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1、第8卷第2期地质力学学报Vol8No22002年6月JOURNALOFGEOMECHANICSJun.2002文章编号:10066616(2002)02015609内蒙古金厂沟梁金矿床稳定同位素组成和矿床成因讨论121张长春,王时麒,张韬(1中国地质大学北京100083;2北京大学地质系100871)摘要:稳定同位素的研究对于分析矿床成因、阐明成矿物质来源等具有重要意义。金厂沟梁金矿成矿流体的同位素组成与本区变质岩、岩浆岩的同位素组成具有非常密切的关系,成矿流体的H、O、C、S同位
2、素特征继承了本区变质岩、岩浆岩181334的H、O、C、S同位素特征,它们的O、D、C、S值具有相似的变化范围,其同位素的变化规律表明变质岩是本区成矿物质的母岩。本区岩浆构造活动频繁,为成矿物质活化提供了动力条件。成矿模式为本区太古宙变质岩经过多次活化,使成矿物质逐步聚集,到了燕山晚期,岩浆期后热液活动将成矿物质带到构造有利部位聚集形成了金矿床,因此,该矿床属重熔岩浆热液型矿床。关键词:金矿;同位素;成因;内蒙古中图分类号:P5972文献标识码:A0引言金厂沟梁金矿位于内蒙古赤峰市敖汉旗,金矿
3、储量大,是内蒙地轴上的一个较为典型的矿床,不同单位先后从不同角度在该区做过大量工作,北京大学等单位于1987~1990年进[1]行过赤峰市南部地区原生金矿综合信息与找矿预测研究,地质力学所等单位进行过金厂沟[2]梁区域成矿规律、构造控矿模式及矿脉预测的专门研究。各家对该矿床的成因见解比较一致。本文主要是系统地研究与该矿床有关的岩浆岩、变质岩及矿体的稳定同位素组成,分析成矿热液、成矿物质等的来源,进而探讨矿床成因。1矿区地质概况金厂沟梁金矿地处赤峰开原大断裂与承德北票大断裂之间的努鲁儿虎隆起带的中部。其古老基底
4、长期隆起,经历了吕梁、加里东、华力西及燕山等多次构造活动的影响,所以构造形态复杂,断裂构造发育,按其展布方向可分为3组:SN向、NW向和NE向,前两组为成矿前断裂,多被岩脉或矿脉充填,后者为成矿后断裂,不同程度切割矿脉,局部低序收稿日期:20020409作者简介:张长春(1965),男,在读博士,主要从事水资源水环境方面的研究。第2期张长春:内蒙古金厂沟梁金矿床稳定同位素组成和矿床成因讨论157次有矿脉充填。矿区内出露地层主要为太古宇建平群小塔子沟组的各类变质岩,岩性为片麻岩、呈夹层或透镜状产出的角闪岩、似层
5、状产出的斜长角闪岩及少量的磁铁石英岩、浅粒岩等,它们是矿区的主要赋矿围岩。岩浆岩主要出露于矿区南部,岩浆活动主要表现为海西晚期和燕山期岩浆侵入,其岩性主要为似斑状花岗岩(KAr年龄为1879Ma)、片麻状花岗岩(KAr年龄为13536Ma)、花[2]岗闪长岩(KAr年龄为1263Ma)、花岗闪长斑岩(KAr年龄为1215Ma),从年龄看似斑状花岗岩侵入最早,其次是片麻状花岗岩,再次是花岗闪长岩、花岗闪长斑岩,并且年龄相近,表明它们可能是同期同源不同次的侵入复式岩体。矿区矿脉主要由含金石英脉型和蚀变岩
6、型组成,矿脉大略有60余条,绝大多数赋存在变质岩系中,少数产于片麻状花岗岩中。矿脉沿对面沟花岗闪长岩体呈放射状分布,矿脉长一般在300m~600m,平均厚在042m~086m,平均品位为10~20gT,矿脉倾角较大,为70~90。矿脉中主要矿物有石英、黄铁矿,其次有方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、方解石、绢云母、绿泥石等。矿石组成以硫化物种类居多,但在矿脉中含量并不高,约占10%,其他非金属矿物如石英、绢云母、绿泥石等占90%。矿脉中金与硫化物关系密切,特别是硫化物富集地段含金较高,说明硫化物是金的主要载体矿物。矿石
7、中金主要以自然金的形式存在,产出形态多呈粗细不等的它形粒状、不规则粒状、线状等,矿区金的成色大致在800左[1]右,反映出形成深度较深。矿区地质概况见图1。2金矿床的稳定同位素组成21变质岩的氢、氧同位素组成对于低中级区域变质岩,我们主要研究变质岩全岩和石英的同位素组成,因为在变质作1818用过程中,尽管变质岩矿物的O值产生了明显的变化,但其O全岩值在一定程度上仍保[3]留原岩的某些特征;而石英是自形成以后在后期叠加地质事件中最不易发生同位素交换的[3]矿物。本区变质岩全岩氧同位素介于57!~98!之
8、间,平均为79!,再结合表1,可1818[3]18看出,本研究区变质岩以O全岩低和O石英小于14!为特征,属正变质岩,且O变[4]化较小,说明在区域变质作用过程中达到了同位素平衡,所以可用方程式:石英-水=6-2251∀10T-195(Claytonetal.1972,500#~700#),来计算石英包体中H2O的同位素[5]36-2组成(式中
