西秦岭大店沟金矿成矿流体演化及矿床成因

doi:10.19657/j.geoscience.1000-8527.2021.113

现代地质 ›› 2021, Vol. 35 ›› Issue (06): 1565-1575.DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2021.113

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西秦岭大店沟金矿成矿流体演化及矿床成因

缪广¹^,²(), 董国臣¹(), 屈海浪², 刘舒飞³, 艾忠林⁴, 史鹏亮², 曹雪峰²

1.中国地质大学(北京) 地球科学与资源学院,北京 100083
2.北京金有地质勘查有限责任公司,北京 100011
3.中国黄金集团有限公司,北京 100011
4.甘肃中金黄金矿业有限责任公司,甘肃陇南 742400

收稿日期:2021-06-25 修回日期:2021-08-28 出版日期:2021-12-10 发布日期:2022-02-14
通讯作者: 董国臣
作者简介:董国臣,男,教授,博士生导师,1962年出生,矿物学、岩石学、矿床学专业,主要从事岩浆作用及成矿研究。Email: donggc@cugb.edu.cn。
缪广,男,博士研究生,1990年出生,矿物学、岩石学、矿床学专业,主要从事金铜多金属矿研究及勘查工作。Email: miao0525g@163.com。
基金资助:
中国黄金集团有限公司地质科研专项基金项目(WKY201603)

Ore-forming Fluid Evolution and Genesis of the Dadiangou Gold Deposit in the Western Qinling Metallogenic Belt

MIAO Guang¹^,²(), DONG Guochen¹(), QU Hailang², LIU Shufei³, AI Zhonglin⁴, SHI Pengliang², CAO Xuefeng²

1. School of Earth Sciences and Resources, China University of Geosciences, Beijing 100083, China
2. Beijing Jinyou Geological Exploration Co.,Ltd., Beijing 100011, China
3. China National Gold Group Co.,Ltd., Beijing 100011, China
4. Gansu Zhongjin Gold Mining Co.,Ltd., Longnan, Gansu 742400, China

Received:2021-06-25 Revised:2021-08-28 Online:2021-12-10 Published:2022-02-14
Contact: DONG Guochen

摘要/Abstract

摘要：

大店沟金矿是西秦岭成矿带近年来新发现的中型金矿床,金矿体赋存在下古生界丹凤群木其滩组绢云绿泥石英片岩中,叠加在北东东向脆韧性剪切带中的脆性构造为成矿结构面。在总结控矿地质特征的基础上,通过开展系统的流体包裹体、稳定同位素地球化学研究及成矿流体演化、矿床成因探讨,认为成矿期共分半自形黄铁矿、它形粒状黄铁矿、石英多金属硫化物和碳酸盐-黄铁矿4个成矿阶段,其中它形黄铁矿阶段和石英多金属硫化物阶段为最主要成矿阶段。流体包裹体类型以水溶液包裹体、CO₂三相包裹体和纯CO₂包裹体为主,成矿温度集中在120~256 ℃之间,成矿流体盐度为4.03%~15.27%。H-O同位素研究显示成矿热液主要为变质水混合大气降水,S同位素组成特征表明成矿物质来自深源;流体不混溶和沸腾作用是金沉淀的主要机制,矿床成因类型为造山型金矿。通过成矿结构面舒缓波状特征规律总结,判断成矿流体沿成矿结构面自南西深部向北东浅部运移、沉淀,形成分段富集矿化。

关键词: 西秦岭, 大店沟金矿, 流体演化, 造山型金矿, 成矿结构面

Abstract:

Located in the Western Qinling Metallogenic belt, the Dadiangou gold deposit is a newly discovered medium-sized gold deposit. The orebody occurs in the sericite-chlorite-quartz schist of Lower Paleozoic Danfeng Group (Muqitan Formation). The brittle structures (superimposed by NE-trending brittle-ductile shear zone) is the ore-forming structure. Based on geological characteristics, this study systematically studies the fluid inclusions, stable isotope geochemistry, ore-fluid evolution, and metallogenesis. The ore formation can be divided into four stages, among which the heteromorphic granular pyrite and the quartz-polymetallic sulfide stages are the main ore stages. Fluid inclusions include mainly aqueous, CO₂-bearing three phase and pure CO₂ aqueous types. The homogenization temperature of the ore-forming fluids was mainly 120 to 256 ℃, and the salinity is of 4.03% to 15.27% NaCl eqv. The H-O isotopic data show that the ore-forming fluid was mainly derived from the meteoric water mixed with metamorphic water. Characteristics of S isotopes indicate that the ore-forming materials were mainly deep sourced. Strong water-rock reaction and fluid boiling is the main gold precipitation mechanism. In summary, the Dadiangou is best classified as orogenic gold type. By summarizing the characteristics of relief wave of the ore-forming structural plane, we suggest that the ore-forming fluid ascended and precipitated from the southwest to the northeast, forming the segmented mineralization.

Key words: Western Qinling, Dadiangou gold deposit, ore-fluid evolution, orogenic gold deposit, ore-forming structural plane

中图分类号:

P618.51

缪广, 董国臣, 屈海浪, 刘舒飞, 艾忠林, 史鹏亮, 曹雪峰. 西秦岭大店沟金矿成矿流体演化及矿床成因[J]. 现代地质, 2021, 35(06): 1565-1575.

MIAO Guang, DONG Guochen, QU Hailang, LIU Shufei, AI Zhonglin, SHI Pengliang, CAO Xuefeng. Ore-forming Fluid Evolution and Genesis of the Dadiangou Gold Deposit in the Western Qinling Metallogenic Belt[J]. Geoscience, 2021, 35(06): 1565-1575.

图/表 14

图1 西秦岭区域地质矿产简图(a)(据文献[11]修改)和大店沟金矿周边区域地质简图(b)

Fig.1 Simplified regional geological and mineral map of the Western Qinling region(a)(modified after reference[11]) and simplified regional geological map of the Dadiangou gold deposit(b)

图2 大店沟金矿区地质简图(据文献[15]修改)

Fig.2 Simplified geological map of the Dadiangou gold deposit (modified after reference[15])

图3 大店沟金矿1 700 m中段(a)及8线剖面(b)地质图(据生产图件编制)

Fig.3 Geological map of the 1,700 m level tunnel (a) and profile of Exploration Line No.8 (b) of the Dadiangou gold deposit

图4 大店沟金矿典型岩石和金矿石特征 (a)绿泥绢云石英片岩发育脆韧性片理化及褪色蚀变;(b)脆韧性片理化带中发育石英脉矿体;(c)绢云母、绿泥石蚀变;(d)褪色化及碳酸盐化蚀变显微特征;(e)(f)含自然金硫化物石英脉显微特征。Q.石英;Py.黄铁矿;Po.磁黄铁矿;Ms.绢云母;Chl.绿泥石;Cbn.碳酸盐;Ilm.钛铁矿;Gl.自然金

Fig.4 Photos showing the characteristics of typical ores and rocks in the Dadiangou deposit

图5 大店沟金矿主要成矿阶段特征 (a)半自形黄铁矿阶段钾长石+硅化;(b)它形粒状黄铁矿阶段黄铁矿石英脉;(c)黄铁矿石英脉切穿早期长石石英脉;(d)石英多金属硫化物脉;(e)多金属硫化物脉切穿早期黄铁矿石英脉;(f)碳酸盐石英脉;(g)半自形黄铁矿阶段半自形结构和交代结构;(h)它形粒状黄铁矿阶段它形结构;(i)石英多金属硫化物阶段交代溶蚀结构及黄铁矿碎裂结构。Q.石英;Kfs.钾长石;Py.黄铁矿;Po.磁黄铁矿;Gn.方铅矿;Sp.闪锌矿;Cal.方解石;Ccp.黄铜矿;Ilm.钛铁矿

Fig.5 Photos showing the characteristics of main metallogenic stages in the Dadiangou deposit

图6 大店沟金矿流体包裹体显微特征 (a)半自形黄铁矿阶段流体包裹体特征;(b)它形粒状黄铁矿阶段流体包裹体特征;(c)多金属硫化物阶段流体包裹体特征;(d)碳酸盐-黄铁矿阶段流体包裹体特征

Fig.6 Microscopic photos of fluid inclusions from the Dadiangou gold deposit

表1 大店沟金矿流体物理性质数据统计

Table 1 Statistics of fluid physical properties in the Dadiangou gold deposit

成矿阶段	均一温度T_h/ ℃	冰点温度T_m/ ℃	流体盐度w(NaCl)/ %	流体密度ρ/ (g/cm³)	压力p/10⁶ Pa	寄主矿物
Ⅰ阶段 (n=4)	168~214 (200)	-7.9~-4.3 (-6.4)	6.9~11.6 (9.65)	0.86~0.93 (0.89)	46.7~59.6 (55.0)	石英
Ⅱ阶段 (n=23)	157~256 (187)	-11~-0.5 (-7.2)	6.88~15.27 (11.03)	0.82~0.94 (0.9)	43.4~70.1 (51.8)	石英
Ⅲ阶段 (n=15)	132~192 (165)	-8.6~-2.4 (-6.0)	4.03~12.39 (9.07)	0.90~0.97 (0.93)	36.4~52.8 (45.3)	石英
Ⅳ阶段 (n=6)	120~170 (147)	-8.6~-2.4 (-6.7)	4.03~12.39 (9.94)	0.93~0.98 (0.95)	32.6~47.2 (40.5)	石英/方解石

图7 大店沟金矿成矿流体均一温度(a)和盐度直方图(b)

Fig.7 Histograms of homogenization temperature (a) and salinity (b) of the Dadiangou gold ore-forming fluid

图8 大店沟金矿Ⅱ阶段水溶液包裹体(a)和Ⅲ阶段CO2-CH4包裹体(b)激光拉曼光谱

Fig.8 Laser-Raman analysis of fluid inclusions(stage II aqueous fluid inclusions(a),stage III CO2-CH4 fluid inclusions(b))from the Dadiangou gold deposit

表2 大店沟金矿H-O同位素组成

Table 2 Quartz H-O isotope compositions of the Da-diangou gold deposit

成矿阶段	样品类别	δ¹⁸ $O H 2 O$ /‰	δ $D V - SMOW$ /‰	δ¹⁸O_V-SMOW /‰	温度 /℃
它形黄铁矿阶段	石英	1.34	-88.1	13.4	194.5
	石英	1.96	-90.6	13.2	207.4
	石英	2.17	-81.4	14.0	197.9
	石英	1.81	-91.9	14.3	188.1
	石英	2.24	-84.9	13.8	202.2
多金属硫化物阶段	石英	1.17	-98.7	14.8	172.4
多金属硫化物阶段	石英	-0.06	-87.9	13.2	177.3

表2 大店沟金矿H-O同位素组成

Table 2 Quartz H-O isotope compositions of the Da-diangou gold deposit

成矿阶段	样品类别	δ¹⁸ $O H 2 O$ /‰	δ $D V - SMOW$ /‰	δ¹⁸O_V-SMOW /‰	温度 /℃
它形黄铁矿阶段	石英	1.34	-88.1	13.4	194.5
	石英	1.96	-90.6	13.2	207.4
	石英	2.17	-81.4	14.0	197.9
	石英	1.81	-91.9	14.3	188.1
	石英	2.24	-84.9	13.8	202.2
多金属硫化物阶段	石英	1.17	-98.7	14.8	172.4
多金属硫化物阶段	石英	-0.06	-87.9	13.2	177.3

图9 大店沟金矿成矿流体δ18O-δD 图解(底图据文献[29])

Fig.9 δ18O vs δD diagram of the Dadiangou gold ore-forming fluid (base map after reference [29])

表3 大店沟金矿S同位素组成

Table 3 Sulfur isotope compositions of the Dadiangou gold deposit

序号	样号	取样位置	期次	δ³⁴S/‰
1	1650-8-T1	灰黑色片岩	-	9.0
2	1650-8-T3	无矿化褪色片岩	-	3.6
3	1650-8-T4	Au⑤矿体石英脉	大店沟成矿期	-0.2
4	1650-8-T6	Au①矿体	大店沟成矿期	1.7
5	1650-8-T8	Au④矿体	大店沟成矿期	1.5
7	T-1650-01	矿化石英脉	大店沟成矿期	1.0
8	T-1650-04	4号矿体石英复脉带	大店沟成矿期	0.2

图10 大店沟金矿硫同位素分布直方图

Fig.10 Sulfur isotope histogram of the Dadiangou gold deposit

图11 大店沟金矿成矿结构面厚度等值线纵投影图

Fig.11 Vertical projection of thickness contour of ore-forming structural plane in the Dadiangou gold deposit

参考文献 37

[1]	MAO J W, QIU Y M, GOLDFARB R J, et al. Geology, distribution, and classification of gold deposits in the western Qinling belt, central China[J]. Mineralium Deposita, 2002, 37(3/4):352-377. DOI URL
[2]	MAO J W, ZHANG Z H, WANG Y T, et al. Nitrogen isotope and content record of Mesozoic orogenic gold deposits surrounding the North China Craton[J]. Science in China Series D:Earth Sciences, 2003, 46(3):231-245. DOI URL
[3]	胡晓隆, 杨礼敬, 马佩文, 等. 西秦岭东部地区区域成矿带划分及找金方向[J]. 黄金, 2003, 24(10):10-13.
[4]	温志亮, 卞伟强, 徐克红, 等. 甘肃东南部地区成矿区带划分及找矿方向[J]. 地质与勘探, 2005, 41(4):1-5.
[5]	霍福臣, 李永军. 西秦岭造山带的建造与地质演化[M]. 西安: 西北大学出版社, 1995.
[6]	卢纪英, 李作华, 张复新, 等. 秦岭板块金矿床[M]. 西安: 陕西科学技术出版社, 2001.
[7]	李初平, 萧炬, 郭英廷, 等. 甘肃省两当县龙王沟地区大店沟金矿详查报告[R]. 西安:核工业西北经济技术公司, 2010.
[8]	李亚东. 西秦岭—松潘金三角地区金矿带划分及特征[J]. 甘肃地质学报, 2003, 12(1):43-49.
[9]	张国伟, 张宗清, 董云鹏. 秦岭造山带主要构造岩石地层单元的构造性质及其大地构造意义[J]. 岩石学报, 1995, 11(2):101-114.
[10]	董云鹏, 张国伟, 赵霞, 等. 北秦岭元古代构造格架与演化[J]. 大地构造与成矿学, 2003, 27(2):115-124.
[11]	刘家军, 刘冲昊, 王建平, 等. 西秦岭地区金矿类型及其成矿作用[J]. 地学前缘, 2019, 26(5):1-16.
[12]	徐学义, 何世平, 王洪亮, 等. 早古生代北秦岭—北祁连结合部构造格局的地层及构造岩浆事件约束[J]. 西北地质, 2008, 41(1):1-21.
[13]	毛景文. 西秦岭地区造山型与卡林型金矿床[J]. 矿物岩石地球化学通报, 2001, 20(1):11-13.
[14]	陈衍景. 秦岭印支期构造背景、岩浆活动及成矿作用[J]. 中国地质, 2010, 37(4):854-865.
[15]	孙腾飞. 西秦岭陇南地区大店沟金矿地质特征及找矿方向[D]. 西安:长安大学, 2016.
[16]	卢焕章, 范宏瑞, 倪培, 等. 流体包裹体[M]. 北京: 科学出版社, 2004.
[17]	GROVES D I, GOLDFARB R J, GEBRE-MARIAM M, et al. Orogenic gold deposits: A proposed classification in the context of their crustal distribution and relationship to other gold deposit types[J]. Ore Geology Reviews, 1998, 13(1/2/3/4/5):7-27. DOI URL
[18]	KERRICH R, GOLDFARB R, GROVES D, et al. The characteristics, origins, and geodynamic settings of supergiant gold metallogenic provinces[J]. Science in China Sercies D: Earth Sciences, 2000, 43(1):1-68.
[19]	卢焕章. 流体不混溶性和流体包裹体[J]. 岩石学报, 2011, 27(5):1253-1261.
[20]	HALL D L, STERNER S M, BODNAR R J. Freezing point depression of NaCl-KCl-H₂O solutions[J]. Economic Geology, 1988, 83(1):197-202. DOI URL
[21]	HAGEMANN S G, CASSIDY K F, HECHT L, et al. Archean orogenic lode-gold deposits in the Yilgarn Craton: a depositional site analysis[J]. Münchner Geologische Hefte, Reihe A: Allgemeine Geologie, 2000, 28:167-191.
[22]	刘家军, 毛光剑, 吴胜华, 等. 甘肃寨上金矿床成矿特征与形成机理[J]. 矿床地质, 2010, 29(1):85-100.
[23]	陈衍景, 倪培, 范宏瑞, 等. 不同类型热液金矿系统的流体包裹体特征[J]. 岩石学报, 2007, 23(9):2085-2108.
[24]	孙晓明, NORMAN D I, 孙凯, 等. 流体包裹体轻烃有机气体组成及对矿床成因的制约——以嵩溪大型银(锑)矿为例[J]. 矿床地质, 2001, 20(1):15-22.
[25]	刘学霖. 甘肃两当县湘潭子金矿成矿流体研究[D]. 北京:中国地质大学(北京), 2018.
[26]	刘云华. 甘肃天水李子园地区金矿床找矿突破研究成果报告[R]. 西安:长安大学, 2011.
[27]	CLAYTON R N, REX R W, SYERS J K, et al. Oxygen isotope abundance in quartz from Pacific pelagic sediments[J]. Journal of Geophysical Research, 1972, 77(21):3907-3915. DOI URL
[28]	李永军, 李英, 刘志武, 等. 西秦岭金矿成矿系列[J]. 矿床地质, 2002, 21(增):156-159.
[29]	SHEPPARD S M F. Igneous rocks III, Isotopic case studies of magmatism in Africa, Eurasia and oceanic islands[J]. Reviews in Mineralogy and Geochemistry, 1986, 16(1):319-371.
[30]	刘家军. 陕西略阳铧厂沟金矿床成矿及找矿规律研究报告[R]. 北京:中国地质大学(北京),2012.
[31]	OHMOTO H, RYE R O. Isotopes of sulfur and carbon[M]// BARNES H L. Geochemistry of Hydrothermal Ore Deposits. New York: John Wiley and Sons, 1979: 509-567.
[32]	WANG C G, CAO Y, SUN T, et al. A new chronological report of the Hongshi breccia-host gold deposit in the Western Qinling region, China[J]. Acta Geologica Sinica-English Edition, 2017, 91(3):1149-1150. DOI URL
[33]	杜远生, 盛吉虎, 冯庆来, 等. 南秦岭勉略古缝合带非史密斯地层和古海洋新知[J]. 现代地质, 1998, 12(1):28-32.
[34]	裴先治, 李厚民, 李国光. 东丹凤群的形成时代和构造属性[J]. 岩石矿物学杂志, 2001, 20(2):180-188.
[35]	杨根生, 陈彦文, 胡晓隆. 西秦岭丹凤群变质火山岩的地质地球化学特征及其成矿环境初探[J]. 现代地质, 2004, 18(4):518-523
[36]	关连绪, 王美娟. 发现含金流体充填律[J]. 地学前缘, 2007, 14(3):184-189.
[37]	叶天竺, 吕志成, 庞振山. 勘查区找矿预测理论与方法:总论[M]. 北京: 地质出版社, 2014.

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[1]	王斌, 任涛, 宋伊圩, 杨可, 王占彬, 孙亚柯. 西秦岭常家山地区水系沉积物地球化学特征及其地质意义[J]. 现代地质, 2022, 36(03): 911-922.
[2]	第鹏飞, 汤庆艳, 刘聪, 宋宏, 张家和, 刘东晓, 王玉玺, 蒲万峰. 西秦岭夏河—合作地区早子沟和加甘滩金矿床石英微量元素特征及意义[J]. 现代地质, 2021, 35(06): 1608-1621.
[3]	郭云成, 刘家军, 尹超, 郭梦需. 小秦岭大湖金钼矿床地质特征及成矿流体[J]. 现代地质, 2021, 35(06): 1536-1550.
[4]	高银虎, 尹刚, 龚泽强, 郭明春. 甘肃两当湘潭子金矿床地质特征及成因[J]. 现代地质, 2021, 35(06): 1523-1535.
[5]	胡博心, 周鸿飞, 屈海浪, 曹易刚, 白会良, 王凌童, 王立新, 杨昭克, 李元申. 陕西铧厂沟金矿南矿带构造叠加晕特征及深部找矿方向[J]. 现代地质, 2021, 35(06): 1515-1522.
[6]	任廷仙, 李小伟, 王可, 葛涵云, 关瑞. 西秦岭碌础坝石英闪长岩-花岗闪长岩的地球化学、矿物学研究及其地质意义[J]. 现代地质, 2021, 35(06): 1651-1676.
[7]	严镜, 刘景显, 蒲万峰, 魏学平, 李智斌. 西秦岭中—晚三叠世构造属性:来自将其那梁侵入杂岩体的年代学及地球化学证据[J]. 现代地质, 2021, 35(06): 1677-1690.
[8]	杨维刚, 李永胜, 李通元, 张俊, 任鹏飞. 西秦岭中—晚三叠世板块碰撞事件的记录:来自合作地区火山岩的锆石U-Pb年龄和地球化学证据[J]. 现代地质, 2021, 35(06): 1691-1701.
[9]	寇少磊, 魏立勇, 张振, 李国英, 郑鑫, 路宗悦, 杨瀚文, 孟五一. 西秦岭中段日多玛岩体锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其构造意义[J]. 现代地质, 2020, 34(06): 1245-1260.
[10]	袁伟恒, 顾雪祥, 章永梅, 杜泽忠, 于晓飞, 孙海瑞, 吕鑫. 甘肃北山地区小西弓金矿床成矿流体性质及矿床成因[J]. 现代地质, 2020, 34(03): 554-568.
[11]	方焱, 何谋惷, 丁振举, 徐怡然, 魏连喜. 黑龙江省东宁县五道沟金矿成矿流体特征及矿床成因[J]. 现代地质, 2020, 34(02): 254-265.
[12]	李林积, 李堂积, 王丹. 西秦岭大水金矿床方解石Sm-Nd等时线年龄及其地质意义[J]. 现代地质, 2019, 33(03): 469-475.
[13]	刘伯崇, 李康宁, 史海龙, 蒲万峰, 汪宏涛, 王舒恒. 西秦岭甘青交界一带晚三叠世火山岩岩石成因及构造指示意义[J]. 现代地质, 2018, 32(04): 704-717.
[14]	杨瀚文, 申俊峰, 魏立勇, 张振, 刘满年, 冯博鑫, 张洛宁. 西秦岭西段共和盆地周缘西功卡花岗闪长岩体锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其构造意义[J]. 现代地质, 2018, 32(02): 316-328.
[15]	曾威，段明，万多，司马献章，奥琮，任爱琴，杨泽强，李法岭. 河南银洞坡金矿成矿流体与矿床成因研究[J]. 现代地质, 2016, 30(4): 781-791.