塔尔山金矿床成因探讨

孟凡伟

摘要：通过对塔尔山金矿的成矿地质背景、成矿物质来源探讨，结合样品测试结果，研究金成矿流体性质等特征，探索塔尔山金矿床成因。认为塔尔山矿床成矿热液为中-高温，低盐度，低密度流体；含金石英脉氢氧同位素分析，原始成矿热液为变质热液，后期混入大气降水，使δ18O水值大幅下降；结合成矿流体特征与陆陆碰撞造山运动的构造背景，认为塔尔山金矿为造山型金矿。

关键词：金矿；同位素；变质热液；造山型

1前言

造山型金矿（orogenic-typegolddeposit）是变质体中受构造控制的后生脉状金矿床，主要发育在大陆碰撞造山带和增生型造山带，在时间及空间上与增生造山作用密切相关。中国大陆碰撞造山带丰富，造山型金、银、铜、铅锌、钼等矿床的找矿潜力巨大。造山型金矿的概念包含了以往文献中提出的石英脉型、韧性剪切带型、构造蚀变岩型以及一些网状型金矿床。根据形成温度及深度有的文献也将至称为中温或中深成热液矿床。但较新的研究结果表明，造山型金矿的形成温度和压力变化范围较大，浅至近地表，深可达25km以上。

2区域地质背景及矿床特征

2.1区域地质

塔尔山金矿区位于扬子地块北缘，秦岭蜂腰构造的南端汉南-米仓山隆起，地层属扬子地层区大巴山地层分区米仓山小区，出露地层可分扬子陆块基底地层和沉积盖层两大部分，又以基底地层为主。基底地层被震旦系及以上稳定陆台型沉积地层不整合覆盖，为扬子陆块古老的变质火山—沉积岩系地层，分布较广泛，总体展布近东西向。（图1）。

研究区位于汉南-米仓山隆起的汉南推覆隆起带，汉南隆起以断裂为界，东侧为西乡-官坝-水磨断裂，西侧为牟家坝-槐树-国华断裂，北部为勉略大断裂，南部为汉南南缘滑脱带北部断裂。

区域岩浆活动频繁,主要为汉南杂岩群，岩性从基性到酸性均有，时代分属早元古代、中元古代、晚元古代和中生代。汉南超单元组合各深成岩体，岩浆就位机制的控制因素与所处的构造位置、构造运动量、岩浆脉动量、侵位深度等有关。同一超单元有相似之处，整个超单元组合也有共性。

早元古代深成岩体与扬子陆块原始结晶基底的生成有关，经历了吕梁期深变质变形；中元古代侵入岩生成于扬子陆块的首次裂解的晚期，属高位侵入岩体，与火地垭群火山岩密切相关呈带状分布；晚元古代深成岩体规模较大，生成于使扬子陆块趋于稳定的晋宁造山运动过程；中生代深成岩体仅见橄榄岩，可能与南秦岭闭合的印支造山运动有关。

区内变质岩分布较广，以区域变质作用形成的区域变质岩为主，其次为动力变质岩石，大量存在的岩浆岩侵入活动也形成了一些接触变质岩石，但分布少且有限。

2.2矿区地质

矿区主要出露地层为中元古代火地垭群三湾组上段，出露于研究区南部，出露面积约4Km2，东西走向，南倾，倾角为75o。主要岩性为玄武质凝灰岩、安山质玄武岩、安山岩、安山质凝灰岩及流纹岩。由于后期变质作用，三湾组火山凝灰岩多变质为绿片岩相，部分地区裂隙发育，片理化蚀变明显，发育有石英脉，方解石-石英脉。

区内构造较发育，主要表现形式为近东西向展布的韧性、脆性剪切带。褶皱构造明显受控于剪切带，变质作用也受剪切带和剪切变形强度控制。断裂构造发育多形成糜棱岩带或片理化带。与金矿化密切相关的构造主要为塔尔山-后沟-白勉峡韧性剪切带（F2），以及一系列的次级韧性剪切带（RF1、RF2、RF3、RF4）。

矿区主要出露汉南杂岩体的白勉峡超单元的袁家沟单元和塔尔山单元，文贯超单元中周家山单元。袁家沟单元出露于矿区的北部，面积约为4Km2，呈东西向带状分布，岩性为细粒角闪辉长岩。塔尔山单元在矿区出露三处，侵入于矿区中部的袁家沟单元中，岩性为中粒、细粒角闪辉长岩为主。文贯超单元之周家山单元在矿区出露规模小，多以小脉状、不规则状超动侵入于白勉峡超单元内，岩性以细粒二长花岗岩为主，次为花岗岩、闪长岩。

2.3矿体地质

矿区共圈定金矿体5个，即AuⅠ、AuⅡ、AuⅢ-1、AuⅢ-2、AuⅣ号矿体（图2），其中AuⅠ、AuⅡ号金矿体为主矿体。AuⅠ矿体赋存于次级韧性剪切带（RF1）内，产状175°∠65°。矿体真厚度2.77m～3.57m，平均3.55m；品位一般1.50～6.79×10-6。AuⅡ金矿体赋存于次级韧性剪切带（RF2）内，产状176°∠55°。呈近东西向展布，矿体真厚度1.53m～4.90m，平均3.27m。金品位一般1.52～19.13×10-6。

金矿石为块状构造、砂糖状构造、脉状构造，它形变晶结构。矿石矿物主要黄铁矿、毒砂、次生褐铁矿、石英等。脉石矿物在含金石英脉内主要为斜长石、绿泥石等，在石英脉边部强硅化辉长岩内，主要为斜长石、辉石、钛铁矿等。金的赋存形式主要为自然金，金粒度较细2-3μm。载金矿物主要为石英、斜方砷铁矿、黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、褐铁矿、钛铁矿等。

3成矿流体研究

3.1样品与测试

本次研究采集塔尔山不同热液期次含金石英脉样品6件，这些样品基本上包含了矿区内的主要石英脉类型，对成矿流体的研究有较好的代表性。采样位置见图2。

3.2流体包裹体岩相学

显微镜下观察到不同期次的含金石英脉均含有较丰富的流体包裹体，可将金矿石中的流体包裹体分为三种类型：纯液相包裹体、纯气相包裹体、气液两相包裹体。

3.3流体包裹体显微测温学研究

包裹体测温结果见表3.1，可将其划分为高温成矿阶段和中温成矿阶段。成矿流体盐度为2.88～7.38%，平均值为4.53%；成矿流体密度为0.56～0.87g/cm3，平均值为0.73g/cm3；成矿压力8.41～21.24MPa，平均值为13.12MPa；成矿深度为2.17-3.70km，平均值为3.08km。可见塔尔山金矿成矿热液具有中、高温，低盐度，低密度，深度中等的特征。

3.4氢氧同位素分析

根据流体包裹体均一温度和石英-水体系氧同位素平衡分馏公式，求得平衡水的δ18O水值。如表3.2所示，在氢氧同位素石英脉成因判别图中（图3），不同成矿期氢氧同位素数据投影位置较分散，表明成矿流体来源较复杂。其中，高温热液期含金石英δ18O石英12.5‰-18.6‰，平均值为15.53‰；其流体δ18O水变化范围为8.43‰-15.42‰，平均值为11.38‰；流体包裹体δD值为-62.4‰～-77.8‰，平均值为67.43‰。中温含金热液石英脉δ18O石英13.8‰，其流体δ18O水值为3.11‰，流体包裹体δD值为-84.2‰。最高温成矿热液（TC3202-1样品，接近于原始成矿热液）δ18O水的值为15.42‰，远高于岩浆热液的最大值9‰，为变质热液。随着大气降水的加入到成矿热液，δ18O水的值逐渐下降。最终形成变质热液与大气降水的混合流体。

注:δ18O水=δ18O石英-1000lnαQ-W，1000lnαQ-W=3.38×106T-2-3.4

4矿床成因探讨

白垩世华北板块与扬子板块的南北向挤压，冲断带逐渐向南扩展，在米仓山南缘形成了一系列断裂，后由于龙门山的崛起，水平挤压力的方向变为NW-SE向，同时伴有NE-SW向的拉张，汉南岩体向东挤出走滑，形成北东向断裂和大规模左旋走滑以及由西北向东南的逆冲推覆构造。华北板块与扬子板块的陆陆碰撞作用产生巨大的能量，使基底火地垭群火山岩发生混合岩化作用，活化出富金的变质流体，成矿流体沿断裂向上运移，在运移过程中部分大气降水混入到变质流体中，随着温度的下降成矿物质在断裂通道内的有利部位富集成矿。围岩较致密时流体无法渗入围岩形成石英脉型金矿石；围岩较破碎时流体可以渗入到围岩内，形成蚀变岩型金矿石。

参考文献：

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