河南小秦岭金矿成矿作用地球化学研究

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1、Geochemistryofore-·formingprocessesoftheXiaoqinlinggolddistrict，HenanProvinceZHAOHaixiangSupervised砂ProfessorJIANGShaoyongAthesispresentedforthedegreeofDoctorofPhilosophyIn：Mineralogy,PetrologyandMineraldepositgeologySchoolofEarthSciencesandEngineeringNanjingUniversityNovember,2011f1[1111

2、IIlUlIHHIIIIIIII[rfflUfY2377925壁塑鲎：羞丕鲎：壁鏖鲎专业』坠级博士生姓名：壑瀣叠指导教师(姓名、职称)：蓥尘涵塾撞(盛昱2中文摘要小秦岭地区是我国仅次于胶东的第二大金矿产地，对该地区金矿床的成因研究不仅具有重要的科学意义，而且具有重要的经济意义，因此一直是矿床学家关注的领域。本文选择小秦岭金矿区的5个典型矿床(大湖、灵湖、文峪、枪马、盔鑫)作为主要研究对象，通过详细的矿床地球化学研究，特别是系统的流体包裹体研究，微量元素分析、多元同位素体系(H—O-C—Pb-S)示踪，讨论了金矿床的成矿物质和成矿流体来源，建立了该区的金成矿模式。同时对该区

3、主要的燕山期花岗岩体进行了详细的矿物岩石地球化学研究，确定了成岩年代和岩体成因，并讨论其是否与金成矿有密切联系。文峪和娘娘山花岗岩是本区的主要岩浆岩，主体岩性为黑云母二长花岗岩，同时发育角闪黑云花岗闪长岩，岩石中主要矿物为斜长石、钾长石、石英、黑云母、角闪石。两岩体属准铝到弱过铝质岩石，锆石U-Pb定年结果分别为13l士lMa和1344-lMa。上述两岩体相对于原始地幔富si、K、Ba和sr，而贫Nb、Ta、P、Ti、Mg、Ni、V和Y，均表现出类似TTG岩系和埃达克岩的性质，富集轻稀土元素(LREE)，具有高的Sr／Y比值，无Eu的负异常，富集大离子亲石元素(LILE)

4、，亏损高场强元素(HSFE)。两花岗岩体具有高的初始87Sr／86Sr值(文峪0．7076～0．7089；娘娘山0．7074～0．7086)，低负￡Nd(t)值(文峪-15．0～一10．1；娘娘山一18．5～-12．2)，以及低负￡Hf(t)值(文峪-21．9～一10．4；娘娘山-30．8～一20．8)。这些同位素特征都指示岩浆的壳源成因。另外，低的MgO，Ni和V含量也暗示地幔物质没有加入或者加入很少。地球化学和同位素特征都与加厚下地壳部分熔融的埃达克质岩浆一致，说明花岗岩的源岩很可能来自于下地壳。本区太古代到古元古代的太华群老地层是最可能的源岩，但是其同位素组成却与花

5、岗岩有些许差别，我们注意到中元古代1．78Ga的碎屑锆石在花岗岩中发育，并且Hf同位素组成落在Hf的年龄演化线上，我们认为包括太华群和1．78Ga底侵到地壳底部的玄武质岩石的下地壳是最可能的源岩，高的Sr／Y和La／Yb比值以及低的Yb和Y含量暗示角闪石+石榴石+单斜辉石可能是主要的残留相。Sr和Eu无异常说明源区没有斜长石残留，且岩浆演化时未发生斜长石的分离结晶。角闪石压力计计算得到岩浆侵位于约11km深部的基底太华群岩石中，文峪和娘娘山岩体的结晶温度大约770～790。C。岩浆演化阶段，角闪石、磷灰石和榍石分离结晶导致元素组成的规律变化。本区花岗岩形成时，石榴石作为残

6、留证明加厚地壳的存在，而新生代及现今地壳明显减薄，因此推断本区地壳减薄可能发生在130Ma之后。通过对典型矿床文峪金矿的流体包裹体研究，可以将文峪金矿流体成矿过程分为早、中、晚三个阶段，其热液石英中发育C02-H20型、纯C02型和H20溶液型三种类型流体包裹体。早阶段石英中原生包裹体主要是COz-H20型和纯C02型，其成分为C02+H20iN2+CH4，均一温度集中在290～330。C，盐度为1．0～9．6wt％NaCIequiv．；中阶段为主成矿阶段，该阶段石英中包含了所有三种类型的包裹体，其中以C02-H20型包裹体为主，获得C02-H20和水溶液包裹体均一温度集

7、中在250～290。C，盐度为0．0～12．8wt％NaCIequiv．；晚阶段石英仅发育水溶液型包裹体，具有较低的均一温度(114～239。C)和盐度(4．2～9．0wt％NaCIequiv．)。根据C02-H20型包裹体计算早、中阶段压力分别为130～178MPa和85～150MPa，对应的成矿深度分别为4．7—6．5km和3．1～5．5km。H-O同位素研究表明，文峪金矿早阶段成矿流体6180值变化于4．3～5．5‰，6D变化于-63～一47％，投影点落在变质水区域内及左边边界，说明流体来自变质作用，两个晚阶段样品流体6