Question

成矿机制讨论

Answer 1

新老金厂金矿床是同一矿床不同地段的产物，矿床赋存在下二叠统哲斯群火山-沉积岩中，赋矿岩石既有火山岩又有碎屑岩，其中火山岩包括超浅成侵入相的辉绿岩以及喷发相的玄武岩、英安岩、安山质流纹岩等，碎屑岩包括浅变质沉积碎屑岩和火山碎屑岩等。新金厂矿床容矿岩石以浅成侵入的辉绿岩为主，老金厂矿床容矿岩石以喷出相的英安岩、英安质流纹岩为主，容矿岩石有几种，可见岩性不是一个重要的控矿因素。最近有报道（田春生等，2004），在新金厂矿区中部距离新金厂断裂不足1km处的碧玉山地区发现大量的块状和热液爆破角砾状玉髓和硅质岩，构成特殊的地貌特征，表明碧玉山可能为一古热泉喷口，其喷发的硅质沉积物或泉化沉积在地表快速冷却形成隐晶质髓石岩。这一古火山喷口距离新金厂矿床更近，与新金厂矿床容矿岩石主要为火山通道相的超浅成侵入相岩石一致，而老金厂矿床主要相对较远，因此其容矿岩石主要为火山喷发相岩石。同时地质特征分析表明，新金厂矿床处于热液活动中心，而老金厂矿区相对远离热液活动中心。新老金厂矿床矿体主要为网脉状、细脉状、脉状和板状等，受几组交叉的裂隙系统控制。矿石类型有石英脉型、破碎蚀变岩型和热液角砾岩型等。矿石矿物中出现辰砂等低温矿物并含有少量的贱金属硫化物，脉石矿物以石英、长石和绢云母为主，绿泥石普遍。围岩蚀变具有分带性，从矿体中心向外依次可分为硅化、黄铁矿化（褐铁矿化）、绢云母化、铁碳酸盐化、青磐岩化。据韦学团等（2002）对新老金厂元素组合异常特征的研究表明，新老金厂矿床地球化学异常元素组合为Au/As/Ag/Pb/Zn/Cu/Mo等，且在平面上呈现明显的环状分带：核部由Au/As/Ag组合为主，向外逐渐过渡为Cu/Pb/Zn/Mo等贱金属元素组合为主。

上述地质地球化学特征表明新老金厂矿床为产于火山通道-喷出过渡相的低硫型浅成低温热液矿床（Hendenquist et al.，1996）。虽然西南太平洋地区的低硫型浅成低温热液矿床经常发育特征的冰长石-绢云母组合（Heald et al.，1987），而在新老金厂矿床内迄今并没有发现大量的冰长石，这可能是由于新老金厂矿床成矿时代老于西太平洋地区的同类型矿床，冰长石已经蚀变成钾长石或高岭石等矿物。这一地质特征可能在我国西北地区的低硫型浅成低温热液金矿床中具有共性（应汉龙等，1999；廖启林等，2000；丰成友等，2000；；沙德铭等，2003；胡朋等，2004；Qing et al.，2002）。也由于矿床形成相对较早，矿床的剥蚀程度较大，所以在新老金厂矿床矿体上部并没有发育大量的泥化（李兆鼐等，2004）。通过对新老金厂矿床流体包裹体的研究表明，新老金厂矿床成矿温度介于100～300℃之间，成矿流体为低盐度［＜10%NaCl（eq）］的CO₂-H₂O-NaCl±CH₄或CO₂-H₂O-NaSO₄±CH₄体系。同时计算的最小捕获压力表明，新老金厂矿床形成在地表附近，这与地质情况相符。氢氧同位素研究表明成矿流体以大气降水和岩浆水为主，且远离热液活动中心，大气降水的成分增加。岩浆来源的流体和加热循环的大气降水的混合是引起金属沉淀的主要机制，这与大多数低硫型浅成低温热液金矿的形成归因于沸腾过程不太一致。矿石的硫铅同位素都表明，成矿物质具有壳幔混源特征，可能直接来自于赋矿围岩的萃取淋滤。

本次工作曾分选老金厂矿区石英大脉内的石英送中国科学院广州地球化学研究所Ar-Ar年代学实验室开展石英流体包裹体Ar-Ar测年，但遗憾的是，获得的Ar-Ar坪年龄为406.76±10.69Ma，且参与年龄计算的坪累积释放的³⁹Ar含量不到释放总量的20%。这一结果明显与地质事实相悖（含金石英脉穿插火山岩地层，表明其应该晚于火山岩形成），因此，该年龄不能使用。但对于火山岩为容矿围岩的低硫型浅成低温热液金矿床而言，成矿作用一般略晚于岩浆作用，两者时间间隔一般在几到几个百万年（李兆鼐等，2004），因此，可以推断新老金厂矿床形成略晚于哲斯群火山岩的喷发时间，为早二叠世晚期。

总结新老金厂矿床的成矿机制为：早二叠世晚期，北山南带残余洋盆沿柳园—大奇山断裂向南俯冲，在俯冲形成的大陆岩浆弧后拉张地段，上覆亏损地幔被俯冲带来的流体交代引发部分熔融并快速上升喷发或超浅成侵入，同时由于所处环境动荡不稳，因此在弧后盆地与岩浆弧的过渡地带形成哲斯群火山-沉积岩组合。深部火山物质带来大量热能加热地表下渗的地下水，加热的地下水与岩浆带来的富硫还原流体混合，并与之一起在先成的断裂-裂隙中对流循环，对火山-沉积岩地层自身不断淋滤萃取，当外界的物理化学条件发生改变时，含金烙合物发生分解，沉淀成矿。