大坪金矿成矿流体碳质的来源

如题所述

从上文可知,大坪成矿流体中CO2≥H2O。关于高CO2的流体,一般有以下几种可能的来源:幔源、下地壳中高级变质流体(麻粒岩相、榴辉岩相等)和岩浆热液(Sun et al.,1993;Andersen et al.,1997;Mumm et al.,1997;Ertan I E et al.,1999;Xavier et al.,1999;Lowenstern,2001;Diamond,2001;Scambelluri et al.,2001;Wilkinson,2001)。单从流体成分看还不能具体确定本区高 CO2的成矿流体的来源(Mumm et al.,1997;Xavier et al.,1999),但至少可以确定不大可能有大量大气降水的加入。曾有学者认为大坪金矿的成矿流体可能主要为花岗岩浆热液、大气降水构成的混合热液与闪长岩发生水/岩反应而形成的改造热液(韩润生等,1994,1997),但缺乏确切的岩浆热液的证据,而矿脉中广泛分布的白钨矿的微量元素组成不具备岩浆热液成因的白钨矿的特征。许多与非深源的岩浆热液有关的中温热液金矿,如前述山东三山岛金矿、广东河台金矿以及新疆乔尕山金矿(李兆麟等,2001)等,这些矿床的成矿流体均是CO2<H2O,而与深源的变质-岩浆热液有关的巴西FMP金矿,其成矿流体则CO2>>H2O。对比显示,本区成矿流体可能主体为深源流体,而与矿区外围出露的斜长花岗岩体等中酸性侵入岩不大可能有直接联系。

为了进一步确定本区富CO2流体来源,作者对大坪白钨矿石英脉中白钨矿和石英单矿物样品进行了流体包裹体CO2碳同位素比值测定。样品分别采集于大坪金矿6号、8号和51号等主要含金石英脉中,将所挑选的白钨矿石英脉岩样研碎至40~60目,在双目镜下挑选白钨矿、石英单矿物样品至纯度大于99%用于送样分析。样品分析在中国科学院广州地球化学研究所有机地球化学国家重点实验室完成。分析流程大致为:用破碎法使流体包裹体释气,对收集的CO2气体采用GC-IRMS法测定CO2碳同位素比值,分析结果见表5-1。

表5-1 大坪白钨矿石英脉中流体包裹体CO2的δ13CPDB(‰)分析结果 Table.5-1 Carbon isotopic compositions of fluid inclusions in scheelite quartz veins in Daping gold mine

从本书的流体包裹体气相组分的拉曼光谱分析及显微测温结果可知,本区流体包裹体中含碳物质基本为CO2,而未发现其他含碳气体,而同时石英脉中所含石墨固体包裹体不是成矿流体沉淀的,因此所测定的CO2碳同位素比值可代表成矿流体的δ13C。从表5-1中可见,本区成矿流体中CO2的δ13C为-6.50‰~-2.51‰,平均为-4.37‰,这些值均接近上地幔部分熔融所形成的原始岩浆值范围(-5‰±2‰)的均值,而远离大气平均CO2的δ13C值(-7‰)(郑永飞等,2000),表明成矿流体中的碳质主要源于上地幔部分熔融所形成的原始岩浆,成矿流体的形成与本区上地幔部分熔融所形成的原始岩浆发生岩浆去气作用相关。

将上述分析结果结合大坪含金石英脉具有幔源性质的PGE组成和存在下地壳来源的麻粒相石墨等证据,有理由相信,与这些石墨形成相关的下地壳岩石的变质脱水主要是受到从上地幔上升的富CO2流体的作用(如提供碳质和热力);本区成矿流体主要来自地幔排气形成的深源地幔流体和下地壳脱水形成的深源富CO2流体,其形成与上地幔发生部分熔融继而产生岩浆去气作用,及由此引起的下地壳变质脱水作用相关,喜马拉雅期韧性剪切带提供了这些流体运移和汇聚的通道,这种壳幔相互作用过程与壳幔结构的变化,共同构成了大坪金矿成矿的主导因素。

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