（地球化学专业论文）甘肃岷县寨上金矿床地质地球化学特征与成因探讨.pdf

中文摘要 寨上金矿床位于西秦岭岷- 礼前渊盆地西南部，发育在不同岩性和不同粒 度组成的海底斜坡扇环境下的浊积岩系中。随着南北大陆持续的碰撞造山活 动和陆内逆冲推覆构造的叠加，孕育了寨上金矿床良好的地质背景与成矿构 造环境。 本区主要的含矿建造为晚泥盆系铁山群的一套沉积岩系。矿床赋存在此 沉积建造的下部层位，以含碳、钙质复理石建造为其主要的成矿建造，岩石 具有碳- 钙- 泥质沉积岩高频叠置组合。由于大量成岩黄铁矿存在于此含矿岩系 中，致使赋矿岩系中a u 的丰度较高，同时也是本区细碎屑岩系组合a s 异常 高的主要原因。 本次研究确定了寨上金矿区控矿构造属于韧一脆性递进剪切变形构造性 质，该构造呈n w w 向延伸，南倾，倾角3 0 一5 0 。，具有递进多期多阶段活动的 特点，是本区控矿和成矿的主要决定因素。由于本区缺少岩浆热液活动，该 韧脆性剪切带也就成为此矿体形成的主要动力学来源。将成矿构造演化划分 为三个阶段，即沉积成矿预富集期、剪切构造与热液改造期、表生演化期。 同时，显微镜下发现显微剪切构造透镜体、s - c 组构、剪切压力影构造等一系 列韧性构造是我们识别此构造的证据。 含矿围岩热液蚀变作用微弱，主要表现为浸染状、细脉浸染状的含砷黄 铁矿化、毒砂化、微细脉与细网脉状硅化、铁白云石化，均与金矿化密切相 关；中期铜矿化，包括黝铜矿、黄铜矿、辉铜矿化及铁自云石硅化细脉；晚 期辉锑矿化、方解石化、重晶石化。矿石构造以微细粒稀疏浸染状构造、微 细脉稀疏浸染状构造、团块浸染状构造、草莓状构造为主，矿石结构以自形 半白形微细粒状结构、半自形他形粒状结构、增生环带结构、包含结构为主。 此外还有含砷黄铁矿、毒砂的增生环带的出现。 目前，矿区发现了南、北、中三个矿带，北、中部矿带是目前主要的工 业矿体赋存带，主要发育黄铁矿型金矿体、黄铁矿毒砂型金矿体、锑金型金 矿体；南部矿带工作刚刚展开，主要发育铜金型金矿体。工业矿体主要发育在 矿带剪切构造强烈的地段。 通过寨上金矿床岩石化学全分析、微量元素、流体包裹体、稀土元素等 分析测试综合研究表明，成矿流体总体具中低温( 1 6 0 3 0 0 ) 、中低盐度 ( 4 9 1 0 9 ) 特点，成矿溶液的密度为0 9 0 5 0 9 8 6 9 c m 3 ，成矿压力为3 0 0 5 5 0 1 0 5 p a ，深度为1 5 - 4 5 k m ，成矿热液具有n a + - c a ”c 1 一离子组合特征，相对贫 k + 和”：成矿流体p h 值为8 2 3 ，显示弱碱性，e h 值为0 4 2 v ，为氧化环境。 成矿热液硫源主要来自海水硫酸盐还原硫为主，部分与生物硫有关。矿石在 一定程度上继承了围岩的物质组成，稀土元素l r e e z h r e e 为1 1 4 2 2 1 ， 总体表现为轻稀土的富集，重稀土平坦的趋势。赋矿围岩与矿石配分模式一 致，与容矿及含矿岩石具明显的继承关系。 综上所述。本文通过大地构造背景分析、岩相古地理分析及矿床地质地 球化学的分析认识如下： 1 本论文在学习前人及矿区地质实际工作中，在进一步认证研究区的隆 前盆地的基础上，发现沉积物源有来自盆地南缘的一些线索；根据岩相古地 理的工作，进而确定了隆前前渊的海底斜坡扇相环境中的浊积岩系。 2 寨上研究区内铁山群建造中的含碳铁质中、细粒碎屑岩及含碳铁质 泥灰岩系，含金丰度较高( 4 4 1 0 西) ，本次研究进一步确定该岩系作为寨上 金矿床的矿源层的依据。 3 研究确定了寨上金矿区控矿构造属于韧一脆性递进剪切变形构造性质， 具有递进多期多阶段活动的特点，是本区控矿和成矿的主要决定因素。根据 成矿作用演化，可将其划分为沉积成矿预富集期；剪切构造与热液改造 期；表生氧化期。 4 通过矿相显微镜、电子探针发现含砷黄铁矿、毒砂的增生环带，是由 合砷低的黄铁矿或毒砂内核和含砷较高的黄铁矿或毒砂增生环带构成，后者 是在剪切构造与热液耦合活动的成矿作用过程中形成，这一发现的重要性在 于，它是确定该经典卡林型矿床成因类型和矿石中金的赋存状态的关键依据。 5 依据矿床产出上古生代沉积地层中：矿床地质地球化学研究成矿元素 具有a u a s s b h g b a 的共生组合特征；载金矿物与含砷硫化物密切相关，原 生微细浸染型矿石显微镜下未发现自然金，金可能呈超显微状态赋存于含砷 矿物之中；成矿热液来自古大气降水的长期改造，矿床具有后生中低温热液 特点等，将寨上金矿确定为经典卡林型矿床类型。 关键词卡林型金矿床；矿床地质；矿床地球化学；成矿机理；矿床成因； 寨上；岷县；甘肃：中国 l i a b s t r a c t z h a i s h a n ga r e al i e i nt h es o u t ho fl i - m i nf o r l a n db a s i ni nt h ew e s tq i n l i n g ， w h i c hi sm a k eu po ft h et u r b i d i t ew i t ht h ed i f f e r e n tl i t h o l o g ya n d g r a n u l a r i t yi nt h e e n v i r o m n e n to fs e a b e ds l o p ef a n w i t ht h ec o n t i n u a lt e c t o n i c a ls u p e r i m p o s i t i o n ，t h e m o v e m e n to fo r o g e n ys u b d u c t i o na n dt h ei n t r a c o n t i n e n t a lt h r u s t n a p p es t r u c t u r e s f r o mn o r t h - s o u t hc o n t i n e n t ，w h i c hg r a d u a l l yd e v e l o pt h ee n v i r o n m e n to f t h eg o o d o r e - f o r m i n gt e c t o n i ca n dg e o l o g i c a lb a c k g r o u n d o r ef i e l di sl o c a t e di nt i e s h a n q u ns t r a t i g r a p h i cf o r m a t i o no f u p p e rd e v o n i a n s e r i e s t h eg o l d d e p o s i t e x i s ti nt h eb e l o w l a y e ro f s e d i m e n tf o r m a t i o n ，a n dc a r b o n - b e a r i n g ，c a l c i u m - b e a t i n gf l y s c h f o r m a t i o n r o c k sh a v et h ec h a r a c t e ro fh i 曲 f r e q u e n c yf o l d ，w h i c h a r em a k eu po fc a r b o n a c e o u s s l a t e ，s a n d s t o n e ，m a r l i t e o r e - b e a r i n gr o c ks e r i e s a s al a r g en u m b e ro f d i a g e n e t i cp y r i t eo c c u r , t h e r el e a dt o a r s e n i ca n d g o l de x c e s s i v ee n r i c h m e n ti no r e - b e a r i n ga n dm i c r o c l a s t i cr o c k s b ys t u d y i n go r ea r e a ，w ec a nc o n c l u d et h a tz h a i s h a n gg o l dd e p o s i ti sc o n t r o l l e d b y t h es t r u c t u r eo fd u c t i l e - b r i t t l es h e a r b e l t ，a l o n gn w w - t r e n c h i n g ，o b l i q u i t y 3 0 5 0 0 , a n dh a v et h ec h a r a c t e ro fm u l t i p h a s e sa n dp o l y s t a g e s d u c t i l e - b r i r l es h e a r b e l ti st h em a i n o r e - f o r m i n g a n d o r e - c o n t r o l l i n gf a c t o r si nz h a i s h a n gg o l dd e p o s i t z h a i s h a n gg o l dd e p o s i ti sc o n t r o l l e db yt h es t r u c t u r eo f d u c t i l e b r i t t l es h e a r b e l t ， w h i c hc o n t r o l l e do r es t r u c t u r e s u p e r p o s ep r o s p e c t i v eo r e - b e a r i n gr o c kf o r m a t i o n ， s t u d y i n gf i e l d c a nf o r mm i n e r a l i z ea b n o r m a l ya n di n d u s t r i a lo r eb o d y w i t h o u t m a g m ah y d r o t h e r m a la c t i v i t y , d u c t i l e b r i t t l e s h e a ra c t i o ni st h em a i nd y n a m i c o r i g i no fo r e f o r m i n gi ns t u d y i n gf i e l d b y i n gal o to fw o r ks t u d y , w e c a l ld i v i d e s t r u c t u r e f o r m i n gi n t o t h r e ep h a s e s ，t h a ti s ，p r e e n r i c h m e n ts t a g eo fo r e - f o r m i n g s e d i m e n t ，s h e a r i n gs t r u c t u r ea n dh y d r o t h e r m a la l t e m t i o ns t a g e s ，s u r f a c ee v o l v e m e n t s t a g e s a tt h es a n l et i m e ，w er e c o g n i s e as e r i e so fe v i d e n c eo f d u c t i l es t r u c t u r eu n d e r m i c r o s c o p e ，s u c h a sm i c r o s h e a rs t r u c t u r e ，s - c ，s h e a rs t r e s ss h a d o w , e t c o r e b e a r i n gw a l lr o c kh a v et h ew e a kh y d r o t h e r m a la l t e r a t i o n ，m a i n l yp r e s e n t d i s s e m i n a t e d ，s t r i n g e rv e i n d i s s e m i n a t e da r s e n i c a lp y r i t i z a t i o n ，m i c r o - s t r i n g e rv e i n a n ds t r i n g e rn e t w o r kv e i ns i l i e o n i z a t i o n ，a n k e r i t i z a t i o n ，w h i c ha r ea s s o c i a t e 耐廿la u ； c o p p e rm i n e r a l i z ei n c l u d ec l i n o e d r i t e ，b l i s t e rc o p p e ro r e ，c h a l c o c i t ea n da n k e r i t e s i l i c o n i z a t i o ns t r i n g e rv e i ni nm i d d l es t a g e ；a n t i m o n i t i z a t i o n ，c a l c i t i z a t i o n ，b a r i t i z a t i o n o r es t r u c t u r eh a v em i c r o d i s s e m i n a t e d ，m i c r o s t r i n g e rv e i n ，c o n g l o m e r a t i o nd i s - s e m i n a t e d ，s t r a w b e r r y , a n d o r ef r a m eh a v ea u t o m o r p h i c h y p a u t o m o r p h i c g r a m l l a r , a l l o t r i o m o r p h i cg r a n u l a r , e t ci n l a t e s t a g e f u r t h e r m o r e ，a r s e n i c - b e a r i n gp y r i t ea n d l i l a r s e n o p y r i t i z a t i o ng r o w t h b a n d sc a l lb ef o u n d a tp r e s e n t ，m a i ni n d u s t r i a lo r e b o d yo c c u ri nt h et r a n s i t i o na n da l t e r n a t i o n p o s i t i o n o fc a r b o n a c e o u sm i c r o c l a s t i cr o c k sa n dc a r b o n a c e o um a r l i t e ，w h i c ha r e c o m p o s e d o ft h r e eo r es t r a p s ，s o u t h e r n ，n o r t h e m ，m i d d l es t r a p sr e s p e c t i v e l y n o r t h e m o r es t r a pi sm a i ni n d u s t r i a lo r eb o d y ，w h i c hh a v ep y r i t e ，p y r i t e - a r s e n o p y r i t e ，s b a u t y p eg o l do r e ；t h em a i no r eb o d yi sc u - a ut y p eg o l di nt h es o u t h e ns t r a p ，w h i c hi s s t i l le x p l o i t e d i n d u s t r i a lo r eb o d y m a i n l ye x i s ti nt h ei n t e n s i t ys t r u c t u r ep o s i t i o n a c c o r d i n gt ot h e b u l ka n a l y s e sc h e m i s t r y , t r a c ee l e m e n t ，f l u i di n c l u s i o na n d r e e a n a l y s e s f r o mr o c k so r o r e so fz h a i s h a n g g o l dd e p o s i t ，i t s h o w st h a t o r e - f o r m i n gf l u i dh a v em e t a l l o g e n i ct e m p e r a t u r eo f1 6 0 - 3 0 0 c ，f l u i ds a l i n i t ym a i n l y o f 4 9 - 1 0 9 ( n a c l e q ) ，p r e s s u r eo f 3 0 5 5 m p aa n dd e p t h o f1 5 4 5 k m o r e f o r m i n gh y d r o t h e r m a lf l u i dh a v et h ec h a r a c t e ro fn d c a 2 + c i p o o rk + a n dm g ”，p hi s8 2 3 ，f e e b l ea l k a l i n e ，e hi s0 4 2 v o r e - f o r m i n gs u l f u rc o m ef r o ms e a s u l f i d e ，p a r t l y h a v eb e e na s s o c i a t ew i t hb i o g e n i cs u l f u r o r ei n h e r i tt h es u b s t a n c e c o m p o s i t i o no f w a l lr o c k ，l r e e h r e ei s l 1 4 - 2 2 1 ，a n dh a v et h ec h a r a c t e ro f l i g h r e ee n r i c h m e n t ，p l a i nh e a v yr e e t h ep a t t e r no fw a l lr o c ka n do r e sa r e i d e n t i c a l ， a b o v ea l l ，w ec a nd r a wac o n c l u s i o nf r o ma b o v es t u d yb ya n a l y s e so ft e c t o n i c b a c k g r o u n d ，l i t h o f a c i e sg e o g r a p h y a n d g e o c h e m i s t r yo f d e p o s i t ： 1 t h ep a p e rf i n ds o m ec l u e st h a tt h es o u r c eo fs e d i m e n ts u b s t a n c ec o m ef r o m t h es o u t h e ne d g eo fb a s i no nt h eb a s i so ff o r m e rs t u d yw o r ka n dc o n f i r mf o r l a n d b a s i n a c c o r d i n gt ol i t h o f a c i e sa n c i e n tg e o g r a p h ys t u d y , w ec a n m a k ei ts u r et h a tt h e t u r b i d i t ef o r mi nt h ee n v i r o n m e n to f s e a b e d s l o p ef a n 2 a m o n gt h et i e s h a n q u nf o r m a t i o n ，s u c ha sc a r b o ni r o n b e a r i n g ，m i c r o c l a s t i c a n dc a r b o ni r o n - b e a r i n gm a r t i l eh a v et h eh i g hc o n t e n to fg o l d ( 4 4 1 0 4 ) ，w h i c h r e g a r d t h er o c ka st h eo r es o u r c eo f z h a i s h a n gg o l dd e p o s i t 3 t h eo r e c o n t r o l l i n gs t r u c t u r eo fz h a i s h a n gg o l dd e p o s i ti sd u c t i l e - b r i t t l e s h e a rb e l t ，a n di th a v et h ec h a r a c t e ro f m u l t i p h a s e sa n dp o l y s t a g e s ，w h i c hi st h em a i n o r e - f o r m i n ga n do r e c o n t r o l l i n gf a c t o r s a c c o r d i n gt oo r e - f o r m i n ge v o l v e m e n t ，w e d i v i d ei ti n t ot h r e es t a g e s ，p r e - e n r i c h m e n ts t a g eo fo r e - f o r m i n gs e d i m e n t ，s h e a r s t r u c t u r ea n dh y d r o t h e r m a la l t e r a t i o ns t a g e s ，s u r f a c ee v o l v e m e n ts t a g e s 4 b y i n gm i c r o s c o p e ，m i c r o e l e c t r o n i cs t u d y , w e f i n di tt h a ta r s e n o p y r i t e ，a r s e n o 。 b e a r i n gp y r i t eg r o w t h b a n d s ，w h i c h i sc o m p o s e do f t h el o wa r s e n o - b r e a i n gp y r i t eo r a r s e n - o p y r i t e i nt h ek e r n e la n dt h e h i g ha r s e n o b r e a i n gp y r i t e o r a r s e n - o p y r i t e i v g r o w t h b a n d s t h el a t e rc o m ei n t ob e i n gi nt h eo r e f o r m i n gp o c e s so ft h es h e a r e d t e c t o n i ca n dh y d r o t h e r m a la c t i v i t y , i ti s i m p o r t a n te v i d e n c et h a tw ec a nd e f t n et h e g e n e s i so fg o l dd e p o s i ta n dt h eo c c u r r e n c eo f g o l di nt h eo r e sa sc a l i n t y p eg o l d d e p o s i t 5 z h a i s h a n gg o l dd e p o s i tl o c a t e di nt h es e d i m e n ts t r a t u mo f u p p e rp a l e o z o i c a c c o r d i n gt og e o c h e m i s t r yo fd e p o s i ts t u d y , i ts h o w st h a t m e t a u o g e n i ce l e m e n t s p o s s e s st h ec h a r a c t e ro f a u - a s s b _ h g b a g o l d - b e a r i n gm i n e r a la n da r s e n o b e a r i n g s u l f i d eh a v ea s s o c i a t ew i t he a c ho t h e r , o r i g i n a lm i c r o d i s s e m i n a t e do r e sc a n ，t s t i l l f i n d a n yg o l du n d e rt h em i c r o s c o p eu pt o n o w m a y b eg o l de x i s ti nt h ea r s e n o b e a r i n gs u l f i d ew i t h “i n v i s i b l eg o l d o r e - f o r m i n gh y d r o t h e r m a lf l u i dc o m ef r o m a t m o s p h e r ep r e c i p i t a t i o n ，t h eg o l dd e p o s i th a v ec h a r a c t e ro fl o w m i d d l et e m p e r a t u r e h y d r o t h e r m a l t h e r e f o r e ，w ed e f i n et h ez h a i s h a n gg o l dd e p o s i ta sc a l i n t y p eg o l d d e p o s i t k e y w o r d s c a l i n t y p eg o l dd e p o s i t ；m i n e r a l d e p o s i t ；g e o c h e m i s t r y o f d e p o s i t ； m e t a l l o g e n i cm e c h a n i s m ；g e n e s i so fg o l dd e p o s i t ；m i n x i a n ；z h a i s h a n g ； g a n s u ；c h i n a v 嗣舌 自2 0 世纪6 0 年代以来，随着美国卡林金矿床发现，从而带动了世界找矿 行业走向新的里程碑。在此后2 0 3 0 年内对卡林型金矿的找矿与研究大致确定 了在世界范围主要集中分布于美国和中国，即美国西部的内华达州和犹他州 和中国的“陕甘川”、“滇黔桂”两个“金三角”地区。而在北美东部的阿巴 拉契亚山脉南卡罗来纳州( t o m k i n s o m ，1 9 8 8 ) ，南美秘鲁( a r e h a r t 1 9 9 6 ) ，亚 洲东南亚地区( a l v a r e z ，n o b l e ，1 9 8 8 ) ，中国湘中、鄂南、吉林等地仅有零星报 道。形成规模的卡林型金矿床均成群、成带分布，形成百余千余公里的金矿 带。 1 卡林型金矿床的研究进展 迄今为止，国内外对卡林型金矿床的认识仍然处于一个不断深入的阶段， 尽管目前还没有一个十分公认和确切的概念来定义卡林型金矿床，但这并不 影响人们研究和继续寻找它的热情。 r a d t k e ( 1 9 8 0 ) ，r o m b e r g e r ( 1 9 8 6 ) 等较早提出，卡林型金矿床金是从古生代 容矿围岩中萃取出来的，再通过挤压构造环境，形成高热流地热系统，使金 等成矿物质发生运移，并沉淀于变形扩容带中；容矿岩石多以海相沉积碎屑 岩、泥质岩、碳酸盐岩、硅质岩组成；矿床往往出现在汞锑矿化的延伸带上， 砷、锑、汞等元素与金相关性密切：矿石中载金矿物呈微细脉浸染状分布， 金矿物颗粒微细，通常呈次显微不可见或显微状；把这类矿床归属于沉积岩 中的低温浅成热液矿床范畴。 r w b o y l e ( 1 9 7 9 ) 将卡林型金矿床称为“化学上有利于成矿的沉积岩层 中的浸染状矿床”。 张复新( 1 9 8 4 ) 通过对秦岭泥盆系二台子金矿床研究，认为卡林型金矿 床具有沉积地下循环热卤水强烈改造的层控型热液矿床成因意义。 涂光炽( 1 9 9 0 ) 、刘东升( 1 9 8 9 ) 、王小春( 1 9 9 7 ) 认为此类金矿床的共 性在于：金粒度微细，主要呈次显微“不可见状”；a u a s - h g - s b b a t 1 的成矿元素组合；矿床显示后生中低温热液矿物组合；矿床产于沉积岩 系之中；成矿流体主要由地下水热液组成，与侵入岩无密切关系。 中国卡林型金矿床，尤其对南秦岭地区的研究中，于2 0 世纪7 0 年代末 发现首例卡林型金矿床( 二台子、双王) ；8 0 年代。南秦岭的卡林型金矿带开 始初具规模，已发现由2 0 多例卡林型金矿床组成的金矿带，并不断向川西北 扩展，享有“西北金三角”的美誉，它是我国卡林类卡林型金矿床重要的产 出地；9 0 年代以来，这个金矿带不断扩大的同时，勘查出现批特大型、大 型矿床规模，如八卦庙、阳山( 特大型) ，金龙山丘岭、大水、金山马泉、 东北寨( 大型) 卡林类卡林金矿床。直至2 l 世纪初，仍有寨上、丁家林太 阳坪、夏家店、下梁予等卡林类卡林型金矿床被发现，显示本区具有较大的 成矿潜力和良好的找矿前景。 多年来，对该类金矿床的划分有经典卡林型与类卡林型之分，经典卡林 型金矿床即狭义概念的卡林型，具有a u a s 1 - t g s b b a t 1 特征的成矿元素组 合，金矿床与汞锑矿床有密切共生关系，金主要赋存于含砷硫化物中，自然 会呈“不可见”超显微金形式存在。而类卡林型金矿床具有广义概念之含义， 在产出地质背景及矿床地质特征方面与卡林型金矿床十分相似，但在矿床地 球化学、成矿元素组合方面有较明显差别，具有a u c u p b z n t e b i 元素共生 组合，自然金呈显微状，矿床与热水沉积铅锌矿床组成成矿系列，是有别经 典卡林型的类金矿床( 陈柏林，张复新，2 0 0 1 ) 。 寨上金矿是在西秦岭新近发现的一例金矿床，关于其矿床成因并不被人 们所认识，经本文研究认为它集中体现了经典卡林型金矿床特征。开展寨上 金矿床的研究，除进一步丰富南秦岭金矿床理论之外，进一步显示了卡林型 类卡林型金矿床较强的成矿潜力和前景。此外，加强东、西秦岭成矿带的金 矿床对比性研究之外，对促进西秦岭岷( 县) 礼( 县) 地区金矿的找矿与勘 探无疑是十分重要的。 2 寨上金矿勘查与研究历史 寨上金矿床产于西秦岭泥盆系沉积岩区，西秦岭古生代沉积跨越陕、甘、 川i 三省，大面积覆盖了甘肃东南部地区及陕西西南部，这一区域构成中国西 部重要的金、有色多金属矿化区带。已发现确定的金、铅锌矿产资源储量丰 富，潜在的资源远景较好，是中国今后一段对期内的金属矿产生产基地和战 略找矿要地。从2 0 世纪6 0 7 0 年代，该区地质工作以铀矿、铅锌矿勘查为重 点，2 0 世纪7 0 年代以来，该区掀起几次金矿勘查热潮。2 0 世纪8 0 9 0 年代在 找矿勘查中取得重大突破，先后确定了厂坝李家沟超大型铅锌矿床和八卦 庙、阳山特大型类卡林型金矿床。寨上金矿位于西秦岭岷县地区卓落村北部， 是一个经济十分落后的地区。2 0 0 0 年武警黄金地质五支队在岷县地区普查找 矿中，采用地质及化探手段，利用金的次生晕水化学异常，对水系沉积物进 行异常元素对比分析，发现和圈定了该金矿异常带，很快圈定出工业矿体， 并确定了它可作为开采利用的矿床规模，2 0 0 2 年经工程勘探确定了寨上金矿 床的中型规模。然而，几年来对其成矿地质条件、控矿因素、矿床成因研究 深度不够，至今未能确定出该金矿所属矿床成因类型，但在深部勘查预测、 扩大储量为目标的生产性工作中迈出了实质性的一步。 寨上金矿的发现与勘查成功，与本地区金矿的开发及研究历史的发展和 进步密不可分：2 0 世纪7 0 年代学习国外找矿经验和在找金高潮的推动下，首 先在东秦岭古生代沉积区发现有卡林型金矿线索，确定出几例典型矿床后， 很快辐射到西秦岭古生代沉积区：2 0 世纪8 0 年代中期发现李坝罗坝、金山 马泉、安家岔小沟里等卡林型金矿床，标志着西秦岭区找金工作取得重要突 破；2 0 世纪9 0 年代进一步的勘查确定了特大型阳山金矿和大型大水金矿的规 模，使本区找矿勘查与研究走上新的台阶：2 1 世纪伊始又有该类型金矿不断 被发现，寨上即为重要一例。 除了金矿规模的突破性进展之外，从该类金矿理论研究的深化方面，通 过对众多西秦岭区的金矿矿床类型研究，亦证明经典卡林型金矿床存在变种， 即有相当数量的类卡林型金矿的出现与存在；西秦岭沉积区金矿找矿与研究， 特别在下古生代寒武系和上古生代三叠系中勘查出一大批该类型金矿，不但 极大开拓了西北地区找金前景，也极大促进了秦岭造山带基础地质研究。 3 选题依据、研究方法和技术路线 3 1 选题依据 自美国2 0 世纪6 0 年代勘查出卡林金矿以后，在全球找矿勘查与研究已 经历了近3 0 4 0 年的光景。长期以来，各国对该类金矿的找寻和勘查十分重视， 仅仅在美国和中国先后勘查出两个千余公里的卡林金矿带，使这种人类曾经 陌生的金矿类型，一跃成为世界四大金矿类型之一。人们对该类金矿的研究 认识、勘查预测、选冶工艺等方面均取得喜人的成果。同时应该看到，卡林 金矿在世界范围内的发现还十分局限，对它的勘查预测、矿床形成地质构造 条件、控矿因素、超显微金的赋存状态、成矿作用机制及其矿床成因分歧和 争论较大；对出现的金矿的不同特征、差别与变化还不能客观合理认识；与 其他矿床组合的成矿系列及共生规律的认识有待深化；卡林型与类卡林型金 矿类型如何准确方便的划分与厘定仍存在困难；卡林型与类卡林型金矿应在 何处找寻? 如何继续提高对该类型金矿的选矿工艺水平等? 均为当前需要解 决的课题。 秦岭造山带乃至西北金三角区是我国卡林金矿的重要产地和矿产资源开 发区，2 0 世纪7 0 年代至今陆续不断有卡林型金矿的发现和开发的重要进展， 取得了一大批研究成果，涌现出一些开发与研究卡林型金矿床的代表人物。 找矿预测及开发热火朝天，但矿床学基础性理论研究相对滞后。秦岭造山带 地质构造复杂，卡林型类卡林型金矿床不断被发现，急需及时进行研究，丰 富秦岭乃至中国金矿理论并进行综合类比。寨上金矿是近几年发现并勘探成 功的一例，及早客观探讨寨上金矿床成矿地质背景、特别是地层对矿床的控 制作用，研究成矿机制、矿床成因、建立矿床模式与总结成矿规律，开展对 它的研究及深化矿床认识，一方面扩大本区矿床储量，另一方面积极推动西 北地区找矿的成果。 3 2 研究的总体思路 论文调研和写作以板块构造理论为基础，现代成矿作用理论为指导，紧 跟当代矿床学研究前沿，借鉴和学习诸多学者对秦岭造山带基础地质研究和 金矿床研究最新动态与成果，充分认识西秦岭沉积岩区微细浸染型金矿床形 成的复杂性，加强与邻区及国内外同类型矿床的对比。从成矿地质背景、区 域地质、盆地性质及其形成与发展出发，着重于盆地内发育的含矿建造、沉 积岩相古地理环境及其与造山带活动的耦合关系及其成矿作用的响应研究。 通过对研究区地质地球化学研究，结合分析测试与大型仪器分析测试，较全 面的对成矿作用演化与矿床形成机理及成因进行深入的研究。 3 - 3 研究与工作方法 广泛收集和学习前人秦岭地区区域地质与矿床地质研究成果，以野外地 质调研作为本项工作的基础，对地层、矿物、岩石及构造进行详细观察描述 及编录，应用矿物学、岩相学、矿相学、构造地质学和地球化学等基础理论， 地质理论结合野外实际，综合分析与研究。 室内在显微镜下观测与鉴定基础上，研究地层、岩石组成、组构与类型 及与成矿的关系，借助冷热台显微测温仪、电子探针、荧光光谱分析、i c p m s 4 等离子光谱仪等大型仪器，对矿物、岩石进行常量、微量、形成温度与成矿 流体盐度、稀土及硫、氢- 氧同位素的测定。了解和解释成岩成矿的物理化学 条件与矿床形成机制，结合野外认识进而对矿床成因做出解释。 3 4 工作量 实际野外调研与室内工作中已完成工作量如表1 ，部分样品数量偏少是因 为单矿物分离困难所致。 表1论文研究工作量一览表 t a b l e 1t h es c h e d u l eo f s t u d y i n gw o r k l o a d 项目数量目的备注 信手路线地质剖面 4 0 0 0 m 了解研究区地层岩性 含矿岩石与矿石 2 镜下鉴定薄片、光片3 0 件薄片，1 5 件光片 组成与组构 5 件1 0 个矿物8 项元素定量 揭示金与砷的密切关系，自 3 电子探针分析分析，3 件光片7 个矿物s 、 f e 、a s 元素面扫描分析 然金赋存状态，矿床成因等 流体包裹体显微冷热 5 件薄片3 0 个包裹体 了解矿床形成流体物理 4 台温度与盐度测定化学条件 硫同位素测定l 件黄铁矿成矿物质来源 因样品分离 5 困难偏少 6 氢、氧同位素分析2 件分别为方解石与石英 成矿流体来源 7 包裹体气、液成分分析i 件为石英成矿流体组成 矿床形成演化与地层围岩、金矿 8 稀土元素分析4 件 岩石关系 石、蚀变矿物 9 素描图及照片3 0 张反映显微及宏观地质特征 因此，开展对寨上金矿床的地质与成矿条件及其成因的研究，使寨上金 矿床在研究中，以前人的理论观点为基础，紧跟时代潮流，不仅可以丰富秦 岭造山带金矿床理论，深化成矿地质背景认识，而且通过有效的开展典型金 矿床的研究，来指导野外勘查找矿，从而达到扩大金矿储量，解决生产实际 问题的目的。 该论文大量引用前人的工作成果，借鉴和学习近年来矿床研究的理论、 方法在导师的悉心指导下完成。由于本人理论水平有限，论文中的错误和偏 颇之处在所难免，望各位专家、同行提出宝贵意见。 4 主要创新与深化认识 1 关于成矿地质背景的深化认识 以往，关于西秦岭礼岷泥盆纪海盒的认识存在诸多不同看法，盆地类型 认识存在明显分歧，几种含矿建造沉积环境及含矿岩系的归属认识不同。本 s 论文在学习前人及矿区地质实际工作中，在进一步认证研究区的隆前盆地的 基础上，发现沉积物源有来自盆地南缘的一些线索；根据岩相古地理的工作， 进而确定了隆前前渊的海底斜坡扇相环境中的浊积岩系。由于该浊积岩系物 源区、沉积环境、沉积建造空间分布与组成等的特殊性，将其进一步分析确 定为不同于大草滩群的异地同期沉积的晚泥盆世铁山群地层单位。寨上研究 区内铁山群建造中的含碳铁质中、细粒碎屑岩及含碳铁质泥灰岩系，含金丰 度较高( 4 4 1 0 4 ) ，本次研究中，在容矿或含矿岩系中发现一定数量的成岩 期金砷黄铁矿莓球群，进一步确定该岩系作为寨上金矿床的矿源层的依据。 2 本次研究确定了北西西向控矿构造的韧脆性剪切带性质 对寨上金矿床进一步的研究中，确定了控矿构造为韧脆性剪切带性质， 野外宏观确定该韧脆性剪切带具右行走滑特点，显微镜下发现显微剪切构造 透镜体、s c 组构、剪切压力影构造等一系列韧性构造的识别证据。 3 首次确定寨上金矿属经典卡林型矿床类型 依据矿床产出上古生代沉积地层之中；矿床地质研究发现具增生环带的 含砷黄铁矿和毒砂、砷黝铜矿和重晶石；地球化学研究成矿元素具有 a u a s s b h g b a 的共生组合特征；载金矿物与含砷硫化物密切相关，原生微 细浸染型矿石显微镜下未发现自然金，金可能呈超显微状态赋存于含砷矿物 之中；成矿热液来自长期改造古大气降水，矿床具有后生中低温热液特点等， 将寨上金矿确定为经典卡林型矿床类型。 4 首次发现含金黄铁矿、毒砂的增生环带 通过矿相显微镜、电子探针发现含砷黄铁矿、毒砂的增生环带，是由含 砷低的黄铁矿内核和含砷较高的黄铁矿增生环带构成，后者是在剪切构造与 热液耦合活动的成矿作用过程中形成，这一发现的重要性在于，它是确定该 经典卡林型矿床成因类型和矿石中金的赋存状态的关键依据。 5 具体划分了寨上金矿床成矿作用演化期次与阶段 成矿期可划分为：沉积成矿预富集期，上泥盆纪形成含金性较好的含 矿岩系，可作为寨上金矿的矿源层，为成矿奠定了物质基础：剪切构造与 热液改造期，成为形成工业矿体