蚌埠五河地區(qū)金礦床成礦物質(zhì)來源及其年代學(xué)研究
——以河口和榮渡金礦床為例 *

楊治 鄧宇峰 袁峰 李躍 林濤 張順林 張家嘉

1. 合肥工業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，合肥工業(yè)大學(xué)礦床成因與勘查技術(shù)研究中心(ODEC)，合肥 2300092. 安徽省礦產(chǎn)資源與礦山環(huán)境工程技術(shù)研究中心，合肥 2300093. 安徽地礦局第二水文工程地質(zhì)勘查院，蕪湖 2410004. 安徽省勘查技術(shù)院，合肥 230031

安徽省蚌埠五河地區(qū)位于郯城-廬江斷裂帶的西部，屬于華北地臺南緣蚌埠臺隆和五河臺坳的鄰接區(qū)域(安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1987)。部分學(xué)者認(rèn)為該地區(qū)是與膠東半島北部相對應(yīng)的華北地臺內(nèi)部的地質(zhì)構(gòu)造單元，五河地區(qū)金礦床是膠東招掖金礦帶在郯廬斷裂以西的延伸(徐嘉煒等，1984；朱光，1999)。蚌埠五河地區(qū)韌性和脆-韌性構(gòu)造及巖漿活動發(fā)育，具有良好的成礦條件，已發(fā)現(xiàn)許多礦床及礦化點(diǎn)，如大鞏山、毛山、榮渡、朱頂?shù)冉鸬V床(涂蔭久等，1991；涂蔭久，1994；董法先，1995；孟憲剛和陳洪新，1996；曹達(dá)旺，1998；李建設(shè)和吳禮彬，2001；賀超，2007；劉青，2007；魏波，2011；李飛，2017)。前人利用大鞏山、榮渡金礦床蝕變礦物Rb-Sr等時線法得出成礦年齡分別為153.75±11.2Ma和109.03±4.4Ma(董法先，1995)，而毛山、朱頂(西畈子)金礦床含金石英脈的石英40Ar/39Ar年齡為113.4±0.4Ma～117.4±0.5Ma(Ying and Zhao, 2003)，指示該地區(qū)的成礦時代集中于燕山期。區(qū)內(nèi)金礦床的形成可能與新太古代西堌堆組變質(zhì)圍巖密切相關(guān)(涂蔭玖和陳成濤，1993；曹達(dá)旺，1998；劉青，2007，2014；張順林等，2017)，成礦流體以巖漿水和變質(zhì)水為主，并受大氣降水的影響(涂蔭玖和陳成濤，1993；董法先，1995；魏波，2011；劉青，2014)。對于該地區(qū)礦床的成因類型前人尚有不同的理解，有學(xué)者認(rèn)為該地區(qū)的金礦床是與巖漿作用相關(guān)的熱液脈型金礦床(李建設(shè)和吳禮彬，2001；金能啟等，2011；趙先超等，2013；黃江華等，2015)；亦有學(xué)者認(rèn)為該地區(qū)的金礦床為造山型金礦床(魏波，2011)或綠巖帶型金礦(涂蔭久和陳成濤，1993)。

河口金礦床是安徽省勘查技術(shù)院在五河地區(qū)找礦的新突破，為一處中型金礦床(國家儲量委員會認(rèn)定其Au資源量為5.66t)；榮渡金礦床是五河地區(qū)已開采多年的中型金礦床，并且經(jīng)過近年來不斷的勘探，發(fā)現(xiàn)其礦體規(guī)模及礦床的資源量有所增加。這兩處金礦床相距僅1km左右，而且對于河口金礦床的地質(zhì)特征及其成礦過程的研究目前還比較薄弱，因此對比研究這兩個礦床，有利于解決五河地區(qū)礦床形成時代及成因等問題，對在該地區(qū)找礦的突破具有重要意義。本文擬通過研究河口及榮渡金礦床不同成礦期次的石英中流體包裹體的均一溫度和鹽度以及H-O同位素，礦石礦物中S同位素，來闡明區(qū)內(nèi)礦床的成礦流體和成礦物質(zhì)來源；利用榮渡金礦床黃鐵礦的Re-Os同位素定年，并結(jié)合前人在蚌埠五河地區(qū)的礦床定年工作來確定區(qū)內(nèi)金礦床的成礦時代；綜合研究礦床的成礦物質(zhì)來源，成礦時代及其與區(qū)內(nèi)變質(zhì)事件的關(guān)系，來查明礦床的形成過程。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)處于華北陸塊南緣與秦嶺-大別造山帶交匯部位，郯廬斷裂帶從本區(qū)中部呈近南北向穿過，西側(cè)為徐淮地塊、蚌埠隆起，東側(cè)為大別構(gòu)造帶、張八嶺構(gòu)造亞帶(圖1a)。

圖1 五河地區(qū)構(gòu)造位置圖(a)及五河-榮渡地區(qū)地質(zhì)圖(b, 據(jù)張順林等，2017(1)張順林，張家嘉，汪青松等. 2017. 安徽省五河縣榮渡-大柳莊地區(qū)河口鉛金礦普查地質(zhì)報(bào)告修改)

1-新近系；2-邱莊組；3-新莊組；4-青山群； 5-西堌堆組；6-玄武玢巖；7-鉀長花崗斑巖；8-斜長角閃巖；9-蛇紋巖；10-花崗斑巖；11-花崗閃長斑巖; 12-絹英巖；13-金礦點(diǎn)；14-實(shí)測斷裂；15-推測斷裂；16-研究區(qū)；17-金礦體

Fig.1 Tectonic location (a) and geological map of the Wuhe-Rongdu area (b)

1-Neogene; 2-Qiuzhuang Fm.; 3-Xinzhuang Fm.; 4-Qingshan Group; 5-Xigudui Fm.; 6-basalt porphyry; 7-K feldspar porphyry; 8-plagioclase amphibole; 9-serpentine rock; 10-granite porphyry; 11-granodiorite; 12-sericitolite; 13-gold deposits; 14-measured faults; 15-inferred faults; 16-research area; 17-gold ore body

蚌埠五河地區(qū)是由基底巖系構(gòu)成，大部分為第四系所覆蓋，出露的地層較為簡單。其中，基底巖石單元主要為新太古宇五河群，主要分布于蚌埠-五河一帶，為一套以片麻巖、斜長角閃巖、大理巖、淺粒巖為主的中-深變質(zhì)巖系。依據(jù)其巖性特征可分為下亞群、上亞群，下亞群自下而上為西崮堆組、莊子里組、峰山李組，上亞群自下而上分為小張莊組、殷澗組(安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查隊(duì)，1979(2)安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查隊(duì). 1979. 蚌埠幅(I-50-28) 1:20萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告)；此外本地區(qū)還有少量青白口系和白堊系分布。大地構(gòu)造上，蚌埠五河地區(qū)位于蚌埠隆起與郯廬斷裂帶的交接部分，由東西向蚌埠復(fù)背斜和北北東向郯廬斷裂帶構(gòu)成本地區(qū)的基本構(gòu)造格架。此外，受郯廬斷裂帶的影響研究區(qū)還發(fā)育有一系列的NW-近EW向、NE-近SN向斷裂構(gòu)造(安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查隊(duì)，1979)。

表1五河地區(qū)巖漿巖以及變質(zhì)巖年代

Table 1 Ages of magmatic and metamorphic rocks in the Wuhe area

時代巖體巖性代表巖體年代(Ma)分布成因類型脈巖中生代二長花崗巖石英閃長巖女山巖體128(1)130(2)分布在研究區(qū)南部呈長條形東西向展布同熔型煌斑巖(156.1±8.2Ma(4)、152.7±2.7Ma(3))、花崗斑巖122Ma(1)元古代鉀長花崗巖莊子里巖體2104(2)出露于莊子里村南部,玉皇山和大金山之北,朱頂-石門山斷裂西側(cè)改造型古元古代斜長角閃巖黑云母變粒巖混合巖淺色體混合花崗巖西堌堆組2685±8(5)1952.4(5)2492±14(3)2504±8.7(3)

注：數(shù)據(jù)來源為(1)徐祥等(2005)，邱瑞龍等(1999(3)邱瑞龍, 徐祥, 候明金. 1999. 蚌埠地區(qū)花崗巖及控礦因素與找礦預(yù)測研究)；(2)楊德彬等(2009)；(3)楊治等,未發(fā)表；(4)李加好等(2015)；(5)桑寶梁(1994(4)桑寶梁. 1994. 蚌埠-五河地區(qū)主要金礦類型的成礦條件及其預(yù)測研究)

五河地區(qū)內(nèi)巖漿活動頻繁，出露的巖漿巖具有多期次不同類型等特點(diǎn)，其成巖作用包括區(qū)域混合巖化作用、花崗巖化作用等(邢鳳鳴和徐祥，1995；徐祥等，2005)。礦區(qū)主要巖漿巖有女山巖體、莊子里巖體、山張家?guī)r體和各類脈巖(表1)。

蚌埠五河地區(qū)已發(fā)現(xiàn)礦床(點(diǎn))數(shù)十處，如榮渡(錢臺子)、大鞏山、硤石山、毛山、朱頂(西坂子)等金礦床。有學(xué)者在總結(jié)前人工作及研究成果的基礎(chǔ)上，對比研究了蚌埠五河地區(qū)和膠東地區(qū)金礦床成礦地質(zhì)條件，認(rèn)為二者的金礦床成礦地質(zhì)背景相似(劉成剛，1990；朱光，1999；陳皓龍和劉國生，2014；胡海風(fēng)等，2015；張順林等，2017)。但五河地區(qū)巖漿活動以及相關(guān)的郯廬斷裂發(fā)育程度均弱于膠東地區(qū)，推測五河地區(qū)金礦床成礦物質(zhì)可能來源于下地殼(胡海風(fēng)等，2015；張順林等，2017)；膠東地區(qū)的金礦成礦物質(zhì)過程可能是古太平洋板塊俯沖誘發(fā)早白堊世華北巖石圈減薄，導(dǎo)致地幔軟流圈物質(zhì)上涌，促使下地殼發(fā)生重熔的結(jié)果(Lietal., 2014；Deng and Wang, 2016；Fanetal., 2016；Li and Santosh, 2017; Dengetal., 2018)

2 礦床地質(zhì)特征

據(jù)礦山勘查內(nèi)部資料(張順林等，2017)，河口金礦礦區(qū)位于五河縣縣城東約2km處(圖1b)，現(xiàn)已探明金的金屬量為5.66t，主礦體Au平均品位10.25g/t；鉛金屬量8524.97t，Pb平均品位1.42%。榮渡金礦床則位于五河縣縣城東北約4km，河口金礦床的北東側(cè)，金的金屬量為3.63t，平均品位為7.12g/t。

2.1 河口金礦床

礦區(qū)內(nèi)地層屬于西堌堆組上段，據(jù)現(xiàn)有資料(張順林等，2017)，可細(xì)分為三個巖性段(圖2a)。自下而上依次為：①第一巖性段(Ar3-Pt1x1-1)：為角閃斜長片麻巖夾斜長角閃巖、角閃巖、條帶狀混合巖，厚度>325m；②第二巖性段(Ar3-Pt1x1-2)：黑云斜長片麻巖、斜長片麻巖以、(含)石榴黑云斜長片麻巖，厚度27～111m；③第三巖性段(Ar3-Pt1x1-3)：角閃斜長片麻巖、斜長片麻巖，厚度7～402m。

圖2 河口金礦床地質(zhì)圖(a)及其AA′勘探線縱剖面圖(b, 據(jù)張順林等, 2017修改)1-第四系沉積物；2-西堌堆組上段第一巖性段；3-西堌堆組上段第二巖性段；4-西堌堆組上段第三巖性段；5-碎裂巖及構(gòu)造蝕變巖；6-煌斑巖；7-西堌堆組；8-推測斷層；9-實(shí)測斷層； 10-不整合界線；11-地層界線； 12-剖面線；13-金礦體Fig.2 Geological map (a) and longitudinal section of AA′ exploration line of the Hekou gold deposit (b)1-Quaternary sediments; 2-the first lithologic section in the upper section of Xigudui Fm.; 3-the second lithologic section in the upper section of Xigudui Fm.; 4-the third lithologic section in the upper section of Xigudui Fm.; 5-cataclastic rocks and structural alteration rocks; 6-lamprophyre; 7-Xilongdui Formation; 8-inferred faults; 9-measured faults; 10-unconformity boundary line; 11-stratum boundary; 12-section line; 13-gold ore body

河口金礦床位于五河-紅心鋪斷裂和朱頂-石門山斷裂之間，這2條斷裂為郯廬斷裂帶的組成部分。從總體上看，五河礦區(qū)的斷裂構(gòu)造可以分為3組(圖1b、圖2)：①NNE-SN向斷裂(F5、F6、F7、F8、F9、F10)，與五河-紅心鋪斷裂近乎平行，該組斷裂中常見碎裂巖、碎斑巖以及糜棱巖，含金硫化物石英脈、碳酸鹽脈、以細(xì)脈狀或膠結(jié)物充填于該斷裂帶中碎裂巖、糜棱巖之間，其中F8、F9、F10為礦區(qū)主要控礦斷裂；②NE向斷裂(有F13、F14、F18)，與郯廬斷裂帶主斷裂呈“入”字形相接，屬于主干斷裂旁側(cè)的羽狀斷裂；③NW向斷裂(F16、F17)，該組斷裂生成較晚，對礦體起破壞作用(圖3a)(張順林等，2017)。

礦區(qū)內(nèi)巖漿巖出露較少，部分鉆孔中見有煌斑巖、花崗閃長斑巖和輝綠巖，多呈脈狀出現(xiàn)，屬燕山晚期產(chǎn)物(徐祥等，2005；楊德彬等，2005; 李加好等，2015)?；桶邘r斑晶主要為角閃石和輝石以及斜長石，基質(zhì)成分以斜長石、角閃石為主，含少量黑云母，斜長石發(fā)生粘土化，角閃石等暗色礦物發(fā)生綠泥石化，屬于閃斜煌斑巖，巖體呈脈巖產(chǎn)出。花崗閃長斑巖的斑晶主要為正長石，斜長石以及黑云母，基質(zhì)為正長石、黑云母及少量石英；黑云母發(fā)生部分綠泥石化，長石部分絹云母化。輝綠巖主要成分為斜長石和普通輝石。蚌埠隆起地區(qū)煌斑巖的LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡結(jié)果為156.1±8.2Ma，指示煌斑巖形成于晚侏羅世(李加好等，2015)。

河口金礦床內(nèi)共圈定1個主礦體(Ⅰ號)、2個次要礦體(Ⅱ號和Ⅲ號)和8個小礦體，Ⅰ號礦體受F8控制，礦體厚度0.61～5.55m，平均厚度1.50m，厚度變化屬穩(wěn)定類型；Ⅱ號礦體主要受F9控制，礦體平均厚度在1.09～2.32m，礦體厚度較為穩(wěn)定；Ⅲ號礦體主要受F10控制，礦體厚度1.13～3.52m，平均厚度2.32m，厚度變化屬穩(wěn)定類型；礦體呈脈狀或透鏡狀產(chǎn)出，呈尖滅再現(xiàn)現(xiàn)象，主礦體走向?yàn)楸睎|，傾向南東，傾角10°～60°(圖2b)。

河口金礦床的礦石礦物主要由銀金礦、銀碲礦、自然金、方鉛礦、黃銅礦、黃鐵礦組成，其次為磁鐵礦、斑銅礦以及少量或微量毒砂、閃鋅礦等；礦床淺部還發(fā)育有少量次生礦物，如赤鐵礦、褐鐵礦等；脈石礦物主要為石英、絹云母、長石、方解石、白云石等。圍巖蝕變主要為硅化、黃鐵絹英巖化(圖4a，b，h，i)、粘土化、碳酸鹽化(圖4e)、綠泥石化(圖4c，d)、黑云母化等。成礦與黃鐵絹英巖化、硅化關(guān)系密切。根據(jù)礦物共生組合、礦石組構(gòu)及脈體穿切關(guān)系，將河口金礦床的成礦過程劃分為4個成礦階段(圖5a-c)，即：①石英脈階段，其礦物共生組合為：石英±絹云母±方解石±少量黃鐵礦(早階段)，主要呈乳白色石英脈穿切圍巖(圖5a)；②石英-黃鐵礦階段，其礦物共生組合為：石英+黃鐵礦±絹云母(早階段)，礦石結(jié)構(gòu)為粒狀結(jié)構(gòu)，呈脈狀構(gòu)造穿切圍巖(圖5b)；③石英-多金屬硫化物階段，其礦物共生組合為：石英+黃鐵礦+方鉛礦+絹云母+閃鋅礦+黃銅礦(中階段)，金屬礦物主要由自然金、銀金礦、方鉛礦、黃銅礦、黃鐵礦以及少量閃鋅礦組成(圖5c-f)，礦石結(jié)構(gòu)主要為粒狀結(jié)構(gòu)，交代結(jié)構(gòu)，出溶結(jié)構(gòu)以及共生結(jié)構(gòu)為主(圖5f)，礦石構(gòu)造為網(wǎng)脈狀和浸染狀構(gòu)造為主(圖5c，e)；④碳酸鹽階段，其礦物共生組合為：方解石±石英+白云母+絹云母(晚階段)，表現(xiàn)為細(xì)脈狀穿切成礦期礦石(圖5c)，主要成分為方解石以及少量或微量石英和黃鐵礦。早階段無礦化或金礦化很弱，中階段為金礦化的主要時期，晚期無金礦化。各個階段的礦物組成如表2所示。

圖3 榮渡金礦床地質(zhì)圖(a)及其AA′勘探線縱剖面圖(b，據(jù)安徽省地礦局312地質(zhì)隊(duì)，1992(5)安徽省地礦局312地質(zhì)隊(duì). 1992. 安徽省五河縣榮渡礦區(qū)錢臺子礦床金礦普查地質(zhì)報(bào)告修改)

1-第四系沉積物；2-西堌堆組下段第一巖性段；3-西堌堆組下段第二巖性段；4-西堌堆組下段第三巖性段；5-西堌堆組下段第四巖性段；6-碎裂巖及構(gòu)造蝕變巖；7-西堌堆組；8-推測斷層；9-實(shí)測斷層；10-不整合界線；11-地層界線；12-剖面線；13-金礦體

Fig.3 Geological map (a) and longitudinal section of AA′ exploration line of the Rongdu gold deposit (b)

1-Quaternary sediments; 2-the first lithologic section in the lower section of the Xigudui Fm.; 3-the second lithologic section in the lower section of the Xigudui Fm.; 4-the third lithologic section in the lower section of the Xigudui Fm.; 5-the fourth lithologic section in the lower section of the Xigudui Fm.; 6-cataclastic rocks and structural alteration rocks; 7-Xilongdui Fm.; 8-inferred faults; 9-measured faults; 10-unconformity boundary line; 11-stratum boundary; 12-section line; 13-gold ore body

圖4 河口及榮渡金礦床圍巖蝕變手標(biāo)本及鏡下照片(a)黃鐵絹英巖化煌斑巖；(b)黃鐵絹英巖化煌斑巖(顯微照片)；(c)石英硫化物脈穿切斜長片麻巖處發(fā)生綠泥石化；(d)石英硫化物脈穿切斜長片麻巖處發(fā)生綠泥石化(顯微照片)；(e)片麻巖中發(fā)生碳酸鹽化(顯微照片)；(f)圍巖發(fā)生綠泥石化以及綠簾石化；(g)圍巖發(fā)生綠泥石化及碳酸巖化(顯微照片)；(h)圍巖發(fā)生黃鐵絹英巖化；(i)圍巖發(fā)生黃鐵絹英巖化(顯微照片). (a-e)河口金礦床圍巖蝕變手標(biāo)本及鏡下照片；(f-i)榮渡金礦床圍巖蝕變及鏡下照片. Py-黃鐵礦；Ser-絹云母；Cal-碳酸鹽礦物；Chl-綠泥石；Dol-白云石；Q-石英；Ep-綠簾石Fig.4 Specimens and microscopic photographs of alteration rocks in the Hekou and Rongdu deposits(a) chalcopyrite sericitized lamprophyre; (b) chalcopyrite sericitized lamprophyre (microphotograph); (c) chloritization occurred at the place where quartz sulfide vein cuts through plagioclase gneiss; (d) chloritization occurred at the place where quartz sulfide vein cuts through plagioclase gneiss (microphotograph); (e) carbonation in gneiss (microphptograph); (f) chloritization and epidotization of surrounding rocks; (g) chloritization and carbonatization of surrounding rocks (microphotograph); (h) occurrence of pyrite sericitization in surrounding rocks; (i) occurrence of pyrite sericitization in surrounding rocks (microphotographs). (a-e) hand specimen and microscopic photographs of wall rock alterations of the Hekou gold deposit; (f-i) photographs of wall rock alterations and microscopic photographs of the Rongdu gold deposit. Py-pyrite; Ser-sericite; Cal-carbonate minerals; Chl-chlorite; Dol-dolomite; Q-quartz; Ep-epidote

2.2 榮渡金礦床

榮渡金礦床出露的地層屬于西堌堆組下段，自下而上可細(xì)分為四個巖性段(圖3a)。①第一巖性段(Ar2-Pt1x1-1)：為黑云斜長片麻巖、含黑云斜長片麻巖夾少量斜長片麻巖；②第二巖性段(Ar2-Pt1x1-2)：輝石角閃巖、斜長角閃巖、黑云斜長角閃巖、角閃滑石巖、金云母白云質(zhì)大理巖；③第三巖性段(Ar2-Pt1x1-3)：角閃斜長片麻巖、含石榴石角閃斜長片麻巖、石榴石黑云斜長片麻巖、斜長片麻巖、黑云斜長片麻巖、斜長角閃巖；④第四巖性段(Ar2-Pt1x1-4)：黑云斜長片麻巖、含黑云斜長片麻巖夾斜長片麻巖。

礦區(qū)內(nèi)斷裂也可大致分為3組(圖1b、圖3)：①NNE向和近SN向斷裂，與郯廬斷裂帶近平行，傾向?yàn)闁|西方向，傾角50°～60°，具逆沖性質(zhì)，相當(dāng)于脆-韌性剪切帶(如F4、F5、F6、F7、F8)。②第二組斷裂是第一組斷裂的延續(xù)，主要表現(xiàn)為脆性斷裂，其構(gòu)造產(chǎn)物主要為碎裂巖，伴隨著斷裂活動的是含金富多金屬硫化物的熱水溶液活動。③第三組斷裂以NE、NNE向?yàn)橹?如F1、F2、F3)，傾向NW，傾角較陡(安徽省地礦局312地質(zhì)隊(duì)，1992)。

表2河口金礦床礦物生成順序及成礦階段劃分表

Table 2 Ore-forming sequence and division of the metallogenic stages of the Hekou gold deposit

榮渡金礦床內(nèi)共圈定2個主礦體(安徽省地礦局312地質(zhì)隊(duì)，1992)。Ⅰ號礦體(Ⅰ1、Ⅰ2、Ⅰ3)：沿?cái)嗔袴6展布，傾向SE，傾角約60°，礦體呈透鏡狀，以含金石英-多金屬硫化物脈為主，少部分為含金石英脈和含金蝕變糜棱巖；Ⅱ號礦體(Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅱ3)：沿?cái)嗔袴4、F5展布，傾向SE，傾角52°～57°，平均厚1.21m，以含金石英脈為主(圖3a, b)。

榮渡金礦床與河口金礦床相距約1km左右，根據(jù)脈體穿切關(guān)系及礦物共生組合所劃分的榮渡金礦床的成礦階段與河口礦床的成礦階段相似，二者礦石結(jié)構(gòu)(圖5i, k, h)和構(gòu)造(圖5g-j)也較為相似，其金礦物的賦存狀態(tài)也都主要以粒間金賦存于黃鐵礦和石英邊界(圖5l)或以包裹金的形式賦存于石英內(nèi)部。但是，與河口金礦床相比，榮渡金礦床發(fā)育較多的面型綠泥石化與綠簾石化(圖4f)，河口金礦床發(fā)現(xiàn)了銀碲礦，而榮渡金礦床至今未發(fā)現(xiàn)銀碲礦。

3 分析方法

3.1 黃鐵礦Re-Os同位素定年

本次研究選取了榮渡金礦床的主成礦期的3個黃鐵礦樣品，在中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所同位素地球化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室利用N-TIMS法(Lietal., 2010，2014，2015)進(jìn)行了Re-Os同位素測定。采用四氯化碳萃取法和氫溴酸反萃取法分離Re和Os；Re和Os的富集和純化分別利用AG1X8陰離子樹脂法和微蒸餾法來完成的化學(xué)分離流程；Os含量測量是在Triton型熱電離質(zhì)譜儀(美國Thermo Fiser儀器公司)上完成，Re含量測量是在Xseries-2型電感耦合等離子體質(zhì)譜(美國Thermo Fiser儀器公司)上完成。實(shí)驗(yàn)室具有超低的Re和Os全流程空白，Re和Os的全流程空白水平分別為4×10-12～9×10-12和0.10×10-12～0.50×10-12，完全可以滿足超低Re-Os含量地質(zhì)樣品的實(shí)驗(yàn)要求。

3.2 流體包裹體顯微測溫

本次研究共選取5件樣品在合肥工業(yè)大學(xué)礦床成因與勘查技術(shù)研究中心成礦流體實(shí)驗(yàn)室開展了流體包裹體顯微測溫研究，樣品包括1件河口金礦床成礦早期的純石英脈和2件成礦期的石英-多金屬硫化物脈以及榮渡金礦床成礦期的石英-多金屬硫化物脈。流體包裹體研究方法主要參考盧煥章(2004)所提的實(shí)驗(yàn)方法。測試儀器為THMSG 600型冷熱臺(英國)，儀器溫度測定范圍是-196～600℃，測試精度為±0.1℃，測試升溫速率在0.50～20℃/min。對于水溶液包裹體，根據(jù)測得的冰點(diǎn)溫度，用Bodnar (1993)提供的方程，計(jì)算出流體的等效鹽度(%NaCleqv)；對于含子礦物的包裹體，根據(jù)子礦物熔化溫度，利用Halletal. (1988)提供的方法獲得流體的等效鹽度(%NaCleqv)。

3.3 H-O同位素分析

本次研究選擇河口金礦床主成礦期的4件石英樣品，以及榮渡金礦床的主成礦期的3件石英樣品，開展其流體包裹體的H-O同位素測試；石英中流體包裹體H同位素分析流程如下：先對石英單礦物清洗、加熱去除吸附水和次生包裹體，通過加熱爆裂法提取原生流體包裹體中的H2O，使之與Zn反應(yīng)30min制取H2，然后在中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所同位素實(shí)驗(yàn)室MAT253型穩(wěn)定同位素質(zhì)譜儀上測定δD值，試精度為±0.20‰。石英O同位素測定是在中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所同位素實(shí)驗(yàn)室MAT253型穩(wěn)定同位素質(zhì)譜儀上完成，用BrF5法(Clayton and Mayeda，1963)提取礦物氧，適用條件為200～500℃，測試精度為±0.20‰。

3.4 S同位素分析

根據(jù)河口及榮渡金礦床的礦石類型及其礦石礦物共生組合特征、成礦期次劃分等，本次選擇9件成礦期的金屬硫化物樣品，其中8件黃鐵礦單礦物(河口金礦床)和1件方鉛礦單礦物(榮渡金礦床)，進(jìn)行S同位素測試。S同位素測試分析工作是在中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所礦床地球化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室MAT253型穩(wěn)定同位素比質(zhì)譜儀上完成的，樣品測試以Cu2O作為氧化劑制樣，以V-CDT為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析，分析精度在0.20‰以內(nèi)。

4 分析結(jié)果

4.1 Re-Os同位素年代學(xué)

樣品測試數(shù)據(jù)見表3。其中Re含量為2225×10-12～13319×10-12，Os含量為8.29×10-12～26.59×10-12，含量均很低。187Os/188Os同位素比值為2.11～102.7，187Re/188Os同位素比值為687.3～45838。對于表中數(shù)據(jù)用Isoplot V3.23軟件在Office 2010中進(jìn)行處理，得出等時線年齡為134±19Ma(圖6)，本次年齡結(jié)果誤差較大，主要與測試點(diǎn)的數(shù)量偏少有關(guān)，也可能與黃鐵礦Re-Os同位素體系分析的復(fù)雜性和不確定性有關(guān)(屈文俊等，2009)，僅具有參考價(jià)值。

表3榮渡金礦床黃鐵礦Re-Os同位素組成

Table 3 Re-Os isotope compositions of pyrites in the Rongdu gold deposit

樣品號普通Re(×10-12)普通Os(×10-12)187Os188Os187Re188Os等時線年齡(Ma)RD-1301526.592.11687.3RD-213331920.13102.745838RD-322258.293.621883134±19

圖6 榮渡金礦床黃鐵礦Re-Os等時線圖Fig.6 Re-Os isochron age of pyrites in the Rongdu gold deposit

4.2 流體包裹體特征

根據(jù)包裹體在室溫下的相態(tài)特征、包裹體加熱過程中的相變情況，河口及榮渡金礦床的包裹體可分為富液兩相包裹體、富氣兩相包裹體和含子晶多相包裹體(圖7、圖8)。其均一溫度及鹽度測試數(shù)據(jù)如表4所列，對應(yīng)的河口金礦床早期石英脈、河口及榮渡金礦床成礦階段石英脈中包裹體的均一溫度及鹽度的頻率分布直方圖如圖9所示。

4.2.1 河口金礦床

早期純石英脈中含有大量的富液兩相包裹體(WL型)、富氣兩相包裹體(WG)以及少量的含子晶多相包裹體(S型)。其中，WL型包裹體在純石英脈中呈現(xiàn)不規(guī)則狀、橢圓形以及長條狀，長軸一般6～15μm，少數(shù)可達(dá)到20μm，此類包裹體在室溫下由液相和氣相兩部分組成，氣相占包裹體總體積的15%～35%(圖7b)，加熱均一至液相；WG型包裹體主要呈現(xiàn)不規(guī)則狀和橢圓形，長軸一般長6～18μm，氣相占比約55%～75%(圖7c)，加熱后均一至氣相；S型包裹體主要為較規(guī)則的多邊形或長條狀，長軸一般為7～12μm，它們在室溫下由氣相液相和固相三相組成(圖7a)，加熱時固相先溶解，氣泡后消失，均一至液相。WL型包裹體均一溫度為322～412℃，鹽度介于5.56%～15.67% NaCleqv之間；WG型包裹體均一溫度為353～384℃，鹽度介于8.81%～12.62% NaCleqv之間；S型包裹體均一溫度為320～336℃，由于本次實(shí)驗(yàn)過程中并未測出子晶的鹽度，但據(jù)前人研究，含子晶包裹體的鹽度的值一般大于26%(盧煥章，2004)。

成礦中期階段，多金屬石英脈中主要含有大量的富液兩相包裹體(WL型)以及富氣相的包裹體(WG型)。其中，WL型包裹體在石英脈中呈現(xiàn)不規(guī)則狀、橢圓形以及長條狀，長軸一般6～16μm，少數(shù)可達(dá)到20μm，它們在室溫下由液相和氣相兩部分組成，氣相占包裹體總體積的15%～40%(圖7f-i)，加熱均一至液相；WG型包裹體主要呈現(xiàn)不規(guī)則狀和橢圓形，長軸一般長10～15μm，氣相占比約55%～70%(圖7d, e)，加熱后均一至氣相，該期次的WL型包裹體均一溫度為278～330℃，鹽度介于3.06%～6.59% NaCleqv之間，WG型包裹體均一溫度為308～330℃，鹽度介于3.71%～4.49% NaCleqv之間。

4.2.2 榮渡金礦床

成礦中期階段的石英發(fā)育有WL型和WG型包裹體。其中，WL型包裹體在石英脈中呈現(xiàn)不規(guī)則狀、橢圓形以及長條狀，長軸一般6～12μm，它們在室溫下由液相和氣相兩部分組成，氣相占包裹體總體積的15%～35%(圖8a-c)，加熱均一至液相；WG型包裹體主要呈現(xiàn)不規(guī)則狀和橢圓形，長軸一般長10～12μm，氣相占比約50%～60%(圖8d, f)，加熱后均一至氣相，該類包裹體完全均一溫度為257～273℃之間，鹽度介于4.49%～4.80% NaCleqv之間；WL型包裹體完全均一于258～357℃之間，鹽度介于3.06%～7.45% NaCleqv之間。

綜上所述，河口金礦床早期石英內(nèi)的包裹體完全均一于322～412℃，平均溫度為361℃，鹽度介于5.56%～15.67% NaCleqv之間，平均值為9.88% NaCleqv；中期階段的石英中包裹體完全均一于278～330℃之間，平均溫度312℃，鹽度介于3.06%～6.59% NaCleqv之間，平均值為4.05% NaCleqv。榮渡礦床成礦中期的石英發(fā)育有WL型和WG型包裹體，其完全均一溫度在257～357℃之間，平均溫度295℃，鹽度介于3.06%～7.45% NaCleqv之間，平均值為4.24% NaCleqv。

圖7 河口金床礦石英脈中包裹體代表性照片(a)早期純石英脈中S型包裹體；(b)早期純石英脈中WL型包裹體；(c)早期純石英脈中WG型包裹體；(d、e)成礦期多金屬硫化物脈中WG型包裹體；(f-i)成礦期多金屬硫化物脈中WL型包裹體Fig.7 Photomicrographs of representative fluid inclusions in quartz crystals and from the Hekou gold deposit(a) S-type inclusions in early quartz vein; (b) WL type inclusions in early quartz vein; (c) WG type inclusions in early quartz vein; (d, e) WG type inclusions in metallogenic polymetallic sulfide vein; (f-i) WL type inclusions in metallogenic polymetallic sulfide vein

4.3 H-O同位素組成

河口金礦床4件石英單礦物及榮渡金礦床3件石英單礦物得出的H-O同位素?cái)?shù)據(jù)見表5。河口和榮渡金礦床的石英δ18O值分別介于11.60‰～12.50‰和13.90‰～14.50‰之間，其相應(yīng)的δD值分別介于-89‰～-76‰和-72‰～-65‰之間。根據(jù)石英水的平衡分餾方程1000lnα石英-水=3.38×106T-2-3.40(Claytonetal., 1972)，其中1000lnα石英-水=δ18O石英-δ18O水，計(jì)算出河口和榮渡金礦床的δ18O水值分別變化于5.01‰～5.95‰和5.01‰～5.95‰之間。在δ18OH2O-δD圖解(Taylor, 1974)中，河口及榮渡金礦床石英樣品的H-O同位素組成數(shù)據(jù)投點(diǎn)如圖10所示。

表4河口及榮渡金礦床流體包裹體顯微測溫結(jié)果及參數(shù)

Table 4 Microthermometry data and relative parameters of fluid inclusions in the Hekou and Rongdu gold deposits

類型大小氣相百分?jǐn)?shù)測點(diǎn)數(shù)氣液兩相包裹體含子晶包裹體(μm)(%)(個)冰點(diǎn)(℃)均一溫度(℃)冰點(diǎn)(℃)均一溫度(℃)鹽度(wt% NaCleqv)河口礦床早期石英脈內(nèi)的包裹體:樣品ZK2011-22、ZK2011-23WL6～2015～3518-11.50～-3.40322～4125.56～15.67WG6～1855～754-5.80～-4.40353～3848.81～12.62S7～1215～202未測出320～336>26河口礦床成礦期石英脈內(nèi)的包裹體:樣品ZK2011-29、ZK2011-33WL6～1615～4012-3.20～-1.80278～3303.06～6.59WG10～1555～705-2.70～-2.20308～3303.71～4.49榮渡礦床成礦期石英脈內(nèi)的包裹體:樣品RD-1、RD-2、RD-3WL6～1215～3529-4.10～-1.80258～3573.06～7.45WG10～1250～604-2.90～-2.70257～2734.49～4.80

圖8 榮渡金床礦石英脈中包裹體代表性照片(a-c)成礦期石英-多金屬硫化物脈的WL型包裹體； (d、f)成礦期石英-多金屬硫化物脈的WG型包裹體；(e)次生包裹體Fig.8 Photomicrographs of representative fluid inclusions in quartz crystals and from the Rongdu gold deposit(a-c) WL type inclusions in metallogenic quartz-polymetallic sulfide vein; (d, f) WG type inclusions in metallogenic quartz-polymetallic sulfide vein; (e) secondary inclusions

圖9 河口及榮渡金礦床石英脈中包裹體均一溫度、鹽度直方圖Fig.9 Histograms of homogenization temperatures and salinities of fluid inclusions in the Hekou and Rongdu gold deposits showing averaged temperatures at different mineralization stages

圖10 河口及榮渡金礦床石英δ18OH2O-δD體系圖(底圖據(jù)Taylor, 1974; Hedenquist and Lowenstern, 1994)SMOW-標(biāo)準(zhǔn)平均大洋水Fig.10 δ18O vs. δD diagram of quartz from the Hekou and Rongdu gold deposits(base map after Taylor et al., 1974; Hedenquist and Lowenstern, 1994)SMOW-standard mean ocean water

4.4 S同位素組成

本次研究對8件河口金礦床黃鐵礦和1件榮渡金礦床方鉛礦進(jìn)行S同位素分析，測試結(jié)果見表6和圖11。其中，黃鐵礦的S同位素δ34SV-CDT為3.89‰～9.65‰之間，平均值6.08‰；方鉛礦的S同位素δ34SV-CDT值為0.76‰。

表5河口及榮渡金礦床H-O同位素組成

Table 5 H-O isotope compositions of the Hekou and Rongdu gold deposits

樣品號礦床測試對象δ18O(‰)δD(‰)均一溫度(℃)δ18OH2O(‰)ZK2011-11ZK2011-29ZK2011-33ZK2207-22101102104河口榮渡石英12.50-76308.605.9111.80-78314.605.9511.60-75308.605.0112.20-89308.605.6113.90-72308.207.3014.50-68308.207.9013.40-65308.206.80

表6河口及榮渡金礦床黃鐵礦及方鉛礦S同位素組成

Table 6 S isotope compositions of pyrite and galena from the Hekou gold deposit

樣品號礦床測試對象δ34SV-CDT(‰)ZK2011-7ZK2011-11ZK2011-13ZK2011-29ZK2011-33ZK2011-57ZK2011-70ZK2207-20河口黃鐵礦4.933.894.189.279.655.405.505.89105榮渡方鉛礦0.76

圖11 河口及榮渡金礦床S同位素頻率分布直方圖含黃鐵礦斜長片麻巖數(shù)據(jù)引自桑寶梁等(1990(6)桑寶梁, 涂蔭玖, 陳躍志. 1990. 安徽省蚌埠-五河地區(qū)前寒武紀(jì)變質(zhì)巖系含金性及成礦遠(yuǎn)景的研究)Fig.11 Sulfur isotope histogram of the pyrite and galena from the Hekou and Rongdu gold deposits

5 討論

河口及榮渡金礦床相距很近，礦體的產(chǎn)狀均受到區(qū)內(nèi)一系列的NW-近EW向斷裂構(gòu)造的控制，這兩個礦床的圍巖蝕變均發(fā)育有絹云母化、碳酸鹽化、綠泥石化以及粘土化等；礦石類型主要為含金石英脈型，礦石礦物種類及礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造也非常相似；兩者主成礦階段的流體包裹體種類一致，均一溫度和鹽度的范圍也基本一致，流體包裹體H-O同位素值在δ18OH2O-δD圖解(Taylor, 1974)的投點(diǎn)也基本落于同一流體類型范圍內(nèi)。此外，就其成礦物質(zhì)來源而言，根據(jù)前人對榮渡金礦床中的黃鐵礦(δ34SV-CDT值介于5.50‰～7.10‰之間)及方鉛礦(δ34SV-CDT值介于-2.30‰～6.40‰之間)進(jìn)行的測定(涂蔭久和陳成濤，1993；董法先，1995；魏波，2011)，對比本次實(shí)驗(yàn)的黃鐵礦及方鉛礦的硫同位素實(shí)驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)兩礦床的礦石的δ34SV-CDT變化范圍基本一致。通過以上對比，初步認(rèn)為這兩個礦床在空間分布、控礦構(gòu)造、圍巖蝕變、礦物組構(gòu)以及成礦物質(zhì)來源方面基本一致，表明它們應(yīng)該是同一成礦系統(tǒng)的兩個不同礦段。因此本文的討論是以河口及榮渡金礦床為同一成礦系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。

5.1 成礦年代學(xué)

近20年來Re-Os同位素定年方法作為獲取金屬礦成礦年齡最為有效的途徑之一，在地質(zhì)學(xué)中得到廣泛應(yīng)用(Freietal., 1998；Steinetal., 2000；喻剛等，2005；高永偉等，2019)。該方法不僅可以直接獲得金屬硫化物的形成年齡，而且其初始Os同位素組成可用于可以示蹤成礦金屬來源，進(jìn)而提升對巖漿和熱液成礦機(jī)理和過程的認(rèn)識(蔣少湧，2000；陳懋弘等，2007)。前已述及，本文采用了黃鐵礦的Re-Os同位素定年的方法得出榮渡金礦床的形成年齡為134±19Ma(MSWD=144)，實(shí)驗(yàn)樣品數(shù)據(jù)只有3個點(diǎn)，年齡誤差以及加權(quán)平均方差都較大。但是，l87Os/188Os初始值為0±7.6×10-9，接近于0，表明硫化物形成時幾乎不含l87Os，即其硫化物l87Os均由187Re衰變而來，說明單個樣品的年齡可以反映礦物結(jié)晶的年齡。因此，對于確定礦床成礦時代具有一定地質(zhì)意義，說明榮渡金礦床形成于早白堊世。

表7五河地區(qū)及蚌埠隆起帶內(nèi)巖漿巖和礦床的形成年齡

Table 7 Formation ages of magmatic rocks and deposits in Wuhe area and Bengbu uplift zone

成礦期次 巖體及巖體形成年齡礦床名稱礦床形成年齡礦床定年方法第一期110Ma±曹山110Ma(1)、螞蟻山115Ma(1)、錐子山108Ma(1)、117Ma(2)毛山金礦朱頂金礦113.4±0.4Ma(7)115 Ma±0.2Ma(7)含金石英脈的石英40Ar/39Ar定年含金石英脈的石英40Ar/39Ar定年第二期130Ma±西廬山130Ma(1)、128Ma(2)、女山130Ma(1) 、128Ma(2)、李樓巖體132Ma(2)、淮光巖體130Ma(4)硤石山毛山金礦榮渡金礦120～130Ma(2)120～130Ma(2)134±19Ma(8)含礦脈壁絹英片巖K-Ar法測年含礦脈壁絹英片巖K-Ar法測年黃鐵礦Re-Os同位素定年第三期150Ma±荊山巖體163Ma(2)、160Ma(3)涂山巖體165Ma(5)、蚌埠地區(qū)煌斑巖156Ma(6)大鞏山金礦153.76±11.2Ma(7)蝕變礦物Rb-Sr等時線法定年

注：數(shù)據(jù)來源為(1)楊德彬等(2005，2007，2009)；(2)徐祥等(2005)，邱瑞龍等(1999)；(3)許文良等(2004)；(4)靳克等(2003)；(5)李印等(2010)；(6)李加好等(2015)；(7)Ying and Zhao(2003)；(8)本文

對于蚌埠-五河地區(qū)金礦床的成礦時代，前人也采用不同的同位素測年方法進(jìn)行過研究，如表7所列。最早，董法先(1995)采集大鞏山、榮渡金礦脈蝕變礦物絹云母以及綠泥石等，采用Rb-Sr等時線法分別做出了153±11.2Ma和109.03±4.4Ma的成礦年齡。隨后，有學(xué)者對采自鳳陽上王莊、洼子陳地區(qū)、毛山金礦以及硤石山地區(qū)的含礦石英脈脈壁的絹英片巖進(jìn)行了K-Ar法測年，所得年齡為120～30Ma(邱瑞龍等，1999)。Ying and Zhao(2003)測得毛山金礦、西坂子(朱頂)金礦床第一階段晚期和第二階段的含金石英脈的石英40Ar/39Ar的年齡范圍為115Ma±0.2Ma以及113.4±0.4Ma。近年來，在五河周邊鳳陽地區(qū)發(fā)現(xiàn)了江山金礦床，陳楊等(2018)對該礦床賦礦巖體巨斑花崗斑巖進(jìn)行了鋯石U-Pb同位素定年，發(fā)現(xiàn)其形成年齡為128.3±1.7Ma，認(rèn)為江山金礦的形成時代與該巖體的形成年齡相近。綜上所述，研究區(qū)內(nèi)金礦床的成礦年齡大體上集中在110～150Ma之間。根據(jù)本文所收集的金礦床成礦年齡數(shù)據(jù)，進(jìn)一步將區(qū)域內(nèi)礦床的成礦時代劃分為三個期次：第一期為150Ma左右(大鞏山金礦床)；第二期為130Ma左右(硤石山、毛山、大鞏山、榮渡和江山金礦床)；第三期為110Ma左右(朱頂金礦床)。由于前人對于五河地區(qū)金礦床是否與巖漿熱液有關(guān)還存在不同觀點(diǎn)，因此本文總結(jié)對比了研究區(qū)及鄰近地區(qū)巖漿巖的年齡與五河地區(qū)金礦床成礦年齡的差異，經(jīng)過總結(jié)我們發(fā)現(xiàn)五河地區(qū)西側(cè)蚌埠隆起帶的中生代花崗巖類主要形成于3個時代：晚侏羅世(160Ma)、早白堊早世(130Ma)、早白堊晚世(110Ma)(楊德彬等，2005，2007，2009)，這三期花崗巖巖體的成巖年齡與五河地區(qū)三期金礦床的成礦年齡吻合，說明五河地區(qū)金礦床可能與巖漿巖存在一定的成因聯(lián)系。

前人研究認(rèn)為五河地區(qū)和膠東地區(qū)二者的礦床成礦地質(zhì)背景相似(劉成剛，1990；朱光，1999；陳皓龍和劉國生，2014；胡海風(fēng)等，2015；張順林等，2017)。近年來研究表明膠東地區(qū)三期成礦作用與3期巖漿活動密切相關(guān)(Maoetal., 2003；丁正江等，2015)：其中晚侏羅世玲瓏型花崗巖巖漿活動和160Ma左右的斑巖-矽卡巖型鉬鎢礦成礦事件是華北克拉通與揚(yáng)子克拉通碰撞造山后續(xù)過程的產(chǎn)物，形成于擠壓構(gòu)造背景；早白堊世早期的郭家?guī)X型花崗閃長巖巖漿活動及130Ma左右斑巖-矽卡巖型鉛鋅礦成礦事件與太平洋板塊俯沖有關(guān)，形成于擠壓向伸展轉(zhuǎn)化背景；早白堊世中晚期偉德山型花崗巖和嶗山型花崗巖巖漿活動和115Ma左右的熱液脈型金多金屬成礦事件與華北克拉通破壞和巖石圈伸展減薄有關(guān)，形成于拉張環(huán)境(宋英昕等，2019)。因此，本文對五河地區(qū)的3個成礦期次的劃分與膠東地區(qū)成巖成礦期次的劃分結(jié)果吻合。

5.2 成礦物質(zhì)來源

河口及榮渡金礦床主成礦階段石英的H-O同位素?cái)?shù)據(jù)在Taylor(1974)的δ18OH2O-δD圖解中(圖10)，樣品主要投點(diǎn)到原生巖漿水區(qū)域附近，指示區(qū)內(nèi)礦床成礦流體具有巖漿水特征。有學(xué)者對石英H-O同位素組成特征進(jìn)行研究認(rèn)為：當(dāng)樣品的δ18OH2O基本上不變化，而δD值變化比較大時，與巖漿去氣作用形成去氣熔體有關(guān)(Hedenquist and Lowenstern, 1994)。而本文的數(shù)據(jù)大部分的點(diǎn)是位于巖漿水的位置，但有少數(shù)點(diǎn)位于原始巖漿水之外的范圍，這些H-O同位素組成符合巖漿去氣作用的特征，因此礦床中成礦流體可能受到巖漿去氣作用影響。

硫同位素研究一定程度上可以反映出成礦物質(zhì)來源信息(鄭永飛等，2000)。由于硫是變價(jià)元素，在熱液中可呈多種價(jià)態(tài)形式出現(xiàn)，在熱液體系條件下，SO42-和H2S或HS-這兩種形式之間同位素有可能達(dá)到平衡，有可能沒有達(dá)到平衡(息朝莊等，2009)。本文對礦床中多金屬石英脈內(nèi)的黃鐵礦以及方鉛礦進(jìn)行了S同位素分析，河口金礦床的黃鐵礦S同位素δ34SV-CDT值為3.89‰～9.65‰之間，榮渡金礦床方鉛礦S同位素δ34SV-CDT值為0.76‰，前文總結(jié)可將兩個金礦床作為同一成礦體系來討論，因此以上數(shù)據(jù)表明這一成礦體系中黃鐵礦的δ34SV-CDT測定值大于方鉛礦，說明在成礦過程中硫化物結(jié)晶時，溶液中及溶液中已結(jié)晶硫化物的硫同位素已達(dá)到平衡分餾(沈渭洲，1987；郝立波和戚長謀，2004)。前人對大鞏山、毛山和榮渡金礦床的礦石進(jìn)行了硫同位素的研究，得出黃鐵礦δ34S值介于2.50‰～9.05‰之間，方鉛礦δ34S值介于-2.30‰～6.40‰之間，因此研究區(qū)金礦床的硫同位素值均偏正(桑寶梁等，1990；涂蔭玖和陳成濤，1993；魏波，2011)，與本文數(shù)據(jù)的變化范圍基本一致。

河口及榮渡金礦床H-O同位素特征表明成礦流體主要來源巖漿熱液，礦石的部分δ34SVDT數(shù)據(jù)較低，與典型巖漿巖數(shù)值相似，但是大部分δ34S(VCDT)明顯高于巖漿巖數(shù)值。較高的δ34SVDT正值與氧化性花崗巖類硫同位素值相近(Coleman，1979)，這可能與H2S去氣作用有關(guān)(鄭永飛等，2000)，而且前文提到河口及榮渡金礦的成礦流體可能發(fā)生了巖漿去氣作用。有學(xué)者研究認(rèn)為巖漿熱液與變質(zhì)地層相互作用可以改變含礦脈體中的硫值(聶鳳軍等，2001)，雖然該地區(qū)地層硫的數(shù)據(jù)較少，但是不能排除地層硫加入導(dǎo)致了礦石中δ34SV-CDT增高，且有研究者對五河-鳳陽地區(qū)部分金礦床成礦物質(zhì)來源進(jìn)行研究，認(rèn)為該地區(qū)金礦床成礦物質(zhì)是由巖漿熱液及變質(zhì)圍巖共同提供的(劉青，2014)。因此在該地區(qū)原始的δ34SV-CDT值可能是與巖漿巖的值相似，后來由于巖漿去氣作用或地層硫的參與使礦石中的δ34SV-CDT值升高，河口及榮渡礦床的成礦元素可能是由巖漿熱液和西堌堆組圍巖共同提供的。

5.3 礦床成因

從前文得出的H-O同位素實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，河口及榮渡金礦床的成礦流體主要來源于巖漿熱液，從S同位素結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)成礦物質(zhì)來源于巖漿巖和圍巖，而且前人對西堌堆組斜長角閃巖以及黑云母變粒巖進(jìn)行定年發(fā)現(xiàn)二者的年齡分別為2685±8Ma和1952.4Ma(桑寶梁等，1990)，對區(qū)內(nèi)混合巖的淺色體以及混合花崗巖進(jìn)行了鋯石U-Pb定年工作，得出的年齡分別為2492±14Ma和2504±8.7Ma(表1)，因此區(qū)內(nèi)可能不存在與成礦年齡相近的變質(zhì)事件，進(jìn)一步推測區(qū)內(nèi)礦床的成因與基底的變質(zhì)事件沒有關(guān)系，至少不能提供成礦流體。結(jié)合本次研究得出的黃鐵礦Re-Os成礦年齡為134±19Ma與區(qū)內(nèi)130Ma左右的花崗巖類形成時代相吻合，本文認(rèn)為河口及榮渡金礦床的形成可能與區(qū)內(nèi)130Ma左右的這巖漿巖形成相關(guān)，屬于巖漿熱液石英脈型金礦床。

流體包裹體研究不僅可以直接獲得成礦流體的成分、溫度和壓力。而且也可以揭示成礦物質(zhì)的搬運(yùn)方式和成礦過程。在成礦物質(zhì)沉淀的主要機(jī)制中，流體相分離及流體混合的主要證據(jù)來自流體包裹體；對金屬在氣相中的搬運(yùn)的認(rèn)識，也主要來自包裹體研究(池國祥和賴健清，2009)。本次研究包裹體測溫實(shí)驗(yàn)表明，礦床成礦早階段主要發(fā)育富液兩相包裹體(WL型)、富氣兩相包裹體(WG)以及少量的含子晶的氣液固三相包裹體(S型)，其均一溫度為322～412℃，鹽度介于5.56%～15.67% NaCleqv之間；礦床主成礦階段石英內(nèi)包裹體發(fā)育有富液兩相包裹體(WL型)、富氣兩相包裹體(WG)，均一溫度為257～357℃，鹽度介于3.06%～7.45%NaCleqv之間。礦床早期成礦流體為高溫中低鹽度流體體系，中期階段(主成礦期)成礦流體為中高溫低鹽度流體體系。從早階段到主成礦階段流體的鹽度和溫度都發(fā)生了較大程度的降低，推測礦化的過程是由流體溫度和鹽度的降低所引起的。在成礦早階段流體的鹽度變化較大5.56%～15.67% NaCleqv，甚至發(fā)現(xiàn)含子晶的包裹體，而且同一主礦物內(nèi)包裹體充填度變化也較大，主成礦階段在同一礦物顆粒中發(fā)現(xiàn)包裹體的成分以及充填度懸殊的包裹體群(圖7e)，這是沸騰包裹體的特征(盧煥章，2004)。由于流體溫壓的突然下降，導(dǎo)致流體相分離出稠密的液相和稀疏的氣相，形成氣體充填度懸殊的包裹體群。而且前文中提到礦體走向受到構(gòu)造的控制，石英脈中次生包裹體的分布代表了石英脈一定程度上受到了構(gòu)造事件的影響(張祖青等，2007)，如圖7b、圖8e所示石英礦物中沿X型節(jié)理發(fā)育線型包裹體反應(yīng)了石英脈經(jīng)受了剪切變形事件，也一定程度上記錄了同構(gòu)造流體事件，說明在成礦早期及主成礦期石英內(nèi)的包裹體由于受到構(gòu)造作用的影響使溫度以及壓力突然降低導(dǎo)致流體發(fā)生沸騰。總體上，主成礦期石英-多金屬硫化物脈中的流體包裹體溫度和鹽度都較早期石英脈階段要低，這可能是隨著成礦流體的不斷運(yùn)移，其物理化學(xué)條件發(fā)生改變?nèi)鐪囟燃胞}度逐漸降低，使成礦元素在合適的位置發(fā)生沉淀。因此本文認(rèn)為河口及榮渡金礦床的成礦過程可能是由于巖漿熱液向上運(yùn)移的過程中自身攜帶成礦物質(zhì)并交代圍巖萃取出一部分成礦物質(zhì)，在斷裂處壓力突然減小發(fā)生流體沸騰，導(dǎo)致成礦流體的物理化學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變并開始成礦，同時有部分的大氣水的加入，成礦流體沿著NNE-SN向斷裂運(yùn)移，當(dāng)NW向斷裂產(chǎn)生時截?cái)嗔肆黧w運(yùn)移方向?qū)е鲁傻V過程結(jié)束。

6 結(jié)論

通過研究河口及榮渡金礦床的礦床地質(zhì)特征、不同成礦期次的石英礦物內(nèi)流體包裹體成分及其H-O-S同位素組成、榮渡金礦床黃鐵礦的Re-Os同位素組成，得出以下結(jié)論：

(1)根據(jù)礦物共生組合、礦石組構(gòu)及脈體穿切關(guān)系，將河口及榮渡金礦床的成礦過程劃分為4個成礦階段即：①石英脈階段；②黃鐵礦石英階段；③石英多金屬硫化物脈階段；④碳酸鹽脈階段。

(2)河口礦床早期純石英脈中含有大量的富液兩相包裹體(WL型)、富氣相包裹體(WG型)以及少量的含子晶多相包裹體(S型)，總體上屬于高溫中低鹽度的體系；河口及榮渡礦床成礦中期多金屬石英脈中主要含有大量的富液兩相包裹體(WL型)以及富氣相的包裹體(WG型)，屬于中高溫低鹽度體系。礦化的過程是由流體溫度和鹽度的降低所引起的。

(3)河口及榮渡金礦床的成礦物質(zhì)主要來源于巖漿，成礦流體主要來自于巖漿熱液，也受到大氣降水的影響。榮渡金礦床的成礦年齡為134±19Ma，成礦作用與區(qū)域內(nèi)變質(zhì)事件無關(guān)，而可能與區(qū)域內(nèi)130Ma左右的巖漿活動有關(guān)。

致謝Re-Os同位素測試得到中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所李杰老師的幫助；合肥工業(yè)大學(xué)趙冰冰和冷慧聰2位碩士研究生以及劉光賢博士研究生協(xié)助樣品的采集；審稿專家提出了寶貴的意見；在此一并表示感謝！

謹(jǐn)以此文祝賀岳書倉教授八十八華誕！