黑龙江省老柞山金矿区花岗闪长岩成因及其对成矿的启示——锆石U-Pb同位素定年和岩石地球化学特征

黑龙江省老柞山金矿床是一座位于佳木斯地块中北部的大型岩金矿床,矿体与矽卡岩关系密切,主要赋存在花岗闪长岩与麻山群的接触构造带以及北西向、北西西向张性断裂等控矿构造内。矿床地质、岩相学、锆石U-Pb同位素年代学、岩石地球化学特征研究结果揭示:老柞山金矿床发育华力西期中二叠世晚期矽卡岩型矿化+燕山期热液型矿化两期叠加成矿,与主成矿期矽卡岩型金成矿作用密切相关的岩浆热事件为花岗闪长岩,成岩时代为(262.6±3.9) Ma;矿区华力西期花岗闪长岩地球化学特征表现为属弱过铝质高钾钙碱性岩系,具有较高的w(SiO_(2)),低Mg^(#)值,贫MgO,富集大离子亲石元素和轻稀土元素,亏损高场强元素和重稀土元素,表现出I型花岗岩特征,岩浆源区起源于地壳物质的部分熔融。综合研究认为,老柞山金矿床矽卡岩型矿化和岩浆作用发生于由洋陆俯冲消减向陆陆碰撞的构造体制转换期,花岗闪长岩是地壳物质部分熔融的产物。

胶东蓬莱金矿区流体包裹体和氢氧同位素地球化学研究

蓬莱地区金矿床以石英脉型为主,其次是蚀变岩型;成矿条件与著名的玲珑金矿床相似。金主要产于黄铁矿和多金属硫化物石英脉中。流体包裹体研究表明,金矿床中主要存在两种类型的流体包裹体:CO_2-H_2O 包裹体和中低盐度的NaCl-H_2O 溶液包裹体。CO_2-H_2O 包裹体气相以 CO_2为主,可含少量 CH_4、H_4S、CO。其中,黄铁绢英岩的石英中含有丰富的CO_2-H_2O 包裹体,而黄铁矿石英脉和多金属硫化物石英脉中富 CO_2与富 H_2O 的 CO_2-H_2O 包裹体共存。显微测温结果显示,黄铁绢英岩中的 CO_2-H_2O 包裹体的均一温度范围为230℃～300℃;而黄铁矿和多金属硫化物石英包裹体的均一温度为220℃～390℃,鉴于这些包裹体是从不混溶的 CO_2-H_2O 流体中捕获的,因此它们的温度下限220℃～250℃左右,应该看作是它们的形成温度。成矿早期流体为富含挥发份(流体密度0.92～0.985g/cm^3)、中低盐度(4.15%～5.23%NaCl eqv)的流体;到主成矿期逐渐演化为温度升高,盐度变化范围大(1.02%～15.5%NaCl eqv),水溶液以 NaCl 为主,气体仍以 CO_2为主,但可含少量的 CH_2、H_2S、CO 及有机质等的流体(流体密度0.32～0.99g/cm^3);成矿期后的流体盐度、温度及 CO_2含量降至最低。本区矿床中石英的δ^(18)O 值变化在13.8‰～18.3‰,成矿流体的δ^(18)O 值在4.9‰～10.9‰之间,流体包裹体中δD变化范围很小,从-78‰变化到-101‰,主要集中在-78‰～-88‰之间。由此表明成矿流体以岩浆水为主,伴有大气降水的参与。在主成矿期成矿流体表现出明显的多期、多来源特征。温度降低和流体不混溶是导致金等成矿元素沉淀和富集的重要机制。

胶东金地球化学背景研究

胶东金矿集区形成于早白垩世构造体制转折期,具有大规模爆发成矿特征,是世界上重要的金矿集中区之一。针对胶东金矿集区成矿物质来源这一科学问题,采用Au元素地球化学分析法系统分析该区地表和深钻样品,揭示该区金的地球化学背景特征,为探讨该区Au元素高强度巨量堆积的成矿作用机制提供地球化学场制约。结果显示:地表胶东群变质岩具有中部高(金丰度均值为1.35×10^-9)、东部及西部低(金丰度均值分别为0.95×10^-9和0.76×10^-9)的地球化学背景场特征;深钻岩石样品的金丰度均值均低于大陆地壳克拉克值及华北地台大陆地壳的金丰度平均值,同样显示亏损地球化学背景场特征。因此,在胶东金矿集区存在金的地球化学亏损场,结合矿区内围岩中普遍存在的热液活动迹象,认为胶东群和中生代花岗岩可能为胶东金矿的形成提供了部分成矿物质。

胶东西北部重要金成矿断裂带特征

胶东地区已累计探明金资源储量超过4 500 t,成为世界级重要的金矿集区之一。该地区发育蚀变岩型、石英脉型和层间破碎带型金矿,受区域主干断裂、次级断裂及盆地边滑动断裂的控制,其中蚀变岩型金矿是区内最重要的金矿类型。胶东西北部已发现的超大型金矿均受胶西北三山岛、焦家和招平3条主干断裂的控制,3条主干断裂控制的金矿资源量已超过3 300 t。这3条主干断裂阶段活动明显:早阶段发生韧性剪切变形作用,形成韧性剪切带,由糜棱岩和糜棱岩化岩石组成;中阶段发生脆性变形作用,形成碎裂岩(化)带;晚阶段为挤压变形,形成断层泥。金矿成矿与中期脆性变形密切相关,金矿化赋存于主干断裂带中碎裂(角砾)岩带发育部位。研究表明,3条主干断裂深部仍具有巨大的找矿潜力。