Question

成矿机制讨论

Answer 1

拾金坡金矿床产于拾金坡复式岩体的边缘部位，矿体以含金石英脉的方式赋存在近EW向和NW向的Ⅲ级构造裂隙内，矿脉陡倾。矿床内矿石矿物发育一套较为典型的中温热液蚀变组合，如自然金、黄铁矿、方铅矿、闪锌矿和黄铜矿等，围岩蚀变类型有硅化、绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化和金属硫化物化等，亦为中温蚀变组合特征。矿石中广泛发育角砾状构造、细脉-网脉状构造以及碎裂结构、交代结构等中温热液矿石的特征组构（安国堡，2006）。流体包裹体研究表明，矿化主要发生在90～342℃这一较宽的温度区间，成矿流体含盐度多小于10%NaCl（eq），成矿流体成分的一个显著特征就是含有异常高的CO₂含量（＞5mol%）以及少量的CH₄等，显示中温热液矿床的典型流体特征（Groves et al.，1998）。流体包裹体镜下观察和显微测温结果表明成矿过程中存在显著的流体不混溶过程。尽管对中温热液矿床的成矿流体一直存有变质水或岩浆水来源之争（Phillips et al.，1993；Jia et al.，1999），但拾金坡金矿床的氢氧同位素示踪表明成矿流体可能来自花岗岩演化的岩浆水和循环加热的大气降水，两者的混合导致环境氧化还原条件的改变引起金的沉淀。矿石的硫、铅同位素与矿体的直接围岩——拾金坡岩体的同位素组成相近，暗示成矿物质直接来源于拾金坡花岗岩体。

拾金坡矿床的成矿时代一直是个悬而未决的问题。前人曾利用含金石英脉内黄铁矿的铅模式年龄来代表拾金坡金矿床的成矿时代，获得的年龄值为238 Ma（周济元等，2000）。由于该区铅的演化较为复杂，矿石铅并非正常铅，该模式年龄可能没有地质意义，不太可信。另外，在矿区内被含金石英脉穿切的中基性脉岩的全岩Rb-Sr等时线年龄为352 Ma，而穿切含金石英脉的中基性脉岩的Rb-Sr等时线年龄为341 Ma，由此推断，含金石英脉形成于341～352 Ma之间，是海西早期的产物（安国堡，2006）。但由于该年龄资料没有提供原始数据，因此无法判断Rb-Sr等时线的准确性和精确度。本次工作获得拾金坡岩体似斑状花岗岩内锆石的SHRIMP等时线年龄为403±7 Ma。由于上文已经论证了拾金坡金矿床为花岗质岩浆演化后期形成的岩浆-热液矿床，因此，这一岩体形成年龄应代表拾金坡金矿成矿年龄的下限（即：不大于），表明拾金坡金矿床是早泥盆世地质事件的产物。拾金坡岩体中不仅含有大量同年龄和来源的暗色微粒包体，而且岩体中穿插许多中基性闪长岩脉和辉绿岩脉，且寄主岩和包体的岩石地球化学和Sr-Nd同位素特征表明它们是壳幔混合作用的产物。壳-幔混源花岗质岩浆在下地壳底部经历过MASH过程，即幔源玄武质岩浆在地壳底部聚集成池、遭受地壳物质混染、诱发新生地壳熔融，并与壳源岩浆混合均一。这一过程使均一混合的岩浆比正常的长英质岩浆更加富挥发分、S和亲铜元素（Richards，2003），也最终有利于发育成富亲铜元素的岩浆-热液系统（侯增谦等，2006b）。

综上所述，拾金坡金矿床的成矿机制可以概况为：泥盆纪早期，花牛山地体在马鬃山中间地块南缘持续增生，洋壳向北俯冲脱水诱发上覆地幔楔熔融，并在下地壳形成壳幔混合岩浆。在俯冲碰撞的晚期应力松弛阶段，经历了均一混合的壳幔混染花岗质岩浆沿沟通地幔的深大断裂上升汇聚到中上地壳岩浆房内继续演化，深部的岩浆在周期性的应力驱动下持续供应。演化的混染花岗质岩浆沿上地壳不同序次的断裂上侵就位，同时带来了大量的深源成矿物质。在演化晚期，岩浆分异的成矿流体向花岗岩边部集中，并不断与已固结围岩发生交代反应，形成硅化、绢云母化、碳酸盐化等热液蚀变，同时岩浆来源的流体与加热循环的大气降水混合，引起环境氧化还原状态的改变，在屏蔽较好的次级裂隙内，成矿物质沉淀并充填构造裂隙，从而形成拾金坡脉状金矿床。