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        阜平龍泉關地區(qū)金元素低背景及其地質(zhì)成礦意義

        2021-06-28 06:12:56賓金來田大爭胡美蘭
        中國金屬通報 2021年8期
        關鍵詞:礦源貧化本區(qū)

        賓金來,田大爭,胡美蘭

        (河北省地質(zhì)工程勘查院,河北 保定 071000)

        20世紀70年代,全國開展了以金為主的39~44種元素的地球化學測量工作,2015年作者在本區(qū)進行1:5萬水系沉球化學測量工作,歷次工作為本區(qū)提供了豐富的基礎性地球化學資料,本文主要以本次工作成果為基礎,初步討論區(qū)內(nèi)Au地球化學背景特征、Au“礦源層”及其成礦意義等問題。

        1 本區(qū)Au地球化學背景特征

        據(jù)本次1:5萬地球化學測量資料,樣品測試由河北省地質(zhì)實驗測試中心完成。地球化學參數(shù)利用GeoIPAS3.1軟件進行統(tǒng)計,采用循環(huán)剔除X±3S離群值后統(tǒng)計。

        1.1 水系沉積物Au地球化學背景參數(shù)

        以本區(qū)采集的5261個水系沉積物樣品統(tǒng)計背景參數(shù),Au元素豐度算術平均值0.21ppb,低于華北地臺及本區(qū)1:20萬水系沉積物Au元素背景豐度均值0.98ppb,變化系數(shù)0.50,富集系數(shù)0.21。

        長期以來,人們多把成礦元素高背景值的地層視為礦源層[1],宋瑞先認為阜平群團泊口組為主要含Au層位或礦源層,不少學者也持有相同的看法[2]。通過水系沉積物地球化學測量資料可以看出,本區(qū)占主體的變質(zhì)巖層金豐度值其實并不高,不少學者也認識到巖石中微金含量并不高的事實[3],以往金豐度值偏高主要為測試方法、元素參數(shù)統(tǒng)計方法不同,部分為取樣數(shù)量少和樣品代表性問題等原因造成。

        Au元素空間分布上其富集場主要為巖體外圍、爆破角礫巖及附近斷裂構(gòu)造帶,均與巖漿熱液活動有關;其次部分Au富集場分布與金剛庫巖組一致,與其背景巖石Au元素高豐度值有關。貧乏區(qū)面積較大,為灣子巖組、沉積巖區(qū)、坊里片麻巖、菜樹莊片麻巖及崗南片麻巖分布區(qū),均與背景巖石Au元素低豐度值有關。

        1.2 巖石背景樣Au地球化學參數(shù)

        巖石背景樣品采集331件,Au元素地化參數(shù)統(tǒng)計結(jié)果詳見表1,Au元素豐度算術平均值0.22ppb,與水系沉積物背景參數(shù)相近,可以看出樣品代表性較好,全區(qū)巖石背景樣品富集系數(shù)為0.22,明顯小于0.6,表明區(qū)內(nèi)巖石Au元素處于相對貧化狀態(tài)。

        表1 巖石背景樣元素地化參數(shù)表

        區(qū)內(nèi)巖石背景樣品據(jù)地質(zhì)單元劃歸為15類,各地質(zhì)單元巖石Au元素地球化學參數(shù)特征見圖1。

        由圖1可明顯看出,本區(qū)各地質(zhì)單元巖石Au元素多處于相對貧化狀態(tài),不存在明顯的高背景巖層。本區(qū)也未發(fā)現(xiàn)存在大規(guī)模的堿交代等蝕變作用,空間分布上各地質(zhì)單元內(nèi)部未見明顯的“地球化學降低場”。

        變質(zhì)表殼巖Au元素在本區(qū)多處于相對貧化狀態(tài),金剛庫巖組略高,但均明顯低于區(qū)域背景值。

        變質(zhì)深成巖、變質(zhì)侵入巖Au元素豐度與變質(zhì)表殼巖相近,僅青羊口基性巖略高,但也均為相對貧化狀態(tài),低于區(qū)域背景值,并非人們以往普遍認為的變質(zhì)深成巖為Au元素高豐度值[4]。

        燕山期侵入巖Au元素的,并非為普遍認可的高背景[5],遠遠低于世界部分地區(qū)中性-中酸性侵入巖Au元素的豐度值及維氏地殼中Au元素的豐度值,個別巖體如麻棚巖體甚至低于區(qū)內(nèi)阜平巖群變質(zhì)表殼巖及變質(zhì)深成巖的Au元素豐度值。由中基性至酸性侵入巖Au元素平均豐度值由0.6ppb降低至0.2ppb,呈明顯變低趨勢;同一單元由巖體邊緣至中部,隨著巖漿分異漸充分其Au元素豐度值有變低現(xiàn)象,如麻棚巖體中部Au豐度均值僅為0.15ppb,其北部巖體邊緣含量有變高趨勢,可見隨著巖漿演化Au元素沒有富集的趨勢,似乎并不符合以往持有的巖漿演化規(guī)律(楊殿范,1991)。

        2 金元素低背景及其地質(zhì)成礦意義

        圖1 各地質(zhì)體巖石Au元素箱線圖

        (1)由前述可知,本區(qū)變質(zhì)表殼巖Au平均含量明顯偏低,與普遍認可的具顯著高背景值的地層即為礦源層的觀點相佐。究其原因,Au豐度低可能為本區(qū)變質(zhì)巖系中普遍含有較高的F有關(宮進忠,2004),巖石中的微量金易于形成絡合物,使其在堿性溶液中有較大的溶解度并易于遷移造成貧化;另一方面,變質(zhì)表殼巖在地殼深部也可能隨變質(zhì)熱液帶出或帶入巖層中部分Au,由阜平巖群向上到五臺巖群Au平均含量變高,離散程度變大,顯示區(qū)內(nèi)Au豐度高低可能與其變質(zhì)程度有關,較高溫壓條件下變質(zhì)熱液活動強烈,Au元素帶出強度較大造成Au豐度值明顯變低。古地殼深部液態(tài)含金礦源層的成礦假說(張秋生,1987)也易于解釋深部巖層中Au的遷移和貧化。

        (2)阜平旋回變質(zhì)深成巖主要由阜平巖群變質(zhì)表殼巖經(jīng)深部重熔作用形成[6],深部重熔作用使本區(qū)原巖中Au元素重新活化、遷移而貧化的現(xiàn)象,變質(zhì)深成巖為Au成礦物質(zhì)的主要提供者[6]的觀點在本區(qū)似乎并不適合?;◢弾r化(超變質(zhì)作用)一般認為有利于成礦元素重新活化遷移、重新組合和相對集中,相應地會同時存在成礦元素遷出造成貧化區(qū),本區(qū)變質(zhì)深成巖Au元素即呈現(xiàn)地球化學降低場。

        (3)本區(qū)燕山期侵入巖Au元素豐度值較低,但并不能說明區(qū)內(nèi)花崗巖不能提供太多的成礦物質(zhì),相反,巖體中金的含量低可能是由于巖漿分異使其中金活化、遷出成礦所致[7],其中麻棚巖體表現(xiàn)為明顯的過渡相“地球化學降低場”,有些學者也持有金的成礦不只是來源于高于地殼豐度的“礦源層”[8]的觀點,按地球化學降低場判斷“礦源層”的方法,Au元素豐度最低的麻棚巖體應為石湖金礦成礦母巖,麻棚巖體更具Au礦源巖特征,這也與部分學者[3]的研究成果一致,稀土、同位素等研究成果[3]均證明石湖金礦成礦元素的深源特征。另一方面,從緊鄰的赤瓦屋銅鉬礦區(qū)資料可以看出,同源的赤瓦屋巖體背景值(0.8ppb)較高,反映其巖漿分異不充分,如果麻棚巖體的原始金含量與其相同的話,按麻棚巖體Au元素的豐度值(中心相Au豐度0.15ppb)計算,經(jīng)充分的巖漿分異后將會產(chǎn)生巨量的金,這也可能是大量金礦主要分布在麻棚巖體周圍的原因。

        3 結(jié)論

        (1)綜上所述,本區(qū)變質(zhì)巖層中Au元素豐度值較低,不具備Au礦源層特征,礦床附近不存在明顯的過渡相“地球化學降低場”,而是本區(qū)變質(zhì)巖層整體上表現(xiàn)為“地球化學降低場”。

        (2)據(jù)區(qū)內(nèi)石湖等金礦稀土、同位素資料具有深源特征,成礦作用應與深斷裂帶的強烈活動有關。本區(qū)東側(cè)緊鄰北北東向太行山深斷裂帶,巖漿容易沿深斷裂帶向上升,伴隨巖漿同源的成礦流體,在巖漿充分分異后,在地殼淺部構(gòu)造有利部位形成金礦床和礦(化)點。在眾多成礦控礦因素中,區(qū)域性斷裂構(gòu)造是重要的主導性因素[9],其為巖漿及成礦流體提供了運移通道,也為成礦儲礦提供了有利空間。本區(qū)礦體圍巖提供的成礦物質(zhì)應微乎其微,從這一方面,本區(qū)Au元素低背景豐度更有利地支持了幔枝構(gòu)造成礦控礦等深源成礦理論,也不排除古地殼深部液態(tài)含金礦源層提供部分成礦物質(zhì),這從礦石測得的全巖Pb-Pb等時線年齡(2650Ma)[2]得到證明,伴隨巖漿的上侵,穿切液態(tài)礦源層的斷裂構(gòu)造是成礦的最有利部位。

        (3)水系沉積物地球化學測量在基礎地質(zhì)及找礦中顯現(xiàn)出其巨大優(yōu)勢,但由于樣品代表性和測試精度的提高,1:5萬與1:20萬水系沉積物地球化學測量成果存在不小差異,與后者數(shù)據(jù)相比,前者更加豐富可信,背景及異常更加清晰可靠],如以往本區(qū)劃分的阜平地球化學塊體(Au異常下限1×10-9,宮進忠,2004)與實際差異較大,有待本區(qū)1:5萬水系沉積物地球化學測量空白區(qū)完成后進一步厘定。

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