金矿床成因探讨Word文档下载推荐.docx

1、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 http :/wwwcnkinet不同矿床成矿时代比较接近，如烂泥沟金矿石英流体包系个旧丶0，系 南宁024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. 1 Distr

2、ibution of the Carlin-type Id deposits in Yunnan- Guizhou- Qlangxi triangle area裹体中Rb Sr同位素等时线年龄为106 Ma（苏文超等， 2000）丹寨金矿富矿石全岩RbSr同位素等时线年龄为114 Mao石英裂变径迹法测定该矿床的年龄为82、83 Ma（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、114 Ma，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

3、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12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、

4、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

5、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

6、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。21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289、744，平均为555。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

7、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）： 01、31. 86，主要集中在03、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）值分别为一443和一301 OAShiet al.，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

8、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0 1994 http :/kinet 年 表1 主要矿源层及特征Table 1Cluracteristics the n source beds Yunnan- QIizh0& （inngxi triangle area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-BaAu 134，394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

9、状黄铁Sr-F-Cd-Cr-CoSb：144，2824矿床百莲组，新苑组矿的黑色浊积岩系。有机质含量o141.44（ALFA*Sb型）Hg：09川0三叠系下统局限半局限泥灰岩：泥质白云ALFHg-AseSb TI-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）17，7，73型板其、三岔河飞仙关组，相质细砂岩。有机7巧，1471等金矿床紫云组质含量012、 2巧667722二叠系上统滨岸一滨海潮火山碎屑岩，陆源碎Au-Sb-Hg-A*Ni-CoAu 902 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）88940 4

10、1岭好组，大隆组长兴组质白云岩Sb173Hg: 04733，92522泥盆系上统深水硅质岩热水沉积硅质岩白AtFAs-SbAu：61. 81818马雄、革档等金金厂组云岩，灰岩粉砂Cr-Co-Ni-V1 205123似砷型（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）。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e 2Contents 岩石ludogen and or n rmtters ores and rocks from Yunnan-

11、ho Qnngxi areaFClWB/ 10Isod有机质反射率/戈塘金矿围岩o0441055巧1. 37o0720783449蚀变岩o898 8958545 17471. 1784o809）烂泥沟金矿围岩蚀变岩矿石o 008o 064664235206581086一2837。 。390（3236）丹寨金矿0 042688o，832，273，271 0252 . 94586H4410343o54（2巧6）南华砷铊矿o0011833882 2o09l . 5128o004289399o593）矿石1 15327527，6127o12o，24半坡锑金矿0 008o、681 . 925一、2975

12、23552305（2459）3061450o49万山金汞矿o01324539o273003300m151 6736037521614192o25（312）分析数据据涂光炽等1998；pan et al.，1999；庄汉平等，2000a。括号内为平均值，一沩未测值定的络合迁移性质，使之成为卡林型金矿的重要矿化剂之一 22有机质及C02矿化剂有机质与金矿关系的研究表明，金的搬运、迁移和沉淀均与有机质的演化过程有关，而有机质又与C02、c等的含量有着密切的相关性。在我国西南卡林型金矿床中有机碳、有机硫的含量普遍很高（表2），镜下可见到在含矿石英脉壁上0 1994存在石油残留体。成矿流体包裹体气相成分

13、中C02、c蜘含量高（表3），它们构成金矿的主要矿化剂。矿石内干酪根中金含量是矿石金含量的数倍至数十倍，有的可达数百倍（庄汉平等，2000b），表明干酪根是金属的主要载体。模拟实验证明干酪根在转变为石油的早期热降解脱羧基作用所产生的羧酸等有机酸可以极大地提高金属的溶解度，它能使岩石中表3滇黔桂地区卡林型金矿床流体包裹体中矿化剂成分特征Thble 3 Mineralizer contents fluid inclusions from （hrlin type gold deposits Yunnan- QIizh0& （inngxi area矿区H2CH4c浓相/ C02（mol L）COc气相

14、/（n 1 L 1）H20烂泥沟板其万山戈塘世加隆或戈档o430 23o05 020 0030 172 14o 280.01o 44o 16o 04o ，87o ，023892巧10091 . 1416341 230 29o 001o ，003o 21o 40o 05o 33o 03o 07o 25o 27o 19o 12o ，03o 140. 25o 12 001o ，01o0270 0040 003 0 036o 033o 006 0004 0003o 052 0038o 14 0022 0211o ，022 0005o780 96o 86 097 079o ，96o 004分析数据引自刘

15、显凡（1999）；扬科佑（1992）。一沩未检出者的元素被淋滤而转入油（气）混合卤水中使金及锑、汞、砷等金属在生油岩水相中富集并随之迁移（卢家烂卩986）。然而有机质在金属成矿中的作用是复杂的，有机质一方面起到矿化剂的作用，另一方面还是金属沉淀富集剂。这主要是伴随成矿作用的进行，有机质的热演化历程发生变化，有机质在不同物理化学状态下起着不同的作用。水生生物死亡之后的腐泥化过程中，在沉积地层中形成腐殖酸和干酪根等，吸附和固定海水中的金属，形成高背景的矿源层；进入埋藏作用阶段，腐殖酸进一步菌解和聚合为干酪根，干酪根的热降解脱羧基作用以及进一步生油作用是有机质萃取和迁移金属的主要阶段，羧酸等有机酸形

16、式萃取金属离子并以有机流体（石油、油气混合物、油（气）混合卤水）等形式通过岩石间隙和矿物颗粒向构造薄弱带搬运、迁移。这也是矿层上部多有泥质隔挡层促使矿质富集的主要原因。但随着有机质的进一步热解、热液成熟作用加强及干酪根成熟度增高，其萃取和搬运能力迅速降低，在湿气干气阶段则表现出矿质沉淀富集剂的作用。由此可以看出，有机质的作用贯穿金属成矿作用的全过程，有机质与金矿化的关系受到有机质相对含量、有机母质类型和有机质成熟度的控制，尤其是矿化与有机质成熟度关系更为密切滇黔桂地区卡林型金矿的，3 c（PDB）值变化范围较大，如铜凤矿带为一1 . 17 一“ 898 ，山丹矿带为一234了、一745 涂光炽

17、等，1998），丹寨和万山矿床分别为一443 和一301 OAShi et al.，1999）反映C02矿化剂来源比较复杂，既有沉积盆地中有机质分解产生的C02也可能有深部地幔去气作用产生的C02。另外，硫也是一种重要的矿化剂，它可与Au、Sb、Hg等形成络合物而搬运（Christopher et al. 1999），但它的来源和萃取、搬运金属的机制等更复杂，这也是今后要重点研究的问题3金矿的沉淀富集剂成矿物质由搬运、迁移状态到矿质局部沉淀富集受到多种因素控制。如有利于矿质沉淀的构造脆弱带或低压扩容带，、小、pH等物理化学条件的突然改变性质不同流体o四94的混合等其最终都是形成促使金属沉淀富集

18、的地球化学障在这一过程中，富含硫的流体混入和有机质的热液成熟度起到关键作用，因此认为富含硫的流体和热液改造型有机质是促使全等全属沉淀的富集剂。31富含硫的流体及其沉淀富集作用滇黔桂地区卡林型金矿床的硫同位素研究结果表明，其 634s值的变化范围较大从一292到168 。不同地区含矿地层的534S值为一2L 2 一“ 177淑Lu et al.，1999）反映局部沉积环境变化较大和硫来源的多样性。下泥盆统为含矿岩系的矿床（马雄和戈档）地层中黄铁矿634S值以正值为主（36 、“ 16巧上二叠统一冲、下三叠统为含矿岩系的矿床（金牙、高龙、板其、紫木凼、戈塘、三岔河）地层中黄铁矿634 s值则出现负

19、值和较大的变化范围（2L 2 一、177 （表 4）。Phillips等（1986）认为黄铁矿中较高的负534S值是强氧化条件下的结果。这与扬子地块西缘由早泥盆世拉张裂谷盆地的还原环境向晚二叠一厚、中三疊世弧后盆地的还原化还境的转变相一致。不同矿床中硫同位素组成总体上与其含矿地层中s值一致（表4），表明成矿流体中一部分硫来自沉积盆地或含矿建造然而，在硫同位素的统计直方图中，不同矿床534S值呈现单峰、双峰，甚至多峰的塔式分布特征，反映硫的多来源性，在0值附近范围内均呈现塔式分布特征（表4）表明既有沉积盆地硫源和生物来源，又有深部硫源，这一点与矿体附近均可见到与燕山晚期（部分为喜马拉雅早期）的基

20、性脉岩和矿体两侧热液蚀变现象的事实相吻合年 表黔滇 金 硫同位素组成特征Table 4 Sulfur isotope contents Carlin-type gold deposits in Yunnan- QIizh0&534S/02巧一一4，3滇黔桂地区卡林型金矿床中Au主要以显微自然金包体赋存于黄铁矿、毒砂、雄黄及辉锑矿中，其次是以显微可见金吸附于黄铁矿和毒砂等硫化物表面（王奎仁等，1994；何立贤等，1993）。卡林型金矿中金的沉淀富集主要表现为3种作用过程，即金过饱和沉淀，金与硫化物的共同沉淀及硫化物的吸附沉淀（刘荣高，1998）。前两种作用形成毒砂和黄铁矿中显微包裹体状态的金，后

21、一种作用形成黄铁矿和毒砂表面的显微可见金。富硫流体的加入，形成H2S，改变了体系中H+浓度，使pH值改变。由于所形成的H2S又是一种强还原剂改变体系的Eh值，使呈搬运状态的 AuC14、 AuF4 或据Luet al.，1999，李朝阳等，2000。Na Au卜K Au41等络合物分解 因H2S的还原作用使 Au3 +还原成自然金，呈过饱和状态被同时结晶的毒砂和黄铁矿所捕获，从而呈包裹体存在于矿物晶体中，一部分Au +与硫结合成一系列稳定的汞锑砷硫化物而共同沉淀；硫的加入产生细菌硫酸盐还原作用（BSR）和热化学硫酸盐还原作用 （TSR），增强了硫化物表面的还原和吸附作用形成黄铁矿和毒砂等矿物表

22、面的显微可见吸附金。在这一过程中，3种促使金沉淀的富集作用可同时存在，这也是含金黄铁矿和毒砂中既有显微包裹金又有表面显微可见吸附金的可能原因虽然硫在金迁移、沉淀富集中的化学约束作用仍需深入探讨，但成矿过程中丰富的硫含量至关重要，这与大量出现雄黄、雌黄等高硫矿物相一致，也是滇黔桂地区卡林型金矿与密西西比河谷型铅锌矿床的重要区别之一32热液改造型有机质及其沉淀富集作用通过对滇黔桂地区卡林型金矿床中固体有机质的研究（李朝阳等，2000；庄汉平等，2000b），可得出以下重要地质解释：0断裂带内金及其他金属和有机碳含量比围岩及未矿化地层都高，金和有机碳的断裂异常富集带表明金与有机碳是水热流体运移而来的

23、，0从矿体主脉到次一级矿脉，焦沥青组分逐渐增多，并且反射率逐渐降低，不同规模（序次）矿脉中焦沥青表面均粗糙表明有机质在成矿过程中均经历过热液蚀变，且蚀变强度由次脉到主脉逐渐变强；0矿体主脉中有机质的反射率平均值均大于20（表2），已达到湿气干气阶段，由此可见，与矿质沉淀富集作用有关的有机质只是经热液成熟作用的有机质，它是一种经过热液改造的有机质，并在成矿作用过程中起到沉淀富集作用热液改造型有机质在矿质沉淀富集中所起的作用主要有以下几种可能：（j）有机质受热分解而释放出金等金属在主成矿阶段，有机质或油气已演化到湿气甚至干气阶段，此时与之结合的金属元素因烃类分解而释放出来，并被黄铁矿和毒砂等矿物所捕获或与H2S、s2、s等结合而沉淀富集；有机质受热分解提供直接参与成矿的沉淀富集剂释放出CH4、C02。另外，有机质