大型矿床的潜力；但是，目前的研究认为六批叶金矿田是夹皮沟矿田的东南延伸部分，与夹皮沟矿田金矿床的成因、成矿机制是相似或相同。

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7）、成矿地质作用（朱奉三，1989）、构造环境ier，1963；涂光炽，1990；罗镇宽，1990）、流gh et al., 2007）、大地构造环境（Kerrich et al.，“成矿与物理条件关系”的探索，综合考虑围岩、质环境、作用方式、温压条件与成矿动力相结中提出了矿床分类方案，这是迄今为止最具影响床（50 ℃ ~200℃）、中温热液矿床（200 ℃~ 300℃）今仍沿用。在众多金矿床的种类中，中温热液型完全统计，该类矿床至少集中了世界上 30%的主要分布于澳大利亚的西部、西非、乌兹别克斯亚等地（Goldfard et al., 2005）。中性的特点，如小秦岭金矿集区、胶东金矿集区、（图 1.2）。但在我国已探明的金矿中，大型、超

【参考文献】