内蒙古敖汉旗金路金矿床地质特征及成矿流体研究

doi:10.19657/j.geoscience.1000-8527.2019.01.13

现代地质 ›› 2019, Vol. 33 ›› Issue (01): 137-151.DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2019.01.13

内蒙古敖汉旗金路金矿床地质特征及成矿流体研究

高丽晔¹(), 章永梅¹^,²(), 顾雪祥¹^,², 刘丽¹^,², 王路智¹, 欧阳鑫¹

1.中国地质大学(北京) 地球科学与资源学院,北京 100083
2.中国地质大学(北京) 地质过程与矿产资源国家重点实验室,北京 100083

收稿日期:2018-06-21 修回日期:2018-10-08 出版日期:2019-02-26 发布日期:2019-02-28
通讯作者: 章永梅
作者简介:章永梅,女,副教授,1984年出生,矿床学专业,主要从事矿床地球化学研究。Email:zhangyongmei@cugb.edu.cn。
高丽晔,女,硕士研究生,1993年出生,矿物学、岩石学、矿床学专业,主要从事矿床学与矿床地球化学研究。Email:3525731812@qq.com。
基金资助:
国家自然科学基金项目(41572062);中央高校基本科研业务费专项资金项目(2652017226);国家重点研发计划“深地资源勘查开采”重点专项(2018YFC0604003);原武警黄金部队科研项目(20160205)

Geological Characteristics and Ore-forming Fluids of the Jinlu Gold Deposit in Aohan Banner, Inner Mongolia

GAO Liye¹(), ZHANG Yongmei¹^,²(), GU Xuexiang¹^,², LIU Li¹^,², WANG Luzhi¹, OUYANG Xin¹

1. School of Earth Sciences and Resources,China University of Geosciences,Beijing 100083,China
2. State Key Laboratory of Geological Processes and Mineral Resources,China University of Geosciences, Beijing 100083,China

Received:2018-06-21 Revised:2018-10-08 Online:2019-02-26 Published:2019-02-28
Contact: ZHANG Yongmei

摘要/Abstract

摘要：

金路金矿床位于华北克拉通和中亚造山带的结合部位,矿体受北东向韧-脆性断裂控制,赋矿围岩为太古宇小塔子沟组变质岩和三叠纪片麻状二长花岗岩。以流体包裹体和电子探针分析为研究手段,讨论了成矿流体的特征、演化及其与金矿化的关系。其热液成矿过程可划分为乳白色石英阶段(Ⅰ阶段)、石英-黄铁矿阶段(Ⅱ阶段)、石英-多金属硫化物阶段(Ⅲ阶段)和碳酸盐阶段(Ⅳ阶段)4个阶段,自然金主要产于Ⅲ阶段的石英和黄铁矿中,以粒间金、裂隙金和包体金的形式产出,成色较高。石英中原生包裹体主要有水溶液包裹体、含微量CO₂水包裹体、含子矿物多相包裹体3种类型。Ⅰ阶段石英中以水溶液包裹体和含微量CO₂水包裹体为主,均一温度较高,为365~405 ℃,盐度为7.9%~11.7%,密度为0.61~0.70 g/cm³;Ⅱ阶段石英中3种类型包裹体均发育,均一温度为335~390 ℃,盐度为4.3%~36.1%,密度为0.62~0.79 g/cm³;Ⅲ阶段(主阶段)石英中发育3种类型包裹体,均一温度为270~367 ℃,盐度为1.7%~37.8%,密度为0.64~1.1 g/cm³。成矿流体属H₂O-NaCl-CO₂体系,成矿温度和流体盐度呈逐渐降低趋势,密度则呈现逐渐增大趋势。根据流体包裹体岩相学特征和矿床地质特征,认为流体沸腾作用和硫化作用是本矿区金沉淀成矿的主要机制。综合分析认为矿床成因类型为岩浆热液矿床。

关键词: 流体包裹体, 流体沸腾, 金路金矿床, 华北克拉通, 内蒙古

Abstract:

The Jinlu gold deposit is located in the convergence of North China Craton and central Asian orogenic belt. Its ore-bodies controlled by the NE trending ductile-brittle faults, are hosted in metamorphic rocks of the Archean Xiaotazigou Formation and Triassic gneissic monzonitic granite. Based on the studies of fluid inclusions and electron probe, the aim of this paper is to discuss the characteristics and evolution of ore-forming fluids and to provide an insight into the ore genesis. The ore-forming process can be divided into four metallogenic stages, respectively named the white quartz stage(Ⅰ), the quartz-pyrite stage(Ⅱ), the quartz-polymetallic sulfide stage(Ⅲ) and carbonate stage(Ⅳ). Native gold with very high fineness are mainly produced in the Ⅲ-stage quartz and pyrite in the form of intergranular gold, fissured gold and inclusion gold. Petrographic observation indicates that fluid inclusions of the deposit can be divided into three types, i.e., aqueous inclusions, CO₂-bearing aqueous inclusions and daughter mineral-bearing multiphase inclusions. The Ⅰ-stage quartz mainly contains aqueous inclusions and CO₂-bearing aqueous inclusions. The homogenization temperatures, salinities and densities are in the ranges of 365 ℃ to 405 ℃, 7.9% to 11.7% and 0.61 g/cm³ to 0.70 g/cm³. All three types of inclusions are trapped in the Ⅱ-stage quartz. The homogenization temperatures, salinities and densities vary from 335 ℃ to 390 ℃, 4.3% to 35.5% and 0.62 g/cm ³ to 0.79 g/cm³. All three types of inclusions are found in the Ⅲ-stage quartz. The homogenization temperatures, salinities and densities have a range of 270 ℃ to 367 ℃, 1.7% to 37.8% and 0.64 g/cm ³ to 1.1 g/cm³. The studies of fluid inclusions in three metallogenic stages indicate that the ore-forming fluids belong to H₂O-NaCl-CO₂ system. The metallogenetic temperatures and fluid salinities gradually decreased and the densities showed a slightly increasing trend. Based on fluid inclusions and geologic characteristics, it is suggested that fluid boiling and sulfofication may be the main mechanism for the gold precipitation and enrichment in this deposit. The genesis of the Jinlu gold deposit is a magmatic hydrothermal gold deposit.

Key words: fluid inclusion, fluid boiling, Jinlu gold deposit, North China Craton, Inner Mongolia

中图分类号:

P618.51

高丽晔, 章永梅, 顾雪祥, 刘丽, 王路智, 欧阳鑫. 内蒙古敖汉旗金路金矿床地质特征及成矿流体研究[J]. 现代地质, 2019, 33(01): 137-151.

GAO Liye, ZHANG Yongmei, GU Xuexiang, LIU Li, WANG Luzhi, OUYANG Xin. Geological Characteristics and Ore-forming Fluids of the Jinlu Gold Deposit in Aohan Banner, Inner Mongolia[J]. Geoscience, 2019, 33(01): 137-151.

图/表 12

图1 华北地台北缘主要构造单元图(A)和赤峰—朝阳区域地质简图(B) (图A据Yang et al.[11],2003修改;图B据苗来成等[12],2003修改)

Fig.1 The main tectonic unit map of the northern margin of North China platform (A) and regional geological sketch map of Chifeng-Chaoyang area (B)

图2 金路金矿区域地质图(A)和矿区地质简图(B)(图A据苗来成等[12],2003修改) 1.第四系;2.流纹质角砾熔岩;3.混合岩化斜长角闪片麻岩;4.花岗闪长岩;5.斑状花岗闪长岩;6.片麻状花岗闪长岩;7.似斑状中细粒花岗岩;8.闪长玢岩;9.正长斑岩;10.粗面安山岩;11.细粒黑云粗安岩;12.流纹斑岩;13.二长斑岩;14.花岗岩;15.金矿脉;16.断层;17.采样位置

Fig.2 Regional geological map (A) and schematic geological map of the Jinlu gold deposit (B)

图3 金路金矿区剖面图

Fig.3 Section of the Jinlu gold deposit

图4 金路金矿床矿石特征照片 A.Ⅲ阶段石英脉型金矿石,脉体中可见少量自形铁白云石; B.Ⅲ阶段金矿石具块状构造,石英呈烟灰色;C.Ⅲ阶段石英-多金属硫化物沿裂隙充填Ⅱ阶段石英-黄铁矿;D.Ⅲ阶段石英脉型金矿石,Ⅲ阶段石英-多金属硫化物沿裂隙充填Ⅰ阶段乳白色石英;E.Ⅱ阶段石英-黄铁矿矿石具稀疏浸染状构造,可见少量铁白云石沿裂隙充填; F.Ⅲ阶段石英-多金属硫化物沿裂隙充填Ⅰ阶段乳白色石英,可见Ⅳ阶段铁白云石沿裂隙充填Ⅰ阶段乳白色石英;G.Ⅲ阶段角砾岩型金矿石,Ⅰ阶段乳白色石英角砾被Ⅲ阶段石英-多金属硫化物胶结,可见Ⅳ阶段铁白云石沿裂隙充填Ⅰ阶段乳白色石英; H.Ⅳ阶段晶洞状构造; I. Ⅳ阶段铁白云石沿裂隙充填Ⅰ阶段乳白色石英和Ⅲ阶段石英-多金属硫化物;J.Ⅲ阶段细脉状、网脉状金矿石,裂隙中可见Ⅳ阶段铁白云石;K.Ⅲ阶段石英脉型金矿石; L.Ⅳ阶段铁白云石沿裂隙充填Ⅰ阶段乳白色石英; Q1.Ⅰ阶段石英;Q2.Ⅱ阶段石英;Q3.Ⅲ阶段石英;Ank.铁白云石;Py.黄铁矿;Sp.闪锌矿

Fig.4 Photographs of the characteristics of ores in the Jinlu gold deposit

图5 金路金矿床中典型矿石结构及矿物共生组合 A.黄铁矿自形-半自形粒状结构,反光镜(-);B.方铅矿解理和揉皱结构,反光镜(-);C.乳滴状和格状结构,黄铜矿乳滴在方铅矿中呈格状,反光镜(-);D.共生边结构,方铅矿与闪锌矿接触面平直;E.网状结构,黝铜矿在闪锌矿中呈网状,反光镜(-);F.斑状压碎结构,黄铁矿受外界压力后,破碎成大小不等的碎块,反光镜(-);G.浸蚀结构,黄铜矿、黝铜矿浸蚀交代方铅矿,方铅矿沿黄铁矿边缘浸蚀交代黄铁矿,反光镜(-);H.乳滴状结构,黄铜矿在闪锌矿中呈乳滴状,反光镜(-);I.包体金,自然金呈不规则粒状赋存于黄铁矿中,反光镜(-); J.粒间金,自然金呈棒状赋存于黄铁矿与黄铜矿之间,反光镜(-);K.粒间金,银金矿呈近三角状赋存于闪锌矿与黄铁矿之间,反光镜(-);L.粒间金,自然金呈近四边形粒状赋存于方铅矿与黄铁矿之间,反光镜(-);M.粒间金,自然金呈不规则片状赋存于方铅矿与黄铜矿之间,反光镜(-);N.裂隙金,自然金呈椭圆粒状、近四边形粒状赋存于黄铁矿裂隙中,反光镜(-);O.包体金,自然金呈棒状赋存于黄铁矿中,反光镜(-);P.包体金,自然金呈不规则粒状赋存于黄铁矿中,反光镜(-);Q.裂隙金,自然金呈不规则粒状赋存于黄铁矿裂隙中,反光镜(-);R.铁白云石沿石英空隙充填,偏光镜(+);S.铁白云石和少量方解石,经茜素红溶液染色,铁白云石呈淡紫色,方解石呈深红色,偏光镜(-); Au.自然金;Py.黄铁矿;Ccp.黄铜矿;Gn.方铅矿;Sp.闪锌矿;Te.黝铜矿;Ank.铁白云石;(+)正交偏光;(-)单偏光

Fig.5 Typical ore structures and mineral associations in the Jinlu gold deposit

图6 金路金矿床矿物生成顺序图

Fig.6 Paragenetic assemblage and sequence of hydrothermal minerals of the Jinlu gold deposit

表1 金路金矿床金矿物电子探针分析数据(wB/%)

Table 1 Electron microprobe analysis data of gold minerals from the Jinlu gold deposit (%)

赋存状态	Au	Ag	Fe	Te	Ge	Cu	Sb	Co	Bi	Zn	S	总量	成色
裂隙金	94.03	3.57	0.57	0.06	—	—	0.05	—	0.68	—	0.12	99.1	963
	90.17	9.16	0.09	—	—	—	0.10	—	0.69	—	0.11	100.3	908
	88.67	9.10	—	0.08	—	—	—	—	0.62	0.15	0.07	98.7	907
	83.64	14.27	0.77	—	—	—	0.09	—	0.76	—	0.22	99.8	854
	77.78	19.19	1.02	0.12	0.05	—	0.06	—	0.37	—	0.27	98.9	802
粒间金	90.42	7.00	0.96	0.13	—	—	—	0.10	0.82	—	0.16	99.6	928
	89.09	9.43	0.70	0.26	—	0.10	0.12	—	0.83	—	0.25	100.8	904
	88.58	9.69	0.33	0.09	—	0.12	—	—	0.82	—	0.18	99.8	901
黄铁矿包体金	91.54	3.96	2.25	0.13	—	—	—	—	1.01	—	0.16	99.1	959
	80.93	16.58	1.22	0.17	0.03	—	—	—	0.71	—	0.25	100.0	830
	87.84	9.83	1.20	0.07	0.05	—	—	0.13	0.67	—	0.58	100.4	899
石英包体金	87.45	7.89	2.25	0.14	—	—	—	—	0.66	—	0.46	98.9	917
石英包体金	90.29	9.53	0.15	0.09	—	—	—	0.10	0.58	—	0.08	100.8	905
银金矿	56.22	41.17	0.46	0.13	0.05	—	—	—	0.42	0.19	0.17	98.8	577

图7 金路金矿床各成矿阶段流体包裹体显微照片 A.Ⅰ阶段含微量CO2水包裹体,沿生长带发育;B.Ⅱ阶段气液两相水包裹体;C.Ⅱ阶段含石盐子晶和微量CO2的多相水包裹体与含微量CO2水包裹体共存;D.Ⅱ阶段含石盐子晶和微量CO2的多相水包裹体与气液两相水包裹体、含微量CO2水包裹体共存;E.Ⅲ阶段含石盐子晶和微量CO2的多相水包裹体;F.Ⅲ阶段含石盐子晶和微量CO2的多相水包裹体;G.Ⅲ阶段含石盐子晶的三相水包裹体;H.Ⅲ阶段含石盐子晶和微量CO2的多相水包裹体与含微量CO2水包裹体共存;I.Ⅲ阶段含石盐、KCl子晶和微量CO2的多相水包裹体;J.Ⅲ阶段不同气液比的含微量CO2水包裹体共存;K.Ⅲ阶段纯液相水包裹体;L.Ⅲ阶段纯气相水包裹体; L H 2 O .液相水; V H 2 O .气相水; L C O 2 .液相CO2;H. NaCl子晶;H'.KCl子晶;M.金属矿物

Fig.7 Microphotographs of fluid inclusions in various mineralization stages from the Jinlu gold deposit

表2 金路金矿床流体包裹体的显微测温结果

Table 2 Microthermometric data of fluid inclusions from the Jinlu Au deposit

阶段	类型	数量	t_h/℃ 范围/均值	t_m,ice/℃ 范围/均值	t_m,cla/℃ 范围/均值	t_m,s/℃ 范围/均值
Ⅰ	V-L	36	365~405/388	-8.0~-5.0/-6.4
Ⅰ	CO₂-H₂O	16	371~398/385		3.0~5.0/4.6
Ⅱ	V-L	40	335~390/367	-5.5~-2.0/-3.4
	CO₂-H₂O	18	352~376/367		5.0~7.0/5.8
	V-L-S	9	345~370/357			255~272/265
Ⅲ	V-L	38	275~367/339	-3.2~-1.0/-2.1
	CO₂-H₂O	15	331~359/345		7.0~8.0/7.4
	V-L-S	18	270~330/309			242~295/256

图8 不同阶段流体包裹体均一温度、盐度频数直方图

Fig.8 Histograms of homogenization temperatures and salinities of fluid inclusions

图9 金路金矿床NaCl-H2O体系的t-W-ρ相图(A)及不同盐度NaCl-H2O体系沸腾曲线的深度-温度图解(B) (图A底图据Bodnar[20],1983;图B底图据Haas[21],1975)

Fig.9 t-W-ρ phase diagram of NaCl-H2O system(A) and H-t diagram of boiling curve of different salinity NaCl-H2O system(B)from the Jinlu Au deposit

图10 金路金矿床流体包裹体激光拉曼光谱 A.气液两相水包裹体主要成分为H2O;B.气液两相水包裹体主要成分为H2O;C.含微量CO2水包裹体气泡成分以H2O为主,含少量CO2;D.部分含子矿物的多相包裹体中含微量CO2

Fig.10 Laser Raman spectra of fluid inclusions from the Jinlu gold deposit

参考文献 36

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内蒙古敖汉旗金路金矿床地质特征及成矿流体研究

Geological Characteristics and Ore-forming Fluids of the Jinlu Gold Deposit in Aohan Banner, Inner Mongolia

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