Question

取得的主要成果

Answer 1

本书是在充分吸收消化前人成果的基础上，对华北克拉通北缘哈达门沟和金厂沟梁两个最有代表性的典型金矿床进行重点解剖研究，通过野外地质调查和室内测试，综合分析研究相结合，查明典型金矿床的成矿地质背景、矿床地质特征、成矿流体地球化学特征、成矿物质来源以及成矿时代，进行成矿机制分析。在单个矿床解剖的基础上，对两个典型矿床进行对比研究，探讨华北克拉通北缘区域控矿因素及成矿规律，为进一步找矿提供依据。本书所取得的主要成果有：

1.成岩（矿）时代方面

通过精确的成岩（矿）年龄测定，在哈达门沟金矿区，获得沙德盖岩体锆石SHRIMP U-Pb加权平均年龄为221.6±2.1 Ma，西沙德盖岩体锆石LA-ICPMS U-Pb加权平均年龄为222.9±0.82 Ma；获得哈达门沟金矿床辉钼矿Re-Os等时线年龄为386.6±6.1 Ma，金成矿的形成主要发生在早泥盆世；矿区北部西沙德盖钼矿床辉钼矿Re-Os等时线年龄为226.4±3.3 Ma，钼矿床形成于三叠纪。在金厂沟梁金矿区，获得对面沟似斑状花岗闪长岩锆石LA-ICP MS加权平均年龄140.86±0.71 Ma～142.65±0.44 Ma，对面沟细粒花岗闪长岩锆石LA-ICP MS U-Pb加权平均年龄138.7±1.2 Ma，西台子似斑状黑云母二长花岗岩锆石LA-ICP MS U-Pb加权平均年龄226.8±0.87 Ma，金厂沟梁片麻状二长花岗岩锆石LA-ICP MS U-Pb加权平均年龄258.6±1.6 Ma～261.61±0.94 Ma，矿区石英斑岩脉锆石LA-ICP MS谐和年龄为154.68±0.45 Ma。与矿脉相互穿插的黑云粗安斑岩锆石LA-ICP MS U-Pb加权平均年龄为131.7±1.1 Ma，接近或略早于成矿年龄，矿区南部对面沟铜钼矿化辉钼矿Re-Os加权平均年龄131.45±0.93 Ma，西矿区深部钼矿化石英脉辉钼矿Re-Os等时线年龄244.7±2.5 Ma，加权平均年龄243.5±1.3 Ma。

2.稳定同位素方面

矿石硫同位素组成：哈达门沟矿区δ³⁴S变化于-21.7‰～5.4‰之间，极差为27.1‰，说明硫来源的复杂性，平均值为-10.6‰，表现出亏损重硫的特点，结合区内变质岩中黄铁矿的δ³⁴S值，认为这套变质火山-沉积岩系为一套孔兹岩系，本身富³²S，哈达门沟成矿流体中硫继承了这套太古宙地层中硫的同位素特点，并混有深部含矿流体的硫，所以成矿物质来源于深部流体和变质地层。金厂沟梁矿石硫化物δ³⁴S变化于-2.8‰～-0.6‰之间，极差为2.2‰，平均值为-1.61‰，长皋沟金矿区矿石硫化物δ³⁴S变化于-1.5‰～1.2‰之间，极差为2.7‰，平均值为-0.15‰，二道沟金矿区含金硫化物δ³⁴S变化于-0.7‰～2.3‰之间，极差为3‰，平均值为-0.08‰，三者硫同位素组成相似，极差范围小，均集中在0值附近，具有深源硫的特点。

铅同位素组成：哈达门沟矿石铅同位素组成、计算的单阶段模式年龄，Th/U比值、μ值等，变化范围较大，表明铅不是在单一的铀、钍-铅系统中演化的，而是多阶段的，铅同位素的组成并非是正常铅，而是混合铅。在铅构造模式图上，哈达门沟矿石铅同位素投点比较分散，表明哈达门沟金矿床铅来源的复杂性。金厂沟梁、二道沟、常皋沟三个矿区矿石铅同位素组成，单阶段模式年龄，Th/U比值、μ值等一系列参数均相似，说明它们成矿作用有着相同的过程。参数变化范围很小，说明铅来源单一。在铅构造模式图上，铅同位素数据主要投在地幔铅演化曲线和下地壳铅演化曲线之间，反映了铅的来源主要为地幔和下地壳。

氢-氧同位素组成：哈达门沟金矿脉的δ¹⁸O_水‰在3.80‰～5.20‰之间，平均4.49‰，柳坝沟金矿脉δ¹⁸O_水‰在4.22‰～4.32‰之间，平均4.27‰，将结果投入δ18O_H-δD图上，投影点均落在原生岩浆水及变质水附近，说明哈达门沟金矿成矿热液来源于岩浆水和部分变质热液，后期有天水的混入。金厂沟梁金矿脉的δ¹⁸O_水‰在2.2‰～7.8‰之间，平均4.9‰，δD为-108‰～62.4‰，平均-86‰，二道沟金矿脉δ¹⁸O_水‰在7.4‰～7.9‰之间，平均7.6‰，δD为-110.9‰～-97.8‰，平均103.1‰，长皋沟金矿脉样仅有一件，δ¹⁸O_水‰为7.7‰，δD为-81.3‰，将结果投入δ¹⁸O_水-δD图上，三个矿区投影点均落在原生岩浆水及下方，说明成矿流体主要来自岩浆水，有部分天水混入，有1个样品投入变质水范围，说明流体继承了变质流体的性质。

3.流体包裹体方面

哈达门沟金矿石英脉成矿温度在160～300℃范围内，成矿温度集中在200～280℃之间，平均236℃；盐度集中分布在5％～15％NaCl_eq之间，平均盐度9.80％NaCl_eq；密度为0.75～1.15g/cm³，主要集中在0.75～0.85 g/cm³之间，平均0.86 g/cm³；成矿压力（平均值）为（139～366）×10⁵ Pa，平均253×10⁵ Pa，对应静岩深度为0.515～1.354 km，平均0.96 km，静水深度为1.39～3.66 km，平均2.53 km；包裹体气相成分以H₂O和CO₂为主，其次为N₂，O₂，含微量的CH₄、C₂H₆、C₂H₂和C₂H₄等；液相组分阴离子以Cl^-和 为主，还有少量的 和F^-，微量Br^-；阳离子以Na^＋，K^＋和Ca^2＋为主，Na^＋＞K^＋，含少量Mg^2＋。

金厂沟梁含金石英脉成矿均一温度范围为190℃～380℃，集中在240℃～340℃之间，平均294℃；盐度范围为0.18％～8.81％NaCl_eq，平均盐度3.79％NaCl_eq；密度为0.58～0.90g/cm³，主要集中在0.65～0.85g/cm³之间，平均0.75g/cm³；成矿压力为（170～986）×10⁵ Pa，平均705×10⁵Pa，对应静岩深度为（0.63～3.65）km，平均2.61 km，静水深度为1.70～9.86 km，平均7.05 km；包裹体气相成分中均以H₂O和CO₂为主，其次为N₂，O₂；液相组分中阴离子以Cl^-和 为主，少量 和F^-，微量Br^-；阳离子以Na^＋，K^＋和Ca^2＋为主，少量Mg^2＋。对面沟铜钼矿754中段含矿石英脉石英包裹体均一温度范围为194℃～424℃，平均315℃，盐度5.41％～38.16％NaCl_eq，平均23.44％NaCl_eq，密度0.76～1.00 g/cm³，平均0.88 g/cm³。对面沟铜钼矿床成矿压力为（162.79～1189.42）×10⁵ Pa，平均628×10⁵ Pa，换算成相应的深度，静水深度为1.63～11.89 km，平均6.28km，静岩深度为0.60～4.41 km，平均2.32 km。早期钼矿化石英脉石英包裹体均一温度范围为315℃～393℃，平均356℃，盐度范围为1.74％～11.58％NaCl_eq，平均值5.30％NaCl_eq，密度在0.56～0.82g/cm³之间，平均0.66g/cm³。钼矿化石英脉成矿压力为（865.99～1027.85）×10⁵ Pa，平均943×10⁵ Pa，换算成相应的深度，静水深度为8.66～10.28 km，平均9.43 km，静岩深度为3.21～3.81 km，平均3.49 km。

4.成矿机制方面

哈达门沟金矿床形成机制：在泥盆纪早期华北克拉通北缘处于弧-陆碰撞后的伸展构造背景，这种伸展背景引发山前大断裂的活动，深部富钾含矿流体沿山前大断裂上升，在运移过程中不断萃取围岩中的金等成矿元素，在大断裂的次级断裂等构造有利部位充填、交代而形成这种金钼组合型的矿床，后期有经受海西晚期-印支期多次热液活动的叠加和改造，表现出本区成矿年龄多样性的特点。

金厂沟梁金矿床形成机制：燕山晚期，中国东部发生过大规模的岩石圈减薄作用，这种减薄作用的结果可以导致陆壳，尤其是下地壳的重熔活化，发生了强烈的岩浆作用，并且导致壳-幔物质发生大比例混合，形成对面沟花岗闪长岩浆，在侵入过程中，从深部带来丰富的成矿物质，在岩浆期后，深部含矿流体的大量积聚，在岩浆热和流体压力驱动下，小部分进入先成岩体断裂，迁移富集沉淀成矿，如长皋沟金矿的形成；其余大量含矿流体，与地下水、变质水混合，并在运移过程中萃取高丰度变质岩及部分火山岩中的成矿物质，形成富金流体，随物化条件改变，在合适空间发生沉淀成矿，最终形成现今这样的矿床，如金厂沟梁和二道沟金矿床。

哈达门沟金矿床和金厂沟梁金矿床分别代表华北克拉通不同演化阶段，不同构造体制下的产物。其中哈达门沟金矿床代表华北克拉通与古亚洲洋相互作用的产物，而金厂沟梁代表华北克拉通东部岩石圈减薄的产物。