陕西八卦庙金矿地质特征、成矿物质来源及其矿床成因研究

作     者：蔡光耀 

作者单位：西北大学 

学位级别：硕士

导师姓名：安芳

授予年度：2019年

学科分类：081803[工学-地质工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

主      题：八卦庙金矿床 成矿期次 成矿物质来源 成矿机制 矿床成因 

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106t。金矿体主要呈透镜状、层状,受NWW向八卦庙-小梨园-羊肠沟脆韧性剪切带控制,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,主要发育硅化、碳酸盐化、黄铁矿化和磁黄铁矿化;该矿成矿过程可划分为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,通过详细矿相学观察,将顺层磁黄铁矿-石英成矿期进一步分为自形黄铁矿-石英阶段（I）、磁黄铁矿-自然金-方解石阶段（II）、黑云母阶段（III）和绿泥石-绿帘石阶段（IV）;将NE向黄铁矿-石英成矿期又细分为自形磁黄铁矿-黄铁矿-粗粒石英阶段（V）、他形黄铁矿-银金矿-细粒石英阶段（VI）、他形磁黄铁矿-自然金-方解石阶段（VII）和黑云母阶段（VIII）。其中阶段II、阶段VI和阶段VII是主要的金成矿阶段,阶段II和阶段VII的含金矿物主要是自然金,而阶段VI的含金矿物则主要是银金矿,它们均以粒间金的形式产出。在上述成矿期次划分的基础上,本论文进行了流体包裹体显微测温、H-O同位素以及围岩和不同阶段硫化物原位S同位素测试,以探讨八卦庙金矿的成矿物质来源、成矿机制和矿床成因类型。石英流体包裹体显微测温及计算结果显示八卦庙金矿床成矿流体具有中低温（140℃200℃）、中低盐度（5.5 wt%NaCl13.5 wt%NaCl）和低密度（0.89g/cm3～1.01 g/cm3）的特征,而且随着成矿作用的进行温度和盐度有降低的趋势,其成矿深度较浅（0.72km3.47km）。H-O同位素数据表明八卦庙金矿床成矿流体具有多源性特征,具体表现为顺层磁黄铁矿-石英成矿期成矿流体以岩浆水和建造水为主(δD=-92.8‰-82.0‰;δ18OH2O=3.68‰6.38‰);而NE向黄铁矿-石英成矿期成矿流体主要是大气水和建造水的混合(δD=-96.2‰-84.6‰;δ18OH2O=0.36‰2.86‰)。硫化物原位S同位素测试结果显示八卦庙金矿床浅变质围岩中原生磁黄铁矿的δ34S值为11.6‰13.0‰,介于前人报道的原生黄铁矿δ34S值变化范围（3.3‰16.0‰）,矿石中硫化物的δ34S值为2.5‰15.9‰,指示不同成矿期成矿体系中的硫具有地层硫与岩浆硫混合的特征,其中阶段I自形黄铁矿的δ34S值为3.6‰4.0‰,可能说明成矿早期成矿体系中的硫以岩浆硫为主,随着成矿作用的进行,硫化物的δ34S值逐渐升高,指示地层硫的加入逐渐增多。八卦庙金矿床成矿热液具有富硫、中低温、较低氧逸度和弱酸性的特征,因此推断该矿床成矿热液中金主要以Au（HS）2-的形式进行迁移。石英流体包裹体测温数据显示不同成矿期热液流体温度的变化相对较小,不同阶段硫化物S同位素值的变化和不同阶段矿物组合特征显示,成矿体系的氧逸度在成矿早期有所降低,但在后期成矿作用过程中变化较小。结合阶段I到阶段II（黄铁矿→磁黄铁矿）以及阶段V到阶段VII（黄铁矿+磁黄铁矿→黄铁矿→磁黄铁矿）矿物组合的变化和成矿物理化学条件的改变,认为阶段I到阶段II由水岩反应引起的氧逸度降低、阶段V到阶段VI由水岩反应引起的硫化作用分别造成了阶段II和阶段VI金矿化的发生,而流体混合则是导致阶段VII金沉淀的主要机理。八卦庙金矿床赋矿地层、控矿构造、成矿流体性质、成矿深度和硫化物S同位素组成,与世界上其他典型造山型金矿床有一定的相似性,因此本次研究认为该矿床应归属于浅成造山型金矿床。