(江西省核工業(yè)地質(zhì)局二六一大隊(duì),江西 鷹潭 335000)
江西省朱林西金礦床是我國重要的貴重金屬產(chǎn)地,位于江西德興市的東北方,也是金山金礦田內(nèi)發(fā)育成熟的第四大金礦床。二十一世紀(jì)初期,江西省有色金屬地質(zhì)勘查局就已經(jīng)初步完成對朱林西金礦床的地質(zhì)調(diào)查工作,并獲得了良好的尋礦成果[1]。利用野外調(diào)研和實(shí)地考察,再結(jié)合巖礦鑒證,江西朱林西金礦床的成礦主要包括二期四個階段:第一期屬于區(qū)域變質(zhì)巖成礦期,具體包括黃鐵礦——綠泥石化階段;第二期屬于巖漿變質(zhì)成礦期,具體包括硫化物——碳酸鹽階段,硫化物——鐵鎂碳酸鹽階段,黃鐵礦——云母巖階段。其中,硫化物——鐵鎂碳酸鹽階段可以歸屬為朱林西金礦床的重點(diǎn)成礦階段。圍巖蝕變包括黃鐵礦化、綠泥石化、碳酸鹽化、硅化等。
以往對江西朱林金礦研究僅從地質(zhì)、地球化學(xué)等方面開展研究工作,缺少對金礦成礦流體來源等方面的探討。在前人研究基礎(chǔ)上,展開詳細(xì)的硫同位素地球化學(xué)特征研究,推動了成礦物質(zhì)來源理論的發(fā)展,江西朱林西金礦床的找礦工作提供理論支撐。
一般來說將成礦流體的來源為巖漿水和大氣水的混合物。通俗來講,在既定溫度與水或巖的通力環(huán)境下,因?yàn)樗畮r之間的互相作用以及氫、氧同位素的交換,大氣降水過程中的氫、氧同位素就共同演化成成礦流體的來源特征,譬如現(xiàn)在很多發(fā)現(xiàn)的地?zé)崴畠?nèi)的氫、氧同位素就具備此特征。江西朱林西金礦床簡圖,如圖1所示。
按照江西朱林西金礦床的地球化學(xué)特征,特別是成巖與成礦之間存在的時差,我們普遍認(rèn)為朱林西金礦床的成礦流體來源主要來自于大氣降水。朱林西金礦床和內(nèi)部發(fā)育的水泉溝堿性巖體和花崗巖間都存在巨大的成巖與成礦時差,這在一定程度上就排除了巖漿熱液成礦的可能性。成礦流體的氫、氧同位素說明朱林西金礦的成礦流體來源主要是大氣降水。另外一方面,朱林西金礦床內(nèi)發(fā)育的石英脈中的包裹體數(shù)量比較少,周圍包裹體之間也多呈現(xiàn)次包裹體,且缺少含子晶包裹體,這就說明礦床含金石英脈在某段時期內(nèi)長時間受到地殼的韌性剪切,發(fā)生變形[2],原本的包裹體受到破壞而散失,同樣的現(xiàn)象在我國其他金礦床內(nèi)亦有發(fā)現(xiàn)。在韌性變形逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈宰冃我院?,巖漿熱液活動再次生成次生包裹。野外調(diào)研階段,江西省有色金屬地質(zhì)勘查局發(fā)現(xiàn)朱林西礦床深部存在大規(guī)模的蝕變閃長巖沿韌性剪切帶剖露現(xiàn)象,而在周圍上,也處在發(fā)育的燕山期巖漿巖表露地面現(xiàn)象,這也許在很大程度上解釋了巖漿熱液成礦現(xiàn)象。調(diào)查發(fā)現(xiàn)流體包裹體的鹽度分布在2.93%~9.07%)之間比較大,這就說明成礦流體來源眾多。另外對碳同位素進(jìn)行檢測發(fā)現(xiàn)金山金礦床成礦流體明顯具備大氣降水特征。
由上述研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),成礦作用主要發(fā)生在地殼韌性剪切變形之后的脆性變形期,巖漿熱事件造成礦區(qū)巖石普遍具有變形、變質(zhì)特點(diǎn),大量的變質(zhì)熱液對礦床的發(fā)育具有非常重要的作用。流體包裹體的一系列研究說明,液相成分主要包括 :Ca2+、Mg2+、Na+、K+和SO42-,氣相成分主要包括H2O與CO2,和其他韌性剪切帶型金礦床相比,Ca2++Mg2+>Na++K+和變質(zhì)熱液型金礦明顯區(qū)分于其他類型金礦床。H2O同位素的生成在很大意義上也說明朱林西金礦床成礦流體的介質(zhì)主要是以變質(zhì)水為主,其次生流體包裹體的碳同位素在-0.47×10-3~2.48×10-3之間,明顯具備再循環(huán)大氣降水的碳同位素組成在0~9×10-3之間的特征。以上研究表明:在韌性剪切過程中,成礦熱液為變質(zhì)水和富含有機(jī)質(zhì)的大氣降水的混合流體,形成蝕變糜棱巖和含金石英脈兩類礦體[3]。結(jié)合氫氧同位素組成,普遍認(rèn)為朱林西金礦床成礦流體來源之一就是巖漿水和大氣降水的混合產(chǎn)物。
礦區(qū)出露地層以中元古界雙橋山群第三巖組第二段為主,上部巖性為灰色砂質(zhì)板巖夾凝灰質(zhì)板巖及絹云板巖,下部為砂質(zhì)千枚巖夾含凝灰質(zhì)砂質(zhì)千枚狀板巖及多層透鏡狀變安山玄武巖。在礦區(qū)北西側(cè),有少量中元古界雙橋山群第四巖組地層出露。礦區(qū)構(gòu)造主要包括褶皺、韌性斷裂和脆性斷裂。研究區(qū)位于石碑—西源嶺背斜北西側(cè),背斜軸向60°;地層總體傾向北西,局部受韌性變形產(chǎn)生折曲。
圖1 江西朱林西金礦床簡圖
流體的硫同位素組成具體可以根據(jù)硫化物δ34S進(jìn)行推算,為此,對兩種類型的礦石中黃鐵礦和方鉛礦的硫同位素組成進(jìn)行檢測,結(jié)果參見下表。
表1 金礦床硫同位素組成
熱液成礦中,蝕變糜棱巖的硫同位素變動范圍大致在3‰~8‰,平均取值4.4‰含金石英脈的變動范圍在3‰~5‰之間,平均取值4.25‰。由以上數(shù)據(jù)可知,熱液形成礦石中,蝕變糜棱巖與含金石英脈硫同位素相比,明顯前者普遍高于后者。
對江西朱林西金礦床的成礦流體來源進(jìn)行分析,朱林西金礦床經(jīng)歷地殼韌性變形作用時,推動了金元素的劇烈遷移和集聚,韌性變形在很大程度上提高了巖體的對礦物質(zhì)的融合性,為成礦流體的形成與遷移提供了便利;同時變質(zhì)流體出現(xiàn),可因?yàn)轫g性變形作用的長久作用機(jī)制,造成地質(zhì)內(nèi)部很少會和這類流體相對應(yīng)的包裹體匹配。到脆性變形時期,礦床內(nèi)部會進(jìn)一步發(fā)生裂隙;同時,區(qū)域內(nèi)的巖漿活動造成深部流體順著裂隙構(gòu)造而發(fā)生垂直上升,大氣降水也順著裂隙向下遷移,二者在初步集聚部位相混,導(dǎo)致其發(fā)生沉淀成礦。希望本文對江西朱林西金礦床的成礦流體來源研究可以為以后有關(guān)金礦床成礦規(guī)律提供一定的參考價值。