蚌埠五河地区金矿床成矿物质来源及其年代学研究——以河口和荣渡金矿床为例

安徽省蚌埠五河地区河口和荣渡金矿床是华北地台东南缘蚌埠台隆和五河台坳邻接区域的两个金矿床。本文通过对比研究河口和荣渡金矿床的地质特征、流体包裹体地球化学、Re-Os同位素以及H-O-S同位素特征,来厘定其形成时代、探讨其成矿物质来源和成矿过程。河口及荣渡金矿床矿体主要呈细脉浸染状、脉状和网脉状赋存于古太古代西堌堆地层中,成矿过程可划分为4个阶段:(1)石英脉阶段(早阶段);(2)石英-黄铁矿阶段(早阶段);(3)石英-多金属硫化物阶段(中阶段);(4)碳酸盐阶段(晚阶段);其中,中阶段为金的主要矿化时期。河口和荣渡金矿床早阶段(石英脉和石英-黄铁矿阶段)的石英内发育富液两相包裹体(WL型)、富气两相包裹体(WG)以及少量的含子晶的气液固三相包裹体(S型),均一温度为322～412℃,盐度介于5. 56%～15. 67%NaCleqv之间,属于高温中低盐度流体体系;中阶段(石英-多金属硫化物脉阶段)石英内发育有富液两相包裹体(WL型)、富气两相包裹体(WG),均一温度为257～357℃,盐度介于3. 06%～7. 45%NaCleqv之间,属于中高温低盐度流体体系。从成矿早阶段到主成矿阶段流体的盐度和温度都发生了较大程度的降低,推测矿化过程可能是由流体温度和盐度的降低引起的。成矿阶段石英中流体水的δ~(18)O值介于5. 01‰～7. 90‰之间,δD_(V-SMOW)值介于-89‰～-65‰之间,表明两个矿床的成矿流体为主要为岩浆水。河口金矿床矿石中的黄铁矿δ~(34)S值介于3. 89‰～9. 65‰之间,荣渡金矿床方铅矿δ~(34)S值为0. 76‰,表明河口及荣渡金矿床δ~(34)S值具有岩浆硫的特征,后期由于岩浆去气作用或地层硫的参与使矿石中的δ~(34)S值升高。因此,这两个金矿床可能是与岩浆热液有关的热液石英脉型金矿床。对荣渡金矿床矿石的黄铁矿进行Re-Os同位素定年,确定金矿床形成于134±19Ma,结合前人对该地区所做的岩浆岩定年工作,推测荣渡金矿床的成矿可能与区内130Ma左右的岩浆活动密切相关。     

长江中下游成矿带钨矿床

长江中下游成矿带是我国重要的铜-铁-金多金属成矿带,近年来在长江中下游成矿带内发现多处白钨矿床和矿化点,为该成矿带的成矿学研究提供了新的研究课题。相比成矿带铜铁金多金属矿床研究程度,钨矿床成矿作用研究明显薄弱,尚未进行系统的成矿作用和成矿规律总结。成矿带内发育的钨矿床主要为北亚带的东顾山矿床、主带(中亚带)的阮家湾矿床和南亚带的桂林郑矿床和高家塝矿床。本文对这四个钨矿床及几个含钨矿床的地质和地球化学特征、成岩成矿时代、成矿岩体地球化学特征等方面的研究资料和成果进行了总结,讨论和试图阐明长江中下游成矿带钨矿床的成矿作用。研究显示,长江中下游成矿带存在三期钨成矿作用,分别为146～143Ma、127Ma和97Ma,在成矿带的铜主成矿期前和铁成矿期均有钨成矿作业发生。钨矿床中白钨矿的Sr-Nd同位素组成分别落入董岭式基底或江南式基底范围,表明长江中下游成矿带的董岭式和江南式基底是形成原始含矿岩浆的物质基础。长江中下游成矿带的钨矿床成矿岩体为中酸性岩,ε_(Hf)(t)值很低,且Zr/Hf、K/Rb比值小,表明成钨岩浆岩为古老地壳物质重熔并经历了较充分的分异演化,对比成矿带中成铜、成铁岩体,源区性质可能是导致长江中下游成矿带金属成矿差异的根本原因。燕山期的陆内俯冲是造成长江中下游成矿带钨矿床成矿的主导机制。     

纳如松多矿集区电性结构特征及对成矿作用的约束

为了研究西藏纳如松多矿集区的电性结构特征和对成矿作用的约束,对覆盖矿集区的大地电磁测深数据进行全面的数据处理分析,得到了可靠的二维电性结构模型.研究结果表明,分别在深度为40~50 km,20~30 km和10 km处见高导体,推测这些高导体可能为部分熔融和水流体共同所致.由于纳如松多矿集区内矿床为岩浆-热液型,深部岩浆的上涌在成矿作用中起到关键作用,所以壳内高导体可能为与成矿有关岩浆房的电性痕迹,将这些高导体连起来可能代表着深部热液向上运移的古通道.电性结构主要体现了壳内高导体与区域成矿动力作用的关系,向上运移的富矿岩浆也可能通过局部的隐伏构造运移到Pb-Zn和Fe-Cu矿床的位置,再演化形成矿体.     

青藏高原申扎-双湖剖面岩石圈电性结构特征及其含义

为了研究班公湖-怒江缝合带的壳幔电性结构及构造特征,并为其俯冲极性提供电性约束,对青藏高原中部申扎-双湖大地电磁测深剖面进行全面数据处理分析,获得了可靠的二维电性结构模型,研究表明:沿剖面上地壳分布的是规模不等的高阻体,底面埋深在10~25 km变化,高阻层之下发现由不连续的高导体构成的中下地壳高导层.通过对电性结构的分析,认为班公湖-怒江特提斯洋的俯冲消亡极性可能是双向的,随后拉萨-羌塘地体碰撞带处的上地壳高阻体发生拆沉,以上两次动力学事件可能共同作用于缝合带处的壳幔高导体,同时北拉萨地体的壳幔高导体还可能体现了构造作用、岩浆活动和成矿作用之间的关系.     

贵州黔东南坑头蚀变岩型金矿的发现及意义

坑头金矿位于贵州黔东南金矿带,前人对该金矿带石英脉型金矿进行了广泛研究,认为深部可能有蚀变岩型金矿存在,但都未证实。近期经综合研究,在坑头金矿施工钻孔发现坑头金矿的深部存在蚀变岩型矿体,含金量最高达6. 65 g/t。蚀变岩型金矿矿石中金的赋存状态以裂隙金为主,主要载金矿物为毒砂。硅化蚀变及断层与金矿化关系密切,金矿体位于硅化蚀变发育的构造破碎带中。目前,黔东南金矿的开采目标多为300 m以浅的石英脉型金矿体,因此该发现对黔东南地区金矿深部勘查工作具有重要意义。     

北祁连西段牛毛泉东金矿地质特征、成矿时代及成因分析

牛毛泉东金矿位于北祁连造山带与阿尔金断裂的结合部位,该地区被誉为西北的"金三角"。牛毛泉东金矿为该地区近年来新发现的受脆韧性剪切带控制的金矿床,金矿体产于阴沟群安山质凝灰岩、安山质凝灰熔岩中的近东西向脆韧性剪切蚀变带,矿化受构造控制显著,成矿具有多阶段性,金主要形成于硫化物-石英-金矿化阶段。矿脉两侧热液蚀变强烈,与成矿有关的蚀变主要为硅化。通过石英流体包裹体测得金矿石中流体包裹体的均一温度112～191℃;成矿流体盐度0.35%～7.86%,平均4.77%;密度为0.92～0.96 g/cm^3,平均0.95 g/cm^3,显示成矿流体具有浅层低温热液特征。对黄铁绢英岩型矿石中绢云母⁴⁰Ar-³⁹Ar测年获得坪年龄为(296.7±2.8) Ma,对应于北祁连陆内伸展拉张构造演化过程。矿床的地质特征及成矿时代与邻近的寒山金矿类似,并受同一条韧性脆性断裂构造带控制,均为低硫浅成低温热液型金矿,主成矿时代为华力西晚期。牛毛泉东金矿的发现及成因研究对指导区域找矿方向具有重要的意义。     

Geological and Fluid Inclusion Constraints on Gold Deposition Processes of the Dayingezhuang Gold Deposit,Jiaodong Peninsula,China

The Dayingezhuang gold deposit, hosted mainly by Late Jurassic granitoids on Jiaodong Peninsula in eastern China, contains an estimated 170 t of gold and is one of the largest deposits within the Zhaoping fracture zone. The orebodies consist of auriferous altered pyrite–sericite–quartz granites that show Jiaojia-type (i.e., disseminated and veinlet) mineralization. Mineralization and alteration are structurally controlled by the NE- to NNE-striking Linglong detachment fault. The mineralization can be divided into four stages: (K-feldspar)–pyrite–sericite–quartz, quartz–gold–pyrite, quartz–gold–polymetallic sulfide, and quartz–carbonate, with the majority of the gold being produced in the second and third stages. Based on a combination of petrography, microthermometry, and laser Raman spectroscopy, three types of fluid inclusion were identified in the vein minerals: NaCl–H2O (A-type), CO2–H2O–NaCl (AC-type), and pure CO2 (PC-type). Quartz crystals in veinlets that formed during the first stage contain mainly AC-type fluid inclusions, with rare PC-type inclusions. These fluid inclusions homogenize at temperatures of 251°C–403°C and have low salinities of 2.2–9.4 wt% NaCl equivalent. Quartz crystals that formed in the second and third stages contain all three types of fluid inclusions, with total homogenization temperatures of 216°C–339°C and salinities of 1.8–13.8 wt% NaCl equivalent for the second stage and homogenization temperatures of 195°C–321°C and salinities of 1.4–13.3 wt% NaCl equivalent for the third stage. In contrast, quartz crystals that formed in the fourth stage contains mainly A-type fluid inclusions, with minor occurrences of AC-type inclusions; these inclusions have homogenization temperatures of 106°C–287°C and salinities of 0.5–7.7 wt% NaCl equivalent. Gold in the ore-forming fluids may have changed from Au(HS)0 as the dominant species under acidic conditions and at relatively high temperatures and fO2 in the early stages, to Au(HS)2– under neutral-pH conditions at lower temperatures and fO2 in the later stages. The precipitation of gold and other metals is inferred to be caused by a combination of fluid immiscibility and water–rock interaction.     

桐柏老湾金矿带成矿构造体系演化研究及其地质意义

通过对老湾成矿带各期构造作用、区域变质作用、岩浆作用、矿化富集作用研究,将老湾成矿带成矿构造体系演化分为三个阶段:加里东-华力西期深层次韧性剪切作用,形成的NNW向构造控矿因素深远,起初始富集作用;从印支晚期(236～214 Ma)开始,在燕山期或期前(132.5Ma)为脆-韧性剪切-右行走滑体系,矿液再次充填控矿形成现在的富矿体;燕山末期后发生了浅层次脆、韧性构造和构造推覆。并建立了老湾金矿带"早期老湾韧性剪切成矿构造系统"与"中期高角度右型走滑脆韧性断裂构造系统叠加"和"晚期构造掩盖或破坏"三期成矿构造演化体系。三期成矿构造演化体系的建立和"晚期老湾岩体推覆于龟山岩组上"的认识,极大地拓展了赋矿地层空间,为取得找矿突破提供重要理论依据。     

东昆仑五龙沟金矿田地质特征与成矿地质体厘定

五龙沟金矿田位于东昆仑造山带中段,矿田内金矿床主要沿岩金沟、萤石沟-红旗沟、三道梁-苦水泉三条NWW向构造破碎带发育。本文通过金矿床地质特征的综合分析,认为金矿床类型属于中—低温热液型,矿化类型为构造破碎带蚀变岩型,金成矿作用的温度为195~319℃,成矿物质具有壳源为主,部分幔源混合特征,成矿流体为岩浆水和大气降水的混合,矿物组合以微细黄铁矿、微细针状毒砂和不可见金为特征。同时通过地质体与矿床的空间关系、地质体与矿床物质成分的相关性、地质体形成时代与矿床形成时代及其时间差的对比研究,确认红旗沟脑片麻状花岗闪长岩体是五龙沟金矿田成矿地质体,也是金元素重要提供者。岩体含有大量被拉长的闪长岩包体,矿物发生明显的韧性变形,具有壳源为主的壳幔同熔作用形成、在定向应力作用下同构造侵位的特点,成岩年龄239~244Ma。壳幔同熔作用过程中幔源物质的加入带来了更多的金元素,定向应力作用下同构造侵位使金元素更容易活化迁移,进入成矿作用过程。金矿床主成矿期为印支早期,成矿年龄237Ma左右;后期被210Ma含浸染状黄铁矿的中酸性杂岩体侵位吞噬破坏。金矿床受成矿地质体和NWW向构造破碎带联合控制,矿化主要发育于距成矿地质体1.0~3.0km范围内的NWW向构造破碎带中;如果在成矿地质体影响范围内,没有NWW向构造破碎带,金矿体就没有赋存空间;而虽有NWW向构造破碎带,但离开成矿地质体的影响范围,金矿化则迅速减弱。进一步找矿方向是红旗沟脑片麻状花岗闪长岩成矿地质体影响范围之内有NWW向偏脆性构造破碎带发育的部位,或者是有隐伏成矿地质体的附近。     

小秦岭金矿区小麦和玉米重金属的健康风险评价

重金属污染引发的农产品质量安全问题已成为全社会关注的焦点。为了解小秦岭金矿开发引起的重金属污染风险,采集了同点位的农田土壤、小麦和玉米籽粒样品,测定了其中Hg、Pb、Cd、Cr、As、Cu和Zn的含量及其在土壤中的形态;采用指数法和RAC风险评价法分析了土壤重金属的污染风险,采用转移因子和目标风险指数法评价了小麦、玉米籽粒中重金属的健康风险。结果表明:小秦岭金矿区土壤中Hg、Pb、Cd、Cu、Zn含量受矿业活动影响强度大,在土壤中累积明显;土壤中Hg、Cd、Pb、Cu总量超过了国家限值,呈现污染;Cd、Hg、Cu具有潜在生态风险。小麦和玉米籽粒中Pb以及玉米籽粒中的Cd的平均含量高于国家标准,呈现一定程度的污染;部分小麦样品中的Hg、Cd和部分玉米样品中的Cd超过WHO/FAO安全限值,小麦和玉米籽粒中度Pb平均含量超过欧盟安全标准,说明具有潜在的健康风险。重金属的转移因子表明Cd、Zn及Cu比其他重金属更容易从土壤转移到小麦和玉米籽粒中;通过小麦对重金属的摄入量略高于玉米,远低于WHO/FAO推荐剂量;目标风险指数评价表明,只消费小麦或玉米基本不产生健康风险,但同时消费矿区生长的小麦和玉米具有较高的Pb健康风险。