柏楊
摘 ?要:東坪金礦床東坪金礦位于河北省崇禮縣東南部,是冀西北地區(qū)規(guī)模較大的金礦床之一,東坪金礦富集于水泉溝偏堿性雜巖體與老地層的內(nèi)接觸帶上。關(guān)于該礦床的成因仍存在爭(zhēng)議,其中較具有代表性的觀點(diǎn)有:堿性巖重熔型礦床、改造成因礦床、與地?;顒?dòng)有關(guān)的礦床、與堿性巖有關(guān)的中溫?zé)嵋航鸬V、與燕山期巖漿作用有關(guān)等一系列觀點(diǎn)。通過(guò)分析該地區(qū)區(qū)域地質(zhì)背景和礦區(qū)地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上,對(duì)礦體圍巖特征、巖石的地球化學(xué)特征進(jìn)行了探討,以及對(duì)前人的研究成果,總結(jié)得出結(jié)論。
一.引言
東坪金礦床位于燕山西段,華北地臺(tái)北緣,在區(qū)域構(gòu)造方面,東坪金礦橫跨華北地臺(tái)2個(gè)Ⅱ級(jí)構(gòu)造單元產(chǎn)在尚義—崇禮—赤城大斷裂的南側(cè),處于阜新—集寧三級(jí)成礦帶,礦產(chǎn)區(qū)域中目前已發(fā)現(xiàn)金礦床點(diǎn)30余處,根據(jù)礦產(chǎn)空間分布及地質(zhì)特征則可劃分出兩個(gè)金礦田。區(qū)內(nèi)褶皺及斷裂比較發(fā)育,東坪金礦是我國(guó)首次在華力西期堿性巖體中發(fā)現(xiàn)的新類型金礦,被譽(yù)為是“東坪式”金礦,至今已探明金儲(chǔ)量達(dá)70余噸。
二.研究現(xiàn)狀及存在問(wèn)題
礦區(qū)中分布在太古界、下元古界變質(zhì)系、新生界第三系,第四系零星分布。區(qū)域內(nèi)斷層構(gòu)造發(fā)育較好,區(qū)域金礦的展布是受尚義-崇禮-赤城斷裂帶及其派生斷裂構(gòu)造控制,金礦在NNE、NE及NW向分布,具燕列式展布特點(diǎn),這種斷裂系統(tǒng)對(duì)金的富集及形成十分有利,對(duì)金礦的形成發(fā)展及演化起到控制作用。礦區(qū)地質(zhì)中的巖石由于巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈,主要為巖漿巖,巖漿巖的主要巖性有二長(zhǎng)巖、石英二長(zhǎng)巖及角山二長(zhǎng)巖等,該巖體與區(qū)內(nèi)的金礦成因關(guān)系密切,為金礦的富集提供了動(dòng)力
在礦區(qū)的南部有出露的斜長(zhǎng)角閃巖、斜長(zhǎng)角閃片巖,并有少量的麻粒巖。礦區(qū)圍巖主要是正長(zhǎng)石、堿性長(zhǎng)石正長(zhǎng)巖以及石英堿性長(zhǎng)石正長(zhǎng)巖,這三種巖石之間存在過(guò)渡漸變關(guān)系。礦體與圍巖間界面不明顯,圍巖均具有硅化、鉀化,跟你就蝕變強(qiáng)弱可分為三個(gè)帶,分別是強(qiáng)蝕變帶、中蝕變帶、弱蝕變帶。主微量元素含量也都不一致,且金的含量也有所不同。
根據(jù)前人的深入研究,對(duì)東坪金礦成因的認(rèn)識(shí)分歧較大,主要有以下幾種觀點(diǎn),分別是(1)與侵入巖有關(guān)的金礦床;(2)巖漿熱液型;(3)混合巖化-重熔交代熱液型;(4)改造型熱液礦床;(5與堿性雜巖體有關(guān)的中溫?zé)嵋盒徒鸬V床。
三.發(fā)展方向
首先我們先確定金礦形成的物質(zhì)來(lái)源,該地區(qū)巖漿作用活動(dòng)明顯,中酸性巖漿巖被認(rèn)為是金礦成礦的重要條件,但對(duì)中酸性巖漿巖是否直接提供金還存在疑問(wèn),因?yàn)橥ㄟ^(guò)中酸性巖漿熱液與周圍圍巖發(fā)生交代,使圍巖中的金發(fā)生遷移并在合適的環(huán)境條件下富集成礦??傊行詭r漿巖在本地區(qū)的金礦成礦是尤為重要的。
在東坪地區(qū),堿性雜巖體的分布很廣,巖石類型較為復(fù)雜,主要為二長(zhǎng)巖和石英二長(zhǎng)巖。那么堿性雜巖體與東坪金礦成礦有何種關(guān)系?通過(guò)發(fā)現(xiàn)堿性雜巖體內(nèi)外都受到了強(qiáng)烈的鉀化、硅化蝕變,且金礦體大多都賦存在堿性雜巖體與巖體的內(nèi)破碎帶中,從堿性雜巖體到金礦體,金的分布出現(xiàn)較為明顯的貧化—富集共軛現(xiàn)象,說(shuō)明堿性雜巖體與東坪金礦床在空間上是共生關(guān)系,堿性雜巖體在地質(zhì)成礦中起到了至關(guān)重要的作用。通過(guò)對(duì)堿性雜巖體的主微量元素測(cè)定,基本確定了東坪金礦的成礦物質(zhì)主要來(lái)源于地幔,其中也混入了少量殼源物質(zhì)。
其次,通過(guò)對(duì)礦區(qū)地層的主要巖石與圍巖,以及石英脈型礦石和蝕變巖型礦石四種巖石的主量元素平均含量對(duì)比得出:Si、Al、K 等氧化物含量由礦石、蝕變圍巖到礦區(qū)地層呈明顯的下降趨勢(shì),而Fe2O3、MgO、CaO、Na2O含量的變化趨勢(shì)則呈上升趨勢(shì)。因此說(shuō)明礦區(qū)礦石中的礦物質(zhì)是二長(zhǎng)巖通過(guò)富堿熱液交代片麻巖過(guò)程中,部分物質(zhì)流入礦體內(nèi)形成的,使得含金礦石中的這部分組分升高。這與已知的主要礦石礦物組合分析是一致的。此外,根據(jù)前人測(cè)定,由成礦溫度歸納為三個(gè)溫度段,即360~410℃、280~320℃、200~240 ℃。
據(jù)前人研究,東坪金礦的找礦標(biāo)志可由SN、NNE、NNW向的三組構(gòu)造中找礦,構(gòu)造交叉處即為礦體富集區(qū);礦區(qū)中分布著眾多鉀長(zhǎng)石,鉀長(zhǎng)石大多發(fā)育在礦體的上下盤或單獨(dú)形成蝕變型巖體。由于礦床成因與鉀質(zhì)交代關(guān)系密切,故可通過(guò)肉紅色的鉀長(zhǎng)石找礦。
最后是針對(duì)以上認(rèn)識(shí),可建立東坪金礦床成因過(guò)程模式。
(1)由于華北克拉通巖石圈的構(gòu)造作用,使得地幔物質(zhì)上升,并伴隨著地幔中高溫流體一同上升,引發(fā)殼幔作用強(qiáng)烈,其間產(chǎn)生的裂隙為熱液的運(yùn)移及金礦的成礦及富集創(chuàng)造了空間
(2)通過(guò)強(qiáng)烈的區(qū)域殼幔作用產(chǎn)生的巖漿流體與大氣降水發(fā)生交代,汲取出K、Na、Si等成礦元素。
(3)含金的熱液沿著脆-韌性斷裂系統(tǒng)上升,并與圍巖發(fā)生物質(zhì)和能量上的交換產(chǎn)生鉀化和硅化。隨著進(jìn)一步的溫度上升、壓力隨之降低,熱液中的K(Na)含量降低,熱液中的金伴隨著SiO2析出形成石英脈型礦床。
四.結(jié)論
(1)確定了東坪金礦的成礦物質(zhì)主要來(lái)源于地幔,且與燕山期的淺成巖漿活動(dòng)密切相關(guān)。
(2)東坪礦區(qū)中的水泉溝正長(zhǎng)巖類堿性雜巖體是東坪金礦的成礦地質(zhì)體。
(3)東坪金礦為熱液期形成,主要分為4個(gè)成礦階段分別是:鉀長(zhǎng)石-石英階段(金礦化微弱);石英-黃鐵礦階段(重要成礦階段);石英-多金屬硫化物階段(主要成礦階段);黃鐵礦-碳酸鹽階段。
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科學(xué)導(dǎo)報(bào)·學(xué)術(shù)2019年51期