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山门银矿床位于吉林省四平地区,大地构造位置上地处华北板块(华北克拉通)北缘与兴蒙造山带东段交汇部位、伊通-依兰断裂和西拉木伦-长春断裂交汇处西南侧的大黑山断隆南段,是中国东北地区发现较早但理论研究程度较低的一个大型独立银矿床。本文在区域和矿区地质矿产资料收集分析基础上,通过野外地质调研、室内测试分析以及综合研究,查明了成矿地质条件、矿床地质特征、成矿物理化学条件和成矿流体特征,开展了山门银矿床和国内外典型银矿床的对比分析,确定了矿床成因类型;基于区内中酸性侵入体与银矿化的时空及成因关系研究,明确了成矿岩体,厘定了成岩成矿时代;根据成矿岩体的地球化学特征和矿石的S-Pb同位素组成,示踪了成岩成矿物质来源,结合区域构造演化的最新资料,判断了山门银矿床的成矿构造背景。除少量第四系和中奥陶统黄莺屯组变质碎屑岩碳酸盐岩建造外,山门矿区及外围的主要地质体为燕山期中酸性侵入体和不同时期的脉岩。银矿体严格受NNE向断裂构造控制,主要呈似层状、脉状、透镜状产于二长花岗岩体和石英闪长岩体内部及其与黄莺屯组大理岩夹变质粉砂岩的接触带附近,包括石英脉型(龙王矿段)和破碎带蚀变岩型(卧龙矿段)两种矿化类型,其中,破碎带蚀变岩型矿体数量多、品位相对较高。原生矿石中金属硫化物以黄铁矿、方铅矿、闪锌矿和黄铜矿为主,银矿物以辉银矿、自然银、辉锑铅银矿和深红银矿为主。矿石构造以块状、脉状、条带状和浸染状构造为主,金属矿物主要呈自形-半自形粒状结构、交代浸蚀结构、固溶体分离结构及包含结构等。根据野外和室内观察,矿石及围岩中主要发育硅化、绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化、高岭土化和红化等,近矿蚀变多为硅化、绢云母化,与矿化关系更密切。根据矿物共生组合、脉体穿切关系及矿物生成顺序,可将山门银矿床的成矿过程划分为石英-黄铁矿阶段(成矿早阶段)、石英-银多金属硫化物阶段(主成矿阶段)以及石英-方解石阶段(成矿晚阶段)。不同阶段包裹体研究表明,石英-黄铁矿阶段主要发育气液两相与含CO2三相包裹体,流体属于中高温、中低盐度的H2O-NaCl-CO2体系,具有明显的沸腾特征;石英-银多金属硫化物阶段主要发育富气相和富液相包裹体,不同性质流体混合导致CO2大量逸散,流体属于中低温、低盐度的H2O-NaCl体系;石英-方解石阶段仅发育富液相包裹体,流体属于低温、低盐度的H2O-NaCl体系。从早阶段到成矿晚阶段,包裹体均一温度和盐度均呈明显下降趋势,且CO2含量明显减少,表明CO2的释放及温度降低是导致含银矿物及其它金属矿物沉淀的重要原因。各阶段石英的δD值介于-112.8‰-102.8‰,δ18OH2O值介于-3.7‰+8.1‰,不同阶段包裹体中H-O同位素分析表明,山门银矿床的初始成矿流体主要来源于岩浆,大气降水在成矿作用过程中混入量逐渐增多。早阶段黄铁矿与主阶段金属硫化物δ34S值介于-11.4‰1.79‰,分布范围较大且数值偏低,表明山门银矿床的硫主要来源于岩浆,同时有地层物质的贡献;硫化物Pb同位素组成(206Pb/204Pb=18.14318.189,207Pb/204Pb=15.54315.599,208Pb/204Pb=38.06238.251)表明成矿物质主要来源于深源岩浆,同时具有来自地层物质的贡献,属于壳-幔混源。综合研究表明,山门银矿床与韩国Samwang银金矿床、河北牛圈银矿床等矿床成因相似,属于中低温岩浆热液脉型矿床,流体中CO2的释放及温度降低是导致银等矿物沉淀的重要原因,不同性质流体的混合作用是主要的成矿机制。同位素年代学研究表明,成矿岩体二长花岗岩、石英闪长岩和成矿后闪长玢岩脉的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为167.0±1.5Ma、167.6±1.9Ma和160.1±2.2Ma,限定了山门银矿床的成岩成矿时代为中侏罗世。岩石地球化学特征表明,成矿岩体二长花岗具有高SiO2(70.4371.74%)、高Al2O3(13.1713.99%)、高Na2O(3.984.03%)和高K2O(4.564.94%),低Mg#(17.620)、MgO(0.490.54%)和CaO(1.321.38%),属于高钾钙碱性系列岩石;稀土元素表现为轻稀土元素相对富集,重稀土元素相对亏损,轻重稀土分馏明显(∑LREE/∑HREE=11.2014.09,(La/Yb)N=14.2621.96),且表现为中等的负δEu异常和弱的负δCe异常(δEu=0.560.60,δCe=0.931.04);微量元素总体富集Ba、Rb、K等大离子亲石元素(LILE)及Th、U等不相容元素,亏损高场强元素(HFSE)Ta、Nb、P和Ti等,并具有Pb的正异常,与活动大陆边缘火成岩的微量元素特征一致。Sr-Nd-Pb同位素结果显示,二长花岗岩岩体具有较低的Sr初始比值(0.7044950.704673),较高的Sm/Nd初始比值(0.5122570.512278),εNd(t)略小于0(-3.2-2.8),亏损地幔模式年龄TDM较为年轻(9921073Ma),放射成因铅206Pb、207Pb和208Pb含量较高,而非放射成因铅204Pb含量较低,表明其原始岩浆来源于富含地幔物质的中-新元古代的年轻下地壳的部分熔融,且在岩浆上侵过程中受到了古老地壳物质的混染。根据成矿岩体地球化学特征,结合区域构造演化分析,认为山门矿区二长花岗岩体及相关银矿化形成于早-中侏罗世古太平洋俯冲作用相关的活动大陆边缘构造背景。