浅谈地球化学在八卦庙金矿床的应用.pdf

第 1 9卷第 u 期 2 0 1 0年 1 1月 中 国 矿 业 CHI NA M I NI NG M AGAZI NE V0 1 1 9No。 11 N O V 2O 1 O 浅谈地球化 学在八卦庙金矿床 的应用 陆 叶，韦龙明 罗 瑞，冯经平 潘 烨 ( 桂 林理 工大 学地球 科 学学院 ，广西 桂 林 5 4 1 0 0 4 ) 摘要 ： 地球化学在八卦庙金矿床的应用 ，有矿床分类 、成矿 年龄的测定 、矿源 的研究及找矿这 4 个方面 。本 文着重从 成 矿年 龄的测 定 、矿 源的研 究这 两个 方 面，浅谈 地球 化学 在研 究 金矿 中所 起 的 作用 。 关键词 ： 金矿 ；地球化学 ；应用 ；八卦庙 中图分 类号 ：P 5 9 文献标识码 ：B 文章编号 ： 1 O 0 4 4 0 5 1( 2 0 1 0 )1 1 一O l O 0 0 3 Ap p l ic a t io n o f g e o c h e mis t r y t o Ba g u a mia o g o l d d e p o s it LU Ye ， W EI Lo n g min g，LUO Ru i， F ENG J in g p in g， P AN Ye ( I n s t it u t e o f Ea r t h a n d S c ie n c e ，Gu il in Un iv e r s it y o f Te c h n o l o g y， Gu il in 5 4 1 0 0 4，Ch in a ) Ab s t r a c t ：The r e a r e f our ma in he a ds in App l ic a t ion of Ge oc h e mis t r y t O Ba g ua mia o go l d d e po s it ：De p os it c l a s s if ic at io n， Age De t e r min a t io n o f mine r a l iz a t ion， So ur c e o f or e， Pr o s p e c t ing This a r t ic l e f oc us e s o n Age De t e r mina t io n o f mine r a l iz a t io n a n d So ur c e o f o r e t O Dis c us s t h e p os it ive r o l e t ha t ge o c h e mis t r y in t he s t u dy of Go l d d e po s it Ke y wo r d s：g ol d d e po s it ；ge o c he mis t r y；a ppl ic a t ion；b a gu a mia o 八 卦庙 金矿 是 2 0世 纪 9 O年 代 在秦 岭 凤 县一 太 白矿 田发现的大型金矿 ，许 多学者对 该矿床进行 了一 系列 的研 究 。而金 矿 床 的研 究 ，大 致 离 不 开 以下几个 步 骤 ：矿 床 类 型 的 初 步 判 断 ，成 矿 年 龄 的卡 定 ，矿 源 的研 究 ，构 造 的控 制 ，最 终 是 找矿 预测 。地球化 学 在 金 矿 研 究 中 的运 用 ，基 本 集 中 在成矿 年龄 的卡定 、矿源 的研 究这 两方 面 。 1 金 矿床 的地球化 学分类 金矿床的划分有许多种 ，对于八卦庙金矿床 ， 根据金矿床矿体形态分类l 1 ，属于细脉浸染 型矿 床 ；按 矿床 的成 矿温度 和深 度分类盈 ，则属 于浅成 中温矿床 ；若 强 调 金 矿 床矿 物 组 合 的分 类 ，则 归为金一 石英一 硫 化物细 脉 浸染 矿 石建 造 ；以其 他依 据，还可划分为内生矿床、含金石英一 碳酸盐矿脉 型矿床 、热水 沉积一 构造 改造 型层控 金矿 床 等 等 。 但 建立 在地 质 环 境 和 地 球 化 学环 境 基 础 上 的 金矿 收 稿 日期 ： 2 0 1 0 0 5 1 7 基金项 目：国家自然科学基金项 目 ( 4 0 7 7 2 0 5 3 ) ；广西地质 工程中 心重点实验室主任基金 ( 桂科能 0 7 1 0 9 0 1 卜z O l 1 ) 作者简介 ：陆 叶 ( 1 9 8 6 一) ，女 ，2 0 0 8 年 毕业 于桂林工学院获学 士学位 ，在读硕士研究生 ； 韦龙明 ( 1 9 5 9 一) ，男，博士 ，教授，矿物学、岩石学 、矿床学专业。 分 类 ，能最 客 观地 说 明金 矿 产 在 哪 些 类 型 的岩 石 里和 哪些 构 造 环 境 中 ，把 这 点 搞 清 楚 后 ，结 合 矿 床的地球 化 学 情 况 ，就 可 能 确 定 金 矿 的 成 因。而 更 重要 的是 ，就 可 以预 测 可 能 找 到 类 似 金 矿 的环 境 。根据 博伊尔 ( 1 9 1 7 )提 出的分类 ，可 以把金 矿 分成 以下 9大类 ，八 卦庙矿 床应属 于地球化 学金 矿 床分类 的第 6 类 ：火 成岩 、侵入岩 、火 山岩 和沉 积 岩 中的浸染状 和 网脉 状金一 银矿床 。 2成矿 年龄 的测定与 分析 成矿 年 龄 的 测 定 ，不 仅 是 为 了 敲定 金 矿 形 成 的准确 时 间 ，同 时也 是 为 了能 更 准 确 的在 时 间 空 间上 ，将 其成矿 作用 与地质背 景相联 系 。 测 定成 矿 年 龄 的 方 法 非 常 多 ，同 位 素 测 年 是 重 要 的组成 部 分 。 目前 ，常用 的方 法 有 K Ar法 、 U P b法 R b S r 法 ，后来 又陆续 推出 了 S m Nd法和 Ar Ar 法 。由 于 矿 床 大 部 分 存 在 多 期 叠 加 作 用 ，因此 上述 一 切 测 试 方 法 和 矿 物 的 选 取 ，都 应 该 基于在 野 外 细 心 观 察 而 划 定 的期 次 上 ，确 定 各 期 次该采 用 何 种 方 法 。为 了更 科 学 合 理 的定 年 ， 各 种测年 方法之 间应相 互补充 、相互 验证 。 3 成矿 地质体 来 源的研 究 对成 矿 物 质 的 来 源 ，主 要 是从 物 质 成 分 的 角 第 1 1 期 陆 叶等 ：浅谈地球化学在八卦庙金矿床 的应用 1 O 1 度 ，通过 测 定 矿 石 、脉 石 、 围岩 及 所 假 设 矿 源 岩 各 自的成 矿元 素 及 硫 、铅 、碳 、氧 、锶 等 同位 素 、 稀土元素、微量元素 ，以及所计算 的各 种元 素对 或元 素组合 比值 、勾 绘 的稀 土配 分 曲线 的对 比等 ， 来进行 分析 和判 断口 。 3 1全岩 化学分 析 对 八卦 庙 进 行 岩 石 化 学 全 分 析 时 ，在 所 以元 素整体 把握 的基 础 上 ，通 过 对 F e O 的含 量 与铁 白 云石 的含量 ，标 志 元 素 B 、F、Au 、As 、S b进 行 进一 步对 比 ，并作 出 T F e O 。 一 Mn O 相关 关 系 图解 、 以及将 样 品分 别 投影 在 B o s t o m ( 1 9 8 3 )提 出 的热 水 沉积 物与水 成沉 积 物 F e Mn 一( C o +Ni+C u ) 1 0三 角 图 、现 代 海 洋 不 同 类 型 沉 积 物 的 P 。 O ； ( WB )一Y ( 1 0 ) 图解 、T a y l o r ，等( 1 9 8 5 ) 的 Th Hf C o三角判 别 图进行 分析 研 究 ，最 终判 断 八卦庙特大型金矿床的含矿建造 为：发育在秦岭 微 板块 伸展 背 景 下 的与 同生 伸 展 断裂 伴 生 的海 底 热 水喷 流 同生 沉 积 形 成 的热 水 混 合 沉 积 细 碎 屑 岩 建 造 。而岩 石 中 的 载金 矿 物 ，主要 为 钠 长 石 中长 石 系列 、黑 云母 、铁 云母 、黄 铁 矿 、磁 黄 铁 矿 等 ， 表 明金在 沉 积 成 岩 过 程 中 已得 到 了初 始 富 集 形 成 矿 源层 。 3 2 稀 土元 素分析 经专 家 学 者 的 测 试 研 究 l 。 、 ，八 卦 庙 稀 土模 式表 现 出 以下 主 要 特 征 ： 八 卦 庙 的 围 岩 的 稀 土模式 与 大 陆 地 壳 、北 美 页岩 非 常 相 似 ，而 且 富轻 稀土 和具 E u负异 常 ，表 明围 岩性 质 以壳 源 为 主 ，属扬 子 地 台 北 缘 被 动 大 陆边 缘 浅 海 相 的沉 积 岩 ，而与 活动 大 陆 边 缘 沉 积 特 点 有 别 。 本 区 围 岩 和部分 金矿石 具 C e亏 损 ，说 明原 岩 形 成 于 干燥 气候 的浅 海 环 境 。 含 金 石 英 脉 和 含 金 硫 化 物 为 向右平 缓 过 渡 型 ，轻 重 稀 土 分 异 不 显 著 ，说 明是 一 种 原 始 的 深 源 产 物 。 酸 性 岩 脉 为 右 倾 斜 型 ， 与地壳 花 岗 岩 平 均 值 一 致 ，具 浅 源 性 ，可 能 对 成 矿只提供热 源 。地 层 中的黄铁 矿 与 围岩 相似， 矿石 的 P y 、P o含金 与不 含 金 有 区别 ，S m ： Nd 0 3 ，说 明形成 的深 度较浅 。 于学 元 等 学 者( 1 9 9 6 ) 通 过 对 八 卦 庙 金 矿 床 稀土元 素 在 三 角 图分 布 特 征 及 稀 土 等 位 线 计 算 分 析得 出结 论 为 ：金 的 成 矿 物 质 主要 来 自深 部 金 的 矿源层 ；围岩 也 参 与 了 金 的成 矿 作 用 ，但 提 供 成 矿物质 的 程 度 很 小 ；岩 脉 在 金 的成 矿 过 程 中提 供 了热源 ，促 进 了金 的活化 迁移 。 3 3同位 素分析 八 卦庙 的 同位 素 研 究 已经 很 全 面 了 ，氢 、氧 、 碳 、硫 稳 定 同位 素 及 铅 、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 赘 了 。通 过 各学 者 的分 析 结 果( 见 表 1 ) 进 行 比较 可 以 得 知 ，从稳定 同位素认 为八 卦庙成矿流体具有 深源 特 征 ，包裹体 氢 氧 同位 素 组 成 业 可 以 说 明 。成 矿 流体 主 要 由大 气 降 水 构 成 ，并 可 能 有 部 分 深 源 热 流( 或 岩 浆 水 ) 以及 少 量 区 域 浅 变 质 作 用 形 成 的 变 质水共 同构 成混 合流 体 。 表 1 八卦庙金矿床同位素分析结果一览表 3 4 成 矿 流体 八 卦庙 在 成 矿 流体 方 面 的研 究 日渐 深 入 ，前 人 已经 给 了我们 很多 宝贵 的资料 和 经验 ： ( 1 )通 过测 试 大 致 确 定 八 卦 庙 金 矿 主成 矿 阶 1 0 2 中 国 矿 业 第1 9 卷 段的流体温度在 2 6 0 左右 ；流体压力范围 3 3 4 5 O 7 1 0 P a ；并 推 算 出 的成 矿 深度 约 1 3 2 k m。 根 据 以上 特 征 ，说 明八 卦 庙 金 矿 属 于 浅 成 中温 热 液 矿床 。 ( 2 )成 矿 温 度 换 算 的 中 性 值 约 为 5 6 5 8 ， 矿 床形成 时的溶液 属于弱 酸性 。 ( 3 ) 成 矿 流 体 是 一 种 高 硫 逸 度 、低 氧 逸 度 、 高盐 度 、中温 、偏 碱性 的 Na C 1 型成 矿热 液 。成 矿 流体 由深部 向 浅 部 运 移 ，从 成 矿 深 部 到 浅 部 ，成 矿 流体具 有 由弱 酸 性 到 很 弱 的 酸 性 或 偏 中性 ； 由 氧化 环境 到还原环 境 的变 化趋势 。 对八 卦 庙 金 矿 床 流 体 包 裹 体 的进 一 步 研 究 ， 大致 有两 方 面 ：包 裹 体 岩 相 学 与 有 机 气 体 组 分 、 成矿流体中有机物质与矿化剂等无机物质组成密 切联 系起来 研究 ，探 讨 矿 床 形 成 过程 有 机一 无 机 物 质 ，特别是 有机质 和矿化 剂 对 金元 素 的 原始 聚 集 、 活化 、迁移 、分 离 、沉 积 、后 生 富 集 成 矿 的 地 球 化学 行为 ；通 过 流 体 包 裹 体 研 究 和有 机 质 、矿 化 剂在成矿流体演化，以及大规模成矿 中的意义与 作用探讨 ，继而揭示成矿流体大规模运移在形成 超大型矿床中的作用过程 中有机质和矿化剂的地 球化 学动力 学模型 | 2 。 4找矿方 法与找 矿标志 金在化探 中过 去 并 未广 泛 作 为指 示 元 素应 用 ， 主要是 因为 在野 外测定 金很 困难 。因此 ，八卦 庙金 矿床在地化找矿方面不算活跃 ，在某些方面有待发 现 。但是 ，金是 各 自类 型 矿床 极有 用 的标志 ，因此 应得到更多 的利 用 。韦龙 明 ( 2 O O 3 )在 前人 土壤 吸 附烃找矿研究 基础 上 ，首 次开展 岩石有 机 烃找 矿研 究 ，并取得 重要 成效 ；应 用 “ 遥感 TM 图像矿 化蚀 变弱信息 多层次 分离 提取技 术”开 展找 矿研 究 ，取 得效果 ；尝试性 地开 展八 卦庙金 矿 区原生 叠加 晕研 究 ，拓展 了该找 矿方法 的运用 领域 。 最后必须强 调 的是 ，金矿 床 的研究 ，地化 的作 用是不可 忽略 ，但 必须 与大地 构造 、地质 背景 等 紧 密结合 ，方可更 全 面更透 彻 的了解 该矿 床 ，更 清晰 的把握找矿方 向 ，为找 矿做出正确有效的指导 。_ 参 考 文献 1L o u i s d e L a u n a y G t e s mi n 6 r a u x e t m 6 t a l li f 6 - r e s I 1 9 1 3 2L i n d g r e n W ，Mi n e r a l De p o s i t s ，1 s t e d ，Mc Gr a w Hi l l B o o k C o mp a n y I n c E J Ne w Yo r k ，1 9 1 3 3 斯米尔诺 夫，B N矿床地质 学 M 北 京：地 质出版 社 ，1 9 8 5：53 2 4 周遗军 ，武玉海 ，翟裕 生论 金矿 床的分类 J 黄金地 质 1 9 9 6，2 ( 2 )：1 9 - 2 8 3 2 9 3 O Ro y l e R W金的地球化学及金矿床 M 北京 ：地质 出 版 社 ，1 9 8 4 赵葵东 ，蒋少 涌金 属矿床 的同位素直接 定年方 法 J 地 学 前缘 ，2 0 0 4 ，1 1 ( 2 ) ：4 2 8 4 2 9 刘纯 ，孟样俞铼一 锇同位素测年法研究综述 E J 矿产 与 地 质 ，2 0 0 9 ，2 3 ( 3 ) ：2 7 3 2 7 6 宋忠宝 仟有祥，李智佩 ，等 U P b同位 素测年 法及其 应用 J J ，1 9 9 8 ，1 9( 1 ) ：6 8 7 1 谢国刚 ，李均辉 ，李武显 ，等庐山前震旦 纪岩石 中错 石 U P b法测年与其地质意义 _ J 地质科学 ，1 9 9 7 ，3 2( 1 ) 刘 艳 红，刘永 江 Ar 。 Ar同 位素 测 年 方法 及 其 应用 _ J ，2 0 0 4 ，2 3 ( 3 ) ：2 4 5 2 5 1 毛德宝金矿床同位素测年和示踪研究 的新进 展 J 黄 金 地 质 ，1 9 9 3 ，( 3 6 ) 刘英俊，曹励明元 素地球化学导论 M 北京：地质 出 版社 ，I 9 8 7 李昌年火成岩微量元素岩石学 M 武汉 ：中国地质 大 学 出 版社 ，1 9 9 2 韦龙明陕西八卦庙 金矿成矿流 体初步研究 J 岩石 学 报 ，2 0 0 7 ，2 3 ( 9 ) ：2 2 5 7 2 2 6 2 韦龙明秦岭凤太地区八卦庙式金矿 成矿地质条件及其 成 矿预测 D 成都理工 大学博士学位论文 ， 2 0 0 3 冯建忠，邵世才 ，汪东波 ，等陕西八卦庙金 矿脆一韧性 剪切带控矿特征及成矿 构造 动力学 机制 J 中国地质 ， 2 0 0 2，2 9 ( 1 )： 5 8 6 6 邵世才 ，汪东波南秦岭 三个典 型金矿床 的 A r Ar 年代及 其地质意义 J ，地质学报 ，2 0 0 1 ，7 5 ( 1 ) ：1 0 6 1