Z001年 4 月
地 质 科 学
CHINESE JOURNAL OF GEOLOGY
川西北马脑壳金矿床构造一流体
金成矿作用系统演化模式
王可 勇 姚 书振 吕新彪
(1 中 国地 质 大学 武汉 430074；2 吉 林大 学地 球 科学 学院 长 春 130061)
摘 要 基于对马脑壳金矿床构造变形分析及流体包裹体研究 ，探讨 了马脑壳盘矿床形
成过程 和热液成矿机制，认为 自印支运动 来 ，藏 区先后经历 了韧性、韧一脆性及艏性 等多期
构造变形演化过程 ，并伴有多次热液{舌动 =热藏的来掠致性质与构造变形作 用密切相关 ，早期
韧性构 造变形勰，热液来源 “地层建造水 和变质水为主，而韧一脆性变形期蹦来大气降永不断
加人井逐渐 占据优势 ；由韧性一韧一脆性和韧一脆性一脆性构造变形机制 的转变，引起热液 发
生混合及相分 离作用，井导致热液体系 T pAr√ 、 等物化条件降低变化 造成热液中含金
络舍物溶解度大幅度下降而发生沉淀成 矿作用 ，概括总结了 马脑壳金矿床构造 流体一金成矿
作用系统演化模式。
关键词 马脑壳金矿床 徽细摄染型 流体混台及相分离作用 系统演化模 式 构造
流 体 金 戎矿 作用
构造和流体是热液矿床形成的前提条件和主要的控制因素，也是该类矿床研究的重
点内容。构造不仅为热液运移提供通道．为矿质沉淀提供有利的赋矿场所 ；同时 ，构造括动
也影响甚至显著改变着流体作用机制和流体性质，从而对矿质沉淀起到一定的延缓或促
进作用 因此，热液矿床的形成是构造 、流体相互影响、相互作用 和长期发展演化 的结果
(翟褡生，1996；贾跃明，1996)。对于经历过多期次构造变动、多阶段热液矿化而形成的矿
床 ，查 明各构造 运动期 构造变形 的环境 机 制、产 生的构造 样式 、与之 对应 的活 动流体性 质
及其与成矿作用的关系，是分析和研究矿床形成过程 ，揭示和探讨热液成矿机制，进而建
立矿床动态成矿模式的重要前提和基础。
马脑壳金矿床是8O年代末期在川西北地区发现的大型微细浸染型金矿 床，它在该区
同类 矿 床 中有一 定 的代 表 性 本文从 构造 、流 体演化 及 相互作 用关 系 出发 ，分 析 和讨 论 了
该矿床形成过程和主要成矿机制，建立了构造一流体一金成矿作用系统演化模 式，其结果具
有重要 的理论 和实际 意义
本文为国土资潭部 九五 重点科技攻关项 目(95—02 002)，国土资源都矿产定量勘盍 与评价开放研 究实验室基金
联 合 资助
王可 勇 ，男 1063年 l1月 生 ，博 士后 ，矿 求学 专业
2000--01—1 7收稿 ．0o00—06—05改 回。
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2期 王可勇等 ：川西北马脑壳金矿床构造 流体 金戚矿作用系统 演化摸式 1 6j
1 区域 地质 背景
川西 北 地 区是 我 国主要 的微 细浸染 型金矿 化集 中区之一 ，它地处 巴颜 喀拉 印支 冒地
槽 褶皱 系北 东 部 ，阿坝 地 块东 侧 (郑 明华 等 ，1 994)。已有 的基 础地 质 研究 表 明 ．在 前震 旦
纪 ，该 区为扬 子地 台的组 成 部分 ；早 、晚 古生代 发 生 于扬 子地 台西缘 的2次 不彻 底 裂 陷作
用 ，形成 阿坝地块 雏形 ，并在 其周边 地 区不 同程度地 发育 了志 留 泥盆 系砂 、板 岩夹基 性火
山岩建造 及 石炭一二叠 系 白云质 灰岩 为 主的局 限 台地相沉 积 建造 ；到 了早 三叠 世 ，沉 积 范
围扩 大并 进一步 演化 成为 以菠菠 沟组结 晶灰 岩为 代表 的陆棚浅 海相 沉积 ；中三 叠世 晚期
为该 区地质构 造格局 发生变 化的重 要转折时期 ，伴 随阿坝 地块 的进 一步裂 陷和沉 降 ，全 区
演化成 为 巴颜 喀拉特 提斯裂 陷海槽 ，并广 泛发育 了．以中三叠 统扎 尕 山组 、杂谷 脑组及上 三
叠统 侏倭组 、新 都桥组 等 为主 的砂岩 、板 岩 和灰 岩及 其 不等厚 互 层组 合 的浊 流 沉积建 造 ，
构 成 区域地 层 主体 和重 要 的古金 岩系 ；晚三 叠世 晚期 ，强 烈 的印 支造 山运动 席 卷全 区 ，从
而结束 了该 区海相沉积 并全面 抬升成 陆 ，形成 了该 区以北西 向逆 冲一推覆 断 裂及 线 型褶皱
构造为主体的总体地质构造格局 。沿区内重要 的断裂构造带伴有不同程序的印支晚期
燕 山期 中酸 性脉 岩活 动 ，为 该 区热 液金 成矿 作 用提 供 了有 利 的地层 、构造 及 热动 力条 件
(殷鸿福 等 ，1 992}郑 明华 等 ，1 994) 。
2 矿床地质特征
2．1 矿 区地质
马脑 壳金 矿 床位 于 四川 省南 坪县 境 内(图 1)。区内 出露地 层 主要 有 中三 叠统 扎 尕 山
组、杂谷脑组及上三叠统侏倭组 ，其厚度超过2 000 m；北部出露有少量石炭一二叠 系白云
质 灰岩 ，它们 自北而 南沿洋 布粱 断裂 逆冲推覆 于 中一上三叠 统地 层之上 。中 上 三叠统 地层
多 以砂 岩、板岩 和灰 岩及 其 不 等厚互 层 岩性 组 合 为主 ，其 中扎 尕 山组 为矿 区主要 赋 矿层
位。矿区构造变形强烈 ，主要褶皱构造为马脑壳倒转背斜 ，其轴向北西 ，两翼地层产状近于
一 致 ，为2O～60。 30～64。；断裂 构造 主要有北 部区域 性 洋布粱 逆冲 推 覆 断裂带 及其 下
盘 —— 系列次级 北西 、北东 和近 南北 向断 层 。矿 区范 围岩浆 活动 较弱 ，仅 出露 少量 印支 晚
期 花岗斑 岩脉 ，多零 星 分布 于矿 化带附 近围岩之 中 ，规模 小 ，且蚀 变矿 化作 用亦不 明显 。
2．2 矿化带产状及展布
矿 床产 出受地 层岩性 及构 造 的双 重控 制 。马脑壳 金 矿化 带 主要 沿 倒转 背斜 北翼 扎 尕
山组 地 层 中 的顺 层强 劈 理化构 造破 碎 带发育 ，长度 约10 km，其 中古 矿段 长度 约4 km。矿
带 总体走 向北 西31 0～ 320。，倾 向北 东 ，倾 角30～60。，沿 鹿耳 菲沟及 上 马梁 城 沟 ，矿化 带被
晚期北东及近南北 向断裂切错为东西3段 ，其 中马脑壳矿段为其主体部分(图1)。
0 扬恒书 ，橱逢请、文锦 明，等 1995 JII北甘南地 区盒和多金属矿在三叠系中的控矿因素．成矿规律 及拽矿标
志 、成矿 预 研究
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l66 地 质 科 学 2001年
2．3 矿化类型 及其特 征
矿 区主要 发育 蚀变 岩及石 英脉型2类 金 矿化作 用 ，前者 是 破碎 的板 岩、砂 岩 和灰 岩经
强烈 的硅化 、黄 铁矿化 、毒砂化 、绢 云母化 及碳 酸 盐化等 热 液蚀 变而成 ，黄 铁 矿、毒砂 等 多
呈细粒浸染 状分布．也见 与石英组成浸染细一网脉状发育。矿体多顺层产出，长度80～
1 i00m，品位一般16×10 ～964×10 ；后者呈切层的裂隙大脉形式产出，长度一般几
十米 至几 百米 ，厚 ～40 cm，金 属矿物 以辉锑 矿为 主 ，含少量 白钨矿 ，脉 石矿物 为石英 ，矿
石品位一 般18×10 ～140×10 。2类矿化 空间叠 加发育 之处多 为工业富矿 体产 出部 位 。
一[[ITI]I 囫 z 3目 回 5 I--％--I e囫
困 8圈 9图 10圈 11 I~-112回 13圃 l4
图 1 马 脑 壳金 矿床 地质 构造 略 图 (附矿 床 构造 位 置 )
(据 四JfI省地矿 局 二0 五 队1995内部资 料蕾 改 )
1．侏 倭 组 ，2 杂 备脑 组 }3．扎 尕 山组 }4．石 炭一二 叠系 }5 花岗斑 岩 脉 }6．压性 断 层 I 7．剪 切 断 层 }8．倒 转背 斜轴 I 9．地
质 界线 }10．地层 产牧 1I矿 体 I12 冲断 层 }13．】级 (1级 )构 造单 元 I14．马脑 壳 矿 区：】 甫 秦岭 纬 向造 山带 ；】L，
白龙 江柯 造带 }I“．摩 天．争构造 带 } ．巴颜 喀 拉弧 形造 山带 ；l--阿 尼玛 脾褶 皱带 }l 2．阿埂 (若 尔盖 )中 同地块
F 1 A scl~ematic seotoBic—structural map of the M anaoke gold deposit
2 4 成矿期次、阶段划分及围岩蚀变特征
根据 矿物 共生组合 ，矿石结 构构造 及具 不 同矿物组 合矿 脉 之穿切关 系等综合 分析 ，马
脑壳金矿床形成至少经历 了区域变形变质一金初步富集、热液成矿作用一原生矿石形成
及 表生氧化一 金次 生再 富集等 3期主要成矿 作用 过程 ，其 中热 液成矿作用 可进 一步划 分为
I(黄铁 矿一 毒砂一 石英 )、Ⅱ(石 英一 (白钨矿 )一 辉锑 矿 )、Ⅱ(石 英一雄 (雌)黄 )及 Ⅳ(石
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0期 王可勇等 ：川 西北马脑壳金矿床构造一流体一金戚矿作用系统演化模式 1 67
英一 方解石 )等4个 成矿 阶段 ，而 I、Ⅱ阶段 为 主要 的热液 金 矿化 阶段 。矿 区近 矿 围岩 蚀 变
发育．主要蚀变类型有硅化、黄铁矿化、毒砂化、绢云母化、碳酸岩化等，且围岩蚀变发育程
度与金矿化强度总体表现为正相关关系，因此．是该类金矿床重要找矿标志之一
3 构造变形及 其控 矿作用
该区 先后 经历 了印支 、燕 山及喜 马拉雅等 多期次构 造运动 的强烈影 响 ，除地层岩 石普
遍 发生 浅变质 作用外 ，还形成 了遍 布全 区 、形态各 异 及规 模大小 不 同 的各种构 造 形迹 。依
据各类构造的产状及分布特点，结合其构造变形环境和变形机制分析(单文琅等，1 987；朱
志澄等，1 990)，将该区构造活动划分为韧性、韧一脆性及脆性3种性质的构造变形作用 ，它
们 由早到 晚依 次发育 ，分别 控制 了不同性 质的热 液活动及金 矿化作 用 ，表现如 下 。
①早期韧性构造变形作用 发生于印支运动早期。在区域南北向挤压应力场作用下，
岩层 于较深部位 发 生以 固态流 变为 机制 的韧 性构造 变形作用 ，沉 积地 层水 平缩 短加厚 ，上
覆地层 相对 下伏 岩层作 自北 东而南西 方 向 的差 异性 剪切 滑动 ，从 而 形成一 系列顺 层剪 切
构造形迹 ，主要表现为灰岩层普遍发生强烈的顺层掩卧揉皱 ；板岩发育平行层面(s。)的劈
理(s )；能干性 相对 较强 的粉砂 质岩性夹 层在灰 岩层 内被剪 切拉断 而形成 石香肠 构造 等 。
区域及矿区范围内广泛发育 的石英一 团块方解石脉体 ，代表了本区最早的一次热液活动，
它们或 呈 透镜 体 状、鞍状产 于灰岩 揉皱转 折 端部 位 (图2一A)，或 沿板 岩 劈理 面 (S．)细脉 状
产出 ，在随后 的递 进变形 过程 中 ，这些 细脉 多被 扭 曲成 肠状 形态 。微 量元 素分 析结果表 明，
其 平均 含金量 达 110×10～，远 高于 区域 及矿 区地 层 金平 均 含量值 14×10 ～21xlo～，
表 明有 Au的初步 富集作 用 。因此 ，石英一 团块方解 石脉 主要 形 成 于韧性 构造 变形 期 ，为
成矿前 区域变形 变质 过程中金 初步富集期 热液 活动 的产物 。
②中期韧～脆性构造变形作用：发生于印支运动中期。在持续的南北 向挤压应力场作
用 下 ，随地壳逐 渐抬升 岩层发 生纵 弯褶 皱变 形 ，形成 以层 理(S。)或 劈理 (st)为 主要变 形 面
的规模大小不等的褶皱构造。马脑壳倒转背斜即是该期构造变形产物 。伴 随褶皱变形，其
翼 部地层 间相互错 动 ，沿 劈理 化板 岩形成 较大 规模 的北 西 向韧一脆性 构造 劈理 化破 碎带
以黄铁矿一毒砂一石英共生矿物组合为代表的 I阶段热液成矿作用，主要沿北西向构造
劈理化破碎带顺层发育，以强烈 的交代作用为主要成矿方式。破碎的板岩发生较强的硅
化 绢 云母化 、黄铁 矿 化及毒 砂化等 蚀变 作用 ，黄铁矿 、毒砂等 矿 物浸 染状分 布 ，或 呈细 小
的黄铁矿一毒砂一石英细一网脉浸染状分布，这类细小的脉体多沿劈理面不连续分布，或
产 于劈 理 面揉 皱变形 的转 折端 部位 (圈2一B)，表 明该 阶段热 液矿化 作用 主要 发生 于 韧一脆
性 变形时期 。
③晚期艏性构造变形作用 ：始于印支运动晚期 。这一时期地层已抬升至较浅部位，在
挤压 构造 应力 场作用 下岩层 发生 以剪 切破 裂 为主 要机 制的 脆性 变 形作 用 ，形 成一 系列 张
扭一压扭性次 级构造 裂隙 ，叠加 于早期北西 向构造 劈理化 破碎带 之 上 燕 山期 以来 ，区域 构
造应力 场 曾发 生 过 由近 南北 向挤压 向近东 西方 向挤 压作 用 的转变 ，由其所 产 生一 系列 北
北西向及近南北向断裂多以水平剪切运动方式为主，并对矿化带起不同程度的切割和破
坏 作用 (图1)。以石 英一 (白钨 矿 )一 辉 锑矿 共生 矿 物组 合 为代 表 的 I阶段 热 液 金成矿 作
用 ，主要呈穿切构造劈理化带或蚀变岩型矿化的较大脉体形式产出，其产状和分布受次级
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168 地 质 科 学 200t妊
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图2 构造变形与石荚脉产状关系素描
A 产于 灰岩 顺层 揉皱 转 折端 的石 英一 团 块方 解 石 脉透 镜体 {B 产 于 劈理 面揉 皱 转 折瑚 的 黄铁 矿 毒 砂 石英 脉
透镜件iC．斜切劈理化带的石英 (白钨矿) 辉讳矿脉{D 石英 方解石细脉切穿石英一 (白钨矿)一辉姊矿脖；
I．扳 岩劈 理 化带 }2．灰岩 层揉 皱 及其轴 面(虚 线){3．石英 团 块方懈 石昧 4．黄 鲑矿 一毒 砂一 石 英 昧 I5 石英 (白
钨 矿 )一 辉 锑矿 肺 {6．石英 方 解 石细肺 {7．地质 产植
Fig．2 A sketch showing relationship between tectonic deformation and oc⋯ ⋯ ces of quartz veins
脆性 构造裂 隙控制 (图2 C)。在两河 121西采 场 及鹿耳 菲 沟等 处 ，见有成 矿 Ⅳ阶段石 英一 方
解石细脉明显穿切石英一(白钨矿)一辉锑矿脉 的现象(图2一D)。
由于在矿 区范围 内 ，Ⅲ成矿 阶段 石英一 雄 (雌)黄 细脉 及 Ⅳ成矿 阶段 石英一 方解 石 细
脉矿化弱，分布范围局限，而石英一(自钨矿)一辉锑矿脉分布较广，且矿化强。因此 ，Ⅱ阶
段热液矿化作用应形成于印支晚期脆性变形作用强烈时期，这与该阶段石英流体包裹体
Rb—Sr等 时线 年龄 210士11 Ma相吻台 (王 可勇 ，1 999)；其 后随 构造变 形强度 减弱 ，热 液活
动及 成矿作用 渐进 尾声 而燕 山期 以来再 次强 烈 的脆 性 构造 变形作 用 则代 表 了成矿 期后
的构造运 动 。
由此可见 ，自印支运动以来 ，该区先后经历了韧性一韧一脆性一 脆性构造变形作用发
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2期 王可勇等：Jl『西北马脑壳金矿床构造一流体一金成矿作用系统演化模式 1 69
展演 化过程 ，并分 别控制 了具不 同地球化 学特征 的热液活 动和金矿 化作用 ，主要热液成 矿
作用发生于韧 脆性变形期和脆性变形早期阶段，原生矿床应形成于印支运动晚期 。
4 流体包裹体研究及成矿热 液性 质
分 别 对成 矿 前石英 团块 方解 石脉 (PM)及成 矿 期4个 矿 化 阶段 石英 样 品 (I～ Iv)
进行 流体 包裹体综合 研究 ，现就 其结果从 3方面加 以分析 。
4．1 流体包裹体岩相学特征
各类石英 均含 丰富的原 生流体 包 裹体 。其 中 PM 、I、Ⅱ、Ⅳ类石英 均 以液 相包裹体 为
主 ，并 含少量 的纯 液相及 含有机 质包裹体 ；而 Ⅱ类石英 除发育 液相及少量 的纯 液相和 含有
机 质包裹 体外 ，尚普 遍发 育较 多的含CO 3相及 富 CO 相包 裹体 。原 生包 裹 体形态 一般 较
规则 ，多 为椭 园形 、长 条形及 菱形 ，太 小一般 5~ 25tL。Ⅲ类 石英 中包裹 体偏 小 ，一般 不超 过
8 ；各 类 石英 中液相包 裹体充 填度 接 近 ，气液 比一般 5 ～25 ；含CO 3相 及少量 富 CO
相包 裹体 中 ，CO 液相一般 占60 以上 。
4．2 流体 包裹体 显微测温 研究
对 PM 、I、Ⅱ和 Iv 4类 石英 中原 生 流体 包裹 体进 行 了冷冻及 均 一法 测 温研究 ，而 Ⅲ
类石英由于所含流体包裹体较小，故仅进行 了均一温度测定。测试工作使用的仪器为英产
TH 600冷热 两用 台 ，结果 如下 。
① PM、I、Ⅲ和 Ⅳ等 4类 石 英 其 液 相 包 裹 体 均 一 温 度 分 别 为 200～ 300℃ 、1 75～
230 C、1 5O～ 210℃及 12O～200"C；PM 、I及 Ⅳ等3类 石英 液 相包 裹 体 在冷 冻 过 程 中未 见
明显 的 CO 笼合 物形 成现 象 ，表 明其 CO 含量 低 ，因此 热液 属 NaC1一H O 体 系类 型 ，依 据
各 类石 英液相 包裹体 冰点温度 ，估算 其热液 盐度分别 为65～95 wt NaCI、49～ 110 wt
NaC1及 0．5～ 3．5 wt NaCI。
② 1类石英液相包裹体均一温度为170~250"C，依冰点温度估算的流体盐度值为5～
65 wt NaCI；含CO 3相包裹 体完 全均一温度 为180~260"C，据 CO 笼合 物消失 温度估算
的热 液盐 度 为25～45 wtGNaC1，明显 低 于 同时捕 获 的液 相 包裹体 盐度 值 。含CO 3相及
富 CO 相包 体 的存在 表 明形成 该 类石 英热液属 NaC1一H。O—COz体系类 型 。
③PM 类石英其液相包体均一温度与盐度无明显相关关系(图3一A)，而 I、Ⅳ类石英
其 液 相包 体 均一温度 与 盐度值 呈 明显 的正 相关 性 (图3一B，C)，这是 发 生流 体 混合 作用 的
重 要标 志(转据 张恩 世等 ，1 990；张文 淮等 ，1 993)，说明成 矿过程 中长期存 在不 同性 质的流
体 混合 作用 ；成 矿前 热液则 可能 处 于缓慢 冷却 降温作用 过程 (Shephord et a1．，1 985)。
④ I类石英其含CO 3相包裹体均一温度与盐度呈 明显的负相关性 (图3一D)，同时，
液 相 、含CO 3相及 富 CO 相 3类包 裹体共 生 的事实 ，符合 于流 体沸腾 或 相分 离过 程 中捕
获 的流 体包裹体 典型特征 (Shephord et a1．，1 985；张文淮 等 ，1 993；徐启东 等 ，1 995)，说 明
形成 该 类石英 的热 液发生 了明显 的相 分离作 用 。相分 离 作用 的结果 是 挥发性 组 分的分 离
逸 出 、残 液浓 度 和盐度 增太 ，气 相组 分 因其 易 挥发 性特 点 而不 易被 捕 获形 成 富气 相包 裹
体 ，从而造 成该类 石英 其液相 包体 盐度值 明显 高 于含CO 3相 包 裹体 ，而 且 富 COz相 包体
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1 70 地 质 科 学 2001正
8
6
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8
4
200 300
t／℃
180 200 220
t／℃
8
4
0
10
5
0
120 160 200
160 200 240 280
t／℃
图3 流体包裹体均一温度与盐度相关关系
A．石英一团块方解石脉石英中液柑包裹悻 ；B．黄铁矿一 毒砂一石英脉石英中{袁相包裹体 ‘c．石英一 方解石细脉
石英 中{直柑包裹体{n 石英一 (白妈矿)一辉锑矿脒石英 中吉 CO 3相包裹体
Fig．3 A corre Lation between homogenization temperature and salinity of fluid inclusions
数量 上远少 于液相及 含C0 3相包裹 体 。
⑤利用液相及含CO 3相包体温度及盐度数据 ，分别按 NaC1一H zO及发生相分离作用
的 NaC1 H20一CO2体 系压力估算方法 (Shephord et a1．，1995；张文淮等，1993)确定 PM、
I、Ⅱ和 Ⅳ类石英 形成压力 条 件分 别为 ( 59．6～1 1 36．15)×10 Pa、(520．4～ 1 050)×10
Pa、(400～800)×10 Pa及 328．7×10 Pa，相 应形成 深度 范 围分别 为 4．3～5．7 km、3．9～
5．2 km、3．0～4．1 km 及1．2～3．4 km，这 与各类石 英 脉形 成 时的构 造变形 环境 和变形 机
制特 点相吻 合 。
4．3 流体包裹体成分及氢、氧同位素特征
对各 类 石英脉石 英、方解石单 矿物流 体包裹体 成分及 氢 、氧同位 素组成进行 了 系统 分
析 (表1)，结 果表 明 ：
(1)成 矿前及 成矿期各 矿化 阶段热液成 分总体 相近 ，阳离 子均 以 Ca 、Na 、K 为主 ，
并含少量的 Mg 、Li 等离子 阴离子成分以 HCOa为主 ，c1次之，sol、F 含量较低 ；
其 中 F ／Cl一比值 为0．O3～O 1O，Na一／K一比值为 0．53～ 6．68，说 明其来 源 不同 于典 型 的
石 日Z 菩 石 日Z
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2期 王可勇等 川西北马脑壳金矿床构造一流体 金 成矿作用系统演化模式 1 71
变 质 水 和岩 浆 热液 (范 永香 ，1989~张德会 等 ．1998)。气 相成 分 以 H O 为主 ，古 一 定 量 的
COz、CHt及 少 量 H ，主 成矿 阶段 CO 含量 明显高 于成 矿 前及 成矿 晚期 热液 ，说 明热 液 中
COz含 量 与 金 成 矿 作 用 有 密 切 联 系 。热 液 pH 值 为 6．8～ 7．2，表 明热 液 总体 近 中 性 的
特点 。
表1 流体包裹体成分厦氨氲同位素测试结果
Table 1 The analyzed results of eomposidon，hydrogen and oxygen isotopes。f fluid End iⅡs
石 英一 方 解 石 方解 石 67O l l25 33 仉 25 。 55 0·06 0 l87 3 33 O 3
利 试单 位 ：中国地 质科 学 院宜 昌地 质矿 产 研究 所 ；K 、NB 、ca2+、Mg2一、Li+一原 子 吸 收光 谱 {击IF
、 c卜 、so} 光
度 丹析 {击}气相 成 丹 气 相 色谱{击i(~DH ． o】| 0均系 SMOW 标准 值
(2)根 据 氢 、氧 同位 素 测 试 分 析 结 果 (见 表 1)，成 矿 前 热 液 dDH 0值 为 76．1‰ ～
一 57·9％c，d-ao日。0为2·7‰～3-82‰，与封闭盆地卤水或地层建造水接近(转据沈渭洲等，
1987)，也靠 近变质水 氢 、氧 同位 素分布 范 围，考 虑到该类 石英 脉形成 于 区域地 层发 生浅变
质 作用 时期 ，因 此推 测其 流 体来 源 可能 以变 质水 和地 层 建造 水 为 主 ；而成 矿 Ⅱ阶段 热 液
DH2。值 为 i00，7‰ ～ 一73，3％c· o日
，
o为7．O1％c～ 7．3‰ ，总 体显示 演 化 的大气 降水 为
主 的 特 点 (转 据 沈 渭 洲 等 ，1987)；成 矿 I阶 段 热 液 dDH 0值 为 一 76，3％ ～ 一 64，4‰ ．
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172 地 质 科 学 2001年
O一 o为2．7‰ ～12．11‰ ，反 映 出热藏 可能为 地层建造 水、变质水 及大气 降水等各 种来源
流体混台 的结果
系统 的流体包 裹体研究 结 果表 明 ，马脑壳金 矿床成 矿流 体总 体属 中一低温 、低 盐度 、近
中性的 Na K—Ca 一HCO7一C1成分体 系类型，主成矿阶段相对富含 co ，与美国卡林
金 矿热 液特 征相 近 (Kuehn and Arthur，1995)。其 来源成 矿前 可能以地层 建造水 和变质水
为 主 ，成 矿 期以来 则有 大气降 水不 断混入 并逐 渐 占据优 势 。成 矿演化 过 程 中 ，热 液体 系温
度逐 渐降低 ，盐度 不 断下 降 。I、Ⅱ主成矿 阶段 热藏 发 生过明显 的流体 混台 及相 分离作 用 ，
与 金成 矿作用 有直接 关 系。
5 构造一流体 金成矿 作用及其 系统演化模 式
5．1 构 造一流体一金成 矿作用 系统分析
综台构造 变形及其控 矿作 用分析 和流体包 裹体研 究结 果 ，得 出如下结 论 (图4)。
(1)不 同期次 的构造变形 作用 控制 不 同来源 的热藏 活 动。早 期韧性 变形作用 反映 的是
中一深构造层次较封闭的地质环境 ，因掏造挤压而排出的地层建造水及伴 随区域地层浅变
质作 用形成 的变质 水可 能是该 构造 变形 期活 动流 体 的主要 来源 ；其 后 ，随 地壳不 断抬 升 ，
构造体制由韧性向韧一脆性 和脆性变形演化 ，地质环境逐渐相对开放，导致大气降水不断
混入并逐 渐 占据优 势 。
(2)构 造变形 机 制转 变引 发 了流体 的混 合及相 分 离作 用 。伴 随构造 变形 由韧性 向韧一
脆性 转变 ，岩层 发生纵 弯褶 皱变 形作用 ，其翼 部 固层 间滑动 而形成较 大的构造 劈理化 破碎
带。地层倾斜及岩石破碎提高了其渗透性程度，导致大气降水下渗循环。参与循环的大气
降 水 、变质水 、地层建 造水 等不 断汇 聚于构 造破 碎 带并 沿其 上 升，在 较浅 部 位与 浅部较 冷
流体相遇并发生混台；其后的脆性变形作用 ．形成 一系列次级张扭一压扭性构造裂隙，自
深部 上升 的 富 CO 含矿流 体 一旦进 入这些 较开 放 的掏 造空 间 ，会 因构造 减 压而发 生相 分
离作 用 ，导致 流体 中气 相 组分分 离逸 出 。因此 ，构 造变 形机 制 的转 变 是流 体发 生混 台及 相
分离作 用的重要 诱 因
(3)流体混合及相分离作用促使流体 成分和性质发生变化。参与循环的流体在其运移
过程中温度逐渐升高，并由于不断与围岩发生反应 ，吸取其 中的成矿元素而逐渐演变成较
高温含矿流体；同时 ．地层 中碳酸盐类矿物溶解也使其 CO 含量不断升高。其后 ，含矿流体
在上升过程中与浅部较冷热液混台 ，导致其冷却和稀释 ，热藏温度、盐度将逐渐降低；而流
体相分离作用的发生 ，则使热藏中 CO：、H S等气相组分逸失 ，使其含量降低 因此，本 区
热藏总体表现出温度、盐度不断降低及主成矿阶段相对富含 CO 的演化规律。
(4)流 体混合 及相分离 作用 是 导致金 沉淀 成矿 的 主要 机 制 。大 量研 究 表 明 ，流体 混台
及相分离作用对热液体系性质有显著影响，是导致热藏体系 丁√ 、 及 pH 等物化条件
降 低 的 重 要 原 因 (Drummond and Ohmoto，1985；Hofstra et a1．，1 991；Kuehn and
Arthur，1 995)。而 热 液 丁、厂0。、 及 pH 值 的 降 低 均 是 导 致 以 AuS 、Au(HS) 及
AuH SiO 等形 式 运移 的含 金络 台物 溶解 高 降低 ，进 而发生 沉 淀成 矿 的 主要 因素 。根据 热
力学原理 (饶 纪龙 ，1 979；涂 光炽 ，1984；樊文苓 等 ，1993)，本 文估算 了该 区不 同演 化 阶段热
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2期 王可勇等 ：川西北马脑壳金矿床 构造一流体 金成矿作用系统演化模式 173
脆性构造变形
脆性 构造变形 ；
次缎张扭一 压扭
性构造裂隙叠加
脆性构造变形 ；
次缓张扭一 压扭
性构造裂豫叠加
韧一脆性构造变形
褶皱构造及控矿北
西向构造劈理化破
碎带形成
韧性构造变 形；
顺层剪切 构造形迹
及其 组舍
淋滤作用
原生矿破碎
氧化矿带形成
流体混台、玲却
石英一雄(雌)黄 、
石英一方解石组合
的弱矿化作用叠加
地 表 术 l燕山期 ～
大气降术；NaO,一H2O津
系类型
流体相分离作用
石英一 (白钨矿)一
辉锑矿组台的脉型
矿化叠加
印支
运动
晚期
大
H
气
zO
降术
OO
为
2~主} 。J羹翥
流体混台作用
黄铁矿一毒砂一石
英组合的顺层蚀变
岩型矿化作用
大气降术+地层建造术
+ 变质水} 口 一 o唪
系类型
流体玲却降温作用
石英一团块方解石
组台的金初步謇集
作用
地层建造术+变质术
№ 口一H2o阵系类型
图4 马脑壳金矿床构造 流体一金成矿作 用系统演化模式
Fig．4 A systematic evo]utlon model o structtlre—fluid gold mineralization o Manaoke gold deposit
印支
运 动
中期
印支
运动
早期
液 厂0 、 彦 数及 AuS一、Au(HS)~和 AuHas．() 络台物溶解度值(表2)，结果表明，由成矿
前到成矿期主矿化阶段，热液体系 T、pH、厂0 及 z均呈逐渐 降低变化趋势，特别是发生
流体混合及相分离作用 的 I、Ⅱ主成矿阶段 ，其 厂0z、 。降低最为明显 ，而这两阶段也是热
液 中含金络台物溶液度下降程度最大的时期(见表2)。因此 ，流体混合及相分离作用是该
区金沉 淀成矿 的主要热液作 用机制 。
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174 地 质 科 学 2001年
表2 热液体系物化条件及含盒络台物溶解度估算结果
Tab_e 8 Estimated 口hys～ cheroical eondition~of hydrotherma[fluids and sotubilities of gold bearing coruplexes
5．2 成矿作用系统演化模式
综上所述，马脑壳金矿床的形成是该区多期次构造变形、多阶段热液活动及其相互作
用、长期发展 的结果 ，其构造一流体一金成矿作用系统演化模式概括于图4中。
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A SYSTEM ATIC EVOLUTIoN M oDEL oF STRUCTURE—FLUID—
GOLD M INERALIZATIoN FRoM M ANA0KE G0LD
DEPOSIT，N0RTHW EST SICH UAN
W ang Keyong‘ Yao Shuzhen‘ La Xinbiao
(1．China Unit s鲫 of Geoscience*．Wuhan 430074{
2．College ofEarth Sciences．J l} Um'versity，Changchun 130061)
A bstract
By analysis of tectonic deformation and study on fluid inclusions，the ore form ing
processes and hydro—thermal mineralization mechanism of the M anaoke gold deposit
were discussed．The studied region，namely，northwest Sichuan，experienced a multi
phase of deformations through ductile，ductile—brittle to brittle ones from the Indosinian
orogeny，accom panying multi stage of hydro—therma1 activities successively．A sources
of the hydro—thermal fluids related with tectonism intimately，that is during the phase of
ductile deformation，in which the solutions mainly originated from connate water and
metamorphic water． From the phase of ductile—brittle deformation， meteoric water
joined and predominated gradually．The changes of tectonic deformation mechanism
from ductile to ductile—brittle and ductile—brittle to brittle deformation．reSUited in fluid
mixing and phase separation processes of the hydro—thermal solutions，which caused，in
turn，the reductions of T、pH 、fo2 and fs2 etc．The physico chemical conditions of fluid
systems，as a result，the solubilities of the gold—bearing complexes lowered sharply and
gold deposition created+The systematic evolution model of structure—fluid—gold minera1一
ization from the M anaoke gold deposit was summarized+
Key W ords The M anaoke gold deposit，M icro—grain disseminated type，Fluid
mixing and phase seperation，System atic evolution mode1，Structure fluid—gold mineral—
ization
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