湖北宜昌白竹坪金矿床的成因...-Pb同位素地球化学的证据_曹亮.pdf

湖北宜昌白竹坪金矿床的成因：来自流体包裹体及H-O-S-Pb同位素地球化学的证据曹亮1，张利国1，周云1，段其发1，张权绪2，赵武强1CAO Liang1,ZHANG Li-Guo1,ZHOU Yun1,DUAN Qi-Fa1,ZHANG Quan-Xu2,ZHAO Wu-Qiang11.中国地质调查局武汉地质调查中心（中南地质科技创新中心），湖北 武汉 430205；2.湖北省地质局第七地质大队，湖北 宜昌 4431001.Wuhan Center,China Geological Survey(Geosciences Innovation Center of Central South China),Wuhan 430205,Hubei,China;2.Seventh Geological Brigade of Hubei Geological Bureau,Yichang 443100,Hubei,China摘要：宜昌白竹坪石英脉型金矿床位于湘西-鄂西成矿带西部黄陵背斜核部东北缘，是该地区代表性矿床之一。成矿过程可划分为无矿化石英脉阶段（）、石英-黄铁矿-方铅矿阶段（）和石英-碳酸盐阶段（）。流体包裹体研究表明：不同阶段石英中均含有大量的流体包裹体，以气液两相和富液相为主，总体为中低温度（151 341）、中低盐度（3.53%14.10%NaCleqv）和低密度（0.752 1.019 g/cm3）的流体；估算的流体捕获压力为12.2 33.7 Mpa；推测成矿深度为1.22 3.37 km。流体包裹体群体成分及单个流体包裹体激光拉曼分析表明：成矿流体总体属于NaCl-H2O-CO2体系。氢、氧同位素分析显示，成矿流体的18OH2O变化于+1.0 +5.3，DH2O变化于-56.1 -35.0，表明成矿流体主要由变质水和大气降水组成，成矿主阶段以变质水为主，晚期有较多大气降水的加入；金属硫化物的34S值为0.93 6.69，206Pb/204Pb为15.634 15.677，207Pb/204Pb为15.238 15.318，208Pb/204Pb为36.634 36.796，表明成矿物质主要来源于下地壳及上地幔。总体上，白竹坪金矿床成因类型应为造山型金矿，受区域深大断裂以及次级的韧-脆性剪切带控制。关键词：流体包裹体；稳定同位素；成矿流体；成矿物质；白竹坪金矿床；湖北宜昌中图分类号：P618.51；P611文献标识码：A文章编号：2097-0013（2023）02-0387-15Cao L,Zhang L G,Zhou Y,Duan Q F,Zhang Q X and Zhao W Q.2023.Genesis of BaizhupingGold Deposit in Yichang,Hubei:Evidence from Fluid Inclusion and H-O-S-Pb Isotope Geochemistry.South China Geology,39(2):387-401.Abstract:Yichang Baizhuping gold deposit is located in the northeast edge of Huangling anticline core in thewest of western Hunan-western Hubei metallogenic belt,one of the representative deposits in this area.Theore type is mainly quartz vein gold deposit.The mineralization process can be divided into Non-mineralizedquartz vein stage（）,quartz-pyrite-galena stage()and quartz-carbonate stage().The study of fluid in-clusions shows that there are large number of fluid inclusions in quartz at different stages,mainly gas-liquidtwo-phase and liquid-rich types with general medium-low temperature(151341),medium-low salinity(3.5314.10%NaCleqv)and low density(0.752 1.019 g/cm3).The estimated fluid capture pressures rangefrom 12.2 MPa to 33.7 MPa,with the formation depth of 1.223.37 km.Laser Raman analysis of group fluid收稿日期：2022-9-6；修回日期：2023-3-16基金项目：中国地质调查局项目(DD20160029、DD20201152、DD20230343)第一作者：曹亮（1982），男，硕士，正高级工程师，主要从事铅锌多金属矿床研究；E-mail：第39卷 第2期2023年6月华 南 地 质South China GeologyVol.39,No.2,387-401Jun.,2023doi:10.3969/j.issn.2097-0013.2023.02.015华 南 地 质2023 年黄陵背斜是扬子地台的重要金成矿区，一系列的构造-岩浆活动为本区金等成矿元素的活化、迁移、富集提供了有利的条件，形成众多的矿床和矿(化)点，具有小而富、易选、易采的特点，有很好的开发前景。白竹坪金矿为湖北省第七地质大队1975年在黄陵背斜核北部开展1 5万矿产调查时发现，其资源量尚未查明，目前金矿床正在开采中，是黄陵地区效益较好的矿山。前人对黄陵背斜核部金矿的地质特征、成矿流体特征、成矿规律及矿床成因等进行了一定程度的总结和研究（熊成云等，1998；曹锐等，2009；刘圣德等，2015；向萌等，2019，2021；周舟等，2020），但是对该矿床成矿物质与成矿流体来源、成矿流体演化方面的研究较为薄弱。本文系统地对白竹坪金矿床三个成矿阶段流体包裹体的岩相学特征、均一温度、流体相成分以及H、O、S、Pb稳定同位素进行了分析，对矿床的成矿流体性质及来源、成矿物质来源以及矿床成因进行了研究。1区域地质背景黄陵背斜大地构造上处于扬子准地台上扬子台坪鄂中褶断区，北为南秦岭冒地槽褶皱带，以青峰断裂为界；西以新华断裂与神农架断穹分隔；东以远安断裂为界与远安台褶束分隔；南与八面山台褶带长阳台褶束相邻，二者被天阳坪断裂分隔（刘圣德等，2015）。区内地壳活动性较强，特别是前震旦纪的岩浆活动、变质作用、混合岩化作用十分强烈，地质构造复杂，前后经历了阜坪吕梁、扬子（晋宁）、加里东印支、燕山喜马拉雅等四个构造旋回（熊成云等，2004）。黄陵背斜核部金矿床（点）分布于两个不同时代的地质体中，大致以雾渡河断裂为界，北部金矿脉主要产于晚太古-早元古代水月寺群浅色片麻岩中；南部金矿脉主要产于晚元古代黄陵花岗岩及崆岭群变质岩中（图1）。金矿床（点）呈带状分布，集中产出于区域深大断裂或侵入体接触带附近，特别是花岗岩与变质岩接触带的韧脆性剪切带对金矿的控制作用最为明显（苏欣栋，1987；刘圣德等，2015）。2 矿床地质特征矿区出露的地层主要为水月寺（岩）群周家河组上段，由均质混合岩、混合质黑云斜长片麻岩、黑云斜长片麻岩、黑云片岩、斜长角闪片岩及阳起透闪石岩等组成。地层走向北东，倾向北西。局部由于断裂构造关系，走向北西，倾向北东，地层倾角50 78，为一被破坏的单斜构造（图2）。区内岩浆岩主要为英安斑岩脉和辉长辉绿岩脉。在矿区内已发现含金石英脉3条，其中1号含金石英脉规模最大，是最主要的含金石英脉（图inclusions and single fluid inclusions shows that ore-forming fluids generally belong to the NaCl-H2O-CO2systemOxygen and hydrogen isotope data from quartz show that the 18OV-SMOWvalues range from 13.0 to15.3，18OH2Ovalues from+1.0 to+5.3，and DH2Ovalues between-56.1 and-35.0,which revealedthat the ore-forming fluids of Baizhuping gold deposit were composed of metamorphic water and meteoricwater，while the ore-forming fluid of main metallogenic stage mainly came from the metamorphic water，withthe addition of more meteoric water at the late stage.The 34S values of sulfides range from 0.93 to 6.69Among Pb isotopes，the206Pb/204Pb,207Pb/204Pb and208Pb/204Pb ratios of sulfides are in the range of 15.634 to15.677,15.238 to 15.318 and 36.634 to 36.796 respectively,which revealed that the ore-forming materialsmainly came from the lower crust and upper mantle.The genetic type of Baizhuping gold deposit should beorogenic gold deposit with obvious ore-controlling effects from regional deep faults and ductile-brittle shearzones.Key words:fluid inclusion;stable isotope;ore-forming fluids;ore-forming materials;Baizhuping gold depos-it;Yichang,Hubei Province388第39卷 第2期3）。在1号含金石英脉中圈出7个矿体，矿体最大长度约150 m，一般几十米，矿体的最大厚度1.18 m，最小0.42 m，一般0.55 0.86 m，矿体最大延深208 m(垂深)。矿体的形态呈脉状、透镜状、舌状或扁豆状，与石英脉呈渐变过渡关系，与近矿围岩界线清楚，产状与脉体一致（图3）。原生矿石中金属矿物主要以黄铁矿、黄铜矿为主，其次为方铅矿和闪锌矿（图4a、4b、4c、4d）；脉石矿物主要为石英，其次为方解石、铁白云石等碳酸盐矿物。黄铁矿是重要的载金矿物，一般呈半自形，少数呈它形或自形粒状，粒径0.2 2 mm，集合体达3 10 mm，形成斑状，常见碎裂结构，局部隐约图1 黄陵背斜核部金矿分布地质略图Fig.1 Geological sketch of gold deposits distribution in the core of the Huangling anticline据熊成云等（1998）修改；1.第四系；2.白垩系；3.志留系；4.奥陶系；5.寒武系；6.震旦系；7.崆岭群变质岩；8.水月寺岩群变质岩；9.石英闪长岩；10.花岗岩；11.基性-超基性岩；12.