康山金多金属矿床是华北克拉通南缘熊耳山地区的中型石英脉型金矿床,位于河南省洛阳市栾川县白土镇,金矿体主要受NE向断裂控制,呈粗大的脉状(图1)。
图1 康山金矿地质简图
康山金多金属矿床的围岩蚀变较发育,主要包括绢英岩化、绢云母化、绿泥石化和碳酸盐化等,其中绢英岩化与金矿化关系最为密切。根据矿物共生组合、形成先后顺序以及脉体之间的穿插关系,将成矿过程分为3个阶段:石英±黄铁矿阶段(第1阶段)、石英-多金属硫化物阶段(第2阶段)和石英-方解石阶段(第3阶段)。第2阶段包括两个亚阶段:石英-黄铁矿-黄铜矿-银金矿亚阶段(2-1亚阶段,金的主要成矿阶段)和方铅矿-闪锌矿-黄铁矿-钛铁矿-含银黝铜矿-黄铜矿-银金矿亚阶段(2-2亚阶段,铅锌银的主要成矿阶段)。
在康山金多金属矿床中确定了4种流体包裹体:三相富二氧化碳包裹体(1型包裹体)、两相水溶液包裹体(2型包裹体)、单相水溶液包裹体(3型包裹体)和单相蒸气包裹体(4型包裹体)。流体包裹体测温和激光拉曼光谱分析表明,成矿流体为中低温、中低盐度的NaCl-H2O-CO2体系(图2C)。通过对该矿床石英H-O同位素(图2A)和铁白云石C-O同位素(图2B)分析,发现成矿流体主要来源于岩浆。康山金多金属矿床主成矿阶段硫化物S-Pb同位素表明成矿物质主要为岩浆源(硫同位素值为4.8‰–7.4‰,铅同位素数据见图2D)。综合以上研究成果及区域构造演化、成矿事件等,笔者认为康山金多金属矿床的形成与早白垩世华北克拉通破坏事件密切相关,该矿床为中低温岩浆热液矿床。在此基础上,笔者提出了康山金多金属矿床的成矿模式:马超营深大断裂带形成于三叠纪华北克拉通与扬子克拉通碰撞背景下,后来在早白垩世被活化:华北克拉通南缘的岩石圈正在扩张,导致岩石圈地幔部分熔融,官道口群和栾川群在此之前已俯冲至太华群之下,后被幔源岩浆底侵。官道口群和栾川群的碳酸盐岩矿物在岩浆的加热作用下发生变质,挥发分(如CO2)进入岩浆。成矿流体沿马超营断裂和三门-岭台断裂向上运移,向北东向脆性断裂运移,在此过程中,成矿流体在浅部发生流体不混溶,挥发分(如CO2和H2S)从流体系统中逸出,使金属络合物失
图2 康山金多金属矿床地球化学图解和成矿模式图
稳。大气降水通过裂隙向下渗入太华群和熊耳群,它们与上升的成矿流体混合,使成矿流体酸度降低,使金属络合物的稳定性进一步降低。所以,康山金多金属矿床中矿物的主要沉淀机制为流体的不混溶和混合作用。
上述研究成果已发表于国际矿床学主流期刊Ore Geology Reviews(Zheming Zhang, Qingdong Zeng(通讯作者), Yunpeng Guo, Ruiliang Wang, Jinhui Yang, Yankun Chen. 2020. Genesis of the Kangshan Au-polymetallic deposit, Xiong’ershan District, North China Craton: Constraints from fluid inclusions and C-H-O-S-Pb isotopes. Ore Geology Reviews, 127: 103815)。该研究受科技部国家重点研发计划(2016YFC0600109)和岩石圈演化国家重点实验室(S201905)资助。