文基堅(jiān) 代萬貴 袁宗水

（重慶市地勘局205地質(zhì)隊(duì) 402160 九寨溝馬腦殼金礦 623400）

四川九寨溝馬腦殼金礦成礦流體地球化學(xué)特征

文基堅(jiān) 代萬貴 袁宗水

（重慶市地勘局205地質(zhì)隊(duì) 402160 九寨溝馬腦殼金礦 623400）

本文通過對(duì)馬腦殼金礦床中大量與金礦化密切相關(guān)的熱液成因石英、方解石脈進(jìn)行微量元素、稀土元素、同位素地球化學(xué)特征進(jìn)行系統(tǒng)研究，為更進(jìn)一步深入認(rèn)識(shí)該礦床乃至該區(qū)同類金礦床成因及成礦機(jī)理提供重要依據(jù)。

成礦流體；地球化學(xué)；馬腦殼金礦

1 礦區(qū)地質(zhì)

九寨溝馬腦殼金礦床位于巴顏喀拉印支冒地槽褶皺系的北東部，阿壩地塊東側(cè)。區(qū)內(nèi)出露地層主要分為：雜谷腦組、中三疊統(tǒng)扎尕山組以及上三疊統(tǒng)侏倭組，總厚度超過2000m。這是一套海灣斜坡濁積相沉積復(fù)理石或在中生代裂陷槽基礎(chǔ)上形成的深海建造，后期普遍發(fā)生了淺變質(zhì)作用。其中扎尕山組地層為礦區(qū)主要賦礦層位，其巖性以板巖、砂巖、灰?guī)r等厚互層組合為多。

2 礦化特征

礦床的空間產(chǎn)出受地層巖性及構(gòu)造的雙重控制。馬腦殼金礦化帶主要產(chǎn)于向斜北翼扎尕山組板巖層內(nèi)順層強(qiáng)劈理化韌性剪切帶（構(gòu)造破碎帶）之中，其總體走向 NW3l0°～320°，傾向 NE，傾角 30～60°。礦化帶全長(zhǎng)在10km以上，其中具工業(yè)礦化礦段長(zhǎng)度4km左右。主要礦化類型分石英脈型還有蝕變巖這兩種。后者系鈣質(zhì)板巖及少量的灰?guī)r和砂巖經(jīng)強(qiáng)烈的硅化、破碎的粉砂質(zhì)、黃鐵礦化、絹云母化、碳酸鹽化及毒砂化等熱液蝕變而成，其中黃毒砂、鐵礦等金屬礦物多呈細(xì)粒浸染狀分布，也見黃鐵礦-毒砂-石英呈細(xì)網(wǎng)脈狀產(chǎn)出，黃鐵礦、毒砂金含量分別為0.021～0.119%及0.049～1.552%，為主要的載金礦物。該類礦體多順層發(fā)育，長(zhǎng)度一般為80～1100m，礦石品位一般1.6～9.64g/t；脈型礦化主要由石英及大量塊狀輝銻礦構(gòu)成，輝銻礦金含量為0.O7～0.29%，亦是重要的載金礦物。該類礦化受次級(jí)脆性構(gòu)造裂隙控制，多呈切層大脈形式產(chǎn)出，其長(zhǎng)度一般幾十米到幾百米，厚度幾厘米到40cm，礦石品位一般在10g/t以上。兩類礦化空間疊加發(fā)育之處多為工業(yè)富礦體產(chǎn)出部位。

3 成礦期次、階段劃分及圍巖蝕變特征

馬腦殼金礦床至少經(jīng)歷了3期主要成礦作用過程，即：金初步富集，原生金礦床形成及次生再富集成礦作用。熱液成礦作用為金的主要成礦期，根據(jù)礦脈穿插關(guān)系及礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造特點(diǎn)，此主要成礦期可以劃分為如下四個(gè)階段：

Ⅰ.石英-毒砂-黃鐵礦階段；Ⅱ.石英-輝銻礦階段；Ⅲ.石英-雄（雌）黃-方解石階段：Ⅳ.石英一方解石階段。

4 成礦流體地球化學(xué)特征研究

成礦流體的地球化學(xué)特征是判別流體來源和礦床成因的先決條件和應(yīng)當(dāng)首先解決的基本問題，因而深受礦床學(xué)家高度重視。礦床中石英、方解石等各類熱液成因的脈體是成礦流體活動(dòng)的直接產(chǎn)物，記錄了成礦流體的許多信息。研究其微量元素、稀土元素地球化學(xué)和同位素地球化學(xué)，可以為流體來源及演化提供重要信息。

4.1 熱液成因脈體特征

馬腦殼金礦床中產(chǎn)出有大量與金礦化密切相關(guān)的熱液成因石英、方解石脈。從熱液脈體的分布、發(fā)育程度和礦物組合看，馬腦殼金礦床熱液脈體具有以下特點(diǎn)：

（1）類脈體的相互穿插切割關(guān)系非常復(fù)雜，反映出多期多階段成礦特征。

（2）淺部以石英脈為主，深部以方解石脈為主。反映出熱液礦床一般具有的“上酸下堿”的垂直分帶規(guī)律。

（3）越往深部，熱液脈體的發(fā)育強(qiáng)度有逐漸增加的趨勢(shì)，表明該礦床成礦過程中熱流體作用強(qiáng)烈，屬構(gòu)造—熱液型微細(xì)浸染型金礦，深部成礦前景較好。

石英脈體分為五種類型，其中Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ類主要分布于礦化帶范圍內(nèi)。依礦物共生組合及由其穿插關(guān)系所確定的先后順序分別為：

Ⅰ.石英-團(tuán)塊方解石脈、Ⅱ.黃鐵礦-毒砂-石英脈、Ⅲ.石英-（白鎢礦）-輝銻礦脈、Ⅳ.石英-雄（雌）黃脈、Ⅴ.石英-方解石脈。

4.2 微量元素地球化學(xué)特征

4.2.1 方解石的微量元素地球化學(xué)特征

方解石中Cu等成礦元素與親巖漿元素Rb、Sc、Th、U、W等呈正相關(guān)，暗示成礦與巖漿活動(dòng)的聯(lián)系。另外，Co-Pb、Bi-Cr、Sr-Ni、Cs-As、Ti-Nb、Ga-Ba、In-Pb及 U、W、Rb、Th具有較好的正相關(guān)性；而 Mn-Ta具有一定負(fù)相關(guān)性。而其他元素之間沒有明顯的相關(guān)性。

圖1 方解石微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)

由圖1方解石微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖可以看出，方解石微量元素具有一定的差異性，但整體趨勢(shì)較為一致；并且具有明顯的Pb、Sr雙峰。這種特點(diǎn)同樣表明了，各方解石脈形成的具體過程（不同期次）可能不一樣，但具有相同的源區(qū)特征。

4.2.2 石英的微量元素地球化學(xué)特征

細(xì)脈石英和粗脈石英的微量元素組成明顯不同，總體上，細(xì)脈石英中微量元素的含量明顯高于粗脈石英，前者中Au含量也高于后者，反映出至少存在兩期成礦。細(xì)脈石英的微量元素特點(diǎn)說明其形成條件應(yīng)為低溫快速沉淀環(huán)境，且與成礦關(guān)系密切，而粗脈石英可能是較緩慢結(jié)晶后形成的。國(guó)內(nèi)外大量研究表明，在成礦流體演化過程中，當(dāng)環(huán)境條件發(fā)生突變時(shí)，會(huì)引起流體性質(zhì)的突然改變，造成流體卸載沉淀。這種條件下形成的（細(xì)脈）石英往往含有大量的雜質(zhì)元素，金含量也最高，是熱液金礦床主成礦作用。

4.3 稀土元素地球化學(xué)特征

4.3.1 方解石的稀土元素地球化學(xué)特征

由方解石稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分模式圖可以看出，方解石可以明顯分為兩類：①石具有明顯的富集重稀土特征，其LREE/HREE均小于1。②石具有輕稀土略富集的特征，其LREE/HREE比值介于1～8之間。

4.3.2 石英的稀土元素地球化學(xué)特征

由石英稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分模式圖可以看出具有輕稀土略富集的特征，其LREE/HREE比值多介于5～25之間。另外，大部分石英具有一定的Eu正異常。

馬腦殼金礦床石英的稀土元素特征與東北寨金礦床很相似，即與上地殼和澳大利亞古生代-中生代沉積巖相似，因此石英的流體主要來源于上地殼，這與稀土元素異常特征是吻合的。

4.4 同位素地球化學(xué)特征

從馬腦殼金礦床礦石礦物的組合特征看，金礦化與碳酸鹽礦物的關(guān)系十分密切。因此，研究與金礦化密切共生礦物的碳、氧同位素組成對(duì)查明成礦流體的來源具有十分重要的意義。

自然界中碳同位素組成的變化范圍超過100‰，最重的碳酸鹽δ13C值大于20‰，最輕的甲烷δ13C值為-90‰。由于馬腦殼金礦床中礦物的共生組合簡(jiǎn)單，屬黃鐵礦-石英-方解石型，既無大量高氧逸度條件下形成的重晶石，也無低氧逸度條件下形成的石墨和磁黃鐵礦，因此，在此種情況下，方解石的平均δ13C值可近似代表成礦熱液的碳同位素組成（Ohmoto H，1972）。

表1 碳、氧同位素分析結(jié)果表

本次分析結(jié)果見表1。由表1中數(shù)據(jù)可見，δ13C值為-2.62～3.51‰之間，均值-0.16‰，多為0‰左右，證明碳源主要為沉積碳酸鹽；δ18O值在9.50～20.04‰之間，均值18.53‰。個(gè)別δ18O過低可能是由于大氣降水的大量混入形成低δ18O值的流體。

將方解石樣品分析所得的δ13C和δ18O值投入Holmes（1965）的δ13C-δ18O圖解，大部分點(diǎn)落于Ⅱ區(qū)域，暗示成礦流體中的碳主要來源于沉積碳酸鹽巖，水以大氣降水或沉積變質(zhì)水為主。

將結(jié)果投入δ13CPDB-δ18OSMOW圖解中，大部分點(diǎn)落入沉積碳酸鹽巖范圍內(nèi)，同樣表明流體中碳源主要為沉積碳酸鹽巖來源，水以大氣降水或沉積變質(zhì)水為主。但也有部分樣品落于沉積碳酸鹽巖與花崗巖過度區(qū)，暗示有深部流體參與成礦的可能。前已述及，這部分樣品主要屬與石英共生的方解石，稀土元素組成也有明顯的區(qū)別，與成礦關(guān)系密切。

5 結(jié)論

綜上所述，川西北一帶不同金礦床的氧、氫同位素指示成古大氣降水及礦熱液為深源巖漿水兩個(gè)來源水的混合。所以，本區(qū)金礦床的成礦熱液和成礦物質(zhì)，不僅有通過深大斷裂來自深源的，也還有就地取材汲取含金濁流沉積而建造的，從而為雙源復(fù)合成礦。

[1]劉建明，劉家軍.滇黔桂金三角微細(xì)浸染型金礦床的盆地流體成因模式[J].礦物學(xué)報(bào)，1997，17（4）：448～456.

[2]劉建朗，荊家軍，鄭明華，等.微細(xì)浸染型金礦床的穩(wěn)定同位素特征與成因探討[J].地球化學(xué)，1998，27（6）：585～591.

[3]張德舍，劉偉.流體包裹體成分分析與金礦床成礦流體來源——以河南西峽石板溝金礦床為例[J].地質(zhì)科技情報(bào)，1998，17（增刊）：67～71.

P618.51

A

1004-7344（2016）07-0167-02

2016-2-20

文基堅(jiān)（1967-），男，四川隆昌人，大學(xué)，任四川九寨溝馬腦殼金礦開發(fā)有限責(zé)任公司副總工程師（工程師），主要從事地質(zhì)勘查及礦產(chǎn)資源開發(fā)利用工作。

代萬貴（1968-），男，重慶江津人，工程碩士，任四川九寨溝馬腦殼金礦開發(fā)有限責(zé)任公司總工程師（高級(jí)工程師），主要從事地質(zhì)勘查及礦產(chǎn)資源開發(fā)利用工作。