河西金礦床鉀化蝕變與礦化關(guān)系的研究

河西金礦床鉀化蝕變與礦化關(guān)系的研究

0河西金礦床內(nèi)鉀化與金礦化關(guān)系的研究西河金礦床是焦家金礦區(qū)的大型雕刻巖金礦床。與焦家金礦床相比，河西金礦區(qū)鉀化和鉀化密切相關(guān)。通過對西河金礦床及其周邊礦山稀土配分特征、養(yǎng)分含量、群落特征和包體特征的收集和分析，探討了西河金礦區(qū)鉀化與黃金金礦床的關(guān)系，擴(kuò)大了勘探思路。1焦家金礦田內(nèi)出露的控礦構(gòu)造河西金礦位于著名的招掖金礦床集中區(qū)的西部,焦家金礦田的中央部位。礦田內(nèi)的斷裂構(gòu)造非常發(fā)育,斷裂構(gòu)造多呈北東向,是主要的控礦構(gòu)造。焦家金礦田自北西向南東發(fā)育有新城—焦家斷裂、侯家斷裂、河西斷裂、望兒山斷裂。礦田內(nèi)出露的地層為膠東群,玲瓏花崗巖與其呈侵入接觸關(guān)系。金礦床均產(chǎn)于斷裂構(gòu)造破碎蝕變帶內(nèi),蝕變與礦化關(guān)系密切,是蝕變巖型礦體的集中分布區(qū)。2礦床的地質(zhì)特征2.1礦物及蝕變特征河西金礦床夾持在新城一焦家斷裂和望兒山斷裂之間,定位于河西反“S”型斷裂上盤(圖1)。河西金礦床的礦體,集中分布于河西和侯西2個(gè)礦段內(nèi)。河西礦段的7個(gè)主要礦體均賦存于河西斷裂北東走向至北東東走向段的過渡部位,其中1、3號礦體分布于距主斷面5—40m的黃鐵絹英巖化、絹英巖化帶內(nèi),4、5、6、7、8號礦體則依次呈串珠狀分布于距主斷面50—400m的鉀化帶內(nèi)。絹英巖化帶中的礦體礦化多為浸染狀和細(xì)脈浸染狀,鉀化蝕變帶內(nèi)的礦體為細(xì)脈狀和網(wǎng)脈狀。河西金礦的侯西礦段的礦體呈透鏡狀產(chǎn)于鉀化帶中。河西金礦床為典型的蝕變巖型金礦床,蝕變種類有(黃鐵)絹英巖化、絹云母化、鉀長石化、鈉長石化、硅化、碳酸鹽化、綠泥石化及高嶺土化等。其中鉀長石化最為發(fā)育,有大量的細(xì)脈狀礦體分布于鉀長石化花崗巖帶中。礦石多呈網(wǎng)脈狀,浸染狀和細(xì)脈浸染狀。硫化物在礦石中呈粒狀、細(xì)脈充填狀等,主要金屬礦物為黃鐵礦、自然金、輝碲鉍礦,脈石礦物主要有石英、長石、絹云母。金礦物主要為自然金和銀金礦,賦存于黃鐵礦和石英中。金礦物也與黃銅礦、輝碲鉍礦、方鉛礦共生。鐵礦約占硫化物總量的90%以上,是金的主要載體礦物。2.2變分帶變分帶河西金礦床的圍巖蝕變分帶控制了礦化分帶。從河西主斷裂開始蝕變分帶依次是硅化花崗巖(黃鐵絹英巖化花崗巖),絹英巖化花崗碎裂巖帶,鉀化碎裂狀花崗巖帶,碎裂花崗巖,最后到未蝕變的花崗巖原巖(見圖2)。而礦化類型依次是浸染狀礦化,3鉀侵蝕形態(tài)3.1圍巖蝕變類型熱液蝕變的意義在于其對原巖組分的全面改造,提高了各類組份的活性,是新礦物和成礦物質(zhì)富集的必要條件。本區(qū)金礦床與成礦相關(guān)的圍巖蝕變類型主要包括鉀長石化、黃鐵絹巖化、硅化等,并伴有金屬硫化物和金銀礦化。其蝕變機(jī)理簡述如下:(1)u3000添加caal2si2o鉀化是鉀長石交代斜長石,多為微斜長石化,蝕變過程伴有鉀的加入及鈉、鈣的流失。反應(yīng)原理為:6(NaAlSi3O8鈉長石+CaAl2Si2O8鈣長石)+5K2O→10(KAlSi3O8)鉀長石+6CaO+3Na2O+4Al2O36(ΝaAlSi3Ο8鈉長石+CaAl2Si2Ο8鈣長石)+5Κ2Ο→10(ΚAlSi3Ο8)鉀長石+6CaΟ+3Νa2Ο+4Al2Ο3(2)蝕變的石及黑云母蝕變是一種普遍而且重要的蝕變作用,與金礦化關(guān)系密切,構(gòu)成含礦蝕變巖帶的主體。其反應(yīng)式為:從反應(yīng)式可以看出:斜長石蝕變,Ca、Na及部分Si、Al被帶出,K帶入;在有水參與的情況下,鉀長石蝕變成絹云母及石英;黑云母蝕變,Mg、Fe及部分Ca、Al,Na被帶出;從暗色礦物中析出的二價(jià)鐵與熱液中的硫離子或與硫、金的絡(luò)合物形成黃鐵礦,即[AuS3]+Fe2+→Au+FeS[AuS3]+Fe2+→Au+FeS2。(3)蝕變石英的形成機(jī)理指熱液中的二氧化硅形成硅化石英的作用,它多與絹云母同時(shí)出現(xiàn),交代微斜長石和斜長石,使之呈殘留狀。這種蝕變作用持續(xù)時(shí)間長并有階段性特征,如早期石英呈微粒石英或隱晶質(zhì),波狀消光強(qiáng)烈,有顆?；⒍ㄏ蚶L及重結(jié)晶現(xiàn)象:晚期石英顆粒細(xì)小,結(jié)晶程度差。其反應(yīng)式除絹英巖化中的a、b兩式外,還可以在碳酸鹽化階段出現(xiàn),其反應(yīng)如下:3.2蝕變巖成因關(guān)系巖石鉀化的過程,實(shí)質(zhì)就是在水巖交換中溶液中的鉀替換巖中的鈉鈣離子,那么在鉀化后必然形成巖石中巖石成份的變化。對河西金礦不同巖性的巖石分析結(jié)果也表明了這一點(diǎn)。從表1可以看出,鉀化蝕變巖與花崗巖及礦化花崗巖相比主要的成份差不多,但從玲瓏花崗巖到河西礦區(qū)的花崗巖再到鉀化花崗巖,到含礦鉀化花崗巖,K2O/Na2O的值是遞增的。從巖石的稀土元素變化看(圖3),礦石和蝕變巖有相似的分配規(guī)律反映其成因及演化具有相似性。從圖3可以看出,河西礦區(qū)的稀土元素配分模式與圍巖基本一致,但經(jīng)蝕變后的巖石(包括礦石)具有明顯的Eu正異常,表明成礦溶液并不完全來源于花崗巖,在蝕變過程中有稀土轉(zhuǎn)入巖石中。3.3鉀化巖和7s礦熱液的地球化學(xué)特征河西金礦鉀化帶穩(wěn)定同位素分析結(jié)果表明:鉀化帶有其形成的特殊條件。對比河西金礦(表2)與焦家金礦、新城金礦(表3)的O同位素可見,河西金礦床鉀長石蝕變的δ18O‰的規(guī)律性很強(qiáng),δ18O‰在弱鉀化花崗巖和花崗巖中均不超過10,而鉀化花崗巖內(nèi)的δ18O‰含量在10.2—10.9之間,與焦家金礦III號脈基本一致,而遠(yuǎn)低于焦家金礦和新城金礦的其它樣品,其形成環(huán)境與焦家金礦III號脈相似,都與郭家?guī)X花崗閃長巖中的δ18O‰值10.1接近(張理剛1994)。從硫同位素分析結(jié)果看,河西金礦床鉀化蝕變帶的δ34S‰的值分布范圍窄,極差小,說明成礦熱液比較穩(wěn)定,與礦田內(nèi)的其它礦床的硫同位素相比,其正值偏低。另外,河西金礦床鉀化蝕變帶的δ34S‰在分布上還有中下部低,淺部高的特點(diǎn)。從氧和硫同位素分析結(jié)果看,河西金礦的成礦流體分餾程度要低于區(qū)內(nèi)的其它礦床。3.4原生方解石與焦家金礦、新城金礦的溫度比較包體的形成溫度及成分反映了成礦流體的溫度和成分。河西金礦床的均一溫度原生石英在265—325℃之間,原生方解石的溫度為286—297℃,與焦家金礦、金城金礦和新城金礦的均一溫度相比,溫度偏高,包體的鹽度在6.6—8.4之間,比較單一。表明河西金礦的成礦流體單一,而金城金礦可能有2種不同的成礦流體來源。4鉀化蝕變的熱液分布及成礦流體的形成從前面分析可以看出,鉀化蝕變的溫度較高、鹽度變化范圍小、δ34S‰和δ18O‰的值分布集中,稀土配分模式與圍巖不一致,反映了鉀化的流體成分與玲瓏花崗巖有所不同。研究表明膠東金礦集中區(qū)的鉀化及金礦化與中生代本區(qū)殼幔作用有關(guān),是深部巖漿活動提供了大量的富鉀成礦流體。另外,本區(qū)煌斑巖的研究表明,其C-O同位素特征與礦區(qū)基本一致,對煌斑巖的氧化物含量分析表明(表4),深源流體可以提供大量的鉀。金的來源問題,膠東群是金礦源層,具有高的金背景值,玲瓏花崗巖和郭家?guī)X花崗巖等成巖作用對金有活化作用,但也有分析表明,玲瓏花崗巖中金的含量并不高。再有就是同樣是兩期巖漿活動,同樣有膠東群做為圍巖,在膠東的東部就沒有在西部如此集中的礦化,因而本區(qū)金的來源也可能是深源。從鉀化的蝕變反應(yīng)可以看出,鉀化是在流體中水不參與時(shí)發(fā)生的,在水參與蝕變反應(yīng)時(shí)會產(chǎn)生絹英巖化,所以鉀化及其內(nèi)的金礦化是一種短期的熱液活動的結(jié)果,在高鉀及金的熱液貫入節(jié)理裂隙后迅速產(chǎn)生與圍巖的交代及含金硫化物的沉淀,使節(jié)理裂隙封閉防止了鉀化蝕變轉(zhuǎn)化為絹英巖化。因而金礦化在鉀化帶內(nèi)的脈狀礦化特征是在裂隙內(nèi)為集中的,在圍巖內(nèi)卻基本沒有礦化,也反映了含金硫化物快速沉淀的特點(diǎn)。而金礦化在絹英巖化帶內(nèi)則為浸染狀礦化,礦化均勻,應(yīng)為成礦熱液長時(shí)間與圍巖交代或是熱液交代早期形成的鉀化及其內(nèi)的礦體的結(jié)果。從蝕變的空間分布來看,蝕變的強(qiáng)度隨巖石破碎程度降低而降低,從斷裂中心到未蝕變花崗巖,蝕變一般為黃鐵絹英巖化、絹英巖化、鉀化、未蝕變花崗巖,蝕變強(qiáng)度逐漸降低,因而可以判斷熱液蝕變是從斷裂向外圍的,熱液的供給充分程度也是遞減的。鉀化帶內(nèi)成礦,反應(yīng)了成礦過程中熱液從圍巖里活化了成礦物質(zhì)并在蝕變帶內(nèi)沉積成礦是不符合這種變化規(guī)律的,因而成礦物質(zhì)可能是外來的,而不是來源于圍巖。對于鉀化和絹英巖化蝕變的關(guān)系,由于其形成時(shí)間相差較小,難以進(jìn)行定量地分清哪個(gè)在前哪個(gè)在后。從現(xiàn)在的蝕變分布來看,鉀化蝕變在外圍,形成應(yīng)相對早一些,而絹英巖化蝕變在內(nèi)部,是不是與鉀化形成后疊加于鉀化蝕變之上,目前還沒有確切的資料,但據(jù)李厚民等在金城金礦的研究發(fā)現(xiàn),金城金礦具有2種以上的成礦流體。因而不排除在鉀化蝕變及成礦后,另一期熱液活動對早期的鉀化蝕變及礦化進(jìn)行改造,使礦化由不均勻變均勻,由脈狀變?yōu)榻緺睢?含礦流體特征根據(jù)以上分析,得出結(jié)論如下:(1)河西金礦的