夏河-合作地区卡林-类卡林型金矿矿床成因的矿物学、地球化学和年代学制约

综合应用现代矿床学、地球化学和同位素年代学的最新理论和先进的分析测试技术方法（如SIMS），以西秦岭西段夏河-合作地区的卡林-类卡林型金矿为对象，深入研究典型金矿床的蚀变岩石学、矿物学、地球化学和成矿年代学，查明金的赋存状态和分布特征及成矿元素组合，准确限定卡林-类卡林型金矿的成矿时代，弄清成矿流体和成矿物质来源，揭示卡林-类卡林型金矿与区内其他矿床类型的关系及金矿成矿作用与中生代岩浆活动的联系。以西秦岭古生代－中生代地质构造演化为主线，综合上述元素和稳定同位素地球化学及成矿年代学数据，深刻阐明夏河-合作地区卡林-类卡林型金矿的矿床成因，为区域地质找矿提供理论指导。本项目的顺利实施还将为整个西秦岭地区卡林-类卡林型金矿的研究提供思路和方法上的借鉴。

对夏河-合作地区典型的卡林型金矿及与其有成因联系的金矿床和相关侵入岩进行了详细研究，在西秦岭造山带卡林型-类卡林型金矿床成矿作用及卡林型金矿床的岩浆亲和性这一重要科学问题上取得重要进展。(1) 利用电子探针、LA-ICP-MS和SIMS等原位分析手段对载金矿物—砷黄铁矿和毒砂的微量元素组成进行了系统分析，获得一大批高精度数据，查明了枣子沟金矿载金矿物的结构和金的赋存状态，证明金主要以固溶体（Au+）的形式存在于载金矿物的晶格中。(2) 首次获得夏河-合作地区及整个西秦岭卡林型金矿床的高精度年龄数据。枣子沟类金矿床热液绢云母的40Ar/39Ar坪年龄为219.4 ± 1.1 ~ 230 ± 2.3 Ma（2σ）；与金矿脉相互穿插的中酸性侵入岩脉的LA-ICPMS锆石U-Pb年龄为233 ~ 248.9 Ma (1σ)。金矿床和矿区侵入岩脉年龄的一致性表明岩浆活动在金矿成矿过程中具有重要作用。(3) 第一次确证西秦岭卡林型金矿床具有岩浆亲和性。成矿热液的δ18OH2O值为10.1 ~ 12.4 ‰，δDH2O值为-56 ~ -76 ‰，表明成矿流体主要为岩浆热液。与主成矿阶段热液铁白云石平衡的流体δ13C值为–6.45 ~ –3.65 ‰，δ18O 值为6.76 ~ 7.86 ‰，与地幔来源的碳酸岩较为接近，具有明显的岩浆来源属性。黄铁矿、毒砂和辉锑矿的δ34S值介于为-3.8 ~ -13.3 ‰。可能与成矿流体的氧化有关。(4) 对夏河-合作地区与侵入岩有关的金矿床进行了系统研究，证明区内卡林型金矿床与矽卡岩型和热液脉型金矿床具有密切的成因联系，二者是同一岩浆-热液成矿系统的产物。(5) 对拉不在卡金矿床流体包裹体的激光拉曼分析结果显示，主成矿阶段流体包裹体的气相成分以CH4为主，次为CO2和少量N2，反映成矿流体为富含CH4的还原性流体，指示成矿母岩浆可能为还原性岩浆，其形成可能与岩浆侵位过程中与富碳质地层发生同化混染有关。(6)初步揭示了夏河-合作地区金矿床的成矿动力学背景。与成矿有关的侵入岩的元素地球化学及Sr-Nd同位素组成表明，含矿岩浆起源于富钾的基性下地壳部分熔融，并有幔源岩浆的加入。结合区域地质背景分析认为，与金矿有关的侵入岩是印支早期活动大陆边缘古特提斯洋向北俯冲过程中形成的弧岩浆活动的产物。