胶东夏甸金矿床成因：流体包裹体及同位素证据

doi:10.11872/j.issn.1005-2518.2021.02.157

黄金科学技术 ›› 2021, Vol. 29 ›› Issue (2): 184-199.doi: 10.11872/j.issn.1005-2518.2021.02.157

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胶东夏甸金矿床成因：流体包裹体及同位素证据

李逸凡^1,²(),李洪奎³(),韩学林³,耿科³,张玉波³,陈国栋³

^1.山东科技大学土木工程与建筑学院，山东青岛 266510
^2.潍坊学院建筑工程学院，山东潍坊 261061
^3.山东省地质科学研究院，自然资源部金矿成矿过程与资源利用重点实验室，山东省金属矿产成矿地质过程与资源利用重点实验室，山东济南 250013

收稿日期:2020-09-01 修回日期:2021-01-26 出版日期:2021-04-30 发布日期:2021-05-28
通讯作者: 李洪奎 E-mail:windy11011@sina.com;lhklhk126@126.com
作者简介:李逸凡（1986-），女，山东昌乐人，博士研究生，从事地质工程及岩土学等教学科研工作。windy11011@sina.com
基金资助:
国家自然科学基金项目“山东招远—平度断裂带夏甸金矿深部成矿特征研究”(41572068);国家重点研发计划项目“胶西北地区深部构造格架研究——依托于深部反射地震”(2016YFC0600107-5);国家公益性行业科研专项“胶东招平断裂带深部特征与金矿成矿过程研究”(201511029);“招平断裂带中段深部金矿成矿理论、找矿方法与成矿预测”(2017CXGC1605);山东省泰山学者建设工程专项联合资助

Genesis of Xiadian Gold Deposit in Jiaodong：Evidence from Fluid Inclusions and Isotopes

Yifan LI^1,²(),Hongkui LI³(),Xuelin HAN³,Ke GENG³,Yubo ZHANG³,Guodong CHEN³

^1.College of Civil Engineering and Architecture，Shandong University of Science and Technology，Qingdao 266510，Shandong，China
^2.College of Architecture and Civil Engineering，Weifang University，Weifang 261061，Shandong，China
^3.Shandong Geological Sciences Institute，Key Laboratory of Gold Mineralization Processes and Resources Utili-zation，The Ministry of Land and Resources，Shandong Key Laboratory of Geological Processes and Resource Utilization in Metallic Minerals，Jinan 250013，Shandong，China

Received:2020-09-01 Revised:2021-01-26 Online:2021-04-30 Published:2021-05-28
Contact: Hongkui LI E-mail:windy11011@sina.com;lhklhk126@126.com

摘要/Abstract

摘要：

为探讨夏甸金矿床成矿流体性质和来源，对该金矿-740~-820 m中段Ⅶ号矿体金矿石样品进行包裹体和S、H、O稳定同位素测定。夏甸金矿包裹体类型以富液体包裹体为主，其次为富气体包裹体和H₂O-CO₂三相包裹体，气液相比一般为10%~15%， $V C O 2 → L C O 2$ 和 $L C O 2 → L H 2 O$ 相态占比较少；均一温度为72~342 ℃，主要集中在140~280 ℃之间，峰值为200 ℃；盐度［w（NaCl）］为0.5%~15.0%，主要集中在1.0%~7.0%之间；压力为61~541 MPa，平均压力为321.5 MPa；Ⅱ、Ⅲ成矿阶段的数据表明，夏甸金矿成矿温度、盐度和压力随着成矿阶段的推进而逐渐降低。包裹体物质成分主要为CO₂、H₂O和CH₄， $δ D H 2 O$ 平均值为 -56.45‰， $δ O H 2 O$ 平均值为11.67‰，变化范围窄，黄铁矿δ³⁴S_V-CDT值变化范围为+6‰~+8.1‰，平均值为 +7.04‰。富CO₂包裹体、纯CO₂包裹体和CO₂-H₂O包裹体是夏甸金矿床在主成矿期捕获的主要包裹体类型，而H₂O溶液包裹体则主要出现在成矿晚期阶段，其成矿流体表现为温度中等、H₂O-CO₂-NaCl的较低盐度体系，并经历了流体相分离作用。H、O同位素特征表明主成矿期流体主要来自于壳源型花岗岩岩浆水，并有大气降水的加入，S同位素则指示硫源主要来自于胶东结晶基底岩系。

关键词: 包裹体, 稳定同位素, 矿床成因, 成矿物质来源, 夏甸金矿, 胶东地区

Abstract:

Gold ore fluid inclusions and S， H and O stable isotopes from -740~-820 m middle section of ore body VII in Xiadian gold deposit were measured to study the ore-forming fluid properties and sources.The fluid inclusions are mainly liquid rich inclusions， followed by gas rich inclusions and H₂O-CO₂ three-phase inclusions. The gas-liquid ratio is generally 10~15， and $V C O 2 → L C O 2$ and $L C O 2 → L H 2 O$ phases are less. The average temperature is 72~342 ℃， mainly concentrated in 140~280 ℃， with a peak value of 200 ℃. The salinity of ［w（NaCl）］ is 0.5%~15.0%， mainly concentrated in 1.0%~7.0%. The pressure is 61~541 MPa， and the average value is 321.5 MPa. The data of Ⅱ and Ⅲ metallogenic stages indicate that the temperature， salinity and pressure of the Xiadian gold deposit decrease gradually with the change of the mineralization stage. The fluid inclusions are mainly composed of CO₂， H₂O and CH₄. The average value of $δ D H 2 O$ is -56.45 ‰， and the average value of $δ O H 2 O$ is 11.67‰， with narrow range of variation. The range of pyrite δ³⁴S_V-CDT value is +6‰~ +8.1‰， and the average value is +7.04‰. The inclusions rich in CO₂， pure CO₂ and CO₂-H₂O are the main inclusion types captured in the main metallogenic stage of Xiadian gold deposit， while the inclusions of H₂O solution mainly appear in the late stage of mineralization. The ore-forming fluid is characterized by medium temperature， low salinity system with H₂O-CO₂-NaCl， and has experienced fluid phase separation. The H-O isotopic characteristics show that the main metallogenic stage ore-forming fluid mainly comes from magmatic water of crustal granite， with the addition of atmospheric precipitation. The S isotopic characteristics indicate that the sulfur source mainly comes from the crystalline basement rock system in Jiaodong area.

Key words: fluid inclusion, stable isotope, genesis of ore deposit, ore-forming material source, Xiadian gold mine, Jiaodong area

中图分类号:

P618.51

李逸凡,李洪奎,韩学林,耿科,张玉波,陈国栋. 胶东夏甸金矿床成因：流体包裹体及同位素证据[J]. 黄金科学技术, 2021, 29(2): 184-199.

Yifan LI,Hongkui LI,Xuelin HAN,Ke GENG,Yubo ZHANG,Guodong CHEN. Genesis of Xiadian Gold Deposit in Jiaodong：Evidence from Fluid Inclusions and Isotopes[J]. Gold Science and Technology, 2021, 29(2): 184-199.

图/表 13

图1

图2

图3

表1

图4

图5

图6

表2

图7

表3

夏甸金矿Ⅶ号矿体H、O同位素分析结果"

样品编号	矿石类型	成矿阶段	测试对象	δD_矿物/‰	温度/℃	$δ D H 2 O$ /‰	$δ O H 2 O$ /‰
XD-wd-1	黄铁绢英岩	Ⅲ	石英	-105.7	175	-49.92	11.9
XD-wd-2	黄铁绢英岩	Ⅲ	石英	-113.8	240	-58.02	11.3
XD-wd-4	黄铁矿化石英脉	Ⅴ	后期石英	-118.2	240	-62.42	11.1
XD-wd-5	黄铁绢英岩	Ⅲ	石英	-129.0	240	-73.22	12.2
XD-wd-6	绢英岩化花岗质碎裂岩	Ⅱ	石英	-102.0	240	-46.22	10.7
DY-wd-1	黄铁绢英岩	Ⅱ	石英	-110.3	240	-54.52	12.4
DY-wd-2	黄铁绢英岩	Ⅱ	石英	-108.7	240	-52.92	10.4
DY-wd-4	黄铁绢英岩	Ⅱ	石英	-109.0	240	-53.22	12.4
DY-wd-5	黄铁绢英岩	Ⅱ	石英	-113.4	240	-57.62	11.1

表3

表4

图8

图9

参考文献 0

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分析编号	岩矿名称	矿化阶段	赋存矿物	类型	大小 /μm	气液比/%	Th，CO₂/℃		Th，tot/℃		盐度［w（NaCl）］/%		压力/MPa
分析编号	岩矿名称	矿化阶段	赋存矿物	类型	大小 /μm	气液比/%	范围	均值（n）	范围	均值（n）	范围	均值（n）	范围	均值（n）
XD011	黄铁矿化石英脉	Ⅲ	Qz	H	2×4~6×12	5~35			90~221	152（25）	1.4~13.5	8.18（25）
XD011	黄铁矿化石英脉	Ⅲ	Qz	H-C	6×12	10~15		28.6		151		12.81		285
XD012	矿化石英脉	Ⅲ	Qz	H	2×4~6×13	5~80			119~254	176（26）	1.23~14.8	7.89（26）
XD019	矿化石英脉	Ⅲ	Qz	H	2×4~5×14	5~80			120~260	170（19）	1.02~6.45	3.96（21）
XD023	矿化石英脉	Ⅲ	Qz	H	2×4~6×9	10~90			141~268	185（21）	0.43~13.45	3.19（21）
CJ003	黄铁绢英岩	Ⅱ	Qz	H	2×4~6×10	10~15			105~238	190（30）	3.52~14.06	6.31（30）
CJ006	黄铁矿化石英脉	Ⅲ	Qz	H	2×5~6×14	10~15			119~241	185（26）	5.71~6.45	6.12（26）
CJ006	黄铁矿化石英脉	Ⅲ	Qz	H-C	4×8~6×10	30	27.0~28.8	27.9（2）	242~265	253（2）	7.61~7.78	7.75（2）	247~281	264（2）
CJ007	黄铁绢英岩	Ⅱ	Qz	H	2×4~4×5	10~15			201~257	229（21）	0.43~4.44	2.71（21）
CJ008	黄铁绢英岩	Ⅱ	Qz	H	2×3~5×7	10~20			131~195	163（15）	3.71~6.20	5.1（15）
CJ008	黄铁绢英岩	Ⅱ	Qz	H-C	3×5	50		30.2		294		7.61		215
CJ009	金属硫化物石英脉	Ⅲ	Qz	H	2×3~4×6	10~35			90~259	179（18）	4.80~6.59	5.91（18）
CJ009	金属硫化物石英脉	Ⅲ	Qz	H-C	5×7	20		29.3		250		5.72		246
CJ011	黄铁绢英岩	Ⅱ	Qz	H	2×5~5×6	10~80			125~281	188（18）	4.98~8.66	6.07（18）
CJ011	黄铁绢英岩	Ⅱ	Qz	H-C	3×4	40		30.4		395		7.61		349
CJ013	黄铁矿化石英脉	Ⅲ	Qz	H	2×5~4×8	10~25			159~218	192（21）	3.52~9.44	5.47（21）
CJ013	黄铁矿化石英脉	Ⅲ	Qz	H-C	3×5~4×8	20~60	25.9~30.8	28.1（3）	224~298	256（3）	3.58~6.79	5.08（3）	127~397	264（3）

矿床名称	岩矿石名称	压力/MPa	资料来源
夏甸金矿	黄铁矿化石英脉	281，247	本文
	黄铁矿黄铜矿化石英脉	281，247，397	本文
	黄铁绢英岩	346，335，344，118，248，71，65，121，124，441，452，215	本文
	黄铁矿化条带状角闪绿片岩	432，539	本文
	钾化碎裂花岗岩	433，438，437，327，321，319	本文
玲珑金矿	钾化花岗岩	350，235，240	王炳成（1994）
玲珑金矿Ⅰ	黄铁矿石英脉	521	杜心君等（1988）
玲珑金矿Ⅱ	硫化物石英脉	329	杜心君等（1988）
玲珑金矿Ⅲ	灰色石英脉	246	杜心君等（1988）
玲珑金矿Ⅳ	石英方解石脉	153	杜心君等（1988）
台上金矿	黄铁绢英岩	541	杜心君等（1988）

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胶东夏甸金矿床成因：流体包裹体及同位素证据

Genesis of Xiadian Gold Deposit in Jiaodong：Evidence from Fluid Inclusions and Isotopes

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样品编号	矿石类型	成矿阶段	测试对象	δ³⁴S_V-CDT/‰
XD-wd-1	黄铁绢英岩	Ⅲ	黄铁矿	8.1
XD-wd-2	黄铁绢英岩	Ⅲ	黄铁矿	8.0
XD-wd-3	黄铁绢英岩	Ⅴ	黄铁矿	7.3
XD-wd-4	黄铁矿化石英脉	Ⅲ	黄铁矿	6.8
XD-wd-5	黄铁绢英岩	Ⅱ	黄铁矿	7.5
DY-wd-1	黄铁绢英岩	Ⅱ	黄铁矿	7.1
DY-wd-2	黄铁绢英岩	Ⅱ	黄铁矿	6.9
DY-wd-3	黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩	Ⅱ	黄铁矿	6.3
DY-wd-4	黄铁绢英岩	Ⅱ	黄铁矿	6.8
DY-wd-5	黄铁绢英岩	Ⅲ	黄铁矿	6.0