浅成低温热液型金矿床

一、内容概述

自美国学者Lindgren于1922年提出浅成低温热液（Epithermal）这一术语以来，许多研究者不断对浅成低温热液型金矿的定义及分类进行补充和完善。目前，浅成低温热液金矿的基本含义是：金矿床形成于低温（300℃）、低压（10～50MPa）条件下，热液活动主要发生在火山-浅成岩体系统浅部；金矿化作用主要与火山活动有关，矿化作用发生在火山活动晚期，最终定位于火山地热系统波及范围内（王洪黎等，2009；Corbett G，2002）。浅成低温热液矿床主要集中发育在环太平洋带、加勒比和欧洲南部等地区。浅成低温热液金矿床主要形成于板块俯冲带上盘大陆边缘及岩浆弧和弧后的张裂带，主要集中于环太平洋、地中海-喜马拉雅和古亚洲3个巨型成矿域，伴生矿种较多，主要是银、铜、铅、锌矿床。矿体主要呈条带状脉、复合矿脉、裂隙网脉和席状脉产出。

流体包裹体研究表明，成矿流体为低温热液，偶尔可见含子晶的水溶液包裹体，缺乏H₂O-CO₂包裹体（陈衍景等，2007）。许多研究者认为浅成低温热液金矿床形成过程中有岩浆热液的参与，尽管其含量较少，但对成矿元素的运移起了至关重要的作用（Williams，2005；Heinrich C A，2005）。与成矿有关的侵入岩对成矿系统的贡献主要取决于岩浆的来源、岩浆分异过程控制挥发组分和出溶组分的能力3个关键因素（Lang，2001）。浅成低温型矿床缺乏高温蚀变组合，只发育典型的低温蚀变组合，总体上具有淋滤蚀变特征。近年来的研究显示，斑岩铜矿与浅成低温热液矿床在空间上存在密切联系。Corbett（2002）用图解方式表述了浅成低温热液型矿床与其他类型矿床之间的内在联系（图1）。最近，Heinrich et al.（2004）、Willians和Heinrich（2005）认为蒸气冷却收缩是从斑岩铜金矿至浅成低温热液型（铜）金矿形成的主要机理。

浅成低温热液矿床分为高硫化型和低硫化型两种类型。两种类型浅成低温热液金矿床的形成受区域构造背景控制，高硫化型矿床主要形成于挤压应力场环境，而低硫化型矿床主要产于张性或中性环境下。由于成矿构造背景不同，两者的成矿机理也不相同，沸腾可能是导致低硫化型浅成低温热液型矿床贵金属和贱金属沉淀的主要原因，沸腾期间的去气（如H₂S、H₂Te、Te₂）作用可以促进银金矿和贱金属硫化物的沉淀；高硫化型矿床的形成主要受流体的混合控制（Carrillo，2003）。低硫型矿床自下而上显示由绢云母经伊利石变为蒙脱石的分带性，高硫型矿床顶部发育孔状石英/硅酸盐、硅华和高级泥化带。低硫化物矿石通常与含石英和/或玉髓以及数量不等的冰长石、方解石、菱镁矿、含钾云母、绿泥石和黄铁矿有关。高硫化物金±铜±银矿石与石英、深成黏土矿物、云母和硫酸盐脉矿物紧密相关，深成的硫、明矾石和自然硫非常典型。一些在低硫化物矿床中常见的矿物（如方解石、菱锰矿、冰长石）在高硫环境下缺乏。

结合流体相稳定关系和流体包裹体分析结果，Henrich建立了成矿的热动力学模型，将浅成低温矿床与斑岩型矿床联系起来，并较完整地解释了空间上的蚀变关系（倪志勇等，2011）。金从岩浆热液被运移到低温环境基本的化学要求是：①研究流体中的S与除铁结合外，存在多余的S；②在流体运移过程中，围岩可以不断中和由H₂S＝H^＋ ＋HS^-产生的H^＋，使多余的HS^-/H₂S维持在较高值。前一条件可以通过从流体的相分离实现，后一条件要求围岩中存在大量富K矿物（如钾长石等）。这一模式使斑岩型矿床与浅成低温矿床的内在联系得到合理解释。

图1 岩浆弧背景下浅成低温热液型、斑岩型Au-Ag矿床和矽卡岩型矿床形成的概念模型

（据Corbett，2002）

二、应用范围及应用实例

（一）日本菱刈金矿

菱刈（Hishikari）低硫型浅成低温热液金矿床位于日本Kyushu金矿省的南部，该地区主要由Shimanto沉积岩、晚更新世至更新世的安山岩-流纹英安岩和冲积层组成。菱刈矿区包括Honko、Sanjin和Yamada 3个矿床。菱刈矿床中的矿脉总体走向NE50°，北倾70°到直立，具有对称条带结构和拉断构造、断层泥及拖曳褶皱等变形指示，表明这些矿脉是在拉伸条件下形成的。在Honko⁃Sanjin带，高品位的金矿化与围岩的绿泥石-伊利石蚀变有关，金矿化年龄为0.90～0.97Ma（Watanable et al.，2001）。矿脉主要含石英、冰长石、蒙脱石，含少量高岭土、白钙镁沸石和方解石，主要金属矿物有银金矿、硒银矿-辉硒银矿、深红银矿、黄铜矿、黄铁矿和白铁矿，含少量闪锌矿、方铅矿和辉锑矿。这些矿脉含有许多具有不同粒度矿物的条带，从围岩到矿脉中央，一个典型的矿物沉淀顺序为从冰长石经过冰长石-石英到石英，然后再出现蒙脱石。这种连续性在单个矿脉中可重复。稳定同位素研究发现（Faure，2002；Hayashi，2001），菱刈矿区的成矿流体为岩浆水和大气水的混合，或者是岩浆水与沉积岩发生强烈交换的大气水。深部地壳流体沿着与Shishimano流纹英安岩与岩浆水和大气水发生混合。深部地壳流体可能被储存在脆-韧性转换带之下（Gough，1986），并且在伸展环境下，与上地壳中沿垂直裂隙上升的Shishimano流纹英安岩岩浆一起流出释放（图2）。

图2 菱刈（Hishikari）矿床成矿模式图

（据Hosono et al.，2004）

总之，该矿床具有如下特征：①矿床在拉伸条件下形成，矿脉具有对称条带结合和拉断构造、断层泥及拖曳褶皱等变形指示；②矿脉含有许多具有不同粒度矿物的条带，从围岩到矿脉中央，矿物沉淀顺序为从冰长石→冰长石-石英→石英→蒙脱石；③围岩蚀变主要有硅化、萤石化、泥化、冰长石、明矾石化。

（二）菲律宾Lepanto铜金矿床

Lepanto铜金矿床位于环太平洋火山带的菲律宾北部Mankayan地区，中央科迪勒拉造山带近南北向背斜的东翼。矿区内Far Southeast 斑岩型Cu-Au矿床和浅成低温热液贵金属和贱金属矿床相伴生，二者在空间上相近。另有一角砾岩筒穿切斑岩型岩化、Balili火山碎屑岩与Imbanguila英安岩（Hedenquist et al.，1998）。

大部分矿体围岩为基底变质火山岩和火山碎屑岩。Lepanto高硫型矿床以Imbanguila英安岩为基底，由Lepanto断层和与之相交的不整合所控制。硅化和石英-明矾石蚀变晕呈蘑菇状沿不整合面分布。热液蚀变有硅化、明矾石化、泥化等，渗滤硅化带在英安角砾岩和不整合面发育最好。矿田蚀变带如图3所示，钾硅酸盐化位于斑岩体中心部位，向外为叶蜡石-水铝石-黏土矿物蚀变带，此带延伸至浅成低温热液矿区，构成其蚀变外带，“硅帽”与石英-明矾石化蚀变带和高硫矿化密切相关，与高硫型矿体具有一致的空间分布特征。蚀变的类型和形式与围岩的成分密切相关，淋滤硅化带在英安岩、角砾岩和不整合面发育最好。含矿硅化带具有泥化蚀变晕，并含有原地高岭石、迪开石、水铝石、叶蜡石和自然硫。

总之，该矿床具有如下特点：①该类型矿床在空间和成因上与斑岩铜金矿床关系密切；②矿田由Lepanto断层和与之相交的不整合所控制；③蚀变的类型和形式与围岩的成分密切相关。围岩蚀变主要有硅化、石英-明矾石化、泥化等，“硅帽”、蚀变带与高硫矿化密切相关，与高硫型矿体具有一致的空间分布特征。

图3 Lepanto⁃Far Southeast矿田蚀变剖面图

（据Hedenquist et al.，1998）

三、资料来源

陈衍景，倪培，范宏瑞等.2007.不同类型热液金矿系统的流体包裹体特征.岩石学报，23（9）：2085～2018

毛景文，张作衡，王义天等.2012.国外主要矿床类型、特点及找矿勘查.北京：地质出版社，51～73

王洪黎，李艳军等.2009.浅成低温热液型金矿床若干问题的最新研究进展.黄金地质，30（7）：9～13

Carrillo R F J，M orales R S，Boyce A J et al.2003.High and intermediate sulphidation environment in the same hydrothermal deposit：The example of Au⁃Cu Palai Islica deposit，arboneras（Almera）// Eliopoulos et al.Proceedings of the Seventh Biennial SGA Meeting⁃Mineral Exploration and Sustainable Development.Rotterdam：Mill press Science Publishers，445～448

Corbett G.2002.Epithermal gold for explorationists.AIG Journal Applied Geoscientific Practice and Research in Australia，1～26

Heinrich C A.2005.The physical and chemical evolution of low⁃salinity magmatic fluids at the porphyry to epithermal transition：a thermo⁃dynamic study.Mineralium Deposita，9：864～889

Hosono T，Nakano T.2004.Pb⁃Sr isotopic evidence for contribution of deep crustal fluid to the Hishikari epithermal gold deposit，southwestern Japan.Earth and Planetary Science Letters，222：19～36

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