广西昭平湾岛金矿的成因:流体包裹体和H-O-S-Pb同位素地球化学约束

现代地质 ›› 2017, Vol. 31 ›› Issue (05): 1006-1021.

广西昭平湾岛金矿的成因:流体包裹体和H-O-S-Pb同位素地球化学约束

赖昕¹(), 庞保成¹^,²(), 李院强¹, 张青伟¹^,², 吕嘉文¹, 周业泉¹, 李培荣¹

1.桂林理工大学地球科学学院,广西桂林 541006
2.桂林理工大学广西隐伏金属矿产勘查重点实验室,广西桂林 541006

收稿日期:2016-04-21 修回日期:2017-06-25 出版日期:2017-10-10 发布日期:2017-11-06
通讯作者: 庞保成,男,教授,1968年出生,矿产普查与勘探专业,主要从事矿产勘查与评价、矿床学研究。Email: pbc@glut.edu.cn。
作者简介:赖昕,男,硕士,1992年出生,矿物学、岩石学、矿床学专业,主要从事矿床学方面研究。Email:340473548@qq.com。
基金资助:
国家自然科学基金项目(41362006);中国地质调查局地质调查工作项目(12120114052501);广西自然科学基金项目(2015GXNSFDA139029);广西自然科学基金项目(2014GXNSFBA118230)

Genesis of the Wandao Gold Deposit in Guangxi, China: Evidences from Fluid Inclusions and H-O-S-Pb Isotopes

LAI Xin¹(), PANG Baocheng¹^,²(), LI Yuanqiang¹, ZHANG Qingwei¹^,², LÜ Jiawen¹, ZHOU Yequan¹, LI Peirong¹

1. College of Earth Sciences, Guilin University of Technology, Guilin, Guangxi 541006, China
2. Guangxi Key Laboratory of Hidden Metallic Ore Deposit Exploration, Guilin University of Technology, Guilin, Guangxi 541006, China

Received:2016-04-21 Revised:2017-06-25 Online:2017-10-10 Published:2017-11-06

摘要/Abstract

摘要：

湾岛金矿是近年来广西东南部大瑶山多金属成矿集中区古袍金矿田内发现的中型矿床,其物质来源及成因尚存在较大分歧。根据详细的坑道及岩矿相学观察,将湾岛金矿成矿分为2期3阶段:钨钼铜金成矿期和金主成矿期(分为金主成矿阶段和金晚成矿阶段)。石英流体包裹体显微测温和激光拉曼光谱分析表明,金主成矿期成矿流体为中高温、低盐度、低密度的含CO₂和CH₄流体。氢氧同位素分析表明,金主成矿期成矿流体中水主要为变质水,钨钼铜金成矿期成矿流体中水可能为岩浆水及变质水的混合。矿石矿物硫同位素数据显示,钨钼铜金成矿期硫同位素值为小的正值,可能为深源硫;金主成矿期湾岛矿区硫同位素组成变化范围大而均值较小,推测钨钼铜金成矿期成矿物质来源以深源硫为主;金主成矿期为岩浆硫与地层硫的混合硫。初步认为湾岛金矿属于变质-岩浆热液叠加改造成矿。

关键词: 稳定同位素, 流体包裹体, 成矿流体, 湾岛金矿, 广西

Abstract:

The Wandao gold deposit, located in Gupao ore field of Dayaoshan polymetallic metallogenic clusters area in the southeastern Guangxi, is a medium-sized ore deposit discovered in recent years. The source of ore-forming substance and ore genesis are still under debate. There is still a big difference between its material origin and genesis. Based on detailed observation in underground tunnel and petrographic study under microscope, the Wandao gold deposit can be divided into W-Mo-Cu-Au mineralization period and main gold dominated mine-ralization period. Furthermore, the main gold dominated mineralization period can be divided into main stage and late stage. Microscopic temperature measurements and Laser Raman Spectra analysis of fluid inclusions in quartz indicate that the ore-forming fluids of main gold dominated mineralization period in the Wandao gold deposit are fluids with high temperature, low salinity, low density and containing CO₂ and CH₄. Hydrogen and oxy-gen isotope analysis data of quartz indicate the ore-forming fluids of main gold dominated mineralization period mainly derived from metamorphic water, and the ore-forming fluids of W-Mo-Cu-Au mineralization period is the mixture of magmatic water and metamorphic water. The small positive value of sulfur isotope for W-Mo-Cu-Au mineralization period infers that sulfur come from magma reservoir in depth. Whereas, small average with large range of sulfur isotopic composition for gold dominated mineralization period suggests that the sulfur in ore proba-bly mainly derived from strata and partly from magmatic rocks. Based on the above analysis, it is considered that the Wandao gold deposit belongs to metamorphic and magmatic hydrothermal superimposed deposit type.

Key words: stable isotope, fluid inclusion, ore-forming fluid, Wandao gold deposit, Guangxi

中图分类号:

P618.51

赖昕, 庞保成, 李院强, 张青伟, 吕嘉文, 周业泉, 李培荣. 广西昭平湾岛金矿的成因:流体包裹体和H-O-S-Pb同位素地球化学约束[J]. 现代地质, 2017, 31(05): 1006-1021.

LAI Xin, PANG Baocheng, LI Yuanqiang, ZHANG Qingwei, LÜ Jiawen, ZHOU Yequan, LI Peirong. Genesis of the Wandao Gold Deposit in Guangxi, China: Evidences from Fluid Inclusions and H-O-S-Pb Isotopes[J]. Geoscience, 2017, 31(05): 1006-1021.

图/表 17

图1 研究区大地构造位置图(据文献[5]修改)

Fig.1 The map of tectonic location of the study area

图2 广西大瑶山地区金矿床(点)分布略图(引自文献[10])

Fig.2 The gold deposit distribution diagram of Dayaoshan region of Guangxi

图3 湾岛矿区构造纲要图

Fig.3 Tectonic outline map of the Wandao gold deposit

图4 湾岛金矿地质简图(据文献[3]修改)

Fig.4 Geological sketch map of the Wandao gold deposit

图5 湾岛金矿区I-I'纵剖面图 (据中国冶金地质总局中南局南宁地质调查所,2008,修编)

Fig.5 Geological section I-I' in the Wandao gold deposit

图6 湾岛金矿矿体与矿石特征照片 a.大脉状矿体;b.蚀变岩与砂岩接触带上的黄铁矿石英细脉;c.第一期压碎强烈的硅化石英;d.与金主成矿期相关的两阶段硅化;e.花岗斑岩与砂岩之间的矿化蚀变带;f.方铅矿石英脉(第一期石英脉);g.包含结构;h.金主成矿阶段细脉状石英-黄铁矿脉;Ccp.黄铜矿;Gn.方铅矿;Kp.钾长石;Py.黄铁矿;Q.石英;Qz1.第一期石英;Qz2.第二期石英;Qz3.第三期石英

Fig.6 The ore body and mineral characteristics of the Wandao gold deposit

表1 湾岛金矿成矿期、成矿阶段及矿物生成顺序表

Table 1 The metallogenic stage, metallogenic phase and mineral arisen sequence of the Wandao gold deposit

表2 湾岛金矿样品简要特征及采样位置

Table 2 Sample location and simple description of the Wandao gold deposit

图7 湾岛金矿石英中流体包裹体 A.纯液相包裹体、气液两相包裹体;B.扇贝状两相包裹体;C.富液相两相包裹体;D.椭圆形两相包裹体;L.液相; L H 2 O.水溶液; V C O 2.气相CO2

Fig.7 The fluid inclusions in the quartz from the Wandao gold deposit

表3 湾岛金矿石英流体包裹体物理化学参数

Table 3 Physical and chemical parameters of fluid inclusions in the quartz from the Wandao gold deposit

样品号	观测点	冰点温度/℃	均一温度/℃	笼合物/℃	盐度/ %NaCl	密度/ (g/cm³)	压力/MPa
14WD13-3 (金主成矿阶段包裹体片)	1	-1.1	326.4		1.91	0.67	21.4
	2	-0.9	384.0		1.57	0.53	25.2
	3	-1.7	374.8		2.90	0.58	24.9
	4	-1.8	377.4		3.06	0.57	25.0
	5	-1.0	364.3		1.74	0.58	23.9
14WD21-3 (金主成矿阶段包裹体片)	1	-1.7	376.3		2.90	0.57	25.0
	2	-1.9	328.8		3.23	0.68	21.8
	3	-0.9	362.7		1.57	0.59	23.8
	4	-0.9	330.1		1.57	0.66	21.7
	5	-0.9	334.6		1.57	0.65	21.9
	6	-1.0	336.7		1.74	0.65	22.3
	7	-1.1	323.5		1.91	0.68	21.3
金主成矿阶段		-1.9~-0.9	323.5~384.0		1.06~3.23	0.53~0.68	21.3~25.2
平均值		-1.2	351.6		2.06	0.62	23.18
14WD27-1 (金晚成矿阶段包裹体片)	1	-1	308.7		1.74	0.70	20.3
	2		272.3	9.1	1.81	0.77	17.9
	3	-1.4	237.7		2.41	0.83	15.7
	4	-2.3	259.2		3.87	0.81	17.3
14WD27-2 (金晚成矿阶段包裹体片)	1	-0.9	309.6		1.57	0.70	20.3
	2	-1.4	240.4		2.41	0.82	15.9
	3	-1.2	271.4		2.07	0.77	17.9
	4	-2.2	260.2		3.71	0.81	17.3
金晚成矿阶段		-2.3~-0.9	237.7~309.6		1.57~3.87	0.70~0.83	15.7~20.3
平均值	-1.5	269.9		2.45	0.78	17.8

图8 湾岛金矿流体包裹体激光拉曼光谱图((a)气相为CO2;(b)气相为CH4) ((a) gas is CO2;(b)gas is CH4)

Fig.8 The Laser Raman spectrum analysis diagram of fluid inclusions in the quartz from the Wandao gold deposit

表4 湾岛矿区石英H-O同位素组成

Table 4 H-O isotopic composition in the quartz from the Wandao gold deposit

样号	样品名称	δD/‰	δ¹⁸O_quartz/‰	δ¹⁸O_water/‰	均一温度/℃	成矿阶段
14WD13A	石英	-31	13.9	9.01	365.38	金主成矿期金主成矿阶段
14WD13B	石英	-40	13.7	8.81	365.38	金主成矿期金主成矿阶段
14WD17	石英	-39	14.3	9.41	365.38	金主成矿期金主成矿阶段
14WD21A	石英	-34	14.0	8.46	341.81	金主成矿期金主成矿阶段
14WD21B	石英	-42	13.5	7.96	341.81	金主成矿期金主成矿阶段
14WD26	石英	-68	12.7	6.14	309.60	金主成矿期金晚成矿阶段
14WD27	石英	-54	13.1	5.03	269.94	金主成矿期金晚成矿阶段
14WD36	石英	-48	15.0	9.46	341.81	金主成矿期金主成矿阶段
14WD51	石英	-48	13.9	8.36	341.81	金主成矿期金主成矿阶段
14WD52	石英	-46	12.6	7.06	341.81	金主成矿期金主成矿阶段
14WD53	石英	-38	13.4	5.33	269.94	金主成矿期金晚成矿阶段

表5 湾岛金矿S同位素分析结果表

Table 5 S isotopic composition in the Wandao gold deposit

样品编号	样品名称	δ³⁴S/‰	成矿期次
14WD01	黄铁矿	0.7	钨钼铜金成矿期
14WD02-1	黄铁矿	-3.5	金主成矿期
14WD02-3	黄铁矿	-2.8	金主成矿期
14WD02-3	黄铜矿	-2.9	金主成矿期
14WD03	黄铁矿	3.5	钨钼铜金成矿期
14WD04	黄铜矿	-3.2	金主成矿期
14WD08	黄铁矿	2.2	钨钼铜金成矿期
14WD10	花岗斑岩	1.2	-
14WD11	砂岩	2.6	-
14WD12	蚀变花岗斑岩	2.8	-
14WD16	黄铁矿	-3.0	金主成矿期
14WD25	黄铁矿	-4.8	金主成矿期
14WD28	花岗斑岩	-0.2	-
14WD36	黄铁矿	-16.2	金主成矿期
14WD41	黄铁矿	-0.2	钨钼铜金成矿期

表6 湾岛金矿Pb同位素组成

Table 6 Lead isotopic composition from the Wandao gold deposit

样号	样品名称	²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb	²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb	²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb	μ	Δβ	Δγ
14WD02-1	黄铁矿	19.40	15.86	39.34	9.88	34.47	49.87
14WD08	黄铁矿	18.67	15.83	39.08	9.88	33.49	54.39
14WD16	石英黄铁矿脉	18.73	15.82	39.14	9.87	37.65	53.86
14WD10	花岗斑岩	19.65	15.85	40.03	9.84	31.25	68.34
14WD12	蚀变花岗斑岩	19.21	15.81	39.21	9.80	32.75	46.45

图9 湾岛金矿床δD-δ18O同位素组成图 ○金主成矿期石英 △钨钼铜金矿化石英

Fig.9 δD-δ18O isotopic composition in the Wandao gold deposit

图10 湾岛金矿床S同位素组成图

Fig.10 S isotopic composition in the Wandao gold deposit

图11 湾岛金矿床Pb同位素组成图(a)和Δβ-Δγ 成因分类图(b)(底图据文献[21-22]) 图(a):A.地幔;B.造山带;C.上地壳;D.下地壳;图(b):1.地幔源铅;2.上地壳铅;3.上地壳与地幔混合的俯冲带铅(3a.岩浆作用;3b.沉积作用);4.化学沉积型铅;5.海底热水作用铅;6.中深变质作用铅;7.深变质下地壳铅;8.造山带铅;9.古老页岩上地壳铅;10.退变质铅

Fig.11 The lead isotopic composition map of the Wandao gold deposit(a)and Δβ vs.Δγ diagram of genetic classification of lead isotopic from the Wandao gold deposit (b)

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