海南抱伦金矿床构造—流体—成矿耦合与动力学机制研究

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抱伦金矿位于海南省乐东县境内,是海南省目前已知最大的、高品位金矿床。由于发现时间较晚,科研工作一直较薄弱,与矿床成因有关的一些重大科学问题仍未解决。本文以区域构造演化分析及矿床地质特征解剖为基础,运用矿相学和岩相学、构造解析、X光岩石组构分析、微量元素地球化学及Sm-Nd同位素示踪、流体包裹体分析和放射性同位素地质年代学等方法和手段,对矿区构造演化及与成矿作用关系,成矿物质来源和成矿流体性质、成矿时代以及构造-流体-成矿耦合关系等内容进行了详细的研究,取得的主要创新性成果如下:  (1)根据矿相学和岩相学对矿物共生组合和自然金的嵌布特征研究,将抱伦金矿从早到晚划分为4个成矿阶段:①粗粒石英阶段:以出现具韧性变形的粗粒石英为特征,矿化作用较弱;②细粒-石英阶段:出现了大量较自形的细粒石英,由热液沉淀和静态恢复重结晶共同形成,是抱伦金矿主要的成矿阶段;③多金属硫化物阶段:出现大量铋、碲类化合物及硫化物,也是一个重要的金成矿阶段;④碳酸盐阶段:出现了大量的碳酸盐矿物,为矿化作用末期。  (2)详细的构造解析表明,矿区经历了3期主要的构造事件。第一期与加里东造山事件有关,形成了NE向毫稳松向斜;第二期与印支期印支-华南板块碰撞造山事件有关,形成了NNW向毫岗岭背斜和矿区NNW向剪切带;第三期与太平洋板块NW向俯冲作用有关。抱伦金矿主要受第二期构造运动事件形成的NNW向右旋剪切带的控制。矿床形成后,于燕山晚期又遭受了NW-SE向挤压应力的持续作用,导致了贯穿矿区的NE向断裂的形成以及沿该断裂上下盘分布的豪岗岭矿段和南矿段的构造逆冲活动。  (3)矿区金成矿作用由弱至强,经历了从低氧逸度向相对高氧逸度环境的转变:矿区不含矿石英脉变形较强,形成时间较早,稀土元素配分型式具有显著的Eu正异常特征,形成于低氧逸度环境;含矿石英脉变形较弱,形成时间较晚,稀土元素配分型式具有显著的Eu负异常特征,形成于相对高氧逸度环境。  (4)矿区主要地质体微量元素和Sm-Nd同位素组成特征对比分析表明,抱伦金矿成矿物质主要来自于陀烈组地层,少量来自于尖峰岭花岗岩;对含金石英脉流体包裹体分析表明,成矿流体具有低密度(0.86~1.04g/cm3)、低盐度(5.6~5.95wt%.NaCl eqv.)和富CO2特征,主要为变质流体,但有岩浆流体与大气降水成分的参与,矿床主要形成于中高温环境(ca.320℃)。  (5)对穿插矿体的细晶岩脉进行了同位素定年研究(96±4.2Ma),否定了燕山晚期为抱伦金矿主成矿阶段的观点;同时对形成于金-铋化物-硫化物成矿阶段的辉钼矿进行了Re-Os同位素定年,获得等时线年龄为224.6±7.2Ma,而抱伦金矿主成矿阶段中部分细粒石英是由早期粗粒石英经右旋剪切变形,发生静态恢复重结晶作用的产物,其右旋剪切变形形成时间(245Ma)可大致代表该成矿阶段的年龄上限,表明抱伦金矿主要矿化时期介于245~225Ma之间,属早中三叠世成矿。  (6)分析了抱伦金矿构造-流体-成矿的耦合过程与机制,建立了抱伦金矿构造-流体耦合成矿作用模型:粗粒石英阶段受豪岗岭背斜构造控制,成矿流体停积于背斜轴部引张裂隙,从而形成了粒度较粗的石英颗粒,后经韧性剪切作用,普遍具韧性变形特征;而金-细粒石英阶段、金-铋化物-硫化物阶段及碳酸盐阶段则均受NNW向剪切带构造控制。其中,金-细粒石英阶段成矿物质卸载主要受减压-沸腾机制与碳浓缩机制控制,金-铋化物-硫化物阶段成矿物质卸载主要受硫浓缩机制与混合-冷却机制控制,而碳酸盐阶段则主要是受混合-冷却机制控制。  综合上述分析,我们认为抱伦金矿是一个主要受剪切带构造控制的脉状后生金矿床,矿床形成于印支-华南晚二叠世-早三叠世碰撞造山的构造背景之下,成矿特征可与典型造山型金矿类比,成矿类型可归属为造山型,成矿动力学机制与印支与华南板块陆陆碰撞有关。这项成果对于完善海南岛乃至华南地区印支期大规模成矿作用机制、区域成矿规律以及指导找矿部署均具有重要的意义。
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