浅成低温热液型金矿的研究现状.doc

浅成低温热液型金矿的研究现状陈磊1 ,邹海洋1 ,杨牧1（1.中南大学有色金属成矿预测教育部重点实验室，地球科学与信息物理学院，长沙 410083）摘要：浅成低温热液型金矿床是当前矿床学界研究的热点之一，研究表明：它主要形成于大陆边缘和岛弧环境，成矿时代主要为中新生代，其次为古生代，形成温度多低于300，成矿流体为低温低硫度体系，与斑岩铜矿床有密切的关系。关键词：浅成低温热液型金矿床、地球化学特征、成矿模式0 引言“浅成低温热液”这一术语最早由美国学者Lindgren于1922年提出，后来得到研究者们不断地补充和完善1-4。其基本含义是：金矿床形成于低温(300)、低压( 1050MPa) 条件下，成矿流体盐度较低，流体主要来源于大气降水，热液活动主要发生在火山-次火山岩及斑岩系统浅部，金矿化作用主要与火山活动有关，成矿作用发生在火山活动晚期，最终矿体定位于火山地热系统波及范围内5-6。2 矿床地质背景2.1大地构造背景和控矿构造浅成低温热液型金矿床主要形成于板块俯冲带上盘大陆边缘及岛弧的岩浆弧和弧后张裂带7-8。从世界范围及我国浅成低温热液型金矿床的地域分布及目前的研究成果来看，该类金矿床主要集中产在3个巨型成矿域：环太平洋成矿域、地中海-喜马拉雅成矿域和古亚洲成矿域9。通过分析这些地区产出的金矿床（体），发现此类矿床（体）几乎都受到与火山作用有关的构造控制，尤其是受古火山口、火山角砾岩筒及与火山机构有关的断裂控制8。矿床的产出位置受区域性深大断裂的控制，在多数情况下，区域性深大断裂与破火山口的环状断裂的交汇部位是重要的控矿部位。在区域控矿构造中，矿体多形成于张性构造环境10，切壳的深大断裂一般作为成矿物质的导矿构造，并在引导岩浆热源侵位及其随后的热液活动方面对该类矿床施加影响，成矿物质往往在与深大断裂有关的次级构造中定位而形成具有经济价值的工业矿体11-12。2.2成矿时代 浅成低温热液型金矿床的形成时代主要受其所处大地构造环境演化的控制，在已发现的该类型金矿床中绝大多数是中生代白垩纪，特别是新生代以来形成的。西太平洋岛弧区金矿床的形成年龄一般小于20Ma，美洲西部的成矿年龄主要为39-10Ma，我国东部该类金矿床的成矿年龄大致为145-67Ma13。但随着我国西天山境内阿希金矿床的发现，在天山-北山成矿带陆续发现了一批形成于古生代的该类金矿床，大大地拓宽了对该类金矿床的研究。多数学者认为，该类金矿床形成深度较浅，且主要形成于隆起地区，形成时间较早的矿床容易被剥蚀，这可能是已发现的浅成低温热液型金矿床成矿时代集中偏新的原因。3 矿床地质特征浅成低温热液型金矿床的分类一直是国内外学者关注的焦点，目前在国内外比较流行的分类源于Bonham和Heald等人依据矿物组合和蚀变特征划分的2-3。即：冰长石-绢云母型和酸性硫酸盐型。J.W.Hedenquist根据矿化流体中S的氧化还原状态提出了用低硫化和高硫化作用来表示浅成低温热液成矿流体的2个端元14，以达到划分该类矿床的目的。Berger等人对Heald等人的分类做了改进，即用石英明矾石型代替酸性硫酸盐型以与冰长石绢云母型相对应15。这一分类已得到公认，并被广泛引用。此外，我国学者根据成矿元素组合曾提出过碲-金型浅成低温热液金矿床16。该类金矿床地质特征见表1。表1 冰长石-绢云母型和明矾石-高岭石型金矿床地质、地球化学特征比较冰长石-绢云母型明矾石-高岭石型主岩酸中性陆相火山岩酸中性陆相火山岩局部控矿条件尤其与火山中心密切相关的断裂或破碎带区域断裂或次火山侵入作用形成深度主要为01000m主要为5002000m成矿温度100320(主要为150250)100320成矿流体特征低盐度；天水，可能与岩浆流体相互反应；pH近中性，可由沸腾作用而变成碱性；发生相分离的气体可能氧化而成酸性流体；还原性的；硫含量很低，贱金属(Pb、Zn)含量低。主要为低盐度，有时为高盐度；岩浆流体与天水混合；pH为酸性，由岩浆提供HCl造成，并受SO2的歧化作用；由于围岩反应和稀释可变中性；氧化性的；硫的总量高，贱金属(Cu)含量可能较高。特征矿物玉髓脉普遍，冰长石呈脉状和浸染状，明矾石、叶腊石很少，无硫砷铜矿块硫砷铜矿主要缺失玉髓、冰长石，明矾石、叶腊石可能很多，发育硫砷铜矿块硫砷铜矿特征结构壳层条带，细梳状结构；胶状条带，条带状石英玉髓；晶洞、孔洞、脉状、角跞。多孔硅质岩（细粒石英）块状硅质岩（细粒石英）伴生蚀变在低水/岩比地段周围广泛发育青磐岩化；在高水/岩比地段强烈发育白云母化；温度降低，主要变成粘土化，沸腾作用分离出的气体产生泥质和高级泥质蚀变，分布在深部流体蚀变带周围或叠加于其上。在低水/岩比地段周围广泛发育青磐岩化；深部矿床有强烈的叶腊石白云母化；浅部矿床发育块状的硅核，在白云母和间层粘土外围分布明矾石和高岭石，近地表矿床发育浸染性粘土化。矿床特征以开发空间和裂隙充填为特征，形成界线清楚的矿脉。层状矿脉充填普遍，与多阶段角跞岩化作用有关。近地表矿化呈网脉状或浸染状。在白云母叶腊石或硅化核中呈典型浸染状矿化，开发空间和裂隙充填不普遍。矿化通常与高级泥化蚀变伴生，py含量特别丰富。4 矿床地球化学特征4.1流体包裹体特征流体包裹体基本特征的研究对于判断矿床类型及其流体特征有重要的意义，它的类型与矿床类型之间存在着特定的联系，浅成低温热液金矿床是地表浅部热液对流系统的产物，其流体包裹体具有以下3个重要特征：1）均一温度一般低于300；2）盐度多数小于5%，但在沸腾阶段可达10%以上；3）普遍存在流体相分离（沸腾）的证据7。4.2稳定同位素特征冰长石-绢云母型矿床成矿流体的氢、氧同位素特征指示成矿流体以大气降水来源的地下水为主，有些矿床有部分岩浆流体或地壳深源流体加入。明矾石-高岭石型矿床的成矿流体具从早到晚岩浆水逐渐减少，大气降水逐渐增多的演化趋势；表明该类型金矿床的成矿流体主要是雨水来源的地下水，不同矿床可有不同比例的其他来源的流体参与。该类金矿床的硫化物34S值大多介于-2+5之间，与流体中总硫的34S几乎相同,硫来自岩浆流体或由雨水从火山岩中萃取7。4.3成矿物质来源 该类矿床的硫、铅同位素特征表明成矿物质具多源性，既有岩浆来源，又有容矿围岩和基底变质岩成矿元素的加入17，且不同成矿阶段有不同来源。锶同位素也显示了成矿元素的多来源性18。成矿流体中主要金属成矿元素为Au、Ag、Cu、Pb和Zn，可能有2种来源，一种来自深部侵入体释放的岩浆流体，另一种来源是循环到深部的地下水与源区岩石发生水岩反应，将源区岩石中的金属成矿元素萃取出来。5 矿床机理及成矿模式研究表明，高硫化型矿床主要形成于挤压应力场环境，而低硫化型矿床主要产于张性或中性环境中19。由于成矿构造背景不同，两者的成矿机理也不相同，沸腾可能是导致低硫化型浅成低温热液型矿床贵金属和贱金属沉淀的主要原因，沸腾期间的去气(如H2S、H2Te)作用可以促进银金矿和贱金属硫化物的沉淀；高硫化型矿床的形成主要受流体的混合控制5。此外，与该类金矿床有关的岩浆岩主要为碱性岩和斑岩；其中碱性岩具高K、高氧逸度和富含挥发份特征。通常低硫化型矿床产出于碱性岩中，高硫化型矿床产出极少20。Heinrich和Williams-Jones先后建立了等温退缩-蒸汽收缩模式和蒸汽冷却收缩模式来解释该类金矿床的形成过程21-22。这两种模式把浅成低温热液矿床和斑岩矿床联系起来，很好地解释了高硫化物金矿在空间和时间上与斑岩成矿体系共生关系，以及斑岩型矿床中广泛出现的斑岩体系的钾化、绢云母化和泥化蚀变带上叠加有较晚的高级泥化蚀变带（石英-明矾石）的现象。6.结论及研究趋势浅成低温热液型金矿床是当前矿床学界研究的热点之一，研究表明，该类金矿床主要产于板块俯冲带上盘大陆边缘及岛弧的岩浆弧和弧后张裂带背景下，与火山机构及富碱系列陆相中酸性火山岩和斑岩密切相关，成矿时代集中于中新生代，也有部分形成于古生代。矿床形成温度多低于300，成矿流体为低温低盐度体系。笔者认为对浅成低温热液矿床的研究应着眼于以下几个方面：（1）对浅成低温热液型金矿成矿时代的测定。（2）浅成低温热液型金矿与斑岩型铜金矿之间的关系。（3）浅成低温热液矿床的成矿模式和有效的找矿标志。参考文献1 Lindgren W. 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