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1、第8卷第2期地質力學學報Vol8No22002年6月JOURNALOFGEOMECHANICSJun.2002文章編號:10066616(2002)02015609內(nèi)蒙古金廠溝梁金礦床穩(wěn)定同位素組成和礦床成因討論121張長春,王時麒,張韜(1中國地質大學北京100083;2北京大學地質系100871)摘要:穩(wěn)定同位素的研究對于分析礦床成因、闡明成礦物質來源等具有重要意義。金廠溝梁金礦成礦流體的同位素組成與本區(qū)變質巖、巖漿巖的同位素組成具有非常密切的關系,成礦流體的H、O、C、S同位
2、素特征繼承了本區(qū)變質巖、巖漿巖181334的H、O、C、S同位素特征,它們的O、D、C、S值具有相似的變化范圍,其同位素的變化規(guī)律表明變質巖是本區(qū)成礦物質的母巖。本區(qū)巖漿構造活動頻繁,為成礦物質活化提供了動力條件。成礦模式為本區(qū)太古宙變質巖經(jīng)過多次活化,使成礦物質逐步聚集,到了燕山晚期,巖漿期后熱液活動將成礦物質帶到構造有利部位聚集形成了金礦床,因此,該礦床屬重熔巖漿熱液型礦床。關鍵詞:金礦;同位素;成因;內(nèi)蒙古中圖分類號:P5972文獻標識碼:A0引言金廠溝梁金礦位于內(nèi)蒙古赤峰市敖漢旗,金礦
3、儲量大,是內(nèi)蒙地軸上的一個較為典型的礦床,不同單位先后從不同角度在該區(qū)做過大量工作,北京大學等單位于1987~1990年進[1]行過赤峰市南部地區(qū)原生金礦綜合信息與找礦預測研究,地質力學所等單位進行過金廠溝[2]梁區(qū)域成礦規(guī)律、構造控礦模式及礦脈預測的專門研究。各家對該礦床的成因見解比較一致。本文主要是系統(tǒng)地研究與該礦床有關的巖漿巖、變質巖及礦體的穩(wěn)定同位素組成,分析成礦熱液、成礦物質等的來源,進而探討礦床成因。1礦區(qū)地質概況金廠溝梁金礦地處赤峰開原大斷裂與承德北票大斷裂之間的努魯兒虎隆起帶的中部。其古老基底
4、長期隆起,經(jīng)歷了呂梁、加里東、華力西及燕山等多次構造活動的影響,所以構造形態(tài)復雜,斷裂構造發(fā)育,按其展布方向可分為3組:SN向、NW向和NE向,前兩組為成礦前斷裂,多被巖脈或礦脈充填,后者為成礦后斷裂,不同程度切割礦脈,局部低序收稿日期:20020409作者簡介:張長春(1965),男,在讀博士,主要從事水資源水環(huán)境方面的研究。第2期張長春:內(nèi)蒙古金廠溝梁金礦床穩(wěn)定同位素組成和礦床成因討論157次有礦脈充填。礦區(qū)內(nèi)出露地層主要為太古宇建平群小塔子溝組的各類變質巖,巖性為片麻巖、呈夾層或透鏡狀產(chǎn)出的角閃巖、似層
5、狀產(chǎn)出的斜長角閃巖及少量的磁鐵石英巖、淺粒巖等,它們是礦區(qū)的主要賦礦圍巖。巖漿巖主要出露于礦區(qū)南部,巖漿活動主要表現(xiàn)為海西晚期和燕山期巖漿侵入,其巖性主要為似斑狀花崗巖(KAr年齡為1879Ma)、片麻狀花崗巖(KAr年齡為13536Ma)、花[2]崗閃長巖(KAr年齡為1263Ma)、花崗閃長斑巖(KAr年齡為1215Ma),從年齡看似斑狀花崗巖侵入最早,其次是片麻狀花崗巖,再次是花崗閃長巖、花崗閃長斑巖,并且年齡相近,表明它們可能是同期同源不同次的侵入復式巖體。礦區(qū)礦脈主要由含金石英脈型和蝕變巖
6、型組成,礦脈大略有60余條,絕大多數(shù)賦存在變質巖系中,少數(shù)產(chǎn)于片麻狀花崗巖中。礦脈沿對面溝花崗閃長巖體呈放射狀分布,礦脈長一般在300m~600m,平均厚在042m~086m,平均品位為10~20gT,礦脈傾角較大,為70~90。礦脈中主要礦物有石英、黃鐵礦,其次有方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、方解石、絹云母、綠泥石等。礦石組成以硫化物種類居多,但在礦脈中含量并不高,約占10%,其他非金屬礦物如石英、絹云母、綠泥石等占90%。礦脈中金與硫化物關系密切,特別是硫化物富集地段含金較高,說明硫化物是金的主要載體礦物。礦石
7、中金主要以自然金的形式存在,產(chǎn)出形態(tài)多呈粗細不等的它形粒狀、不規(guī)則粒狀、線狀等,礦區(qū)金的成色大致在800左[1]右,反映出形成深度較深。礦區(qū)地質概況見圖1。2金礦床的穩(wěn)定同位素組成21變質巖的氫、氧同位素組成對于低中級區(qū)域變質巖,我們主要研究變質巖全巖和石英的同位素組成,因為在變質作1818用過程中,盡管變質巖礦物的O值產(chǎn)生了明顯的變化,但其O全巖值在一定程度上仍保[3]留原巖的某些特征;而石英是自形成以后在后期疊加地質事件中最不易發(fā)生同位素交換的[3]礦物。本區(qū)變質巖全巖氧同位素介于57!~98!之
8、間,平均為79!,再結合表1,可1818[3]18看出,本研究區(qū)變質巖以O全巖低和O石英小于14!為特征,屬正變質巖,且O變[4]化較小,說明在區(qū)域變質作用過程中達到了同位素平衡,所以可用方程式:石英-水=6-2251?10T-195(Claytonetal.1972,500#~700#),來計算石英包體中H2O的同位素[5]36-2組成(式中
