东秦岭银洞沟脉状银金矿床成因及其与变质作用的关系研究

Many moderate to large-scale quartz vein type gold, molybdenum and silver polymetallic ore deposits were found in the Qinling Orogen. However, whether these deposits formed in metamorphic or magmatic hydrothermal fluids are disputed. This project will take the Yindonggou silver-gold deposit, located in Eastern Qinling Orogen in Hubei Province, as a target. Based on detail geological survey, petrologic and mineralogic studies, fluid inclusions measurements, isotopic dating, in situ measurements on isotopic compositions, trace and minor elements contents in different sulfides, we can learn about the geological features of the deposits, mineralization ages, sources of the ore-forming elements, the evolution process of the ore-forming fluid and its characteristic and source. According to these data, we can make sure the mineralization style of the Yindonggou deposit and discuss its geodynamic setting.Detail studies on the metamorphic temperature and pressure conditions of the host volcanic rocks of the Wudang group, and the elements how to mobilize, transfer during the metamorphism process. Then the structure- metamorphism-fluid mineralization model of the ore-forming element will be established. It will provide theoretical guidance for prospecting quartz vein silver polymetallic ore deposits in the Qinling orogen. Moreover, the study results of this project will provide a new way for studying the ore genesis of the quartz vein silver polymetallic ore deposits and tectonic setting in the eastern Qinling orogen.

我国秦岭造山带内发现了大批大中型脉状金、钼及银多金属矿床，对其成因长期存在"变质热液成矿"和"岩浆热液成矿"的争议。本项目拟对位于东秦岭造山带内产于武当群变质火山岩中的银洞沟脉状银金矿床进行研究，通过细致的野外地质调查和室内岩矿相学观察、系统的流体包裹体研究、精确的同位素年龄测定、原位测定不同世代单颗粒硫化物或生长环带的同位素组成和微量元素含量及其组合，查明其矿床地质特征、成矿时代、成矿物质来源以及各期成矿流体的性质、来源与演化过程，确定银洞沟矿床成因类型和成矿背景。同时对赋矿围岩武当群变质火山岩的变质温压条件、变质时代及相应变质作用过程中的元素迁移活化规律进行系统研究，通过对比揭示成矿作用与变质作用的关系，甄别前人观点，建立构造-变质-流体成矿模式，为该区的找矿实践工作提供理论指导。

湖北银洞沟银矿床产于武当群变质火山岩中的韧性剪切带内，其成矿物质和成矿流体来源不清，矿床成因类型不明。项目完成了矿床地质特征、成矿流体系统、成矿时代、成矿物质来源及成矿物理化学条件的系统研究。研究结果表明成矿流体的δ18O 值从第1阶段6.6～9.4‰ 变化为第2阶段的3.6～4.9‰ 和第3阶段的-1.2‰ ～0.4‰；δD 值从第1阶段的-74‰变化为第2阶段的-95‰～-56 ‰和第3阶段的-48‰ ～-73‰ ；晚阶段铁白云石的δ13C值为-2.9‰～-1.1‰。氢氧同位素组成表明成矿流体从早到晚由变质热液逐渐变化为大气降水为主。硫铅同位素研究结果表明成矿物质来源于武当群及其深部。与银金矿密切共生的白云母氩-氩坪年龄为231.0±2.0 Ma，表明成矿时代为231.0±2.0 Ma，成矿作用与区域剪切构造变形作用有关。. 热力学模拟结果表明，S及Au等成矿元素的释放主要受控于绿泥石分解脱水，黄铁矿转换为磁黄铁矿释放的S会和硅酸盐中的Fe（如绿泥石、黑云母等）结合生成更多的磁黄铁矿，而非释放到流体之中。成矿流体中的还原性S主要源于硫化物（黄铁矿、磁黄铁矿）的溶解，随着温度的升高，流体中还原性S的含量呈指数升高。Cu、Pb、Zn在低温条件下以氯络合物形式搬运，在高温条件下以硫氢络合物形式搬运，Au在多数地质流体中以硫氢络合物形式搬运。Au和Cu的硫氢络合物稳定性较强，在还原性流体中Au和Cu具有更高的溶解度。Au及贱金属元素在区域绿片岩相变质过程中，平均泥质岩中约50%的Au会在绿泥石分解后被变质流体萃取迁移，而与此同时只有少量的贱金属元素（3%的Cu、5%的Pb、及2%的Zn）被变质流体迁移。这一结论从理论上解释了在绿片岩相变质过程中造山型矿床多以金矿为主，在其它变质相条件下，若流体温度更高、还原性更强，可以造成贱金属大规模迁移，在合适的围岩环境中形成造山型贱金属矿床。