金矿床成因探讨

矿床地质一2m0ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.2001年MINERALDEPOSITS第20卷第4期文章编号m258一7106（200D0丰0378一07滇黔桂地区卡林型全矿床成因探讨贾大成胡瑞忠1（1中国科学院地球化学研究所矿床地球化学开放实验室，贵州贵阳550002；2吉林大学地球探测与信息技术学院，吉林长春130026）摘要矿化剂和沉淀富集剂是成矿物质中的重要组成部分，也是人们分析成矿作用和建立成矿模式的基础在分析滇黔桂地区金矿成矿地质特征和成矿流体的基础上，提出该类矿床的矿质主要来源于被动陆缘沉积建造，促使金活化、迁移的矿化剂主要是盆地热卤素流体和有机质流体，促使金局部沉淀富集的沉淀富集剂则主要是沉积建造内和深源富硫的流体和热液改造的有机质。认为矿质、矿化剂和沉淀富集剂在有利容矿空间的耦合是形成滇黔桂地区卡林型金矿的主要成矿机制，并在此基础上讨论了卡林型金矿的成因和成矿模式关键词矿化剂沉淀富集剂成矿物质卡林型金矿床滇黔桂地区中图分类号．618巧2文献标识码：A成矿物质通常包括矿质（金属物质）、介质（水或热液）、矿化剂和沉淀富集剂。矿化剂主要指在热液中与金属形成稳定络离子而迁移的阴离子配位体以及有机质离子团。沉淀富集剂是在热液中破坏迁移状态络离子和有机质离子团，并与金属形成稳定化合物的阴离子配位体以及有机质离子团。在以往矿床成因研究中，对前两者纟合予了很大关注而对后两者则重视不够。事实上，如果以能否浸取大量金属为衡量标准，贫矿化剂的热液即使在富金属岩石裂隙系统中循环，也只是无效循环，只有富含大量（合适的）矿化剂的热液才有可能大量携带金属（胡瑞忠等1998）。与之相对应，如果没有沉淀富集剂，大量含矿流体也不会沉淀富集，而沿断裂流失、分散。只有大量、合适的沉淀富集剂的存在才能使矿质最终沉淀富集成矿。矿质、介质、矿化剂和沉淀富集剂可以同源不同步或不同源不同步，因成矿作用和成矿机制的不同而异。因此深入研究成矿过程中的矿质、介质、矿化剂和沉淀富集剂，尤其是矿化剂和沉淀富集剂，是了解矿床成因的关键因素之一卡林型金矿是一种重要的金矿类型，由于其成矿作用和成矿机制比较复杂，对其成矿机制和控矿因素以及成矿模式等曾提出过多种不同的认识（涂光炽，1992；刘东升等，1994，陈毓川等，1995；扬科佑等，1994，谭运金，1994；刘显凡等1999）。笔者以滇黔桂地区卡林型金矿为研究对象，分析了与成矿有关的矿化剂和沉淀富集剂及其可能来源从而探讨矿质、矿化剂和沉淀富集剂在成矿过程中的耦合关系和卡林型金矿的成因1滇黔桂地区卡林型金矿成矿特征11成矿地质特征滇黔桂地区卡林型金矿床多产于扬子地块的西南边缘（图1)，赋存于古生界一，三叠系海相碳酸盐岩、粘土岩、粉砂岩沉积地层中。矿体呈层状、似层状、透镜状，受含矿建造和岩性层控制。矿石矿物组合主要为辰砂、辉锑矿、针柱状毒砂、黄铁矿、雄黄、雌黄、方铅矿、闪锌矿等低温硫化物。据张志坚等（1999）研究，图1所示各矿床中与硫化物共生的石英流体包裹体的均一温度绝大多数在90、294℃之间，其中多数集中在180、250℃。与有机质反射率温度值（巧3、234℃，基本吻合（林清等，1995），表明低温条件下的成矿特征。滇黔桂地区卡林型金矿床均受断裂构造和密集裂隙带控制，破碎带上盘岩石常是塑性较大的粘土岩或粉砂质泥岩，对成矿流体起屏蔽作用。下盘岩石是脆性岩石，其孔隙度较高，渗透性较好，构成良好的容矿场所。矿体沿断裂分布或产于主断裂与分支断裂交汇部位。矿脉及其两侧发育硅化、粘土化、碳酸盐化、黄铁矿化和毒砂化等热液蚀变，表明成矿物质再次活化，有沉淀富集作用的存在第20卷第4期贾大成等：滇黔桂地区卡林型全矿床成因探讨379一2m0ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.不同矿床成矿时代比较接近，如烂泥沟金矿石英流体包24图1滇黔桂地区卡林型金矿分布略图1一哋块边界；2一一断裂；3一一省界，4一淦矿床及编号：0．一一晴隆锑金矿；6)—大厂金矿；O一一紫木凼金矿，0一三岔河金矿，0．一一烂木厂金矿；0一伐塘金矿；S)彐兰泥沟金矿，h)一武金矿，0一丫他金矿；P一码雄金矿；kD—*反其金矿；O一地金矿；而一扃龙金矿，彐k渡金矿；0一休利金矿；一档金矿；0一淦牙金矿；O一坍寨全矿；0一膚龙全矿，O一佬王寨金矿，0一江金矿Fig.1DistributionoftheCarlin-typeIddepositsinYunnan-Guizhou-Qlangxitrianglearea裹体中RbSr同位素等时线年龄为106Ma（苏文超等，2000）丹寨金矿富矿石全岩RbSr同位素等时线年龄为114Mao石英裂变径迹法测定该矿床的年龄为82、83Ma(张峰等，1992），这个年龄可作为金矿成矿时代的上限。因此可以认为黔西南地区卡林型金矿床成矿年龄大致为82、114Ma，相当于燕山晚期。主成矿时代明显晚于含矿建造，表明后期（燕山晚期）叠加改造在成矿过程中起到重要作用矿床产出部位往往是被断裂切割的穹状隆起背斜的近核部。在矿体附近常可见到基性脉岩或煌斑岩脉，这些暗色脉岩在时、空分布上与卡林型金矿基本一致，表明卡林型金矿的后期叠加改造成矿与深部岩浆活动有关1．2滇黔桂地区卡林型金矿成矿初始条件滇黔桂地区卡林型金矿多产于扬子地块西南缘晚泥盆世彐免三叠世裂陷盆地中，经历了长期拉张的动力学过程。对沉积盆地的构造属性存在多种不同的见解（刘宝等，1987；曾允孚等，1992）。然而从盆地演化阶段角度，可分为3个主要阶段0晚泥盆世一一悍二叠世的大陆边缘裂谷阶段此时伴随古特提斯洋的打开，区域性拉张加剧以出现上泥盆统薄层深水硅质岩和硅质泥岩为标志，一直延续到早二叠世，出现一套由粗至细的陆缘裂谷型沉积建造；晚二叠一．悍、中三叠世弧后裂谷阶段，由于早二叠世晚期地幔柱的上升，形成广泛峨眉山玄武岩浆啧溢同时造成上、下二疊统之间的区域不整合，古特提斯洋板块开始向扬子板块俯冲，形成哀牢山胄西、龙州古岛弧带（卢重明，1986段新华，198D，使滇黔桂地区处于弧后大陆裂谷拉张环境。早、中三叠世形成弧后盆地浊流沉积，受火山活动影响，沿深断裂带有基性岩浆的侵入和啧发，从而将地壳深部或地幔中金等成矿元素携带到地表，转入同生沉积物中，同时高地温梯度和相对封闭的环境有利于热卤水的形成和矿质的迁移、聚集，0晚三叠世盆地萎缩阶段随着中三叠世大量超补偿沉积和印支运动的影响，晚三疊世沉积盆地范围缩小仅在贵州龙头山发育晚三疊世沉积，标志着古特提斯洋的消减和逐渐合（何彬彬等，2000）。滇黔桂地区卡林型金矿主要集中出现于晚二叠一．悍中三叠世的弧后裂谷阶段，是大洋盆地整体拉张向弧后盆地局部拉张的转换时期，该时期深部地幔岩浆活动、同生深断裂和相对封闭的沉积环境不仅为沉积盆地提供了大量的成矿元素直接形成矿源层，而且是形成高热卤水盆地的有利条件。金矿的这种原始沉积相带造成卡林型金矿成矿物质的初始富集并构成不同富集程度的矿源层（表1)。2滇黔桂地区卡林型金矿的矿化剂卡林型金矿体均赋存于各种构造和层间裂隙中这种选择构造薄弱带成矿和其两侧的热液蚀变，硫同位素变化范围大，矿石中有机质热成熟度高等特点，表明金是以一种水热流体的形式运移而富集成矿的。矿化剂促使金等金属从沉积建造中淋滤出来，并与之结合形成稳定的成矿热水流体而运移，卤族元素和有机质是重要的矿化剂。2．1卤族元素矿化剂卤族元素的地球化学性质使其容易与金属离子形成稳定络合物而迁移在滇黔桂地区卡林型金（锑、汞、砷、铊）矿床中，矿石、矿化岩石和围岩中卤族元素含量普遍很高，并且有从围岩至矿化岩石到矿石逐渐增高的趋势形成卤族元素的浓度差（表2）表明卤族元素参与了成矿作用。在不同矿石包裹体成分中a、F含量仍很咼，（w。+WF-)/WS02-比值为2．89、本文由国家杰出青年基金项目（49925309）、中国科学院知识创新工程项目（丷c102）和中国科学院矿床地球化学开放研究实验室基金（2000）联合资助。第一作者简介贾大成，男，1958年生，博士，高级工程师，现为中国科学院地球化学研究所博士后，从事矿床地球化学的研究工作Email:[e-mail]收稿日期20m一01一16；改回日期20m一0丰23。张绮玲编辑0四94．cnki．net系个旧丶0，系南宁00曰380矿床地质2001滇黔桂地区一2m0ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.．44，平均为5．55。Cl和F-是成矿流体的主要配位体（表3）。卤族元素与金及砷、锑、汞、铊等金属离子形成络合物的络合生成常数较大，因此卤族元素矿化剂萃取含矿建造中的金，形成络合物或化合物，构成含矿流体而迁移由于成矿流体成分中阳离子以Na+为主，”Na+/”K+和”№'/（w。2'+WMg2+)比值均大于1，显示出卤族元素主要是以Naa的形式出现，矿床流体包裹体的盐度”(Naaeq)：0．1％、31.86％，主要集中在0．3％、巧％之间（Wang，1999），与盆地热卤水的盐度基本一致。可以推断卤族元素主要来自盆地内的热卤水。丹寨金汞矿床方解石流体包裹体和万山汞矿床石英流体包裹体613C（PDB）值分别为一44．3％和一30．1OAShietal.，1999），也表明卤族元素源自盆地内的卤水。由于盆地内热卤水的径流及其较强的萃取能力和相对稳o陈庆丰．1998．中国西南地区汞锑矿研究及远景评价一丹寨汞金矿床研究新进展，内部报告．01994．net年表1主要矿源层及特征Table1Cluracteristicsthen№sourcebeds№Yunnan-QIizh0&(inngxitrianglearea含矿地层沉积相岩石组合成矿元素组合WB/(10富集系数矿床类型矿床实例三叠系中统边缘斜坡相长石石英砂岩，石英Au-A*SbHg-BaAu13．4，3．94金．砷金牙、烂泥沟、许满组杂砂岩及泥灰岩Ag-PbZn-CuAs：91.7，41.67（锑）型丫他等金砷板纳组为含草莓状黄铁Sr-F-Cd-Cr-CoSb：14．4，28．24矿床百莲组，新苑组矿的黑色浊积岩系。有机质含量o．14％～1.44％(ALFA*Sb型）Hg：0．9川．0三叠系下统局限．半局限泥灰岩：泥质白云ALFHg-AseSbTI-Au，4，0，14金．汞．铊（铀）紫木凼、戈塘、夜郎组，浅海台地岩，粉砂岩，粘土(ALFHg-TI型）As：17，7，73型板其、三岔河飞仙关组，相质细砂岩。有机Sb：7巧，14．71等金矿床紫云组质含量0．12％、2巧％Hg：6．677．22二叠系上统滨岸一滨海潮火山碎屑岩，陆源碎Au-Sb-Hg-A*Ni-CoAu9．02．65金一锑一黄铁矿晴隆、大厂等金龙潭组坪相屑石，泥灰岩泥(AlkSb型）As：88．940．41型矿床岭好组，大隆组长兴组质白云岩Sb．17．3Hg:0．4733，925．22泥盆系上统深水硅质岩热水沉积硅质岩白AtFAs-SbAu：61.818．18马雄、革档等金金厂组相云岩，灰岩粉砂Cr-Co-Ni-VAs：1205123似砷型矿床（烂山段）质泥岩(Au-As型）Sb:382据刘宝等，1987；张景荣，1993．谢桂胄等，2000等资料整理。．Au单位为10富集系数=元素丰度／地壳丰度；地壳丰度据黎彤（1990）。第20卷第4期贾大成等：滇黔桂地区卡林型全矿床成因探讨381一2m0ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.表2滇黔桂地区卡林型金（锑汞砷铊）矿床卤族元素和有机质特征表e2Contents岩石ludogenandornrmtterso