卡林型金矿的成矿流体研究

摘要：卡林型金矿是当今世界上已发现金矿中最重要的工业类型之一，目前关于卡林型金矿的研究热点主要集中在成矿流体及流体包裹体上，尤其是深部流体对金的成矿的影响。其研究内容主要包括成矿流体包裹体特征、流体运移方向的确定、流体来源的确定、成矿物质来源及成矿流体运移通道等，通过研究这些内容，可以初步总结出卡林型金矿的成矿机制，为寻找大型、超大型卡林型金矿提供依据。

关键词：卡林型金矿，成矿流体，流体包裹体。

中图分类号：A715 文献标识码：A文章编号：

Abstract：Carlintype gold deposit is one of the most important industrial type ore deposits in the world, the ore-forming fluid and fluid Inclusions are hotspot of study in recent years， especially deep fluids, the main content of which includes the feature of luid Inclusions of ore-forming fluids, the determination of the migration direction and the source of ore-forming fluid, the source of ore-forming materials and the transportation channel of ore-forming fluid and so on. By studying these aspects， we can summarize the mineralization mechanism of Carlintype gold deposit, which provide rational basis for exploring large-size and super large deposits.

Keywords: Carlin type gold deposit, ore-forming fluid, fluid Inclusions.

1 前言

卡林型金矿是目前世界上已发现金矿中最重要的工业类型之一，它分布范围广、储量大，具有很高的经济价值。

近年来，大量的证据证明许多大型超大型矿床的形成是地壳大规模流体活动的结果[1]，卡林型金矿就是其最典型的代表。因此，越来越多的专家[2]通过研究成矿流体来认识卡林型金矿的成矿机制，他们在获得大量的科学成果的同时，也为解释中国卡林型金矿的成矿机理并进一步找矿做出了重大贡献。

2 卡林型金矿成矿流体研究现状

2.1流体包裹体研究

流体包裹体研究是认识古代地壳流体、下地壳和上地壳等深源流体最有效的办法。矿物中捕获的流体包裹体能够很好地指示流体成矿的全过程[3]，包裹体的形态、大小可反映构造条件[4]，同一样品中盐度明显不同的包裹体可用来确定不同成矿期或不同成矿阶段。

2.2流体运移方向的确定

（1）矿脉和近矿蚀变岩中重金属元素的比值可指示矿液的运移方向[5]。

（2）在一系列样品中，会出现明显的盐度梯度，结合构造等地质情况，可以指出矿液流动的方向。

（3）利用矿体产出形态、矿体产状等地质证据和矿体厚度、微量元素含量分析可以确定流体的运移方向[6]。

（4）成矿温度规律性的变化可以指示成矿热液运移的方向[7]。

2.3流体来源的确定

不同来源的流体，其同位素的组成有明显的差异，把成矿流体的同位素组成与已知源同位素组成进行对比，是判断成矿流体来源的重要方法。目前，主要用于确定卡林型金矿成矿流体来源的指标有：

（1）C、H、O同位素示踪

表1列出了主要地质体或碳储库的碳同位素组成，不同碳储库之间δ13C差别较大，使碳同位素能够成为示踪流体来源的重要手段之一。

表1主要碳储库的δ13C组成[8]

碳储库类型 δ13C(PDB‰) 文献

有机质 -27 Schidlowski，1998

大气CO2 -7―-11 Hoefs，1997

淡水CO2 -9―-20 Hoefs，1997

火成岩 -3―-9 Taylor，1986

海相碳酸盐 0.5 Hoefs，1997

地壳 -7 Faure，1986

地幔 -5―-7 Hoefs，1997

将金矿床的氢、氧同位素测试数据投影在δ18O-δD图上，根据数据点的投影位置可以判断成矿流体的来源(图1)。

图1东天山红石金矿床石英流体包裹体δ18O-δD图解[9]

（2）Pb同位素

将金矿矿床类型铅同位素模式年龄投影到铅同位素的构造模式图上(图2)，对应于不同峰区的铅有着不同的源区特征。

图2铅同位素构造模式图(据卢欣祥，2003)

（3）He-Ar同位素

氦和氩在地壳和地幔中的同位素组成不同，地壳和地幔的3He/4He比值相差近1000倍，地壳流体中只要有少量地幔氦加入，就能明显地反映出来，因此被作为幔源组分最灵敏的示踪剂[10]。

放射性成因氩和地幔氩均具有高的40Ar/36Ar比值，仅根据较高40Ar/36Ar比值根本无法判断它们是放射成因氩还是地幔氩，但同时具有高40Ar/36Ar比值和高含量的3He，则是地幔所特有的[11]。

（4）卤素挥发分

利用流体包裹体中挥发份的含量及比值可以指示流体的来源，目前，人们常常利用Br/Cl的比值[12]示踪流体的来源。

（5）F元素

氟一般是深源物质的指示剂，周云[13]在研究青山金矿床时得出，方解石包裹体流体中F-含量甚微，说明成矿流体大多来自于地壳沉积盖层中。

（6）Na+/K+、Ca2+、Mg2+比值

目前，大多数学者认为Na+/K+＜2，Na+/(Ca2++Mg2+)＞4时为典型岩浆成因；Na+/K+＞10，Na+/(Ca2++Mg2+)＞115时为典型热卤水成因；而2

（8）Sr同位素

(87Sr/86Sr)i是判断成岩成矿物质壳、幔来源的重要指标，一般(87Sr/86Sr)i>

0.1710时为壳源，(87Sr/86Sr)i

2.4成矿物质来源

（1）Si同位素

卢秋霞[15]等人曾经运用硅同位素动力学分馏原理，论证了该微细浸染型金矿的成矿硅质、矿质和流体主要直接来源于上地幔分异或深部循环的超临界流体。

（2）稀土元素

尽管各稀土元素的行为相近，但不同的条件也会导致其分馏并形成不同的配分模式，其曲线位置的高低、倾斜程度、铈异常(δCe)和铕异常(δEu)以及曲线总体形态的对比是进行成因和物源分析的重要指标[16]。

2.5金矿床成矿流体运移的通道

目前对于输矿系统研究的还比较少，大多数集中在油气研究方面。关于金矿床成矿流体运移的通道，最近才引起重视。流体的输导系统与矿化蚀变有着密切的联系，并可能是实际的富矿地段，流体运移通道的形态可能对形成一些大型、超大型矿床起着关键作用。

3结论

由以上可知，目前卡林型金矿的成矿流体研究主要在流体来源方面，并着重探讨深源流体对成矿的影响，而且已具有多种指示流体来源的指标，但是某一个单一指标在说明成矿流体来源上还不具有说服力，本人认为应综合地质情况、常量元素、微量元素、稀土元素和流体包裹体及其他特征进行综合分析。同时，关于卡林型金矿成矿流体的运移方式及运移通道等问题已引起了有关学者的重视，因为流体运移通道的形态可能对形成一些大型、超大型矿床起着关键作用。

参考文献:

[1]卢焕章，论成矿流体[J].中国科学院地球化学研究所，矿物学报，2009.

[2]马星华，刘家军，毛光剑，等，甘肃寨上金矿床成矿流体性质与成矿作用探讨[J]，岩石学报，2008，24(9)

[3]潘小菲，刘伟，北山金窝子金矿床流体包裹体特征及成矿流体演化[J]，岩石学报，2006，22(1)

[4]王莉娟，王京彬，王玉往，新疆北部准噶尔东天山地区金矿床成矿流体主要特征[J]，岩石学报，2008，24(4)

[5]卢欣祥，尉向东，于在平，等，小秦岭-熊耳山地区金矿的成矿流体特征[J]，矿床地质，2003，22(4)

[6]向才富，庄新国，张文淮等，成矿流体运移的输导体系研究[J]，地质科技情报，2000，19(4)

[7]郭涛，邓 军，吕古贤，等，焦家金矿床成矿流体运移的通道、方式及驱动机制[J]，地球学报，2008，29(1)

[8]李晶，陈衍景，李强之，等，甘肃阳山金矿碳氢氧同位素与成矿流体来源[J]，岩石学报，2008，24(4)

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[10]申萍，沈远超，曾庆栋，等，新疆萨吾尔金矿带成矿流体氦氩同位素示踪、科学通报，2004，49(12)

[11]王力，孙丰月，王佳良，山东金岭金矿床成矿流体地球化学特征[J]，岩石学报，2010，26(12)

[12]李晓峰，毛景文，王义天，等，惰性气体同位素和卤素示踪成矿流体来源[J]，地质论评，2003，49(5)

[13]周云，汪雄武，陈兵，等，陕西青山金矿床成矿流体特征研究[J]，黄金，2009，11(30)

[14]庞保成，林畅松，罗先熔，等，右江盆地微细浸染型金矿成矿流体特征与来源[J]，地质与勘探，2005，41(1)

[15]卢秋霞，刘显凡，苏文超，微细浸染型金矿深源矿质和流体地球化学示踪研究[J]，贵金属地质，2000，9(2)

[16]刘显凡，金景福，倪师军，滇黔桂微细浸染型金矿深部物源的稀土元素证据[J]，成都理工学院学报，1996，23(4)

赵鹏海的作者简介作者简介：赵鹏海（1987―），男，长安大学地球科学与资源学院硕士研究生，矿物学、岩石学、矿床学专业。

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