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本文通过充分研究和开发古利库金银矿区的地(质)、物(探)、化(探)、遥(感)等多方面综合信息,运用区域地质构造研究的最新成果和应用新的成矿理论,采用MAPGIS这一有效的分析手段,建立了符合本区客观实际的成矿模式和综合信息找矿模型。在成矿规律和找矿标志研究的基础上,优选出了4个金矿找矿靶区。古利库金-银矿床的成因类型和其明显的金、银矿化水平分带在我国东部地区尚属首次发现,其成矿地质构造环境与特点既不同于新生代岛弧带,也不同于以往我国东部活动陆缘火山岩区的同类型矿床。因此,本研究对于深化冰长石-绢云母型浅成低温热液金矿成矿作用的认识、拓宽找矿领域、推进区域成矿学的研究均具有一定的意义。主要研究成果归纳如下:
1、阐明了古利库岩金矿床形成于三级控矿-导矿-容矿构造体系中,NNE向嫩江断裂带作为区域一级成矿带控制了古利库等矿床的区域空间分布;古利库早白垩式火山穹隆构造是继承、叠复于盆地基底的中、晚侏罗世期间(161.6Ma)形成的北西向韧性剪切带和北西向断裂带这一北西向构造系统而产出的,构成古利库金银矿床的二级控矿构造,古利库岩金矿床即产出在该火山穹隆构造的翼部,并沿北西向构造系统形成了一条北西向分布的矿带;而该火山穹隆构造的次级火山机构(爆破角砾岩筒、次火山岩相、锥状火山口、环状和放射状断裂)和北西向断裂带及其次一级北东向断裂则属三级容矿构造带,这些三级容矿构造直接控制了古利库岩金矿床的各个矿体的分布。
2、由变质岩类到糜棱岩类和由花岗岩到花岗质糜棱岩的韧性剪切变形作用过程发生了金、银等成矿元素得到初始富集,主要成矿元素Au、Ag、Pb、Sb、Bi、和Hg明显富集、轻重稀土分馏程度增大、负铕异常程度亦明显增大。
3、早白垩世火山岩类属活动大陆边缘构造环境下高钾低钛富钇型火山岩类,且与岛弧钙碱性火山岩系特征较为一致,稀土元素分布特征进一步表明其属大陆安山岩类。由火山岩到蚀变和矿化火山岩的元素变化特征表明成矿作用中Au、Ag、As、Se、Sb、Bi、Hg、Sn、Ba发生了明显的富集,Cu、Pb、Zn在矿区南部发生了富集,而Co、Ni、Cr、V、Mo发生了明显的贫化,稀土总量、轻稀土含量和重稀土含量及轻稀土分馏程度均发生明显的降低,而负铕异常和重稀土分馏程度则明显增大。
4、通过成矿热液流体的温度测定和同位素组成的研究,确定该矿床属浅成低温热液类型,并将成矿作用划分为二个成矿阶段,早期阶段成矿温度240℃-280℃,晚期成矿温度185℃-235℃。成矿热液流体的氢氧同位素组成:δDH2O-76‰-94‰,δ-18O-6.58‰14.11‰,表明成矿热液来自大气降水。矿石的硫和铅同位素组成说明成矿热液硫来自中生代火山岩,而铅是从基底落马湖变质岩系及相伴的兴凯期花岗岩类中萃取出来的。
5、网脉状硅化岩型矿体主要分布于矿区北部的Ⅰ号和Ⅱ号化探异常区(如Ⅱ号矿带12号Au型矿体群),而含碳酸盐冰长石-石英脉型后者主要分布于矿区南部的Ⅲ号化探异常区(如Ⅰ号矿带2号、10号Au-Ag型矿体和4号Ag型矿体)。由此,与矿体形态类型相对应,在古利库金银矿区由北至南延长达5Km顺序分布有Au型(如12号矿体群)、Au-Ag复合型(10号和2号矿体)和Ag型(4号矿体)。
6、通过对矿石结构构造和矿物成分、组合的研究,客观的划分了六个成矿作用阶段及其过程;通过对标型矿物冰长石的分布范围和深度的系统统计,有效的判断出矿体就位深度;
7、通过对不同类型矿体(矿化围岩)和不同深度区间岩心样品的Au、Ag、Au/Ag的变化特征研究表明:由最北部的矿(化)体至最南部的矿(化)体,金银比值在水平10000米范围内降低约30-45倍,而0-200m不同深度区间内岩心样品的Au/Ag平均比值稳定变化在0.08-0.09之间,即矿区由北至南出现明显的金银矿化的水平分带,而未出现金银矿化的垂向分带。
8、金、银成矿水平分带的机理是由于成矿热液流体自北而南的循环作用过程发生了明显的性质变化,即流体温度、盐度、Eh值逐渐降低,而pH值、H2O气相值、K+/Na+比值、(Ca2++Mg2+)/Na+比值和贱金属含量明显增高,Au与As、Se、Sn、Ba、HREE在循环作用过程中具有一致的地球化学属性,Ag与贱金属元素Cu、Pb、Zn、LREE和过渡族元素Cr、Ni、Co及Sb、Bi、Hg以及微量元素Mo在循环作用过程中具有一致的地球化学属性,伴随产生了明显的重元素和重同位素的“滞后”效应,即δO18H2O值、δDH2O值、δS34值、Pb/Pb各项比值和Au/Ag比值明显降低,由此形成了矿区北部属Au型矿体,而矿区南部属Ag型矿体的成矿分带。
9、与国内外同类型矿床的研究比较,古利库岩金矿床具有该类型金矿床的典型特征,与国内团结沟、五凤、奈林沟、阿希等金矿床和国外日本菱刈、俄罗斯巴列依、美国科姆斯托克等金矿床在矿化类型、主要矿物共生组合、围岩蚀变类型、成矿热液流体性质及成矿构造环境等方面均具有可比性;并由此建立了一个产于中生代火山穹隆翼部,金、银矿体明显水平分带的古利库式冰长石-绢云母型浅成低温热液金(银)矿床成矿模式。在与国内外浅成低温热液金银矿床成矿特征对比研究的基础上,结合当前有关矿床类型、成矿模式和区域成矿作用与特征的研究,提出了以构造环境和矿床地球化学特征相结合为划分标准的浅成低温热液金银矿床的分类方案,即将浅成低温热液金银矿床划分出5个类型:①岛弧高硫型;②岛弧低硫型;③裂谷低硫型;④活动陆缘高硫型和⑤活动陆缘低硫型。
10、在成矿预测和靶区优选(成矿有利地段)中,充分发掘有关的地(质)、物(探)、化(探)、遥(感)的多方面综合信息,并将其集成为一个具有相对数值意义的“预测指标”,应用此指标来预测找矿,提高了找矿预测的精度。