() = * = ) * ( + " 岩石学报 河南省内乡县银洞沟银矿床流体成分研究 张静 祁进平 仇建军 尤世娜 李国平! " #$ %&!! ' " 中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室 北京 中国科学院广州地球化学研究所成矿动力学重点实验室 广州 ( 南京大学成矿作用国家重点实验室 南京 ) 河南省有色金属地质勘查总院 郑州!!"# $" %! &! ' " "!!"! " ' " $ " "(! &" ) & *"!& (! ' "!+#( "! &" ) & ( ' ","# "$ -!!%!." " "!." " ) ' " & /"" & &. " &!$! 0 " ) & ' " *1 1 收稿 *1 1 改回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摘 要 河南省内乡县银洞沟银矿床是产于东秦岭北部二郎坪地体中的断控脉状矿床 主要赋矿围岩为二郎坪群小寨组绢云石英片岩 流体包裹体的气相 液相和稀土元素研究表明 成矿流体的 9$ 含量为 ): ; *5.: 属于 9$!9. $ 体系 与世界造山型流体成矿系统一致 成矿流体系统在早阶段主要为来自赋矿地层改造 变质脱水作用的深源变质水 经中阶段沸腾 向晚阶段大气降水热液演化 在早阶段 等成矿元素通过与 9. 等离子络合而被萃取 富集到成矿流体中 并被搬运 流体沸腾导致大量金属成矿物质在中阶段快速沉淀 而不同深度 不同阶段的流体包裹体中 < 9! < 等含量差异可由围岩的热液蚀变所致 关键词 流体成分 银洞沟银矿 造山型银矿 秦岭碰撞带 河南中图法分类号 ( 自然科学基金项目 ( 国家 )* 项目 (9? ( 和 (9? 和南京大学内生矿床国家重点实验室以及高等学校学科创新引智计划? * 的资助 第一作者简介 张静 女 )** 年生 博士 副教授 矿床地球化学专业 5!. 2&! @ A " 6,'"
+ " 岩石学报 * ) 世纪 * 年代以来 造山 成矿问题成为固体地球科学研究的前缘 随着研究深入 科学家相继提出了造山型金矿? &.>, ) 0 /,- )) 和造山型矿床 陈衍景 (! 的概念 将大批脉状中温热液金矿床确定为造山型 B,0 &.'!06?,.,0! ' 0 /,- ( 陆续识别出一些造山型银矿 陈衍景等 张静等 9&, 铅锌矿 祁进平等 * 铜矿 李文博等 * 钼矿等 陈衍景 (! 现在的问题是 在造山过程中 为什么有些流体系统形成金矿 而有些则形成银矿 铜矿 钼矿或其他矿种呢 显然 要解决这一问题 掌握成矿规律 就必须首先查明不同矿种成矿流体系统的成分特征 比较其差异和相似性 涂光炽和李朝阳 ( 然而 确定成矿流体成分是一项难度大 费时长的工作 目前研究薄弱 严重限制着元素成矿规律的认识和成矿预测 银洞沟银矿床 伴金 铅锌 是继桐柏县破山银矿和洛宁县铁炉坪银矿之后 于 ))) 年在东秦岭 河南省 发现的第三个大型银矿 该矿床发现于陈衍景和富士谷 )) 预测 的 夏馆银金铅矿段 内 是碰撞造山成岩成矿和流体作用模式 即 9 4 模式 陈衍景 ))( 9&, )) 成功运用于成矿预测的典型实例 银洞沟矿床地质和地球化学特征与造山型金矿一致 已被厘定为造山型银矿 张静等 并被作为造山型矿床的典型代表 陈衍景 (! 因此 研究银洞沟矿床的成矿流体成分特征 揭示成矿流体性质 来源 演化以及成矿物质的富集规律 不但有助于认识银洞沟矿床的成因 开展研究区成矿预测 而且可窥探造山型银矿形成的规律 为构建 华北大陆边缘造山 成矿理论体系 陈衍景 (6 提供必要的依据 矿床地质 内乡县银洞沟银矿床产于东秦岭造山带北坡的二郎坪地体 图 张静等 南距朱夏断裂约 >5 王志光等 赋矿围岩为晚元古代 早古生代的二郎坪群 多数矿体产于二郎坪群上部小寨组含碳质细碎屑岩系中 图 银洞沟银矿地质图 秦岭造山带构造框架? 主要矿脉分布 4,.!.5!1 &,# ' " ',1-4 "0, -& &,, 0!5, 0> &,. $0, 4 "0,? -& &,' - 0 6" 5! 0,. ',- &,# ' " ',1 -
张静等 河南省内乡县银洞沟银矿床流体成分研究 ) 主要岩性为绢云石英片岩 部分矿体产在火神庙组细碧角斑岩系中 王志光等 图 区域内岩浆岩发育 尤以晚加里东期 海西 印支 期和燕山期花岗岩类最为醒目 而矿区主要发育卢家坪 茶庵等海西 印支 期花岗岩类 图 研究表明 张静等 &!! ' 9&, 朱夏断裂北侧的次级断裂构造控制了矿体 = 矿脉的定位 使已发现的 条矿脉的产状均与断裂构造一致 矿石可划分为石英脉型及蚀变岩型两大类 围岩蚀变主要有硅化 绢云母化 碳酸盐化 绿泥石化和粘土化等 常见的矿石矿物为自然银 辉银矿 黝铜矿 银黝铜矿 方铅矿 闪锌矿 黄铁矿 黄铜矿等 脉石矿物为石英 绢云母 绿泥石 方解石等 成矿构造背景经历了由挤压经剪切向伸展的转变 成矿过程也分为 个阶段 早阶段发育粗粒石英 毒砂 黄铁矿组合 中阶段发育细粒石英 闪锌矿 方铅矿 银金矿物组合 晚阶段发育石英 碳酸盐细脉 银 多金属矿化主要发生在中阶段 石英和碳酸盐矿物中的流体包裹体可分为富 9$ 型 9$ $!9. 型和!9. $ 型 类 成矿流体具有中温 集中于 * C ;* C 低盐度 D : 的特点 从早到晚 流体盐度 压力降低 成矿深度变浅 成矿系统趋向开放 在 条矿脉中 # 矿脉规模最大 E 5 图? 矿化最好 该矿脉既切入二郎坪群地层 又穿过卢家坪花岗岩体 图? 当矿脉切穿花岗岩体时 矿体与围岩界线清楚 蚀变带较窄 矿石品位增高 矿石类型主要为石英脉型 因此 # 矿脉最具代表性 是本文研究的重点 样品与测试 样品概述研究样品主要采自银洞沟银矿床最大 最具代表性和复杂性的 # 号矿脉 流体包裹体样品选取不同成矿阶段的石英 表 样品 # 是早阶段的粗大 洁净的石英脉 变形微弱 样品 # # 到 # ( 和 # 为富含多金属硫化物的中阶段样品 图 其石英粒度细小 多为烟灰色 可见波状消光 细粒化等应力变形特征 图? 样品 # * 和 # 为晚阶段的石英 碳酸盐脉 几乎不含硫化物 图 9 样品 # # 和 # 手标本表现为早阶段特征 而显微镜下可见中阶段矿化的叠加现象 图 故本文将其作为早 中 阶段样品进行讨论 表 流体成分研究样品采样位置及特征 +!6., - -! ',! "0,- &,-!51.,- 0- "'7." ' 51 - &,# ' " ',1 - 序号 样品号 样 品 名 称 取样位置 成矿阶段 测试对象 # 小寨组含绢云母石英片岩 变质硅质岩 远离矿体 全岩 # 黄铁绢英岩型矿石 5 中段 早 中 石英 全岩 # 矿体下盘强蚀变 花岗 岩 5 中段 全岩 # 贯入花岗岩中的黄铁绢英岩型矿石 5 中段 早 中 石英 # 矿体上盘弱蚀变 花岗 岩 5 中段 全岩 ( # ( 矿体上盘花岗岩 5 中段 全岩 * # 远离矿体的花岗岩体 5 中段 全岩 # ) 破碎带内的花岗岩 5 中段 全岩 ) # 新鲜的花岗岩 5 中段 全岩 # 石英多金属脉 富闪锌矿 方铅矿 *( 5 中段 中 石英 # 洁净石英脉 *( 5 中段 早 石英 # 石英多金属脉 硫化物颗粒较细 *( 5 中段 中 石英 全岩 # 条带状矿石 闪锌矿为主 *( 5 中段 中 石英 # ( 块状矿石 闪锌矿为主 *( 5 中段 中 石英 # * 石英 方解石脉细及小寨组绢英片岩 *( 5 中段 晚 石英 全岩 ( # 石英多金属脉 硫化物颗粒较细 ) 5 中段 中 石英 * # 石英多金属脉型矿石 硫化物颗粒较粗 ) 5 中段 早 中 石英 # 碳酸盐脉 地表 晚 全岩
+ " 岩石学报 * ) 图 银洞沟银矿床矿石及岩相学特征 条带状矿石? 中阶段细粒石英及其波状消光现象 9 贯入地层的晚阶段粗粒半自形石英脉 中阶段细粒石英 绢云母交代 穿切早阶段石英 4 & --& 0,1, 0 0!1&7 &,# ' " ',1-6! ',' - 0" "0, 0,? &,5 ''., -!,, 0!,' "!0 2 & " '". -,, 9 +&,.!, -!,!0-, 0!,',"&,'0!. "!0 2/,. -,0,- & -! ' +&,,!0.7 -!, "!0 20,1.!,'! ' " 675 ''., -!,-,0,/, -! ' = 0, 0!,' "!0 2/, - 实验方法及测试结果流体包裹体气相 液相和稀土元素含量的分析测试工作在中国科学院地质与地球物理所矿物资源探查研究中心完成 样品制备 测试过程 实验条件和精确度如下 包裹体样品清洗和制备在显微镜下挑选出纯度大于 )): 粒度为 ;( 目的石英样品 然后放入 5 烧杯中 加入 的 $ 并在 ( C ; C 下加热 & 倒掉酸后 用蒸馏水清洗样品 ;( 遍 超声震荡 5 再用蒸馏水浸泡一周 每天换水一次 之后在 ( C 恒温烘箱内烘干样品 备用 气相成分的提取和测试取 5 石英样品放入洁净的石英管内 逐渐升温到 C 抽真空 待分析管内压低于 ( (! 后 以 C =- 的速度将爆裂炉内的温度逐渐升高到 C 提取气体 然后用四极质谱仪测试包裹体的气相成分 四极质谱的型号为 日本真空技术株式会社生产的 型 工作条件为 % 电压 *( 电离方式 离子电压,/ 测量速度 5-, =!5" 仪器重复测定精密度 D : 液相成分的提取和测试取石英样品 在马福炉中爆裂 5 爆裂温度为 C 然后加入 5 蒸馏水 超声离心震荡 5 提取离心后的清液 用离子色谱测量阴 阳离子成分 测试仪器为日本岛津公司 % 生产的 9 ( 型 9 色谱处理机 淋洗液是 5 邻苯二甲酸 5 三 羟 甲基氨基甲烷 流速为阴离子 5 =5 阳离子 5 =5 重复测定精密度 D : 流体包裹体稀土元素的测试将样品在 C 下烘干去除次生包裹体 然后放入石英管内 C 爆裂 5 冷却后加 5 : $ 溶液 超声震荡 5 离心 浸取液用 ) & 做内标 使用 4! + 公司的 + 等离子质谱计测试 主要实
张静等 河南省内乡县银洞沟银矿床流体成分研究 验参数 4 功率 8 分辨率 采样锥 55 截取锥 55 样品气流量 =5 辅助气流量 )( = 5 冷却气流量 =5 仪器的检出限为 " ; " 相对误差 D : 银洞沟银矿床的矿石 地层和花岗岩类的稀土元素测试在南京大学成矿作用国家重点实验室完成 溶样过程和测试条件如下 称取 5 样品置于洗净的 +,. 溶样罐中 加入 5 4 敞口于 C 蒸干 加入 5 4 (5 $ 盖好置于 ) C 烘箱内加热 保温 )(& 后开盖 敞口于电热板上蒸发至样品溶液呈液滴状 除去样品中过量的 4 加入 5 的浓硝酸 继续蒸发至呈液滴状 重复此步骤两次 加 (5 $ 拧紧钢套盖后置于 C 烘箱内保温 ; & 将样品溶解 将溶液完全转移到 5 容量瓶中 在离心管中加入 5 ) 的 & 内标 再将样品溶液稀摇匀 转移到 5 离心管中 等待测试 测试使用的 9 % 仪器型号是 4! +.,5, 分析误差 D : 测试结果与讨论 流体气相成分与矿床成因银洞沟矿床包裹体气相成分以 $ 和 9$ 为主 表 含量分别为 * : ; ( 5.: 和 ): ; *5.: 其余为少量的 9 D 5.: 9 ( *): ; ( 5.: *: ; 5.: % : ; 5.:0 D (5.: 等 在各类金矿系统中 造山型金矿流体系统的 9$ < 9 最高 达 : ; 5.: B,0 & 陈衍景 (! * 而银洞沟银矿床流体包裹体中 仅 9$ 含量即达 ): ; *5.: 应属典型造山型矿床成矿流体系统 表 银洞沟矿床 # 矿脉石英中流体包裹体气相 5.: 和液相 ( 成分 +!6.,., ".,5.:! ' (, -." '."- - "!0 2-,1!0!,' 0 5 &,# /, # ' ",1 - 中段 ) 5 5 *( 5 样品号 # # # # # # # # # ( # * 成矿阶段中 早 中早 中 早 中 早中中中中晚 9 ) ( $ ( * * )( * *) (( ( * ) ) ) ) * ) ) )(( )(( * 9 ( ) ( (* ( * *) ( % 0 * ( * 9$ ( ( ( ( ) * * ) * ( * ) * $=9$ ( )( )) ** ** ( * 4 )) *( (() (* ( ) 9. ( ( ( )* ) * ) ) %$ ( ) * * ( ) (* * * ( ( *(! < (( ( * )) () )) * * ( * B < ) ( * )( ( * ) (( < (( * ) * ( ) ) ( 9! < (( (* * * ( * (*) * ** ( ( * ( () ) ) ( * ( ( * < ( ( ) * ( ( ) (* ) ( * ) ( 9.=4 ( * * ( ( ) 9. =%$ ) *! < =B < ( ( ) * ) * ( * 注 表示低于检测限
+ " 岩石学报 * ) 图 成矿流体 9$ = = 0 图解 图 不同成矿阶段和中段的流体成分变化 4 9 51 -!./!0! -." '-6,,, ',0, 5,!., -!,- 0.,/,.- 底图据 05! 4 9$ = = 0 '! 0!5 &, 0,." '-?!-,5!1!,0 05! 图 成矿流体 9 9$ 9 图解 底图据, 6! & )) 4 9 9$ 9,0!07'! 0!5 &, 0, 05." ' # 矿脉不同中段之间的包裹体气相成分没有显著差异 但从早到晚显示了相似的成分变化 以 *( 5 中段为例 图 9 和 9 ( 含量在成矿早 中阶段较低 晚阶段较高 和 0 含量从早到晚逐渐增加 $ 含量在中阶段增高 而 9$ 含量则在中阶段相应地减少 $=9$ 比值在中阶段增高 以上情况在一定程度上符合造山型金矿侧向分带清楚 垂向分带较弱的特点, 6! & )) 研究表明 流体中 9 =9 ( 是区分流体源区性质的重要指标 岩浆气 基本不含 9 ( 而富集 9 相反 来自地壳沉积物变质 改造的流体中的 9 ( 含量高 在 图上 银洞沟银矿包裹体成分与岩浆型流体相差甚远 而落在 天然气 范围 表明成矿流体与岩浆 作用关系不大 而应主要来自沉积地层的改造 变质脱水作用 众所周知 与地球内部相比 地球表层系统 特别是大气圈 富集 和 0 因此 浅源的大气降水热液比深源的岩浆或变质热液具有更高的 和 0 含量 9&, 就银洞沟矿床而言 从早阶段到晚阶段 含量逐渐升高 即 *5.: ) 5.: 5.: 指示成矿系统成矿流体系统逐渐开放 大气水热液不断混入流体成矿系统 同时 0 含量也从早到晚逐渐增高 图 且流体中 B < 含量没有增高趋势 表 而排除了 B 衰变导致 0 含量增高的可能 因此 流体中的 0 应主要来自大气 同样指示大气降水在晚阶段混入成矿流体系统 此外 以上认识可以直观地显示在图 中 即成矿流体从深源的变质 = 岩浆热液演化为大气降水热液 造山型成矿流体系统以富含 9$ 为特征 高 9$ 含量易使流体在上升过程中或在区域减压构造环境下发生沸腾 沸腾使流体中 9$ 大量逸失 导致 $=9$ 增高 9$ 9$ 含量降低 & 值降低 1 值增高 离子浓度增高 含金属的配合物失稳分解 硫化物大量沉淀 < " < 被还原为自然银和金而沉淀 9&, 以上认识已被 &. 1-! ' /! - 模拟证实 因此 $=9$ 增高可作为流体沸腾的标志之一 表 和图 显示 银洞沟矿床中阶段流体的 $=9$ 和阴 阳离子含量均显著高于早阶段和晚阶段 与铁炉坪银矿 9&, 上宫金矿 9&, ( 康山金矿 王海华等 的情况一致 应指示中阶段流体沸腾现象的存在 在流体 9$ = 9$ < 关系图 图 ( 中 银洞沟成矿阶段样品投影点落在沸腾流体范围内 也说明流体在中阶段发生沸腾作用 05! 综合上述 成矿流体系统属于造山型 早阶段为深源变质流体 经中阶段沸腾 向晚阶段大气降水热液演化 该结
张静等 河南省内乡县银洞沟银矿床流体成分研究 图 ( 不同成矿阶段流体的 9$ = ; 9$ < 图解 底图据 05! 4 ( 9$ = /- 9$ < '! 0!5 &,." '."- - 0 5',0, 5,!., -!,- 论与流体包裹体均一温度从早到晚逐渐降低 成矿压力从早到晚由 ;! 经 ;*! 降为 )! 等研究结果 详见张静等 相一致 也与氢 氧 碳同位素体系揭示的流体系统由变质热液经变质 大气降水混合热液向大气降水热液演化的结论 张静等 相一致 流体液相成分及其成因意义 在包裹体液相成分中 阳离子以! < 和 B < 为主 含量分别为 * ( ; (( ( 和 (( ( ;( ( 其次为 9! < 离子 ( ( ; ** ( 和 < 离子 ( ( ; ( 阴离子以 9. 离子为主 含量为 ( ;) * ( 其次为 %$ 离子 ( ;* ( 和 4 离子 ) ( ; *( ( 流体中! < =B < 比值为 ;( 9. = %$ 比值为 ; 9. =4 比值大于 表 因此 成矿流体在成分上总体属于! 9. 型 实验研究 曾贻善 )) 表明 9. 离子易与 等成矿元素形成稳定络合物 有利于流体萃取 富集成矿元素 在时间上 成矿流体系统的成分发生了规律性的变化 成矿早 中阶段流体的 9. %$! < B < 离子含量以及阴 阳离子总量都明显高于晚阶段 表 图? 说明早 中阶段流体浓度大 溶解成矿物质的能力强 在经过中阶段成矿物质大量沉淀后 流体浓度降低 导致晚阶段流体中离子含量降低 但是 从早 中阶段到晚阶段 < 和 9! < 含量增高 < 含量从 ( ( ; ) ( 增高到 ( 9! < 含量从 ( ( ; * ( 增高到 ** ( 其原因可能是 早 中阶段流体中 9. %$ 含量高 < 9! < 离子无法沉淀 从而积累在流体中 在硅化 钾化 钠化 绢英岩化等围岩蚀变过程中 流体萃取了围岩中的 < 9! < 离子 事实上 该解释已被野外观察和 显微岩相学研究 张静等 所证明 即硅化 绢云母化和硫化物化等围岩蚀变主要发生在成矿早 中阶段 而晚阶段较弱 而这些蚀变均可使围岩中的 9! 等成分进入流体 使流体中的 % B% 等成分沉淀 相反 绿泥石化和碳酸盐化在早 中阶段较弱 在晚阶段较强而普遍 发育绿泥石脉和碳酸盐脉 此应属流体中 < 9! < 离子积累并沉淀的结果 因为绿泥石和碳酸盐都是富含 9! 的矿物 而探针分析表明 银洞沟矿床 # * 和 # 样品中绿泥石含 为 : 和 : 在空间上 成矿流体的成分也有规律性变化 从深部 *( 5 中段 到浅部 ) 5 中段 流体包裹体的 4 9. %$! < 离子含量以及阴阳离子总量逐渐增高 表 图 其可能原因是 在流体自下而上的运移过程中 由于压力减小 气相组分 如 9$ $9 等 逐渐沸腾逸失 导致流体成矿物质浓度相对增大 此外 < 离子含量在 5 中段最高 9! < 离子含量在 ) 5 中段最高 表 表 图? 恰与在 5 中段的绿泥石细脉较多 在 ) 5 中段及近地表碳酸盐脉较多的地质现象 张静等 相吻合 表 不同标高石英中流体包裹体离子含量 ( 的平均值 +!6.,/,0!,- (, -." '."- - 0 5 "!0 2 ',0,.,/,.- 标高 *( 5 5 ) 5 样品个数 ( 4 ( *( * 9. ) * %$ ) ( ( (! < ) ( ( B < ) ) < *) ) * 9! < ( (* ) ) ( ) < * 9. =4 ) ( 9. =%$ ) ( 注 各项平均值由表 计算所的 < 为阳离子 为阴离子 稀土元素地球化学特征及其意义 银洞沟矿床流体包裹体以及围岩地层 花岗岩体 矿石及蚀变岩的稀土元素分析结果列于表 样品 # ( # 为 # 矿脉切穿的卢家坪花岗岩 其 )* ( ;) ) ( " ; 平均 ) = 比值为 * ; 稀土配分曲线样式相似 图 * 且具有壳源花岗岩的 特征 9&, 从表 表 可见 样品 # ) 采自破碎带 其 ) *) ( 略低于其它样品 可能由于破碎带易于发生风化和热液蚀变所致
+ " 岩石学报 * ) 表 银洞沟矿床流体包裹体 矿石和围岩的稀土元素分析结果 +!6.,!!.7-,-." '."- - 0,-! '!. 0 >- &,# ' " ',1 - 样品名称 地层 ( 蚀变及未蚀变花岗岩 ( 脉体或矿石 ( 包裹体 样号 # # * # # # ( # # ) # # # # # #! * ( () * ) * * ) ** ( * 9, (( ( ( * ) *(( * ( ) ) ( ) 0 ( *( )(* * ) ( * ' ) )( * * * ( (( * (() * * * ) %5 ( ) * () ) ) * * * ) ) " )( ( ) ( * ( ) ' ) * ) * ( ** ( * * ( ) +6 * * * *) * 7 * ) ( ) ( ) ( * (( ( * (* () 0 ( * *( * * ( (* ( +5 * () * ) #6 ( ) ( ) ( )* * * " ( * * ) ( ( ( ) ) ) ) ) *) )* ( ( ( ) * * " (* )) *( ( )* * ( (( = ( * ** () ( (* * ** (* ( 注 = 表示轻稀土 = 重稀土之比 图 * 银洞沟矿床稀土元素配分模式图 4 * 9& '0, 05!. 2,' 1!,0-0 - "',' -!51.,- 0 5# ' " ',1 - # 和 # 分别是采自矿体上 下盘的蚀变花岗岩 其 也低于未蚀变花岗岩 图 * 而且 样品 # 的蚀变程度强于样品 # 其 也显著低于样品 # 只有 ( ( 说明成矿流体 含量低 成矿过程的水岩作用导致围岩 降低 与样品 # 和样品 # 的 " 分别为 *( 和 )) 显著低于未蚀变花岗岩的平均 " ) 说明在水岩相互作用过程中 " 较其他稀土元素更易活化迁移 鉴于 " 有 " < 和 " < 而其它稀土元素基本为正三价 使 " 活动性较强的流体只能是还原性流体 9&,! ' 4" )) 9&,! ' &! ))* 9&, 7! ' 40 55,. -.,0 因此确定银洞沟矿床成矿流体系统总体属于性质 表 和图 * 可见 流体包裹体 样品 # 和 # 的 分别为 * 和 * " 分别为 和 与还原性流体 低 " E 的特征 9&,! ' &! ))* 完全一致 进一步证明流体确属还原性 脉状矿石 样品 # 和碳酸盐脉 样品 # 分别为 ( ( 和 ) ( " 分别为 ( 和 (( 正 " 异常显著 同样证明它们确属还原性流体的沉淀物 样品 # 是通过流体 花岗岩相互作用而形成的蚀变岩型矿石 其 ( ( " * 二者均恰恰介于花岗岩和流体之间 不但证明了前面关于流体性质认识的正确性 而且证明了流体稀土元素地球化学作用规律 9&,! ' 4" )) 李伟强等 ( 的科学性
张静等 河南省内乡县银洞沟银矿床流体成分研究 稀土元素是示踪成矿流体来源的指示剂 黄智龙等 李伟强等 ( 前述流体 矿石 花岗岩的稀土元素地球化学特征及其相互关系表明 成矿流体难以来自花岗岩浆作用 表 中 小寨组绢云石英片岩 样品 # 的 ( " 近矿围岩绢云石英片岩 # * 的 ( ( " (* 虽然二者差异较大 但其总体特征与成矿流体接近 如果小寨组或类似岩石在深部缺氧条件下发生变质脱水 完全可以派生低 高 " 的成矿流体 事实上 我们已经通过流体包裹体热力学和稳定同位素地球化学研究证明了成矿流体系统缘于陆内俯冲有关的变质脱水作用 张静等 结论 成矿流体中 9$ 含量高达 ): ; *5.:! < * ( ; (( ( 含量高于 B < (( ( ;( ( 9. 含量 ( ;) * ( 高于 %$ ( ;* ( 属于 9$!9. $ 体系 与典型的造山型矿床成矿流体系统一致 早阶段成矿流体主要来自沉积地层的改造 变质脱水作用 中阶段流体沸腾作用强烈 晚阶段流体主要来自大气降水热液循环 流体通过 9. 离子与 等成矿元素的配合作用而活化萃取 富集和搬运了成矿物质 并通过沸腾使流体浓缩 还原 快速而大量沉淀成矿物质 形成矿床 流体包裹体 矿石 花岗岩和围岩地层的稀土元素地球化学特征表明 成矿流体总体属于还原性质 不可能来自矿区的花岗岩类 而可能来自围岩地层或相似岩石在缺氧条件下的变质脱水作用 致谢 研究工作得到了陈衍景 阎国翰等教授的悉心指导 实验工作得到了陆建军教授以及朱和平 高剑峰高级工程师的帮助 向世红 王建明等高级工程师参加了野外工作 一并表示感谢 * '?,.,0 4 0 /,-.'!06! ' "6,? ( & -1&,0 0.- &, 05! 10 /,-& -! 0,.' ',1 -,0!. "5,1 -! *? &.>, B ) $0, 5,!5 01& & -,'.' "!0 2/, - %,.!.%"0/,7 $1,.,,1 0 *) * *( 9&, # ))( 4." ' 2! 5 ',. 0 0!,!.. -! ' - 5,!., -!, +&, 0,!.,0,,! ',/ ',,- 0 5.' ',1 - -,!-,0. "! -!0 & %,, ) 9&,-, &. -&!6-0! 9&, # )) 4." ' 2! 5 ',. 0,!.. - -1,!. 0,,0,, - "'7 0, 05." '.' ',1 - - &,,!-,0. "! - 9&! 0 0,-! "0!.%,,- ) 9&,-, &. -&!6-0! 9&, # (! $0, 71,',1 - -! ' &, 05,!., 5 ',.! ', 1. 0! 1,!.,. 7 9&! )( 9&,-, &. -&!6-0! 9&, # (6!0!.$0, 7! ',!., 7%" 0 " ' % > 0,! 9, 0 1 -!. 0!!.)* 0 @, 9&,-,!',57 %,,- ) 9&,-, 9&, #! ' 4" % ))!0! 1!,0 -,!0.7 0,!560! -,' 5, - +&, 0,!.- "'7! ',/ ',, 0 5 &, - " &,0 5!0 &, 0 &,0 9&! 0! 9&,-,%,,?"., ( 9&, #! ' 4" % )).',0!. 2! 8,-,! 9&! 9&,-,?, @ 9&,-,%, -5.!.0,- 9&,-, &. -&!6-0! 9&, # 9 &!! ' 8! %0! ' $ - 1 &!0!,0 - - 1 01&70,- &,. 5.76', "5 ',1-6,.! ' &, 0 51.!,, 5, &! -5! ' 71, %,, 9&!%,0,- % ) 9&, # 0!@ 4! ' 8! 6 7'0 &,05!. 5,!., 7 &,%&!.' ',1 - % "',- 0,,. 7! '." '."-, &,5-07 "0!.,0!. 7! ', 0. 7 9&,-, &. -&!6-0! 9&, # 4! 0!@ 4! # %" 89! ' &! *! -." '."- - ',0, 71,-&7'0 &,05!..' ',1 - -!, 0.!%! ) 9&,-, &. -&!6-0! 9&, # 0!@ 4! ' %" #! - 1,, &,5-07 &, +,."1 -./,0',1 -,! 9&!!-,- "'7 0, -./,0',1 - -! ' 0,.!,', -,,0!. "5,1 -! ) ( * 9&, # 0!@ 4! ' %" #,. 7! ' $ 9-1, -7-,5! - &, +,."1 -./,0 ',1 -,! 9&! 51.! - 0 0,,,- -!,.!%! *) ( ) 9&, # %" #! '! 3 4." ', &,5-07 +,."1 0,! ' - 51.! - 0 &, 9 4 5 ',. %, -! ',.,0,'- 8!,0 >,0! -, ( ) () 9&, #! ' &! #9 ))*, &,5!. &!0!,0 - -! ',/." &,!0.70,!560! -,' 5, - / ',,- 0 5 &, - " &,0 5!0 &, 0 & 9&! 0! 1 - ',- ) ( 9&, 7! ' 40 55,. +&,0.,,/!1 0,- &,,,- - 6!-,5,!.-".1& ',5,0!. -! &, 0 &,0.! 05 &,! 0!!5!0!?,.!5 6!,0!. "5,1 -! ( *( -.,0 #"' /->!7! 0! / 0 >,/ #! ' -&,/->,. 7 51 -! ',,- - &, %">& 6.,5,!.-',1 - " -! $0,,. 7,/, - *, 6! & 84 %&,11!0' %! ' 6 -?8 )), &,5!. - 0" "0,! ' 1 - &, 8!!1", &,05!.,.',,!.! ', &,05 - )) (.'!06 0 /,-! ' 9!0'.% $0,.'! ',. 5,. 6!.-7 &,- - $0,,. 7,/, - * 0 /,-.'!06,60,! ' B,0 & )) $0,.' ',1 - - 10 1 -,'.!-! &,, &, 0 0"-!. ' - 0 6"! ' 0,.! -& 1 &,0.' ',1-71,- $0,,. 7,/, - * * "! 9&,! % 8?! &! %! ' " 9, &,5-07!.,!! ",5,0!. &," 2, 0, ',1 - #"!!,0!.!%! ( ) ((( 9&,-, &. -&!6-0! B,0 &.'!06 0 /,-!0 %! '!#4 +&, &!0!,0 - - 0 -! ', '7!5 -, - -"1,0!.' 5,!., 10 /,- %,, 9&! -"11 (
( + " 岩石学报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附中文参考文献陈衍景 富士谷 )) 豫西金矿成矿规律 北京 地震出版社 陈衍景 李晶 0!@ 4 林治家 王海华 东秦岭上宫金矿流体成矿作用 矿床地质和包裹体研究 矿物岩石 陈衍景 倪培 范宏瑞 0!@ 4 赖勇 苏文超 张辉 * 不同类型热液金矿系统的流体包裹体特征 岩石学报 ) 陈衍景 隋颖慧 0!@ 4 9 4 模式的排他性证据和造山型银矿的实例 铁炉坪银矿同位素地球化学 岩石学报 ) ( 陈衍景 ))( 碰撞造山体制的流体演化模式 理论推导和东秦岭金矿床氧同位素证据 地学前缘 ) 陈衍景 (! 造山型矿床 成矿模式及找矿潜力 中国地质 )( 陈衍景 (6 华北大陆边缘造山过程与成矿 国家 )* 项目申请书 中国科学院 ) 黄智龙 陈进 韩润生等 云南会泽超大型铅锌矿脉石矿物方解石 地球化学 矿物学报 ( ) ;(( 李伟强 顾连兴 唐俊华 郑远川 吴昌志 ( 江西武山块状硫化物矿石表生风化过程中稀土元素地球化学行为 中国稀土学报 ( 李文博 赖勇 孙希文 王保国 * 内蒙古白乃庙铜金矿床流体包裹体研究 岩石学报 )( *( 祁进平 陈衍景 倪培 赖勇 丁俊英 宋要武 唐国军 * 河南冷水北沟铅锌银矿床流体包裹体研究及矿床成因 岩石学报 )) 涂光炽 李朝阳 ( 浅议比较矿床学 地球化学 王海华 陈衍景 高秀丽 河南康山金矿同位素地球化学及其对 9 4 模式的例证 矿床地质 ) ) 王志光 刘新东 张振邦 东秦岭二郎坪地体银多金属矿床成矿环境与找矿前景 中国地质 * ( 王志光 向世红 刘新东 河南内乡县银洞沟大型银金多金属矿床地质特征 发现过程及其地质意义 矿产与地质 * 增刊 ( ( 曾贻善 )) 热水溶液中化学元素的迁移形式 北京 地质出版社 ) 张静 陈衍景 李国平 李忠烈 王志光 河南内乡县银洞沟银矿地质和流体包裹体特征及成因类型 矿物岩石 ( 张静 燕光谱 叶霖 李国平 李忠烈 王志光 河南内乡县银洞沟银多金属矿床碳 氢 氧同位素地球化学 岩石学报 ) (