陕西八卦庙金矿床NE向黄铁矿-石英成矿期成矿物质来源和成矿机制探讨:原位硫同位素证据

作     者：蔡光耀 安芳 袁轶 刘芳 刘炜 张京渤 CAI Guangyao;AN Fang;YUAN Yi;LIU Fang;LIU Wei;ZHANG Jingbo

作者机构：大陆动力学国家重点实验室西北大学地质学系陕西西安710069 陕西凤县四方金矿有限责任公司陕西宝鸡721705 金川集团股份有限公司龙首矿甘肃金昌737100 

出 版 物：《地质学报》 (Acta Geologica Sinica)

年 卷 期：2021年第95卷第5期

页      面：1561-1572页

核心收录：

学科分类：0709[理学-地质学] 0819[工学-矿业工程] 081803[工学-地质工程] 0806[工学-冶金工程] 08[工学] 0708[理学-地球物理学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0705[理学-地理学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(编号41421001)资助的成果 

主　　题：八卦庙金矿床 成矿期次 原位S同位素 成矿物质来源 成矿机制 

摘      要：八卦庙金矿床位于秦岭造山带凤太铅锌多金属矿田北部,是陕西省规模较大的金矿床之一,已探明金储量约106 t。赋矿围岩是上泥盆统星红铺组浅变质泥质碎屑岩和碳酸盐岩,其成矿过程可划分为3期,分别是(1)顺层磁黄铁矿-石英成矿期;(2)NE向黄铁矿-石英成矿期;(3)裂隙硫化物-方解石成矿期。目前关于NE向黄铁矿-石英成矿期成矿物质来源和成矿机制仍存在争议。本文通过矿相学观察,将NE向黄铁矿-石英成矿期划分为自形磁黄铁矿-黄铁矿-粗粒石英阶段(I)、他形黄铁矿-银金矿-细粒石英阶段(II)、他形磁黄铁矿-自然金-方解石阶段(III)和黑云母阶段(IV),并在此基础上采用激光剥蚀-多接收等离子体质谱(LA-MC-ICP-MS)分析方法对千枚岩围岩中以及不同阶段形成的硫化物进行了原位S同位素测试,结果显示围岩中原生磁黄铁矿的δ34S值集中于11.6‰~13.0‰之间,介于前人报道的原生黄铁矿δ34S值变化范围(3.3‰~16.0‰);阶段I形成的黄铁矿的δ34S值为8.4‰~10.1‰,磁黄铁矿为7.6‰~8.0‰;阶段II黄铁矿的δ34S值相对较高,为14.0‰~15.9‰;阶段III磁黄铁矿的δ34S值介于6.4‰~8.3‰之间。八卦庙金矿NE向黄铁矿-石英成矿期总体相对富集重硫同位素、离散程度较大,各阶段硫化物的硫同位素值介于矿集区花岗岩和围岩硫之间,显示其具有岩浆硫与地层硫混合的特征。结合阶段I到阶段III矿物组合的变化(黄铁矿+磁黄铁矿→黄铁矿→磁黄铁矿),推断阶段II δ34S值增高是水岩反应引起的硫化作用所致,而阶段III硫同位素值降低可能与岩浆水的加入密切相关。结合成矿物理化学条件,推断该成矿期成矿热液中金主要以Au(HS)2-的形式迁移,阶段I到阶段II由水岩反应引起的硫化作用是导致他形黄铁矿-银金矿-细粒石英阶段(II)金矿化的主要原因,而岩浆水的混入可能是导致他形磁黄铁矿-自然金-方解石阶段(III)金沉淀的主要机理。