脉状金矿为世界提供了1/3以上的金,其成矿物质来源一直存在着争议。目前普遍认为太古宙绿岩带中脉状金矿成矿流体和成矿物质来源于上地壳岩石的变质脱挥发分作用,但准确地质年代学、详细矿化蚀变样式以及多硫同位素研究证实,绿岩带内一些脉状金矿的成因与岩浆作用关系密切。在太古宙绿岩带中,区域变质、构造演化、岩浆作用及其与金矿化之间的关系往往难以确定,相比之下,发育脉状金矿的显生宙造山带一般保存有清楚的构造-岩浆记录,是剖析这些关系和揭示脉状金矿成矿物质来源的理想对象。 针对上述问题和思路,中国地质大学(武汉)张金阳教授指导的博士生王启林,对我国东昆仑造山带东段的五龙沟超大型金矿田开展了详细的地质和矿化观察,通过对矿田内最大的水闸东沟-黄龙沟金矿开展系统的副矿物U-Pb定年和载金硫化物微量元素、硫-铅同位素的研究,取得的主要认识如下: (1)金成矿作用晚于区域变质和韧性变形,与后碰撞岩浆作用同时:俯冲阶段的中三叠世花岗闪长岩及其包体发育韧性变形,侵入构造蚀变带的晚三叠世后碰撞花岗闪长斑岩新鲜未变形,被逆冲断层穿切(图1),金成矿受逆冲断层控制(图2);与金矿化有关的热液金红石和独居石U-Pb定年结果表明金矿形成于~216 Ma,与矿区蚀变花岗闪长斑岩锆石U-Pb年龄(216.9 ± 1.8 Ma)一致(图3)。因此水闸东沟-黄龙沟金矿形成于~216 Ma,与矿区后碰撞阶段岩浆作用同时。以往绢云母Ar-Ar坪年龄231–250 Ma与变质变形作用有关,独居石U-Pb年龄~420 Ma代表加里东期赋矿花岗岩(锆石U-Pb定年~414 Ma)年龄。
(a)中三叠世(MT)花岗闪长岩中暗色微粒包体(MME)明显定向,指示岩体发生过韧性变形;(b)晚三叠世(LT)花岗闪长斑岩被逆断层切穿▲图2. 五龙沟矿田水闸东沟-黄龙沟金矿控矿断层照片
(a-b) 断层核部的构造透镜体(a)及其透镜体上倾斜的擦痕(b)指示断层发生过逆冲作用;(c)断层边部水平的擦痕及阶步指示断层发生过左行的走滑;(d)断层带内的样品HL7-4中见硅化、绢云母化和黄铁矿化,指示矿化与断层活动有关▲图3. 五龙沟矿田构造-岩浆-成矿的年龄误差图(a)以及定年矿物特征(b-c)
Apy = 毒砂,Au = 自然金,Mon = 独居石,Py = 黄铁矿,Rt = 金红石 (2)成矿物质来源于后碰撞岩浆作用:载金硫化物硫同位素显示岩浆硫的特征(图4),铅同位素与晚三叠世(LT)花岗闪长岩-闪长岩相似(图5),微量元素显示Au与同时富集于岩浆系统的As、Sb、Te、Bi具有较好正相关性(图6),均指示成矿物质来自于岩浆作用。结合上述地质、矿化及其年代学证据,认为成矿物质来源于后碰撞岩浆作用,与早期区域变质作用没有明显的关联。 因此,本次研究提供一个与后碰撞岩浆作用有关的脉状金矿案例,结合其他研究成果,东昆仑造山带脉状金矿与后碰撞岩浆作用有关。▲图4. 五龙沟矿田水闸东沟-黄龙沟金矿Se/S -δ34S图解
▲图5. 五龙沟矿田硫化物、围岩及其区域岩浆岩铅同位素对比图
ET-MT: Early-Middle Triassic, LT: Late Triassic▲图6. 五龙沟矿田水闸东沟-黄龙沟金矿硫化物部分微量元素特征
该研究成果近期发表在矿床学领域重要期刊《Ore Geology Reviews》,论文第一作者为中国地质大学(武汉)博士研究生王启林,通讯作者为中国地质大学(武汉)张金阳教授,合作者包括中国地质大学(武汉)博士生潘亮和黄勤、中国地质大学(武汉)马昌前教授和李建威教授以及加拿大萨斯喀彻温大学潘元明教授。 该研究得到国家自然科学基金项目( No.41572048和42130814) 和国家重点研发计划项目(编号:2018YFF0215402 )的联合资助。作者非常感谢青海一勘院韩玉高级工程师在野外工作中给予的帮助,感谢国家地质实验测试中心赵令浩副研究员和中国地质大学(武汉)赵葵东教授在微量和硫同位素分析过程中给予的支持。 Wang, Q.L.,
Zhang, J.Y*., Pan, L., Huang, Q., Ma, C.Q., Li, J.W., Pan, Y.M., 2024.
Geochronological and sulfide geochemical evidence for gold mineralization
related to post-collisional magmatism in the Wulonggou goldfield of the East
Kunlun Orogen, northern Tibet. Ore Geol. Rev. 170, 106155. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2024.106155.