陳以春,向祥輝,丁厚炳,韓 嶺
(湖北省地質局第八地質大隊,湖北 襄陽 441000)
新-黃斷裂帶新城-合河段金礦位于七尖峰花崗巖漿巖帶的北東側、桐柏變形巖體的南西側的新-黃斷裂帶中及附近,金礦礦床類型主要為破碎帶蝕變巖型金礦和石英脈型金礦兩種(大多見有輝鉬礦),以破碎帶蝕變巖型金礦為主,石英脈型金礦次之,主礦帶主要受北西-南東向主斷裂及次級斷控制。
圖1 新城-合河金礦床區(qū)δD-δ18OH2O圖解
新-黃斷裂帶新城-合河段金礦區(qū)在不同的金礦(化)體共采集了12組氫氧同位素,測試礦物為石英中的包裹體水。分析結果顯示:δO18變化范圍5.53‰~10.19‰,平均8.84‰,δO18比較集中分布在5‰~6‰和9‰~10‰兩個范圍,總體上,新-黃斷裂帶兩側向中心δO18值降低,斷裂中心較兩盤貧δO18;δD變化范圍-56.5‰~-74.8‰,平均為-87.8‰,為正常巖漿水范圍[1];根據(jù)奧尼爾均一化溫度和石英-水分餾的關系方程:在-9.07‰~2.21‰之間,變化范圍較窄,是不同熱液的混合產(chǎn)物。
δD-δ18OH2O圖解(圖1)顯示:各金礦床(點)的δD與投影點處于典型的巖漿水區(qū)、典型的大氣降水區(qū)的過渡區(qū),說明在成礦過程中可能有大氣降水的加入,為不同熱液的混合產(chǎn)物,造成了氧同位素向大氣降水的漂移,表明成礦流體為巖漿水與大氣降水混和形成。
本次顯微鑒定和測定的包裹體全部來源于金礦石的石英中,顯微鑒定其形態(tài)較復雜,多以橢圓狀、雨滴狀、不規(guī)則狀為主,偶見棱形、三角形、線狀和管狀等形態(tài),包裹體大小一般小于2μ,少數(shù)3μ~10μ。石英中包裹體數(shù)量較多,呈群體和密集群體分布。
按包裹體相態(tài)與組合(氣液比)分類,區(qū)內發(fā)現(xiàn)有液相包裹體,氣液包裹體,氣相包裹體,含CO2包裹體4類。依據(jù)包裹體的生成順序,新-黃斷裂帶北東側石英礦物中,主要以晚期包裹體為主,以液相和氣液相包裹體多見,極少見到氣相和含CO2的包裹體;新-黃斷裂帶南西側金礦脈的石英礦物中,大多見早晚兩期包裹體,且常見氣體和含CO2包裹體。
礦區(qū)石英脈型金礦和破碎帶蝕變巖中的石英流體包裹體化學成分分析(表1)。結果表明,液相成分中以HC03-最高,陽離子成分從大到小的順序是Na+>Mg2+>K+>Ca2+;陰離子成分含量從小到大的順序是HC03->Cl->S042->F-;金的成礦熱液為含鈉、鉀,并以鈉為主的中偏堿性(PH=7~7.02)氯化物-重碳酸鹽溶液,含少量的硫、氟,含金的鈉氯絡合物是金的主要遷移介質。Na+、Cl-、S042-增大,金的攜帶量亦增大,礦石中金的品位相應增高。從王兒莊TC3-1,大堰TC381和彎楊柳TC1的情況看,Na+由8.0ppm→28.4ppm、Cl-由4.0ppm→20.5ppm,金由1g/t~8g/t→10g/t~150g/t,三者成正消長關系,石英包體的氣相成分中,C02占70%左右,且隨金含量的增高而增高[2]。
表1 新城-合河金礦床流體包裹體的化學成分
礦區(qū)均一溫度主要從氣液包裹體中測得,少數(shù)來源于氣相包裹體、液相包裹體和含CO2包裹體。測定結果表明:石英中包裹體的均一溫度范圍較大,一般為80℃~380℃(個別達400℃~460℃),以中低溫為主。多數(shù)包裹體的均一溫度變化區(qū)間較穩(wěn)定,富氣包裹體的均一溫度明顯高于富液包裹體;破碎帶蝕變巖型金礦均一溫度主要為:240℃~380℃、200℃~240℃、130℃~180℃三個區(qū)間,130℃~180℃為晚期黃鐵礦化、金屬硫化物礦化和硅化溫度,即成礦礦化溫度;石英脈型金礦均一溫度主要為:早期200℃~350℃、晚期130℃~180℃。
礦區(qū)均一溫度值在不同部位有明顯差別。新-黃斷裂帶南西側的南西部,變化趨勢自北西西向南東東方向逐漸降低,形成以花崗巖為中心的溫度遞減;新-黃斷裂帶北東側1km范圍內,均一溫度無變化。桐柏變形巖體中均一溫度范圍為88℃~280℃,集中在160℃~180℃區(qū)間,示意單向熱液來源,包裹體類型以晚期液相包體為主;新-黃斷裂帶南西側石英脈金礦石流體包裹體的均一溫度100℃~380℃。礦區(qū)內包裹體均一溫度呈現(xiàn)兩個連續(xù)分布區(qū)間,反映至少經(jīng)歷了兩次以上的熱液活動,熱液的多次活動,對金的富集十分有利,金礦(化)點多處分散富集。
礦區(qū)金礦流體包裹體的冰點變化較大,大致分為兩個區(qū)間:-2℃~-4℃和-6℃~-8.9℃(個別達-11.7℃)。計算的鹽度值為1~13Wt% NaCl,僅一個石英礦物15Wt% NaCl,屬中低鹽度。從鹽度分布直方圖顯示,鹽度變化頻率大致呈正態(tài)分布(圖2),根據(jù)連續(xù)性可分為兩組:一組鹽度3~6Wt% NaCl,分布在新-黃斷裂帶南西側地層區(qū)富氣和氣液包裹體中;另一組鹽度4~10Wt% NaCl,分布在桐柏變形巖體均一溫度較低的富液包裹體中。流體包裹體壓力值為42MPa~45MPa,屬中等壓力,根據(jù)壓力-深度關系式[3]估算成礦深度為5.21km~5.33km,屬淺部成礦環(huán)境。
成礦流體的PH值:7.00~7.02,屬中酸性溶液;En值:0.04~0.11,為弱還原-還原條件;從破碎蝕變巖型礦體到石英脈型礦體還原參數(shù)增高,體系逐漸從較封閉轉變?yōu)殚_放,成礦階段CO2和S2的逸度增加對成礦起著重要的作用。
圖2 新城-合河金礦床鹽度分布直方圖
新城-合河段金礦成礦熱液為含鈉、鉀,以鈉為主的中偏堿性氯化物-重碳酸鹽溶液,含少量的硫和氟,含金的鈉氯絡合物是金主要的遷移介質。
破碎帶蝕變巖型金礦均一溫度主要為:240℃ ~380℃、200℃ ~240℃、130℃ ~180℃,130℃~180℃。為晚期黃鐵礦等金屬硫化物礦化和硅化溫度,即成礦礦化溫度;石英脈型金礦均一溫度主要為:200℃~350℃、130℃~180℃。成礦流體鹽度屬中低鹽度分為3~6 Wt% NaCl、4~10Wt% NaCl兩個區(qū)間,新-黃斷裂帶北東側桐柏變形巖體鹽度較高,新-黃斷裂帶南西側變質地層分布區(qū)鹽度較低;成礦流體的PH值:7.00~7.02,屬中酸性溶液;En值:0.04~0.11,為弱還原-還原條件。成礦流體壓力值為42MPa~45MPa,估算成礦深度5.21km~5.33km,屬淺部成礦環(huán)境。