甘肅陽(yáng)山金礦地球化學(xué)特征探究

施洺　劉恭立　孫艷偉

摘要：前人已經(jīng)對(duì)甘肅陽(yáng)山金礦開(kāi)展了控礦構(gòu)造、巖漿巖、成礦流體、載金礦物、成巖成礦年代以及礦床成因等方面的研究，但是，對(duì)于建立在詳細(xì)的巖石巖相學(xué)研究的基礎(chǔ)上，開(kāi)展成礦作用地球化學(xué)的研究還是比較少，因此，可以通過(guò)利用多種技術(shù)手段，深入而廣泛地研究陽(yáng)山金礦的成礦作用地球化學(xué)，為找礦勘探提供更充分的理論依據(jù)，顯得尤為重要。這樣才能對(duì)陽(yáng)山金礦帶礦床地質(zhì)形成準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)，從而才能夠合理的解釋陽(yáng)山金礦中大量的金聚集。

關(guān)鍵詞：成礦流體；來(lái)源與演化；遷移形式；沉淀機(jī)制

一、甘肅陽(yáng)山金礦的流體包裹體特征

被保存在的成巖成礦介質(zhì)中的流體包裹體，能夠直接或者間接的反映出礦物或礦石生長(zhǎng)的所需要的條件、熱液的演變過(guò)程、成礦和成礦物質(zhì)的演變關(guān)系等，因此研究陽(yáng)山金礦流體包裹體也具有同樣重要的意義。

從陽(yáng)山金礦中可以識(shí)別出成礦前、成礦期和成礦后的含金石英脈，通過(guò)觀(guān)察研究發(fā)現(xiàn)，成礦期的早階段和主階段的石英脈都比較細(xì)小，而且流體包裹體的期次階段比較復(fù)雜，很難發(fā)現(xiàn)被被黃鐵礦包裹的流體包裹體，因而不能夠作為研究對(duì)象。而成礦期晚階段的輝銻礦—石英—方解石脈比較發(fā)育，在礦脈中的石英礦物中容易找到比較明顯的流體包裹體，而且流體包裹體組合主要為氣液兩相水溶液包裹體和含CO₂的三相包裹體的原生包裹體，并且次生包裹體為氣液兩相水溶液包裹體。經(jīng)對(duì)對(duì)包裹體組合的測(cè)溫認(rèn)定，陽(yáng)山金礦帶成礦期晚階段的流體的均一溫度為271.3-288.3℃，其中有豐富的液相的CO₂。

二、甘肅陽(yáng)山金礦的同位素地球化學(xué)特征

（一）氫氧同位素的組合特征。氫、氧同位素的組成特征能夠反映原始流體的氫、氧同位素組成，但是會(huì)受到變質(zhì)水、巖漿水以及大氣降水等因素的影響，通過(guò)系統(tǒng)研究這些影響因素，就能夠正確確定成礦流體中的水的真正來(lái)源。研究表明，不同期次不同階段的氫氧同位素表現(xiàn)出的特征都不一樣，但是陽(yáng)山金礦帶成礦流體得主要來(lái)源為變質(zhì)水，夾有部分巖漿水，而與這個(gè)地方的大氣降水沒(méi)有太大的關(guān)系。

（二）碳氧同位素的組合特征。研究流體包裹體表明，陽(yáng)山金礦中的成礦流體富含有CO₂，大量的存在于石英脈和常見(jiàn)的被礦化千枚巖中，根據(jù)自然界各種碳儲(chǔ)庫(kù)的碳同位素組成，運(yùn)用碳同位素能夠示蹤成礦物質(zhì)來(lái)源，從而確定成礦流體來(lái)源。陽(yáng)山金礦帶碳氧同位素組成顯示較強(qiáng)的海相碳酸鹽巖碳特征，其為層發(fā)生水與泥盆統(tǒng)三河口群地層發(fā)生水反應(yīng)，從而形成了流體成礦作用。

（三）硫同位素的組合特征。經(jīng)過(guò)對(duì)前人從礦區(qū)采集的礦脈中礦石樣品的分析可見(jiàn)，陽(yáng)山金礦礦區(qū)主要有沉積硫和巖漿硫兩種硫源，可是其中的硫同位素組成差異比較大，由于數(shù)據(jù)有限，并不能確何為定陽(yáng)山金礦中最主要的硫的來(lái)源。也有觀(guān)點(diǎn)認(rèn)為，巖漿的熱液活動(dòng)表現(xiàn)多期次的特征，多期次的巖漿熱液活動(dòng)的疊加形成了陽(yáng)山特大型金礦床。

三、甘肅陽(yáng)山金礦礦床的成因模式探究

（一）陽(yáng)山金礦的主要控礦因素探討。陽(yáng)山金礦帶內(nèi)的金礦主要受安昌河-觀(guān)音壩斷裂、葛條灣-草坪粱復(fù)背斜和一些次級(jí)NEE向的斷裂構(gòu)造的控制。陽(yáng)山金礦中的變質(zhì)熱液在安昌河-觀(guān)音壩斷裂、葛條灣-草坪粱復(fù)背斜和次級(jí)構(gòu)造等這些運(yùn)移通道向內(nèi)移動(dòng)，在適當(dāng)?shù)臏囟群蜅l件下然與滲透性較高的圍巖發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，從而使得元素遷移，形成載金硫化物。

陽(yáng)山金礦帶中金礦化的主要賦礦圍巖為泥盆系的千枚巖、大理石化灰?guī)r和變質(zhì)石英砂巖。

研究發(fā)現(xiàn)碧口群中廣泛發(fā)育的區(qū)域變質(zhì)作用，能夠從成巖期的黃鐵礦中活化并釋放出Au、As等有利于礦化的成礦元素，并形成變質(zhì)成礦流體，為礦石礦物的沉淀提供了物質(zhì)來(lái)源。

（二）陽(yáng)山金礦中金的活化機(jī)理探討。通過(guò)研究黃鐵礦的微量元素，發(fā)現(xiàn)已經(jīng)含有一些Au和As等成礦元素的沉積成巖期的黃鐵礦，經(jīng)過(guò)變質(zhì)作用或者脫揮發(fā)作用，成為黃鐵礦或者脫揮發(fā)分更多的黃鐵礦時(shí)，在更加強(qiáng)烈的變質(zhì)作用下，在變質(zhì)作用的過(guò)程中，可以為陽(yáng)山金礦帶的成礦提供了豐富的金。在成礦期的主階段，在地層中已經(jīng)形成的富含有成礦元素黃鐵礦與圍巖發(fā)生普遍的熱液蝕變作用，從不同程度上活化了巖石中的以易活化狀態(tài)存在的成礦元素Au、As等，并且伴隨著熱液一起沿著近東西的安昌河-觀(guān)音壩斷裂帶等運(yùn)移通道向著成礦環(huán)境相對(duì)比較低的低壓低溫區(qū)域移動(dòng)。

總而言之，陽(yáng)山金礦中金的運(yùn)移的機(jī)理是：含礦熱液在區(qū)域變質(zhì)作用中的變質(zhì)脫揮發(fā)分作用和熱液蝕變作用下發(fā)生變質(zhì)作用，使得金Au、A等成礦元素發(fā)生活化并沿著有利于成礦流體運(yùn)移的通道，從變質(zhì)環(huán)境條件相對(duì)較高的地方向著相對(duì)較低的區(qū)域進(jìn)行運(yùn)移。

（三）陽(yáng)山金礦中金的沉淀機(jī)理探討。典型的流體-巖石相互作用，即熱液蝕變作用對(duì)Au的沉淀產(chǎn)生了顯著的影響。其中，大多數(shù)的中深成造山型金礦的主要沉淀機(jī)理可能是硫化作用。研究表明，陽(yáng)山金礦帶的各個(gè)金礦床中廣泛存在著硫化作用，金的富集伴隨著硫化物的增加，金的富集程度與硫化物的含量多少成正比的關(guān)系，認(rèn)為金與硫化物存在著密切的聯(lián)系。

因而可以推斷，陽(yáng)山金礦中金沉淀的主要機(jī)理是：礦石中的黃鐵礦、毒砂和輝銻礦的沉淀，引起礦液中還原硫活度降低并最終導(dǎo)致金沉淀。