楊位坤 ，萬(wàn)占奎

(1.河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第二地質(zhì)勘查院，河南 鄭州 451464)(2.四川省冶金地質(zhì)勘查局六○四大隊(duì), 四川 廣元 628017)

0 引 言

與巖漿熱液密切相關(guān)的斑巖型鉬礦床是世界上包括我國(guó)在內(nèi)的最具工業(yè)價(jià)值的礦床類型。本文通過(guò)對(duì)東秦嶺—大別山巨型鉬成礦帶西段的一部分，洛南—豫西地區(qū)鉬多金屬成礦帶的中酸性小巖體的巖石化學(xué)組分及其相互關(guān)系開展系統(tǒng)地歸納、總結(jié)、分析和梳理，以期發(fā)現(xiàn)其中對(duì)地質(zhì)找礦有價(jià)值的成礦線索，給廣大地質(zhì)工作者提供參考。洛南—豫西地區(qū)是我國(guó)最重要的鉬礦產(chǎn)地[1]。而鉬礦床的形成卻離不開中酸性小巖體，特別是酸性—強(qiáng)酸性的小巖體與鉬礦床的形成更加密切相關(guān)。陜西洛南向東到豫西欒川地區(qū)更是鉬礦床的集中產(chǎn)地，相應(yīng)的中酸性小巖體則更是星羅棋布密集產(chǎn)出。本文著重就中酸性小巖體巖石化學(xué)規(guī)律及其與鉬礦床成礦的關(guān)系作進(jìn)一步探討，以期發(fā)現(xiàn)成礦規(guī)律。而中酸性小巖體又作為鉬礦床的地質(zhì)找礦標(biāo)志，可為廣大尋找鉬礦的地質(zhì)工作者參考。

1 中酸性小巖體的一般特征

洛南—豫西地區(qū)除產(chǎn)出有幾個(gè)巨型花崗巖基外，尚存在數(shù)十個(gè)中酸性小巖體，這種小巖體均位于花崗巖基的附近外接觸帶上，實(shí)際上中酸性小巖體是與花崗巖基的成因息息相關(guān)的[2]。首先兩者是：同期(燕山期的侏羅—白堊紀(jì))，二是同位(同位于板塊對(duì)接帶上，以仰沖帶為主)，三是同源(共同來(lái)源于上地幔軟流圈上侵至下地殼后的演化熔漿)。

中酸性小巖體出露面積一般較小。大于1 km2的占24%，小于1 km2的占76%，尤以出露面積為0.1～0.5 km2者居多。小巖體一般具有上小下大的現(xiàn)象，平面上呈橢圓形、楔形、不規(guī)則的橢圓形等，多數(shù)為近等軸狀、透鏡狀、巖脈狀及巖墻狀等；剖面上呈陡傾斜的巖株?duì)?、蘑菇狀、巖筒、巖管等。

2 中酸性小巖體巖石化學(xué)特征

根據(jù)對(duì)本區(qū)361個(gè)巖石化學(xué)樣，以巖體為單位進(jìn)行組合分類，加上國(guó)內(nèi)外6個(gè)典型的含礦巖體巖石化學(xué)樣，共獲得72個(gè)巖石化學(xué)樣，11個(gè)氧化物百分含量均值，根據(jù)氧化物的重量百分?jǐn)?shù)或陽(yáng)離子數(shù)，分別計(jì)算了12個(gè)巖石化學(xué)參數(shù)。下面介紹中酸性小巖體巖石化學(xué)方面的特征[3]。

2.1 巖石化學(xué)一般特征

2.1.1 主要氧化物的變化情況

本區(qū)小巖體巖石化學(xué)平均值，SiO2為65.97%，相對(duì)于中性巖偏酸性巖石范疇。從7種氧化物的百分含量變化來(lái)看，巖石中SiO2的絕對(duì)變化幅度大(幅度變化系數(shù)26)，而相對(duì)變化幅度小(0.20)，而MgO絕對(duì)變化幅度小(3.72)，相對(duì)變化幅度大(0.91)。上述說(shuō)明本區(qū)巖石從中性到酸性的變化，硅組分增加量多，但增加幅度緩慢，鎂組分減少量小，而減少幅度大。

2.1.2 K2O、Na2O、MgO、FeO、Ai2O3、CaO與Si2O的相關(guān)特征

2.1.2.1 K2O與Na2O

石英閃長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)巖等中酸性巖石K2O與Na2O相當(dāng)，后者K2O略大于Na2O。而花崗巖類巖石則K2O>Na2O，SiO2含量均值為68.8%，K2O與Na2O值為4.4%，兩者對(duì)比說(shuō)明本區(qū)石英閃長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)巖和部分花崗巖過(guò)早地處于K2O>Na2O狀態(tài)。本區(qū)巖石中K2O含量較高的特點(diǎn)，是巖漿物質(zhì)來(lái)源參與較多的地殼物質(zhì)之故。

2.1.2.2 Ai2O3與CaO

兩者在各種巖石中的變化幅度保持在10%～12%之間，本區(qū)巖石中Ai2O3、CaO含量在巖漿演化中隨SiO2的增加而降低。從本區(qū)CaO的含量與標(biāo)準(zhǔn)值相比，普遍較低，說(shuō)明巖漿中地幔物質(zhì)含量較少。

2.1.2.3 MgO與FeO

兩者含量均低于標(biāo)準(zhǔn)值，而且FeO含量一直大于MgO含量，同時(shí)它們也隨SiO2含量的增加而降低。但FeO含量的下降幅度比MgO大，甚至當(dāng)SiO2含量達(dá)75%以后，出現(xiàn)MgO>FeO之現(xiàn)象，這一現(xiàn)象和其均值變化情況恰恰相反。因此說(shuō)明本區(qū)具有鐵鎂值比標(biāo)準(zhǔn)值低的特點(diǎn)，這也說(shuō)明本區(qū)巖漿含地幔物質(zhì)比均值少的特點(diǎn)。FeO含量隨SiO2的增加迅速貧化，暗色礦物大量減少，表現(xiàn)出本區(qū)酸性巖具有低鐵的獨(dú)特性。

2.1.2.4 K2O與SiO2

本區(qū)巖石從中性-酸性，除K2O與SiO2呈正消長(zhǎng)關(guān)系外，其余氧化物均與SiO2呈不同程度的反消長(zhǎng)關(guān)系。但K2O含量隨SiO2的增長(zhǎng)尚有不同的變化，在石英輝長(zhǎng)巖—花崗閃長(zhǎng)巖(SiO2<66%)階段，K2O含量變化是穩(wěn)定的，且變化幅度較小。而在花崗巖階段(SiO2>66%)K2O的含量變化稍大，最后K2O略有下降多形成含礦巖體。

與SiO2呈反消長(zhǎng)關(guān)系的其他5個(gè)氧化物中，隨SiO2的增加以CaO下降幅度最大， Ai2O3和FeO次之，Na2O和MgO則變化幅度小且穩(wěn)定。當(dāng)SiO2>70%時(shí)Na2O含量變化呈寬緩的U字形，這個(gè)階段對(duì)形成各種類型的鉬礦床十分有利?？偠灾?，本區(qū)花崗巖類巖石大部分屬于鋁過(guò)飽和類型，與標(biāo)準(zhǔn)含量值比較，具有富硅、高鉀、貧鈣鎂、低鐵鈉及鋁過(guò)飽和的整體特點(diǎn)[4]。

2.2 巖石化學(xué)的主要參數(shù)

2.2.1 堿值(K2O+Na2O)和組合指數(shù)與SiO2的關(guān)系

2.2.1.1 堿值(K2O+Na2O)的點(diǎn)群密集帶

隨SiO2含量的增加而緩慢上升。SiO2含量從55%增至75%，而堿值(K2O+Na2O)從7%上升到9%，其中超大型、大型鉬礦床成礦母巖的SiO2>72.5%，堿值限制在8%～9%的范圍內(nèi)。

2.2.1.2 組合指數(shù)(里特曼指數(shù)σ)值

隨著SiO2的增長(zhǎng)而緩慢地下降。從σ值的點(diǎn)群密集帶看，SiO2含量為55%～76%，σ值變化范圍為2～4.5；成礦巖體的SiO2含量在63%以上時(shí)，σ值變化范圍為1.8～3.3。換句話說(shuō)，成礦巖體的巖體類型屬于鈣堿性系列巖石。超大型、大型鉬礦床的成礦母巖的SiO2含量大于72.5%時(shí)，σ值則限制于1.8～2.6的范圍內(nèi)。

總的來(lái)說(shuō)，研究區(qū)中酸性巖石屬于鉀質(zhì)鈣堿性系列巖石，而且堿值(K2O+Na2O)與組合指數(shù)σ值之差在6以上時(shí)對(duì)成礦有利，對(duì)超大型、大型鉬礦床的成礦尤其有利。

2.2.2 K57.5、K2O/Na2O與SiO2的關(guān)系

2.2.2.1 K57.5值與SiO2的關(guān)系

K57.5值是巖石的SiO2含量相當(dāng)于57.5%時(shí)的K2O的百分含量，它近似于中性巖的SiO2，也大致相當(dāng)于地殼成分的SiO2總平均值(57.64%)。從本區(qū)中酸性小巖體巖石的K57.5值與SiO2的相關(guān)關(guān)系來(lái)看，隨SiO2含量的遞增 K57.5值變化不大。這一特點(diǎn)可以劃分含鉀高的堿性、鈣堿性-鈣質(zhì)系列的巖石類型[5]，美國(guó)著名的克萊麥克斯(Climax)斑巖型鉬礦床的成礦母巖正是這種類型巖石。

2.2.2.2 K2O/Na2O與SiO2的關(guān)系

K2O/Na2O的含量隨SiO2的增長(zhǎng)略有上升，如果以中性巖(閃長(zhǎng)巖)下界為準(zhǔn)(SiO2為57%)則SiO2<57%的巖石，K2O/Na2O值大部分小于1，即Na2O>K2O；而像金堆城、南泥湖、上房溝、三道莊、東溝、沙坪溝、千鵝沖等超大型、大型鉬礦床的成礦母巖——強(qiáng)酸性花崗斑巖巖石的K2O/Na2O值皆大于1，即K2O>Na2O，而且大部分超大型、大型鉬礦床成礦母巖巖石的K2O/Na2O值界于1～2之間，甚至2～3之間變化。

2.2.3 硅鉀比、鋁指數(shù)、氧化指數(shù)與SiO2的關(guān)系

2.2.3.1 硅鉀比(SiO2/ K2O)

SiO2和K2O的含量一般來(lái)說(shuō)在巖漿演化過(guò)程中是同向消長(zhǎng)的，但兩者變化速度有所差異，尤其是處于成礦階段。硅鉀比值隨 SiO2的增長(zhǎng)，其點(diǎn)群密集帶向下傾伏，說(shuō)明在分異氧化過(guò)程中， SiO2的增長(zhǎng)速度小于K2O的富集程度，而多數(shù)超大型、大型鉬礦床的成礦母巖的硅鉀比，大致控制在11～16的范圍之內(nèi)。

2.2.3.2 鋁指數(shù)(Al/ KNC)

是加拿大地質(zhì)學(xué)家克拉克(D·B·Clorke)等人于1081年提出來(lái)的，用它作為劃分花崗巖類型的依據(jù)?？死藙澐值幕◢弾r分為：過(guò)鋁花崗巖(Al/ KNC>1)、偏鋁花崗巖(Al/ KNC<1)、超鋁花崗巖(Al/ KNC遠(yuǎn)大于1)3類；查佩爾懷特將花崗巖劃分為2類：S型花崗巖(Al/ KNC>1.1)、I型花崗巖(Al/ KNC<1.1)；本區(qū)中酸性花崗巖我們將其歸為一大類，即殼幔型花崗巖類(Al/ KNC0.9～1.2)，也就是說(shuō)，研究區(qū)中酸性花崗巖在演化過(guò)程中熔融地殼物質(zhì)較多，成為殼?；旌先蹪{[6]，因此可以說(shuō)鉬礦床形成的物質(zhì)來(lái)源應(yīng)該是以地殼礦物質(zhì)為主。

2.2.3.3 氧化指數(shù)(OX)

氧化指數(shù)反映成巖時(shí)氧化和還原的環(huán)境。以氧化指數(shù)0.5為界，大于0.5以氧化作用為主，小于0.5為還原作用占優(yōu)勢(shì)。歸納洛南—豫西地區(qū)中酸性小巖體的氧化指數(shù)均大于0.5，說(shuō)明形成小巖體的環(huán)境以氧化環(huán)境占優(yōu)勢(shì)；另一方面也說(shuō)明，研究區(qū)的中酸性小巖體侵位較淺。值得指出的是，氧化指數(shù)不隨SiO2的含量增減而升降，它們的變化很穩(wěn)定，一般集中在0.4～0.8之間，這一范圍一般處于氧化還原的交替階段，這一特殊環(huán)境對(duì)成礦較為有利，因?yàn)樗茐牧嗽己V熔漿的物理化學(xué)平衡狀態(tài)，使其熔漿重新建立新的平衡。而新的平衡對(duì)于改變巖漿成分—巖漿分異作用，使其向高硅、富鉀方向改變和成礦物質(zhì)的富集創(chuàng)造了有利條件[7]。

3 K-Na-Ca的三角關(guān)系

將本區(qū)中酸性小巖體的巖石化學(xué)分析數(shù)據(jù)投入到K-Na-Ca原子分?jǐn)?shù)圖系中可以明顯歸納出，含礦巖體大致分布于靠近K-Na一邊(K從20～80%，Ca<20%)，80%的超大型、大型鉬礦床集中于K為40%～70%，Ca<10%的范圍內(nèi)；與中小型鉬礦床相關(guān)的小巖體，大部分集中于K為20%～60%，Ca<20%的范圍內(nèi)；而與鉛鋅銀金多金屬礦床關(guān)系密切的小巖體，絕大部分集中于K為50%～70%，Ca10%～20%的范圍內(nèi)。由此可知，超大型、大型鉬礦床成礦母巖——強(qiáng)酸性小巖體堿性組分(K2O+Na2O)較高，特別是K含量更高或特高，而中小型鉬礦床成礦巖體 (K2O+Na2O)組分較低，說(shuō)明鉬礦床成礦巖體與鉀含量的增長(zhǎng)有著極為密切的關(guān)系。

另外巖石化學(xué)在區(qū)域上的表現(xiàn)為：中部盧氏—靈寶地區(qū)酸性巖中硅、堿組分含量低于東部欒川地區(qū)和西部金堆城—黃龍鋪地區(qū)同類巖石的硅堿含量，這種現(xiàn)象與區(qū)域巖石原始熔漿的演化過(guò)程是一致的。

研究區(qū)中酸性小巖體的巖石類型絕大部分為鈣堿性系列巖石，少數(shù)為拉班玄武質(zhì)系列巖石。鈣堿性系列巖石為酸性巖石，拉班玄武質(zhì)系列為中性巖石。

3.1 河南欒川地區(qū)(Ⅰ)

酸性小巖體的巖石類型屬于鈣堿性系列，A值較其他地區(qū)都大，屬于第一巖漿旋回演化的末期，是鉬礦富集的最佳階段。夜長(zhǎng)坪及陜西金堆城、石家灣鉬礦床成礦巖體亦屬此類，說(shuō)明鉬礦床的成礦母巖的特點(diǎn)是一致的[8]。

3.2 盧氏—靈寶地區(qū)(Ⅱ)

中酸性小巖體鈣堿性組分分為2個(gè)集中區(qū)。Ⅱ—1區(qū)主要為花崗巖、花崗斑巖，巖石屬于鈣堿性，系列A值界于欒川與洛南地區(qū)之間，而遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于本區(qū)的中性巖，該區(qū)礦產(chǎn)以硫、多金屬為主；Ⅱ—2區(qū)主要為閃長(zhǎng)巖—二長(zhǎng)巖類，巖石屬于拉班玄武質(zhì)[9]，屬于區(qū)域巖漿演化的最早期，截止目前尚未找到具工業(yè)價(jià)值的礦產(chǎn)。

3.3 洛南地區(qū)(Ⅲ)

巖石類型以中性巖類為主，鎂大于鐵，屬于鈣堿系列巖石，區(qū)域上屬于第二巖漿旋回的早期產(chǎn)物，與該類型巖石有關(guān)的礦產(chǎn)以鐵為主，伴生鉬礦。

4 鋁指數(shù)與演化指數(shù)的關(guān)系

將研究區(qū)巖石的鋁指數(shù)與氧化指數(shù)投入其相關(guān)圖上，按投影點(diǎn)的分布略可分出3個(gè)區(qū)域：Ⅰ區(qū)，主要以欒川地區(qū)為主，該區(qū)大多數(shù)巖體鋁指數(shù)為0.80～1.10，變化范圍狹窄，其數(shù)值較其他地區(qū)小。演化指數(shù)從0.30～0.60；Ⅱ區(qū)，主要以盧氏—靈寶地區(qū)巖體為主，鋁指數(shù)為1.00～1.40，與洛南地區(qū)大多數(shù)巖體的變化范圍相近，但演化指數(shù)偏高為0.45～0.65；Ⅲ區(qū)，主要以洛南地區(qū)巖體為主，鋁指數(shù)0.70～1.10，演化指數(shù)為0.20～0.45。

以上特征說(shuō)明本區(qū)中酸性小巖體總的屬于磁鐵礦型(OX>0.31)范疇，一般在淺成-超淺成環(huán)境下冷凝的，特別是成鉬巖體都表現(xiàn)為此特點(diǎn)。欒川地區(qū)小巖體鋁指數(shù)比盧氏—靈寶地區(qū)、洛南地區(qū)小巖體鋁指數(shù)小，說(shuō)明這是小巖體巖石含鉀較高的原因所致。

5 結(jié) 語(yǔ)

洛南—豫西地區(qū)中酸性小巖體星羅棋布，但成鉬小巖體為數(shù)不多。成鉬小巖體全部圍繞巨型花崗巖基邊緣的外接觸帶產(chǎn)出。比起巨型花崗巖基的分布面積而言，這些小巖體的出露面積及其深部體積都是微不足道的。然而，正是由于小巖體的演化程度非常高，其在地下熱動(dòng)力或者超高溫、超高壓環(huán)境中形成的含礦熔漿演化結(jié)果，Si2O、K2O的含量一般特別高，正是由此產(chǎn)生熔漿侵入至地殼淺部時(shí)，圍巖蝕變就形成了很大的環(huán)帶結(jié)構(gòu)[10]。比如說(shuō)形成鉬礦床的成礦母巖自巖體向圍巖分別為：硅化帶、鉀化帶、絹英巖化帶和青盤巖化帶等4個(gè)，4個(gè)帶相互之間是可以過(guò)渡的，與礦化密切相關(guān)的是硅化帶和鉀化帶，主要的工業(yè)鉬礦體正是產(chǎn)于該二帶中，而在平面上，主要鉬礦體產(chǎn)于中心地帶。如果沒(méi)有超量硅質(zhì)和鉀質(zhì)，就難以形成足夠強(qiáng)度和宏觀的圍巖蝕變，而沒(méi)有圍巖蝕變就不會(huì)形成礦化圈，細(xì)脈浸染狀鉬礦床就失去了物質(zhì)基礎(chǔ)。另一方面，中酸性小巖體只有含超量的硅質(zhì)、鉀質(zhì)才能夠形成鉬礦床的成礦母巖—強(qiáng)酸性的花崗斑巖，而我們研究中酸性小巖體得出的最終結(jié)論是，強(qiáng)酸性小巖體是構(gòu)成鉬礦床的成礦母巖的必要條件。

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