吉林椅山金矿床成矿物质来源及成矿模式

作者:冯守忠 刊名:黄金地质 上传者:郭银燕

【摘要】椅山金矿成矿主要与燕山晚期牛心屯花岗岩有关,成矿时代为燕山晚期,成矿物质具有双重来源———地层与岩浆源。牛心屯花岗岩体内石英爆裂法系统测温资料表明,该岩体在岩浆结晶期后曾有一次普遍的中—高温热液作用———成矿热液源和成矿热源。侵入石缝组接触带的牛心屯花岗岩体的岩石化学研究表明,从岩体进入围岩的元素有Si,K,Na,Fe3+等;围岩进入岩体的元素有Al,Mg,Ca,Fe2+等。矿石硫同位素研究表明,重硫少、富轻硫,轻硫可能来自围岩。矿体中δ18O研究证实矿体氧同位素大多数来自牛心屯花岗岩体,少量来自围岩。碳同位素组成特征反映金矿床内的碳来自围岩。

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1矿区地质概况矿区出露地层主要为上奥陶统石缝组,下志留统桃山组(图1)。上奥陶统倾向SW,倾角5070,它们以西柳河子大沟为轴,构成一个向E倒转的背斜,轴向NW,椅山金矿即产于倒转背斜的西翼。石缝组下部是片理化中酸性火山岩,厚990m,上部由变质含Cu石英砂岩、长石石英砂岩、粉砂质板岩及含砂重晶石大理岩等组成,厚600m。桃山组主要由红柱石板岩、粉砂质板岩和角岩化石英砂岩等组成,厚1512m。石缝组上部下段泥质角岩粉砂质板岩Au丰度一般为3310-967510-9,平均17010-9,是已知角岩均值(8510-9)的2倍,并有自然金、银金矿等沿微层理分布;Pb,Cu,Zn丰度普遍较高,且Fe,Mg,Ca质较高,是椅山金矿的主要围岩。矿区北部的牛心屯花岗岩体(3-25)沿西柳河子倒转背斜轴部侵入,进入下古生界部分平面呈舌状。岩体自边缘至内部由细中粗粒黑云母花岗岩组成,其内外接触带附近有花岗斑岩、花岗细晶岩和石英脉。岩体KAr法年龄为1182Ma,属燕山晚期产物。据岩体内锆石结晶习性判断,花岗岩形成温度为750800,这与岩体石英的18OSMOW值(469944)所显示的岩浆特点一致。岩石SiO2含量75%以上,属Si过饱和系列,硅酸盐结晶后SiO2剩余较多。从岩体内部相到边缘相乃至脉岩相,w(Fe3+)/w(Fe3++Fe2+),w(K2O)/w(Na2O),w(Al2O3)/w(CaO+Na2O+K2O)不断增大;Ag,Au丰度有增高趋势(表1)。花岗岩体内石英爆裂温度为290300,边缘比内部温度稍高,说明该岩体在岩浆结晶期后曾有一次中高温热液作用。该岩体的岩石化学研究表明,从岩体进入围岩的元素有Si,K,Na,Fe3+等;围岩进入岩体的元素有Al,Mg,Ca,Fe2+等(表1)。图1椅山金矿区域地质略图(据吉林矿产地质研究所,1998)Q第四系;J3K1上侏罗下白垩统;S1t下志留统砂板岩;O223上奥陶统上段变质砂岩、大理岩夹含Au较高的变质铁镁钙泥质岩;O213上奥陶统下段片理化中酸性火山岩;325燕山晚期花岗岩;324华力西晚期黑云母花岗岩;花岗斑岩;1断层表1岩石中成矿元素丰度值编号相带w(B)/%SiO2Na2OK2Ow(Fe3+)w(Fe3++Fe2+)w(Al2O3)w(CaO+K2O+Na2O)w(K2O)w(Na2O)w(B)/10-6AuAgW207边缘761627550006411518200006000800W207-C过渡759733047003611914200022000383W207-e内部764234547503311313800011000547W207-3脉岩7564025560084196224000047500249注:由原长春地质学院地质系测试,1990。2矿床地质特征21矿体椅山金矿产在牛心屯岩体南缘外接触带,金矿体呈透镜、串珠状及不规则脉状。大矿体往往由许多小矿脉构成,单个矿脉长一般nm,厚0n10m。复矿体长550m,厚0550m,产状以倾向N,倾角5575为多,其次为走向NW,向SW倾(表2)。此外还有一些规模较大的贫矿带。22成矿期次椅山金矿分为早、中、晚3个成矿期,5个矿化阶段。早期受燕山晚期复活的NW向构造控制,热能和SiO2等物质主要来自牛心屯岩体。主要为含有微量金的石英脉,同时伴生Ag,Cu,Pb,Zn,Sn,As等,其中Ag含量较高(表3),这个阶段的温度一般为280380。中期成矿热能和部分物质来源与早期相同,主要为金属硫化物的成矿作用,是Au的重要形成时期,可分为黄铁矿碳酸岩

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