陸 葉，韋龍明 羅 瑞，馮經(jīng)平 潘 燁

(桂林理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，廣西 桂林541004)

八卦廟金礦是20世紀(jì)90年代在秦嶺鳳縣-太白礦田發(fā)現(xiàn)的大型金礦，許多學(xué)者對(duì)該礦床進(jìn)行了一系列的研究。而金礦床的研究，大致離不開以下幾個(gè)步驟：礦床類型的初步判斷，成礦年齡的卡定，礦源的研究，構(gòu)造的控制，最終是找礦預(yù)測(cè)。地球化學(xué)在金礦研究中的運(yùn)用，基本集中在成礦年齡的卡定、礦源的研究這兩方面。

1 金礦床的地球化學(xué)分類

金礦床的劃分有許多種，對(duì)于八卦廟金礦床，根據(jù)金礦床礦體形態(tài)分類[1]，屬于細(xì)脈浸染型礦床；按礦床的成礦溫度和深度分類[2]，則屬于淺成中溫礦床；若強(qiáng)調(diào)金礦床礦物組合的分類[3]，則歸為金-石英-硫化物細(xì)脈浸染礦石建造；以其他依據(jù)，還可劃分為內(nèi)生礦床、含金石英-碳酸鹽礦脈型礦床、熱水沉積-構(gòu)造改造型層控金礦床等等[4]。但建立在地質(zhì)環(huán)境和地球化學(xué)環(huán)境基礎(chǔ)上的金礦分類，能最客觀地說明金礦產(chǎn)在哪些類型的巖石里和哪些構(gòu)造環(huán)境中，把這點(diǎn)搞清楚后，結(jié)合礦床的地球化學(xué)情況，就可能確定金礦的成因。而更重要的是，就可以預(yù)測(cè)可能找到類似金礦的環(huán)境[5]。根據(jù)博伊爾(1917)提出的分類，可以把金礦分成以下9大類，八卦廟礦床應(yīng)屬于地球化學(xué)金礦床分類的第6類：火成巖、侵入巖、火山巖和沉積巖中的浸染狀和網(wǎng)脈狀金-銀礦床。

2 成礦年齡的測(cè)定與分析

成礦年齡的測(cè)定，不僅是為了敲定金礦形成的準(zhǔn)確時(shí)間，同時(shí)也是為了能更準(zhǔn)確的在時(shí)間空間上，將其成礦作用與地質(zhì)背景相聯(lián)系。

測(cè)定成礦年齡的方法非常多，同位素測(cè)年是重要的組成部分。目前，常用的方法有K-Ar法、U-Pb 法Rb-Sr法，后來又陸續(xù)推出了Sm-Nd法和Ar-Ar法[6-13]。由于礦床大部分存在多期疊加作用，因此上述一切測(cè)試方法和礦物的選取，都應(yīng)該基于在野外細(xì)心觀察而劃定的期次上，確定各期次該采用何種方法。為了更科學(xué)合理的定年，各種測(cè)年方法之間應(yīng)相互補(bǔ)充、相互驗(yàn)證。

3 成礦地質(zhì)體——來源的研究

對(duì)成礦物質(zhì)的來源，主要是從物質(zhì)成分的角度，通過測(cè)定礦石、脈石、圍巖及所假設(shè)礦源巖各自的成礦元素及硫、鉛、碳、氧、鍶等同位素、稀土元素、微量元素，以及所計(jì)算的各種元素對(duì)或元素組合比值、勾繪的稀土配分曲線的對(duì)比等，來進(jìn)行分析和判斷[19-23]。

3.1 全巖化學(xué)分析

對(duì)八卦廟進(jìn)行巖石化學(xué)全分析時(shí)，在所以元素整體把握的基礎(chǔ)上，通過對(duì)FeO的含量與鐵白云石的含量，標(biāo)志元素B、F、Au、As、Sb進(jìn)行進(jìn)一步對(duì)比，并作出TFe2O3-MnO相關(guān)關(guān)系圖解、以及將樣品分別投影在Bostom(1983)提出的熱水沉積物與水成沉積物Fe-Mn-(Co+Ni+Cu)×10三角圖、現(xiàn)代海洋不同類型沉積物的P2O5(WB%) -Y (×10-6)圖解、Taylor,等(1985)的Th-Hf-Co三角判別圖進(jìn)行分析研究，最終判斷八卦廟特大型金礦床的含礦建造為：發(fā)育在秦嶺微板塊伸展背景下的與同生伸展斷裂伴生的海底熱水噴流同生沉積形成的熱水混合沉積細(xì)碎屑巖建造。而巖石中的載金礦物，主要為鈉長(zhǎng)石-中長(zhǎng)石系列、黑云母、鐵云母、黃鐵礦、磁黃鐵礦等,表明金在沉積成巖過程中已得到了初始富集形成礦源層。

3.2 稀土元素分析

經(jīng)專家學(xué)者的測(cè)試研究[15、23-24、26]，八卦廟稀土模式表現(xiàn)出以下主要特征：①八卦廟的圍巖的稀土模式與大陸地殼、北美頁巖非常相似，而且富輕稀土和具Eu負(fù)異常，表明圍巖性質(zhì)以殼源為主，屬揚(yáng)子地臺(tái)北緣被動(dòng)大陸邊緣淺海相的沉積巖，而與活動(dòng)大陸邊緣沉積特點(diǎn)有別。②本區(qū)圍巖和部分金礦石具Ce虧損，說明原巖形成于干燥氣候的淺海環(huán)境。③含金石英脈和含金硫化物為向右平緩過渡型，輕重稀土分異不顯著，說明是一種原始的深源產(chǎn)物。④酸性巖脈為右傾斜型，與地殼花崗巖平均值一致，具淺源性，可能對(duì)成礦只提供熱源。⑤地層中的黃鐵礦與圍巖相似，礦石的Py、Po含金與不含金有區(qū)別，Sm∶Nd<0.3，說明形成的深度較淺。

于學(xué)元等學(xué)者(1996)通過對(duì)八卦廟金礦床稀土元素在三角圖分布特征及稀土等位線計(jì)算分析得出結(jié)論為：金的成礦物質(zhì)主要來自深部金的礦源層；圍巖也參與了金的成礦作用，但提供成礦物質(zhì)的程度很?。粠r脈在金的成礦過程中提供了熱源，促進(jìn)了金的活化遷移。

3.3 同位素分析

八卦廟的同位素研究已經(jīng)很全面了，氫、氧、碳、硫穩(wěn)定同位素及鉛、硅同位素均有涉及，研究深度和解析都非常到位，在此就不累贅了。通過各學(xué)者的分析結(jié)果(見表1)進(jìn)行比較可以得知，從穩(wěn)定同位素認(rèn)為八卦廟成礦流體具有深源特征，包裹體氫氧同位素組成業(yè)可以說明。成礦流體主要由大氣降水構(gòu)成，并可能有部分深源熱流(或巖漿水)以及少量區(qū)域淺變質(zhì)作用形成的變質(zhì)水共同構(gòu)成混合流體。

表1 八卦廟金礦床同位素分析結(jié)果一覽表

3.4 成礦流體

八卦廟在成礦流體方面的研究日漸深入，前人已經(jīng)給了我們很多寶貴的資料和經(jīng)驗(yàn)：

(1)通過測(cè)試大致確定八卦廟金礦主成礦階段的流體溫度在260℃左右；流體壓力范圍33.4～50.7×106Pa；并推算出的成礦深度約1.3～2km。根據(jù)以上特征，說明八卦廟金礦屬于淺成中溫?zé)嵋旱V床。

(2)成礦溫度換算的中性值約為5.6～5.8，礦床形成時(shí)的溶液屬于弱酸性。

(3)成礦流體是一種高硫逸度、低氧逸度、高鹽度、中溫、偏堿性的NaCl型成礦熱液。成礦流體由深部向淺部運(yùn)移，從成礦深部到淺部，成礦流體具有由弱酸性到很弱的酸性或偏中性；由氧化環(huán)境到還原環(huán)境的變化趨勢(shì)。

對(duì)八卦廟金礦床流體包裹體的進(jìn)一步研究，大致有兩方面：包裹體巖相學(xué)與有機(jī)氣體組分、成礦流體中有機(jī)物質(zhì)與礦化劑等無機(jī)物質(zhì)組成密切聯(lián)系起來研究，探討礦床形成過程有機(jī)-無機(jī)物質(zhì)，特別是有機(jī)質(zhì)和礦化劑對(duì)金元素的原始聚集、活化、遷移、分離、沉積、后生富集成礦的地球化學(xué)行為；通過流體包裹體研究和有機(jī)質(zhì)、礦化劑在成礦流體演化，以及大規(guī)模成礦中的意義與作用探討，繼而揭示成礦流體大規(guī)模運(yùn)移在形成超大型礦床中的作用過程中有機(jī)質(zhì)和礦化劑的地球化學(xué)動(dòng)力學(xué)模型[29-30]。

4 找礦方法與找礦標(biāo)志

金在化探中過去并未廣泛作為指示元素應(yīng)用，主要是因?yàn)樵谝巴鉁y(cè)定金很困難。因此，八卦廟金礦床在地化找礦方面不算活躍，在某些方面有待發(fā)現(xiàn)。但是，金是各自類型礦床極有用的標(biāo)志，因此應(yīng)得到更多的利用。韋龍明(2003)在前人土壤吸附烴找礦研究基礎(chǔ)上，首次開展巖石有機(jī)烴找礦研究，并取得重要成效；應(yīng)用“遙感TM圖像礦化蝕變?nèi)跣畔⒍鄬哟畏蛛x提取技術(shù)”開展找礦研究，取得效果；嘗試性地開展八卦廟金礦區(qū)原生疊加暈研究，拓展了該找礦方法的運(yùn)用領(lǐng)域。

最后必須強(qiáng)調(diào)的是，金礦床的研究，地化的作用是不可忽略，但必須與大地構(gòu)造、地質(zhì)背景等緊密結(jié)合，方可更全面更透徹的了解該礦床，更清晰的把握找礦方向，為找礦做出正確有效的指導(dǎo)。

[1] Louis de Launay.G tes minéraux et métallifé-res[I].1913.

[2] Lindgren W., Mineral Deposits, 1st ed .,McGraw-Hill Book Company Inc[J]. New York,1913.

[3] 斯米爾諾夫，B.N.礦床地質(zhì)學(xué)[M].北京：地質(zhì)出版社，1985：532.

[4] 周遺軍,武玉海, 翟裕生. 論金礦床的分類[J]. 黃金地質(zhì)，1996,2(2):1-9.

[5] Royle R W.金的地球化學(xué)及金礦床[M].北京:地質(zhì)出版社,1984.

[6] 趙葵東,蔣少涌.金屬礦床的同位素直接定年方法[J].地學(xué)前緣,2004,11(2):428-429.

[7] 劉純,孟祥侖. 錸-鋨同位素測(cè)年法研究綜述[J].礦產(chǎn)與地質(zhì)，2009,23(3):273-276.

[8] 宋忠寶,任有祥,李智佩,等.U-Pb同位素測(cè)年法及其應(yīng)用[J],1998,19(1):68-71.

[9] 謝國(guó)剛,李均輝,李武顯,等.廬山前震旦紀(jì)巖石中錯(cuò)石U-Pb法測(cè)年與其地質(zhì)意義[J].地質(zhì)科學(xué)，1997，32(1).

[10] 劉艷紅,劉永江.40Ar-39Ar同位素測(cè)年方法及其應(yīng)用[J],2004,23(3):245-251.

[11] 毛德寶.金礦床同位素測(cè)年和示蹤研究的新進(jìn)展[J].黃金地質(zhì)，1993,(36).

[12] 劉英俊,曹勵(lì)明.元素地球化學(xué)導(dǎo)論[M].北京：地質(zhì)出版社,1987.

[13] 李昌年.火成巖微量元素巖石學(xué)[M].武漢:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社,1992.

[14] 韋龍明. 陜西八卦廟金礦成礦流體初步研究[J]. 巖石學(xué)報(bào)，2007，23(9)：2257-2262.

[15] 韋龍明. 秦嶺鳳太地區(qū)八卦廟式金礦成礦地質(zhì)條件及其成礦預(yù)測(cè)[D]. 成都理工大學(xué)博士學(xué)位論文, 2003.

[16] 馮建忠，邵世才，汪東波，等.陜西八卦廟金礦脆—韌性剪切帶控礦特征及成礦構(gòu)造動(dòng)力學(xué)機(jī)制[J].中國(guó)地質(zhì)，2002，29(1)：58-66.

[17] 邵世才，汪東波.南秦嶺三個(gè)典型金礦床的Ar-Ar年代及其地質(zhì)意義[J]，地質(zhì)學(xué)報(bào)，2001，75(1)：106-110.

[18] 何谷先. 金的礦源探討[J]. 湖南冶金, 1991(1):39-44.

[19] 閻立偉，姚玉增. 金礦“礦源層(巖)”研究進(jìn)展[J].地質(zhì)與資源,2004,13(4):253-255.

[20] 趙元藝,馬志紅,等. 礦源層判別方法研究[J]. 世界地質(zhì),1995,14(4):45-49.

[21] 季克儉.熱液礦床的礦源、水源和熱源及礦床分布規(guī)律[M].北京:科學(xué)技術(shù)出版社,1989.

[22] 柳少波,王聯(lián)魁,張 生. 熱液(金)礦床中碳同位素礦源示蹤綜述和討論[J]. 地質(zhì)地球化學(xué).1996(4):21-24.

[23] 王義文. 金礦礦源層和含金建造芻議[M].北京:科學(xué)技術(shù)出版社,1989.

[24] 鄭作平,等.八卦廟超大型金礦床中鐵白云石的特征兼論金礦成因[J].礦物巖石，1995，15(3)：32-36.

[25] 吳烈善,韋龍明.八卦廟超大型金礦地球化學(xué)特征及物源[J].地質(zhì)找礦從論，1999，14(4)：62-68.

[26] 于學(xué)元,等.八卦廟大型金礦床稀土元素地球化學(xué)研究[J].地球化學(xué)，1996，25(2)：140-149.

[27] 何鴻，韋龍明.陜西八卦廟金礦成礦流體He、Ar、H、O同位素特征[D].第八屆全國(guó)礦床會(huì)議論文集，2006:190-193.

[28] 于學(xué)元,鄭作平,黃婉康,等.南秦嶺金礦成礦特征(內(nèi)部資料).1994.

[29] 盧換章.等.礦流體包裹體[M].北京：科學(xué)出版社，2004.

[30] 劉英俊，馬東升.金的地球化學(xué)[M].北京：科學(xué)出版社，1991.