云南哀牢山喜山期造山型金礦帶礦床地球化學(xué)及成礦模式.pdf

1、哀牢山斷裂帶位于古揚(yáng)子板塊與印度板塊之間的縫合地帶，是世界著名的構(gòu)造巖漿帶之一。近年來(lái)，該斷裂帶已相繼發(fā)現(xiàn)了老王寨、墨江、大坪和長(zhǎng)安等大型金礦，被認(rèn)為是一類與蛇綠巖帶、煌斑巖相關(guān)的喜山期金礦帶，這引起了地質(zhì)學(xué)界廣泛的關(guān)注和研究，但是目前對(duì)于該金礦帶在成礦時(shí)代、流體來(lái)源、成礦機(jī)制，特別是與成礦相關(guān)的殼幔作用機(jī)制等關(guān)鍵問(wèn)題上尚無(wú)統(tǒng)一認(rèn)識(shí)。本論文通過(guò)對(duì)哀牢山金礦帶進(jìn)行詳細(xì)的野外調(diào)查和地球化學(xué)分析，獲得了以下主要結(jié)論： 1.雖然賦礦圍巖

2、各異，但老王寨、墨江、大坪、長(zhǎng)安金礦在控礦構(gòu)造、圍巖蝕變、礦化形式等方面有許多共性，它們可能形成于相同的構(gòu)造事件中。 2.對(duì)墨江金鎳礦進(jìn)行圍巖、礦石的地球化學(xué)研究得出：其超基性巖圍巖為蛇綠巖型方輝橄欖巖-橄欖斜方輝石巖，屬含鎳的鎂質(zhì)超鎂鐵巖，表明本區(qū)鎳礦主體為巖漿成因：金廠組硅質(zhì)巖或蝕變硅質(zhì)巖型金礦石均為熱水沉積成巖成礦的產(chǎn)物；含金石英脈在物質(zhì)來(lái)源上與金廠巖體有一定關(guān)系，而與硅質(zhì)巖關(guān)系不大，其金的成礦作用是在高水，巖比的條件下進(jìn)

3、行。 3.對(duì)大坪金礦白鎢礦的微量元素、閃長(zhǎng)巖圍巖蝕變、礦石的稀土元素進(jìn)行詳細(xì)的地球化學(xué)研究得出：閃長(zhǎng)巖等賦礦圍巖發(fā)育強(qiáng)烈的糜棱巖化：團(tuán)塊狀多金屬硫化物金礦石中輕、重稀土元素之間無(wú)明顯分餾；白鎢礦富集Sr，Ba。而虧損Mo，Bi，Sn，Nb和Ta，其稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化曲線為MREE富集型右傾曲線，并具有變化的Eu正異常。這表明本區(qū)成礦流體主體為深源的相對(duì)高溫、富CO<,2>富Na<'+>的還原性熱液體系，而與巖漿的結(jié)晶分異作用

4、無(wú)關(guān)，閃長(zhǎng)巖通過(guò)退變質(zhì)反應(yīng)可能為早期成礦流體提供了部分成礦物質(zhì)；含金石英脈的形成與區(qū)域剪切帶的活動(dòng)有關(guān)，形成于低水巖比的條件下。 4.墨江金鎳礦礦石與超基性圍巖鉑族元素(PGE)地球化學(xué)研究顯示：墨江金鎳礦PGE來(lái)源主要來(lái)自超基性圍巖；該超基性巖是由經(jīng)歷了基性巖漿抽提和交代作用形成的虧損地幔發(fā)生程度不同的部分熔融形成的，其原始巖漿中S已達(dá)到飽和；該礦為早期巖漿型Ni礦和晚期熱液型Au(Ni)礦組成的復(fù)合礦床。另外，大坪、長(zhǎng)安金礦

5、各類金礦石和圍巖的PGE組成顯示其成礦與上地幔熔融成因的煌斑巖等基性巖脈有關(guān)，成礦物質(zhì)主要不是來(lái)自閃長(zhǎng)巖、正長(zhǎng)巖圍巖。而是來(lái)自地幔。 5.與大坪、長(zhǎng)安金礦成因有關(guān)的煌斑巖的PGE組成顯示它們均可能是由上地幔部分熔融產(chǎn)生的，其原始巖漿中S已達(dá)到飽和。但長(zhǎng)安煌斑巖PGE組成顯示其形成過(guò)程中原始巖漿受到了地殼物質(zhì)的混染，可能與兩礦區(qū)煌斑巖原始巖漿上侵幅度不同有關(guān)。 6.各金礦床的礦石PGE組成對(duì)比研究表明，哀牢山金礦帶大規(guī)模成

6、礦作用可能與新生代強(qiáng)烈的殼幔相互作用有關(guān)，其成礦流體可能主要來(lái)自與煌斑巖成因相關(guān)的地幔排氣形成的深源富CO<,2>流體，但哀牢山蛇綠巖帶中的超基性巖在提供其中的金礦床的成礦物質(zhì)來(lái)源上也有重要貢獻(xiàn)。 7.大坪含金石英脈流體包裹體基本由富液相CO<,2>包裹體和不同CO<,2>H<,2>O比例的CO<,2>-H<,2>O型包裹體組成，早成礦階段白鎢礦石英脈中同時(shí)富含富氣相CO<,2>包裹體和N<,2>-CO<,2>包裹體，主成礦階段

7、團(tuán)塊狀多金屬硫化物金礦石中富液相CO<,2>包裹體占明顯優(yōu)勢(shì)，只有晚成礦階段碳酸鹽石英脈中含有居次要地位的H<,2>O溶液包裹體。早成礦階段包裹體的鹽度為6.37～14.64wt﹪NaCl，均一溫度為299.4℃～423.7℃，壓力約為190～440MPa;主成礦階段包裹體的鹽度在3.70～14.64wt﹪NaCl之間，均一溫度279.0℃～406.5℃之間，壓力約為133.5～340.0MPa，相當(dāng)?shù)某傻V深度為5.1～12.9km。這

8、些特征顯示該礦成礦流體為近臨界的高CO<,2>(CO<,2>≥H<,2>O)的中低鹽度的CO<,2>-H<,2>O-NaCl體系流體，該礦是剪切帶控制下的中深中溫?zé)嵋航鸬V，成礦作用主要是減壓沸騰環(huán)境下發(fā)生流體的相分離作用所引起的快速沉淀。 8.激光拉曼光譜分析在大坪含金石英脈石英中發(fā)現(xiàn)了大量孤立狀的具完全有序結(jié)構(gòu)的石墨包裹體，根據(jù)石墨拉曼光譜D：O峰強(qiáng)度比估計(jì)大坪石墨形成于麻粒巖相變質(zhì)溫度條件下，表明這些石墨可能是富CO<,2>

9、流體從下地殼麻粒巖相巖石中搬運(yùn)上來(lái)的，沿剪切帶上升的下地殼變質(zhì)脫水形成的麻粒巖相變質(zhì)流體參與了成礦。 9.大坪白鎢礦石英脈的流體包裹體CO<,2>碳同位素組成δ<'13>C絕大多數(shù)落在-3‰～-6‰，顯示其流體可能主要來(lái)源于上地幔。白鎢礦的Sr-Nd同位素組成顯示本區(qū)原始成礦流體主要來(lái)自下地殼，但不排除有幔源物質(zhì)加入。白鎢礦流體包裹體的He-Ar、Ne和Xe同位素組成顯示大坪金礦成礦流體主要由深源地幔流體和富含CO<,2>、<'

10、40>Ar、<'134>Xe、<'136>Xe和<'4>He的地殼流體組成，其中基本不含大氣飽和水。大坪金礦礦石礦物的Re/Os比值均>1，為6.36～121.67，γOs(r)均為高正值，為290.21～810.24，平均492.92，<'187>Os/<'188>Os(t)為0.495～1.154，遠(yuǎn)高于金礦形成時(shí)(距今約33.55Ma)球粒隕石<'187>Os/<'188>Os的初始比值(0.12679)，顯示該礦成礦過(guò)程中有來(lái)自

11、地殼的高放射性成因<'187>Os的加入。綜合大坪金礦礦床地球化學(xué)研究結(jié)果，可以得出：大坪金礦成礦流體主要為由地幔排氣形成的深源地幔流體和下地殼脫水形成的富CO<,2>流體所組成的混合流體，因此大坪金礦屬于剪切帶控礦的深源熱液型金礦。 10.對(duì)大坪金礦絹英巖化近礦圍巖中的熱液絹云母進(jìn)行了<'40>Ar-<'39>Ar定年。得到其坪年齡為33.76±0.65 Ma，相應(yīng)的反等時(shí)線和正等時(shí)線年齡分別為33.55±0.74 Ma和33

12、.57±0.74 Ma，顯示大坪屬于喜山早期金礦，這些年齡數(shù)據(jù)與哀牢山金礦帶中廣泛出現(xiàn)的喜山期煌斑巖脈年齡非常接近。 11.綜合對(duì)比研究表明哀牢山金礦帶成礦作用有以下主要特點(diǎn)：各礦床成礦作用均與本區(qū)強(qiáng)烈有殼幔相互作用相關(guān)：成礦年齡集中于30～50Ma，表明成礦主要發(fā)生于本區(qū)印支板塊與揚(yáng)子板塊喜山期初始碰撞之后;礦床主要產(chǎn)于與韌性剪切作用相關(guān)的脆性斷裂或斷裂破碎帶中;各金礦床的成礦流體均為還原性的、中低鹽度的含少量N<,2>的CO

13、<,2>-<,H>2O-NaCl體系流體：各金礦床的成礦溫度、壓力由大坪→墨江→老王寨→長(zhǎng)安金礦遞減，對(duì)應(yīng)于礦化類型由石英脈型→石英脈型+破碎帶蝕變巖型→破碎帶蝕變巖型。 12.提出了哀牢山金礦帶為喜山期碰撞造山背景下剪切帶控制型金礦(或喜山期造山型金礦)的成礦模式：喜山早期，由印度板塊與歐亞板塊的碰撞產(chǎn)生側(cè)向擠壓，本區(qū)沿紅河斷裂帶形成大型左旋走滑剪切帶，使得Moho面上升，地幔物質(zhì)部分熔融并上涌，形成大量煌斑巖等基性巖脈，同時(shí)

14、發(fā)生強(qiáng)烈排氣作用，對(duì)下地殼進(jìn)行熱烘烤，地幔排氣形成的深源地幔流體和下地殼脫水形成的富CO<,2>流體混合形成攜帶Au、S等成礦物質(zhì)或礦化劑的深源富CO<,2>流體，并沿韌性剪切帶形成的顯微構(gòu)造上升。在10km左右的韌一脆性轉(zhuǎn)換的構(gòu)造層次，由于脆性斷裂的形成，溫壓下降而流體快速上升，將產(chǎn)生CO<,2>相持續(xù)的不混溶作用，而與Au(HS)<,2><'->穩(wěn)定性相關(guān)的H<,2>S隨氣相與流體分離，引起Au(HS)<,2><'->分解和Au<'