华北克拉通南缘小秦岭矿集区灵湖金矿床成因:流体包裹体和H-O、S-Pb同位素证据
发布时间：2022-02-09 19:11
灵湖金矿床位于华北克拉通南缘的小秦岭地区,矿体大多呈脉状产于断裂带内。成矿过程可初步划分为石英-黄铁矿、石英-多金属硫化物和石英-碳酸盐-黄铁矿3个阶段。Au主要沉淀于石英-多金属硫化物阶段。成矿期石英中发育富液两相、富气两相和H2O-CO2三相包裹体。石英-黄铁矿阶段发育富液两相包裹体,其完全均一温度为424℃～499℃,盐度为11.5%～13.6%NaCleq,密度为0.55～0.66 g·cm-3;石英-多金属硫化物阶段发育富气两相、富液两相和H2O-CO2三相包裹体,其完全均一温度为291℃～389℃,盐度为0.4%～11.8%NaCleq,密度为0.50～0.83 g·cm-3;石英-碳酸盐-黄铁矿阶段可见富液两相和富气两相包裹体,其完全均一温度为206℃～289℃,盐度为8.3%～22.2%NaCleq,密度为0.83～0.99 g·cm-3。成矿流体具有高...
【文章来源】：地球科学与环境学报. 2020,42(05)北大核心
【文章页数】：15 页
【部分图文】：
黄铁矿硫同位素直方图
金属硫化物的硫同位素组成(δ34S值)是判断成矿物质来源的重要依据[55]。灵湖金矿床石英-黄铁矿阶段黄铁矿δ34S值为-2.5‰,石英-多金属硫化物阶段黄铁矿δ34S值为-8.5‰～-6.5‰,石英-碳酸盐-黄铁矿阶段黄铁矿δ34S值为-8.4‰～2.4‰。个别样品数值差距较大,表明可能有少量的不同来源S混入[55]。热液矿床中硫化物的硫同位素组成不仅取决于其源区物质的δ34S值,而且与成矿流体演化过程中的物理化学条件密切相关[56]。因此,S的来源必须根据硫化物沉淀时热液的总硫同位素组成(δ34S∑)来判断[63]。灵湖金矿床金属硫化物主要为黄铁矿、黄铜矿和方铅矿等,未见硫酸盐矿物,据此可以判断灵湖金矿床成矿过程中的热液体系以H2S占绝对优势,黄铁矿、黄铜矿和方铅矿等均形成于低氧逸度(fO2)和低pH值的条件下。Wu等研究表明,当热液体系以H2S占优势,且成矿环境处于低氧逸度和低pH值条件时,平衡状态下,δ34S∑值约等于δ34SH2S值[56]。本文采用徐九华等研究的δ34SH2S值计算公式[3],通过满足黄铁矿的硫同位素组成来计算δ34SH2S值,并以此近似代表热液体系的总硫同位素组成。硫同位素分析结果显示,灵湖金矿床的总硫同位素组成为-8.9‰～2.0‰(表3),其总体上接近于陨石硫[64]。综上所述,可以认为灵湖金矿床的S主要来自上地幔或者深部地壳。前人研究表明,铅同位素不仅能指示地壳演化,还可以指示成矿物质来源和矿床成因[65-67]。利用矿石中硫化物和地层中矿物的铅同位素对比来判别矿石铅同位素的来源是目前国际上普遍认同的方法[68-69]。尽管Pb和Au的来源并不完全相同,但灵湖金矿床的金属硫化物和Au在成因上具有密切联系。这表明金属硫化物与Au可能来源于同一成矿流体。由表3可知,灵湖金矿床的金属硫化物中铅同位素μ值为9.3,低于上地壳μ值,而高于地幔μ值[44]。在铅同位素图解(图10)中,灵湖金矿床的所有样品主要落于低级下地壳区域,其铅同位素组成明显高于华北克拉通南缘基底太华群。据此可以推断,灵湖金矿床的Pb主要来源于低级下地壳。
成矿流体是金矿床形成的关键控制因素,因而也是矿床学研究的重点内容。流体包裹体研究可以了解成矿流体的性质和成矿物理化学条件,继而探讨矿床的成矿机制。H-O、S-Pb同位素可以指示矿床成矿流体和成矿物质来源,从而为讨论矿床成因提供依据。目前,有关小秦岭矿集区的研究成果多集中于大湖、东闯、文峪、杨砦峪和桐峪等金矿床,而对矿集区内灵湖金矿床尚未开展系统的矿床学研究。因此,为了深入揭示小秦岭矿集区灵湖金矿床的矿床成因和成矿机理,本文对该矿床开展了成矿流体和H-O、S-Pb同位素研究,以期为深入认识该矿床的成矿流体特征、成矿物质来源及成矿机制提供科学依据。1 区域地质背景
【参考文献】：
期刊论文
[1]华北克拉通南缘早白垩世区域大规模岩浆-热液成矿系统[J]. 赵新福,李占轲,赵少瑞,毕诗健,李建威. 地球科学. 2019(01)
[2]小秦岭华山和文峪岩体成金潜力异同分析:来自锆石群形态标型的证据[J]. 温子豪,李胜荣,袁茂文,智泽亚,李士胜. 地球科学与环境学报. 2018(05)
[3]河南崤山金矿床流体包裹体及同位素特征[J]. 李铁刚,孟宪锋,王国瑞,肖建辉,吴昊,范海洋,员晓琪. 矿床地质. 2018(02)
[4]流体包裹体和C-H-O同位素对湘中古台山金矿床成因制约[J]. 李伟,谢桂青,张志远,张兴康. 岩石学报. 2016(11)
[5]豫西灵湖金矿床地质特征及资源前景分析[J]. 王兴国,高锋辉,尤阳阳. 黄金. 2015(05)
[6]豫西银家沟硫铁多金属矿床流体包裹体和同位素特征[J]. 武广,陈毓川,李宗彦,刘军,杨鑫生,乔翠杰. 地质学报. 2013(03)
[7]河南省石寨沟金矿床成矿流体特征及硫铅同位素研究[J]. 刘军,武广,陈方伍,张汪应,朱明田. 中国地质. 2012(06)
[8]华北陆块南缘小秦岭地区早白垩世埃达克质花岗岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄、Hf同位素和元素地球化学特征[J]. 高昕宇,赵太平,高剑峰,薛良伟,原振雷. 地球化学. 2012(04)
[9]小秦岭文峪金矿床流体包裹体研究及矿床成因[J]. 周振菊,蒋少涌,秦艳,赵海香,胡春杰. 岩石学报. 2011(12)
[10]流体不混溶性和流体包裹体[J]. 卢焕章. 岩石学报. 2011(05)
博士论文
[1]小秦岭金矿集区成矿物质来源与富集机制[D]. 刘俊辰.中国地质大学(北京) 2020
[2]东秦岭中生代造山型金成矿作用[D]. 陈晶.中国地质大学(北京) 2018
本文编号：3617505
【文章来源】：地球科学与环境学报. 2020,42(05)北大核心
【文章页数】：15 页
【部分图文】：
黄铁矿硫同位素直方图
金属硫化物的硫同位素组成(δ34S值)是判断成矿物质来源的重要依据[55]。灵湖金矿床石英-黄铁矿阶段黄铁矿δ34S值为-2.5‰,石英-多金属硫化物阶段黄铁矿δ34S值为-8.5‰～-6.5‰,石英-碳酸盐-黄铁矿阶段黄铁矿δ34S值为-8.4‰～2.4‰。个别样品数值差距较大,表明可能有少量的不同来源S混入[55]。热液矿床中硫化物的硫同位素组成不仅取决于其源区物质的δ34S值,而且与成矿流体演化过程中的物理化学条件密切相关[56]。因此,S的来源必须根据硫化物沉淀时热液的总硫同位素组成(δ34S∑)来判断[63]。灵湖金矿床金属硫化物主要为黄铁矿、黄铜矿和方铅矿等,未见硫酸盐矿物,据此可以判断灵湖金矿床成矿过程中的热液体系以H2S占绝对优势,黄铁矿、黄铜矿和方铅矿等均形成于低氧逸度(fO2)和低pH值的条件下。Wu等研究表明,当热液体系以H2S占优势,且成矿环境处于低氧逸度和低pH值条件时,平衡状态下,δ34S∑值约等于δ34SH2S值[56]。本文采用徐九华等研究的δ34SH2S值计算公式[3],通过满足黄铁矿的硫同位素组成来计算δ34SH2S值,并以此近似代表热液体系的总硫同位素组成。硫同位素分析结果显示,灵湖金矿床的总硫同位素组成为-8.9‰～2.0‰(表3),其总体上接近于陨石硫[64]。综上所述,可以认为灵湖金矿床的S主要来自上地幔或者深部地壳。前人研究表明,铅同位素不仅能指示地壳演化,还可以指示成矿物质来源和矿床成因[65-67]。利用矿石中硫化物和地层中矿物的铅同位素对比来判别矿石铅同位素的来源是目前国际上普遍认同的方法[68-69]。尽管Pb和Au的来源并不完全相同,但灵湖金矿床的金属硫化物和Au在成因上具有密切联系。这表明金属硫化物与Au可能来源于同一成矿流体。由表3可知,灵湖金矿床的金属硫化物中铅同位素μ值为9.3,低于上地壳μ值,而高于地幔μ值[44]。在铅同位素图解(图10)中,灵湖金矿床的所有样品主要落于低级下地壳区域,其铅同位素组成明显高于华北克拉通南缘基底太华群。据此可以推断,灵湖金矿床的Pb主要来源于低级下地壳。
成矿流体是金矿床形成的关键控制因素,因而也是矿床学研究的重点内容。流体包裹体研究可以了解成矿流体的性质和成矿物理化学条件,继而探讨矿床的成矿机制。H-O、S-Pb同位素可以指示矿床成矿流体和成矿物质来源,从而为讨论矿床成因提供依据。目前,有关小秦岭矿集区的研究成果多集中于大湖、东闯、文峪、杨砦峪和桐峪等金矿床,而对矿集区内灵湖金矿床尚未开展系统的矿床学研究。因此,为了深入揭示小秦岭矿集区灵湖金矿床的矿床成因和成矿机理,本文对该矿床开展了成矿流体和H-O、S-Pb同位素研究,以期为深入认识该矿床的成矿流体特征、成矿物质来源及成矿机制提供科学依据。1 区域地质背景
【参考文献】：
期刊论文
[1]华北克拉通南缘早白垩世区域大规模岩浆-热液成矿系统[J]. 赵新福,李占轲,赵少瑞,毕诗健,李建威. 地球科学. 2019(01)
[2]小秦岭华山和文峪岩体成金潜力异同分析:来自锆石群形态标型的证据[J]. 温子豪,李胜荣,袁茂文,智泽亚,李士胜. 地球科学与环境学报. 2018(05)
[3]河南崤山金矿床流体包裹体及同位素特征[J]. 李铁刚,孟宪锋,王国瑞,肖建辉,吴昊,范海洋,员晓琪. 矿床地质. 2018(02)
[4]流体包裹体和C-H-O同位素对湘中古台山金矿床成因制约[J]. 李伟,谢桂青,张志远,张兴康. 岩石学报. 2016(11)
[5]豫西灵湖金矿床地质特征及资源前景分析[J]. 王兴国,高锋辉,尤阳阳. 黄金. 2015(05)
[6]豫西银家沟硫铁多金属矿床流体包裹体和同位素特征[J]. 武广,陈毓川,李宗彦,刘军,杨鑫生,乔翠杰. 地质学报. 2013(03)
[7]河南省石寨沟金矿床成矿流体特征及硫铅同位素研究[J]. 刘军,武广,陈方伍,张汪应,朱明田. 中国地质. 2012(06)
[8]华北陆块南缘小秦岭地区早白垩世埃达克质花岗岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄、Hf同位素和元素地球化学特征[J]. 高昕宇,赵太平,高剑峰,薛良伟,原振雷. 地球化学. 2012(04)
[9]小秦岭文峪金矿床流体包裹体研究及矿床成因[J]. 周振菊,蒋少涌,秦艳,赵海香,胡春杰. 岩石学报. 2011(12)
[10]流体不混溶性和流体包裹体[J]. 卢焕章. 岩石学报. 2011(05)
博士论文
[1]小秦岭金矿集区成矿物质来源与富集机制[D]. 刘俊辰.中国地质大学(北京) 2020
[2]东秦岭中生代造山型金成矿作用[D]. 陈晶.中国地质大学(北京) 2018
本文编号：3617505
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