日本北海道Koryu矿山浅成低温热液Au-Ag矿化的成因

Koryu矿山位于北海道南西部，为一浅成低温热液型Au-Ag石英脉型矿床.矿床产于中新世黑色泥岩中的东西向剪切带内.矿床含有8个主要脉体，总体呈东西走向，在水平、垂直方向上均发生结构、构造的变化.1号脉和3号脉中冰长石K-Ar年龄为0.8~1.2 Ma，表明矿化时代为更新世.根据矿脉体的穿插关系和脉内矿物共生关系得出矿区有2期矿化，早期矿化可分3个阶段（即E-Ⅰ，E-Ⅱ，E-Ⅲ），晚期矿化可分成7个阶段（即L-Ⅰ，L-Ⅱ，L-Ⅲ，L-Ⅳ，L-Ⅴ，L-Ⅵ，L-Ⅶ）.宽矿脉体由多阶段矿化组成，Au-Ag矿化主要与L-Ⅲ阶段矿化密切相关.早期矿化形成的特征矿物为钙菱镁矿、钙锰辉石及少量矿石矿物；晚期矿化形成大量矿石矿物.含AuAg的矿物主要为银金矿、螺状硫银矿-辉硒银矿、硫锑铜银矿-硫砷铜银矿、浓红银矿-淡红银矿、辉铜银矿、马硫铜银矿、碲银矿和黝铜矿.而脉石矿物为绿泥石、蒙脱石、石英.区内许多成矿阶段均含富气相流体包裹体，这表明沸腾作用在整个过程中间歇发生.早期矿化温度（263~283℃）稍高于晚期矿化温度（246~260℃）.成矿溶液盐度为0.5%~6.0% NaCl当量，尽管CO₂含量在晚期矿化阶段达0.4%（质量分数）.这些特征表明成矿流体最大压力为3.1~6.8 M Pa，相当于古潜水面下430~850 m深度.石英形态学结合流体包裹体研究证实流体沸腾作用反复发生，导致SiO₂过饱和，形成结构各异的二氧化硅矿物.在脉体形成过程中，SiO₂重结晶形成石英.稳定同位素资料、矿物共生组合特征、石英结构特征和流体包裹体特征综合研究得出Koryu金-银矿床成矿模式如下：矿床矿化分为明显的两期，即早期和晚期，分别对应类型1和类型2两种热液流体.早期流体具相对高的W¹⁸O值（-5.3‰~-4.7‰），温度不低于260℃；晚期流体W¹⁸O值相对偏低（-9.3‰~-6.0‰），温度250℃以上.类型1流体发生深部循环，淋滤Ca和M n元素，在早期矿化过程中形成钙菱镁矿、钙锰辉石.与浅成水混合的类型2流体沿新通道上升，富含Au、Ag元素.在晚期矿化过程中，流体上升至沸腾带（ < 850 m），金、银在250℃沉淀成矿.