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贵州大金矿石成矿流体特征及成因探讨 云南哀牢山金矿带是中国最重要的喜马拉雅期黄金带，领域中发现了大量矿床。位于云南元阳境内的大坪金矿是哀牢山金矿带中产于闪长岩体内的含金多金属硫化物热液石英脉型金矿。该金矿自被发现以来,已有一些学者对其成矿作用进行了研究,但在成矿物质来源和成矿流体的性质等关键问题上仍存在争议,一般认为其成矿流体是在拉张构造环境下的岩浆热液或深源流体与大气降水相混合的热液 (毕献武等,1996a,1996b,1997,1999;胡瑞忠等,1999;韩润生等,1994,1997), 但作者通过最近的研究认为该矿主要是沿剪切带上升的壳(下地壳)幔混合流体成矿(孙晓明等,2006a, 2006b, 2006c;熊德信等,2006a,2006b)。 含金石英脉中的包裹体保存了成矿流体的原始信息, 但目前对该矿的含金石英脉中的流体包裹体还缺乏较系统的研究。 本文利用显微测温和拉曼光谱对大坪含金石英脉中的流体包裹体进行了观测, 以期揭示该矿成矿流体的特征和成矿物理化学条件。 1 黑云母、石英、闪长岩 大坪金矿床位于哀牢山金矿带南段,受哀牢山深大断裂的次级断裂——小寨金平断裂、小新街断裂和三家河断裂所控制(图1)。矿区约60%被面积约100km2的桃家寨岩体占据,该岩体主要由闪长岩组成, 其中侵入有喜马拉雅期的煌斑岩脉。闪长岩原生色为暗绿色,主要矿物为斜长石(约占35 %～ 70%)和角闪石(约占10% ～ 20%),次要矿物有黑云母、碱性长石、石英, 化学成分上属钙碱性岩系。Rb-Sr等时线法测得闪长岩的成岩年龄为481Ma左右, 属于加里东期侵入岩(金世昌等,1994;胡云中等,1995)。矿区北部外围出露有喜马拉雅-燕山早期斜长花岗岩体。矿区东西两侧主要出露元古宙哀牢山群、下奥陶统浅变质板岩及中泥盆统海相碎屑岩和碳酸盐岩。岩体与地层呈断层接触。矿区内断裂构造发育, 其中小新街断裂呈北北西向贯穿闪长岩体, 该断裂两侧的次一级北西向断裂控制着含金石英脉的分布。 矿床主要由数百条含金多金属硫化物石英矿脉组成,它们绝大多数分布于桃家寨岩体内。矿脉多数长约 500 ～ 1000m, 宽多为数十厘米 。矿石矿物主要由自然金、白钨矿和多种硫化物(黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、斑铜矿和闪锌矿等)组成,而脉石矿物主要为石英、方解石、白云石和绢云母等。前人利用电子自旋共振(ESR)法估算了大坪金矿成矿年龄约为50Ma(毕献武等,1996a), 而作者等最近对大坪金矿近矿绢英岩化蚀变岩中的绢云母等进行了40Ar-39Ar定年,得出其成矿年代为33.76Ma(孙晓明等, 2006d),矿床详细地质特征参见胡云中等(1995)。 2 流体包裹体显微测温 本次研究的含金石英脉样品采集于大坪金矿6号和8号等主要含金石英脉的采矿坑道中,其近矿围岩是蚀变闪长岩,围岩蚀变强烈,主要有硅化、绢云母化、绿泥石化、绿帘石化和碳酸盐化,除石英外,原岩造岩矿物仅余少量已强烈绢云母化的斜长石,而石英中发育明显的波状消光和核幔构造, 长石类矿物主要出现膝折等构造, 显示矿脉周围的岩体已经过较强烈糜棱岩化。这些金矿脉在矿物组成上具有明显的分带性,从矿脉中心到边部分别是团块状含金多金属硫化物带(矿石带)→少量硫化物(主要为黄铁矿)含金石英脉带→含白钨矿石英脉带,另外有晚期方解石细脉穿插于含金多硫化物带中。整体脉宽一般在0.5m左右,其中矿石带在延伸方向上宽窄不一,一般在0.3m左右。多金属硫化物带中除黄铁矿外还大量出现黄铜矿和方铅矿;早期形成的大颗粒黄铁矿呈压碎结构,沿碎裂面常被黄铜矿和方铅矿交代,而同期形成的黄铁矿多呈细小它形粒状嵌布在石英颗粒中。在白钨矿石英脉中基本未见碳酸盐,黄铁矿等硫化物很少,有时见白钨矿晶体的微裂隙中充填有黄铁矿、黄铜矿和碳酸盐矿物。因此这些金矿脉的矿物生成顺序从早到晚依次为:白钨矿+石英组合→石英+少量黄铁矿组合(含金)→自然金+多金属硫化物+石英组合(富金)→碳酸盐+(石英)组合。 根据野外和显微镜下观察,本文将该矿的成矿划分为三个阶段:白钨矿石英脉阶段(Ⅰ)、硫化物石英脉阶段(Ⅱ)和碳酸盐阶段(Ⅲ)。鉴于在黄铁矿石英脉样品中亦常见早期形成的黄铁矿被后形成的黄铜矿等硫化物交代,故将其与多硫化物带归并入硫化物石英脉阶段(Ⅱ),且本文选择的阶段Ⅱ的样品主要为团块状多金属硫化物型金矿石。 流体包裹体显微测温在中山大学地球科学系流体包裹体实验室的Linkam THMSG600型冷热台上完成,测温范围为-196.0～600.0℃,测温精度为0.1℃。一般升降温速率不超过15℃/min,临近相变点时降为1℃/min。测温前经人工合成CO2包裹体、纯水包裹体和重铬酸钾进行了校正测定。此次流体包裹体测定的矿物包括石英、白钨矿和方解石。以测定CO2-H2O型包裹体为