甘肃北山花牛山金矿地质特征和成矿类型研究

摘要

北山造山带位于中亚造山带南缘，地处东天山和塔里木两大板块交汇部位，地质构造极为复杂，区域内地层发育齐全、基本均有出露。区内金矿床分布广泛，矿床类型繁多，成矿机制复杂。总体而言，北山造山带金矿床大多产于古生代陆内板块碰撞对接带，具有一定的时空分布规律。花牛山金矿为北山造山带中的典型金矿，本文通过对花牛山金矿区域地质、矿床地质、矿床地球化学等方面的详细研究，形成以下认识：
　　花牛山金矿床矿体呈对称状赋存于蓟县系上统第三岩性段大理岩与黑云长英质角岩(原岩系泥质粉砂质碎屑岩)接触带部位的钙硅质角岩和层间断裂破碎带中以及印支-燕山期正长花岗岩和大理岩的接触带的矽卡岩内。含矿岩石有矽卡岩、大理岩、花岗岩、黑云长英角岩、石英透辉石角岩、黑云母堇青石角岩、矽卡岩化大理岩，其中石英透辉石角岩为主要矿化岩石。矿床的形成主要经历了喷流-沉积期、岩浆热液期（矽卡岩阶段、石英-硫化物阶段）、表生期。
　　花牛山金矿的形成与印支-燕山期侵入的正长花岗岩关系密切，矿化常产于岩枝或岩基外接触带。通过岩石地球化学特征表明，花牛山金矿印支-燕山期的正长花岗岩应属Ⅰ型花岗岩。母岩浆来源于上地幔-下地壳的深熔作用，在侵位成岩过程中受到上部地壳物质的同化、交代混染。控矿因素分析表明，花牛山金矿主要受控于地层、构造、岩浆活动。其中岩浆活动对矿床有极为重要的控制作用。印支-燕山期岩体Rb-Sr等时线年龄分别为235.26±29.24Ma和220±4Ma。金矿矽卡岩型矿石中辉钼矿Re-Os模式年龄为221.0±3.4Ma，说明成岩、成矿时代近一致。
　　花牛山金矿中载金矿物黄铁矿的标型特征显示，S/Fe绝大多数小于2，证明矿床中的黄铁矿属于亏硫型，有利于金的富集。Co/Ni多数介于1~5之间，个别值达到15.167，符合岩浆热液成因的黄铁矿，同时说明成矿物质的深源特征。Au/Ag达到2以上，反映矿床为中高温岩浆热液成因。S/Se再次证明花牛山金矿中的黄铁矿为岩浆热液成因。Fe/(S+As)在0.499~0.513之间，显示矿床中黄铁矿深源形成特征。综上所述，花花牛山金矿应与中高温岩浆热液有关，成矿物质来源显示深源特征。
　　花牛山金矿矿石硫化物δ34S平均值为-0.57‰，具有典型幔源硫特征，说明矿床中的硫可能来自深源，而花牛山金矿印支-燕山期的正长花岗岩侵入体母岩浆来源于上地幔-下部地壳的深熔作用。综上所述，成矿物质是幔源硫和同熔型花岗岩演化而来的岩浆硫混合物。流体δ18OV-SMOW为9.2‰~10.8‰，δDV-SMOW为-116‰~-97.8‰，获得的成矿流体δ18O H2O为3.9‰~5.5‰δ，认为矿床成矿流体可能是岩浆水和大气降水混合的产物。主成矿阶段的温度应为320℃~370℃，成矿流体属中高温，低盐度、富CO2、CH4流体。
　　花牛山金矿经过早期喷流沉积作用可能有金的预富集，主成矿期岩浆热液活动不但汇集了盆地沉积物中的金，同时热接触变质作用使黄铁矿发生磁黄铁矿化，使原生黄铁矿中的金析出和再富集。认为花牛山矿床成因为喷流沉积-岩浆热液叠加改造型的复合成因金矿床。

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第一章 绪 论

1.1研究区自然地理条件概况及位置范围

1.2选题依托项目、依据和目的意义

1.3国内外研究现状

1.4研究思路、内容和方法

1.5完成的主要工作量

1.6主要成果

第二章 区域地质背景

2.1大地构造位置

2.2区域岩石地层

2.3区域构造

2.4区域岩浆活动

2.5区域地球化学、地球物理特征

2.6区域矿产

第三章 花牛山矿田地质特征

3.1矿田地质特征

3.2花牛山金矿矿床地质特征

3.3矿石特征

3.4围岩蚀变

3.5成矿期和成矿阶段

第四章 矿床地球化学特征

4.1岩石地球化学特征

4.2黄铁矿的标型特征

4.3稳定同位素地球化学特征

4.4包裹体地球化学特征

第五章 矿床成因及成矿模式研究探讨

5.1控矿因素研究

5.2成矿时代

5.3矿床成因分析

5.4成矿模式

5.5找矿标志

5.6成矿远景预测

结论

参考文献

图版及图版说明

攻读学位期间取得的研究成果

致谢