















摘要: 吉林省樺甸地區二道甸子金礦床是一座大型金礦床,位于樺甸市二道甸子鎮西北約2 km處。為了揭示該礦床成因和成礦地質背景,在礦床地質研究基礎上,開展了礦物流體包裹體、H-O-S-Pb同位素及成礦時代等方面研究。結果表明:該礦床流體包裹體類型主要是氣液兩相包裹體和液相包裹體;獲得均一溫度為218.7~347.8 ℃,流體鹽度為3.33%~14.57%,密度為0.69~0.89 g/cm3,成礦深度lt;1.4 km;流體包裹體的δ18OH2O為5.23‰~9.50‰、δD為-83.8‰~-111.1‰,δ34S為-8.25‰~-2.00‰,206Pb/204Pb、207Pb/204Pb和208Pb/204Pb值分別為16.721 0~18.489 8、15.340 0~15.623 0、36.488 0~38.373 0。上述特征揭示其為中溫熱液礦床,成礦流體來自巖漿水,演化過程發生與圍巖的水巖交換,晚階段有大氣水混入,成礦物質主要來自巖漿,伴有地殼物質的混染。結合獲得黑云母花崗閃長巖的LA-ICP-MS單顆粒鋯石U-Pb年齡((192.7±1.6)Ma)和區域金礦成礦時代的研究成果,分析認為該礦床為與深成巖漿作用有關的巖漿熱液金礦床,成礦適值古太平洋板塊俯沖作用下的活動大陸邊緣造山伸展環境。
關鍵詞:礦床地質;流體包裹體;H-O-S-Pb同位素;鋯石U-Pb定年;成礦地質環境;二道甸子金礦床;巖漿熱液型金礦床
doi:10.13278/j.cnki.jjuese.20230201 中圖分類號:P618.51 文獻標志碼:A
收稿日期: 2023-08-17
作者簡介: 王存柱(1987—),男,高級工程師,主要從事固體礦產勘查及基礎地質調查方面的研究, E-mail:463016191@qq.com
通信作者: 徐明芳(1985—),男,高級工程師,主要從事固體礦產勘查方面的研究, E-mail:842896668@qq.com
基金項目: 中國地質調查局礦產地質調查項目(DD20230382,DD20208010);吉林省有色金屬地質勘查局項目(JL-JN2021008)
Supported by the Mineral Geological Survey Project of China Geological Survey (DD20230382,DD20208010) and the Project of Jilin" Nonferrous Metal Geological Exploration Bureau (JL-JN2021008)
Genisis and Metallogenic Background of" Erdaodianzi Gold Deposit in Huadian, Jilin Province
Wang Cunzhu1, Xu Mingfang2, Liu Changchun1, Zhang Cangjiang1, Zheng Dahe1,Li Guojun1, Jin Zhongbao1, Xu Shuainong1, Wang Gang1
1. Mudanjiang Natural Resources Comprehensive Investigation Center, China Geological Survey, Mudanjiang 157021, Heilongjiang, China
2. 605 Party of Jilin Nonferrous Metal Geological" Exploration Bureau"" Yanji, 133000, Jilin, China[HJ2mm]
Abstract:" Erdaodianzi gold deposit located approximately 2 kilometers northwest of Erdaodianzi Town, Huadian City, Jilin Province, is a large gold deposit situated at the contact zone of Paleozoic schist, gneiss, and Mesozoic Early Jurassic granodiorite. It is controlled by a tectonic magmatic fluid mineralization system and NW-trending compressive and torsional faults. Our new research on mineral fluid inclusions, H-O-S-Pb isotopes, and mineralization ages has provided insights into its genesis and geological background. The main types of fluid inclusions are mainly gas-liquid two-phase and liquid phase inclusions, with uniform temperatures between 218.7 and 347.8 ℃, fluid salinities of 3.33% to 14.57%, densities of 0.69 to 0.89 g/cm3, and a mineralization depth of less than 1.4 km. The fluid inclusion δ18OH2O values range from 5.23‰ to 9.50‰, δD values range from -83.8‰ to -111.1‰, and δ34S values range from -8.25‰ to -2.00‰, with ratios of 206Pb/204Pb、207Pb/204Pb and 208Pb/204Pb varying from 16.721 0 to 18.489 8,15.340 0 to 15.623 0 and 36.488 0 to 38.373 0, respectively. These characteristics reveal a medium temperature hydrothermal deposit with ore-forming fluids sourced from magma, involving water-rock interactions with surrounding rocks and the addition of atmospheric water. The mainly ore-forming material is derived from magma mixed with stratigraphic materials. Additionally, single grain zircon LA-ICP-MS U-Pb ages of ((192.7 ± 1.6) Ma) from biotite granodiorite align with the regional gold mineralization era. Comprehensive analysis suggests that the deposit is a magmatic hydrothermal gold deposit related to plutonic magmatism, suitable for an active continental margin orogenic extension environment influenced by the subduction of the Peleo-Pacific plate.
Key words: deposit geology; fluid inclusion; H-O-S-Pb isotope; zircon U-Pb dating; metallogenic geological environment; Erdaodianzi gold deposit; magmatic hydrothermal gold deposit
0 引言
吉林省中部地區構造及巖漿活動強烈頻繁,成礦地質條件非常優越,金、銅、鉬、鎳、鐵、鉛、鋅等礦產資源豐富,是近年來地質找礦與成礦理論研究的熱點地區。二道甸子金礦床是吉林省中部大型金礦床之一,位于樺甸市二道甸子鎮西北約2 km處,自1947年發現以來,倍受國內地質工作者廣泛關注和研究[1-6]。但受限于當時實踐認識、實驗條件和理論局限,有關該礦床成因、形成物理化學條件和成礦地質背景存在較大爭議。早期曾提出該礦床為復成礦床,成礦物質來源于地層含金建造[1],近期有學者提出其屬中溫熱液型金礦床,成礦物質來源于地層和來自海西晚期黑云母花崗巖[7]。
本文在上述研究和系統礦床地質調查研究基礎上,首先開展了包裹體顯微特征、顯微測溫及激光拉曼分析以及不同成礦階段H-O和硫化物的S-Pb同位素測試;然后對與成礦密切相關的巖漿熱事件進行了U-Pb同位素定年;最后結合相關研究成果討論了礦床成因、成礦流體性質、成礦物質來源和成礦地質背景。通過此次研究,以期在提高吉林省中部地區區域成礦理論的同時,為下一步區域資源潛力評價和地質找礦提供理論與技術支撐。
1 區域地質背景
研究區大地構造位置處于興蒙造山帶東段,索倫—西拉木倫—長春增生雜巖帶與華北地塊北緣巖漿弧的交會部位[8](圖1a),敦化—密山斷裂從研究區南東部通過,經歷了古亞洲洋演化、興蒙造山和疊加古太平洋板塊俯沖大陸邊緣復合構造、巖漿成礦,區內礦產資源分布較為豐富。
區域發育的地層有中二疊統范家屯組、下侏羅統南樓山組、下白堊統大砬子組、漸新統大川組、中新統老爺嶺組及第四系;同時在二道甸子—漂河川地區以構造堆疊方式發育著二云石英片巖(寒蔥溝)及黑云斜長片麻巖(荒溝嶺)。區內巖漿活動比較強烈:海西期巖漿活動早期表現為基性巖漿侵入活動,局部有鎳銅礦富集,晚期則以強烈的酸性巖漿活動遍布全區;燕山期巖漿活動早期為小規模中性巖漿侵入,晚期則為斷陷帶中的中性-中酸性巖漿噴發和酸性巖漿侵入。構造復雜多樣,以褶皺、斷裂發育為特征,其中,二道甸子—漂河川弧形構造帶構成區內主要構造格架,是主要控礦構造(圖1b)。
2 成礦地質特征
2.1 礦區地質
礦區地質研究揭示,礦區內地層主要為荒溝嶺黑云斜長片麻巖及寒蔥溝二云石英片巖,二者整體呈北東向展布,并被早侏羅世花崗閃長巖侵入。其中:前者主要分布在荒溝廟-蛇嶺溝上屯-漂河川一帶近北東向展布的弧形帶上,獲得鋯石U-Pb 同位素年齡950~220 Ma;后者沿二道甸子-寒蔥溝-漂河川弧形展布,出露面積小,鋯石U-Pb同位素年齡為2 319~221 Ma。巖漿巖有晚三疊世及早侏羅世兩期,其中:晚三疊世為呈脈狀產出的(角閃)輝長巖,發育鎳銅礦化,鋯石U-Pb同位素年齡為222~210 Ma;早侏羅世為呈大面積侵入巖產出的花崗閃長巖,鋯石U-Pb測年結果為194~188 Ma。在兩者與早侏羅世花崗閃長巖接觸帶附近,多發生熱接觸變質作用形成的長石角閃石角巖、含炭云母石英角巖等巖石類型。
區內構造以韌、脆性變形發育為特征。范家屯組碎屑巖、寒蔥溝二云石英片巖及荒溝嶺黑云斜長片麻巖中發育一系列糜棱面理、片理、片麻理構造,局部可見因剪切而形成變質分異條帶或鞘褶皺等,形成于中淺構造層次的環境中[9]。脆性斷裂構造主要有三個方向:最早為東西向斷裂,具長期活動特點;其次為北東-北東東向及北西向壓扭性斷裂;晚期為壓扭性斷裂,是該區主要的控巖控礦構造[4]。
2.2 礦體特征
二道甸子金礦床主礦帶石英脈帶全長約3 000 m、寬20~50 m,延深約1 000 m,主要由12條礦脈組成(圖2a)。主礦帶嚴格受北東陡傾斜的張扭性斷裂和南東陡傾的壓扭性斷裂共同控制,主要表現為含礦石英脈在走向上呈等間距(700 m左右)尖滅再現右行側列展布狀態,總體礦化呈現北西—南東展布,礦體向南東側伏,側伏角為40°左右,傾角較陡(圖2b)。上部近礦間接圍巖為含炭質的薄層云英角巖和厚層的長石角閃石角巖互層帶,深部(南山250 m標高,北山200 m標高)含礦石英脈進入片巖、片麻巖巖層。井下觀測發現含礦石英脈的下盤常形成壓扭性的石墨黏土帶,且局部為含礦角礫。其中:新1號礦脈規模最大,分布于7-29號勘探線之間,賦礦標高在48~500 m之間,走向為315°~325°,400 m標高以上傾向南西,400 m標高以下傾向北東,傾角70°~80°,控制延長約300 m,傾斜最大延深約390 m。礦體真厚度為0.80~2.10 m,金品位為1.91×10-6~11.12×10-6,平均品位為3.19×10-6。
該礦床礦體工業類型為含金石英脈型,礦石自然類型為金屬硫化物型;礦石礦物或礦化礦物體積分數lt;5%,由毒砂、黃鐵礦、磁黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦和載金礦物等組成;脈石礦物及蝕變礦物有石英、絹云母、綠泥石、方解石等。將礦化與蝕變礦物生成順序相結合,成礦階段可劃分為:早期的無礦石英-黑云母階段、主成礦期的黃鐵礦-石英階段和石英-多金屬硫化物階段、晚期的石英-方解石階段(圖3)。
3 流體包裹體特征
在礦床地質研究基礎上,對采集的二道甸子金礦床成礦早階段、主成礦階段石英脈樣品及成礦晚階段的石英-方解石脈樣品開展了礦物流體包裹體實驗,樣品制備及均一溫度測試在北京鋯年領航科技有限公司完成。
3.1 流體包裹體類型及巖相學特征
系統的顯微觀察(圖4)顯示,成礦早階段石英(圖4a)、主成礦階段石英(圖4d)和成礦晚階段方解石(圖4g)中均含有豐富的包裹體,透明度較高。根據流體包裹體在室溫物理狀態特征,可將樣品中的包裹體分為兩類、三種,即:由水組成的純液體流體包裹體(Ⅰ類)、液相和氣相均由水組成的氣液兩相流體包裹體(Ⅱa類)和液相為水與氣相為CO2或CH4組成的氣液兩相流體包裹體(Ⅱb類)。具體特征如下。
純液體流體包裹體(Ⅰ類):分布數量最多,室溫下由水溶液組成,灰白色,多呈不規則狀成群分布,大小為3~15 μm,部分與氣液兩相流體包裹體(Ⅱa類)共生(圖4b、e、h)。
氣液兩相流體包裹體(Ⅱa類):分布數量較多,室溫下由水溶液、氣泡組成,灰白色-灰色,透明-半透明,呈橢圓形離散分布,大小為3~10 μm,大多數充填度大于85%;少量包裹體呈半透明不規則狀離散分布,大小為8~12 μm,充填度在60%~85%之間,為H2O(L,V)兩相流體(圖4b、c、e、h)。
氣液兩相流體包裹體(Ⅱb類):分布數量較少,僅零星分布,室溫下由水溶液和氣相的CO2或CH4組成,為H2O(L)-CO2(V)兩相流體,灰黑-灰紫色,半透明呈橢圓形離散分布,大小為5~15 μm,充填度為40%~50%,部分與氣液兩相流體包裹體(Ⅱa類)共生(圖4f、i)。
3.2 流體包裹體激光拉曼分析
選取9件含金石英脈中的氣液兩相包裹體(Ⅱa、Ⅱb類)開展激光拉曼光譜分析,實驗儀器型號為LabRAM HR Evolution共聚焦顯微激光拉曼光譜儀,激光波長為532 nm,輸出功率為50 mV,掃描范圍為100~4 000 cm-1,激光束斑大小約為 1" μm,光譜分辨率為0.65 cm-1。
測試結果顯示,上述兩種包裹體的氣相成分除H2O外,還有CO2以及少量的CH4,在激光拉曼分析譜圖(圖5)中,H2O表現為3 200~3 600 cm-1包絡峰,CO2特征峰為1 287和1 388 cm-1,CH4特征峰為2 910和2 912 cm-1。
3.3 流體包裹體顯微測溫
在上述礦物流體包裹體顯微觀察基礎上,選用成礦早階段的石英脈樣品3件、主成礦階段石英脈樣品7件、成礦晚階段方解石-石英脈樣品1件樣品開展顯微測溫實驗,儀器為Linkam THMSG 600型冷熱臺,冰點溫度測試精度為±0.1 ℃, 均一溫度測試精度為±1 ℃。實驗共獲得冰點溫度和均一溫度107組數據,并利用NaCl-H2O體系低鹽度公式計算流體鹽度(w(NaCl))[10],利用鹽水溶液w(NaCl)≤25%的包裹體密度計算式算出流體密度[11],結果歸納于表1。
從表1結合圖6可知:成礦早階段石英脈中,包裹體均一溫度為275.9~347.8 ℃,平均為304.6 ℃,鹽度為5.86%~14.57%,平均為9.33%;主成礦階段包裹體均一溫度為238.5~310.4 ℃,平均為270.2 ℃,主要集中于250~290 ℃之間,鹽度范圍為3.33%~12.62%,平均為7.91%,主要集中于6%~10%之間;成礦晚階段包裹體均一溫度為218.7~233.4 ℃,平均為224.2 ℃,鹽度為3.71%~7.17%,平均為5.33%。結合流體包裹體氣相分析得出該礦床成礦流體為中溫、中鹽度H2O-NaCl-CO2三組分為主的中溫熱液流體體系。
計算的流體密度在0.69~0.89 g/cm3之間,平均為0.83 g/cm3,主要集中于0.79~0.88 g/cm3之間;成礦壓力在8.68~14.19 MPa之間,平均為10.60 MPa,主要集中于9.50~11.60 MPa之間。利用脈狀熱液礦床深度與壓力分段擬合的方程[12],估算二道甸子金礦床成礦深度為0.08~1.40 km。
4 同位素
在上述研究基礎上,針對各成礦階段石英流體包裹體及硫化物分別開展了H-O同位素和S-Pb同位素實驗,單礦物挑選及分析測試在北京鋯年領航科技有限公司完成。
4.1 氫-氧同位素
實驗樣品為不同成礦階段的單礦物石英,分析儀器為253plus氣體同位素比質譜儀。δD測試采用高溫爆裂法,測試精度優于±1‰;δ18O分析則采用BrF5置換法,標準樣品的外分析精度優于±0.2‰,相對標準為V-SMOW,測試數據見表2。
從表2可知,石英礦物中δ18OV-SMOW變化范圍在13.1%~16.1‰之間,δDV-SMOW變化范圍在-110.8‰~-85.1‰之間。根據石英-水之間的氧同位素分餾方程[13],結合流體包裹體均一溫度,計算獲得的δ18OH2O在5.23‰~9.50‰之間。
在氫-氧同位素圖解(圖7)中,成礦各階段δDV-SMOW、δ18OH2O整體落入大氣降水與巖漿水的混合區域;但是,主成礦階段的流體偏向80%灰巖+20%頁巖在200 ℃的演化線,表明該階段流體發生了巖漿流體與圍巖流體的相互作用。
4.2 硫-鉛同位素
測試樣品為黃鐵礦,S同位素采用儀器設備為253plus、Flash EA元素分析儀和Conflo IV多用途接口;采用IAEA-S3、GBW04414和GBW04415三種標準物質,分析精度優于±0.2‰,測試結果見表3。Pb同位素測試儀器為Neptune plus型MC-ICP-MS,Pb同位素儀器分餾校正采用指數方程,以203Tl/205Tl=2.3889進行校正,測試結果見表4。
S同位素特征 從表3可知,金石英脈中黃鐵礦的硫同位素均表現為負值,組成δ34S值變化不大,范圍在-8.25‰~-2.00‰之間。δ34S值沒有明顯的塔式效應,硫來源與典型幔源硫的變化范圍窄不同,但與地層硫為負值、還原硫特征相似(圖8),δ34S值變化情況顯示出硫主要來源于地層和巖漿巖,熱水溶液主要來源于巖漿但具有大氣降水和地下水混合的特征,暗示成礦過程經歷了低溫效應或地層有機質的作用發生還原作用[22]。
鐵爐坪銀礦床數據據文獻[15];上宮金礦床數據據文獻[16];大多數造山型金礦硫化物、夾皮溝金礦床數據據文獻[17];洋中脊玄武巖數據據文獻[18];矽卡巖型、斑巖型、云英巖型、火山塊狀硫化物礦床(VMS)、噴流沉積型、卡林型及鐵氧化物-銅-金有關礦床(IOCG)數據據文獻[19];隕石、變質巖數據據文獻[20];巖漿巖、蒸發沉積巖、島弧玄武巖-安山巖、幔源硫及低硫化型淺成低溫熱液型金礦床數據據文獻[21]。
Pb同位素特征 從本次試驗結果和前人[1]對二道甸子金礦床含金石英脈中的方鉛礦、輝銻礦及磁黃鐵礦等研究可知:黃鐵礦206Pb/ 204Pb為18.364 9~18.489 8, 207Pb/ 204Pb值為15.580 9~15.608 1, 208Pb/ 204Pb為38.250 5~38.373 0;方鉛礦206Pb/ 204Pb為18.134~18.414,207Pb/ 204Pb為15.450~15.623,208Pb/ 204Pb為37.875~38.371;礦體外圍花崗閃長巖中輝銻礦206Pb/ 204Pb為16.884~17.608,207Pb/ 204Pb為15.456~15.593,208Pb/ 204Pb為36.660~38.366;2件蝕變巖中的層紋磁黃鐵礦206Pb/ 204Pb為16.721和17.040, 207Pb/ 204Pb為15.340和15.572, 208Pb/ 204Pb為36.488和37.532;它們在鉛同位素圖解(圖9a)上的成分點分散在造山演化線和造山演化線與下地殼之間(圖9b)。
5 鋯石U-Pb同位素定年
實驗樣品取自礦區中與成礦密切的燕山期黑云母花崗閃長巖,樣品分離、處理及實驗測試在中國冶金地質總局山東局測試中心實驗室完成。實驗主檢設備為iCAPQ電感耦合等離子體質譜儀、GeoLasPro 193 nm ArF激光剝蝕系統,利用標準鋯石91500(同位素稀釋-熱電離質譜法定年結果207Pb/235U=1063.35 Ma,206Pb/238U=1062.45 Ma)進行同位素比值校正,數據處理采用ICPMSDATACAL程序,圖件制作采用Isoplot3.0程序完成[23]。實驗結果表明:被測鋯石CL圖像呈現自形—半自形柱狀結構,長寬比2∶1~4∶1,振蕩環帶發育(圖10a),Th/U值范圍多數在0.41~0.61之間(表5),平均值為0.49,為巖漿成因屬性[24]。24個測點206Pb/238U諧和年齡為198.4~185.2 Ma(表5),加權平均年齡為(192.7±1.6)Ma (n=24,MSWD=1.8)(圖10a,b)。
6 討論
6.1 成礦流體起源與演化
如前文所述,長期以來有關該礦床成因存在較大爭議[1-7]。本次研究表明:該礦床礦化類型為毒砂、黃鐵礦、磁黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦和自然金等,圍巖蝕變主要是石英、絹云母、綠泥石、方解石等,成礦過程至少經歷早階段的無礦石英-黑云母階段、主成礦階段的黃鐵礦-石英階段和石英-多金屬硫化物階段、晚階段的石英-方解石階段;成礦流體為中溫、中低鹽度H2O-NaCl-CO2三組分為主的流體體系,成礦深度接近1.4 km;氫-氧同位素揭示成礦流體整體為以巖漿水為主,少量大氣降水殘余混合,同時主成礦階段具有偏向80%灰巖+20%頁巖在200 ℃的演化線,表明主階段的成礦流體與圍巖流體發生了水巖交換相互作用(圖7)。因此,該礦床應為中溫巖漿熱液金礦床[25],不大可能是淺成熱液金礦床[26]。其成礦流體來自深部中深成就位的巖漿,流體演化受到大氣水/地下水混入,并在主成礦階段和圍巖發生強烈的水巖交換。[HJ2mm]
在硫同位素方面,因礦石礦物中目前尚未見到重晶石等硫酸鹽礦物,故本次和前人[27]測得的硫化物δ34S可近似代表成礦流體中總硫同位素值,其數值能夠有效示蹤其成礦物質來源。從本次獲得黃鐵礦δ34S(-8.25‰~-2.00‰)和前人獲得的磁黃鐵礦δ34S(-7.8‰~-1.2‰)、毒砂δ34S (-5.2‰~-2.8‰),閃鋅礦δ34S(-4.7‰)、方鉛礦δ34S(-5.3‰)以及礦區圍巖δ34S (-12.0‰~3.2‰)來看,礦石礦物均為相對大的負值,變化在-8.25‰~-1.2‰(表3和圖8),指示成礦流體演化為相對氧化路徑[28];結合礦石礦物的生成順序,即從高溫到低溫由磁黃鐵礦→黃鐵礦→毒砂→閃鋅礦→方鉛礦結晶順序,平衡條件下形成的含硫礦物遵循從大到小為硫酸鹽、輝鉬礦、黃鐵礦、閃鋅礦、磁黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、輝銅礦、輝銻礦、輝鉍礦的規律[29]。從圖8可知,該礦床硫化物δ34S值的整體趨勢從大到小為磁黃鐵礦、黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦,主成礦帶黃鐵礦的δ34S值高于外圍碲金礦黃鐵礦的δ34S值,說明成礦早階段成礦流體與圍巖發生水巖交換非平衡過程,主成礦階段處于相對準平衡狀態;其高值接近球粒隕石的δ34S值,并與整體相應的中高溫巖漿熱液礦床具有相似硫同位素特征,進一步說明初始成礦流體來自深部中深成就位的巖漿,隨溫壓降低,其演化過程經歷交替的非平衡與準平衡水巖交換過程,并有不同程度圍巖介質影響。
鉛同位素特征揭示,大多數樣品鉛同位素μlt;9.58,說明鉛來源于下地殼或上地幔;少數樣品鉛同位素μ>9.58,則反映鉛來源于上地殼(圖9)。在鉛同位素源區環境判別圖解(圖9)中,黃鐵礦鉛同位素投點均落在造山帶演化曲線附近,方鉛礦鉛同位素投在造山帶與地幔演化曲線延伸處;近礦蝕變巖(前人多以“圍巖”表述)中的磁黃鐵礦及外圍銻金礦中輝銻礦的鉛同位素投點分散在造山帶演化線與下地殼之間;表明后者的成礦流體明顯受到圍巖物質混染,成礦體系的鉛同位素為造山帶環境或殼幔混生源的屬性,即成礦物質主要來自大陸下地殼(圖9a)。
6.2 成礦地質背景
礦床地質研究表明,二道甸子金礦床成礦作用晚于賦礦圍巖黑云斜長片麻巖及二云石英片巖,同時礦區被大面積早侏羅世花崗閃長巖所包圍;前人[30]獲得礦區外圍二云石英片巖中黑云母、白云母40Ar/39Ar年齡分別為(223.6±0.8)和(229.2±4.6)Ma,本次研究獲得二道甸子金礦床圍巖黑云母花崗閃長巖鋯石U-Pb年齡為(192.7±1.6)Ma,兩者限定其成礦時代小于190 Ma。鑒于本次研究確立該礦床為中溫巖漿熱液金礦床,且近期獲得毗鄰夾皮溝金礦帶的下戲臺金礦床中黃鐵礦+黃銅礦+方鉛礦Rb-Sr 等時線年齡為(175.8±4.6)Ma[18],八家子金礦床中堿長花崗細晶巖的鋯石U-Pb年齡為(186±2)Ma[31],新安屯銅金礦床中輝鉬礦Re-Os同位素年齡為(180.5±3.9)Ma[32],冰湖溝金礦床主階段黃鐵礦Rb-Sr 等時線年齡為 (176.4±2.2)Ma[33],間接暗示中侏羅世早階段為區域巖漿熱液型金礦的主要成礦階段,二道甸子金礦床成礦亦應在此階段;而成礦適值古太平洋板塊向歐亞大陸俯沖陸緣碰撞造山環境。
根據礦區黑云母花崗閃長巖地球化學數據進行形成環境分析,在w(Nb)-w(Y)、w(Rb)-w(Y+Nb)圖解(圖11a、b)中,成分點(4件樣品)均落入了火山弧/火山弧+同碰撞區域。鑒于二道甸子金礦床礦體為石英脈型,容礦構造為張扭性斷裂,其形成應是古太平洋板塊向歐亞大陸俯沖陸緣碰撞造山與伸展轉換過程[34],即:成礦作用發生在中侏羅世早階段,為古太平洋板塊向歐亞大陸俯沖控制下的擠壓-轉換巖漿流體成礦過程[35-36],成礦與深成巖漿作用有關。
7 結論
1)二道甸子金礦床為中溫巖漿熱液金礦床,成礦過程經歷早階段的無礦石英-黑云母階段、主成礦階段的黃鐵礦-石英階段和石英-多金屬硫化物階段、晚階段的石英-方解石階段,成礦流體為H2O-NaCl-CO2三相體系。
2)流體包裹體氫-氧同位素、硫-鉛同位素特征揭示,成礦物質主要來自大陸下地殼,成礦流體為來自深成巖漿的相對氧化性流體,在早階段和晚階段流體表現巖漿水為主,少量大氣水/地下水,主成礦階段成礦流體與圍巖發生一定的水巖交換,整個成礦過程呈現明顯的非平衡與準平衡交替作用。
3)將礦區成礦密切的黑云母花崗閃長巖成巖年齡((192.7±1.6)Ma))與賦礦圍巖、區域相關成礦年齡相聯系,認為二道甸子金礦床應形成在中侏羅世早階段,形成于古太平洋板塊俯沖作用下的擠壓—轉換的構造環境。
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