覃祚煥，魏超，梁文飛，張良

(中國地質(zhì)大學(xué),地球科學(xué)與資源學(xué)院,北京 100083)

焦家金礦產(chǎn)于山東省著名的招-掖金礦帶內(nèi)，其大地構(gòu)造單元屬于華北地臺膠遼臺凸魯東地盾的西緣；基底為前寒武紀(jì)變質(zhì)巖系。礦床圍巖普遍發(fā)生了蝕變，其中紅化(微細(xì)粒赤鐵礦浸染長石、石英等礦物)和鉀化(鉀長石化、絹云母化)是兩種重要的圍巖蝕變[1]。紅化在脆性破裂集中的地方表現(xiàn)明顯(斷裂帶中有利于鐵的富集與氧化)。鉀化中的鉀長石化則較難確定，因為作為金礦圍巖的花崗巖本身鉀長石就很發(fā)育，因此很難確定在金礦化蝕變帶中的鉀長石是原花崗巖中的鉀長石還是金礦化熱液期的鉀長石。目前對該礦床的研究主要集中在找礦模型預(yù)測[2-5]、成礦流體特征[6]及構(gòu)造演化[7-9]、宏觀蝕變分帶[10，11]等方面，對礦體及圍巖中鉀長石的成因類型及成礦意義缺少必要的討論。該文在前人研究基礎(chǔ)上，著重于鉀長石化過程中鉀長石的顯微鏡下結(jié)構(gòu)及化學(xué)成分特征，并探討了鉀化階段與成礦有關(guān)流體的性質(zhì)及演化特征。

1 礦床地質(zhì)特征

焦家金礦受控于黃縣-掖弧形斷裂中段的焦家斷裂(圖1)。該斷裂長12km，寬100～300m，走向NE 10°～40°，傾向NW，傾角20°～45°，呈開闊的舒緩波狀。礦體賦存在斷裂下盤破碎蝕變的玲瓏花崗巖中。

圖1 焦家金礦床112勘探線剖面圖(據(jù)山東省地質(zhì)六隊資料修編)1—黑云母花崗巖；2—礦體；3—黃鐵絹英巖化花崗巖；4—黃鐵絹英巖；5—鉀化紅化花崗巖；6—絹英巖化斜長角閃巖；7—斜長角閃巖；8—焦家主斷裂；9—巖性界線

礦床的主要地質(zhì)特點是構(gòu)造巖的圍巖蝕變異常強烈。主要蝕變類型有鉀長石化、硅化、絹英巖化、黃鐵礦化、碳酸鹽化及綠泥石化。蝕變依據(jù)距主斷層的遠(yuǎn)近及強弱劃分為4個帶：以黃鐵絹英巖為中心，向兩側(cè)依次為黃鐵絹英巖帶、黃鐵絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖帶、黃鐵絹英巖化花崗巖帶和鉀化紅化花崗巖帶(也稱“紅化”帶)，各帶特征見表1。

2 樣品及分析方法

研究以鉀化紅化花崗巖、黃鐵絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖為主要對象。樣品均采自-190～-230m中段。挑選有代表性的樣品送廊坊市地科勘探技術(shù)服務(wù)有限公司磨制0.03mm的光薄片，薄片鏡下觀察，在中國地質(zhì)大學(xué)(北京)開放實驗室Leica-DM4500P高級偏光顯微鏡下完成。通過鏡下觀察初步區(qū)分蝕變巖中的原生鉀長石、高溫?zé)嵋衡涢L石、低溫?zé)嵋衡涢L石，對其分別進行電子探針分析。電子探針實驗在中國地質(zhì)大學(xué)(北京)電子探針實驗室完成，儀器型號EPMA-1600，加速電壓15KV，電流20nA，束斑為5μm。

表1 焦家金礦不同蝕變帶特征(據(jù)龐緒成，2005)

3 分析結(jié)果

3.1 顯微鏡下特征

原生鉀長石：中粗粒，單偏光下呈灰色，正低突起，灰白色干涉色，與熱液鉀長石鏡下特征極為相似。這種鉀長石是原花崗巖中的鉀長石，是在巖漿結(jié)晶過程中形成。蝕變帶中的原生花崗巖多數(shù)已蝕變?yōu)榻佋颇?，可見鉀長石假象。

高溫?zé)嵋衡涢L石：灰色，粗粒板狀，灰白色干涉色；可見新生的鉀長石交代原花崗巖中的鉀長石和斜長石，呈現(xiàn)各種交代殘余結(jié)構(gòu)，包括包含結(jié)構(gòu)、港灣結(jié)構(gòu)、島嶼結(jié)構(gòu)、反應(yīng)邊結(jié)構(gòu)等。大多數(shù)長石都發(fā)生了不同程度的蝕變(圖2)。

圖2 各種交代殘余結(jié)構(gòu)

低溫?zé)嵋衡涢L石：他形細(xì)粒粒狀，單偏光下呈灰色，正低突起，正交鏡下呈Ⅰ級灰白干涉色，常與石英共生，并且與石英接觸邊緣較平直，可見卡氏雙晶(圖3)。此類鉀長石表面干凈，較少發(fā)生絹云母化蝕變。

圖3 低溫?zé)嵋衡涢L石與石英共生

3.2 化學(xué)成分特征

對鉀化紅化花崗巖、片麻狀黑云母花崗巖、黃鐵絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖中的高溫?zé)嵋衡涢L石、原生鉀長石、低溫?zé)嵋衡涢L石進行電子探針分析。測試樣品共6件，其中高溫?zé)嵋衡涢L石測點3個，原生鉀長石測點2個，低溫?zé)嵋衡涢L石測點4個，結(jié)果分別見表2、表3、表4。

表2 焦家金礦高溫?zé)嵋衡涢L石化學(xué)成分電子探針分析結(jié)果w(B)/10-2

中國地質(zhì)大學(xué)(北京)電子探針室分析(下同)

表3 玲瓏巖體中未蝕變的鉀長石化學(xué)成分電子探針分析結(jié)果w(B)/10-2

表4 焦家金礦低溫?zé)嵋衡涢L石化學(xué)成分電子探針分析結(jié)果w(B)/10-2

表2反映了高溫?zé)嵋衡涢L石與原生鉀長石的TiO2，Al2O3，F(xiàn)eO，NiO，K2O，Na2O，MgO組分質(zhì)量百分含量變化范圍有著顯著差異。高溫?zé)嵋衡涢L石中K2O，TiO2，NiO組分含量明顯高于原生鉀長石中對應(yīng)組分，原生鉀長石中含一定量的Al2O3，F(xiàn)eO，MgO，CaO，Na2O組分，而高溫?zé)嵋衡涢L石較少含有或幾乎不含該組分(表5)。

表5 焦家頂金礦原生鉀長石與高溫?zé)嵋衡涢L石主要成分對比

表3反映了高溫?zé)嵋衡涢L石相對于原生鉀長石來說富K，Ti，Ni，貧Al，F(xiàn)e，Mg，Ca，Na。表明熱液蝕變流體富K，Ti，Ni，在鉀長石化水-巖反應(yīng)過程中原巖Al2O3，CaO，Na2O，F(xiàn)eO，MgO組分被帶出，F(xiàn)eO，MgO部分與Al2O3作用形成綠泥石，部分與流體中的CO2結(jié)合形成碳酸鹽。與此同時，富K流體還作用于原生斜長石、黑云母使其蝕變形成絹云母、綠泥石。

成礦期形成的低溫?zé)嵋衡涢L石成分見表4，其組成較簡單，幾乎不含鈣長石分子，鈉長石分子含量多數(shù)小于6%，一般為3%，而且低溫?zé)嵋衡涢L石的成分與未蝕變的玲瓏巖體即片麻狀黑云母花崗巖中的鉀長石成分Or86.9Ab13.0[12]相差較大，表現(xiàn)為鈉長石含量較低。說明了鉀長石化過程中，發(fā)生了K+的代入，Na+，Ca2+帶出的作用。

4 討論

4.1 鉀長石化流體性質(zhì)的探討

焦家金礦中較早出現(xiàn)的圍巖蝕變類型是鉀長石化。鉀長石蝕變類型和強度與流體性質(zhì)關(guān)系密切[13-17]。王玉榮等[18]對鉀交代成礦模擬實驗顯示，堿性流體對斜長石蝕變形成鉀長石有利。交代過程中K+置換斜長石中Ca2+和Na+。

在堿性條件下鉀交代斜長石反應(yīng)式如下：

3CaAl2Si2O8+NaAlSi3O8+3K+→3KAlSi3O8+Ca2++3Na++2CaO+2Al2O3

由鉀化蝕變巖在礦區(qū)大面積分布，并結(jié)合前述高溫?zé)嵋衡涢L石的電子探針結(jié)果，可以得出焦家金礦床早期的熱液性質(zhì)為富K+、貧Na+，Ca2+流體。這與前人對該區(qū)流體包裹體[19，20]、蝕變巖整體元素變化[10，11]的分析結(jié)果是一致的。

4.2 高溫?zé)嵋衡涢L石成因及成礦意義

高溫?zé)嵋衡涢L石形成于早期的鉀長石化階段，顆粒粒徑相對較大，可見各種交代殘余結(jié)構(gòu)，主要分布在鉀化紅化花崗巖帶中。鉀長石化是高溫堿性條件下形成的[21]，而高溫?zé)嵋衡涢L石就是在此階段形成的，因此可以得出高溫?zé)嵋衡涢L石也是在高溫堿性條件下(這也解釋了高溫?zé)嵋衡涢L石顆粒粒徑相對較大的原因)形成的，通過新生的鉀長石交代原花崗巖中的鉀長石和斜長石來實現(xiàn)，其實質(zhì)是富鉀流體中的K+交代長石中Ca2+和Na+。

鉀交代蝕變過程中金活化轉(zhuǎn)移實驗研究表明：一般自然金在氧化條件下溶解，還原條件下沉淀；鉀長石化過程中Au活化，在弱酸或弱堿介質(zhì)中遷移，經(jīng)過多次的反應(yīng)作用，最后到黃鐵礦表面穩(wěn)定下來富集成礦[22]。并且前人[19]研究表明金元素在鉀長石化花崗巖中釋出強烈。據(jù)此可以認(rèn)為，在鉀長石化階段，富K+流體不僅使主要含金源區(qū)——膠東變質(zhì)巖的Au活化遷移[6]，而且還可能使原花崗巖中Au活化遷移，釋放出來的Au+很可能向礦化富集區(qū)遷移，成為礦體的部分金來源。

4.3 低溫?zé)嵋衡涢L石成因及成礦意義

此類鉀長石形成于成礦期，伴隨著絹英巖化而產(chǎn)生。其含量較少，顆粒粒徑較小，與石英共生，或呈浸染狀分布在斜長石的裂隙中。前人在膠東礦集區(qū)的傅家金礦床中也發(fā)現(xiàn)了類似的鉀長石[1]。焦家金礦中的低溫?zé)嵋衡涢L石是主成礦期溫度較低的條件下[20]，通過熱液中的K+取代了鈉長石中的Na+形成的，其實質(zhì)是一種鉀化。

K+是熱液中的配陰離子保持穩(wěn)定的重要陽離子，當(dāng)K+從熱液中大量析出時，金的配陰離子的穩(wěn)定性便遭到破壞，導(dǎo)致金的沉淀[1]。因此可以得出，由于在成礦階段的部分鉀長石化，造成熱液中的K+減少，并且由于溫度降低[20]，致使金元素大量沉淀，形成主要的礦體。這就是此類鉀長石所賦存的黃鐵絹英巖化花崗巖帶控制了焦家金礦床主礦體分布的原因所在(圖1)。

5 結(jié)論

(1)焦家金礦床存在三種成因類型的鉀長石：原生鉀長石(巖漿成因)、高溫?zé)嵋衡涢L石、低溫?zé)嵋衡涢L石。

(2)焦家金礦床早期的引發(fā)鉀長石化的熱液性質(zhì)為富鉀流體，富鉀流體使金元素發(fā)生活化遷移，為后期的成礦作用奠定了較好的基礎(chǔ)。

(3)焦家金礦床的主成礦階段由于低溫?zé)嵋衡涢L石的形成以及溫度降低等因素的影響，使金元素大量沉淀富集，形成了焦家金礦床的主礦體。

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