四川九寨溝馬腦殼金礦成礦流體地球化學(xué)特征

文基堅 代萬貴 袁宗水

（重慶市地勘局205地質(zhì)隊 402160 九寨溝馬腦殼金礦 623400）

四川九寨溝馬腦殼金礦成礦流體地球化學(xué)特征

文基堅 代萬貴 袁宗水

（重慶市地勘局205地質(zhì)隊 402160 九寨溝馬腦殼金礦 623400）

本文通過對馬腦殼金礦床中大量與金礦化密切相關(guān)的熱液成因石英、方解石脈進行微量元素、稀土元素、同位素地球化學(xué)特征進行系統(tǒng)研究，為更進一步深入認識該礦床乃至該區(qū)同類金礦床成因及成礦機理提供重要依據(jù)。

成礦流體；地球化學(xué)；馬腦殼金礦

1 礦區(qū)地質(zhì)

九寨溝馬腦殼金礦床位于巴顏喀拉印支冒地槽褶皺系的北東部，阿壩地塊東側(cè)。區(qū)內(nèi)出露地層主要分為：雜谷腦組、中三疊統(tǒng)扎尕山組以及上三疊統(tǒng)侏倭組，總厚度超過2000m。這是一套海灣斜坡濁積相沉積復(fù)理石或在中生代裂陷槽基礎(chǔ)上形成的深海建造，后期普遍發(fā)生了淺變質(zhì)作用。其中扎尕山組地層為礦區(qū)主要賦礦層位，其巖性以板巖、砂巖、灰?guī)r等厚互層組合為多。

2 礦化特征

礦床的空間產(chǎn)出受地層巖性及構(gòu)造的雙重控制。馬腦殼金礦化帶主要產(chǎn)于向斜北翼扎尕山組板巖層內(nèi)順層強劈理化韌性剪切帶（構(gòu)造破碎帶）之中，其總體走向 NW3l0°～320°，傾向 NE，傾角 30～60°。礦化帶全長在10km以上，其中具工業(yè)礦化礦段長度4km左右。主要礦化類型分石英脈型還有蝕變巖這兩種。后者系鈣質(zhì)板巖及少量的灰?guī)r和砂巖經(jīng)強烈的硅化、破碎的粉砂質(zhì)、黃鐵礦化、絹云母化、碳酸鹽化及毒砂化等熱液蝕變而成，其中黃毒砂、鐵礦等金屬礦物多呈細粒浸染狀分布，也見黃鐵礦-毒砂-石英呈細網(wǎng)脈狀產(chǎn)出，黃鐵礦、毒砂金含量分別為0.021～0.119%及0.049～1.552%，為主要的載金礦物。該類礦體多順層發(fā)育，長度一般為80～1100m，礦石品位一般1.6～9.64g/t；脈型礦化主要由石英及大量塊狀輝銻礦構(gòu)成，輝銻礦金含量為0.O7～0.29%，亦是重要的載金礦物。該類礦化受次級脆性構(gòu)造裂隙控制，多呈切層大脈形式產(chǎn)出，其長度一般幾十米到幾百米，厚度幾厘米到40cm，礦石品位一般在10g/t以上。兩類礦化空間疊加發(fā)育之處多為工業(yè)富礦體產(chǎn)出部位。

3 成礦期次、階段劃分及圍巖蝕變特征

馬腦殼金礦床至少經(jīng)歷了3期主要成礦作用過程，即：金初步富集，原生金礦床形成及次生再富集成礦作用。熱液成礦作用為金的主要成礦期，根據(jù)礦脈穿插關(guān)系及礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造特點，此主要成礦期可以劃分為如下四個階段：

Ⅰ.石英-毒砂-黃鐵礦階段；Ⅱ.石英-輝銻礦階段；Ⅲ.石英-雄（雌）黃-方解石階段：Ⅳ.石英一方解石階段。

4 成礦流體地球化學(xué)特征研究

成礦流體的地球化學(xué)特征是判別流體來源和礦床成因的先決條件和應(yīng)當(dāng)首先解決的基本問題，因而深受礦床學(xué)家高度重視。礦床中石英、方解石等各類熱液成因的脈體是成礦流體活動的直接產(chǎn)物，記錄了成礦流體的許多信息。研究其微量元素、稀土元素地球化學(xué)和同位素地球化學(xué)，可以為流體來源及演化提供重要信息。

4.1 熱液成因脈體特征

馬腦殼金礦床中產(chǎn)出有大量與金礦化密切相關(guān)的熱液成因石英、方解石脈。從熱液脈體的分布、發(fā)育程度和礦物組合看，馬腦殼金礦床熱液脈體具有以下特點：

（1）類脈體的相互穿插切割關(guān)系非常復(fù)雜，反映出多期多階段成礦特征。

（2）淺部以石英脈為主，深部以方解石脈為主。反映出熱液礦床一般具有的“上酸下堿”的垂直分帶規(guī)律。

（3）越往深部，熱液脈體的發(fā)育強度有逐漸增加的趨勢，表明該礦床成礦過程中熱流體作用強烈，屬構(gòu)造—熱液型微細浸染型金礦，深部成礦前景較好。

石英脈體分為五種類型，其中Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ類主要分布于礦化帶范圍內(nèi)。依礦物共生組合及由其穿插關(guān)系所確定的先后順序分別為：

Ⅰ.石英-團塊方解石脈、Ⅱ.黃鐵礦-毒砂-石英脈、Ⅲ.石英-（白鎢礦）-輝銻礦脈、Ⅳ.石英-雄（雌）黃脈、Ⅴ.石英-方解石脈。

4.2 微量元素地球化學(xué)特征

4.2.1 方解石的微量元素地球化學(xué)特征

方解石中Cu等成礦元素與親巖漿元素Rb、Sc、Th、U、W等呈正相關(guān)，暗示成礦與巖漿活動的聯(lián)系。另外，Co-Pb、Bi-Cr、Sr-Ni、Cs-As、Ti-Nb、Ga-Ba、In-Pb及 U、W、Rb、Th具有較好的正相關(guān)性；而 Mn-Ta具有一定負相關(guān)性。而其他元素之間沒有明顯的相關(guān)性。

圖1 方解石微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)

由圖1方解石微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖可以看出，方解石微量元素具有一定的差異性，但整體趨勢較為一致；并且具有明顯的Pb、Sr雙峰。這種特點同樣表明了，各方解石脈形成的具體過程（不同期次）可能不一樣，但具有相同的源區(qū)特征。

4.2.2 石英的微量元素地球化學(xué)特征

細脈石英和粗脈石英的微量元素組成明顯不同，總體上，細脈石英中微量元素的含量明顯高于粗脈石英，前者中Au含量也高于后者，反映出至少存在兩期成礦。細脈石英的微量元素特點說明其形成條件應(yīng)為低溫快速沉淀環(huán)境，且與成礦關(guān)系密切，而粗脈石英可能是較緩慢結(jié)晶后形成的。國內(nèi)外大量研究表明，在成礦流體演化過程中，當(dāng)環(huán)境條件發(fā)生突變時，會引起流體性質(zhì)的突然改變，造成流體卸載沉淀。這種條件下形成的（細脈）石英往往含有大量的雜質(zhì)元素，金含量也最高，是熱液金礦床主成礦作用。

4.3 稀土元素地球化學(xué)特征

4.3.1 方解石的稀土元素地球化學(xué)特征

由方解石稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分模式圖可以看出，方解石可以明顯分為兩類：①石具有明顯的富集重稀土特征，其LREE/HREE均小于1。②石具有輕稀土略富集的特征，其LREE/HREE比值介于1～8之間。

4.3.2 石英的稀土元素地球化學(xué)特征

由石英稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分模式圖可以看出具有輕稀土略富集的特征，其LREE/HREE比值多介于5～25之間。另外，大部分石英具有一定的Eu正異常。

馬腦殼金礦床石英的稀土元素特征與東北寨金礦床很相似，即與上地殼和澳大利亞古生代-中生代沉積巖相似，因此石英的流體主要來源于上地殼，這與稀土元素異常特征是吻合的。

4.4 同位素地球化學(xué)特征

從馬腦殼金礦床礦石礦物的組合特征看，金礦化與碳酸鹽礦物的關(guān)系十分密切。因此，研究與金礦化密切共生礦物的碳、氧同位素組成對查明成礦流體的來源具有十分重要的意義。

自然界中碳同位素組成的變化范圍超過100‰，最重的碳酸鹽δ13C值大于20‰，最輕的甲烷δ13C值為-90‰。由于馬腦殼金礦床中礦物的共生組合簡單，屬黃鐵礦-石英-方解石型，既無大量高氧逸度條件下形成的重晶石，也無低氧逸度條件下形成的石墨和磁黃鐵礦，因此，在此種情況下，方解石的平均δ13C值可近似代表成礦熱液的碳同位素組成（Ohmoto H，1972）。

表1 碳、氧同位素分析結(jié)果表

本次分析結(jié)果見表1。由表1中數(shù)據(jù)可見，δ13C值為-2.62～3.51‰之間，均值-0.16‰，多為0‰左右，證明碳源主要為沉積碳酸鹽；δ18O值在9.50～20.04‰之間，均值18.53‰。個別δ18O過低可能是由于大氣降水的大量混入形成低δ18O值的流體。

將方解石樣品分析所得的δ13C和δ18O值投入Holmes（1965）的δ13C-δ18O圖解，大部分點落于Ⅱ區(qū)域，暗示成礦流體中的碳主要來源于沉積碳酸鹽巖，水以大氣降水或沉積變質(zhì)水為主。

將結(jié)果投入δ13CPDB-δ18OSMOW圖解中，大部分點落入沉積碳酸鹽巖范圍內(nèi)，同樣表明流體中碳源主要為沉積碳酸鹽巖來源，水以大氣降水或沉積變質(zhì)水為主。但也有部分樣品落于沉積碳酸鹽巖與花崗巖過度區(qū)，暗示有深部流體參與成礦的可能。前已述及，這部分樣品主要屬與石英共生的方解石，稀土元素組成也有明顯的區(qū)別，與成礦關(guān)系密切。

5 結(jié)論

綜上所述，川西北一帶不同金礦床的氧、氫同位素指示成古大氣降水及礦熱液為深源巖漿水兩個來源水的混合。所以，本區(qū)金礦床的成礦熱液和成礦物質(zhì)，不僅有通過深大斷裂來自深源的，也還有就地取材汲取含金濁流沉積而建造的，從而為雙源復(fù)合成礦。

[1]劉建明，劉家軍.滇黔桂金三角微細浸染型金礦床的盆地流體成因模式[J].礦物學(xué)報，1997，17（4）：448～456.

[2]劉建朗，荊家軍，鄭明華，等.微細浸染型金礦床的穩(wěn)定同位素特征與成因探討[J].地球化學(xué)，1998，27（6）：585～591.

[3]張德舍，劉偉.流體包裹體成分分析與金礦床成礦流體來源——以河南西峽石板溝金礦床為例[J].地質(zhì)科技情報，1998，17（增刊）：67～71.

P618.51

A

1004-7344（2016）07-0167-02

2016-2-20

文基堅（1967-），男，四川隆昌人，大學(xué)，任四川九寨溝馬腦殼金礦開發(fā)有限責(zé)任公司副總工程師（工程師），主要從事地質(zhì)勘查及礦產(chǎn)資源開發(fā)利用工作。

代萬貴（1968-），男，重慶江津人，工程碩士，任四川九寨溝馬腦殼金礦開發(fā)有限責(zé)任公司總工程師（高級工程師），主要從事地質(zhì)勘查及礦產(chǎn)資源開發(fā)利用工作。