徐陽東,李 碧,田亞江,余 杰,楊武紅
(1.貴州省地礦局地球物理地球化學勘查院,貴陽 550011;2.貴州省煤田地質局142隊,貴陽 550011)
火成巖是由巖漿冷凝結晶而成的巖石,占地殼巖石總量的64.7%,是目前已知的多種巖漿巖礦產的成礦母巖,研究和查明有用礦產與巖漿巖之間的伴生關系,對找礦工作有著重要意義。
巖漿巖的類型是根據 SiO2的含量來劃分的,玄武質巖漿和花崗質巖漿為兩種主要的巖漿類型(表1)。
圖1 巖漿活動及成巖作用示意圖
巖漿從深部巖漿房向上運移侵入周圍巖層,首先采取的應是向上“拱升”頂起上覆巖層,以獲得上升的初始侵位空間,若是熔體供給中斷或者溫度降低,則可在該構造帶內形成與其形態(tài)和產狀相似的侵入巖體;若是巖漿房高溫熔體的供給充分,拱升形成的力量足以使得圍巖產生大量的裂隙甚至是斷裂帶,隨后,巖漿以“穿插”抑或是“刺穿”的形式繼續(xù)上升侵位[1-2]。對于不同巖性而言,基性、超基性巖漿 SiO2含量低,粘度小,流動性強,同時受深部巖漿房的擠壓推動以及本身高溫壓作用,在向上侵位過程中,能熔透火山通道,較易向旁側微小斷裂,或者是周邊各向的低凹、低壓空間侵移,從而多以溢流為主,形成類似樹杈狀的分支;而中酸性巖漿因其SiO2含量較高,粘稠度大,較不易流動,往往形成齊進式的蠕動、聚集,因此多以爆發(fā)式進行[3-5](圖1)。
表1 巖漿分類及特征
巖漿的侵入不是以單一固定的模式進行。一般來說,“主動”侵位巖體活動較早,出現在地殼較深的部位,多形成于封閉-半封閉環(huán)境,不利于巖體間的物質和能量交換以及礦床的形成,而“被動”侵位的巖體則活動較晚,出現于地殼較高部位,巖漿演化分異程度較完全,形成環(huán)境開放,有利于物質和能量的交換,形成諸如接觸交代和其他巖漿熱液礦[6-7]。
研究區(qū)出露地層由老至新有泥盆~石炭系:巖性以灰色中厚層狀灰?guī)r、砂巖、片巖為主;二疊系:以灰色中厚層狀細晶灰?guī)r、粉砂巖、流紋巖為主,厚5~20m,且分布不連續(xù),浮土及植被覆蓋較厚;三疊系:以砂、礫巖、玄武巖為主,多為浮土覆蓋;第四系:廣泛分布于研究區(qū)平緩及低洼處(圖2)。
圖2 礦區(qū)地質略圖
圖3 磁異常等值線圖
根據該礦區(qū)成礦地質條件,采用地質測量和磁法掃面等手段發(fā)現該區(qū)基性-超基性巖帶存在良好的磁異常分區(qū),巖性以輝綠巖為主,近南北向條帶狀或串珠狀分布于礦區(qū)內,東西寬約1.5km2,南北長約3km2。圈定的3個輝綠巖為:T-1巖體位于礦區(qū)北部,該部分磁異常最為明顯,最高值可達3000nT,巖體走向NNW,長約2km,寬300~600m;T-2巖體位于礦區(qū)西南,巖體走向NNE,長度約1.2 km,寬約300m;T-3巖體位于礦區(qū)南部磁異常相對較弱,走向近SN,長約530m,寬度近300m(圖3)。
巖漿巖的侵入時代經年齡測定(U-Pb法)為309.9±1.4Ma,處于晚古生代晚石炭世期間。區(qū)域上晚古生代-三疊紀巖漿巖主要分布在柬東北部邊境附近,西北部暹粒省、馬德望省也有零星分布,巖性常具有從輝綠(長)巖至花崗巖呈過渡性的變化特點,但其中最主要的是粉紅色等粒狀黑云母角閃石花崗閃長巖,多呈小巖株或小巖基產出。
底部巖性大多為花崗閃長巖,含暗色礦物較多,顏色較常見花崗巖深,且粒度較大,未見底,經年齡測定(U-Pb法)得出290.12±0.74Ma,其應和輝綠巖系同源巖漿侵入,分異形成。區(qū)內巖性大致遵循該演化序列:輝綠(玢)巖--輝長巖--閃長巖(花崗閃長巖)均見有不同程度的變質。區(qū)內具有不同的巖漿侵入階段特征的原因,可能是由于從上地慢或地殼下部局部熔融形成的巖漿,在上侵過程中,因所處的構造位置與侵位機制不同所致[8]。
巖石具輝綠結構,斑狀構造?;|交織狀分布的板柱狀斜長石(粒度0.01~0.1mm)構成的格架中分布他形-半自形粒狀輝石(粒度0.05以下)。斑晶為輝石(多在0.3mm以上)、長石(粒度多在0.4mm以上)。原巖中深色礦物如輝石部分保留,沿解理裂隙有輕微綠泥石化及碳酸鹽化;部分蝕變成閃石類、綠泥石等礦物或析出磁鐵礦等礦物。閃石多呈纖維狀,聚集為條帶穿插分布于輝石、磁鐵礦中,部分呈半自形粒狀,粒度與輝石相當混雜輝石分布,綠泥石多呈鱗片狀、纖維狀,分布于輝石孔隙中。方解石呈他形粒狀,多聚集為細脈狀分布。其中鐵礦物主要是磁鐵礦和微量赤鐵礦、菱鐵礦;金屬硫化物包括黃鐵礦、黃銅礦和斑銅礦,但含量甚微。磁鐵礦呈他形-半自形粒狀,粒度0.01~0.5mm以上不等,聚集為不規(guī)則團塊不均勻分布于巖石中。黃鐵礦為他形-半自形粒狀,粒度0.01~0.05mm。褐鐵礦呈膠狀、細分散狀條帶狀混染巖石(表2)。
表2 礦石中主要礦物的含量(%)
T-1、T-2巖體巖石化學分析結果見表 3,SiO233.78%~36.26%,FeO、MgO含量較高。T-1 Na2O+K2O 表3 輝綠巖化學成分含量(%) 輝綠巖稀土元素含量、特征參數及其球粒隕石標準化分布型式見表4、表5。輝綠巖的∑LREE/∑HREE值為0.79~2.45,平均為1.73;(La/Yb)N值在0.63~7.63 之間,平均為2.87;(La/Sm)N值在0.46~4.18之間,平均為 1.82;(Gd/Yb)值在 0.41~2.47之間,平均為 1.74,反映出輕稀土分餾較重稀土明顯。(Sm/Nd)值在0.21~0.32之間,平均為0.26,屬于輕稀土富集型。δEu值在0.19~0.69之間,平均為0.47,稀土元素球粒隕石分布型式曲線在Eu處呈弱的“谷”狀或正常狀,Eu為虧損狀,虧損不明顯;輝綠巖稀土元素球粒隕石分布型式曲線在Ce處均呈弱的“峰”狀或“正?!睜?,其δCe值為0.87~1.45之間,平均為1.09,Ce相對稍富集(圖4)。 表4 輝綠巖稀土元素含量(×10-6) 與基性、超基性巖相伴生的礦產,多為產于巖體內部的巖漿型內生礦床。大多屬于結晶分異型礦床,這種結晶和分異作用,有的在巖漿侵入到淺部后進行,有的則在深部的巖漿房中進行。如在大型侵入體內進行,則礦床應集中在侵入體的底部和下部,如分異作用已經在巖漿房中進行,則上侵的巖漿絕大多是不含礦或含礦很少的,而由這些巖漿所形成的侵入體內往往含礦價值較低或不含礦。在確定有利的找礦靶區(qū)時,首先是要找到基性、超基性巖體的主侵通道及相應構造,然后對這些侵入體的含礦性及價值進行分析研究。 前期工作重心圍繞磁測圈定的異常強度較高的區(qū)域開展,結合精細的物探解釋和大量的分析結果以及區(qū)內地質踏勘與填圖等工作。于南部高異常部位施工,均見磁鐵礦化,礦層平均厚度50余米。對含礦段逐米取樣進行分析化驗(TFe)最高品位43.5%,平均品位33.6%,礦化均勻且厚度較大。推測該處可能直接與深部巖漿房連通,攜礦的礦漿以及揮發(fā)組 分不僅可以由深部直接貫入,甚至可能有多次補充,因而具有良好的成礦條件。 表5 輝綠巖稀土元素分布參數特征 綜上所述,現實中巖體的形態(tài)和產狀大多被掩蓋或處于隱伏狀態(tài),確定巖漿侵入體的侵位空間類型和特征是找礦中一項非常重要的工作。綜合利用物化探、地質、分析化驗等方法來進行分析能有效提高工作效率,總結如下: 1)結合物化探、遙感等方面的資料,進行系統的分析、解釋,確定主侵體的大致區(qū)域。 2)從侵入體結晶粒度、巖性、巖相等方面識別。一般來說,深部的巖漿房結晶或者主侵體的巖石結晶粒度相對較大,晶型相對完好,巖相較單一,與圍巖分界處產狀較陡,而溢流體含較多捕擄體,巖性、巖相相對混雜。 圖4 輝綠巖稀土元素球粒隕石標準化分布圖 3)從礦化和蝕變來判別。主侵體一般屬于高溫高壓巖漿流,礦化和蝕變強烈,依此可以判定主侵體的頂部大致區(qū)域。 4)構造變形作用為巖漿侵位提供主要的侵入空間,探尋構造變形作用強烈的區(qū)域對確定主侵體位置有較大幫助。 [1] 郭進京.花崗巖構造和定位機制的研究進展[J].華北地質礦產雜志,1994,(2):210~217. [2] 許順山,吳淦國,鄧軍.巖漿侵位機制綜述[J].地質科技情報,1998,4(17):8~14. [3] 周金成,張進海,俞云文.巖漿混合動力學及混合巖漿的流變學特征[J].南京大學學報,1993,(4):404~409. [4] 徐朝雷,米廣堯,郭景林.五臺山東廠巖體侵位機制討論[J].華北地質礦產雜志,1995,269~274. [5] 莫柱蓀.花崗巖化理論在中國的傳播與發(fā)展[J].廣東地質,1996,(1):9~14. [6] 許衛(wèi),姚仲伯,王永敏.安徽青陽花崗閃長巖體的巖體構造及刺穿式底辟侵位[J].安徽地質,1995,(2):43~48. [7] 紀燕祥,紀廣儉.論不同侵位空間中侵入巖體的成礦和賦礦特征[J].國土資源情報,2010,2:24~29. [8] Paterson S R (呂貽峰譯).再考查深成巖體侵位作用[J].地質科學譯叢,1995,(1):11~15. [9] 袁超,周輝,孫敏,等.西昆侖山庫地北巖體的地球化學特征及構造意義[J].地球化學,2000,29(2):101~107. [10] 王志洪,李繼亮,侯泉林.西昆侖庫地蛇綠巖地質、地球化學及其成因研究[J].地質科學,1999,35(2):151~160. [11] 邱家驤.應用巖漿巖巖石學[M].武漢:中國地質大學出版社,1991,381~400. [12] 趙振華.關于巖石微量元素構造環(huán)境判別圖解使用的有關問題[J].大地構造與成礦學,20071,31(1):92~103.4 找礦指導作用