江西朱林西金矿床的成矿流体来源研究

2020-10-10 12:17
世界有色金属 2020年13期
关键词:热液同位素岩浆

(江西省核工业地质局二六一大队,江西 鹰潭 335000)

江西省朱林西金矿床是我国重要的贵重金属产地,位于江西德兴市的东北方,也是金山金矿田内发育成熟的第四大金矿床。二十一世纪初期,江西省有色金属地质勘查局就已经初步完成对朱林西金矿床的地质调查工作,并获得了良好的寻矿成果[1]。利用野外调研和实地考察,再结合岩矿鉴证,江西朱林西金矿床的成矿主要包括二期四个阶段:第一期属于区域变质岩成矿期,具体包括黄铁矿——绿泥石化阶段;第二期属于岩浆变质成矿期,具体包括硫化物——碳酸盐阶段,硫化物——铁镁碳酸盐阶段,黄铁矿——云母岩阶段。其中,硫化物——铁镁碳酸盐阶段可以归属为朱林西金矿床的重点成矿阶段。围岩蚀变包括黄铁矿化、绿泥石化、碳酸盐化、硅化等。

以往对江西朱林金矿研究仅从地质、地球化学等方面开展研究工作,缺少对金矿成矿流体来源等方面的探讨。在前人研究基础上,展开详细的硫同位素地球化学特征研究,推动了成矿物质来源理论的发展,江西朱林西金矿床的找矿工作提供理论支撑。

1 江西朱林西金矿床的成矿流体来源

1.1 变质热流体

一般来说将成矿流体的来源为岩浆水和大气水的混合物。通俗来讲,在既定温度与水或岩的通力环境下,因为水岩之间的互相作用以及氢、氧同位素的交换,大气降水过程中的氢、氧同位素就共同演化成成矿流体的来源特征,譬如现在很多发现的地热水内的氢、氧同位素就具备此特征。江西朱林西金矿床简图,如图1所示。

按照江西朱林西金矿床的地球化学特征,特别是成岩与成矿之间存在的时差,我们普遍认为朱林西金矿床的成矿流体来源主要来自于大气降水。朱林西金矿床和内部发育的水泉沟碱性岩体和花岗岩间都存在巨大的成岩与成矿时差,这在一定程度上就排除了岩浆热液成矿的可能性。成矿流体的氢、氧同位素说明朱林西金矿的成矿流体来源主要是大气降水。另外一方面,朱林西金矿床内发育的石英脉中的包裹体数量比较少,周围包裹体之间也多呈现次包裹体,且缺少含子晶包裹体,这就说明矿床含金石英脉在某段时期内长时间受到地壳的韧性剪切,发生变形[2],原本的包裹体受到破坏而散失,同样的现象在我国其他金矿床内亦有发现。在韧性变形逐步转变为脆性变形以后,岩浆热液活动再次生成次生包裹。野外调研阶段,江西省有色金属地质勘查局发现朱林西矿床深部存在大规模的蚀变闪长岩沿韧性剪切带剖露现象,而在周围上,也处在发育的燕山期岩浆岩表露地面现象,这也许在很大程度上解释了岩浆热液成矿现象。调查发现流体包裹体的盐度分布在2.93%~9.07%)之间比较大,这就说明成矿流体来源众多。另外对碳同位素进行检测发现金山金矿床成矿流体明显具备大气降水特征。

由上述研究结果发现,成矿作用主要发生在地壳韧性剪切变形之后的脆性变形期,岩浆热事件造成矿区岩石普遍具有变形、变质特点,大量的变质热液对矿床的发育具有非常重要的作用。流体包裹体的一系列研究说明,液相成分主要包括 :Ca2+、Mg2+、Na+、K+和SO42-,气相成分主要包括H2O与CO2,和其他韧性剪切带型金矿床相比,Ca2++Mg2+>Na++K+和变质热液型金矿明显区分于其他类型金矿床。H2O同位素的生成在很大意义上也说明朱林西金矿床成矿流体的介质主要是以变质水为主,其次生流体包裹体的碳同位素在-0.47×10-3~2.48×10-3之间,明显具备再循环大气降水的碳同位素组成在0~9×10-3之间的特征。以上研究表明:在韧性剪切过程中,成矿热液为变质水和富含有机质的大气降水的混合流体,形成蚀变糜棱岩和含金石英脉两类矿体[3]。结合氢氧同位素组成,普遍认为朱林西金矿床成矿流体来源之一就是岩浆水和大气降水的混合产物。

1.2 朱林西金矿床的地质特征及硫同位素组成

矿区出露地层以中元古界双桥山群第三岩组第二段为主,上部岩性为灰色砂质板岩夹凝灰质板岩及绢云板岩,下部为砂质千枚岩夹含凝灰质砂质千枚状板岩及多层透镜状变安山玄武岩。在矿区北西侧,有少量中元古界双桥山群第四岩组地层出露。矿区构造主要包括褶皱、韧性断裂和脆性断裂。研究区位于石碑—西源岭背斜北西侧,背斜轴向60°;地层总体倾向北西,局部受韧性变形产生折曲。

图1 江西朱林西金矿床简图

流体的硫同位素组成具体可以根据硫化物δ34S进行推算,为此,对两种类型的矿石中黄铁矿和方铅矿的硫同位素组成进行检测,结果参见下表。

表1 金矿床硫同位素组成

热液成矿中,蚀变糜棱岩的硫同位素变动范围大致在3‰~8‰,平均取值4.4‰含金石英脉的变动范围在3‰~5‰之间,平均取值4.25‰。由以上数据可知,热液形成矿石中,蚀变糜棱岩与含金石英脉硫同位素相比,明显前者普遍高于后者。

2 结语

对江西朱林西金矿床的成矿流体来源进行分析,朱林西金矿床经历地壳韧性变形作用时,推动了金元素的剧烈迁移和集聚,韧性变形在很大程度上提高了岩体的对矿物质的融合性,为成矿流体的形成与迁移提供了便利;同时变质流体出现,可因为韧性变形作用的长久作用机制,造成地质内部很少会和这类流体相对应的包裹体匹配。到脆性变形时期,矿床内部会进一步发生裂隙;同时,区域内的岩浆活动造成深部流体顺着裂隙构造而发生垂直上升,大气降水也顺着裂隙向下迁移,二者在初步集聚部位相混,导致其发生沉淀成矿。希望本文对江西朱林西金矿床的成矿流体来源研究可以为以后有关金矿床成矿规律提供一定的参考价值。

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