同位素年龄的地质解释
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发布时间：2022-05-30 01:15
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时间：2023-09-12 18:59
1.矿床地质地球化学信息
中国金矿的成矿作用明显分为早晚两期，早期主要发生在2500～1800 Ma的新太古代末至古元古代，晚期主要发生在280～100 Ma的古生代晚期至中生代，与全球金矿成矿时间分布基本一致（李俊建，1997）。五台山地区条带状铁建造金矿成矿的n（40Ar）/n（39Ar）同位素年龄为2416 Ma±64 Ma～2317 Ma±63 Ma，应归属早期成矿作用，相当于五台晚期或吕梁早期。
五台山地区条带状铁建造金矿产于五台山绿岩带条带状铁建造之中。矿体与条带状铁建造整合产出，矿化限于条带状铁建造之中。矿石结构构造和基本矿物组合与条带状铁建造基本一致，但硫化物含量增加。硫化物主要为黄铁矿和微量黄铜矿。其中黄铁矿为主要载金矿物，呈粒状镶嵌于磁铁矿晶粒间，或呈港湾状包容磁铁矿，没有充填磁铁矿裂隙的现象，两者为同构造期产物，但磁铁矿形成早，为变质峰期成因矿物，黄铁矿形成晚，属变质峰期之后成因矿物。除此之外，条带状铁建造金矿矿石含Pb甚微，硫化物中没有方铅矿，铅同位素为古老铅，金类矿物为普通自然金，没有金银矿，银金矿也很少。普通自然金含Ag低，成色高，平均900以上，高者达979；自然金的赋存形式为晶隙金和包裹金，裂隙金很少，只占可见金3%。这些都是早期成矿的明显特征。与此相反，晚期成矿作用方铅矿发育，铅同位素含放射性铅较高，金类矿物常有银金矿和金银矿，普通自然金含Ag较高，成色较低，赋存状态中的裂隙金相当发育。
2.区域地质同位素年龄信息
自六十年代以来，五台山地区获得了上百件有关地层形成、岩浆活动和变质变形作用等重大地质事件的同位素年龄数据（田永清，1991），基本上可建立起五台山地区花岗岩-绿岩带形成、演化的同位素年龄格架（白瑾等，1986，田永清，1991，王汝铮等，1997，白瑾等，1992，沈保丰等，1998）。根据石佛岩体残留锆石U-Pb年龄2803 Ma和侵入金岗库组的片麻状花岗岩单颗粒锆石U-Pb年龄2607 Ma，大致可以确定五台群下亚群形成于2800～2600 Ma，产于金岗库组和柏枝岩组的条带状铁建造即形成于这个时代，同时发生了条带状铁建造金矿的成源作用。在柏枝岩组变枕状熔岩中采集锆石，测定U-Pb年龄，获得单颗粒锆石U-Pb和谐线年龄2427 Ma±10 Ma。这个年龄与王汝铮在金岗库组斜长角闪岩中获得的变质成因的单颗粒锆石U-Pb年龄2438 Ma±36 Ma（王汝铮等，1997）非常接近。白瑾等亦获得金岗库组全岩Rb-Sr等时线年龄为2573 Ma±47.16 Ma，由此，可以大致确定该区区域变质变形作用发生在2500 Ma左右。条带状铁建造金矿的同位素年龄为2416 Ma±64 Ma～2317 Ma±63 Ma，是继区域变质变形作用峰期之后的一次成矿作用。
3.条带状铁建造金矿成矿的阶段性
该区条带状铁建造金矿获得两个成矿年龄，即2416 Ma±64 Ma和2317 Ma±63 Ma，反映主期成矿作用经历了两个主要阶段。第一阶段成矿作用以殿头金矿为代表，成矿年龄2416 Ma±64 Ma，第二阶段成矿作用以板峪金矿为代表，成矿年龄2317 Ma±63 Ma。不同成矿阶段形成的矿床，具有不同的地质特征，反映了成矿作用的演化趋势。综合起来，可归纳为以下四个方面：①矿石物质成分：第一阶段成矿As高Ag低，富稀土，具条带状铁建造元素基本组合，第二阶段成矿As低Ag高，贫稀土，成矿作用导致了条带状铁建造元素的分异；②矿化类型和矿石品位：第一阶段矿化为浸染型，矿化弱，Au品位低，第二阶段矿化为“细脉状”型，矿化强，Au品位高；③成矿流体：第一阶段成矿流体富Cl-、Na+、CO2，贫O2，盐度较高，显示变质流体特征，第二阶段成矿流体富O2，贫Cl-、Na+、CO2，盐度较低，具雨水混合现象；④成矿深度和成矿温度：第一阶段成矿深度约为0.4～0.9 km，温度较高，180～255℃，第二阶段成矿深度约为0.4～0.8 km，温度较低，170～245℃。成矿阶段性及其地质特征的变化，是对成矿作用过程中同位素年龄变化的最好印证。
通过条带状铁建造金矿矿石石英n（40Ar）/n（39Ar）同位素年龄测定，首次获得了五台山地区条带状铁建造金矿n（40Ar）/n（39Ar）同位素年龄2416 Ma±64 Ma～2317 Ma±63 Ma，这是迄今为止我国条带状铁建造金矿最老的成矿年龄，形成于区域变质变形作用峰期之后，相当于五台晚期或吕梁早期。主期成矿作用包含两个成矿阶段，第一阶段发生2416 Ma±64 Ma左右，第二阶段发生在2317 Ma±63 Ma左右。成矿年龄和成矿的阶段性，得到了条带状铁建造金矿矿床地质和区域地质同位素年龄资料的合理解释。
