热液成矿系统构造控矿理论

构造对成矿的控制是热液成矿系统的典型特征之一,系统剖析多重尺度控矿构造的几何学、运动学、动力学、流变学和热力学对认识矿床成因和预测找矿至关重要;而如何实现控矿构造格架、渗透性结构、成矿流体通道和矿化变形网络由静态到多尺度时-空四维动态的转变,查明流体通道和矿床增量生长过程与控制因素,揭示热液成矿系统的构造-流体耦合成矿机制和定位规律是亟待解决的关键科学难题。为此,我们在对已有相关成果系统梳理的基础上,提出了科学构建热液成矿系统构造控矿理论的基本要点与对应方法及应用范畴:(1)流体而非构造是构造控矿理论的中心,热液系统的流体流动与成矿作用受控于断裂带格架及其渗透性结构,其中渗透率是将流体流动与流体压力变化联系起来理解控矿构造的核心;(2)不同控矿构造组合的关键控制是构造差应力和流体压力的大小,而矿化类型的变化可能是由于构造应力场引起的容矿构造方位的不同和赋矿围岩之间的强度差异所致;(3)流体通道的生长始于超压流体储库上游围岩中孤立的微裂隙沿流体压力梯度最大的方向、随裂隙发育且相互连结而形成新的长裂隙,并最终连通形成断裂网络内的流体通道,矿床的增量生长发生在高流体通量的短爆发期,断层反复滑动驱动其内流体压力、流速和应力快速变化,当由此诱发的流体通道生长破坏了流体系统的动态平衡时,随之而来的流体快速降压就成为金属沉淀成矿的关键驱动因素;(4)以热液裂隙-脉系统野外地质观测和构造-蚀变-矿化网络三维填图为基础,通过宏观与微观各级控矿构造相结合、地质历史与构造应力分析相结合、局部与区域点-线-面相结合、浅部与深部相结合、时间与空间相结合、定性和定量相结合,对各种控矿因素开展多学科、多尺度、多层次、全方位综合研究,是应遵循的基本原则;(5)通过构造-蚀变-矿化网络填图,将蚀变-矿化体与控矿构造的类型、形态、规模、产状和间距等几何学特征联系起来,利用热液裂隙-脉系统和断裂网络拓扑学及矿体三维几何结构分析等定量方法查明控矿构造格架和渗透性结构并揭示矿化变形网络的连通性与成矿潜力;(6)合理构建地质模型,选取合适的热力学参数和动力学边界条件,利用HCh和COMSOL等方法,定量模拟成矿过程中的流体流动、热-质传递、应力变形和化学反应等的时-空变化,是揭示构造-流体耦合成矿机理和定位规律、预测矿化中心和确定找矿目标的有效途径。进而提出了构造控矿理论的研究流程:聚焦构造-流体耦合成矿机制和定位规律这一关键科学问题,选择热液裂隙-脉系统和构造-蚀变-矿化网络为重点研究对象;通过几何学描述、运动学判断、流变学分析、动力学解析和热力学综合,厘定控矿构造格架,定位矿化中心,示踪成矿流体通道和多种矿化样式的增量生长过程及其关键控制,揭示渗透性结构的时-空演变规律及构造再活化与成矿定位的成因关联,建立构造-流体耦合成矿模式,服务新一轮战略找矿突破。以胶东焦家金矿田为例,开展控矿构造理论研究和成矿预测应用实践,证实了其科学性和有效性。

巨型矿床形成与定位的构造控制:胶东金矿集区剖析

胶东被视为全球惟一一个晚于赋矿围岩几十亿年而发生巨量金聚积的矿集区,也是中国最重要的黄金基地,已发现金矿床150余处,累计探明黄金资源储量超过4500t。金矿床沿区域上NE-NNE向断裂带及其次级断裂产出,具有NE呈带、EW呈行的分布特征,形成招莱、蓬栖、牟乳和盆缘4条金矿带。控矿断裂带经历了从挤压、经剪压和剪张、到伸展的构造体制转换,其中成矿前为挤压-剪压构造体制,成矿后为伸展构造体制,而大规模金成矿作用受控于NNW-SSE向主构造应力场引起的韧-脆性形变,形成于剪压-剪张构造体制转换过程中。区域控矿断裂带具有拆离断层特征,且在成矿期与上、下盘的构造-建造组合具有变质核杂岩典型的3层组成结构,其中受控于拆离断层脆-韧性变形的玲珑变质核杂岩东缘金矿床的金矿化年龄略早于受控于脆性构造变形的区域大规模金成矿作用,表明至少存在两次连续却明显不同的金成矿事件,其形成于陆内伸展拆离向汇聚挤压构造体制转换背景。成矿前、后,区域主构造应力场基本均一,反映了区域均匀应变特征;而成矿期NE-NNE向断裂带叠加于再活化的近EW向基底构造之上,触发区域控矿的NNE向断裂带往NE方向偏转了约20°~30°,引起构造主应力偏离区域等效应力10°~20°,导致局部非均匀应变和围岩渗透率的增大,从而有利于巨型金矿床(区)的形成与就位。压剪构造体制下断层产状相对平缓的部位呈拉张状态,导致断裂带下盘形成厚且宽的含赤铁矿钾化蚀变带,其化学和流变学特征有利于随后金成矿作用的发生,是破碎带蚀变岩型金矿床NE向控矿断层倾角相对较缓的可能原因;而由断块旋转变形导致的近平行S-N向高角度断裂带间先存构造薄弱带的再活化和液压致裂作用是导致石英脉型金矿床形成与就位的可能机制。

胶东金矿床中关键金属资源储量估算与潜力初探

通过对大尹格庄和夏甸两个超大型金矿床的精金矿与尾矿砂中关键元素含量的分析,发现相对于华北克拉通地壳元素丰度,本次分析的稀贵元素Co、Rh、Ir和Ru,稀散元素Cd、Te和Se,稀有元素W和In均发生了不同程度的富集;特别是Te、Co和Cd超常富集达到伴生组分综合评价品位。根据伴生有用组分综合评价规范和金矿选矿报告相关参数,分别估算了金矿石和精金矿中可利用的关键金属矿产储量,其中夏甸金矿床内Te储量为69吨(精金矿中52吨)、Co储量为604吨(精金矿中413吨),大尹格庄金矿床内Cd储量为224吨(精金矿中206吨),这些均可直接回收利用。矿物学和矿物化学综合研究表明:Te主体以碲金矿、碲银矿、碲铋矿、碲铅矿和陈国达矿等独立矿物存在,与可见金密切共生;Co常以微量元素形式分布在金成矿早阶段的粗粒黄铁矿和磁黄铁矿中;Cd主要以类质同象的形式赋存于金成矿晚阶段的闪锌矿、黄铁矿和黄铜矿中。进一步通过对典型金矿床中黄铁矿原位和/或单矿物的Te与Co含量对比、并结合矿石中Co与Cd元素组成及其区域地球化学空间分布特征,综合约束了其超常富集特征与资源潜力,揭示新城、玲珑和寺庄金矿床及栖霞异常区分别有约2329吨、1035吨、1553吨和22790吨Co资源量,乳山、新城和焦家金矿床有约1529吨、126吨、216吨Te资源量,仓上、新立、三山岛、寺庄和新城金矿床、以及栖霞和招平北段异常区分别有约47.6吨、78吨、63.7吨、69吨、3564吨、7120吨和696吨Cd资源量;即胶东金矿集区具备近期被综合利用或作为未来潜在接替资源的Co、Te和Cd资源条件,且其展布区域广泛、资源潜力巨大。初步研究已显示胶东具有形成大型-超大型Cd、Te和Co矿床的资源条件,但关键金属资源的空间分布极不均一、其超常富集机理与规律尚不清楚,亟需深入研究。

胶西北大尹格金矿床成矿机理:载金黄铁矿标型及硫同位素地球化学约束

胶东是我国最重要的金矿集中区,破碎带蚀变岩型金矿床是区内最主要的金矿床类型,该类型金矿床已探明金资源量占全区的90%以上,其巨量金的来源是引人瞩目的关键科学问题。招平断裂带是该区内规模最大的断裂-成矿带,位于招平金矿带中段的大尹格庄金矿床是该金矿带最具代表性的破碎带蚀变岩型金矿床之一,已探明金金属量约283t。大尹格庄金矿床严格受沿胶东群与玲珑花岗岩接触带发育的NNE向招平断裂带控制,矿体赋存在招平断裂下盘黄铁绢英岩化和碎裂岩化玲珑花岗岩中,主要由Ⅰ号和Ⅱ号矿体组成,其具有相似的矿物组成,矿石主要矿物是绢云母、石英、黄铁矿,次要矿物是钾长石、斜长石、黑云母、方解石、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、磁黄铁矿、黝铜矿和自然金、自然银、金银矿、碲银矿等;其中黄铁矿是最主要的载金矿物。根据穿插关系和矿物共生组合,大尹格庄金矿床内成矿作用可划分为4个成矿阶段,分别是黄铁矿-石英-绢云母阶段(I)、石英-黄铁矿阶段(Ⅱ)、石英-多金属硫化物阶段(Ⅲ)和石英-方解石-多金属硫化物阶段(Ⅳ)。各个成矿阶段的黄铁矿的晶体形态标型研究表明,成矿Ⅰ阶段黄铁矿以粗粒自形立方体为主,含有少量五角十二面体;成矿Ⅱ和Ⅲ阶段黄铁矿以细粒五角十二面体为主,且具有更多五角十二面体、八面体和立方体形成的聚形;成矿Ⅳ阶段主要为细粒立方体晶形。不同矿体各个成矿阶段的硫化物的δ^(34)S值集中在4.58‰~7.54‰,具有一定的塔式效应,正向偏离陨石硫,与胶东地区胶东群变质岩、围岩花岗岩类δ^(34)S比较接近,指示大尹格庄金矿床各个成矿阶段的矿石硫源总体一致,与胶东群变质岩和中生代花岗岩间具有继承演化关系。此外,从成矿Ⅰ阶段→Ⅱ阶段→Ⅲ阶段→Ⅳ阶段,大尹格庄金矿床矿石硫化物δ^(34)S呈现出逐渐降低的趋势,反映了成矿过程中物理化学条件的演化趋势:Ⅰ阶段为较高温度(330~350℃)、快速冷却、低过饱和度、低氧逸度和硫逸度的成矿环境;Ⅱ和Ⅲ阶段黄铁矿形成于中-低温(200~300℃)、成矿流体过饱和度高、高氧逸度和硫逸度、缓慢冷却同时物质供应充分的成矿环境;Ⅳ阶段处于较低温度(<200℃)、热液流体过饱和度较低、低氧逸度和硫逸度、同时物质供应不足的成矿环境。

克拉通岩石圈三维物质架构示踪方法

克拉通岩石圈三维物质组成架构示踪是当今地球科学研究前沿,面临系列挑战。在对已有相关成果系统梳理的基础上,分别阐述了实现由点到面、由局部到全时空、由单一方法到多学科综合约束3个战略思路转变的基本要点;并以华北克拉通为例,提出了亟待深化的研究领域和未来方向。多种地球物理方法联立约束和综合解释,不仅开拓了岩石圈物质组成研究的新思路,而且有利于获得更可信的结果。逼近实际的岩石圈物质组成架构必须符合岩石探针、岩石圈物性结构、岩石物理性质与矿物及化学组成的测试分析/模拟计算结果等观测事实,并遵循地球化学热力学-地球动力学理论框架;这就需克服单一资料和方法各自的局限性,由单一手段向多方法综合约束转变,实现多学科融合来开展岩石圈物质组成的研究。据此提出“循序渐进、逐步深化”和“反馈修正、不断逼近”的岩石圈物质组成架构的多学科综合示踪研究流程。华北克拉通岩石圈三维物质架构研究的重点在于通过多学科的深度融合,恢复不同时期的构造格架和对应的物质组成,示踪其岩石圈物质架构的演变过程。

基底构造对矿床定位的控制机制:焦家金矿带构造应力转移模拟

大型-超大型金矿床具有群聚产出的空间分布规律,这种空间产出规律与断裂带的渗透性结构有关。通过应力转移模拟,计算库伦破裂应力(CFS)的变化值,获取断裂带渗透性结构可以为成矿流体通量及其中金属沉淀成矿概率提供半定量约束。胶西北焦家金矿田是我国第一个千吨级金矿田,其内金矿化严格受NE-NNE向的焦家断裂带构造控制,而其深部隐伏的近EW向基底构造带对成矿的贡献尚不明确。为此,我们根据地球物理资料解译的基底构造带空间形态,通过三维有限元模拟计算基底构造带对理想模型和焦家断裂带内库伦破裂应力变化的影响,探讨基底构造对矿床定位的控制机理。研究表明,EW向基底构造带对区域库伦破裂应力的变化有明显影响,模拟结果图像可视作该深度上NE-NNE向浅表断层和EW向基底构造带分别引起的库伦破裂应力变化之和。成矿深度上某一点因基底构造带活动引起的库伦破裂应力变化的值与基底构造带埋深与成矿深度间距的平方呈反比。当基底构造带和浅表断层运动方向指向同一象限时,基底构造带和浅表断层交汇部位的库伦破裂应力变化值相对减小;而基底构造带和浅表断层运动方向指向不同一象限时,基底构造带和浅表断层交汇部位的库伦破裂应力变化值相对增大。焦家金矿带内基底构造带在成矿期发生右行为主的走滑活动,滑动侧伏角不大于30°,滑动位移量略大于浅表的焦家断裂带。基底构造带在成矿期的再活动导致在其与浅表断裂交汇部位形成构造节点(如新城、焦家),引起该处断层破裂的传播受到阻滞,库伦破裂应力增大,而岩石破碎,有利于高渗透性的裂隙-网脉系统的发育和大型-超大型金矿床的产出;在远离焦家主断裂带的前孙家、洼孙家等部位,浅表断裂引起的库伦破裂应力变化不明显,而基底构造带引起的库伦破裂应力变化占主导,发育高渗透性裂隙-网脉系统的发育和中-小型金矿床(点)的产出。基底构造带的空间展布及其埋深与成矿深度的间距可作为评估区域成矿潜力的重要因素,EW向基底构造带与NE-NNE向浅表断层的交汇部位是重点靶区,且基底构造埋深与成矿深度的间距越小则发育金矿床的概率和规模越大。

焦家断裂渗透性结构与金矿床群聚机理:构造应力转移模拟

焦家金矿带是焦家式金矿的命名地,也是我国第一个千吨级金矿田的发现地。其内构造破碎带蚀变岩型金矿床(体)受NE-NEE向焦家断裂及其下盘近平行的次级断裂控制,具有明显的空间群聚分布特征。然而,由于对这些金矿床成因机理的认识存在分歧,对其空间群聚分布的形成机制也有多种解释,对断裂带覆盖区及其深部成矿潜力更是缺乏科学评价。为此,针对这些难题,论文在详细控矿构造解析的基础上,通过建立焦家金矿带三维有限元模型,运用应力转移模拟计算成矿期的库仑破裂应力变化值(△CFS),标定了成矿期断层活动导致的应力转移情况及其形成的高渗透率区域,探讨它们对矿床空间分布的可能控制作用和金矿床群聚分布的形成机理及焦家式金矿的成因机理,并据此圈定了成矿远景区,估算了其深部资源潜力。应力转移模拟结果显示△CFS以焦家断裂为中心呈现玫瑰弧瓣图像分布,其中,应力减小(负值)区(-195bar≤△CFS≤-3bar)以新城-高家庄子为中心呈"十"字形分布(东西宽8km、南北长12km),为低渗透率区域,其内尚未发现金矿床产出;而应力增大(正值)区(3bar≤△CFS≤84bar)呈28个大小不等的弧瓣分布在断层走向转弯处或断层交汇处,为高渗透区域,已发现的金矿床均位于其中,且已探明的金金属量与其所处区域△CFS极值正相关(金金属量Q=4.526×△CFS-83.27)。这种金矿床与断层活动导致的△CFS在空间分布上的一致性,表明焦家式金矿床的形成和产出严格受焦家断裂及其次级断裂控制,区别于典型的"与侵入体有关的金矿"和"岩浆热液矿床",而与造山型金矿床类似。然而其独特的构造背景与成矿环境及蚀变-矿化组合,表明该类型金矿床不能被现有成矿模式所涵盖,而可能属于独特的"胶东型"金成矿系统。焦家金矿带上控矿断裂的形成受同震应力转移的制约,断裂带脆性变形过程中,地震破裂沿断层传播,在断层产状变化或多组断层交汇处,△CFS增大,造成反复余震活动破坏岩石,形成局部高渗透率结构,为金的沉淀提供有利场所,产生了金矿床的群聚现象。据此,圈定朱宋、徐家疃、西良、马埠庄子四个成矿远景区,预测金资源量分别为79t、66t、43t和16t;而寺庄、望儿山、河西、河东等金矿床深部仍有巨大找矿潜力。

胶西北寺庄金矿床红化蚀变过程及其对金成矿贡献

胶东是我国最重要的金矿集区,其内金矿床均赋存于沿NE-NNE向断裂带展布的大规模红化蚀变带中;然而对红化蚀变是钾长石化还是赤铁矿-金红石化,及其对金成矿的贡献尚存争议。寺庄超大型金矿床的红化蚀变沿NE-NNE向焦家断裂带及其次级断裂-裂隙系统发育,占已探明资源储量70%的Ⅲ号矿体群即赋存于红化蚀变带内,是研究红化蚀变与金成矿关系的理想对象。本文以该金矿床红化蚀变花岗岩为研究对象,通过对比新鲜花岗岩与强、弱红化蚀变岩内矿物组合和地球化学组成,探讨红化蚀变对于金成矿的贡献。矿物学研究表明,弱红化蚀变岩内的蚀变发生在斜长石核部,以钠长石化为主,同时形成绢云母和少量热液钾长石,且赤铁矿在此阶段沉淀;而弱红化蚀变岩进一步水岩反应成为强红化蚀变岩的过程中出现大量热液钾长石。质量平衡计算表明,红化蚀变过程中SiO2、K2O迁入,而Na2O、CaO、Al2O3、FeOT、MgO迁出;红化流体由早期富Na向后期富K转变。岩石地球化学与氢氧同位素综合示踪显示,红化流体为高温、高氧逸度、富K的玲珑岩浆期后热液,与胶东金矿床中-低温、还原性、富CO2成矿流体性质相反,表明红化流体未直接参与成矿过程。综合研究揭示,流体交代斜长石后形成贯通性孔隙提高红化蚀变岩的渗透性;热液钾长石交代斜长石导致岩石体积膨胀而破裂,降低岩石抗压强度;这些为成矿期断裂活动以及成矿流体的运移和成矿物质的沉淀提供了极为有利的围岩条件,可能是巨量金聚集成矿的关键因素之一。

胶东夏甸金矿床构造-热历史:成岩-成矿年代学与磷灰石裂变径迹热年代学综合约束

胶东是全球唯一已知前寒武纪变质地体内的晚中生代巨型金成矿系统,其成矿机制独具特色,属胶东型金矿床成因新类型;深入剖析该成矿系统的形成、变化与保存过程对丰富和完善金成矿理论具有重要意义。夏甸超大型金矿床位于胶东招平金矿带中南段,赋存于晚侏罗世玲珑花岗岩和早白垩世郭家岭花岗岩中,是一典型的胶东型金矿床;该矿床成岩-成矿时代已有精确限定,但其精细演化过程与成矿后变化-保存尚缺乏有效约束,是开展矿床形成与隆升剥蚀研究的理想选择。因此,本文通过成岩-成矿年代学与磷灰石裂变径迹热年代学综合约束该矿床的构造-热历史,揭示其主控因素,提高对该成矿系统的认识,为深部找矿潜力评价提供支撑。本次获取的锆石U-Pb定年结果显示玲珑花岗岩和郭家岭花岗岩分别于151.7±2.1Ma(2σ)和125.8±1.6Ma(2σ)侵位。区域已有黑云母和白云母^(40)Ar/^(39)Ar年龄表明玲珑岩体侵位后缓慢冷却,并发生韧性变形;郭家岭花岗岩则经历了同岩浆韧性变形和快速冷却;约于124Ma两者均冷却至350±50℃,区域发生韧脆性变形转换。夏甸金矿床与载金矿物共生的热液绢云母^(40)Ar/^(39)Ar和热液独居石U-Pb年龄表明,该区于约120Ma发生大规模脆性构造活动和金成矿作用。本文利用采自夏甸金矿床-652m中段532巷道中包括主控矿断层上、下盘经历不同变形程度的7件岩/矿石样品进行磷灰石裂变径迹(AFT)分析。除遭受异常热事件影响的主断裂上盘次级断层断层泥样品外,其余6件样品AFT中值年龄在32.5±1.7Ma(1σ)至23.6±2.9Ma(1σ)之间,其径迹长度平均值低于14μm(范围为12.0±0.3μm~13.8±0.3μm)、为单峰分布、并略具负偏斜特征,表明该矿床大致在32~23Ma单调缓慢通过磷灰石裂变径迹部分退火带(125~60℃)。综合区域已有热年代学资料与上述锆石U-Pb、AFT数据,重建了夏甸金矿床自赋矿玲珑和郭家岭花岗岩侵位以来的构造-热演化历史,计算出自120Ma金成矿至今该矿床平均冷却和剥蚀速率分别为1.8℃/Myr和0.059km/Myr,总剥蚀量约为7km,对比前人对胶西北地区整体剥蚀程度与深部成矿潜力的定量评估以及目前~1.5km的钻孔最大见矿深度,推断其深部找矿潜力良好。

胶东半壁店隐伏金矿床综合地球物理探测

胶东半岛是中国重要的金矿集区,金矿床的分布严格受NE—NNE向断裂带控制,招平断裂带是其中规模最大的控矿断裂带。然而,在断裂带中段的招远—道头镇区段(半壁店地区),新生代盖层下尚未发现成规模的金矿床。在总结招平断裂带内金矿床成矿模式和控矿地质体物性差异的基础上,从区域和断裂带尺度对比分析了160万和120万2种比例尺的布格重力异常特征,厘清了区域构造和岩体分布情况;进而在招平断裂带中段的半壁店地区利用11万高精度磁测和代表性剖面11万可控源音频大地电磁测量,揭示隐伏控矿地质体的分布情况。区域布格重力异常揭示出近EW向相对低密度正值((0~6)×10^(-5) m/s^(2))表征的构造带、团状正密度值(大于2×10^(-5) m/s^(2))表征的玲珑黑云母花岗岩体和NE—NNE向密度值梯级带表征的招平断裂带;3组赋矿相关地质体的空间相对展布特征显示,玲珑黑云母花岗岩体南边界被近EW向构造带围限,招平断裂带切穿了早期生成的玲珑黑云母花岗岩体。高精度磁测结果反映:①招平断裂带穿切玲珑黑云母花岗岩体;②近EW向低密度、高磁性(相对磁性场值超过100 nT)花岗闪长岩体在深部受控于EW向深大构造带;③NE向串珠状低密度、高磁异常(相对磁性场值超过40 nT)表征了矿床尺度招平次级断裂内的系列花岗岩体(主成矿期之后生成)。可控源音频大地电磁测深和测区中部钻孔均证实,这些花岗岩脉从北向南(指向主断裂方向)埋深逐渐变浅。因此,NE向招平断裂带和近EW向构造带共同控制岩体分布,其交会部位是金矿体产出的有利空间,但上侵花岗岩体本身贫矿。半壁店地区隐伏金矿床形成时间晚于招平断裂主成矿期。研究结果表明,近EW向低密度带内的金矿找矿前景不乐观。

胶东夏甸金矿床金红石成因判别与U-Pb定年

热液金红石U-Pb测年是确定金成矿时代的有效方法,然而金红石的多种成因限制了其在金成矿过程和年代学方面的应用。胶东夏甸金矿床中广泛发育多种类型的金红石,是鉴别金红石成因和厘定金成矿时代的理想选择。该矿床中的金红石呈簇状分布,与银金矿、黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿和辉钼矿等热液矿物共生,且发育交代结构,呈不规则环带状,表明其为热液成因。通过BSE和EPMA分析,识别出两种热液金红石:高W金红石(W含量1.672%~6.125%,平均3.48%)和低W金红石(W含量0.002%~0.788%,平均0.204%)。在金成矿期的早阶段,富钛或含钛矿物的分解或重新平衡导致了低W金红石的沉淀,而成矿主阶段热液流体携带难熔元素及部分高场强元素多次脉动式上涌,流体中的V^(3+)、W^(6+)、Fe^(3+)、Cr^(3+)和Nb^(5+)等离子以2M^(3+)+W^(6+)3Ti^(4+)为主要机制置换早阶段低W金红石中的Ti^(4+)形成高W金红石。夏甸金矿床中高W金红石通常与石英-硫化物阶段的热液矿物共生,而且其W含量超过7000×10^(-6),Zr含量范围为200×10^(-6)~600×10^(-6)。综上,本文认为高W金红石是热液成因,与金矿化关系更为密切。此外,低W金红石的LA-ICP-MS U-Pb定年结果为119.3±8.4Ma(2σ,n=17,MSWD=2.9),为夏甸金矿床的成矿时代提供了新的约束。

焦家金矿床水-岩反应过程及成矿流体组分变化规律

在野外和室内岩相学观察的基础上,详细剖析了蚀变-矿化时序,结合热力学数值模拟方法与定量结果,厘定了水-岩反应过程中矿物的沉淀次序、流体组分的存在形式、迁移行为、浓度变化和矿物形成机制以及组分之间的化学反应,为进一步研究水-岩反应与金矿化的关系奠定了基础。研究结果显示反应初期K+由流体带入围岩形成钾长石化,随着反应的进行,H+浓度持续降低而Fe^(2+)和Al^(3+)含量升高,绢云母和石英大量沉淀,钾长石消失;反应后期各类硫化物开始沉淀,石英持续沉淀贯穿整个反应过程。成矿流体中SO4^(2-),HS-,Fe^(2+)的含量对蚀变矿物组合影响很大;水-岩反应过程中硫酸盐(SO4^(2-))减少生成等量的HS-并伴随着含三价铁矿物的沉淀,可能是焦家金矿床硫化物沉淀的一种重要机制。整个反应过程中溶液pH值持续升高是原岩中Ca,K,Na,Mg等与溶液中H+发生交换反应的结果;同时pH值的升高也会降低金的溶解度致使金沉淀。上述研究成果对于理解岩石中的矿物共生组合、生成顺序及蚀变分带的成因机制提供了新的依据。