2. 中山大学海洋学院,广州 510006;
3. 广东省海洋资源与近岸工程重点实验室, 广州 510275
2. School of Marine Sciences, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510275, China;
3. Guangdong Provincial Key Laboratory of Marine Resources and Coastal Engineering, Guangzhou 510275, China
Groves et al. (1998)和Goldfarb et al. (2001)基于对澳大利亚Yilgarn地块赋存于太古代麻粒岩相到绿片岩相岩石中脉状金矿的研究,提出了造山带型金矿床(Orogenic Gold Deposits)的概念和识别标志。这一概念的提出引起了国内外矿床地质学家的广泛关注,并掀起了造山型金矿的研究高潮, 发表了大量有关的论文(Groves et al., 1998, 2003; Goldfarb et al., 2001, 2004, 2005; Bierlein et al., 2004;孙晓明等,2010;周峰等,2011)。锑矿和金矿的分布甚广,遍布全球,主要集中在造山带中,且金、锑两种元素经常在空间上具有共生分异现象。对于造山带中的金锑矿床,Groves et al.(1998)和Goldfarb et al.(2001)认为由于Sb、Hg成矿温度低,在近地表环境下(<3km)造山带型金矿成矿流体系统可能形成以Sb、Hg为主的矿床,新生代以前伴随造山作用形成的此类矿床由于造山带的强烈抬升而被剥蚀掉了。
喜马拉雅是全球最年轻的造山带且造山作用仍在进行中,后期叠加改造作用轻微,对其进行研究将能为中生代以前金属矿床的研究提供借鉴。近年来在雅鲁藏布江结合带以南的广大地区还陆续发现了包括马攸木金矿、邦布金矿、折木朗金矿、查拉普金矿、哲古金矿、乌拉堆金锑矿、马扎拉金锑矿、沙拉岗锑矿、扎西康锑矿、车穷卓布锑矿和阿布纳布锑矿等一系列金、金锑、锑矿床(聂凤军等,2005)。目前,已有不少学者对藏南金锑成矿带内的马攸木、邦布、折木朗金矿床进行了详细研究,并认为这些金矿床为典型的陆陆碰撞造山型金矿(江思宏等, 2008; Jiang et al., 2009;孙晓明等,2010;周峰等,2011)。
马扎拉是藏南金锑成矿带内具有代表性意义的金锑矿床。研究该矿床的成矿流体的物理化学特征、成矿流体来源、成矿机制及矿床类型有利于探讨造山型金矿在地壳浅部及近地表环境条件下成矿流体及所形成矿床的特征,有利于丰富与发展造山带型金矿床成矿理论。目前已有少数学者对该矿床的成矿流体物理化学条件、成矿流体来源和矿床类型进行了初步研究探讨,对其成因提出了多种观点,例如:(1)张建芳等(2011)认为马扎拉金锑矿为为早期断陷盆地沉积地层(初始矿源层)经区域变质作用使成矿物质初步富集,中新世岩浆热液与地热水混合携带成矿物质叠加成矿;(2)杨竹森等(2006)认为分布于藏南锑金矿床带中部浪卡子式金矿床成矿流体以岩浆水为主,外侧的马扎拉式金锑矿床为岩浆水与大气水的混合,更外围的沙拉岗式锑矿床以循环的大气水为主;(3)聂凤军等(2005)提出藏南地区金、锑矿床的形成经历了多阶段演化,古生代和中生代的海相火山喷溢活动、陆源碎屑沉积作用和区域变质使成矿元素初步富集,形成矿源层,燕山期和喜山期的岩浆活动叠加改造使矿源层而富集成矿。尽管这些研究从不同侧面对该矿床进行了有意义的探讨,但在成矿流体物理化学条件、成矿流体来源研究方面仍然存在较大分歧,且至今从未有学者对马扎拉金锑矿床中最主要的载金矿物--辉锑矿中流体包裹体进行过详细的研究工作。
流体包裹体是地质时代中形成各种矿物、岩石、矿床时被留在其中的地质流体的样品,对其研究可以得出各种矿床和岩石形成时的条件。目前对流体包裹体进行研究已成为矿床学研究的重要手段。但一直以来由于受到各种技术手段的限制,地质学家们主要是通过研究与金属矿物紧密共生且在结构构造上与金属矿物属于同一成矿期次的透明脉石矿物中的流体包裹形成时的物理化学条件来近似代表成矿的物理化学条件,这些透明脉石矿物主要为石英、方解石、萤石等。而直接研究来自不透明金属矿物中的流体包裹体形成时的物理化学条件则非常少。对此,有些地质学家曾对透明脉石矿物中流体包裹体所提供的成矿流体的物理化学条件能否代表成矿时真实成矿流体的物理化学条件表示了质疑(Campbell and Robinson-Cook, 1987;Campbell and Panter, 1990),并认为单凭用肉眼判断两种矿物在结构构造上是否属于同一成矿期次具有太多人为主观因素,有必要对金属矿物的流体包裹体进行直接的研究。
从20世纪80年代开始,红外技术的发展使我们能够直接观察可见光下不透明金属矿物中的包裹体。前人研究发现多种金属矿物在红外显微镜下透光(Campbell et al., 1984, 1988; Campbell and Robinson-Cook, 1987; Campbell and Panter, 1990; Richards and Kerrich, 1993; Mancano and Campbell, 1995; Lüders and Reutel, 1996; Lüders and Ziemann, 1999), 这使得我们直接对这些在可见光下不透明的金属矿物进行显微测温成为可能。
作者等以藏南马扎拉金锑矿床为例开展研究,从马扎拉金锑矿床流体包裹体特征及成矿流体稳定同位素地球化学两方面入手,探讨造山型金矿在地壳浅部及近地表环境条件下成矿流体及所形成矿床的特征,有利于丰富与发展造山带型金矿床成矿理论。
1 地质概况马扎拉金锑矿床位于西藏特提斯喜马拉雅板片中(图 1)。按其地质特征,特提斯喜马拉雅板片由北向南可划分出北喜马拉雅、高喜马拉雅、低喜马拉雅、亚喜马拉雅等四个构造带(尹安, 2001)。马扎拉处于北喜马拉雅构造带的中部,南与高喜马拉雅构造带相接,北与雅鲁藏布江结合带以大断裂为界。目前在该带发现的金、锑-金、锑矿床已多达50余个(聂凤军等,2005)(图 1)。北喜马拉雅构造带内出露的地层有古生界和中生界。古生界由前石炭系片岩、混合岩和下二叠统康马组片岩、千枚岩组成,为古台地型沉积。中生界主要由上三叠统涅如群、上侏罗统维美组、下白垩统多久组和上白垩统宗卓组等组成,为一套浅海-深海相沉积。中生界分布广,厚度大,是北喜马拉雅构造带的主体地层。
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图 1 藏南沙拉岗锑矿区域地质简图(据杨竹森等,2006修改) THS-特提斯喜马拉雅沉积序列;GHM-高喜马拉雅变质岩;IYS-雅鲁藏布江缝合带;STDS-藏南拆离系 Fig. 1 Simplified geological map of the southern Tibet showing the location of Shalagang antimony deposit (after Yang et al., 2006) THS-Tethyan Himalayan sedimentary sequences; GHM-Greater Himalayan metamorphic rocks; IYS-Indus-Yalu suture; STDS-South Tibetan detachment system |
矿区出露地层较为单一,主要为中下侏罗统日当组和第四系,日当组划分为5个岩性段,马扎拉矿体位于第一岩性段的下部层位,岩性主要为板岩,其次为变余粉砂岩、变余细砂岩、灰岩。局部被闪长玢岩脉侵入。根据岩性组合特征又将日当组第一岩性段分为以下四个岩石单元组合:①板岩夹安山岩、灰岩组合;②板岩夹(粉)砂岩组合;③钙质板岩夹灰岩;④含菱铁质结核板岩。矿区内已知的Au、Sb矿(化)体多分布于板岩夹安山岩、灰岩组合单元中。
受区域南北向挤压的影响,矿区断裂及褶皱构造比较发育。矿区断裂构造按其走向大致可分为近EW向、近SN向、NW向、NE向4组,其中EW向断裂为主要的控矿断裂,NW向和SN向小断裂也与成矿关系密切。马扎拉背斜呈NW-SE向(图 2),枢纽向SE倾伏,背斜核部发育密集劈理和小断裂,成为控矿的主要构造之一。
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图 2 马扎拉锑-金矿床矿区地质图(据张建芳等,2011) 1-第四系;2-板岩;3-含泥板岩;4-含钙质板岩;5-板岩夹砂岩;6-灰岩;7-砂岩;8-闪长玢岩;9-背形轴;10-矿体;11-断层及编号;12-地质界线 Fig. 2 Geological sketch map of Mazhala antimony-gold deposit (after Zhang et al., 2011) 1-Quaternary; 2-slate; 3-argillite; 4-calcareous slate; 5-slate intercalated with sandstone; 6-limestone; 7-sandstone; 8-dioritic porphyrite; 9-axis of antiform; 10-orebody; 11-fault and number; 12-geological boundary |
该区岩浆活动表现为中-基性火山喷发,主要岩石类型有安山岩、闪长玢岩(图 2)。
根据矿体地质特征和分布区域将矿区内矿体大致划分为5个矿群,从北往南依次为Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅷ矿群,其中Ⅰ矿群以锑矿为主,Ⅲ矿群以金矿体为主,Ⅴ、Ⅷ矿群以金锑为主,Ⅷ矿群是金锑矿化最好的地段。矿体严格受控矿构造控制,主要有近EW向、NE向及NW向3组。单个金锑矿体走向上延长14~140m,厚度变化于0.3~2m (张建芳等,2011)。根据矿物组合及矿石结构构造特征,马扎拉锑金矿石可划分为:含金石英(方解石)脉型、含金-锑石英(方解石)脉型、含金黄铁矿(毒砂)板岩型以及含金蚀变岩型。矿石品位变化较大,Au品位多在2~18.6g/t,最高可达800g/t,Sb品位多在3.16%~41.67%,其中含金-锑石英(方解石)脉型矿石品位较高且变化较大,而蚀变板岩型和蚀变破碎带型中金的品位相对较低但变化稳定,多为几个克/吨。
矿石的构造主要为块状构造(辉锑矿呈致密块状)、团块状、条带状、局部见梳状、晶洞状和星点状构造。矿石的结构以自形粒状结构为主,其次还有他形-半自形粒状结构、包含结构、填隙结构、脉状穿插结构等。矿物成分为:金属矿物以自然金和辉锑矿为主,次为少量的辰砂、褐铁矿、黄铁矿、白铁矿和黄铜矿;脉石矿物有石英、方解石、绢云母、白云母、绿泥石和绿帘石等。野外及镜下观察发现,辉锑矿有两期,早期辉锑矿多呈浸染状与含金石英脉共生,辉锑矿品位不高;晚期辉锑矿多呈致密块状纯辉锑矿矿石,含少量石英,且镜下观察未见自然金,含金性较差。此外,自然金主要呈椭圆形、浑圆形及不规则网脉状赋存于早期辉锑矿及石英中,或分布于辉锑矿与石英交界处(图 3)。由此可见本矿金与锑的成矿基本同时,对辉锑矿中流体包裹体的测试结果可以用来示踪该区金的成矿作用。
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图 3 马扎拉锑金矿矿石中主要矿物关系(反射光下) Sti-辉锑矿; Au-自然金; Q-石英 Fig. 3 Reflected light photomicrographs showing relationship of the mineral assemblages in veins from the Mazhala Sti-stibnite; Au-native gold; Q-quartz |
本研究所采用样品来自马扎拉锑金矿床Ⅷ-1、Ⅷ-2号矿体中的矿石,样品编号分别为:2010121(辉锑矿矿石),2010122(辉锑矿矿石),2010138(含金辉锑矿石英脉),2010140(含金石英脉),2010127(含金石英脉);2010128(含金石英脉)(图 4)。研究样品制备成厚度在90~120μm的双面抛光薄片。
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图 4 实验样品手标本照片 Fig. 4 Photographs of samples used for in this study |
本次研究利用中山大学海洋学院成矿流体实验室的红外显微镜实现,图像观察通过搭配在红外显微镜上的MC20红外摄像机及计算机等辅助成像设备获得。流体包裹体热力学温度测定在LimKan THMSG600型冷热台上进行,冰点温度测定精度为±0.1℃,均一温度测定精度为±2℃。测温前用纯CO2包裹体(熔点为-56.6℃)、纯水(熔点为0℃)和重铬酸钾(熔点为398℃)对冷热台进行温度校正。辉锑矿及石英中的流体包裹体研究均在相同的实验设备下完成,只是在研究石英中的流体包裹体时需将相关的红外观察设备去除即可。在温度测试的过程中,为防止流体包裹体爆裂,先进行冰点温度测定后再进行均一温度测定。显微测温结果用Flincor软件(Brown,1989)计算流体包裹体的各种物理化学参数,并用Geokit软件(路远发,2004)进行数据处理。
辉锑矿和石英中包裹体的氢、氧、碳同位素分析由核工业北京地质研究院分析测试研究中心完成。将样品碎至0.5~1mm粒级,在双目镜下挑选,使纯度大于99%的样品达50g。流体包裹体氢同位素测定用爆裂法取水,锌法制氢;氧同位素测定用BrF5法;碳同位素测定为直接测定流体包裹体中的CO2。氢、氧、碳同位素采用MAT 253质谱计测定,氢、氧同位素采用的国际标准为SMOW,碳同位素采用的国际标准为PDB。氧、碳同位素分析精度为±0.2‰,氢同位素分析精度为±2‰。
3 流体包裹体特征及红外显微测温 3.1 流体包裹体特征通过红外显微镜观察,辉锑矿中流体包裹体多为原生或假次生,经常呈群状沿两个方向分布。一个方向为平行于辉锑矿晶体(010)解理面,且包裹体长径沿平行C0轴方向成群线状伸展分布,形态上主要以长管状、长条状、长柱状为主,少数为短柱状,包裹体大小变化范围较大主要在5~25μm (长径方向)。另一个平行辉锑矿晶体(010)解理面,且包裹体沿垂直于C0轴方向成群线状分布,形态上主要以椭圆状、多边形状存在。包裹体大小主要在5~20μm之间。根据测温过程中的相态变化及室温下气泡的充填比例可分为以下4类:
Ⅰ类(富液两相水溶液包裹体):该类包裹体为数量最多的包裹体类型,约占包裹体总数的60%。室温下气泡的充填比例占包裹体总体积的10%~20%,在升温时,气泡均一到液相中(图 5e, f)。
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图 5 马扎拉辉锑矿矿石中的流体包裹体显微照片(常温,红外光下) (a、b)-辉锑矿中Ⅱ类包裹体的照片;(c、d)-辉锑矿中Ⅲ类包裹体的照片;(e)-辉锑矿中Ⅳ类包裹体的照片;(e、f)-辉锑矿中Ⅰ类包裹体的照片 Fig. 5 Photomicrographs of fluid inclusions hosted in stibnite from Mazhala gold-antimony deposit (Room temperature, infrared light) (a, b)-type Ⅱinclusions hosted in stibnite; (c, d)-type Ⅲ inclusions hosted in stibnite; (e)-type Ⅳ inclusions hosted in stibnite; (e, f)-type Ⅰinclusions hosted in stibnite |
Ⅱ类(三相CO2-H2O包裹体):该类包裹体数量仅次于Ⅰ类包裹体,约占包裹体总数的30%左右。在20℃室温下,从包裹体中心向外,依次由气相CO2、液相CO2、盐水溶液组成(图 5a, b)。
Ⅲ类(纯CO2包裹体):该类包裹体数量较少,约占包裹体总数的5%左右。在20℃室温下由气相CO2和液相CO2组成,当升温到32℃以上时均一为单一CO2相(图 5c, d)。
Ⅳ类(纯H2O包裹体):该类包裹体数量较少,20℃室温下为单一相,升温降温均未发生变化(图 5e)。
石英中包裹体主要呈群或孤立分布,形态以多边形、椭圆及不规则形状为主,大小在5~30μm之间,大多数在15μm左右。根据测温过程中的相态变化及室温下气泡的充填比例, 也可分为以下4类:
Ⅰ类(富液两相水溶液包裹体):该类包裹体为数量较多的包裹体类型,室温下气泡的充填比例占包裹体总体积的10%左右,在升温时,气泡均一到液相中(图 6 a, c-e)。
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图 6 马扎拉锑金矿石英中的流体包裹体显微照片(常温,可见透射光下) (a、c-e)-石英中Ⅰ类包裹体;(a-d、f)-石英中Ⅱ类包裹体;(b、f)-石英中Ⅲ类包裹体;(a、f)-石英中Ⅳ类包裹体 Fig. 6 Photomicrographs of fluid inclusions hosted in quartz from Mazhala antimony-gold deposit (Room temperature, polarized light) (a, c-e)-type Ⅰ inclusions hosted in quartz; (a-d, f)-type Ⅱinclusions hosted in quartz; (b, f)-type Ⅲ inclusions hosted in quartz; (a, f)-type Ⅳ inclusions hosted in quartz |
Ⅱ类(三相CO2-H2O包裹体):该类包裹体为最主要的包裹体类型,在20℃室温下,从包裹体中心向外,依次由气相CO2、液相CO2、盐水溶液组成(图 6 a-d, f)。
Ⅲ类(纯CO2包裹体):该类包裹体在石英中数量也较多,20℃室温下由气相CO2和液相CO2组成,当升温到32℃以上时均一为单一CO2相(图 6 b, f)。
Ⅳ类(纯H2O包裹体):该类包裹体室温下无气泡,且包裹体壁清楚可辨,升温降温均没有变化(图 6 a, f)。
由此可见, 辉锑矿和石英中的流体包裹体类型基本相同。
3.2 红外显微测温由于红外光线本身就是一种能量传递的电磁波,当红外光线照射物体时,物体会吸收红外线能量,导致物质内部分子或原子间振动及摩擦,从而产生热量引起温度升高。因此,在红外光下测定辉锑矿中包裹体的盐度及均一温度可能会产生一定的误差,且这种误差随着红外光强度的增加而变大。为了能更加精确测定辉锑矿中包裹体的盐度及均一温度,在确保能够清楚观察辉锑矿中包裹体相变的情况下,将红外光强度调至尽可能低的条件下测温。
在将红外光强度控制在较弱的情况下我们对马扎拉辉锑矿中的流体包裹体进行系统测温, 测试结果见表 1。表 1可见:辉锑矿中Ⅰ类包裹体(富液两相水溶液包裹体)全结冰温度为-42~-32.5℃,冰点温度为-2.5~-0.5℃,其对应的盐度为4.07%~0.83%NaCleqv, 峰值在2.5%~3.4%NaCleqv之间(图 7),平均值为3.0%NaCleqv。均一温度为147.9~303℃,峰值在180~210℃(图 8),平均值为196℃。密度在0.733~0.945g/cm3之间(图 9),平均值为0.888g/cm3。
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表 1 辉锑矿及石英中流体包裹体显微测温数据 Table 1 Microthermometric data of fluid inclusions in stibnite and quartz from Mazhala gold-antimony ore |
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图 7 辉锑矿及石英中流体包裹的盐度 Fig. 7 Salinity of fluid inclusions in stibnite and quartz |
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图 8 辉锑矿及石英中流体包裹的均一温度 Fig. 8 Homogenization temperature (Th) of fluid inclusions in stibnite and quartz |
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图 9 辉锑矿及石英中流体包裹的密度 Fig. 9 Density of fluid inclusions in stibnite and quartz |
辉锑矿中Ⅱ类包裹体(三相CO2-H2O包裹体)的全结冰温度为-91.7~-99℃,CO2三相点温度在-57.3~-58.3℃之间,CO2部分均一温度为13.2~30.4℃,此外Ⅱ类包裹体的笼合物融化温度在9.8~10.3℃之间,均一温度为175~210℃。该类包裹体的笼合物融化温度及CO2三相点温度大部分超过10℃及-56.6℃,说明成矿流体中可能含有微量的CH4、N2。
辉锑矿中Ⅲ类(纯CO2包裹体)的全结冰温度为-91.7~-98℃,CO2三相点温度在-57.3~-58.0℃之间,CO2部分均一温度为22.4~23℃。
同时我们也对含金石英脉石英中流体包裹体进行大量测温研究。石英中Ⅰ类包裹体全结冰温度为-48~-27.8℃,冰点温度为-1.6~-3.5℃,其对应的盐度为2.63%~5.62%NaCleqv, 大致可划分出3个盐度峰值,由高到低依次为4.3%~4.9%NaCleqv,3.4%~4.0%NaCleqv和2.5%~3.4%NaCleqv (图 7),平均值为4.1%NaCleqv。均一温度范围在150~285℃之间。
石英中Ⅱ类包裹体的全结冰温度为-92~-100℃,CO2三相点温度在-57.3~-58.3℃之间,CO2部分均一温度为13.2~30.4℃,此外此类包裹体的笼合物融化温度在9.3~10.4℃之间。石英中Ⅱ类包裹体的笼合物融化温度及CO2三相点温度均超过10℃及-56.6℃,说明成矿流体中可能含有微量的CH4和N2。
石英中Ⅲ类包裹体的全结冰温度为-97.4~-100℃,CO2三相点温度在-57.4~-59.3℃。
综合石英中所有类型包裹体的均一温度数据可知,均一温度为150~293℃,具有3个明显峰值,从高到低分别为270~300℃, 225~255℃和180~210℃(图 8)。密度在0.769~0.946g/cm3之间,也具有3个明显的峰值,分别为0.895~0.915g/cm3,0.835~0.855g/cm3,0.775~0.795g/cm3(图 9)。
流体包裹体岩相学观察表明,马扎拉金锑矿中辉锑矿及石英具有基本相同的4类流体包裹体。此外,据卢焕章(2004)的研究表明三相CO2-H2O包裹体的笼合物融化温度应小于10℃,纯CO2三相点温度应为-56.6℃,而马扎拉金锑矿床辉锑矿及石英中Ⅱ类的笼合物融化温度及CO2三相点温度均超过10℃及-56.6℃,说明成矿流体中可能含有微量的CH4和N2。因此,马扎拉锑金矿成矿流体以富含CO2和微量的CH4和N2为主要特征。
通过对比辉锑矿和石英中流体包裹体测温结果发现,辉锑矿中流体包裹体均一温度、盐度比石英偏低,而换算后得到的流体包裹体密度较石英偏高,表明含金石英可能先于辉锑矿从成矿流体中沉淀,而辉锑矿大量沉淀成矿时可能不断有较低温、低盐度和较高密度流体混入。
3.3 成矿压力及深度成矿压力的计算方法大致是:根据Roedder (1984)编制的NaCl-H2O体系均一温度、密度和压力关系(D-T-P)图解(图 10),利用气液包裹体的温度、盐度、流体密度,投图得到流体包裹体的压力。最后根据静岩压力梯度或者静水压力梯度计算成矿深度。
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图 10 马扎拉流体包裹体NaCl-H2O体系D-T-P图解(据Roedder,1984) Fig. 10 Diagram of homogenization temperature, density and pressure of NaCl-H2O system for fluid inclusions in Mazhala gold-antimony deposit |
将马扎拉辉锑矿及紧密共生石英中流体包裹体的均一温度、盐度、密度投到流体包裹体(D-T-P)关系图上(图 10),可见辉锑矿及石英中包裹体的压力大多在300至500个大气压之间。按地压梯度为270×105Pa/km,标准大气压1.013×105Pa计算成矿深度。换算得到的成矿深度大约为l.1~1.9km范围,应属于浅成成矿深度。
4 稳定同位素地球化学为了探讨成矿流体与成矿物质的来源,本次研究对马扎拉锑金矿中主要的载金矿物(辉锑矿及石英)中流体包裹体进行了氢、氧、碳同位素分析(表 2)。从表 2中可见马扎拉流体包裹体水的δDH2O为-68.1‰~-108‰,平均-97.8‰,经计算后δ18OH2O为-2.2‰~12.2‰,在δD-δ18O投影图(图 11)上位于变质水和原生岩浆水附近,个别位于变质流体与大气降水之间。考虑到矿区未见明显的岩浆活动,且岩浆水来源的成矿流体多以高盐度(>10%NaCleqv)为特征(Duuring et al., 2007),而马扎拉金锑矿床成矿流体盐度多在2.5%~4.9%NaCleqv,属于低盐度,表明成矿流体应以变质水为主,有少量大气降水混入。
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表 2 马扎拉金锑矿床流体包裹体的氢、氧、碳同位素数据 Table 2 Hydrogen, oxygen and carbon isotope data of fluid inclusions in Mazhala gold-antimony ore |
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图 11 马扎拉矿床氢、氧同位素组成图 图中不同成因的氢氧同位素组成据Sheppard (1986);典型造山型金矿流体氢氧同位素组成范围据Glodfarb et al. (2004);云南哀牢山大坪金矿范围据Sun et al. (2009);西藏地热水据郑淑蕙等(1982);拉沙大气降水据郑淑蕙等(1983);马攸木金矿范围数据据温春齐等(2006)和多吉等(2009);藏南金锑矿床范围据杨竹森等(2006);藏南邦布金矿数据范围据孙晓明等(2010);藏南折木朗金矿数据范围据周峰等(2011) Fig. 11 Oxygen and hydrogen isotopic compositions of the ore-forming fluids from Mazhala gold-antimony ore Magmatic, metamorphic, and organic (e.g., devolatilization of organic matter in sediments) after Sheppard (1986); Field for typical orogenic gold deposits after Glodfarb et al. (2004); Field for Daping gold deposit in Ailaoshan gold belt after Sun et al. (2009); Values for geothermal brine in Tibet after Zheng et al. (1982); Values for meteoric water in Lhasa after Zheng et al. (1983); Values for Mayum gold deposits after Wen et al. (2006) and Duo et al. (2009); Values for Zhemulang gold deposits after Zhou et al. (2011) |
从表 2中还可见,马扎拉石英中流体包裹体中CO2的δ13C为-2.9‰~-3.5‰,平均值为-3.1‰,完全落入幔源碳同位素组成(Taylor, 1986)范围(δ13C=-5‰~-2‰)之内,说明成矿流体中CO2可能主要为幔源。此外,一个辉锑矿中流体包裹体的CO2δ13C为-12.6‰,明显小于幔源碳同位素组成范围,说明Sb大量沉淀富集时成矿流体中可能有较多地层有机碳加入。
5 成矿机制探讨Groves et al. (1998)发表的论文中,提出造山型金矿具有一些典型的特点(表 3),将马扎拉金锑矿床与国外典型造山型金矿及同一成矿带内的典型造山型金矿(马攸木、邦布和折木朗金矿)进行比较,发现它们在地质地球化学特征上非常相似。因此,我们初步认为马扎拉是一典型造山型金锑矿床,其成矿流体与同一成矿带内的典型造山型金矿成矿流体具同源性,为同一成矿流体系统,但其成矿深度明显比马攸木、邦布、折木朗等造山型金矿浅,为造山带型金矿成矿流体系统在近地表环境下(<3km)形成的金锑矿床。
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表 3 马扎拉金锑矿与邦布、折木朗、马攸木金矿和典型造山型金矿特征对比表 Table 3 Comparisons of geological characteristics of Mzhala, Bangbu, Zhemuliang, Mayum and typical orogenic gold deposits |
综合前人资料及本文分析结果,推测马扎拉金锑矿的成矿机制如下:在青藏高原造山运动的主碰撞过程中,发生地壳南北方向的水平挤压,在喜马拉雅南缘形成向南的逆冲推覆体系,在喜马拉雅北缘形成韧性走滑断裂和中下地壳的挤压变形。下地壳变形和变质形成的富Au含CO2变质流体(侯增谦,2010),沿韧性剪切带上升,进一步萃取围岩地层的成矿物质,演化形成高矿化度的成矿流体,在较深部位形成以含自然金石英脉为主要矿石类型的造山型金矿(如马攸木、邦布、折木朗等造山型金矿床),在地壳浅部的脆性断裂构造中形成马扎拉造山型金锑矿床。
6 结论马扎拉金锑矿成矿流体以中低温、低盐度,富含CO2和微量的CH4、N2为主要特征。H-O同位素分析及显微测温结果说明成矿流体为变质水和大气降水的混合。成矿特征对比研究表明马扎拉金锑矿为一造山型金锑矿床。其成矿流体与同一成矿带内的马攸木、邦布、折木朗等典型造山型金矿成矿流体具同源性,为同一成矿流体系统,但其成矿深度明显比马攸木、邦布、折木朗等造山型金矿浅,为造山带型金矿成矿流体系统在近地表环境下(<3km)形成的金锑矿床。
致谢 野外工作得到西藏自治区地质矿产勘查开发局多吉院士的大力支持;核工业北京地质研究院刘汉彬老师在同位素测试分析中给予大力协助;在此表示衷心感谢![] | Bierlein FP, Christie AB, Smith PK. 2004. A comparison of orogenic gold mineralisation in central Victoria (AUS), western South Island (NZ) and Nova Scotia (CAN): Implications for variations in the endowment of Palaeozoic metamorphic terrains. Ore Geology Reviews, 25(1-2): 125–168. DOI:10.1016/j.oregeorev.2003.09.002 |
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