南秦嶺柞水—山陽(yáng)礦集區(qū)夏家店金礦床黃鐵礦微量元素和氫、氧、硫同位素對(duì)礦床成因的制約

丁 坤，王瑞廷，劉 凱，王智慧，申喜茂

(1.陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 渭南 714099；2.陜西省礦產(chǎn)資源綜合利用工程技術(shù)研究中心，陜西 西安 710054；3.西北有色地質(zhì)礦業(yè)集團(tuán)有限公司，陜西 西安 710054；4.長(zhǎng)安大學(xué) 地球科學(xué)與資源學(xué)院，陜西 西安 710054；5.商洛西北有色七一三總隊(duì)有限公司，陜西 商洛 726000；6.西安西北有色地質(zhì)研究院有限公司，陜西 西安 710054)

0 引 言

柞水—山陽(yáng)金銅多金屬礦集區(qū)位于南秦嶺構(gòu)造帶北部，大地構(gòu)造位置上屬北秦嶺弧前盆地，其經(jīng)歷了多期次構(gòu)造巖漿作用，這些復(fù)雜的構(gòu)造巖漿事件與秦嶺地區(qū)Cu、Mo、Fe、Pb、Zn和Au 等多金屬礦產(chǎn)資源的形成密切相關(guān)，使其成為我國(guó)重要的銅金多金屬礦集區(qū)之一。近年來(lái)，在該礦集區(qū)二臺(tái)子—鳳鎮(zhèn)—夏家店卡林-類卡林型金礦成礦帶中發(fā)現(xiàn)了王家坪、龍頭溝等金礦床，顯示出廣闊的金礦資源前景，前人對(duì)這些礦床在成礦地質(zhì)特征、成礦時(shí)代、礦床成因、成礦潛力和找礦預(yù)測(cè)等方面進(jìn)行了研究和總結(jié)，并提出該區(qū)具有尋找卡林型金礦的潛力[1-4]。

夏家店金礦床位于柞水—山陽(yáng)礦集區(qū)東部，礦體主要賦存于下寒武統(tǒng)水溝口組黑色巖系中。自20世紀(jì)末被西北有色地質(zhì)勘查局勘查發(fā)現(xiàn)后，目前在該礦區(qū)7個(gè)成礦帶中共圈出12條金礦體，局部伴生較強(qiáng)的釩礦化，礦床規(guī)模已達(dá)大型。該礦區(qū)面積約7.8 km2，由劉家峽、蘇嶺溝和夏家店3個(gè)礦段組成，勘查333類以上金金屬量近50 t，為柞水—山陽(yáng)礦集區(qū)規(guī)模最大的金礦床。該礦床的發(fā)現(xiàn)改寫了柞山礦集區(qū)無(wú)大型金礦床的歷史。前人對(duì)夏家店金礦床的地質(zhì)背景、控礦構(gòu)造、賦礦黑色巖系元素地球化學(xué)、土壤地球化學(xué)、礦床地球化學(xué)、成礦流體來(lái)源和礦床成因等開(kāi)展了一定研究[5-12]，積累了寶貴的研究資料。但是關(guān)于夏家店金礦床成因存在以下?tīng)?zhēng)議：朱華平[5]和王立社等[8]認(rèn)為夏家店金礦床的形成主要是受沉積作用富集形成；齊亞林[6]和李聲浩等[12]認(rèn)為夏家店礦床的礦床類型屬于卡林型金礦床；原蓮肖等[7]認(rèn)為是淺成中低溫?zé)嵋盒徒鸬V床；任濤等[10]研究顯示夏家店金礦床成礦作用與造山期巖漿活動(dòng)關(guān)系密切，認(rèn)為其屬于造山型金礦。礦床成因類型如何界定，成為夏家店金礦成礦作用過(guò)程研究中亟待解決的主要問(wèn)題之一。

近年來(lái)，LA-ICP-MS和LA-MC-ICP-MS等微區(qū)原位分析方法已經(jīng)成為示蹤金礦黃鐵礦微量元素及硫同位素組成的有效地球化學(xué)工具[13-14]，揭示了傳統(tǒng)分析方法所不能指示的單一成礦階段有關(guān)金礦成礦物質(zhì)來(lái)源和演化的信息。

因此，本文綜合前人研究成果，通過(guò)對(duì)黃鐵礦進(jìn)行原位微量元素及原位硫同位素分析，來(lái)探討金的來(lái)源和富集機(jī)制，為夏家店金礦成因研究提供科學(xué)依據(jù)，從而指導(dǎo)下一步找礦勘查工作。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

夏家店金礦床大地構(gòu)造歸屬為北秦嶺弧前盆地[15](圖1)。區(qū)域出露地層主要有晚古生代泥盆系以及少量的石炭系、奧陶系、志留系及前寒武紀(jì)。泥盆系由老至新依次出露中泥盆統(tǒng)古道嶺組(D2g)、牛耳川組(D2n)、大楓溝組(D2d)和上泥盆統(tǒng)星紅鋪組(D3x)。區(qū)域性山陽(yáng)—鳳鎮(zhèn)斷裂和鎮(zhèn)安—板巖鎮(zhèn)斷裂東西向貫穿全區(qū)，控制了區(qū)內(nèi)主要礦產(chǎn)的分布，近 EW 向斷裂與NNE向、NNW 向多期活動(dòng)的斷裂組成的構(gòu)造交匯部位，有利于礦液上升運(yùn)移，是相關(guān)礦床形成的主要區(qū)位。礦區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)有侵入巖出露，僅見(jiàn)震旦系耀嶺河群海相火山變質(zhì)巖。

圖1 柞水—山陽(yáng)礦集區(qū)區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)圖[11]Fig.1 Geologic map of the Zhashui-Shanyang orefield[11]

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 地 層

礦區(qū)內(nèi)出露的地層較為復(fù)雜，有震旦系、寒武系、奧陶系、泥盆系(圖2)，其中，下寒武系水溝口組(∈1s)為區(qū)內(nèi)主要賦礦地層，少量礦體賦存在下泥盆統(tǒng)西岔河組(D1xc)中。寒武系水溝口組(∈1s)有機(jī)碳含量較高，為典型的黑色巖系，層位穩(wěn)定，是區(qū)內(nèi)最有成礦價(jià)值的層位之一。該層位可分為三個(gè)巖性段：上段(∈1s3)巖性主要為白云巖，產(chǎn)有三葉蟲、腕足類化石；中段(∈1s2)、下段(∈1s1)是銀、金、磷、釩礦的主要賦存地層，巖性主要為淺紅色硅質(zhì)巖、深灰色中厚層狀灰?guī)r、灰黑色硅質(zhì)板巖、灰色細(xì)晶白云巖和碳質(zhì)灰?guī)r夾頁(yè)巖，白云巖作為礦體的頂板不含礦，礦區(qū)部分金礦化帶及金礦體均產(chǎn)于該層或與該層有關(guān)的斷裂破碎帶中。

圖2 夏家店金礦床地質(zhì)簡(jiǎn)圖 [11]Fig.2 Simplified geological map of the Xiajiadian gold deposit[11]

泥盆系(D)地層出露于礦區(qū)西南部，由老至新依次為星紅鋪組(D3x)和西岔河組(D1xc)。其中，西岔河組(D1xc)為K號(hào)金礦帶礦體的主要賦礦地層，以粗碎屑巖為基底夾少許泥質(zhì)和鎂質(zhì)碳酸鹽巖。

2.2 構(gòu) 造

礦區(qū)斷裂構(gòu)造較為發(fā)育，主要包括出露的鎮(zhèn)安—板巖鎮(zhèn)斷裂(F1)和F3斷裂。

鎮(zhèn)安—板巖鎮(zhèn)斷裂為區(qū)域性大斷裂，呈東西向橫穿礦區(qū)西北部，長(zhǎng)5 200 m，寬1～40 m，總體傾向北西，傾角37°～76°。斷裂帶內(nèi)由角礫巖、炭化斷層泥和構(gòu)造透鏡體組成，伴有少量石英、方解石脈。該斷裂帶與金礦化關(guān)系密切，可能為夏家店—蘇嶺溝—?jiǎng)⒓覎{地區(qū)金礦的導(dǎo)礦構(gòu)造，斷裂局部(在蘇嶺溝礦區(qū))發(fā)生弱的金礦化蝕變，金品位為0.38×10-6～0.98×10-6。

F3斷裂呈NNW向展布于礦區(qū)中部，長(zhǎng)3 500 m，寬2～20 m，走向北西。斷裂帶內(nèi)由角礫巖、碎裂巖和斷層泥組成，且黃鐵礦化、方解石化及硅化等圍巖蝕變較為強(qiáng)烈，與金礦化關(guān)系密切。

2.3 礦體特征

夏家店金礦區(qū)礦體總體呈透鏡狀、似板狀分布，受EW向?qū)娱g斷裂和NE向穿層斷裂控制，產(chǎn)狀與斷裂帶產(chǎn)狀接近，傾角50°～80°。礦體與圍巖呈漸變接觸關(guān)系，邊界模糊。目前金礦區(qū)內(nèi)共圈定了Ⅰ-1、Ⅰ-2、Ⅰ-3、Ⅰ-4、Ⅱ-1、Ⅱ-2、Ⅵ-1、K1-1、K2-1、K4-1、K6-1和Ⅶ-1等12條礦體，其中I-2號(hào)金礦體是礦區(qū)目前勘查程度較高、規(guī)模較大的礦體，其分布于4線—48線之間，礦體產(chǎn)于寒武系水溝口組中、下巖性段碳酸巖化白云質(zhì)角礫巖、碳質(zhì)巖、碎斑巖和斷層泥中，受北東向F4層間斷裂控制(圖3)。礦體形態(tài)簡(jiǎn)單，總體呈似板狀，礦體控制走向長(zhǎng)520 m，厚度1.08～11.27 m，平均厚度3.39 m，總體向北東方向側(cè)伏。礦體產(chǎn)狀穩(wěn)定，走向230°～270°，傾向北西，傾角50°～60°。礦體上盤圍巖為燈影組白云巖，下盤為寒武系白云巖。Au品位通常介于1.0×10-6～4.0×10-6之間，單礦體最高品位為11.8×10-6，平均品位為3.81×10-6。成礦后斷裂對(duì)礦體幾乎無(wú)影響，未見(jiàn)脈巖錯(cuò)斷礦體現(xiàn)象。

圖3 夏家店金礦床16號(hào)勘探線剖面圖[11]Fig.3 Cross-section of No.16 exploration line of the Xiajiadian gold deposit[11]

2.4 礦石特征

根據(jù)室內(nèi)外觀察，將夏家店金礦的礦石主要?jiǎng)澐譃榻堑[巖型、硅質(zhì)板巖型和石英砂巖型3種類型(圖4)。

圖4 夏家店金礦區(qū)礦石特征及顯微照片F(xiàn)ig.4 Photos and microphotographs showing characteristics of the Xiajiadian gold ores(a)含碳質(zhì)/硅質(zhì)板巖型礦石；(b)半自形-它形黃銅礦；(c)方解石交代石英脈；(d)構(gòu)造角礫巖型礦石；(e)脈狀黃鐵礦；(f)硅化、方解石化；(g)層間斷裂中的石英砂巖型礦石；(h)黃鐵礦化；(i)石英、方解石呈碎裂狀構(gòu)造。Qz.石英；Cal.方解石；Ccp.黃銅礦；Py.黃鐵礦

硅質(zhì)板巖型礦石(圖4(a))呈灰黑色，原巖為粉砂巖或中酸性凝灰?guī)r，有石英、方解石細(xì)脈穿插。金屬礦物主要為黃鐵礦，其次為黃銅礦、閃鋅礦和方鉛礦(圖4(b))；非金屬礦物主要為石英、白云石、方解石(圖4(c))。礦石結(jié)構(gòu)以它形粒狀結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)為主。礦石構(gòu)造多樣，主要為變余紋層狀構(gòu)造和板狀構(gòu)造。金主要以次顯微不可見(jiàn)形式賦存于其中。

角礫巖型礦石呈褐紅色，礦石組構(gòu)類型多為碎裂結(jié)構(gòu)、脈狀構(gòu)造和角礫狀構(gòu)造(圖4(d)和(e))，角礫為次棱角狀-次圓狀，成分有石英巖、硅質(zhì)巖、硅質(zhì)板巖、板巖、白云巖、細(xì)粒石英和方解石膠結(jié)物。金礦化與黃鐵礦化、硅化和方解石化等關(guān)系密切(圖4(f))，一般金含量1×10-6～5×10-6，該礦石類型在區(qū)內(nèi)發(fā)育最為廣泛。

石英砂巖型礦石以灰白色為主，少量褐紅色、灰色。金屬礦物少見(jiàn)，主要為黃鐵礦，非金屬礦物主要為石英、方解石，局部含少量絹云母、螢石、泥質(zhì)。礦石結(jié)構(gòu)主要有自形-半自形結(jié)構(gòu)(圖4(h))、它形粒狀結(jié)構(gòu)和碎裂結(jié)構(gòu)(圖4(i))，礦石構(gòu)造則以塊狀構(gòu)造及殘余狀構(gòu)造為主。金品位一般小于3×10-6。

2.5 成礦階段

根據(jù)礦床地質(zhì)特征、礦物共生組合及其結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征，將夏家店金礦床成礦過(guò)程可分為早期石英階段(圖4(g))、主成礦期石英-碳酸鹽-螢石-硫化物階段(圖4(b))和晚期碳酸鹽化階段(圖4(c)和(f))三個(gè)階段[11]。(1)石英階段：多發(fā)育淺灰色石英脈，石英脈中含少量黃鐵礦，石英多呈半自形-它形粒狀結(jié)構(gòu)，該階段金礦化較弱。(2)石英-碳酸鹽-螢石-多金屬硫化物階段：礦物主要為石英、黃鐵礦、方解石、黃銅礦和白云石，白云石在礦石中較為常見(jiàn)，常呈自形-半自形分布在黑色巖系中，該階段金礦化強(qiáng)烈。(3)碳酸鹽化階段：可見(jiàn)方解石脈平行礦體產(chǎn)出，脈體中含有少量圍巖成分及膠結(jié)物，局部含礦。

3 樣品信息及測(cè)試方法

氫、氧同位素樣品采自K4金礦體主成礦期石英脈；黃鐵礦微量元素樣品采自905坑道金礦體主成礦階段；硫同位素樣品分別采自905坑道金礦體主成礦階段和西岔河組圍巖中的黃鐵礦。

黃鐵礦微量元素LA-ICP-MS原位分析測(cè)試與黃鐵礦硫同位素LA-MC-ICP-MS原位測(cè)試分析均在北京科薈測(cè)試技術(shù)有限公司進(jìn)行，硫化物微量元素原位分析測(cè)試采用澳大利亞Resolution Excimer 193 nm準(zhǔn)分子激光探針的Nu Plasma高分辨率多接收等離子質(zhì)譜分析儀對(duì)硫化物進(jìn)行多元素定量分析。采用ICPMSDataCal 軟件進(jìn)行各元素含量計(jì)算。測(cè)試元素包括Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Mo、Ag、Cd、Au、Al、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Hg、Tl、Pb、Bi、In、Sn、Sb、W等 24 種。

樣品硫同位素原位微區(qū)分析實(shí)驗(yàn)儀器為配備Photon Machine Analyte G2型激光探針和Nu Plasam HR高分辨率多接收器的等離子體質(zhì)譜分析儀。所測(cè)元素采用的激光束斑直徑為30 μm，以氦氣為載氣。每個(gè)樣點(diǎn)的分析時(shí)間包括20 s背景分析和50～60 s的樣品連續(xù)剝蝕，分析點(diǎn)位置都靠近硫化物微量元素原位分析點(diǎn)。

樣品的氫、氧同位素分析是在核工業(yè)地質(zhì)礦產(chǎn)研究所進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)儀器為質(zhì)譜儀MAT-253。氫同位素采用加熱爆裂法收集包裹體中的水，在400 ℃條件下與金屬鋅反應(yīng)30 min制取H2后測(cè)試δD。氧同位素組成分析采用BrF5法，在MAT-253質(zhì)譜計(jì)上測(cè)定δ18O值。氫、氧同位素測(cè)定精度分別為2‰和0.2‰。

4 結(jié)果分析

4.1 黃鐵礦微量元素組成

對(duì)夏家店金礦床905坑道金礦體主成礦階段的黃鐵礦采用微量元素LA-ICP-MS測(cè)試分析，相關(guān)結(jié)果見(jiàn)表1。在所分析的微量元素中，部分親銅、親鐵元素(Au、Cu、Mo、Bi、As)和成礦元素(Cu、Ag、Pb)的含量通常都比較高。該礦床黃鐵礦中Sb、Cu、Bi、In、As、Cd、Ge、Au的富集系數(shù)(某元素在黃鐵礦中的平均含量與大陸上部地殼平均含量的比值)均大于2，為強(qiáng)富集元素，其中Au的含量最高，為57.96×10-6～323.03×10-6。黃鐵礦中Au、Cu、Mo、Bi、As、Pb等元素的富集可能反映了成礦流體中富集成礦元素的特征[12]。黃鐵礦中Au 與 Sb、Te、As、Cu呈正相關(guān)關(guān)系，Au與Pb、Bi、Ni和Co關(guān)系不明顯(圖5)，說(shuō)明主成礦階段Au 在黃鐵礦中不是以晶格金的形式產(chǎn)出，而是以顯微包裹體(輝銻礦、碲硒礦、毒砂和黃銅礦)形式賦存于黃鐵礦中，這和黃鐵礦中與黃銅礦、毒砂和輝銻礦一同產(chǎn)出的特征一致。

表1 夏家店金礦床黃鐵礦微量元素分析結(jié)果(10-6)Table 1 Pyrite trace element compositions of the Xiajiadian gold deposit (10-6)

圖5 夏家店金礦床黃鐵礦Au與其他微量元素變化圖解Fig.5 Binary plots of pyrite Au and other trace elements in the Xiajiadian gold deposit

主成礦階段黃鐵礦Au 的含量為2.41×10-6～9.45×10-6，平均值為5.46×10-6；As的含量為2 704×10-6～11 410×10-6，平均值為5 877×10-6；Se的含量為12.22×10-6～98.29×10-6，平均值48.84×10-6；Co的含量為1.98×10-6～403×10-6，平均值150.84×10-6；Ni的含量為17.36×10-6～1 491.57×10-6，平均值454.19×10-6。

4.2 同位素特征

4.2.1 S同位素組成

礦石及圍巖中的黃鐵礦δ34S值分析結(jié)果見(jiàn)表2和圖6。夏家店金礦床礦物組合簡(jiǎn)單，主要硫礦物為黃鐵礦，礦石中黃鐵礦的δ34S值為-9.40‰～7.16‰，均值為3.27‰，極差16.56‰。圍巖中黃鐵礦的δ34S值為-8.84‰～10.64‰，平均值為0.74‰。因此，成礦流體中硫化物間的硫同位素分餾基本平衡，黃鐵礦的硫同位素組成可代表成礦熱液的硫同位素組成。

圖6 夏家店金礦床硫同位素直方圖Fig.6 Sulfur isotope histogram of Xiajiadian gold deposit

表2 夏家店金礦床圍巖巖礦石黃鐵礦的硫同位素組成Table 2 Pyrite S-isotopic data of the ores and wallrocks from the Xiajiadian gold deposit

4.2.2 H-O同位素特征

本文在收集前人H-O同位素?cái)?shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對(duì)夏家店礦床石英階段、石英-碳酸鹽-螢石-硫化物階段和碳酸鹽化階段的14件礦石中石英樣品進(jìn)行氫、氧同位素分析測(cè)試，分析結(jié)果見(jiàn)表3：δD值范圍為-99.0‰～-67.6‰，平均值為-83.95‰；δ18OV-SMOW值范圍21.00‰～30.39‰，平均23.54‰(n=14)。流體包裹體均一溫度為成礦溫度的下限，故可近似取流體包裹體最高均一溫度(T)作為成礦溫度[16]。根據(jù)石英與水的氧同位素分餾方程：1000 lnα石英-水=3.38×106T-2-3.40[17]，計(jì)算獲得成礦流體的δ18OH2O值范圍-9.60‰～14.02‰，平均-9.4‰。

表3 夏家店金礦床礦石氫-氧同位素分析結(jié)果Table 3 Hydrogen-oxygen isotope data of the Xiajiadian gold ore

石英階段中石英δD值范圍-99‰～-88‰，平均值為-94‰；δ18OV-SMOW值范圍21.0‰～24.4‰，平均22.8‰。計(jì)算獲得成礦流體的δ18OH2O值范圍為5.37‰～14.02‰，平均值為9.98‰。石英-碳酸鹽-螢石-硫化物階段中石英δD值范圍為-80.7‰～-67.6‰，平均值為-73.34‰；δ18OV-SMOW值范圍21.90‰～30.39‰，平均25.98‰。

計(jì)算獲得成礦流體的δ18OH2O值范圍為-7.86‰～0.37‰，平均值為-3.91‰。碳酸鹽化階段中石英δD范圍為-88.8‰～-77.9‰；平均值為-84.4‰；δ18OV-SMOW值范圍為21.0‰～21.8‰，平均值為21.38‰。計(jì)算獲得成礦流體的δ18OH2O值范圍為-9.6‰～-8.8‰，平均-9.2‰。

5 討 論

5.1 成礦物質(zhì)來(lái)源

氫氧同位素特征(圖7)顯示，成礦早期石英階段成礦流體的投影點(diǎn)主要分布在巖漿水附近，指示成礦流體具有巖漿水特征；主成礦期石英-碳酸鹽-螢石-硫化物階段數(shù)據(jù)點(diǎn)主要落入巖漿水和大氣降水之間的區(qū)域；石英-碳酸鹽-螢石-硫化物階段大氣水組分逐漸增加，以大氣水為主。這表明成礦流體早期可能主要來(lái)自巖漿水，成礦中、后期有大氣降水的加入，顯示混合來(lái)源特征。

圖7 夏家店金礦氫-氧同位素圖解(底圖據(jù)文獻(xiàn)[18]修改)Fig.7 Hydrogen-oxygen isotope plot for the Xiajiadian gold mine (base map modified after reference [18])

夏家店金礦床礦石中黃鐵礦的δ34S值(δ34S =-9.40‰～7.16‰)變化范圍較大，與圍巖碳質(zhì)板巖黃鐵礦的δ34S值(δ34S =-8.84‰～10.64‰)接近，但是黃鐵礦的δ34S均值(δ34S∑S=2.47‰)基本落在巖漿硫的范圍內(nèi)，指示礦石硫可能由地層和巖漿硫混合而成。夏家店金礦黑色巖系中可見(jiàn)微莓球或微細(xì)粒狀黃鐵礦，也顯示沉積期黃鐵礦與黑色巖系由同生沉積作用形成。另外，劉凱等[11]測(cè)得夏家店金礦床單礦物Sm-Nd等時(shí)線年齡為(139.6±0.98)Ma，該結(jié)果與研究區(qū)內(nèi)小河口、池溝、園子街、下官坊、雙元溝及白沙溝等燕山期小巖體形成時(shí)代接近，推測(cè)夏家店金礦與燕山期巖漿活動(dòng)具有成因聯(lián)系。

5.2 礦床成因

由于形成時(shí)的物理-化學(xué)條件(pH、溫度及氧化還原性質(zhì)等)不同，黃鐵礦在成分、構(gòu)造和特性方面存在一定的差異；Co、Ni同屬鐵族元素，地球化學(xué)行為極為相似。

前人研究顯示[19-20]，沉積成因黃鐵礦中Co/Ni<1；巖漿成因黃鐵礦的Co/Ni值多>5；巖漿熱液成因黃鐵礦的Co/Ni值介于1～5之間；變質(zhì)熱液成因的黃鐵礦Co/Ni值更接近于沉積成因的黃鐵礦，一般<1；與火山巖有關(guān)的礦床中黃鐵礦Co、Ni含量較高，Co/Ni值一般都>5。本礦床黃鐵礦Co含量變化范圍大，1.98×10-6

圖8 夏家店金礦床黃鐵礦Co-Ni成因圖解(底圖據(jù)文獻(xiàn)[21])Fig.8 Discrimination diagram of pyrite Co-Ni genesis for the Xiajiadian gold deposit (base map revised after reference [21])Ⅰ.沉積區(qū)；Ⅱ.沉積改造區(qū)；Ⅲ.巖漿區(qū)；Ⅳ.熱液區(qū)

陳衍景等[22]依據(jù)賦礦圍巖和成礦元素相似性、成礦溫度、流體鹽度、壓力及成礦深度等特征，認(rèn)為秦嶺地區(qū)金礦與內(nèi)華達(dá)卡林-類卡林型金礦一致。而夏家店礦床中金主要為微細(xì)浸染狀，金礦石主要為蝕變沉積巖型，金屬礦物主要為黃鐵礦、白鐵礦，非金屬礦物主要有石英、白云母、絹云母、方解石、高嶺土，多以微細(xì)浸染狀角礫狀、碎裂狀構(gòu)造，與金成礦關(guān)系密切的蝕變?yōu)楣杌?、方解石化和螢石化，該特征與內(nèi)華達(dá)卡林型金礦相似。Johnston和Ressel[23]提出卡林型金礦具有巖漿熱液成因模式的觀點(diǎn)。綜上所述，本文研究認(rèn)為夏家店金礦多數(shù)關(guān)鍵因素都表現(xiàn)出與巖漿熱液密切相關(guān)的卡林型金礦床的特征屬性。

5.3 地層含金性及其成礦意義

卡林型金礦指金及其載體礦物呈微細(xì)浸染狀產(chǎn)于沉積巖中而構(gòu)成的金礦床，最具代表性的特征體現(xiàn)在“微細(xì)?！焙汀敖緺睢?，即金多為粒度極細(xì)的“不可見(jiàn)金”(金礦物顆粒常小于1 μm)，呈浸染狀賦存于載金礦物(主要為環(huán)帶狀黃鐵礦)中，在區(qū)域上成群分布等。柞水—山陽(yáng)礦集區(qū)卡林型-類卡林型金礦床主要成群出現(xiàn)在泥盆系，部分賦存于寒武紀(jì)黑色巖系。泥盆系沉積地層中的熱水沉積巖和硅質(zhì)碎屑濁積巖以及伴生的沉積物具有較好的銀金-多金屬-菱鐵礦和金-鎳-鈷-砷等多礦種共伴生成礦特征[24]，而黑色巖系中富集Au、Ag、PGE及稀有元素等，被認(rèn)為是造山型或卡林型金礦床的物質(zhì)來(lái)源[25]。

研究表明[26]，黑色頁(yè)巖硫、金含量均遠(yuǎn)高于地殼，黑色巖系樣品中金平均含量為7.0×10-9，高于上地殼中金平均含量(1.8×10-9)。夏家店金礦床賦礦層位主要為寒武系水溝口組(∈1s)，該地層為一套由深灰色中厚層狀灰?guī)r、灰質(zhì)白云巖、層狀硅質(zhì)巖、泥灰?guī)r、泥頁(yè)巖、碳質(zhì)灰?guī)r夾頁(yè)巖及灰色-灰黑色碳質(zhì)板巖組成的黑色巖系，尤其是第二巖性段富含碳質(zhì)。本文測(cè)得夏家店金礦黑色巖系中黃鐵礦的Au、Cu、Ag、Pb等成礦元素的含量遠(yuǎn)高于大陸上部地殼平均含量，且礦區(qū)地質(zhì)特征、成礦溫度和金賦存狀態(tài)等最基本特征與卡林型金礦存在相似之處。另外，前人認(rèn)為，Muruntau金礦床初始礦源層為賦礦黑色巖系，黑色巖系中的碳質(zhì)是沉積時(shí)在還原條件下由厭氧細(xì)菌分解有機(jī)質(zhì)形成，在表生條件下對(duì)于Au等元素具有較強(qiáng)吸附能力[27-28]。綜上所述，筆者認(rèn)為夏家店金礦床黑色巖系為一套富成礦元素的巖石系統(tǒng)，為該礦床的主要礦源層，燕山期成礦流體在遷移過(guò)程中與富含碳質(zhì)的圍巖地層發(fā)生水-巖反應(yīng)，強(qiáng)烈的吸附作用使得Au等重要含礦元素于儲(chǔ)礦有利地段富集，促進(jìn)成礦流體中金的沉淀而成礦。

6 結(jié) 論

(1)H-O-S同位素及黃鐵礦微量元素組成分析結(jié)果指示夏家店金礦床成礦物質(zhì)是由深部巖漿與地層混合而成，巖漿熱液運(yùn)移至淺部圍巖時(shí)，伴隨著大氣降水滲入，并萃取圍巖的金屬元素，在有利擴(kuò)容部位流體與圍巖發(fā)生水巖反應(yīng)，導(dǎo)致了 Au 的最終沉淀成礦。

(2)夏家店金礦床賦礦黑色巖系為一套富Au、Ag、As、V、Sb等成礦元素的巖石系統(tǒng)，可能是礦床的礦源層。

(3)綜合野外地質(zhì)特征、成礦物質(zhì)來(lái)源及金的賦存狀態(tài)，認(rèn)為夏家店金礦床屬于典型的卡林型金礦。