河北蔡家营铅-锌-银多金属矿床成矿物理化学条件探讨.pdf

第 2 3 卷增刊 i 9 9 4 年 1 2月 地球化学 GE OCHI MI CA V0 1 2 3 S u p p 1 De c 1 g g 4 河北蔡家营铅一 锌一 银多金属矿床成矿 物理化学条件探讨 潘家永张乾 中国科学院地球化学研究所 贵阳5 5 0 0 0 2 芮宗瑶 中国地质科学院矿床地质研究所 北京1 0 0 0 3 7 提 要 蔡家营矿床成矿温度为 8 1 3 8 7 成矿压力为 3 3 9 MP a 流体盐度为 5 7 一1 5 o N a C I 流 体 密 度 为 0 7 4 一o 9 7 g c m p I i值 为 4 7 4 6 5 6 6 8 E h值 为 一 0 5 3 8 一一0 5 1 2 V f o 为 2 2 9 1 0 叫 一3 g 8 1 o 一 s 为 1 2 3 1 0 t 6 1 7 0 1 0 I 1 从 早到晚 成矿温度 流体盐度 流体 s 和 0 逐渐降低 而成矿溶藏碱性逐渐增强 矿床形成于 弱酸性 弱还原一还原的物理化学环境 关蕾词 铅I 鲁 一 银多金属矿床流体包裹体矿床成因论河北 蔡家营矿床位于河北省张北县 是 1 9 8 2 年以来探明的一个大型铅一 锌一 银多金属矿 床 通过对矿床微量元素 稳定同位紊及流体包裹体地球化学等方面研究认为 该矿床是 成矿物质多来源 热源与矿区次火山岩有关的中温热液矿床0 本文着重探讨成矿物理化 学条件 1 矿床地质特征 蔡家营矿床位于华北地台北缘内蒙地轴与燕山台背斜的交接部位 矿区出露的地层 为侏罗系及下元古界 两者呈不整合接触 其中侏罗系为一套中基性一中酸性火山一 沉积 建造 主要岩性为 安山玄武岩 凝灰质角砾岩与流纹质晶屑凝灰岩 下元古界为红旗营 子群角闪岩相变质岩 其锫石u P b 不一致线年龄为 1 8 2 5 I Ma 黄典豪等 1 9 9 1 主要 岩性为角闪黑云斜长变粒岩与夕线石榴斜长变粒岩 且遭受不同程度的混合岩化和钾长 石化 矿区断裂构造很发育 F 号断裂是矿区的导矿构造 而其派生的羽状剪切断裂为其 储矿构造f 近南北向的断裂 如F 为晚期断裂 它切断了矿脉 图 1 矿区无岩体出露 但斑岩脉处处可见 主要是石英斑岩 花岗斑岩 与矿区花岗斑岩 脉同期的矿区外围花岗斑岩体锫石 U P b 不一致年龄为 1 4 2 Ma 黄典豪等 1 9 9 1 斑 第一作者j 寄 介 潘家承男2 5 岁硬士毕业矿床地球化学 本文收稿日 期 1 g 9 2 0 6 0 4 改回日 期 1 9 9 3 0 4 0 1 潘家永等t 1 9 9 3 蔡家营P b Z n A g 矿床地球化学特征及戚因 探讨 地质拽矿论丛 待刊1 维普资讯 地 球 化 学 图 1 蔡家营矿床地质略图 据黄典豪等 1 9 9 1 根据地表露头和钻孔资料第四 纪覆盖物已 去掉 F i g 1 S e h e m a r i e g e o l o g i c a l mB p o f t h e c a j j i a g d e p o s i t 1 安山玄武岩 J 3 2 凝灰角砾岩 J 3 流纹质晶屑凝灰岩 J 3 4角稠黑云斜长变粒岩 与步线石擒斜长变粒岩 P t t 5 燕山 期石英斑岩 花岗 斑岩脒 6加里东期花岗质混 合岩 7 断层 8 地层不整合界线 9 矿融 1 0 矿带编号 岩中偶尔可见少量细粒黄铁矿 闪锌矿 矿体主要呈脉状产于下元古界红旗营子群变质岩中 有少部分呈脉状产于侏罗系火 山岩中 这两种矿体由同一热液成矿系统形成 并受相同裂隙系统所控制 矿体分 5 个矿 带 其中 矿带规模最大 V矿带次之 其余三个矿带规模较小 勘探程度也不深 由于矿区围岩既遭受了成矿前加里东期混合岩化和钾交代作用 混合岩中钾长石 K A r 年龄为 4 9 5 8 士7 2 Ma 据黄典豪等 1 9 9 1 又在成矿作用过程中 在热液流体的影 响下产生了大面积的青磐岩化作用 因此 矿区围岩蚀变较强 且很复杂 主要为硅化 绿 泥石化 绢云母化 钾长石化 碳酸盐化等 无明显的分带现象 矿脉是由同一热液成矿系统形成 根据矿脉及矿化脉的交代穿插关系 可划分成 3 个 成矿阶段 成矿早阶段为矿化石英脉 脉中可见少量星点状细粒黄铁矿 闪锌矿 且明显可 见较富的闪锌矿 方铅矿 黄铁矿脉穿插于其中 主成矿阶段为块状 团块状 浸染状及脉 状矿石的形成阶段 成矿晚阶段为矿化方解石脉 脉中可见呈星点状分布的粗粒方铅矿 偶尔可见闪锌矿 矿床主要矿石矿物为闪锌矿 方铅矿 黄铁矿 次要矿石矿物有毒砂 磁黄铁矿 黄铜 矿 磁铁矿等 主要脉石矿物为石英 方解石 绢云母 绿泥石等 维普资讯 增刊 潘家水等 蔡家营铅一 锌 银矿床流体包裹体特征及成矿物理化学条件探讨 2 矿物流体包裹体特征 从流体包裹体所赋存的矿物看 不管是成矿早阶段的矿化石英脉还是主成矿阶段的 富矿石 其石英中气一 液包裹体均多而大 包裹体直径一般 1 O 一2 5 p m 最大可达 4 0 u rn 气 液 比 5 一6 0 而闪锌矿中包裹体数量相对较少 大小悬殊 为 5 4 0 m 一般 1 5 2 5 u rn 气液 比 5 一1 O 方解石中包裹体不仅数量少 且小 为 5 1 5 p m 气液 比为 5 一 1 O 该矿床包裹体绝大部分为原生包裹体 有少量呈线性分布的次生包裹体 后者体积小 一般 p m 未加以研究 原生包裹体根据其气一 液比不同 可分为以下3 种类型 1 纯液相包裹体 只有一个液体相 大多小于 1 0 u m 2 气一 液包裹体 是该矿区包裹体的主要类型 也是本文所研究的重点 包裹体形态 大多不规则 少量呈规则状副晶形 包裹体大多零星地分布于矿物中 大小变化大 小的不 到 5 u rn 大的达 4 0 u rn 一般 1 O 2 5 u m 气禳比变化也大 但大多为 5 一2 O 3 气体包裹体 气体包裹体主要存在于成矿早阶段的矿化石英脉中 形状规则 体积 大 达 3 O 一4 0 u m 气液比5 O 7 0 加热到均一时气泡扩大至整个体腔而均一成气相 作者测定了流体包裹体的均一温度与冰点 在 C h a i x m ic a 冷热台上测得 并根据盐 度一 冰点关系的实验曲线获得该矿床盐度数据 再根据均一温度 流体盐度 流体密度同关 系得出流体密度 表 1 矿物流体包裹体液相成分主要为 N a K C a C 1 一 s O 一 有少量 Mg 液相成分 中大量c r的存在 反映P b z n等成矿物质可能主要以氯的配合物进行迁移 气相成分除 H 2 0外 以C O z 和N 为主 有一定量的H 反映流体处于弱还原或还原环境 表2 3 成矿物理化学条件 3 1 成矿温度 成矿早阶段矿化石英脉流体包裹体的均一温度较高 为 2 2 0 3 8 T C 平均 3 1 5 5 主成矿阶段硫化物矿石中流体包裹体的均一温度为1 8 2 13 1 3 C 平均2 1 2 5 成矿晚阶 段矿化方解石脉中流体包裹体的均一温度为1 8 1 2 1 7 平均 1 9 9 2 这反映从早到 晚 成矿温度逐渐降低 石英斑岩中气液包裹体均一温度变化大 为 2 0 9 4 2 8 C 平均 2 9 9 C 表 从均一温度分布直方图看 图2 5 O 的样品包裹体的均一温度集中于 1 8 0 12 3 0 C 的温度区间内 且所有闪锌矿中包裹体均一温度都在此区间 证明成矿主要在此温度区 间 另一个包裹体均一温度集中的区间是 3 1 0 3 5 0 C 它代表成矿早阶段矿化石英脉形 成的温度 3 个成矿阶段的平均温度在图2 中接近于相应成矿阶段的峰值 因而可以近似 地用平均温度来代表相应成矿阶段的温度 从不同矿带看 不管是成矿早阶段还是主成矿阶段 I 矿带流体包裹体的均一温度均 比v矿带高 维普资讯 表 1 蔡 家 营 矿 庶 不 同 成 矿 阶 段 不 同 矿 带 滚 体 包 裹 体 均 一 温 度 盐 度 与 密 度 H o m o g e n i z a t i o n t e m p e r a t u r e s a l i n i t y a n d d e n s i t y o f f l u i d i n c l u s i o n s f r o m d i f f e r e n t s i t e s a n d m in e r a liz a tio n t a g e 8 o f t h e C a ijia y in g d e p o s it 所测 均 一 温 度 盐度 N a C I 密度 E c m 成 矿 阶 段 矿 带 包 裹 体 十 变 化 范 围 平 均 疗 整 变 化 范 围 平 均 方 萱 变 化 范 围 平 均 差 成 矿早 所 段 矿 带 1 9 2 2 O 一 3 8 7 3 2 0 4 9 9 2 一 l 5 0 1 2 7 5 1 9 0 7 4 0 9 1 0 8 4 7 0 0 6 5 v 矿 楷 1 0 2 6 8 3 5 5 3 0 6 3 2 9 1 0 1 1 2 8 1 1 2 3 1 1 O 7 7 一 O 8 6 0 7 9 9 0 0 3 0 矿 化石英脉 v 矿 带 2 9 2 2 O 一 3 8 7 3 l 5 5 4 3 9 2 15 0 1 2 1 2 1 7 0 8 2 7 0 0 5 7 主 成 矿所 段 矿 楷 l 5 1 8 2 3 l 3 2 l 7 4 3 5 7 1 1 3 1 1 9 1 1 6 5 0 2 5 O 9 3 一 O 9 7 0 9 5 O O l 6 块 状 脉 状硫 V 矿 带 9 1 8 9 2 2 7 2 O 4 3 1 1 6 9 7 一 l 1 3 1 0 4 O 5 9 0 9 3 一 m 9 5 0 9 4 2 0 0 0 7 化物 矿石 I v 矿 带 2 4 l 8 2 3 1 3 2 1 2 5 2 9 4 9 7 l 1 9 10 8 2 0 7 6 3 0 9 3 0 9 7 0 9 4 5 0 O l l 成 矿 晚 阶 段 矿 1 矿 带 6 1 8 1 2 l 7 l 9 9 2 l 2 5 5 7 9 4 7 7 1 5 7 0 9 1 5 0 9 3 0 9 2 4 0 0 0 5 化方解石脉 石英斑 岩 矿 楷 2 O 9 4 2 8 2 9 9 6 3 1 寝 2蔡 家 营 矿 庶 流 体 包 裹 体 液 相 与 气 相 成 分 T a b le 2 L i q u id a n d g a s e o tl s p h a s e c o m p h 0 n s o f l iq u id i c iu s io n s fr o m t h e C a i ia y in g d e p o s it 测 试 藏 相 成 分 m g m 1 气 相 咸 分 1 0 州 地 质 产 状 样号 矿 物 F C I N 0 s 0 j N a I K M S C a r H zO C 0 2 H 2 O 0 N z C H C 0 戚 矿 早 所 C 墟w 石 英 7 8 1 0 6 6 5 2 7 2 2 1 0 2 5 0 3 6 4 7 7 4 8 4 8 6 5 0 6 8 3 l 段矿化 C 石 英 1 5 8 5 2 7 8 4 9 3 2 2 2 仉 l 3 2 5 3 7 5 9 1 7 3 3 3 6 0 6 8 7 3 5 石英脉 平均 石 英 l 1 8 3 1 7 2 5 1 O 2 2 2 n l 9 l 4 5 6 2 3 3 3 4 1 O l 0 6 4 7 8 3 测 试 者 中 国 地 质 大 学 北 京 找 矿 勘 探 室 维普资讯 增刊 潘家永等 蔡家营铅一 锌一 银矿床流体包裹体特征及成矿物理化学条件探讨 均一强魔 f 图2 蔡家营矿床均一温度分布直方图 F i g 2 Hi s t o g r a m f 0 r t h e h o mo g e R z a t i o n t e m p e r a t u r e 0 f t h e C a i i a y i n g d e p o 1 石英l 2 阎锌矿 3 方解石 3 2 成矿压力 早期矿化石英脉中可见液相包裹 体 气一 液包裹体与气体包裹体共存 成矿流体具有沸腾现象特征 根据成 矿早阶段矿物中流体包裹体的均一 温度 平均 3 1 5 5 流体盐度 平均 1 2 1 2 N a C I 求 得 成 矿 深 度 为 1 1 3 k in 图 3 按每公里 3 0 MP a压 力计算 即成矿压力为 3 3 9 MP a 这 与矿区石英斑岩 花岗斑岩脉形成的 深度 1 1 5 k m 一致 3 3 流体盐鹰与密度 成矿早阶段流体盐度为9 2 一 1 5 0 N a C 1 平均 1 2 1 2 N a C l 流 体 密 度 为 0 7 4 一o 9 1 g c m 平 均 0 8 2 7 g c m 主成矿阶段流体盐度为 9 7 1 1 9 N a C 1 平 均 1 O 8 2 N a C l 流 体 密 度 为 0 9 3 一o 9 7 1 7 期 0 张长江 1 9 9 0 张家 口地质 总第 图 3 不同盐度Na C 一 H O溶液沸腾 曲线的探度一 温度图解 据 H a a s 1 9 7 1 I 图中数字为相应 曲线盐度 单位 Na C I F i g 3 B o i l i n g c u r v e o f Na C l H 2 0 s o l u t i o n s wi t h v a r i o u s s a l i n i t y s h o wi n g t h e b o i l i n g p o i n t a s a u n c t i o n o f d e p t h 蒜 簟 维普资讯 地 球 化 学 g c ms 平均 0 9 4 5 g c m 成矿晚阶段流体盐度为 5 7 9 4 N a C 1 平均 7 7 N a C 1 流体密度为o 9 1 5 0 9 3 g c m 平均 0 9 2 4 g c m 显然 从成矿早阶段到成矿晚阶段 流 体盐度逐渐降低 而流体密度主成矿阶段最大 到成矿晚阶段有所降低 在空间上 无论是成矿早阶段还是主成矿阶段 矿带的流体盐度比V矿带的高 这 与均一温度的变化趋势一致 反映成矿流体可能从 矿带流向V矿带 而对流体密度来 说 成矿早阶段 矿带比Y矿带高 到主成矿阶段 两者差别很小 表 1 3 4 流体的 p H与 E h值 在矿物组合形成过程中 凡是有H 参加的平衡反应均可用来计算p H值 蔡家营矿 床V 矿带普遍存在钾长石 石英和绢云母的共生组合 故采用该平衡反应来探讨 p H值 其反应式为 3 K A 1 S i O 钾长石 2 H K A 1 S i O 0 H 绢云母 6 S i O z 石英 2 K 一 该反应平衡常数为 K 一 n 口 口 女 口 即 p H 一 号 l g K lo g 一 号 lo g 寺l g K l o g a K 一 l o g K l o g r x 一l o g 式中n n n 分别为绢云母 石英 钾长石的活度 固三者都是固相 都可以看成是 1 K 为反应的平衡常数 不同温度下l o g K数据 C r e r a r e t a l 1 9 7 6 如下 f 2 0 0 2 5 0 3 0 0 3 5 O l o g K 9 6 9 0 8 4 7 8 显然 l o g K与t 有以下线性关系 即l o g K 1 2 0 0 1 2 t 根据此式可求出不同成矿阶段的 l o g K值 表 3 袁 3 蔡京营矿床不同成矿阶段 p H E h值 Ta b l e 3 Th e p H a n d E h v a l u e s o f t h e Ca i j i a y i n g d e p o s i t a t d i f f e r e n t mi n e r a l i z a t i o n s t a g e s 成矿温度 流体盐度 E h 成矿阶段 o g K l o g mH l o g r K p H N V 成矿早阶段 3 l 5 S 1 2 1 2 8 2 1 4 0 3 7 4 一o 2 6 5 4 7 4 6 0 5 3 8 主成矿阶段 2 l 2 5 1 0 8 2 9 4 5 一O 4 2 3 0 3 3 4 5 4 8 2 0 5 1 2 戚矿晚阶段 1 9 9 2 7 7 9 6 1 0 5 6 9 0 2 9 4 5 6 6 8 0 5 1 5 m 为钾离子的摩尔浓度 成矿流体的盐度为 7 7 1 2 1 2 N a C 1 即N a C 1 的摩尔 浓度为 1 2 5 2 0 7 m o l L 而流体包裹体成分表明 N a K 值平均为 2 2 9 7 其摩尔浓度 m m K 值为3 8 9 由此可计算K 的摩尔浓度m 一 为0 2 5 5 一O 4 2 7 m o l L l o g m K 为 一 O 5 6 9 0 3 7 4 表 3 一 为钾离子的活度系数 它与离子半径 离子价 溶液中离子强度和温度等因素有 维普资讯 增刊 潘家永等 蔡家营铅 锌 银矿床流体包裹体特征及成矿物理化学条件探讨 1 0 9 关 据德拜一 体克耳 D e b y e Hi c k e 1 极限公式 孙作为等 1 9 8 g 7 2 l o g r 一1 8 2 3 1 0 三 z D7 1 2 式中 z 为离子价 K 的离子价为 1 D为溶剂的介电常数 在此D为 7 8 4 T为流体的绝 对温度 为溶液的离子强度 一告 m 霉 可用流体盐度 摩尔浓度 近似代替 由此计算 出lo g r 表3 然 后 根 据 公 式p H 一 lo g K lo g n x 一 1o g 计 算 出 不 同 成 矿 阶 段 的 p H值 表 3 由表 3 看出 该矿床从成矿早阶段到成矿晚阶段 p H值增高 为了确定成矿溶液的酸 碱性 还必须求出水的中性线的p H值 根据不同温度H o的离解常数 K H 可求得中性 线的p H值如下 据 H e l g e s o n e t a l 1 9 7 4 t 1 5 0 2 0 0 2 5 0 3 0 0 l o g K 一 t 1 6 4 1 t 3 O 一 1 1 2 0 1 1 30 p H 5 8 2 5 6 5 5 6 0 5 6 5 将蔡家营矿床不同成矿阶段 p H值与相应温度下水的中性线p H值对比可知 成矿早 阶段成矿溶液呈酸性 主成矿阶段呈弱酸性 成矿晚阶段呈中性一弱碱性 矿区有少量磁黄铁矿与磁铁矿 它们部分与黄铁矿共生 三者存在以下平衡反应 2 F e S 1 3 2 H2 O F e S 2 0 3 3 3 F e 3 O4 2 6 4 H 2 6 4 e 碰黄铁矿 黄铁矿 磁铁矿 E h E h c 一笪三 1 一竺 堡 兰 n F n F d e s n阿 1 3 0 g 一 簪 一 p H 一 十 p 0 9 t 1 6 2 3 0 3 X 2 6 4 X 8 3 1 4 巾 二 i 丽一 一 丽西一 p H 0 0 1 5 0 0 0 0 1 9 8 T p H 式中 F a f t 0 4 a i S a H o 分别是磁黄铁矿 磁铁矿 黄铁矿 水的活度 均可看成 1 为反 应的得失电子数 为反应的标准自由能 R F分别是气体常数与法拉弟常数 由上式计算得出成矿流体的 E h 值为一0 5 3 8 0 5 1 2 V 表 3 不同成矿阶段的 E h 值变化不大 皆为弱还原一 还原环境 3 5 成矿流体的硫逸度 与氧逸度 0 根据 S c o t t e t 1 9 7 1 提出的公式 lo g f s t 3 3 1 4 6 8 0 T一2 l g z F s 式中T为成矿 温度 K 为闪锌矿中F e S摩尔分数 根据 5 件闪锌矿单矿物化学成分分析结果平均 S 3 3 2 7 F e 6 7 2 Z n 5 9 5 6 2 C d 0 2 7 4 Mn 0 3 3 5 由此算出Z F e S 为 0 1 1 5 根据上式 在成矿早阶段 3 1 5 5 c 至 成矿晚阶 段 1 9 9 2 1 o g 为一9 7 7 一一1 5 9 1 维普资讯 地 球 化 学 矿区存在黄铁矿与磁黄铁矿的平衡 且可见少量磁铁矿与磁黄铁矿共生 有以下可能 反应式 2 F S 十S z 2 F e S 2 1 0 3 F e S 2 0 2 一F e O S 2 2 0 由 式 1 得出lg 一 一 lg K F e S F e S 的 活 度 可 看 作1 由 式 2 可 得出l g f o 一 g s 一 lg K F e S F e O 的 活 度 可 看 作1 K 分 别 是 反 应 1 2 的 平 衡 常 数 查 表 涂 光炽等 1 9 8 8 可得出不同温度的K 值如下 f 2 5 1 0 0 1 5 0 2 0 0 2 5 0 3 0 0 l gK 1 9 4 2 1 7 6 0 1 5 9 5 1 4 4 7 1 3 1 2 1 8 9 l g Kz 6 8 0 4 6 4 O 2 6 0 4 0 5 7 1 4 5 4 1 8 5 1 4 8 由此可知 与 t 皆成反相关关系 其中 l g K 2 0 1 9 2 0 0 2 8 t 相关系数 r 一 0 9 9 9 l g K 6 9 7 2 0 0 0 6 2 t 相关系数 r 0 9 9 9 从而可求得成矿早阶段 f 一 3 1 5 5 l g K 一1 1 3 6 l g K2 5 O 1 6 l g f s 一一I 3 6 g f o 一一3 3 6 主成矿阶段 2 1 2 5 l g K1 1 4 2 4 l g K2 5 6 5 5 I g A 一一1 4 2 4 l g 一 3 8 9 6 i 成矿晚阶段 t 一 1 9 9 2 C l g K 一1 4 6 1 l g K2 5 7 3 7 l 1 4 6 1 l g f o 3 9 6 4 该矿床1 g s 为 一 n 3 6 一一1 4 6 1 与利用闪锌矿地质温度计计算的l g s 一9 7 7 一一1 5 9 1 相似 由上可知 该矿床 s 较高 为 1 2 3 X1 0 一1 7 0 1 0 而 o 较低 为2 2 9 1 0 一3 9 8 1 0 成矿从早至晚 s 与 o 均逐渐降低 4 结论 1 该矿床成矿温度为 1 8 1 3 8 7 流体盐度为5 7 一1 5 o N a C 1 其中成矿早阶 段平均温度 3 1 5 5 盐度 1 2 1 2 N a C I 主成矿阶段平均温度 2 1 2 5 盐度 1 o 8 2 N a C I 成矿晚阶段平均温度 1 9 9 2 盐度 7 7 N a C 1 成矿从早至晚均一温度与盐度均 降低 尤其是成矿早阶段到主成矿阶段 均一温度降低达 1 0 3 不同成矿阶段石英中流 体包裹体氢氧同位素结果表明 成矿早阶段成矿溶液以岩浆水为主 而主成矿阶段大气降 水明显增加 因此 成矿从早到晚温度 盐度的降低可能主要固大气降水的加入而引起 2 不管是成矿早阶段还是主成矿阶段 矿带均一温度与盐度均比V 矿带高 显示 成矿流体可能由 矿带 东部 流向V 矿带 西部 从矿区地质特征看 矿区的东部 离矿 区2 k in左右 有大型的火山机构 荷包沟火山口 火山口形成与矿区次火山岩地层及 次火山岩脉是同期的 而火山口可以认为是热源的中心 导致火山热液以火山口为中心向 四周扩散或流动 因而在矿区 成矿热液很可能从东往西流动 F 号断裂为其导矿断裂 3 流体密度主要决定于均一温度 均一温度越高 流体密度越低 通过矿区3 8 对均 一 温度与密度数据 利用最小二乘法拟合的线性方程为p 1 1 5 4 1 0 6 3 1 0 3 t 式中p 潘家永等 1 9 9 3 蔡家营 P b Z n A g 矿床地球化学特征及成目探讨 地质哉矿论丛 待刊 维普资讯 增刊 潘家永等 蔡家营铅 锌一 银矿床流体包裹体特征及成矿物理化学条件探讨 I H 一 一 为密度 g c ma t 为均一温度 相关系数r 一0 9 2 3 2 基本成反相关关系 因此 若 知道成矿温度 可用此线性方程近似地求成矿的流体密度 流体密度同时也与流体盐度有 关 该矿床流体盐度为 5 7 一1 5 N a C I 属中低范围 变化远不及温度大 故流体盐度 对密度的影响也远不及温度大 4 矿床成矿深度不大 为 1 1 3 k m 成矿压力为 3 9 9 MP a 这与矿区斑岩脉成岩深度 1 5 k m 一致 据张长江 1 9 9 0 认为 斑岩脉密集的地方矿化也强 显示出斑岩脉与矿化 在空间上有密切关系 5 成矿溶液 p H为 4 7 4 6 5 6 6 8 由成矿早阶段的酸性演化成主成矿阶段的弱酸 性 再演化至成矿晚阶段的中性一弱碱性 从矿物共生组合看 成矿早阶段为矿化石英脉 而主成矿阶段为块状 脉状硫化物矿石 共生的主要脉石矿物有石英 绿泥石 绢云母等 成矿晚阶段为矿化方解石脉 这也说明了成矿溶液从早至晚碱性逐渐增强 成矿流体 E h 值为一0 5 3 8 一一0 5 1 2 V 为弱还原一还原环境 流体包裹体中有一定量 H 存在 也反映 了这一特征 6 成矿流体的 0 较低 为 2 2 9 1 0 3 9 8 1 0 硫逸度 s 较高 为1 2 3 1 0 一 1 7 0 1 O 从这些物理化学参数看 蔡家营矿床形成于中温 中一低盐度 弱酸性与弱还原 还 原环境 这和与次火山热液有关的银山 白银山厂矿床相似 表 4 衰 4 蔡象营矿床与银山 白银厂矿床主要袖理化学参数对比 r a e 4 C o m p a r i s o B o f ma o r p s i c o o c l a e mi c a l p a r a me t e r s b e t w e e n C a i j i a y i n g Y i n s h a n a n d B a i y l n c h a n g d e p o s i t s 成矿温度 成矿压力 矿床名转 l P a 蔡家营 l 8 卜 3 8 7 3 3 9 1 O 一 9 f l O 一 1 5 p L 1 O 3 5一l O a 9 银 山 1 3 0 4 2 5 2 0 5 1 0 一 B 一1 O 一 1 0 一 z 1 一 1 0 s l 白银厂 2 8 4 3 4 1 6 7 1 0 一 1 0 一 2 5 一l 0 3 5 B N a C 1 浓度 总硫难度 矿床名称 p H m o l L 1 0 3 mD l L 蔡家营 4 7 4 6 5 6 6 0 9 7 2 5 6 1 0 9 4 银 山 2 2 6 2 2 6 2 9 9 2 9 0 3 8 0 白银厂一 5 4 4 6 6 3 1 8 5 3 8 7 2 0 O 一3 l 7 据叶庆桐 1 9 8 7 据岳东生 1 9 9 1 参 考 文 献 黄典豪等 1 9 9 1 河北蔡家营铅 锌一 银矿床矿物特征和金 银 铋赋存状态的研究 地质学报 2 1 0 7 1 4 0 孙作为等 1 9 8 3 物理化学 北京 地质出版社 2 0 5 2 0 7 簿光姐等 1 9 8 8 中国层拉矿床地球化学 第三卷 北京 科学出版社 3 5 9 3 6 4 叶庆桐 1 9 8 7 赣末北铅锌矿床成矿系列和戚矿机理 北京 科学技术出版社 8 9 9 9 岳东生 1 9 9 1 白 银厂硫化物矿床形成的物理一 化学条件豇矿床成园 地质与勘探 3 6 一l 0 张长江 1 9 9 0 河北蔡家营铅锌 金银 矿床地质特征 矿床地质 3 3 0 1 3 D 9 Cr e r a r D A B a r n e s H L 1 9 7 6 0r e s o l u t i o n c h e mi s t r y S o l u h i l i t l e s D 主 h a l e o p y r i t e a n d c h a l c o c i t e a s s e mb l a K e s i n h y d r o t h e r m a l o l u t l o n a t 2 0 0 t O 3 5 0 E c o n G e o l 7 1 7 7 2 7 9 4 Ha a s J L J r 1 9 7 1 Th e e f f e c t o f s a l i n i t y 0 n t h e ma x i mu m t h e r ma l g r a d i e n t 0 a d r o t ber ma l s t e m a t h y d r o s t a t i c p r e s s u r e Ec o n C e o 1 6 6 9 4 O 一 9 4 6 kl g e s O n H C Ki r h a m D A 1 9 7 4 T h e o r e t i c a l p r e d i c t io n o f t h e t h e r mo d y n a m i c b e h a v i o r o f a q u e o u s e l e c t r o l y t e s a t g h p res s u r e s a n d t n r 丑 t l r 曲 2 D e b y e H0 c k d p a r a me t e r s f o r a c t i v i t y c o e f fi c i e n t s a n d r e l a t iv e p a r t i a l IFO O 维普资讯 1 1 2 地 球 化 学 1 9 9 4 拒 f a r p r o p e r t i e s Am J S e t t 2 7 4I 1 1 9 1 1 2 6 1 S c o t t S D B a r n e s H L 1 9 7 1 却 h a e r k e g e o t h e r m o m e t r y a n d g e o b a r o me t r y E c o n G e o l 6 5 6 5 3 6 6 9 oN oRE FoRM l NG PHYS l CoCHEM l CA