内蒙古哈达门沟-柳坝沟金矿床碱交代作用与金钼成矿关系研究

Alkali metasomatism (potash feldspathization, albitization, biotitization, etc.) is a common alteration and an important indicator in many hydrothermal deposits. Nowadays, it is still worth further studing on the scientific problem of relationship between alkali metasomatism and mineralization, although impressive progress has been made in many aspects. As typical examples, the alkali metasomatism characterized by potash feldspathization in the Hadamengou-Liubagou gold deposit of Innner Mongolia has been studied, in order to expound the petrography and geochemistry of alkali metasomatism products including alterated country rock and ore, to understand origin, composition, physicochemical properties and evolution of alkali fluids, to define the time sequence of alkali metasomatism, alkali-acid change and mineralization, to reveal the alkali metasomatism constrains on activation, migration and precipitation of gold and molybdenum, and to discuss on the chemical dynamic processes of alkali metasomatism and mianealization. This study is of great significance for understanding the theory of hydrothermal mineralization system, and for guiding exploration of gold, molybdenum deposit related to alkali metasomatism.

碱交代（钾长石化、钠长石化、黑云母化等）是许多热液矿床中常见的蚀变现象，也是一种重要的找矿标志。有关碱交代与金属成矿的关系研究尽管已在诸多方面取得了重要认识和进展，但目前仍存在许多值得深入探讨的科学问题。本项目以钾长石化碱交代蚀变广泛发育的内蒙古哈达门沟-柳坝沟金矿床为重点解剖对象，系统研究碱交代产物（蚀变围岩和矿石）的岩相学和地球化学特征，查明碱交代流体的来源、成分、物理化学性质及演化特点，厘定碱交代、酸碱转化与金钼成矿的时间序列，揭示碱交代作用对金钼活化、迁移和沉淀的制约机制，探讨碱交代对金钼成矿约束的化学动力学过程。此项研究，对于丰富和完善热液成矿化学动力学的理论体系，指导与碱交代相关的热液金钼矿床的找矿勘查，具有重要的科学意义和实际意义。

项目以内蒙古哈达门沟-柳坝沟金矿床为重点解剖对象，同时选择东北地区典型钼、金矿床和非洲含铌碱性岩体开展工作，研究碱交代蚀变围岩和矿石的岩相学和地球化学特征，查明碱交代流体的来源、成分、物理化学性质及演化特征，厘定蚀变作用与金钼成矿的时间序列，探讨碱交代对金钼成矿的约束。研究表明，内蒙古哈达门沟-柳坝沟金矿床产于晚太古代乌拉山群变质岩中，受山前深大断裂的次级分支断裂控制。矿体呈近东西向脉状产出，矿石类型主要为石英脉型和钾硅化蚀变岩型。围岩蚀变以紧邻矿脉的钾长石化、硅化为主，向外侧逐渐过渡为绿帘石化、绿泥石化和碳酸盐化，局部见绢云母化。成矿过程分为钾长石-石英（Ⅰ）、石英-黄铁矿-绢云母¬-绿帘石/绿泥石（Ⅱ）、石英-金-多金属硫化物（Ⅲ）和碳酸盐（Ⅳ）4个阶段，此外见碲铅矿、碲金矿、铁白云石、白云石、磷灰石、重晶石、天青石和金红石等矿物。金主要形成于Ⅱ和Ⅲ阶段，少了见于Ⅰ阶段。与成矿密切相关的钾长石和各阶段石英SEM-CL和LA-ICP-MS研究显示：钾长石和石英中的CL结构和微量元素含量可以作为示踪成矿作用有效的指示剂。Ⅰ阶段钾长石和石英CL亮度高，富Ti（数十至100 ppm），高Ba（几千至上万ppm）和Sr（数百ppm），显示出高温流体的特征；成矿阶段石英（Ⅱ和Ⅲ阶段）CL亮度低，无CL结构，低Ti（一般＜1ppm）。受后期热液叠加作用影响，晚阶段钾长石CL亮度低，低Ti（一般＜1ppm至数ppm），Ba和Sr含量相对于Ⅰ阶段钾长石下降一个数量级，为矿石中重晶石和（钡）天青石的沉淀提供了重要的物质来源。矿石中辉钼矿的形成主要与Ⅰ阶段高温钾长石和石英密切相关。金以自然金、碲金矿的形式主要赋存于Ⅱ和Ⅲ阶段的石英中，少量赋存于晚阶段低Ti钾长石中。流体包裹体和同位素研究表明，成矿流体以岩浆水为主，晚期有大气降水的加入；主矿化阶段的成矿流体总体属中高温度（200～350℃）、中低/中高盐度（5～45 %NaCl eq.）的NaCl-H2O-CO2体系，沸腾可能是促使金等矿质大量沉淀富集的主要原因。岩相学和年代学研究表明，钼矿化早于金的成矿作用。钼成矿时代（382Ma）与海西期大桦背岩体侵位一致；金成矿作用发生于三叠世（240-218 Ma），与西沙德盖钼矿床（225 Ma）的成矿时代一致。成矿物质可能主要来源于以西沙德盖（233 Ma）、沙德盖（233 Ma）等岩体为