吉林大学学报(地球科学版) ›› 2023, Vol. 53 ›› Issue (3): 748-766.doi: 10.13278/j.cnki.jjuese.20210324

• 地质与资源 • 上一篇    下一篇

吉林夹皮沟金矿集区三道岔金矿床成矿流体来源与演化:流体包裹体和H-O同位素的制约

张笑天1, 2,孙景贵2,韩吉龙2, 3,王抒2,余日东2,刘阳2,冯洋洋2, 4   

  1. 1.东华理工大学核资源与环境国家重点实验室,南昌330013
    2.吉林大学地球科学学院,长春130061
    3.中国地质大学(北京)地球科学与资源学院,北京100083
    4.北部湾大学资源与环境学院,广西钦州535011
  • 收稿日期:2021-10-13 出版日期:2023-05-26 发布日期:2023-05-26
  • 作者简介:张笑天(1989—),男,讲师,博士,主要从事矿床学及成矿理论方面的研究, E-mail: xtzhangeology@163.com
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(42072085);江西省教育厅科学技术研究项目(GJJ2200755)

Origin and Evolution of Ore-Forming Fluids of the Sandaocha Gold Deposit in the Jiapigou Glod Ore Concentration Area, Jilin Province: Constraints from Fluid Inclusions and H-O Isotopes

Zhang Xiaotian1, 2, Sun Jinggui2, Han Jilong2, 3, Wang Shu2, Yu Ridong2, Liu Yang2, Feng Yangyang2, 4   

  1. 1. State Key Laboratory of Nuclear Resources and Environment, East China University of Technology, Nanchang 330013, China
    2. School of Earth Sciences, Jilin University, Changchun 130061, China
    3. School of Earth Sciences and Resources, China University of Geosciences (Beijing), Beijing 100083, China
    4. School of Resource and Environment, Beibu Gulf University, Qinzhou 535011, Guangxi, China
  • Received:2021-10-13 Online:2023-05-26 Published:2023-05-26
  • Supported by:
    Supported by the National Natural Science Foundation of China (42072085) and the Science and Technology Project of Jiangxi Provincial Education Department of Education (GJJ2200755)

摘要: 夹皮沟金矿集区位于华北克拉通北缘东段与兴蒙造山带的拼贴部位,是我国最主要的产金地之一。然而该区金矿床的成矿流体来源和矿床成因类型目前仍存有广泛争议;此外,成矿过程中流体的演化以及成矿机制方面也有待深入研究。为解决上述问题,本文选取该区规模最大且最具代表性的三道岔金矿床为研究对象,在详细野外工作的基础上,对不同成矿阶段的石英开展了系统的流体包裹体显微测温、激光拉曼光谱分析以及H-O同位素测试。矿床地质和岩相学特征表明,三道岔金矿床的成矿过程可以划分为(Ⅰ)乳白色石英阶段、(Ⅱ)石英-黄铁矿阶段、(Ⅲ)石英-多金属硫化物阶段和(Ⅳ)石英-碳酸盐阶段,其中阶段Ⅱ和Ⅲ代表成矿主阶段。在各阶段石英中识别出3种类型的原生流体包裹体,依次为水溶液包裹体(NaCl-H2O,W型)、含CO2水溶液包裹体(NaCl-H2O-CO2,C型)和纯CO2包裹体(PC型)。早阶段与主阶段石英均捕获C型和W型包裹体,主阶段石英还发育少量PC型包裹体,而晚阶段石英中仅见W型包裹体。早、主、晚阶段流体包裹体的均一温度依次为283~411、210~288和131~210 ℃,盐度(w(NaCl))依次为4.26%~17.48%、2.07%~15.76%和2.57%~14.04%。H-O同位素结果表明,初始成矿流体来自深源岩浆提供的岩浆水与少量大气降水的混合,且成矿过程中不断有大气降水的加入。自成矿早阶段至晚阶段,成矿流体逐渐由富含CO2的中温、中低盐度NaCl-H2O-CO2体系演化为以H2O为主的低温、低盐度NaCl-H2O体系。流体上升演化过程中与围岩发生了广泛的水岩反应,压力突降与大气降水的持续加入所引发的流体不混溶导致CO2和其他气相成分(如H2S、CH4等)大量逸出与成矿流体物理化学条件变化,进而造成Au-S络合物分解、金溶解度降低,从而有利于金和其他成矿元素的卸载。综合矿床地质、流体包裹体和H-O同位素研究结果,三道岔金矿床属于中温热液脉型金矿床。

关键词: 流体包裹体, H-O同位素, 成矿流体, 三道岔金矿床, 夹皮沟金矿集区

Abstract: The Jiapigou gold ore concentration area, located in the collage section between the northeastern margin of the North China craton and the Xing’an-Mongolian orogenic belt, is one of the most important gold-producing areas in China. However, the origin of the ore-forming fluids and genetic types of the gold deposits in the Jiapigou gold ore concentration area  are still widely disputed. Moreover, there is still a chronic lack of systematic research on evolution of the ore-forming fluids and ore-forming mechanism. To address the problems above, this paper selects the most representative Sandaocha gold deposit in the Jiapigou gold ore concentration area  as an example to carry out a detailed analysis of fluid inclusions, laser Raman spectroscopy and H-O isotopes. Four stages of mineralization have been identified in the Sandaocha gold  deposit: (Ⅰ) milky quartz, (Ⅱ) quartz-pyrite, (Ⅲ) quartz-polymetallic sulfide, and (Ⅳ) quartz-carbonate. The stages Ⅱ and Ⅲ represent the main gold mineralization. Three types of primary fluid inclusions (FIs) are identified in quartz formed at different stages: NaCl-H2O-CO2 (C-type), NaCl-H2O (W-type) and pure CO2 (PC-type). The early-stage quartz contains C- and W-type FIs, which have homogenization temperatures of 283-411 ℃ and salinities of 4.26%-17.48% NaCl equiv. The main-stage quartz contains all three types of FIs, with homogenization temperatures of 210-288 ℃ and salinities of 2.07%-15.76% NaCl equiv. The late-stage quartz contains only W-type FIs with homogenization temperatures of 131-210 ℃ and salinities of 2.57%-14.04% NaCl equiv. The H-O isotope results indicate that the initial ore-forming fluid is the mixture of magmatic water and a small amount of meteoric water, and the meteoric water was continuously added to the ore-forming fluids during mineralization. The ore-forming fluid system evolved from a moderate-temperature and moderate- to low-salinity NaCl-H2O-CO2 system in the early stage to a NaCl-H2O system with a low temperature and salinity in the late stage. Water-rock interactions generally occurred between ore-forming fluids and metamorphic wall-rocks during fluids migration. The sudden decompression and the addition of meteoric water led to fluid immiscibility and the exsolution of CO2, H2S, and other volatiles. This process destroyed the stability of Au-S complexes and facilitated the precipitation of gold and other ore-forming elements. Comprehensive studies of geology, fluid inclusions and H-O isotopes confirm that the Sandaocha gold deposit is a mesothermal hydrothermal vein gold deposit.

Key words: fluid inclusion, H-O isotope, ore-forming fluid, Sandaocha gold deposit, Jiapigou gold ore concentration area

中图分类号: 

  • P611
[1] 郑伟, 刘东宏, 吴晓东, 孙煜恒, 邢波. 粤西石菉Cu-Mo矿床石榴子石与符山石地球化学特征及其对成矿流体演化的制约[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2025, 55(5): 1481-1505.
[2] 门兰静, 薛晓刚, 董福湘, 宋海峰, 孙景贵. 黑龙江省东宁市金厂铜金矿床成矿机制:流体包裹体和稀有气体同位素的制约[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2025, 55(3): 789-804.
[3] 王常东, 郝晓飞, 杨东光, 宁君, 翁海蛟, 严兆彬, 张韶华, 武飞. 松辽盆地南部新生代辉绿岩及其与砂岩型铀成矿的关系[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2025, 55(3): 775-788.
[4] 刘琦, 丁成武, 戴盼, 赵彬朝, 王路远.

图古日格金矿床方解石CO同位素特征及其意义 [J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2025, 55(2): 450-462.

[5] 王存柱, 徐明芳, 刘长纯, 张苍江, 郑大贺, 李国郡, 金忠宝, 许帅农, 王刚. 吉林桦甸地区二道甸子金矿床成因与成矿背景[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2025, 55(1): 139-154.
[6] 张雅静, 刘万臻, 卢禹含, 聂喜涛, 张佳楠. 吉林延边和龙地区华集岭钼矿床成矿时代、成矿流体特征及成矿物质来源[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2024, 54(6): 2154-2170.
[7] 斯尚华, 喻意, 王小龙, 王新星, 赵玉涛, 吴伟涛, .

松辽盆地三肇凹陷扶余油层致密油气充注期次及其成藏贡献

  [J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2024, 54(5): 1457-1467.

[8] 李斌, 臧兴运, 王永胜, 刘振宇, 苏斌, 闫冬. 夹皮沟成矿带小北沟金矿床成矿流体特征及其地质意义[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2024, 54(5): 1575-1591.
[9] 李晓光, 倪智勇, 宋到福, 张旋, 韩子敬, 张威, 安川. 杭锦旗地区二叠系储层油气成藏期次及流体势特征[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2024, 54(4): 1110-1123.
[10] 李勇霖, 倪智勇, 李晓光, 韩子敬, 张威, 安川. 鄂尔多斯盆地杭锦旗地区断控气藏差异[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2024, 54(3): 773-783.
[11] 任云生, 李京谋, 郝宇杰, 徐文坦. 吉黑东部矽卡岩型钨矿床白钨矿原位微量元素特征及其指示意义[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2023, 53(6): 1706-1721.
[12] 赵克强, 孙景贵, 程琳, 马生明, 王振亮, 古阿雷. 内蒙古白土营子钼矿床成矿年代学及成矿流体特征[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2023, 53(3): 822-839.
[13] 李欣航, 白令安, 胡乔帆, 谢兰芳, 庞保成, 岳志恒. 桂西北金牙金矿床成矿流体性质与成矿机制[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2023, 53(3): 840-852.
[14] 许庆林, 孙丰月, 李碧乐, 杨延乾. 青海东昆仑哈陇休玛钼多金属矿床成矿流体特征及成矿模式[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2022, 52(5): 1512-1524.
[15] 唐名鹰, 朱德全, 丁正江, 陈建, 王炜晓, 董振昆, 高振华, 苗晓军, 郑成龙. 柴北缘阿日特克山斑岩型铜钼矿床流体包裹体、稳定同位素特征及其地质意义[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2022, 52(5): 1525-1539.
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[1] 尤敏鑫,刘建民. 同位素地球化学在峨眉山大火成岩省研究中的应用现状与进展[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2014, 44(4): 1231 -1243 .
[2] 杨春梅, 李洪奇,陆大卫,张方礼,高 原,邵英超. 不同驱替方式下岩石电阻率与饱和度的关系[J]. J4, 2005, 35(05): 667 -671 .
[3] 祝洪臣,张炯飞,权 恒. 大兴安岭中生代两期成岩成矿作用的元素、同位素特征及其形成环境[J]. J4, 2005, 35(04): 436 -0442 .
[4] 朱建伟, 赵刚, 刘博, 郭巍, 成俊. 油页岩测井识别技术及应用[J]. J4, 2012, 42(2): 289 -295 .
[5] 陈力,梁海安,张文娟,荣帆. 模糊数学方法在城市工程地质环境区划中的应用--以抚顺市城区为例[J]. J4, 2008, 38(5): 837 -0840 .
[6] 高桂梅,苏 克,王文颖,甘树才,刘招君. 吉林省桦甸油页岩中稀土元素和微量元素的研究[J]. J4, 2006, 36(6): 974 -0979 .
[7] 吴孔运,蒋忠诚,叶 晔. 不同植物群落对灰岩试块溶蚀速率的影响[J]. J4, 2007, 37(5): 967 -0971 .
[8] 周彦章,迟宝明,刘中培. 山东夏甸金矿床充水机理构造控制模式[J]. J4, 2008, 38(2): 255 -0260 .
[9] 张渊,刘连登,孙景贵,陈国华,张洪喜,闫复传,杨开春. 胶东西北部黄埠岭金矿床两期次叠加成矿[J]. J4, 2008, 38(1): 21 -0026 .
[10] 鲁程鹏, 束龙仓, 苑利波, 张蓉蓉, 黄币娟, 王彬彬. 基于示踪试验求解岩溶含水层水文地质参数[J]. J4, 2009, 39(4): 717 -721 .