潘小菲, 劉 偉

1)中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所, 北京 100037;

2)中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所礦產(chǎn)資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和巖石圈構(gòu)造演化國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京 100029

甘肅-新疆北山成礦帶典型礦床成礦流體研究進(jìn)展及成礦作用探討

潘小菲1), 劉 偉2)

1)中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所, 北京 100037;

2)中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所礦產(chǎn)資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和巖石圈構(gòu)造演化國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京 100029

北山地區(qū)典型金礦床中常見(jiàn)H2O溶液包裹體、富CO2多相包裹體和富CH4包裹體, 成礦流體的揮發(fā)分主要為H2O-CO2-CH4。包裹體測(cè)溫結(jié)果顯示各類(lèi)型金礦經(jīng)歷了多期流體活動(dòng), 屬于中高-中低溫、中-低鹽度流體成礦。CO2和CH4的 δ13C值表明前者來(lái)自巖漿脫氣, 后者來(lái)自圍巖地層。氫、氧同位素組成指示成礦流體主要來(lái)源于巖漿流體和大氣降水來(lái)源的地下水, 但部分礦床滲入了少量變質(zhì)水。大部分礦床成礦物質(zhì)來(lái)源具有多元性, 殼源和幔源均存在, 根據(jù)成礦物理化學(xué)條件殼幔成分有差別。金屬硫化物具巖漿硫和地層硫混合特點(diǎn), 主要受賦礦圍巖控制; 鉛同位素組成反映主要來(lái)源于造山帶或成熟弧環(huán)境, 上地殼鉛也不同程度地提供了成礦物質(zhì)。綜合北山地區(qū)典型金礦床的包裹體測(cè)溫、成礦流體組分以及成礦流體C、H、O同位素和成礦物質(zhì)的S、Pb同位素特征, 我們認(rèn)為各類(lèi)型金礦床具有不同的成因控制因素。馬莊山、南金山、金窩子和210礦床都以不同組成流體混合作用控制成礦; 小西弓、新金廠及老金廠金礦成礦早期, 熱液流體圍繞著巖漿侵入體作對(duì)流循環(huán), 成礦晚期, 流體在圍巖中作大面積的滲透淋濾。

北山地區(qū); 成礦流體; 成礦物質(zhì); 混合作用; 沸騰作用

北山成礦帶地質(zhì)背景復(fù)雜, 巖漿活動(dòng)頻繁, 成礦作用強(qiáng)烈, 找礦前景良好, 一直受到地質(zhì)工作者的高度關(guān)注。區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的金礦床不下百余處, 礦床的基礎(chǔ)地質(zhì)特征包括礦床產(chǎn)出狀態(tài)、礦床的控礦因素(構(gòu)造-巖漿-地層)及成礦類(lèi)型等研究相當(dāng)成熟(江思宏, 2006; 江思宏等, 2001; 聶鳳軍等, 2002),然而, 本區(qū)金礦床的流體成礦作用研究相對(duì)滯后,只有少數(shù)幾個(gè)礦床進(jìn)行了成礦流體研究, 流體參與金礦床成礦機(jī)制有待進(jìn)一步加強(qiáng)。本文對(duì)已進(jìn)行了流體成礦作用研究的北山幾個(gè)重要金礦床, 包括北帶的馬莊山、中帶的金窩子和 210金礦床以及北山南帶的小西弓、新金廠、老金廠金礦床等, 進(jìn)行成礦流體特征、成礦物質(zhì)來(lái)源對(duì)比研究, 結(jié)合成礦地球動(dòng)力學(xué)背景, 初步探討北山地區(qū)流體參與成礦作用機(jī)制。

1 北山地區(qū)地質(zhì)概況及礦床分布規(guī)律

北山成礦帶位于哈薩克斯坦-準(zhǔn)噶爾和塔里木坂塊交匯部位, 隸屬塔里木板塊東北部, 與北山古生代裂谷-造山帶疊合。區(qū)內(nèi)主要地質(zhì)體和主要構(gòu)造線呈近東西向(圖1和圖2)展布(周濟(jì)元, 1994; 聶鳳軍, 2002; 李春昱, 1983; 左國(guó)超, 1990; 劉雪亞和王荃, 1995; 崔惠文等, 1996)。該地區(qū)在經(jīng)歷了早古生代多島洋演化階段(Z-O)→俯沖造山演化階段(O-S)→弧-陸碰撞造山演化階段(O3-D)之后, 在晚古生代期間又經(jīng)歷了多個(gè)塊體間的碰撞造山以及早二疊世伸展和晚二疊世擠壓的構(gòu)造過(guò)程, 致使北山地區(qū)的地球動(dòng)力學(xué)背景非常復(fù)雜。在該裂谷帶及其兩側(cè)基底巖系中分布著不同類(lèi)型金礦床(點(diǎn)), 根據(jù)礦床成因可分為: 石英脈型熱液礦床、火山-次火山熱液型、變質(zhì)熱液層控型、構(gòu)造蝕變巖型及矽卡巖型金礦床(田爭(zhēng)亮, 2001)。該區(qū)金礦床、礦(化)點(diǎn)賦礦地層為上古生代火山-次火山巖、火山碎屑巖(周濟(jì)元, 1998, 1999); 賦礦及與礦有關(guān)的巖體主要有華力西、加里東、印支期花崗巖巖體, 個(gè)別可見(jiàn)前震旦系變質(zhì)火山巖。主要的控礦因素包括韌性、韌-脆性斷裂,火山巖-碎屑巖地層, 華力西、加里東期中酸性、中基性巖漿巖。成礦時(shí)代為華力西晚期、印支期和燕山期(陳柏林, 1999), 與該期構(gòu)造同或準(zhǔn)同步。該區(qū)各類(lèi)型代表性礦床特征如表1。

圖1 北山地區(qū)重要金礦床分布及構(gòu)造綱要圖(據(jù)田爭(zhēng)亮等, 2001)Fig. 1 Structure outline map of Beishan area, showing the distribution of important gold deposits (after TIAN Zheng-liang et al., 2001)

2 成礦流體特征

表 2綜合了最近幾年來(lái)關(guān)于北山地區(qū)部分典型金礦床成礦流體測(cè)溫和地球化學(xué)研究結(jié)果。

2.1 包裹體類(lèi)型

從表 2可以看出, 各典型金礦床, 從淺成低溫型、巖漿熱液型、韌性剪切蝕變巖型和海相火成巖型, 它們的包裹體類(lèi)型以水溶液為主, 均含有 CO2多相包裹體存在, 少量礦床偶見(jiàn)含NaCl子晶多相包裹體。另外, 除了馬莊山和新金廠金礦, 均存在含CH4的包裹體。

2.2 成礦流體的鹽度

各礦床流體包裹體鹽度分布在 0.7-18.6wt% NaCl eq., 顯示包裹體中－低鹽度特征。北山金礦床的鹽度對(duì)比發(fā)現(xiàn), 馬莊山淺成低溫?zé)嵋盒徒鸬V床(7.5-16.2 wt% NaCl eq.)和韌性剪切蝕變巖型礦床(小西弓和 210金礦)的包裹體鹽度高于海相火山巖型(新、老金廠)和石英脈型(金窩子金礦)。前二者成礦體系構(gòu)造發(fā)育, 成礦環(huán)境相對(duì)開(kāi)放, 與鹵水發(fā)生交換程度高, 成礦熱液鹽度高, 致使包裹體捕獲流體鹽度也相對(duì)偏高。

2.3 流體包裹體氣相組分

配套的激光拉曼探針、四極桿質(zhì)譜分析結(jié)果表明, 除了新金廠以外, 北山各類(lèi)型金礦成礦流體的揮發(fā)相組成均以 H2O、CO2、N2和 CH4為主, 占測(cè)定氣體組分的 99%。表明各金礦成礦流體中主要組分為H2O-NaCl-CO2-CH4。對(duì)比之下, 新金廠流體包裹體的CH4含量較少, CH4含量不超出全部氣體總量的 0.021%, CO2/CH4比值達(dá)到幾百倍, 具有相對(duì)強(qiáng)的氧化環(huán)境。

馬莊山金礦的 CO2/CH4-CO2/N2協(xié)變關(guān)系(李新俊等, 2002)顯示, CO2/CH4和CO2/N2呈現(xiàn)逐漸增多的趨勢(shì)。與去氣作用模擬演化線趨勢(shì)相同, 而和飽和大氣水稀釋作用的流體演化線(沿水平方向演化)差異較大, 明顯不同于馬莊山金礦樣品的演化趨勢(shì), 表明馬莊山金礦床成礦熱液流體中發(fā)生了大氣水混合作用。

圖2 小西弓金礦流體包裹體氣相成分的二元協(xié)變圖Fig. 2 Binary covariant diagram of gas components of fluid inclusions in the Xiaoxigong gold deposit

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小西弓金礦的流體包裹體氣體成分二元協(xié)變圖顯示, 小西弓樣品的氣體組分除了CH4和N2分別與CO2表現(xiàn)出兩兩相關(guān)外, 其它氣體與N2基本無(wú)關(guān)。CH4/C2H6比值較高, 達(dá)到 11.61-35.37, 表明小西弓礦床沉積巖圍巖的有機(jī)質(zhì)降解溫度也比較高, 其變質(zhì)作用也較強(qiáng)烈。

圖3 新金廠－老金廠流體包裹體氣相成分的二元協(xié)變圖Fig. 3 Binary covariant diagram of gas components of fluid inclusions in the Xinjinchang and Laojinchang gold deposits

如圖3, 新金廠礦床樣品的N2與CO2、C2H6分別表現(xiàn)出相關(guān)性, 這些線性關(guān)系同樣可以用巖漿流體與大氣降水來(lái)源的地下水的混合作用解釋。因?yàn)樯鲜鋈N氣體組分都有兩個(gè)來(lái)源: 一個(gè)是巖漿流體,另外一個(gè)為地下水。地下水在流經(jīng)富碳質(zhì)的沉積巖圍巖時(shí)會(huì)從有機(jī)質(zhì)中吸收這些組分。在平衡條件下,隨著溫度的降低, CH4/C2H6比值趨于降低。新金廠流體包裹體的氣體CH4/C2H6比值介于0.93-3.00, 顯示新金廠沉積巖圍巖中有機(jī)質(zhì)的熱降解溫度不高, 新金廠周?chē)练e物的變質(zhì)作用微弱。

老金廠樣品的氣體組分 C2H6和 N2兩種氣體分別與CH4表現(xiàn)出兩兩相關(guān)性。表明了老金廠的包裹體甲烷和 C2H6可能從圍巖沉積物中有機(jī)質(zhì)熱降解而來(lái)。而且 CH4/C2H6比值較高, 達(dá)到 12.00-22.61,指示老金廠沉積巖圍巖的有機(jī)質(zhì)降解溫度相對(duì)高于新金廠, 其變質(zhì)作用也相對(duì)較強(qiáng)。

與世界上典型的S型花崗巖Sn-W脈礦床(Kelly and Rye, 1979; Shepherd and Miller, 1988; Shepherd et al., 1985)、I型斑巖Cu-Mo礦床(McMillan, 1976; Bowman et al., 1987; Shaver, 1991; Wilson et al., 1980)、酸性硫化物 Au-Ag礦床、淺成低溫 Au-Ag礦床、脈型煙囪狀 Pb-Zn礦床、熱泉華礦床、黑色頁(yè)巖型 Au礦床和太古代中溫 Au礦床(Graney and Kesler, 1995)進(jìn)行氣相組分對(duì)比(圖 4a-d)。在CO2-CO2/N2-CO2/CH4三角圖(圖 4a)上, 北山南帶三個(gè)金礦的樣點(diǎn)遠(yuǎn)離世界上其它典型金礦床的樣點(diǎn)。新金廠、老金廠和小西弓金礦之間的CH4含量差異大, 出現(xiàn)新金廠＜老金廠＜小西弓變化。而C同位素研究表明了CO2來(lái)自巖漿, CH4來(lái)自混染了圍巖中碳質(zhì)組分, 由此證明了北山南帶金礦床的圍巖參與了大規(guī)模成礦過(guò)程。

CH4-CO2/10-N2三角圖(圖 4d)也體現(xiàn)了這一特點(diǎn)。Ar×100-CO2/10-N2三角圖(圖4c)上北山南帶三個(gè)金礦的樣點(diǎn)也遠(yuǎn)離世界上其它典型金礦床的樣點(diǎn), 表明北山南帶的Ar含量低于其它礦床, 而且新金廠成礦流體的 N2含量稍低于老金廠和小西弓的N2含量。

3 成礦溫度

流體包裹體最終均一溫度(Th)可以指示礦物、礦床形成溫度(Roeddor, 1984; Shepherd et al, 1985; 張文淮, 1997)。因此, 以測(cè)定的各礦床礦脈捕獲包裹體均一溫度(Th)指示北山地區(qū)金礦成礦溫度。北山北帶的馬莊山淺成低溫?zé)嵋盒徒鸬V成礦溫度最低, 峰值最高僅為200℃, 屬于地溫?zé)嵋盒偷V床; 小西弓韌性剪切蝕變巖型金礦溫度最高, 峰值溫度達(dá)到 400℃(表2, 圖5), 屬于中高溫?zé)嵋旱V床。金窩子、210、新金廠和老金廠礦床屬于中溫?zé)嵋旱V床。而南金山金礦峰值有三組, 從高到低分別為 320℃、220℃和160℃, 表明南金山金礦經(jīng)歷了三階段熱液成礦過(guò)程。屬于中低溫?zé)嵋旱V床類(lèi)型。

圖4 北山金礦與世界典型金、金銀、錫鎢、銅鉬和鉛鋅礦床氣相組分三元圖Fig. 4 Ternary covariant diagrams of gas components in gold deposits of Beishan area and in typical Au, Au-Ag, Sn-W, Cu-Mo and Pb-Zn deposits of the world

圖5 北山典型金礦床成礦溫度示意圖, 箭頭所指為峰值Fig. 5 Sketch map showing ore-forming temperatures of typical gold deposits in Beishan area, with the arrowhead indicating the peak value of final homogeneous temperature of fluid inclusions

4 成礦流體的碳、氫、氧同位素組成

C、H、O同位素研究在示蹤成礦流體源區(qū)和性質(zhì)上具有優(yōu)勢(shì)(Kontak and Kerrich, 1997; Ray and Ramesh 1999)。熱液礦床的氫氧同位素組成研究通常表明大氣水占有優(yōu)勢(shì), 水和巖石的氧同位素組成由于水-巖相互作用發(fā)生了不同程度的改造(Taylor, 1997; LIU Wei, 1999, 2000, 2002)。在侵入體次固相冷凝過(guò)程和熱液礦床的成礦早期, 通常顯示巖漿流體的貢獻(xiàn)(Liu, 2002; Audetat et al., 1998)。

北山幾個(gè)典型金礦床成礦流體的氫、氧同位素組成(李新俊, 2002; 聶鳳軍, 2002)共同投影于圖6。北山幾個(gè)典型金礦床的成礦流體均有巖漿水、大氣降水兩個(gè)來(lái)源, 部分出現(xiàn)了變質(zhì)熱液水源(李新俊, 2002; 劉偉, 2006; 潘小菲, 2006)。北山北帶的馬莊山礦床, 其樣點(diǎn)最靠近大氣降水線, 說(shuō)明成礦流體混入較多大氣降水(李新俊, 2002)。同處中帶的石英脈型金礦(金窩子礦床)和蝕變巖型金礦(210礦床),兩者的H-O同位素組成也有著明顯的差異性, 210號(hào)的成礦熱液脈直接落入巖漿水和變質(zhì)水區(qū)間及其附近, 金窩子 3號(hào)脈的δ18O、δD值則相對(duì)降低, 表明比 210礦床成礦熱液中混入了較多的大氣降水。南帶的小西弓礦床, δ18O-δD樣點(diǎn)分布在巖漿水區(qū)域之下, 顯示了巖漿水與大氣降水的混合來(lái)源特征; 新金廠的樣點(diǎn)大部分落入巖漿水區(qū)域, 表明新金廠成礦流體主要來(lái)源于深部的巖漿房, 而老金廠樣點(diǎn)落入巖漿水區(qū)間之下, 表明比新金廠金礦混入了更多的大氣降水(圖6)。

北山幾個(gè)典型金礦的碳同位素組成匯總于圖7。金窩子和 210、小西弓、新金廠、老金廠金礦成礦流體中的碳質(zhì)組分有兩種成因: CO2主要來(lái)自深源巖漿; CH4則主要是從炭質(zhì)板巖中淋濾獲取。

5 成礦物質(zhì)來(lái)源特征

硫、鉛同位素組成表明成礦物質(zhì)來(lái)源具有多元性, 殼源和幔源均存在。

圖6 北山典型金礦床成礦流體的δD-δ18O關(guān)系圖Fig. 6 δD-δ18O diagram of ore-forming fluids from typical gold deposits in Beishan area

圖7 北山典型金礦成礦流體的δ13C直方圖Fig. 7 Histogram of13C values of ore-forming fluids from typical gold deposits in Beishan area

圖8 北山典型金礦床的δ34S分布直方圖Fig. 8 Histogram of34S values of typical gold deposits in Beishan area

新金廠和老金廠金礦的δ34S值落入幔源巖漿的近0‰值與富集32S的生物S的較大負(fù)值之間, 而小西弓、金窩子、210及馬莊山金礦的δ34S值落在正值區(qū)間(圖8), 而且?guī)讉€(gè)金礦的δ34S值從大到小的排列順序?yàn)? 小西弓≥210≥馬莊山≥金窩子≥老金廠≥新金廠。因?yàn)樾∥鞴鸬V的賦礦圍巖主要為鉀長(zhǎng)花崗巖, 金窩子3號(hào)脈為花崗閃長(zhǎng)巖, 210礦脈為中酸性凝灰?guī)r, 馬莊山金礦則為次火山石英斑巖, 它們基本提供巖漿成因硫, 而新金廠和老金廠賦礦圍巖為富有機(jī)質(zhì)的老地層, 主要提供有機(jī) S和變質(zhì) S,極可能顯示幾個(gè)礦床的礦化劑S元素主要受到賦礦圍巖中萃取的S緩沖控制。

大部分礦床的鉛同位素顯示地殼和地幔、造山帶等多種來(lái)源特征(圖9)。新金廠、老金廠和210金礦部分顯示了成熟弧來(lái)源特征。相比之下, 小西弓金礦鉛同位素大部分落入上地殼, 表明其成礦物質(zhì)主要來(lái)源于上地殼。且210金礦床鉛同位素更靠近

6 流體成礦機(jī)制探討

一般認(rèn)為混合作用、水巖作用、沸騰作用是熱液礦床主要的成礦機(jī)制(Liu et al., 2001), 而沸騰作用是斑巖銅－鉬礦床、錫－鎢礦床、淺成熱液礦床及多金屬脈狀礦床等礦質(zhì)沉淀的主要原因之一。然而, 綜合北山地區(qū)典型金礦床的包裹體測(cè)溫、成礦流體組分以及成礦流體C、H、O同位素和成礦物質(zhì)的 S、Pb同位素特征, 我們認(rèn)為各類(lèi)型金礦床的成因具有不同的成因控制因素。

馬莊山金礦成礦流體具有低溫、中低鹽度、富H2O、CO2和富Na+、K+、Cl-離子特征。石英包裹體水的δD和δ18O值表明為大氣水和巖漿水混合來(lái)源。黃鐵礦的 δ34S(4.5‰～6.5‰)(陳世忠等, 2000; 李新俊等, 2002)指示深部巖漿硫來(lái)源。鉛同位素組成變化較大, 反映成礦物質(zhì)來(lái)源的多元性, 從地殼到地幔均有。流體包裹體的顯微溫度計(jì)和H2O-氣體間的協(xié)變關(guān)系, 排除了成礦過(guò)程中去氣作用存在的可能性。巖漿流體與大氣水來(lái)源的循環(huán)地下水的混合作用, 可能是馬莊山金礦形成的主要機(jī)制。

南金山金礦床經(jīng)歷了三階段成礦, 成礦過(guò)程中存在有高鹽度流體與低鹽度流體, 且具有巖漿水與大氣降水混合流體氧同位素特征。成礦過(guò)程中發(fā)生了巖漿水與大氣降水的混合作用, 導(dǎo)致了南金山金礦床成礦(江思宏等, 2006)。

圖9 北山典型金礦床的鉛同位素組成圖(馬莊山、210和金窩子3號(hào)礦體的Pb同位素?cái)?shù)據(jù)摘自李新俊等, 2002)Fig. 9 Lead isotope composition of typical gold deposits in Beishan area (data of Mazhuangshan and No.210 and No.3 ore bodies of the Jinwozi gold deposit from Li Xinjun, 2002)

根據(jù)金窩子金礦和 210金礦床流體包裹體測(cè)溫、包裹體 C、H、O同位素組成和氣體組成(潘小菲和劉偉, 2006; 劉偉等, 2006), 從成礦初期到主成礦期, 巖漿流體與大氣降水來(lái)源的地下水發(fā)生混合參與了成礦, 210礦床混入了變質(zhì)水, 而金窩子金礦床混入更多的大氣降水。兩礦床的硫同位素組成反映了硫直接來(lái)自于巖漿; 鉛同位素組成的良好線性關(guān)系, 反映了金屬物質(zhì)來(lái)源于地幔到全殼的各種貯庫(kù), 210礦床比金窩子礦床含有更多的巖漿金屬物質(zhì)(潘小菲和劉偉, 2006; 劉偉等, 2006)。

小西弓、新金廠和老金廠3個(gè)金礦床成礦流體的H, O同位素組成表明, 小西弓金礦和老金廠金礦成礦流體不是直接來(lái)源于巖漿流體或變質(zhì)流體, 流體混合不是 3個(gè)金礦成礦流體演化的主要控制因素(劉偉和潘小菲, 2006)。部分金礦床如小西弓和新金廠的冰融溫度、均一溫度不連續(xù)變化, 形成區(qū)別明顯的流體包裹體群, 表明在成礦過(guò)程中發(fā)生了熱液沸騰現(xiàn)象。

7 結(jié)論

(1) 北山地區(qū)典型金礦床中常見(jiàn) H2O溶液包裹體、富CO2多相包裹體和富CH4包裹體, 成礦流體的揮發(fā)分主要為 H2O-CO2-CH4。包裹體測(cè)溫結(jié)果顯示各類(lèi)型金礦經(jīng)歷了多次流體活動(dòng), 屬于中高溫-中低溫、中-低鹽度流體成礦。

(2) 氫、氧同位素組成落入巖漿水區(qū)域或者向大氣降水線不同程度地漂移, 預(yù)示成礦流體主要來(lái)源于巖漿流體和大氣降水來(lái)源的地下水, 但部分礦床仍滲入了少量變質(zhì)水。馬莊山、南金山、金窩子和 210礦床都以不同組成流體混合作用控制成礦;小西弓、新金廠及老金廠金礦成礦早期, 熱液流體圍繞著巖漿侵入體作對(duì)流循環(huán), 成礦晚期, 流體在圍巖中作大面積的滲透淋濾。

(3) 大部分礦床成礦物質(zhì)來(lái)源具有多元性, 殼源和幔源均存在, 根據(jù)成礦物理化學(xué)條件殼幔成分有差別。金屬硫化物具巖漿硫和地層硫混合特點(diǎn),主要受賦礦圍巖控制; 鉛同位素組成反映主要來(lái)源于造山帶或成熟弧區(qū)域, 上地殼鉛也不同程度地提供了成礦物質(zhì)。

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Characteristics, Derivation and Evolution of Ore-Forming Fluids in Typical Gold Deposits of the Beishan Metallogenic Belt in Gansu-Xinjiang Border Area

PAN Xiao-fei1), LIU Wei2)
1) Institute of Geology, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100037;
2) Key Laboratory of Mineral Resources and State Key Laboratory of Lithospheric Evolution, Institute of Geology and Geophysics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029

Quartz and other sulfide minerals in typical gold deposits of Beishan area contain abundant aqueous, CO2-rich and CH4-rich inclusions, suggesting that the main volatiles in the ore-forming fluids are of the H2O-CO2-CH4system. Microthermometic measurements of fluid inclusions demonstrate that all types of gold deposits have experienced multi-period and multi-stage hydrothermal activities, thus belonging to mineralization of middle-low salinity and meso-hypothermal as well as meso-epithermal fluids. δ13C values of CO2and CH4reveal that CO.2and CH4of the ore-forming fluids were respectively degassed from the magma and leached from the carbonaceous country rocks. Hydrogen and oxygen isotopic compositions indicate that the ore-forming fluids were initially magmatic fluids and subsequently mixed with large amounts of meteoric water derived from groundwater. S isotope compositions of ore sulfides reflect that besides the contribution of the country rocks, most sulfur were provided mainly by the country rocks via fluid infiltration and leaching. Lead isotope compositions of ore sulfidessuggest multiple sources for the metals that range from the crust to the mantle, with certain amounts derived from the orogen or island arc.

Data from microthermometric measurements of fluid inclusions, fluid components, carbon, hydrogen and oxygen isotopes of ore-forming fluids, and sulfur and lead isotopes of ore-forming materials in typical gold deposits together show that different types of gold deposits have varies geneses. In Mazhuangshan, Nanjinshan, Jinwozi and No. 210 gold deposits, mixing of different ore-forming fluids caused metal precipitation. In Xiaoxigong, Xinjinchang and Laojinchang gold deposits, however, hydrothermal fluids experienced convectional circulation around the magmatic intrusion at the early ore-forming stage and permeated into the country rocks at the late stage.

Beishan area; ore-forming fluid; ore-forming material; mixing; boiling

P611.13; P574; P597.2

A

1006-3021(2010)04-507-12

本文由國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(編號(hào): 40472056)和基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)(所長(zhǎng)基金, 編號(hào): J0811)聯(lián)合資助。

2009-11-18; 改回日期: 2010-03-11。

潘小菲, 女, 博士。主要從事流體礦床學(xué)研究。通訊地址: 100037, 北京市西城區(qū)百萬(wàn)莊大街26號(hào)。E-mail: pan_smile0551@sina.com。