焦家金矿床容矿裂隙特征及流体运移机制

本文从构造分析入手,着重研究构造作用下成矿裂隙特征和流体的运移通道、方式及成因机制,认为焦家金矿床差异的矿化特征主要由不同的裂隙导致形成,微构造裂隙之间往往没有截然分开的界线,常呈渐变接触关系。矿化裂隙成生主要有流体驱动显微构造裂隙扩展和构造剪张形成脉状裂隙两种方式。流体运移以真空泵式为主,渗流方式为辅,不同的裂隙成生机制和流体运移方式导致形成差异的矿化特征。     

焦家金矿流体的运移通道特征及其启示

胶东地区位于山东省胶东半岛,仅占全国国土面积的0.27%,黄金储量却约占全国的25%(李士先等,2007),特别是胶西北地区金矿尤为集中,是我国著名的金矿集中区,引起很多地质学家的广泛关注,进行了大量研究,极大地促进了胶东地区金矿的科研与生产。     

胶西北焦家金矿深部成矿流体性质及成矿作用

胶东金矿集区因储量和产量巨大,一直是国内外矿床地质学者研究的热点。区内金矿床自西向东集中分布在招(远)—莱(州)断裂带、栖霞断裂带和牟(平)—乳(山)断裂带内。焦家金矿是位于招(远)—莱(州)断裂带内典型的蚀变岩型金矿,矿体赋存于焦家主干断裂的破碎蚀变带内。主成矿阶段石英内流体包裹体岩相学观察表明,焦家金矿主成矿阶段流体包裹体类型为H_2O—CO_2±CH_4包裹体、H_2O溶液包裹体和富CO_2单相或两相包裹体。空间紧密的不同包裹体内含碳相体积差异较大,但均一温度近似。包裹体均一温度为160～320℃,属高中温热液流体,流体具中低盐度(4%～10%NaCl_(eq))、低密度(0.64～1.10 g/cm~3)的特点。流体包裹体激光拉曼测试常见CO_2特征的费米共振双峰,少量可见CH_4特征峰。通过对比焦家及区内不同金矿成矿流体性质,并结合氢氧、碳及锶钕同位素特征的分析,认为胶东地区蚀变岩型金矿和石英脉型金矿为古太平洋西向俯冲体制下在壳幔边界处发生强烈壳—幔相互作用下的同一构造—岩浆—流体成矿系统的产物,矿区构造应力场方向转变、含矿流体的沸腾及广泛的水—岩蚀变反应是胶东金矿的成矿机理。     

焦家深部金矿床成矿流体来源:来自黄铁矿微量元素及S-He-Ar同位素的约束

焦家金矿是胶东蚀变岩型金矿的典型代表，金储量超过200t。矿体受焦家主干断裂控制，呈脉状产出，发育钾化、绢英岩化、硅化和碳酸盐化等蚀变，矿石中主要载金矿物为黄铁矿。热液成矿期主要可分为四个阶段：黄铁矿-石英阶段（i）、金-石英-黄铁矿阶段（ii）、金-石英-多金属硫化物阶段（iii）和石英-碳酸盐阶段（iv）。本文选取焦家金矿床深部I号主矿体为研究对象，采集了不同标高（-600~-1100m）的钻孔岩心样品，分析了黄铁矿的微量元素和S-He-Ar同位素组成，以此讨论成矿流体的组成、性质及来源。研究发现：焦家深部I号矿体黄铁矿呈浅黄色，强金属光泽，自形-半自形粒状结构，粒度50~1000μm，呈浸染状-细脉状分布于黄铁绢英岩化碎裂岩中，为第ii成矿阶段的产物。黄铁矿的稀土元素含量较低，ΣREE为3.27×10^-6~38.5×10^-6，富集轻稀土元素，δCe值为0.81~1.05，δEu值为0.67~1.43，Th/La、Nb/La比值均小于1，指示成矿流体为富Cl的还原性流体。Co/Ni比值介于0.54~1.57之间，平均值为0.99，与变质流体相近；Y/Ho比值在21.9~35.5之间，与地幔值（25~30）和中国东部大陆地壳值（20~35）接近，指示成矿流体与壳-幔相互作用有关。Y/Ho值、Zr/Hf值和Nb/Ta值变化范围较大，表明成矿热液体系发生了交代作用或有外来热液加入。与大陆地壳相比，黄铁矿富集Cu、Pb、Zn、Cd、Co、Ni等亲硫、铁族元素，亏损高场强元素。焦家深部金矿床黄铁矿的δ³⁴S值介于7.5‰~9.8‰之间，平均值为8.7‰，低于浅部矿床δ³⁴S值，呈现出由浅到深δ³⁴S值逐渐降低的特点。胶东金矿硫同位素组成整体一致，绝大多数矿床δ³⁴S值均为正值，变化范围主要集中在6‰~12‰，其来源与古老的变质基底岩系、中生代花岗岩以及幔源流体具有继承演化关系。δ³⁴S值整体呈现出：石英脉型 < 硫化物石英脉型 < 蚀变岩型的变化规律，说明矿化类型的差异是造成硫同位素组成差别的最主要因素。黄铁矿的³He/⁴He值为1.6±0.1Ra~1.8±0.1Ra，⁴⁰Ar/³⁶Ar值为750~3106，均显示混合来源特征。幔源He所占比例为20%~22%，表明幔源流体可能参与了成矿过程。焦家金矿成矿与燕山晚期中国东部强烈的壳幔相互作用密切相关。     

焦家金矿床容矿裂隙特征及成生机制

着重研究构造作用下成矿裂隙特征和流体的运移通道、方式及成因机制,结果认为焦家金矿床差异的矿体矿化特征主要由不同裂隙导致形成,微构造裂隙之间没有截然分开的界线,常呈渐变接触关系。矿化裂隙成生主要有流体驱动显微构造裂隙扩展和构造剪张形成脉状裂隙两种方式。流体运移以真空泵式为主,渗流方式为辅,不同的裂隙成生机制和流体运移方式导致形成差异的矿化特征。     

焦家金矿床水-岩反应过程及成矿流体组分变化规律

在野外和室内岩相学观察的基础上,详细剖析了蚀变-矿化时序,结合热力学数值模拟方法与定量结果,厘定了水- 岩反应过程中矿物的沉淀次序、流体组分的存在形式、迁移行为、浓度变化和矿物形成机制以及组分之间的化学反应,为 进一步研究水-岩反应与金矿化的关系奠定了基础。研究结果显示反应初期K+由流体带入围岩形成钾长石化,随着反应的 进行,H+浓度持续降低而Fe2+和Al3+含量升高,绢云母和石英大量沉淀,钾长石消失;反应后期各类硫化物开始沉淀,石英 持续沉淀贯穿整个反应过程。成矿流体中SO42-,HS-,Fe2+的含量对蚀变矿物组合影响很大;水-岩反应过程中硫酸盐 （SO42-） 减少生成等量的HS-并伴随着含三价铁矿物的沉淀,可能是焦家金矿床硫化物沉淀的一种重要机制。整个反应过程 中溶液pH值持续升高是原岩中Ca,K,Na,Mg等与溶液中H+发生交换反应的结果;同时pH值的升高也会降低金的溶解度 致使金沉淀。上述研究成果对于理解岩石中的矿物共生组合、生成顺序及蚀变分带的成因机制提供了新的依据。     

胶东焦家金矿床钾长石成因及成矿意义

焦家金矿属于蚀变岩型金矿,围岩蚀变发育,是我国储量最大的金矿床之一。该文对蚀变带中的钾长石的赋存状态、化学成分进行了分析研究,并与未蚀变的玲珑岩体中的钾长石进行对比。认为焦家金矿床主要存在三种成因类型的钾长石,即原生钾长石（岩浆成因）、高温热液钾长石、低温热液钾长石。结合前人的研究成果,探讨了热液钾长石的形成与成矿意义。     

焦家金矿成矿流体垂向变化特征及对胶东金成矿过程的启示

为探讨焦家金矿成矿流体的时空演化特性,在焦家金矿①号和③号矿体纵深450 m的剖面上采集矿化样品,对不同阶段、不同深度石英脉中流体包裹体进行显微测温以及成矿流体特征垂向对比研究.结果 显示,成矿早阶段石英主要捕获H2O-CO2型包裹体,其完全均一温度为271～359℃,盐度为6.0％～ 10.0％ NaCleqv,XCO2为0.1～0.15.主成矿阶段石英中捕获大量H2O-CO2型、H2O型和CO2型包裹体,它们的完全均一温度为198～315℃,盐度为6.5％～8.5％ NaCleqv.成矿晚阶段石英中只发育H2O单相和气液两相包裹体,其完全均一温度为102～ 188℃,盐度为0.2％～3.8％ NaCleqv.研究显示,焦家金矿成矿流体与其他胶东金矿成矿流体特征与演化过程一致,且在纵深450 m剖面上保持不变.与前人研究成果对比发现,胶东金矿具有统一的流体来源,但成矿物质显示出更为复杂的来源,应有源于沉积地层的物质加入.     

内生金矿床的成矿流体

流体具有媒介和作用剂的双重属性,流体作用贯穿于整个内生金矿成矿作用过程.不同地区、不同类型金矿床具有相似的原始成矿流体——来源于上地幔或下地壳的、富含SiO2、挥发份、成矿元素的C-H-O体系.在从深部至浅部的运移过程中受岩石建造性质、岩石(层)中流体成分的混入以及水-岩反应等因素作用,原始的成矿流体物理化学性质、组成成分等发生了不同程度的改变,最终形成直接导致金矿化的成矿流体.造成成矿流体中金等成矿物质发生沉淀的主要原因是流体的沸腾作用、流体中挥发份的逸失、流体相的分离作用、不同类型流体之间的混合作用以及热液蚀变(水-岩反应)作用等.     

成矿流体及成矿机制

根据成矿流体样品——流体包裹体研究资料，目前已知的成矿流体主要有下列四种类型：（１）硅酸盐熔融体＋Ｍ（金属）；（２）Ｈ２Ｏ＋ＮａＣｌ＋Ｍ；（３）Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２＋Ｍ；（４）Ｈ２Ｏ＋有机质＋Ｍ。这里所说的Ｈ２Ｏ，实际上是含有一定溶质的盐水；ＣＯ２则还包含有ＣＨ４、ＣＯ、Ｎ２、Ｈ２、Ｈ２Ｓ等等其它组分。不同的矿种、不同成因的矿床与一定种类的成矿流体有关，也就是说，成矿流体具有一定成矿专属性。通过成矿流体研究，我们认为成矿作用主要有下述几种形成机制：（１）不同种类流体混合成矿机制；（２）单一流体不混溶分离成矿机制；（３）流体＋有机质成矿机制；（４）水—岩交换成矿机制；（５）流体物－化条件改变成矿机制。     

焦家金矿主矿区金矿石的赋存特征

焦家金矿带是莱州-招远金矿区最重要的金矿带之一,产状复杂且性状变化较大。以往研究主要针对矿物种类、载金矿物及其形状及嵌布关系等进行分析,缺乏对金粒矿物学、金矿物种类及金颗粒的成色研究。本文采用偏光/反光显微镜、体视显微镜、扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪等技术手段对焦家金矿主矿区深部开采的矿石样品进行分析,研究内容主要包括金赋存状态、金粒度、金形状、金矿物类型及不同大小金粒的成色特征。结果表明:载金矿物主要以黄铁矿、黄铜矿等硫化矿和石英、长石等脉石矿物为主。金赋存状态有裂隙金(64.82%)、包裹金(19.29%)、晶隙金(15.89%);黄铁矿、黄铜矿中金粒较大,连群分布占多数,脉石中金粒细小,孤立分布占多数。金矿物形状复杂,主要有球状金、三角形金、矩形金。金矿物种类丰富,以自然金、银金矿、自然银、含铁自然银为主,其次为金铜矿、螺硫银矿、碲化金银。金矿物粒度范围较大,大金颗粒可达到90~110 μm,小金颗粒只有2~3 μm。金银矿物的成色普遍较高,大粒金成色低,以银金矿为主,小粒金成色高,大都为自然金。本文丰富了焦家金矿矿物学研究的内容,为后续选冶工艺提供了调控依据和重要信息。     

The Kiloton Class Jiaojia Gold Deposit in Eastern Shandong Province and Its Genesis

The recent deep prospecting results in the Jiaojia area of Eastern Shandong Province indicate that the Jiaojia ore field composed of several individual gold deposits as previously suggested is actually an ultra-large gold deposit. This deposit covers an area of ~40 km2, and shows a structural control by the Jiaojia fault and its secondary faults. Gold orebodies generally occur along the same mineralization-alteration belt, and the main orebodies intersect with each other or exhibit a parallel or overlapping distribution. This deposit's reserves are estimated to be 1, 200t of gold, being the first gold deposit of more than 1000t gold reserves in China. The No. I-1 orebody in the Shaling-deep Sizhuang ore blocks holds gold reserves greater than 350 t, or 29 percent of the total reserves, followed by the No. I orebody in Matang-Jiaojia ore blocks with exceeding 150t gold reserves. This deposit mainly occurs in the footwall of the Jiaojia fault, and presents zoned patterns in mineralization, alteration and structures. The strongly mineralized zones agree with strongly altered and tectonically fractured zones. These orebodies display strataform-like, veinlike or lenticular shapes, and generally show characteristics of pinching out and reappearing, branching and converging, expanding and shrinking. The orebodies commonly occur along positions where the fault strike changes and in gentle locations with dips changing from steep to gentle. The main orebodies are parallel to the main plane of the orecontrolling fault, and tend to be gentle from the surface to the deep. The orebodies mainly plunge to the southwest, with plunge angle of 45°–60°. Orebodies near the main plane of the ore-controlling fault have more gold resource than those away from main fault zone. The slant depth of orebodies is generally larger than the length along its strike direction; orebodies become thick and gold grades become low from the shallow area to the deep area. Ore-forming fluids are H2O-CO2-NaCl±CH4 type with medium-temperature and moderate to low salinity. Sulfur isotopic values(δ34SCDT) for gold ores range between 11.08‰ and 12.58‰, indicating mixed sulfur sources; hydrogen isotopic values(δDVSMOW) range from-83.68‰ to-116.95‰ and oxygen isotopic values(δ18OV-SMOW) range between 12.04‰ and 16.28‰. The hydrogen and oxygen isotopes suggest that ore-forming fluids originated from primary magma, and mixing with a large amount of atmospheric water during the late stage. The Eastern Shandong Province gold deposits are associated with magmatic activities which have mantlecrust-mixed source, and also share some similarities with orgenic and epithermal hydrothermal gold deposits. Because Eastern Shandong Province gold deposits with unique metallogenic features and formation setting which are different from other gold deposit types in the world, we call it the Jiaojiatype gold deposits. The kiloton class Jiaojia gold deposit is related to fluid activities, extension and detachment resulted from thermal upwelling of magmas. The strong magmatic activities in the middle to late stage of early Cretaceous in Eastern Shandong Province lead to active fluids, and provided abundant ore-forming materials for gold depsoits. Moreover, many extensional structures resulting from crustal extension provided favourable space for orebody positioning.     

广西金牙金矿床成矿流体地球化学

１矿床地质概况广西金牙金矿床位于桂西坳陷西林—百色断褶带北部,凌云隆起东侧边缘。矿区出露地层有二叠系、下三叠统和中三叠统。矿体主要赋存于中三叠统百逢组的浊积岩系中。载金矿物主要为毒砂和黄铁矿。矿床的形成经历了沉积期和热液期（又分早、晚两期）,热液晚期...     

分形理论在焦家金矿床深部预测中的应用

焦家金矿床位于胶东西北部的招掖成矿带内,西临著名的郯庐大断裂。矿体赋存于NNE-NE向延伸的断裂破碎蚀变带中,受控于断裂构造,围岩蚀变以钾长石化（红化）、黄铁绢英岩化、硅化、碳酸盐化为特征。本文运用分形理论研究了I、Ⅱ、Ⅲ号主矿体的品位、厚度、品位厚度乘积的分维值在垂向上的变化特征,根据分维值D的规律性变化,提出该矿床深部三个主要矿体仍有较大延伸。     

山东焦家金成矿带三维预测模型及靶区优选

为了实现焦家金成矿带资源的可持续开发利用,应用三维地质建模技术指导深部找矿工作迫在眉睫。文章从山东焦家金成矿带区域地质背景入手,全面收集研究区已有的地质、矿产、物探、化探等科研成果资料,结合前人的成矿理论研究,分析和总结有利成矿、控矿地质条件,并应用该区深部物化探信息资料,建立综合信息定量找矿模型,采用“立方体预测模型”及地质统计学方法推断深部成矿空间,实现真正意义的定位定量定概率的资源预测评价。预测结果表明,该成矿带深部找矿金资源量达842.88 t,具有较好的开发利用潜力。更重要的是,圈定了7个尚未开发的成矿有利靶区,并结合探矿工程模型,提出了具体的勘查建议,为深部找矿提供了科学依据。     

焦家金矿床深部矿体地质特征及深部成矿预测

焦家金矿床位于焦家断裂带中段,属典型的＂焦家式＂金矿,截至2008年底焦家金矿床累计探获资源储量234 564 kg。该文通过对深部矿体地质特征论述,并与中浅部矿体进行对比,总结深部成矿规律,利用焦家断裂控制的矿体具有等距斜列、尖灭再现规律,对深部矿体进行了预测。     

新疆阿希低硫型金矿床流体地球化学特征与成矿机制

位于新疆西天山的阿希金矿为一赋存于古生代陆相火山岩中的冰长石—绢云母型（低硫型）浅成低温热液金矿床,其围岩为下石炭统安山质火山岩和火山碎屑岩。矿体呈脉状产出,严格受古火山机构外围的环形断裂带控制。成矿作用分为石英—玉髓状石英脉阶段、石英脉阶段、石英碳酸盐脉阶段、硫化物脉阶段、碳酸盐脉阶段,形成的矿石有石英脉型和蚀变岩型两类。成矿作用阶段形成的流体包裹体主要有三类：液相水溶液包裹体、富液相气液两相水溶液包裹体和富气相的气液两相水溶液包裹体,其中以前两类为主。三类流体包裹体在矿石中同时出现,说明它们形成于非均一的流体介质条件,矿床形成时流体发生了沸腾作用。成矿流体冰点温度一般为-0.3--2.3℃,相应盐度为0.48%-3.75%NaCleq,平均1.85%NaCleq;冰点峰值温度位于-0.4--1.6℃,相应盐度为0.66%-2.63%NaCleq。流体包裹体均一温度为121-335℃,平均209℃;均一温度峰值为140-240℃,计算得到流体密度为0.73-0.96,成矿深度小于700m。成矿流体的氢、氧同位素变化范围小,δDSMOW,H2O=-98‰--116‰,δ18OSMOW,H2O=-0.55‰-1.65‰;碳同位素δ13CPDB,方解石=2.6‰-4.9‰,δ34SCDT=-4.0‰-3.1‰,平均值为δ34SCDT=-0.45‰,表明成矿流体主要为循环的大气降水,成矿物质主要来自赋矿围岩火山岩及基底岩石。含金石英脉中冰长石、叶片状石英和硫化物集合体的出现,以及气相比例和均一温度变化很大的液相、富液相和富气相的水溶液包裹体的共生,说明流体的沸腾作用是引起成矿流体中矿质发生沉淀富集的主要成矿机制;对于蚀变岩型矿石,其成矿以水岩交代反应为主,成矿作用过程中流体处于近中性pH值环境。     

Structures and Implications for Fluid Migration in the Jiadi Carlin‐Type Gold Deposit,Guizhou Province,Southwest China

The Jiadi gold deposit is a newly discovered Carlin‐type gold deposit in the Guizhou Province, Southwest China. This deposit is structurally controlled by a shallow fold–fault superimposed system along the Lianhuashan trend. Field geological investigations, structural analysis, and mathematical research are conducted to study its structures and hydrothermal fluid flow process. Geological investigations (i.e. sections, stope, and drill hole) indicate that the structures are dominated by NE‐trending folds, NWW‐trending folds, and faults. A trend‐surface analysis of the low interformational fracture zone suggests that the overall distribution of the Lianhuashan trend is controlled by the NE‐trending Lianhuashan anticline. Nearly all primary Carlin‐type gold deposits are distributed along the southeastern flank where the fold axis changes from NE to EW. Gold orebodies are hosted by the interformational fracture zones and primarily situated at the transitions from the high‐value areas to the low‐value areas of the interformational fracture zones. A stress analysis on the hydrothermal veins indicates that they are of tenso‐shear properties. The ore‐forming elements (Au, As, Sb, Hg, and Tl) of the hydrothermal veins from the interformational fracture zones and intrusive breccia body present strong positive anomalies compared with those from the adjacent wall rocks. According to the development patterns of the ore‐forming elements and hydrothermal veins, a migration process of the ore‐forming fluids is proposed: the deeply sourced ore‐forming fluids migrated vertically to shallow crust along an intrusive breccia body, subsequently flowed horizontally along the interformational fracture zones accompanied by gold precipitation in the early stage, and finally migrated outward along steep micro‐fractures during following stages.     

豫西南石板沟金矿床成矿流体特征

豫西南的石板沟金矿床是一个与剪切带有关的脉状金矿。该矿床流体包裹体的系统分析结果表明：镜下石英中流体包裹体类型丰富多样。据室温状态下流体包裹体的相态、加热状态下流体包裹体的性状及产出特征。鉴别出原生富气包裹体、原生富液包裹体、原生舍子矿物多相包裹体、次生富液包裹体和次生纯液包裹体等五种类型。流体包裹体显微测温数据的统计结果显示均一温度(Th)在380～110℃之间，成矿流体最低捕获压力估计在13～74MPa之间：盐度估计在2．3％～43．0％NaCI之间；密度估计在0．84～1．15g／cm^3之间。流体组份属K^ -Na^ -Ca^2 -Mg^2 -HCO3^--CI^--SO4^2-体系。流体包裹体氢、氧和碳等稳定同住素测试结果显示δ^18OH2O为-2．49‰～-1．99‰，δDH2O为-24．0‰～33‰，δ^13Cco2为-11．12‰～-14．59‰。综合研究认为该矿床不同矿化类型的成矿流体性质不同，具有多来源特征，成矿与剪切带和中低温热液作用有关,可能是岩浆作用与动力变形变质作用紧密配合的结果。