广东河台金矿田构造-岩浆-流体演化及其成矿效应

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位于华南钦杭结合带南段的河台金矿田是目前广东省最大的金矿田。金矿化均产于晚新元古代到早古生代的云开群地层中,并且严格受韧性剪切带的控制。尽管前人对河台金矿做了大量的研究,但是对于构造变形与成矿的关系,特别是韧性变形与脆性变形的发生时间及其与成矿的关系仍然存在争议,对于成矿物质及成矿流体的来源也存在不同看法,由此对河台金矿的成因仍存在争议。基于此,本文在对河台金矿田进行系统地质调查、构造变形和矿物学研究的基础上,利用锆石U-Pb定年、矿物温度计、以及C-H-O-S-Pb和He-Ar多同位素体系等手段研究了构造-岩浆活动与成矿的关系,以及成矿流体及成矿物质的性质及演化,以期为矿床成因提供进一步制约。  矿田内的构造按照规模大小及与成矿的关系可以分为三级:(1)一级控矿构造为区域性大断裂,其控制了矿田的分布;(2)二级控矿构造为矿田内的糜棱岩带,其控制了矿床的产出;(3)三级控矿构造为糜棱岩带中的构造裂隙系统,其控制了矿体和矿石中硫化物的产出。  根据矿石中的矿物组合及交切关系可以划分出三个成矿期,即与韧性剪切及糜棱岩化作用有关的同构造动力变质成矿期,与脆性变形及岩浆热液有关的热液成矿期,以及与氧化作用有关的表生期。其中热液成矿期又可分为三个阶:石英-硫化物阶段,金-硫化物阶段,硫化物-碳酸盐阶段。  尽管矿石中少量变形的板状及灯芯状硫化物表明在同构造动力变质成矿期有矿化作用的产生,但是矿石更多的表现出与脆性变形有关的特点,比如填充在裂隙中的脉状硫化物及与微细脉密切相关的浸染状硫化。通过对韧性剪切带变形特征的野外调查和镜下观察,以及对糜棱岩中热液锆石的LA-ICP-MS U-Pb定年,表明韧性剪切带在印支期经历过两期变形:早期左旋剪切发生在大约240Ma,晚期右旋韧脆性变形发生在大约204 Ma。而前人得到的矿化年龄主要在175~150Ma(燕山期),比剪切带活动时间晚了约90~30 Ma。因此,金的主要矿化发生在燕山期脆性变形过程中,要明显晚于印支期的韧性剪切变形时间。  利用热液成矿期与自然金共生矿物的矿物温度计获得的成矿温度分别为:毒砂约350~290℃、绿泥石约260~230℃、闪锌矿约230~190℃,要明显低于韧性剪切活动时所处的温度(300~500℃或者更高)。这也暗示了矿化主要发生在脆性变形阶段。因此,河台金矿田可能经历了两个阶段的矿化,印支期韧性剪切仅仅产生少量的矿化,而燕山期的脆性变形阶段为主要的成矿阶段。  地球化学特征及年代学表明,矿田西侧和北东侧的两个岩体分别形成于印支期和燕山期,其中西侧的云楼岗岩体的侵入时代为约253Ma,具有S型花岗岩的特征;伍村花岗岩侵入时代为约150Ma,具有Ⅰ型花岗岩的特征。  C-H-O-S-Pb-He-Ar同位素特征表明河台金矿田的成矿流体及成矿物质可能经历了两个阶段的演化。计算得到的含金石英脉中石英的δ18OH2O-VSMOW为0.5~10.4%,而测得的流体包裹体中δDH2O-VSMOW为-83.1~-52.4%,表明流体以变质流体为主并有明显的岩浆流体及大气降水混入。硫化物中流体包裹体的3He/4He为0.27~0.62 Ra,40Ar/36Ar为932.4~6324.2,4He含量为1.99~96.80(10-7cm3 STP/g),40Ar含量为0.51~7.75(10-7 cm3 STP/g),表明以地壳流体为主并混入有少量地幔流体。碳酸盐的δ13CPDB为3.53~1.91‰,δ18OPDB为21.21~19.67‰,表明流体中的C来自深源。与自然金共生的硫化物的δ34SCDT为4.0~1.3‰,表明矿石中S来自围岩重熔产生的花岗岩浆,并可能有地幔物质的加入。矿石中硫化物的206Pb/204Pb为18.044~19.404,207Pb/204Pb为15.568~15.793,208Pb/204Pb为38.426~39.597,表明Pb主要来自上地壳并可能有少量深部物质的加入。结合矿田的构造演化及岩浆活动,成矿流体在印支期可能主要为与混合岩化及糜棱岩化有关的变质流体并混入有少量与云楼岗岩体有关的岩浆流体,在燕山期以与伍村岩体有关的岩浆流体为主并有幔源流体和大气降水的混入。由于云开群的原始含金量是地壳克拉克值的2~5倍,成矿物质可能主要来自于云开群(及更古老的基底)。  综上所述,河台金矿成矿主要与燕山期剪切带脆性变形和岩浆侵入有关,并非前人认为的与印支期造山作用有关的典型造山型金矿,而是构造-岩浆活化型金矿。结合区域构造演化特征,提出了一个河台金矿田可能的矿床成因演化模型。
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