吉林省南岔金矿床成矿流体特征及来源研究

西# $%

NORTHWESTERN GEOLOGY

Vol. 53 No. 12020(Sum215)2020 年(总 215 期)

DOI：10. 19751/j. cnki. 61 —1149/p. 2020. 01. 005吉林省南岔金矿床成矿流体特征及来源研究王睿，孙丰月，王文元，刘青占，刘汉仑，王可勇(吉林大学地球科学学院，吉林长春130061)摘 要：吉林南岔金矿床地处辽吉裂谷系老岭隆起带西南端，为20世纪80年代发现的一中型构造 蚀变岩型矿床，区内金矿化带(体)产于中元古界老岭群珍珠门组白云质大理岩与花山组片岩接触

过渡部位，其热液成矿作用经历了 ： I黄铁矿-石英阶段；+黄铁矿-黄铜矿-石英阶段；.少硫化物- 碳酸盐-石英阶段。流体包裹体研究表明，各阶段矿石中主要发育气液两相包裹体。I阶段包裹体

均一温度180〜260°C,盐度为4.78%〜9.47%Nacl；.阶段包裹体均一温度为164〜188°C,盐度 为2. 76%〜4. 94%Nacl,表明成矿流体为中低温、低盐度NaCl - HZO体系热液。氢-氧同位素研

究结果表明，I阶段包裹体水％8 Oh2o-smow値为3. 3%o〜5. 3%o，%Dv-smow值变化范围为一90. 5%。〜

-92. 6%0;皿阶段包裹体水 ％8 OH2Osmow 値为一6. 5%0 & 2%o，%Dv_smow 值为一105. 4%0 〜 -117. 7%0，反映I阶段成矿流体主要来源于岩浆热液，.阶段成矿流体多来源于大气降水。岩浆

来源流体温度降低及与大气降水混合可能是金沉淀成矿的主要机帝农关键词：流体包裹体；成矿流体特征及来源；南岔金矿床；吉林省中图分类号:P595

文献标志码:A

文章编号：1009-6248(2020)01-0049-08Study on the Characteristics and Origin of Ore-forming Fluids ofNancha Gold Deposit in Jilin ProvinceWANG Rui, SUN Fengyue , WANG Wenyuan, LIU Qingzhan, LIU Hanlun, WANG Keyong(College of Earth Sciences , Jilin University , Changchun13OO61 , Jilin , China)Abstract: Located in the Southwestern end of the Laoling uplift belt in Liao-Ji rifting zone , Nan­

cha gold deposit is a medium-sized altered rock type deposit and was discovered in the late 1980s.

The mineralization belts (ore bodies) mainly occurred in the contact zone between dolomitic mar-

bleofZhenzhumenformationandschistofHuashanformationinLiaohegroupofmiddleProtero- zoic Era. Its hydrothermal mineralization experiences three stages： I pyrite-quartz stage； + py­rite-chalcopyrite-quartz stage； . rarely sulfides-carbonate-quartz stage. The study shows that

only aqueous two-phase fluid inclusions were developed in ores of different stages. The homoge­

neous temperature in stage I is 180〜260°C , and the salinity is 4. 78 % 〜9. 47 %Nacl. In stage . the temperature and the salinity is 164〜188C and 2. 76 % 〜4. 94 %Nacl respectively. The results

of hydrogen-oxygen isotope analysis shows that the %18OH2 O-SMOW and %D V-SMOW compos-收稿日期:2019-03-15修回日期：20190508基金项目：国家重点研发计划项目“古太平洋构造体制成矿系统物质组成与过程％(2017YFC0601304)作者简介王睿(1995-),男,硕士研究生,矿床学专业。E-mail：wkyong@163. com;：50西北地质NORTHWESTERN GEOLOGY2020 年tion of mineralization in stage I is 3. 3〜5. 3%o and —90. 5〜一92. 6%o respectively； and in stage

.that is — 6. 5-----8. 2%0 and —105. 4------117. 7%o & whichmeans\\ha\\\\hefluidsofs\\ageI main­ly came from magmatic solutions and in stage . mainly from meteoric water. The decreasing of

temperature of magma-derived solutions& combined with meteoric water, may be the main mecha-

nismsofgolddeposi\\ionCKeywords: fluid inclusion ； characteristics and origin of ore-forming solutions ； Nancha gold de-

pos@t*Jlnprov@nce南岔金矿床地处华北地台北缘东段辽吉裂谷系 区内岩浆活动强烈，规模较大岩体主要有幸福

老岭隆起带南西端（李文贵等，1989）,行政区划隶属 于吉林省通化县管辖。该矿床发现于1988年，是吉

林省探明的首个构造蚀变岩型金矿床。矿床研究程

度低，华铭等（1997）曾以南岔金矿床为主要研究对 象，对吉林南部产于元古代片岩建造中的构造蚀变 岩型金矿床控矿条件进行分析，指出该类矿床的形 成主要受老岭群、断裂构造及燕山期侵入体控制；冯

守忠等（1997）对该矿床地质特征进行了总结，并结 合成矿物质来源研究，提出了矿床属中-低温岩浆期 后热液叠加改造层控破碎带蚀变岩型金矿床的成因 认识。然而，到目前为止对该矿床成矿流体特征、来 源及性质等问题仍缺乏系统研究。本次工作，在矿

床地质特征研究基础上，重点开展主要成矿阶段流 体包裹体岩相学、显微测温及氢-氧同位素测试分析

工作，据此分析成矿流体来源及特征，为更好的分析 和总结矿床成因提供重要依据。1区域地质背景南 金矿

吉 谷东 岭 起 西南端，区域范围内出露地层主要有太古宇龙岗群、中元 古界老岭群、晚元古界青白口系、震旦系、古生界及

新生界等，其中老岭群为区域范围内最主要的赋矿 层位。其自下而上分为达台山组、珍珠门组、花山

组、临江组及大栗子组。区内多数矿床产于珍珠门 组白云质大理岩及花山组片岩为主的地层之中。区内构造以褶皱和断裂为主，主要褶皱构造为

老岭复背斜，其轴向总体北东30。〜50。，核部为龙岗 群，两翼依次发育达台山组、珍珠门组、花山组、临江 组及大栗子组；断裂构造以北东向逆冲断层为主，其 中大规模的四平-荒沟山-大横路-南岔断裂走向延

长80 km以上，控制了区内一系列金矿床（点）的空 间产出及展布（华铭等，1997）。山及老秃顶子花岗质侵入体。前者侵位于老岭复背

斜南西倾没端部位，呈岩株状产出，自内而外岩相分 带明显，内带主体岩性为中粗粒黑云斜长花岗岩，外

带则以中细粒花岗闪长岩为主。其黑云母K-Ar 同位素年龄为198 Ma,表明其形成于早侏罗世；老 秃顶子 呈

状 岭复 斜 部产 ，性较为单一，主体为似斑状黑云母花岗岩。黑云母

K-Ar同位素年龄为186 Ma,亦为早侏罗世岩浆活 动产物（华铭等，1997；冯守忠等，1997）。区域上，该 期岩浆活动与金成矿作用有密切的成因联系。2矿床地质特征2. 1 矿区地质矿床产于老岭复背斜西南段南东翼部，区内出

露地层简单，主要有中元古界老岭群珍珠门组、花山 组及上侏罗统林子头组（图1）矿区范围内老岭群

珍珠门组及花山组主要出露于中东部，呈北东向条

状展布， 质 理 主， 后 主要岩性为绢云片岩、绢云绿泥片岩，两者之间呈断层接

触关系；上侏罗统林子头组主要分布于矿区西北部， 岩性下部以灰黑色安山岩为主，中部为粉砂岩、砾岩 夹凝灰岩，上部则多为安山岩、凝灰岩互层夹安山质

火山角砾岩。在矿区西缘局部可见该套地层不整合 覆盖于幸福山花岗质侵入体之上。矿区断裂构造发育，依产状分为北西向、北东向 压扭性高角度断裂及层间构造破碎带，后两者是矿

区主要控矿构造类型（图1）,而北西向断裂属成矿 后构造，对矿化带（体）起切错破坏作用。层间破碎带主要发育 质 理 及 片岩之间，控制了蚀变片岩型矿体的产出；北东向断裂 主要发育于背斜轴部，多为闪长岩脉及霏细岩脉等类

脉岩充填，控制了区内蚀变闪长岩型矿体的产出。第1期王睿等：吉林省南岔金矿床成矿流体特征及来源研究511太古宙古陆# 辽吉裂谷带北缘斜坡区！.中央凹陷区!■南缘浅台区！.地幔隆起区！.构造单

元界线（地名）第四系.上侏罗统林子头组*；10.花山组四段绢云千枚岩；11.花山组三段绢云

片岩；12.花山组二段钙质片岩夹大理岩1$花山组一段含榴绿泥绢云片岩；14.珍珠门组三段硅质 白云质大理岩；15.珍珠门组二段薄层白云质大理岩；16.珍珠门组一段厚层白云质大理岩；17.背斜、

向斜轴订）断裂；1*推测断裂#0.地质界线#1不整合界线#2.金矿（化）体；23.霏细岩脉；24.闪长岩脉#5.花岗斑岩脉#6.燕山早期似斑状黑云花岗岩图1 （\"）南岔金矿床构造位置及（b）南岔金矿区地质简图（矿区地质简图据陈荣度等，1990;华铭等，1997修改）Fig. 1 （a） The tectonic setting and （b） geological sketch map of Nancha gold deposit（Modified after CHEN Rongdu et al. 1990； HUA Ming et al. ,1997）矿区岩浆岩主要有幸福山黑云斜长花岗岩体及 闪长岩、霏细岩、花岗斑岩、闪长玲岩及煌斑岩 2 脉岩。其中，幸福山岩体规模大，主要分布于矿区东

形成早于霏细岩脉，两者经成矿期构造破碎及含矿 热液充填-交代均发生了强烈的蚀变及矿化，部分地

段构 金矿体&南部，侵位于珍珠门组之中，在矿区西缘为上侏罗统 2.2矿化特征林子头组火山岩不整合 ！ 脉岩主要沿 2.2.1 矿化类型及矿化带（体）特征北东向断裂构造发育％ 系判断，闪长岩矿 岩 矿 ， 区 金矿化

52西北地质NORTHWESTERN GEOLOGY2020 年分为蚀变片岩型、蚀变闪长岩型及硅化白云质大理 成矿阶段&矿区 矿 岩

岩型3种类型。目前，矿区范围内已圈定出2条主 要矿化带及不同矿化类型金矿体20余个。主要矿 化带(体)特征如下。作用较 ，变类型有硅化、碳酸盐化、黄铁矿化、绢云母化、绿泥 石化及粘土化等，其中硅化与黄铁矿化与金矿化关 系密切&1号矿化带产于珍珠门组上段白云质大理岩与 花山组片岩接触过渡部位，受层间断裂破碎带控制，

矿化带主体发育于靠近片岩一侧，以蚀变片岩矿化

3样品采集及研究方法流体包裹体研究是查明成矿流体性质，分析

类型为主，次为硅化白云质大理岩型。该矿带目前 控制长度1 100余米，东段产状：走向北东35°〜 %0。,倾向北西，倾角为50。〜70。；西段倾向南东，倾

角近于直立，深部沿倾斜方向呈褶曲状。1-5和 1-10为1号矿化带内2个主要工业矿体，其中1〜

5号矿体赋存标高％98〜539 <,长62 <,平均厚度 1.85 <,金矿石平均品位为6. 43X10k6，矿体倾向

北东，倾角％0°；1〜10号矿体赋存标高568〜

591 <,长50 <,平均厚度1. 48 <,矿石平均Au品 位为2. 70X10k6，矿体倾向南西，倾角<10°。2号矿化带分布于1号矿带下盘，赋存于珍珠 门组上段硅化白云质大理岩与闪长岩脉接触部位，

矿体延深最大为130 <,厚度0. 98〜5. 66 <,属蚀 闪长岩 矿化 ， 向 北东 ， 向 北 ，一般为60°〜80°；矿石Au品位为1. 86 X 10「6〜 6. 92X10k6 &2. 2. 2 矿石特征根据金属硫化物含量及结构构造特征，区内金

矿石可划分为富硫化物型块状矿石、贫硫化物型稀

疏浸染状矿石、贫硫化物型星点浸染状矿石及贫硫 化物型细脉浸染状矿石。各类矿石主要金属硫化物 有黄铁矿、毒砂、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、磁黄铁矿

等，以黄铁矿最为发育；贵金属矿物有自然金、金银 矿、银金矿及深红银矿等，它们或以不规则粒状产于 石英、毒砂及它类矿物粒间，或以包裹体形式产于石

英、毒砂、黄铁矿及黄铜矿等矿物之中；脉石矿物有 石英、方解石、绿泥石、白云石及绿帘石；常见矿石结 构有他形粒状结构、包含结构，交代残余结构等，常

见矿石构造有块状构造、稀疏浸染状构造、星点状构 造及细脉浸染状构造等。2. 2. 3 成矿阶段划分及围岩蚀变特征按矿物组合与矿脉之间的穿切关系特征，将矿

床热液成矿作用划分为：I黄铁矿-石英阶段；#黄 铁矿-黄铜矿-石英阶段及皿少硫化物-碳酸盐-石英 阶段，其中#阶段发育较少，I阶段为金的主要淀积

成矿流体来源、演化及矿质沉淀机制的重要途径，

在热液矿床成因理论研究中发挥着重要作用(李 强等，2014；安瑞等，2017；杨龙伟等，2018)。本次

工作在矿区地表及钻孔岩心中系统采集I、$成

矿阶段矿石样品15件，室内磨制成厚度约为 0. 2〜0. 3 <<的包裹体测温片，用丙酮浸泡约为

3〜4h后，清水洗净晾干用以包裹体研究。流体

包裹体岩相学及显微测温工作在吉林大学地球科 学学院地质流体实验室完成，使用仪器及测试方

法流程见王可勇等(2008)；选取I阶段矿石样品5

件、皿阶段矿石样品4件，分别挑取石英单矿物进 行了流体包裹体氢-氧同位素分析，石英单矿物样 品粒度40〜60目，纯度#98% ;氢、氧同位素测试

作 在 北 地 质 测 中 ，用仪器及测试方法见LIU Hanlun et al. (2018)、

LIU Qingzhan et a. (2018)。4分析结果4.1流体包裹体岩相学特征对15件I、$成矿阶段矿石样品石英、方解石

中发育的流体包裹体进行了系统的岩相学观察，结

果表明，依据室温下的相态特征，矿区不同成矿阶段

矿石中主要发育气液两相流体包裹体，按照Roed- der E.等人提出的原、次生包裹体判别准则

(ROEDDER E. ,1984), I、$成矿阶段矿石中发育 的原生流体包裹体岩相学特征如下。(1) I阶段石英中发育的原生气液两相包裹体 室温下由气泡及液相两相组成，气液比一般为 20%〜、 35%；包裹体大小一般长 %在 英 8〜粒中15 %包， 裹形态多呈 体 星分布或成群产出(图2a、图2c)。(2) $阶段石英中发育的原生气液两相包裹体

第1期王睿等：吉林省南岔金矿床成矿流体特征及来源研究53室温下由气泡及液相两相组成，气液比一般为 10%〜20%，较I阶段石英中发育包裹体气液比小；包裹体大小一般6〜16%<,形态

（3）$阶段方解石中发育的原生气液两相包裹 体室温下由气泡及液相两相组成，气液比一般为

10%〜20%，包裹体大小一般5〜12 则

，形态多为、长 不规则状，在石英颗粒中，包裹长 ， 在 英 粒中， 包裹体 星分体零星分布或成群产出（图29）。布或 （图2d）。a,c. I成矿阶段石英中发育的气液两相包裹体；9 $成矿阶段石英中发育的气液两相包裹体；d. $成矿阶段方解石中

发育的气液两相包裹体图2 I、\"阶段石英中发育的原生流体包裹体显微岩相学特征图Fig. 2 The petrographic features of primary type fluid inclusions in quartz of mineralization Stage I and $4. 2 流体包裹体显微测温度为一1. 6〜—3°C，按相同方法计算求得相应流体

利用英国Linkam - THMSG- 600型冷热两用 盐度为2. 73%〜％. 94%Nacl（图3d）；包裹体以均一 至液相方式为主，均一温度变化范围为164.7〜

台对I、$成矿阶段石英及方解石中包裹体

显微测温分析，包裹体盐度系根据205. 4C （图3c）,根据均一温度及盐度值，估算流体 密度为 0. 90〜0. 93 g/cm3 &冰点 ，利用MacFlincor（BROWN P. E. et al. ,1995）。结果表明，冷冻-升

温过程中，1阶段石英中包裹体冰点 一2. 9〜$ 阶段 解 中 体包裹体 点—5.7°C，计算相应流体盐度为4.78%〜9. 47%

温度为一1. 2〜—2. 8C，相应流体盐度为2. 06%〜Nacl（图39）；包裹体以均一至液相方式为主，均一 温度变化 盐度，

4. 63%Nacl（图3d）；包裹体以均一至液相方式为

180〜260°C（图3a）,根据均一:主，均一温度变化范围为160. 3〜186. 9C （图3c）, 根据均一温度及盐度值，估算流体密度为0.92〜 +.93g/cm3 。体密度为0. 87〜0. 92 g/cm3。体包裹体 点

$ 阶段 英中

54西北地质NORTHWESTERN GEOLOGY2020 年#）、（b）.成矿I阶段流体包裹体均一温度及盐度直方图！c）、（d）.成矿皿阶段流体包裹体均一温度及盐度直方图

图3 I和\"阶段流体包裹体均一温度、盐度直方图Fig. 3 The histograms of homogeneous temperature and salinity of fluid inclusions of mineralization stage I and $4.3流体包裹体氢-氧同位素组成特征I、$成矿阶段流体包裹体

围为5. 6%0〜7. 3%0,氢同位素&DV-SMOW 分析结果对比,

不

化位素分析结为一105. 4%o------117. 7%0 & 1、$阶段氢-氧同位素果表明（表1）,1阶段5件样品包裹体 位素 &18 Oy-SMOW 值变化范围为15. 0%。〜17. 0%。，氢同位

于I成矿阶段，$阶段

矿阶段流体来源方面有一定流体Ov—SMOW值及&DV-SMOW 值均呈现明显的降低

&素&DV-SMOW 值变化范围为一90. 5%0 92. 6%0; $ 阶段4

体包裹体 位素S18 Oy-SMOW值变化范表1南岔金矿床流体包裹体氢-氧同位素分析结果表Tab. 1 The hydropgemn-oxygen isotope analytical results of Nancha gold deposit矿阶段主矿物818Ov-^smow （%。）&Dv-SM0W （%o）—温度#C）&8 0h20-SM0W（%o）3.35.34.34.95.0石英石英15.017.016.016.616.75.6200200200200200一90.5I英英英英

—92.6—91.9—91.4—117.7—117.1—105.4—109.8170170170170—8.2—7.9$英英英

5. 97.3—6.5—7.06. 8第1期王睿等：吉林省南岔金矿床成矿流体特征及来源研究55CH』等存在的低温相变行为(张文淮等，1993；卢焕

5讨论5. 1成矿流体来源章等，2004),表明两阶段矿化成矿流体均为

NaQ-HzO体系热液&包裹体测温结果显示，I阶 段包裹体均一

化

180〜260\\，盐 /根据I、$成矿阶段流体包裹体测温结果，选择 各阶段包裹体均一 $阶段170\\

4.78%〜9. 47% ；$阶段包裹体均一温度变化范围

，即I阶段200 \\、，利用公式10001na石英-为164〜188\\，盐度为2. 76%〜4. 94%，表明成矿

水=3. 38 X 106 Tk2 — 3. 40 (CLAYTON, R. N. et al. ,1972)计算I阶段包裹体水沪Oh2osmow値为

体属中低温、低盐 $ 阶段% 体 、 盐 5),这与根据流体包裹体

。由成矿I阶段-成矿(位 结果所得3- 3%o〜5. 3%o ； $阶段包裹体水&8 Oh2o^smow値为

— 6.5%。—— 8. 2%0&在反映流体来源的&Dv-smow (%。)-&8Oh2osmow (%。)关系图解中(图4), I阶段

流体 位 于岩浆水范围下方，在张理刚金铜系列岩

缘(张理冈J,1989),表明南岔金矿床I阶段成矿流体 于岩

；$阶段流体 位 位于大气降水线 ，远离岩

大 线位置,表明$阶段成矿流体更多的来源于大 &图 4 I、\"阶段流体包？体 #D—_smoi (%o\"- 618 Of O-SMO 1 (%o)

关系图解(底图据TAYLOR H. P. et = ,1974；金铜系列岩浆

水据张理刚，1989)Fig. 4 &Dv-smow (%o)— &8 O^o-smow (%d) map of fluid inclu­

sions of mineralization stage I and $ (The base map is after

TAYLORH. P. et al. ,974 ；magmatic waters ofAu - Cu series is after ZHANG Ligang et al. ,1989)5.2成矿流体特征与性质南 金矿 I 、 $ 矿 阶段矿 中

气液两相流体包裹体& I阶段气液两相包裹体气液20% 〜35% %$ 阶段 包裹 体所减小，为10%〜20%，测温过程中未见CO2及岀的I阶段成矿流体 自于岩 、$阶段成矿流体多来自于大

结论吻合&在均一温度T(°C)-盐度S(%NaCl)图解中，I阶段包裹体均 一温度、盐度分布范围与$阶段包裹体均一

、盐度分布范围构 较高温、较高盐度向低温、低盐线性演化趋势, 随成矿作用 ，大 ：水不断混入，成矿流体由早期以岩演 大

&也暗

体温大 混合 能是导致Au沉淀成矿的重要机制&图5 I、\"成矿阶段流体包？体均一温度T(> \"-

盐度(％)关系图解Fig.5 The diagram ofhomogeneoustemperature and salinity of fluid inclusions of mineralization stage

I and $6主要结论(1) 南 金矿 不 矿 阶 段 矿 中体包裹体& I阶段包裹体均一丢

180〜260\\，盐度为4.78%〜9. 47% ； $阶段包裹

体均一温度变化范围为160.8〜205. 4\\，盐度为 2.06%〜4. 94%，表明成矿流体为中低温、低盐度56西北地质NORTHWESTERN GEOLOGY(6)：1897-19132020 年NaCl-巳0体系热液&(2) 包裹体氢-氧同位素研究表明，I阶段成矿

卢焕章，范宏瑞，倪培，等.流体包裹体[M.*版社2004.北京：地质出

流体主要来自于岩浆热液，而$阶段成矿流体则多

来自于大气降水。为前人提出的矿床属中低温岩浆 期后热液成因认识(冯守忠等，1997)提供了有力的

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