DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2015.03.040

陕西青木川—苍社地区韧性剪切带型金矿床地球化学特征及地质意义

廖时理^{1, 2}，陈守余^{1, 2}，张利亚³，黄健瀚^{1, 2}，邓小虎^{1, 2}，李培⁴

(1. 中国地质大学(武汉) 资源学院，湖北 武汉，430074；

2. 地质过程与矿产资源国家重点实验室，湖北 武汉，430074；

3. 江苏省地质调查研究院，江苏 南京，210018；

4. 中国国土资源经济研究院，北京，101149)

摘要：陕西青木川—苍社地区位于勉略宁三角区的南带，区内金的矿化类型有蚀变岩型、石英脉型及磁铁石英岩型等。金矿体均赋存于碧口群地层中，其空间定位和富集严格受NE和NEE向韧性剪切带的控制。对该成矿带旧房梁、小燕子沟、金厂沟及火峰垭金矿的流体包裹体、硫同位素及稀土元素进行分析。研究结果表明：含金石英脉中仅见富液相水溶液包裹体，其均一温度集中在180~340 ℃之间，盐度(质量分数)一般小于5%，成矿流体属中温低盐度的NaCl-H₂O体系，成矿压力范围峰值为45~85 MPa，成矿深度较浅，达1.67~3.15 km，可能代表韧性剪切带中浅部脆性变形域中的矿化。不同类型矿石的稀土配分模式与其围岩极为相似，暗示成矿流体和成矿物质来源可能来自地层。金矿石中黄铁矿的硫同位素组成一般为负值，均接近陨石硫，暗示成矿物质可能来源为碧口群地层。该区韧性剪切带型金矿中不同类型的金矿化在同一矿床中叠加出现可能与矿化形成过程中韧性剪切带不断被抬升剥蚀有关。

关键词：韧性剪切带；矿床地球化学；金矿床；青木川—苍社；陕西省

中图分类号：P611.1              文献标志码：A         文章编号：1672-7207(2015)03-1082-12

Geochemistry and its geological significance of gold deposits in ductile shear zone of Qingmuchuan-Cangshe area, Shaanxi

LIAO Shili^{1, 2}, CHEN Shouyu^{1, 2}, ZHANG Liya³, HUANG Jianhan^{1, 2}, DENG Xiaohu^{1, 2}, LI Pei⁴

(1. Faculty of Earth Resources, China University of Geosciences (Wuhan), Wuhan 430074, China;

2. State Key Laboratory of Geological Processes and Mineral Resources, Wuhan 430074, China;

3. Geological Survey of Jiangsu Province, Nanjing 210018, China;

4. Chinese Academy of Land and Resource Economics, Beijing 101149, China)

Abstract: Various gold mineralization including altered rock type, gold bearing quartz vein type and magnetite-quartzite type were discovered in the Qingmuchuan-Cangshe area in the south of the Mian-Lue-Ning triangle region. These ore bodies are all enveloped in the Bikou group stratum and their distribution are strictly controlled by the NE and NEE trending ductile shear zone. Fluid inclusion, sulfur isotope and rare earth elements characteristics of Jiufangliang,Xiaoyanzigou, Jinchanggou and Huofengya gold deposits located in this area were studied. Only liquid rich inclusions were observed in gold bearing quartz veins. The results indicate that fluid inclusions are mainly homogenized between 180 ℃ and 340 ℃ with salinity generally lower than 5% (mass fraction), implying the ore-forming fluid belongs to the NaCl-H₂O system. Calculated ore-forming pressure is 45-85 MPa, corresponding to a lithostatic depth of 1.67-3.15 km, implying a shallow ore forming circumstance probably represents the mineralization developed in the brittle fracture of the ductile shear zone. REE patterns of different ore types are similar to their surrounding wall rocks, suggesting the ore-forming fluid and sources are derived from the stratum. Sulfur isotopic compositions of pyrite in the ores are negative and are close to aerolite, indicating the ore forming source has a stratum origin. Different gold mineralization types superimposed occur in the ductile shear zone of the same deposit probably resulted from the continuous uplifting and erosion during ductile shear zones forming.

Key words: ductile shear zone; deposit geochemistry; gold deposit; Qingmuchuan-Cangshe area; Shaanxi Province

勉略宁地区是陕西有名的金三角，区内矿产资源丰富多样，其东部地区已发现许多不同成因类型的  中—大型金多金属矿床，如东沟坝、铧厂沟、煎茶岭、干河坝金矿床等^[1-4]，其中赋存于韧性剪切带内的金矿床是该区非常重要的一种矿化类型。位于勉略宁三角区南带的青木川—苍社地区是该区的重要组成部分，其成矿地质条件与东部的类似，具备较好的找矿远景，区内已发现一系列与韧性剪切带密切相关的中小型金矿床。前人对这些矿床进行了一些研究，如李彦林   等^[5]描述了火峰垭金矿的地质特征，颜崇高等^[6]分析了小燕子沟金矿的地质特征和成矿条件，邹公明等^[7]通过流体包裹体特征获得了小燕子沟金矿成矿的物理化学条件；陈剑祥等^[8]对比了小燕子沟、金厂沟、旧房梁金矿的地质特征与主要控矿因素；廖时理^[9]分析了该地区金矿的成矿特征并对其进行了远景评价。然而，总体而言，现阶段对该区韧性剪切带型金矿的研究程度依然较低，特别是对其成因机制的研究还相对薄弱，因此，加强该区金矿床成矿条件与矿床成因的研究对进一步指导找矿具有重要的现实意义。本文作者试图通过对该区旧房梁、小燕子沟、金厂沟及火峰垭4个典型金矿床的流体包裹体、硫同位素及稀土元素特征的研究，探讨其成矿物质、成矿流体来源及矿床成因等问题。

1  地质背景

研究区位于金山寺—阳平关—勉县区域大断裂与勉县—略阳俯冲带所挟持的勉略宁三角地带 (图1(a))，在大地构造上属松潘—甘孜褶皱系摩天岭褶皱带东南缘。阳平关—广坪大断裂以南出露晚元古界刘家坪组、震旦系、寒武系、奥陶系以及志留系等盖层沉积。以北广泛出露中碧口群二亚群二岩组及三岩组地层，主要岩性为变质砂岩、板岩、千枚岩、夹安山质—细碧质凝灰岩、熔岩(图1(b))。该套地层为一套双峰式海相沉积-火山岩建造，属大陆溢流玄武岩与大陆裂谷火山岩之间的过渡类型^[10]，其形成时代为中晚元古代^[11]，历经多期次的构造变形和区域变质作用，地层原貌已较难分辨^[5]。区域构造格架为NEE—SWW向，总体为一向斜构造。NE、NEE向韧性剪切带为本区的主要构造形式，根据其性质特征由南往北可分为广坪—阳平关脆韧性复合构造带、青木川—关口垭逆冲型韧性剪切带以及阳坝—苍社平推型韧性剪切带。岩浆岩主要有苍社辉长—闪长岩体和关口垭闪长—石英闪长岩体，与碧口岩群为同源异相产物^[12]，普遍发生构造热动力变质作用，伴随有硅化、绿帘石化、碳酸盐化、绢云母化、黄铁矿化及片理化等。位于该带西北缘的阳坝花岗岩体可能是秦岭造山期下地壳拆沉作用和幔源岩浆底侵作用的产物^[13]。

区内矿产分布受地层控制明显，金矿多分布于碧口群二亚群三层组(Pt_2-3bk₂^3-1)层位，铜铅锌多金属矿多分布于二层组(Pt_2-3bk₂²)。在断裂构造带与地层的共同作用下，形成2个以铜为主的成矿带和一个以金为主的成矿带。由南往北为大茅坪—阳平关Cu(Au, Pb, Zn)成矿带、青木川—关口垭Au(Cu)成矿带、阳坝—苍社Cu(Au)成矿带。

2  矿床地质

研究区已发现旧房梁、金厂沟、小燕子沟、火峰垭等多个中小型金矿床，矿化类型主要有蚀变岩型，其次还有石英脉型及磁铁石英岩型等。蚀变岩型矿化主要见于糜棱岩化中基性火山岩中，载金矿物主要为黄铁矿和磁铁矿，金的粒度较小，不均匀分布。石英脉型矿化与NEE向石英脉密切相关，金赋存于石英脉中，有时其上下盘围岩也含矿，载金矿物以黄铁矿为主。磁铁石英岩型矿化载金矿物主要为磁铁矿、黄铁矿，其含量愈高金矿化愈好。不同矿化类型可在同一矿床叠加出现，小燕子沟金矿以石英脉型为主，还有磁铁石英岩型和蚀变岩型矿化。金厂沟金矿上部为蚀变岩型和石英脉型矿化，下部为磁铁石英岩型矿化，火峰垭金矿蚀变细碧岩型和石英脉型矿化往往相互依存不能单独圈出矿体，旧房梁金矿则主要为蚀变岩型矿化^[8]。

图1  陕西青木川-苍社地区地质简图

Fig. 1  Sketch geologic map of Qingmuchuan—Cangshe area, Shaanxi Province

矿化与地层岩性关系密切，金矿体均赋存于碧口群中并受特定的岩性层控制。矿区赋矿围岩普遍遭受绿片岩相浅变质作用并发生片理化，其原岩组构、矿物、化学成份均发生变化。旧房梁与火峰垭金矿赋矿围岩分别为中基性凝灰岩与凝灰质细碧岩，原岩属SiO₂饱和的弱碱性安山岩、玄武岩类^[10]，其主要组成矿物已蚀变为绿帘石、绿泥石、石英、绢云母等。金厂沟与小燕子沟金矿赋矿围岩以中酸性凝灰岩为主，有少量中基性凝灰岩、凝灰熔岩和磁铁石英岩等，主要矿物为长石、绿帘石、绿泥石、石英、绢云母等。

图2  金厂沟金矿15号勘探线剖面图

Fig. 2  No.15 exploration profile of Jinchanggou gold deposit

NE和NEE向韧性剪切带及逆冲推覆构造严格控制了金矿床的分布形式及矿体的空间定位^[5]，金矿体及矿化体呈扁豆体或透镜状赋存于韧性剪切带的强应变域内(图2)，且糜棱岩变形强度愈大，相对矿化愈好。矿化带内糜棱岩化强烈，断层泥、片理、揉皱发育，石英脉的固态流变、无根钩构造、眼球状构造、蛇形团块或香肠状构造等发育，岩石片理发育，面理置换强烈。矿体形态简单，呈透镜状、豆荚状，平行斜列产出，产状基本与地层层(片)理一致，并具膨大、分支、复合、尖灭再现特点，剖面上似乎呈雁行式排列。晚期断裂以浅层次的脆性断裂为主，使矿体发生错位，但对矿体破坏不大。

围岩蚀变强烈，主要为绿帘石化、钠长石化、硅化，其次为绿泥石化、绢云母化，含铁碳酸盐化、黄铁矿化、磁铁矿化及褐铁矿化等。其中绿帘石化、绢云母化多发育在中酸性凝灰岩中，褐铁矿化、黄铁矿化、钠长石化、铁碳酸盐化、磁铁矿化在中基性及中酸性岩中均较发育。黄铁矿化、硅化、磁铁矿化与金的关系密切，是金矿化的主要标志。

图3所示为青木川—苍社地区典型金矿床镜下照片。矿石结构主要有自形-半自形粒状结构、填隙结构和交代结构等，构造为条带状、细脉浸染状及斑杂状构造等。金属矿物主要为黄铁矿、赤铁矿、褐铁矿及少量磁铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿等(图3)。载金矿物主要为黄铁矿，次为石英、磁铁矿、黄铜矿及绢云母，岩石裂隙中亦有少量自然金产出。金矿物主要为粒间金，其次为包体金和裂隙金，少量连生金，粒径主要为微粒-超微粒，少数可达粗粒。经电子探针测定，金的成色较高，平均为950‰，含少量的Ag，Fe和Cu。

图3  青木川—苍社地区典型金矿床镜下照片

Fig. 3  Microphotographs of typical gold deposit in Qingmuchuan—Cangshe area

3  矿床地球化学

3.1  流体包裹体特征

3.1.1  样品采集及测试方法

采集不同矿床含金石英脉样品，室内磨制成厚0.2~0.3 mm的双面抛光片，共12块。经光学显微镜观察包裹体的大小、形态、分布、类型、共生组合及充填度并照相后，在中国地质大学(武汉)地质过程与矿产国家重点实验室进行显微测温。所用仪器为LinkamTHMS600型冷热两用台(测温范围为-195~600 ℃)。测量精度在-100~25 ℃内为±0.1 ℃，25~400 ℃内为±1 ℃，400 ℃以上为±2 ℃。在测温过程中，严格控制升温速率，特别是在相变温度附近时，升温速率控制到＜1 ℃/min。

3.1.2  流体包裹体岩相学

图4所示为陕西青木川—苍社地区金矿床流体包裹体像。镜下观察发现，含金石英脉中原生及次生包裹体均较发育，原生包裹体多成群随机零散状分布，偶有孤立状分布，没有明显的方向性，大小不一；次生包裹体多呈线状分布，方向性明显。包裹体类型仅见富液相水溶液包裹体(L型)，形态以椭圆型为主，同时发育有负晶型、长条状、不规则状等(图4)，尺寸为一般3~12 μm，少量可达20 μm以上。气液比变化于5%~30%之间，室温下为气液两相(L+V)，加热均一成液相。

3.1.3  流体包裹体测温结果

旧房梁金矿含金石英脉中L型包裹体的均一温度范围为188.1~395.4 ℃，均值为263.47 ℃；冰点温度为-3.8~-0.7 ℃，对应盐度范围为1.22%~6.16%，均值3.38%(表1)。计算获得密度范围为0.58~0.89 g/cm³，均值为0.80 g/cm³。

小燕子沟金矿L型包裹体均一温度范围为182.3~ 397.8 ℃，均值为267.89 ℃；冰点温度为-2.3~-0.3 ℃，均值为-1.05 ℃，对应盐度范围为0.53%~3.87%，均值1.81%。计算获得密度范围为0.51~0.91 g/cm³，均值为0.78 g/cm³。

图4  陕西青木川—苍社地区金矿床流体包裹体像

Fig. 4  Fluid inclusion images of gold deposits in Qingmuchuan—Cangshe area, Shaanxi Province

表1 陕西青木川—苍社地区主要金矿床流体包裹体测温结果

Table 1 Microthermometric data of major gold deposits in Qingmuchuan—Changshe area, Shaanxi Province

金厂沟金矿含金石英脉中L型包裹体均一温度范围为165.3~346.5 ℃，均值为256.84 ℃；冰点温度为-2.9~ -0.2 ℃；对应盐度范围为0.35%~4.80%，均值为1.30%。计算获得密度范围为0.53~0.91 g/cm³，均值为0.76 g/cm³。

火峰垭金矿含金石英脉中L型包裹体均一温度范围为192.7~392.1 ℃，均值为282.6 ℃；冰点温度为-3.4~-0.4 ℃；对应盐度范围为0.70%~5.56%，均值为2.80%。计算获得密度范围为0.56~0.89 g/cm³，均值为0.77 g/cm³。

图5所示为流体包裹体均一温度及盐度直方图，图6所示为流体包裹体t_h-w-ρ图解。总体而言，4个金矿床含金石英脉的均一温度与盐度相差不大，峰值集中在180~340 ℃，盐度一般小于5%(图5)，密度集中在0.7~0.9 g/cm³(图6)。野外和室内研究发现矿石中大量出现磁铁矿以及赤铁矿交代磁铁矿，暗示成矿流体具有氧化性的特征。因此，成矿流体体系为中温低盐度具氧化性的简单NaCl-H₂O体系，与韧性剪切带型金矿中常见含CO₂包裹体或纯CO₂包裹体的特征不同^[14]。根据均一温度峰值180~340 ℃和平均盐度2%在该体系中依经验公式可获得成矿流体所处的峰值压力范围为45~85 MPa，与邹公明等^[7]根据小燕子沟金矿含金石英脉流体包裹体所获得的成矿压力结果相似。以岩石密度为2.7 g/cm³可计算成矿深度范围集中在1.67~3.15 km，表明其成矿深度较浅。

3.2  硫同位素

3.2.1  分析方法

硫同位素在核工业北京地质研究所测定。测试前挑选新鲜纯净的矿化期黄铁矿单矿物样品，纯度达99%以上，研磨至粒度74 μm以下。测试仪器为EA-Isoprime同位素质谱仪，分析精度误差≤0.2‰。4个金矿床的硫同位素组成分析结果见表2。

3.2.2  分析结果

旧房梁金矿蚀变中基性凝灰岩矿石中黄铁矿的w(σ³⁴S_V-CDT)为-3.91‰~-0.26‰；小燕子沟金矿矿石中黄铁矿的硫同位素组成(质量分数)为-3.1‰~-2.2‰；金厂沟金矿中基性熔岩矿石中黄铁矿的硫同位素组成为0.1‰，明显接近陨石硫，其余样品为-4.1‰~ -2.7‰，含金石英脉与磁铁石英岩中的黄铁矿具有类似的硫同位素组成，反映二者的硫源相同；火峰垭金矿含矿石英脉中黄铁矿的硫同位素组成为-0.2‰，与金厂沟金矿中基性熔岩矿石相似。总体而言，4个矿床中不同矿石类型的黄铁矿具有相似的硫同位素组成，分布区间较窄(图7)，表明该区与韧性剪切带相关的金矿的硫源较单一。

图5 流体包裹体均一温度及盐度直方图

Fig.5 Histograms of homogenization temperatures and salinities of fluid inclusions

图6  流体包裹体t_h-w-ρ图解

Fig. 6  t_h-w-ρ diagram of fluid inclusions

3.3  稀土元素特征

3.3.1  样品采集及分析方法

样品采集遵循从远矿围岩→近矿围岩→矿体的原则，并对不同矿化类型的矿石也分别进行采样。旧房梁金矿矿化类型为蚀变岩型，赋矿围岩样品为中基性凝灰岩；小燕子沟和金厂沟金矿赋矿围岩为绢云母石英片岩，蚀变岩型矿石为中基性凝灰岩；火峰垭金矿采集了含矿石英脉样品，赋矿围岩为凝灰质细碧岩。样品的测试工作在中国地质科学院廊坊物化探所用ICP-MS测定，分析过程中用标样校正，分析误差小于5%~10%。所有样品的分析结果及特征值见表3，稀土元素配分模式如图8所示。

表2  研究区典型矿点硫同位素组成

Table 2  Sulfur isotopic composition of typical mines in study area

图7  硫同位素直方图

Fig. 7  Histograms of sulfur isotopic in gold deposits

3.3.2  分析结果

旧房梁金矿样品的稀土总量为120.90~236.21 μg/g，配分模式右倾，轻稀土富集程度高(图8(a))。w(LREE)/w(HREE)=3.48~4.72，w(La)/w(Yb)=14.51~ 28.71；w(Gd)/w(Yb)=4.48~7.30；w(La)/w(Sm)=2.22~ 2.68；轻稀土分馏程度明显比重稀土的高。w(δCe)= 0.90~0.96；w(δEu)= 1.05~1.28。

小燕子沟样品稀土总质量分数w(LREE)/w(HREE)为19.89~250.15 μg/g，含矿石英脉稀土总质量分数很低。w(LREE)/w(HREE)=1.42~3.25，轻稀土略微富集(图8(b))；w(La)/w(Yb)=3.75~10.57；w(Gd)/ w(Yb)=1.55~ 1.93；w(La)/w(Sm)=1.62~3.60。w(δEu)=0.67~1.00，w(δCe)=0.88~1.04，其中含金石英脉及其围岩绢云母石英片岩发育Eu的负异常，蚀变中基性凝灰岩矿石则具Eu的正异常或略微亏损Eu。

金厂沟样品稀土总质量分数1.77~420.25 μg/g，磁铁石英岩稀土总质量分数低。配分模式右倾，轻稀土富集(图8(c))；w(LREE)/w(HREE)=0.57~3.25；w(La)/w(Yb)=2.44~10.33；w(Gd)/w(Yb)=0.68~1.81；w(La)/ w(Sm)=2.89~3.60，所有样品均发育Eu的弱负异常，w(δEu)=0.63~0.93，所有样品均具Ce的负异常，w(δCe)=0.76~0.92。

火峰垭金矿稀土总量为1.65~387.56 μg/g，含金石英脉的稀土总量远低于围岩，其配分模式图右倾，轻稀土富集(图8(d))。w(LREE)/w(HREE)=0.91~4.97；w(La)/w(Yb)=4.50~24.45；w(Gd)/w(Yb)=1.60~5.69；w(La)/w(Sm)=1.35~4.17。w(δEu)=0.87~1.14；w(δCe)= 0.83~0.99。

总体而言，旧房梁和火峰垭金矿赋矿中基性凝灰岩、细碧凝灰岩及蚀变岩矿石样品的重稀土元素亏损程度高于小燕子沟和金厂沟金矿的赋矿绢云母石英片岩。含金石英脉及磁铁石英岩型矿石稀土总量低，可能与稀土元素很难以类质同像的形式进入石英的晶体结构有关。中基性火山岩及蚀变岩型矿石普遍具Eu的正异常，而绢云石英片岩则具Eu的负异常；磁铁石英岩具Eu的负异常。所有样品普遍具有Ce的负异常，并以富含元素Y为特征。含金石英脉和蚀变岩型金矿石的稀土元素配分模式均与其围岩极其类似，暗示成矿与地层关系密切。

表3  青木川—苍社典型矿床样品稀土元素及Au的含量及特征值(质量分数)

Table 3  Au, rare earth elements and its characteristics of samples in gold deposits of Qingmuchuan—Changshe area      μg/g

4  讨论

4.1  成矿物质及流体来源

硫同位素特征表明，研究区4个金矿床不同类型金矿石中黄铁矿的硫同位素组成均接近陨石硫，虽然现阶段还没有碧口群的硫同位素数据资料，但绝大部分太古代火成岩的w(δ³⁴S)在零值附近^[16]，同时，前人获得的其他地区赋存于绿岩带中的韧性剪切型金矿的硫同位素组成同样具有接近陨石硫的特征^[17-19]，暗示地层可能为成矿提供了物源。勉略宁三角区产出有多种不同成因类型的金矿床，如以东沟坝为代表的块状硫化物型多金属-金银矿床、与超基性岩有关的煎茶岭构造蚀变岩型金矿以及与岩浆热液有关的铧厂沟金矿床等。图9所示为青木川—苍社地区金矿床矿床硫同位素组成图解。将这些不同成因类型金矿床的硫同位素组成与青木川—苍社地区金矿床进行比较(见图9)，东沟坝海底喷流沉积型金银多金属矿床^[20]和铧厂沟岩浆热液型金矿床^[21]均以明显偏离零值的正硫同位素组成为特征，明显区别于本次研究所获得的负值硫同位素组成，也表明研究区金矿床可能具有不同于这两类金矿床的硫源。前人资料表明，碧口群中金元素普遍具有较高的背景值^[22]，其堆积厚度达数百甚至上千米，表明海底火山喷发时形成了金的初始富集，为金的成矿提供了物源。

图8  稀土元素球粒陨石标准化配分模式图

Fig. 8  Chlorite normalized REE distribution patterns of granite

图9  青木川—苍社地区金矿床硫同位素组成图解(其中东沟坝金矿数据据文献[20, 30]，铧厂沟金矿数据据文献[21])

Fig. 9  δ³⁴S distribution of gold deposits of Qingmuchuan—Changshe area

研究表明，韧性剪切带中的稀土总量随变形程度的增强而增加，但配分模式不变^[23-24]。由于稀土元素很难以类质同像的形式进入石英的晶体结构，只能赋存于石英的流体包裹体中，所以，可以用石英脉的稀土元素特征近似的代表含矿流体的稀土元素特征^[25-26]。研究区不同金矿床含金石英脉与蚀变岩型金矿石的稀土元素配分模式均与其未蚀变原岩的配分模式极为类似(图8(a)~(d))，表明成矿流体来源与地层关系密切。此外，Eu异常形成的根本原因是受到Eu³⁺-Eu²⁺氧化还原电位的影响，在较高温度下(＞250 ℃)，即使是相对氧化的环境，热液中的Eu也主要以Eu²⁺的形式存在^[27-28]，直接从成矿热液中沉淀的矿物会继承其母溶液的稀土元素特征^[29]。金厂沟和小燕子沟金矿的赋矿围岩具有Eu的负异常，产于其中的含金石英脉同样具有Eu的负异常，旧房梁和火峰垭金矿的赋矿围岩具有Eu的正异常，而产于其中的蚀变岩型和石英脉型矿石也同样具有Eu的正异常(表3)，暗示成矿流体继承了原岩的稀土元素特征，说明研究区金矿的成矿流体来源与地层有着密切相关。同时，前人对旧房梁蚀变岩型矿石的氢氧同位素研究发现w(δ¹⁸O)为7.97‰~9.05‰，w(δD)为-90.5‰~-101.2‰，表明成矿流体具有变质热液的特点^[15]，也说明成矿流体来源于地层。

4.2  矿床成因

研究区不同类型金矿化在同一矿床中叠加出现，金矿体的空间定位和展布严格受韧性剪切带的控制。一般而言，与韧性剪切带型金矿有关的成矿流体属低盐度的H₂O-NaCl-CO₂体系，常见含CO₂包裹体或纯CO₂包裹体^[14]，如云南大坪韧性剪切带型金矿中主要为含CO₂包裹体，主成矿阶段盐度峰值为7.2%~9.0%，压力为133.5~340 MPa^[31]，南非Barberton绿岩带赋存于韧性剪切带中的金矿普遍见到含CO₂包裹体，盐度集中在4%~7%^[17]，豫西上宫构造蚀变岩型金矿主成矿阶段成矿温度和压力范围分别为325~240 ℃和160~100 MPa，成矿流体属含CO₂的低盐度(5.9%~ 1.6%)体系^[32]。研究表明，在韧性剪切带型金矿的形成过程中，从早到晚成矿系统的温度、压力逐渐降低、w(CO₂)/w(H₂O)比降低，赋矿构造和矿石组构也从压性、韧性逐渐转变为张性、脆性，表明成矿作用发生的深度逐渐变浅^[14]。本文获得研究区金矿床含金石英脉中流体包裹体的均一温度均值约270 ℃，成矿流体属低盐度氧化性的简单NaCl-H₂O体系，根据流体包裹体特征计算的成矿压力峰值为45~85 MPa，明显低于上述韧性剪切带型金矿主成矿阶段的成矿压力^[31-32]，也表明含金石英脉的形成深度较浅，可能代表了发育在韧性剪切带中浅部脆性变形域的矿化。

资料表明，韧性剪切带型金矿与韧性剪切带的发展演化在时间、空间和成因上有着密切的联系，大规模深层次的韧性剪切带多具有深部韧性剪切→中浅部韧脆性转换带→浅部脆性变形的特点^[33-35]。在强烈的韧性剪切变形过程中，由于深部的高温压与较大的岩石塑性，Au的化学位将随着变形作用的增强而增高^[35-37]。在构造带热水以及韧性剪切强大压扭性应力的作用下，具高化学位特征的Au及其他成矿元素将与Si，Ca，Na和H₂O等组分一起从原矿物或岩石中活化迁出，以络离子的形式进入流体形成含Au热液^{[36, 38]}。随着深部大规模韧性剪切变形的持续进行，韧性剪切带被不断抬升剥蚀，晚期韧性变形的层次相对于早期变形不断下移，导致早期的深层次糜棱岩被不断抬升，当上升超过韧—脆性转换带时，将在其上叠加韧—脆性与脆性变形^[36]。伴随着这种抬升的过程，深部的Au元素的活化与迁移仍在进行，含Au热液沿剪切带上移，当遇到构造性质转化为以张性为主的扩容空间时，由于元素化学位的降低，Eh和pH等物化条件的改变，热液中的Au络合物遭到破坏，金颗粒被吸引至硫化物或层状硅酸盐周围析出沉淀^{[33, 39]}，并沿着岩石的微裂隙或全岩发生蚀变矿化，或沿脆性断裂或张性裂隙带形成充填矿化，从而在韧脆性、脆性域，甚至近地表的不同部位形成相应的蚀变糜棱岩型、构造蚀变岩型和石英脉型金矿化，造成研究区4个典型金矿床中不同类型金矿化的叠加^[36-37]。

5  结论

1) 含金石英脉中仅发育富液相包裹体，其均一温度峰值集中在180~340 ℃之间，盐度峰值一般小于5%，成矿流体体系为中温低盐度的具氧化性的NaCl-H₂O体系，成矿压力峰值范围为45~85 MPa，成矿深度较浅，暗示含金石英脉代表了发育在韧性剪切带中浅部脆性变形域的矿化。矿石中常见磁铁矿以及磁铁矿被赤铁矿交代的现象指示成矿流体具有氧化性特征。

2) 不同矿石类型的稀土配分模式与其围岩极为相似，暗示成矿流体和成矿物质来源可能为地层。金矿石中黄铁矿的硫同位素组成一般为负值，均接近陨石硫，暗示成矿物质可能来源于碧口群地层。

3) 该区金矿床成因类型属韧性剪切带型金矿，蚀变岩型、石英脉型等不同类型金矿化在同一矿床中叠加出现可能与矿化形成过程中韧性剪切带不断被抬升剥蚀有关。

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(编辑  陈爱华)

收稿日期：2014-07-02；修回日期：2014-10-26

基金项目(Foundation item)：陕西省地质矿产勘查开发局地质勘查及科研专项基金项目(陕地财发[2009]34号) (Project([2009] document from Shaanxi Bureau of finance) supported by the Special Fund for Geological Exploration and Research Projects of Shaanxi Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development)

通信作者：陈守余，教授，博士生导师，从事矿产资源综合评价与定量预测研究；E-mail: sychen@cug.edu.cn