八卦庙超大型金矿地球化学特征及物源吴烈善韦龙明Word格式文档下载.docx

1、 同位素; 下地壳; 成矿物质来源; 陕西中图分类号:P 618. 51; P 611文献标识码:A1成矿地质背景八卦庙矿床位于西秦岭东段凤县-太白（以下简称凤-太 铅锌多金属矿田的北部, 距陕西省凤县东约40km 。凤-太矿田在泥盆纪是秦岭裂谷活动最强烈的地带之一, 同时也是秦岭地区重要的多金属成矿区带。该矿田南北以两条近东西走向的大断裂为界, 北部为凤县-山阳深大断裂, 南部为两当-镇安深断裂, 两断裂具长期活动特点; 此外两深大断裂还派生发育许多次级断裂, 这些断裂把凤-太矿田分割成了许多同生断陷盆地, 正是这些断裂及其断陷盆地, 为深部物源提供了可能的通道和成矿空间。我们近几年对该地区

2、金矿进行了一系列的工作, 发现凤-太矿田金矿和秦岭喷流沉积型Pb-Zn 矿一样与深大断裂构造有比较密切的关系, 金矿的赋矿层位是星红辅组（D 2x 下段, Pb -Zn 矿的赋矿层位是古道岭组（D 2g 上段, 从区域上来说这两层位是整合接触关系, 说明两者在时间上很接近。从空间上来看, 金矿和Pb-Zn 矿都位于深大断裂的附近, 而且在许多Pb-Zn 矿外围都发现金矿（或金矿化 , 其中八卦庙金矿与八方山大型Pb-Zn 矿仅相距3km , 所以通过两者的对比, 从而揭示金矿的物源问题相当有意义。收稿日期:1999-05-24; 修订日期:1999-08-30科技项目:本文是国家“九五”科技（

3、攻关 项目96-914-04-02A 子专题部分研究成果:, , , 第14卷第4期1999年12月地质找矿论丛1999年凤-太地区出露地层主要为泥盆系、石炭系、二叠系等。其中以泥盆系分布最广, 自下而上可分为三组:中泥盆统古道岭组（D 2g , 主要为碳酸盐岩夹少量碎屑岩; 中泥盆统星红辅组（D 2x , 主要为泥质碎屑岩、碳质碎屑岩夹条带状灰岩; 上泥盆统九里坪组（D 2j , 为碎屑岩与碳酸盐岩互层。区域构造线方向总体为NWW SEE 向, 由一系列轴向NWW 的紧闭线状褶皱和断裂组成, 其次为NE 和近SN 向断裂。2矿床地质概况八卦庙金矿床位于NWW 向苏家沟-空棺沟复式向斜西端北翼

4、, 赋矿地层为中泥盆统星红辅组下段, 容矿岩石为铁白云质粉砂质板岩和云母千枚岩。金矿体呈似层状、透镜状, 在平面上看呈“螃蟹”状, 在剖面上呈扁豆状, 矿体中心部位最为厚大, 金的品位最富; 矿石的金属矿物以磁黄铁矿、黄铁矿为主, 其次有白铁矿、钛铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿等。非金属矿物以绢云母、石英为主, 其次有铁白云石、绿泥石、黑云母、方解石、电气石、钠长石等。围岩蚀变主要有硅化、绢云母化、铁碳酸盐化、其次为黄铁矿化、绿泥石化等, 为一套中低温矿物共生组合和围岩蚀变。八卦庙金矿物主要以独立矿物形式存在于石英脉内及其脉旁蚀变围岩中。矿区内含金石英脉比较发育, 按其产状可分为三类:顺层脉,

5、脉体较粗大, 走向与地层走向（NWW 向 大体一致;节理脉, 脉体细小, 走向与地层走向近于直交;裂隙脉, 脉体较细, 走向与地层斜交。石英脉的含矿性与其发育规模成正比。石英脉旁常常伴有蚀变退色现象, 越靠近含金石英脉, 蚀变退色程度越强, 其Au, SiO 2, Fe 2O 3, K 2O, Na 2O 等含量明显增加, 而As, FeO, M gO, CaO, Al 2O 3含量则明显减少。通过对矿床200多件样品微量元素进行分析研究发现, 矿床的主要成矿元素具有明显的分带性, 从矿体中心富而厚大部位到矿体边部尖灭部位, 成矿元素表现为:Au Au+Ag Au+Ag +Pb+（Bi 。3稀

6、土元素地球化学根据稀土元素的分馏特点和配分模式以及各元素的比值和异常值（表1 , 我们可以通过对比区分来自不同物源的岩石。表1八卦庙金矿床稀土元素组成特征表T able 1REE composit ions of Bag uamiao g old deposit岩石特征w （2REE /10-6w （2Ce /w （2Y D Eu 资料来源围岩110. 12222. 42. 913. 830. 682远脉弱蚀变岩石198. 83225. 083. 594. 390. 712远脉强蚀变岩石27. 5078. 780. 362. 430. 742含金石英脉7. 6624. 732. 092. 80

7、0. 72本文地壳165. 352. 780. 603上地幔17. 702. 040. 7934 63第14卷第4期吴烈善等:八卦庙超大型金矿地球化学特征及物源3. 1围岩围岩的稀土元素配分模式图（图1 表现为富轻稀土, Eu 亏损, 向右倾斜的曲线特点。w （2REE 为110. 1210-6222. 410-6, 平均值为19410-6, D Eu 平均值为0. 68, D Ce 平均值为0. 91, w （2Ce /w （2Y =2. 913. 83, 与北美页岩相似, 表明围岩性质为正常壳源沉积。3. 2蚀变岩石近脉蚀变岩在八卦庙金矿床表现为一套退色蚀变岩, 主要为黄铁绢英岩化; 远离

8、含金石英脉体的弱蚀变岩石是介于近脉强蚀变岩石和围岩之间的过渡型岩石, 以磁黄铁矿、黄铁矿、绢云母为主。蚀变岩石的稀土元素特征根据其配分模式曲线（图2 可分为两类, 第一类（弱蚀变岩 是富轻稀土, Eu 亏损, 曲线向右倾斜与围岩相似, w （2REE =198. 8310-6225. 0810-6, D Eu 平均值0. 71, w （2Ce /w （2Y =3. 594. 39; 第二类（强蚀变岩 轻、重稀土分异较小, 配分曲线特征与下述含金石英脉相似, w （2REE =27. 5010-678. 7810-6, D Eu 平均值0. 74, w （2Ce /w （2Y =0. 362.

9、43。说明蚀变岩石的稀土元素分馏特点介于围岩和含金石英脉之间, 当蚀变强度大时,其稀土元素特征与含金石英脉更接近。图1围岩的稀土元素配分模式图F ig. 1T he REE dist ribution patter ns o f wall ro ck 1, 2. 绢云母千枚岩3, 4. 斑点千枚岩5.条带状铁白云质粉砂岩图2蚀变岩石的稀土元素配分模式图Fig. 2T he R EE distr ibutio n patt erns of alter ed r ock6. 斑点千枚岩7, 8. 绢云母千枚岩9, 10. 条带状铁白云质粉砂岩3. 3含金石英脉含金石英脉稀土总量明显偏低, 轻重稀土

10、分馏不明显, 配分曲线平缓, Eu 亏损明显, w （2REE =7. 6610-624. 7310-6, 平均值为20. 3210-6, D Eu=0. 470. 93, 平均值为0. 72, w （2Ce /w （2Y =2. 092. 80。从配分曲线（图3 及各稀土元素比值特征来看, 含金石英脉和围岩有明显的区别, 而与上、下地幔平均稀土元素特征相近, 从w （2REE , w （2Ce /w （2Y 的数值来看, 由低到高的顺序为:w （2REE 下地幔（4. 3310-6 上地幔（17. 7010-6, 黎彤 含金石英脉（7. 6610-6; w （2Ce /w （2Y 下地幔（1

11、. 32 上地幔（2. 04 含金石英脉（2. 092. 80 , 反映含金石英脉稀土元素与地幔物质基本接近, 但也有64地质找矿论丛1999年图3含金石英脉的稀土元素配分模式图Fig. 3T he REE dist ributio n pat terns o f aur ifer ous quar tz 1114. 含金石英脉的稀土元素15. 上地幔平均稀土元素416. 上地幔平均稀土元素44同位素地球化学4. 1硅同位素由于金的赋存状态与石英关系密切, 因此可以通过硅同位素测试来判断成矿流体的来源。表2列举了八卦庙金矿与秦岭Pb-Zn 矿及世界不同地区岩（矿 石硅同位素组成的对比值。八卦庙

12、金矿床顺层含金石英脉的D 30Si =-0. 4-0. 3, 平均-0. 33; 节理含金石英脉的D 30Si=-0. 10. 1, 平均-0. 06, 海相碳酸盐岩地层中正常沉积的硅质岩D 30Si =0. 32. 5, 大部分位于0. 6之上, 马里亚纳海槽现代海底黑烟囱硅质物的D 30Si=-3. 10. 4, 平均-1. 65; 星红铺组底部一套海底喷流成因的硅质岩（秦岭Pb-Zn 矿的赋矿岩石 D 30Si=-0. 30. 6, 平均-0. 45。显然含金石英脉的D 30Si 值与正常海相沉积的硅质岩的D 30Si 值明显不同, 而与海底喷流形成的硅质岩的D 30Si 值相近, 说明

13、八卦庙金矿床与秦岭热水沉积的铅锌矿床在成矿物质来源上具有相似之处, 两者可能都是在裂谷扩张的环境中地壳深部物质沿深大断裂上升直接参与成矿。表2八卦庙金矿与秦岭U -Pb 矿及不同地区硅同位素组成对比T able 2T he silicon iso topic compositio ns fo r Baguamiao g old deposit ando ther P b-Zn deposits in Qinling area and the w or ld样品名称（件数D 30Si/范围平均值资料来源顺层石英脉（3-0. 4-0. 3-0. 33解理石英脉（5-0. 10. 1-0. 06钠长

14、岩-0. 50. 2-0. 32西北有色地质研究所凤-太盆地热水沉积型Pb -Zn 矿硅质岩及石英（10-0. 50. 6-0. 38柞山盆地钠长岩、方柱石岩（11-0. 40. 2-0. 1丁悌平等, 1994冲绳海沟硅质沉积物（5-0. 280-1. 72硅华（14-0. 60. 4-0. 08丁悌平等, 1994; 吴世迎, 1992马里亚纳黑烟囱硅质沉积物（21-3. 10. 4-1. 6海相碳酸盐岩地层正常沉积硅质岩0. 32. 5大部分大于0. 654. 2硫同位素围岩和含金石英脉中的黄铁矿D 34S 测试结果表明, 围岩中黄铁矿的D 34S 值较高, 达33,含金石英脉的黄铁矿D 34S=7. 415. 4, 平均值为10. 7, 显然围岩硫具有沉积硫的特点, 而含金石英脉的硫与地层硫相距甚远, 说明二者性质差异较大, 与地幔硫相比略大, 若将八卦665第14卷第4期吴烈善等:图4八卦庙金矿床全硫w （T s 与有机碳w （T oc 相关图解Fig. 4T he co rr el