湖北大悟白云金矿区煌斑岩的元素地球化学特征.PDF

7 ／ ／ l 9 9 8年 华 南 地 质 与 矿 产 G e o l o g y a n d Mi n e r a l R e s o u r c e s o f S o u t h C h i r l a 第 2期 湖北大悟 白云金矿 区煌斑 岩 的 元 素 地 球 化 学 特 征 雹 钟增球 徐启东⑦ ① 中国科 学院广州地 球化 学研 究所 ， 广州 5 1 0 6 4 0 ② 中国地质大学， 武汉 4 3 0 0 7 4 摘要自云金 矿 区煌 斑 岩和 含 盒 石 英脉 的 产状 受 区域 北西 、 北 东 向脆 性 破 裂控 制 。 质 一富钾质钙碱性煌斑岩， 其稀土元素总量高， 轻重稀土分值强烈． 大离子亲石元 素为“ Nb T a 一 T 负异 常型 ， 过 渡元 素 配分 模式 其 有 幔源 岩 石的 “ w ” 型 。该 岩 石是 大别 碰撞 遣 山带后 碰撞 拉伸 背 景 下 幔源 岩浆 活 动的 结果 。 关 键 词 里 垂 苎 些 竺 些 后 碰 撞 拉 张 构 造 自 云 金 矿 区 蜥 湖北大悟 白云金矿为石 英脉型 金矿， 该金矿位 于桐柏 一大别造 山带 内的 大磊 山穹 隆核 部 及 东翼 ， 是至今 在古老 的大别变质 地体 内部 找到的唯 一中型金矿床， 其赋矿 围岩 为大别杂岩和 红 安群 片麻 岩。含金石英脉 占据北 西向、 北 东 向及红安 群与大别杂岩 之间变形带 的破裂空 间 ， 与区内煌斑岩等脉岩群所充填的裂隙系统共同构成一个以脆性破裂为主的空间阵列。本文对 矿 区发育的煌 斑岩的元素地球 化学特征 进行 分析 ， 并探讨其 成圆意 义 。 1 区域地质 背景 大磊 山穹 隆棱 部出露的大别 杂岩 ， 主要 由花岗质片麻岩组成 ， 与上 覆红 安群 接触 的岩石 已 麋棱 岩化。红安群 由两 部分组成 ， 下部是 一套典型 的含磷 、 炭、 锰的 沉积 变质 岩系 ． 上部是 一套 以变 质酸性 火 山岩 为主的岩石组 合。金矿 脉发育 于大 磊 山穹 隆核部 及 东翼 ， 主要 金矿 脉分 布 于大 别杂 岩内 ， 含金银的石英脉 主要分布 于红安群 中。与矿脉在 空问上密 切共 生 的有煌 斑岩 、 正 长斑岩 、 花 岗斑岩 和不含金石英 脉 图 1 。 大磊山地区煌斑岩主要有两种类型， 角闪云斜煌岩和云斜煌岩。岩石发生水热化作用， 见 变 余煌斑结 构， 并可见角闪石和黑 云母变余斑 晶的 暗化边和环带 ， 基 质 主要 由细 粒斜 长石和 暗 色矿物 组成 ． 少量石英和钾 长石 ， 偶见石英 捕掳晶 。全岩粉 末 x射线衍 射分 析 表 明， 研 究区 煌 斑 岩的水热化类 型主要有绿泥 石化 、 碳 酸盐 化、 绢 云母 化及粘土化 。 2 分析方法和分析结果 选择上述 煌斑岩 的典型 岩石样 品进行主量 元素和微量 元素分析 ， 分析工作 在 湖北 省地质 1 9 9 7年 1 1月 8日牧稿 。 地 瑷矿 产 部定 向研 究基 金琅 目“ 柯 柏 一太别 地区剪 切带 阵 盈 其与盘 矿成 矿关 系 的 部分 成果 。 维普资讯 1 0 华 南 地 质 与 矿 产 1 9 9 8笠 圈 l 大悟 白云金矿区地质圈 据部分实测资料和鄂东北地质大队 1 9 7 5年资料 F i g ． 1 Ge o l c e a lma p o f B a i y u n g o I d d e p o s i t i nDa wu 1 红安群2 ． 大别杂岩3 ． 花岗斑岩4 惶斑岩5 ． 古金{ 银 石英脉6 不舍盒石英脉 7 不整 合界 线8． 断 层及 韧性 剪切带9 ．片理 产状l 0 片 麻理 产状 实验研 究所完成 。主量 元 素用 常 规湿 法 分析 ， 微量 元 素用 中子 活化 和 电感 耦 台 等离 子光 谱 I c P AEs 分 析， 分析 结果列于表 1 。 3 元 素地球化 学特征 3． 1主量元 素 研 究 区煌 斑 岩 的 s i o2含 量 为 4 5 ． 舯 ％ ～ 6 6． 2 4 ％， Na 2 0 K2 O 为 5 ． 2 4％ ～7 ． 7 1 ％， K 2 0 ／ Na 2 0 0 ． 6 7 --5 7 ． 0 0 ， 里特曼指 数 为 1 ． 7 ～3 ． 6 ， 届 于 Ro c k [ 】 的钙碱性 煌 斑 岩 ； K／ AI 为 0． 2 5 ～0 ． 6 1 ， K／ KNa 为 O． 4 3 ～0． 9 8 ， 属 于路风香等 划分 的钾 质 一富钾 质煌斑 岩 。因此 ， 研 究 区的煌 斑岩 为钾质 一富钾 质钙碱 性煌斑岩 。 维普资讯 第 2期 翻 北太 悟 自 云金 矿 区煌 斑 岩 的元 素 地球 化 学特 征 n 注 主量元 豢单 位 为 ％， 微 量元 豢单 位为 1 0 ～， Au单 位 为 1 0| ’ 3 ． 2 稀土 元素 分析样 品具 有 较 高的稀土 元 素 总量 E R E E2 8 3 ． 5 2 x1 0 一 ～5 2 5 ． 3 21 0 ， 球粒 陨石 标 准化 配分模 式 为轻 稀土富集 型 图 2 ， 轻 重稀土元 素具 有很 好 的分馏 [ L a l Vb 2 3 ． 1 6～ 4 1 ． 2 3 ] ． 铕具 有极弱 的负异常 占 E u0 ． 7 4～0 ． 9 6 ， 铈 基本 无 异 常 8 c e 0 ． 8 1 ～0 ． 9 5 。这些 特征表 明煌斑岩 的源 区地幔相对 富集稀土 元素。原 始地 幔 不 同熔融 程度 计 算结果 【 4 J 表 明， 正常地幔只有当部分熔融程度低于 O ． 5 ％时产生的熔体的稀土元素丰度及其配分模式才接近 维普资讯 1 2 华 南 地 质 与 矿 产 1 9 9 8盅 基 萎 ＼ 嚣 图 2煌斑 岩 R E E球粒 陨石 标准 化配 分 模 式 Fi g ． 2 Ch o n d r i t e - n o r m a l i z e d REE D a t t e r n 3 f o r l a m p r o p h y r e s 本 区煌斑岩 ， 而实验岩 石学 研 究 表 明 ， 部 分熔 融 程度 低 于 2％时 形 成 的熔 体很难 与源岩 分 离 ， 这 同样说 明本 区煌斑 岩 源区地幔富集稀土 元素。分 析样 品 的稀土 元素 总量变化 范 围较 大 意 味着部分熔 融程度不 同。 3 ． 3亲石元素 研究 区煌斑岩的亲 石元 素 含量 变化 范 围较大 ， 与 国外 同类 岩 石相 比偏 低， 但其 平均 值与 R o c k “ 统计 的钙碱性 煌斑岩相 近。 图 3为煌斑 岩的洋中脊玄武岩 MOR B 标准化微量元素分 布图解． 其具有典型煌斑岩的“ N b 1 a 一T i ” 负异常配分模式[ “． 富集大离子亲石元素 L I L E s r B a ， Rh 和高场强元 素 HF S E Z r ． Hf ， Nh ． Ta ， Y ， 表 明岩 石来源 于富集地幔。 l 乖 图 3 煌斑 岩 微量 元 素 N - MOR B标 准 化配分 模 式 Fi g 3 N n o r m a l i z e d t r a c e e l e me nt p a t t e r ns f o r l a mp r o p h y r e s 3 ． 4过渡元素 从表 1可 看 出， 研 究区煌斑 岩的过 渡元 素含量有 一定的 变化 范 围， 但接 近于 R o c k [ 统 计 的钙 碱性煌 斑岩 ， 其原 始 地 幔 标准化 配 分 模 式 图 4 为 “ w ” 型。 与原 始 地 幔相 比， ． v． Mn ． C u相对富集， ， Ni 明显 亏损 ， 但与许 多幔源基性 一超 基 性岩 、 碱性 岩的 过渡元 素配分 模 式一致 。除 s c略偏低 外 ， c o ， ， Ni 的含量在 R o c k [ 1 统计的 原生岩 浆 的标 准 S c 1 5 1 0 6 ～ 3 0 1 0一 。 ． C o 2 51 0 。 ～ 8 O 1 0一 。 ， Cr 2 0 0 1 0一 ～ 5 0 0 1 0一 ，Ni 9 01 0 6 ～ 7 0 0 1 0 6 之 内， 表 明具有原生岩浆 性质 。 维普资讯 第 2期 湖北 大悟 自云 宣矿 区煌 斑 岩 的 元素地 球 化 学特 征 1 3 4讨论 O 菱 氅 巢o s c V Cr M, 1 F e C o Cu 图 4煌斑 岩过 渡元 素原 始地 幔 标准 化 分 布 图解 Fi g 4 l m a r y ma n t [ n o r ma l i z e dm m i 6∞e l e r n e i p a t t c m { o r[ a mp p h y r e s 4 ． 1 热液蚀变 过程 中元素 的地 球化 学行为 详 细的岩 相观察 发现， 岩石 均发 生一定程 度 的蚀变 ． 但 只是 暗色矿物 和斜 长 石被 绿泥 石 、 绢云母和方解石取代， 而岩石的煌斑结构仍然可辩。蚀变的结果导致岩石主量元素的明显变 化 ， 如 O， c 和 s i 02含 量 的 升高 其 含 量 分 别 为 2 ． 4 7 ％ ～3 ． 8 8 ％， 0． 0 9 ％ ～ 1 0 ． 0 8 ％， 4 s ． 8 0 ％一6 6 ． 2 4 ％ 。大量实际资料和高温高压实验结果表明， 原生煌斑岩 的 c o ， 含量不超 过 0 ． s ％l l ， 。研 究 区分析样品 的 C O2与 C a O． Mg O及 F e O均 不具相关性 ， 暗示煌 斑 岩的碳 酸盐化主要由外来 c 0 2 引起， 而形成碳酸盐的 C a O ， Mg O及 F e O由煌斑岩本身提供。研究区 成矿期 不同阶段 的石英脉流体包裹体的成分以 c o , 为主_ 7 J ， 说明石英脉形 成过程热液 富 co2 。 从 图 2 ， 3 ， 4中可 以看 出． 煌斑岩的稀 土元 素 、 微量 亲石元素和 过援元素具有非 常一 致的分 布型式 ， 说 明不同类型 的蚀 变对煌斑岩 微 量元素 没有影响或 者影响 的程度都一 样。 4 ． 2 煌班岩与 成矿的关 系 国 内外著名 的中温热液型金矿 区均普遍发 育煌 斑岩 ， 并 与 金矿 在时空 上具 有 密 切的共 生 关系 ， 由此许 多研究者特 别强调 煌斑岩在金 矿成 矿作 用 中的 作用 【 - - l ， 甚 至 认为煌 斑岩 浆 携 带上地 幔 的金 _ 】 。 煌 斑 岩 的 金 是 原 生 富 集 还 是 后 期 富 集 可 以 由地 球 化 学 研 究进 行 判 别u 。事实上 ， 与 中温热液金矿 共生 的煌 斑 岩 主要 是钙碱 性 的钾 玄岩类 ， 而 显 生 宙钾玄 岩 类 通常形成于与俯冲带相关的转换压缩后碰撞造 山环境， 这种大规模的后碰撞 一挤压剪切带也 是形成 中温热 液金矿最重要 的构造环境。 因此 ， 形成 于相 同 的 构造环境 是煌 斑 岩与 中温 热 液 金矿时 空上密切 共生的根本原 因 ， 即两者 往往 具有构造 上的共困 关系[ 1 3 】 。 白云金 矿 区断裂 系统与脉岩类 和舍 金 石英 脉在 空 间分 布上 具一 致性 图 1 ， 煌 斑 岩 具有 较为 平缓的 微量元素 分布型式 图 3 ， Nb Ta 一Tj 的 负异 常意 味着 煌斑 岩 的形成 与 俯 冲碰 撞 环境的构造背景有关 。大别造山带是扬子地块和华北地块 的碰撞对接带， 金矿脉和脉岩类 所 充填的脆性 断裂正是大 别碰撞造 山带后 碰撞 伸展张性断 裂 。由此可见煌斑 岩 实际上是 造 山 带的重 要构造 标志。至于煌 斑岩 浆的形成 ， 目前一般 认 为与 俯 冲带 相关 的 富集交 代 地幔 地质 维普资讯 1 4 华 南 地 质 与 矿 产 1 9 9 8芷 作 用 有 关 】 。 5 结论 湖北 大悟 白云金矿 区的煌 斑岩为钾质 一富钾 质钙 碱性 煌斑 岩 ． 其稀土元素总量高 ． 轻重 稀 土分馏 强 烈． 大 离子亲 石 元 素为 “ Nb T 一 ” 负 异 常型 ， 过 渡元 素 配分 模式具 有 幔 源 岩石 的 “ w” 型 ， 它是 太别碰撞遣 山带后碰撞拉伸 背景下 幔源岩浆 活动的结 果。 本 研究得到 地质矿产部专项 基金资助 ， 野 外 工作 得到 鄂东北 地 质太 队的大 力协 助 ， 在此 表 示衷 心 的感谢 。 参考文献 [ 1 ]R o c k N M s ． L a mp r o p h y r e s Gl o w B l a k i e ， 1 9 9 0 ， 2 8 5 [ 2 ]路风香 、 舒小辛 、 赵粜贺 ． 有关煌斑岩分类建议 ．地质科技情报． 1 9 9 1 ， 1 0 增刊 ； 5 5 6 2 [ 3 ]S u n s S -Me D o o n o u g h W ．C h e mi c a l a n d i t o p i c s y s t e ma t i c o f c *e e a r fi c b a s a l t I mp l i c a t i o n f c ma n t l e o mp o s i ti o n a n d p。 c e 3 ．Ge c l S e o L o lx d o n S pee Pu b ， 1 9 8 9 。 4 2 3 1 3 3 45 [ 4 ]黄 智 龙 、 王联 魁 ．云南 老 王寨 金矿 区煌 斑 岩成 困讨 论 ．岩石 矿物 学 杂 志 ． 1 9 9 5 ， 1 4 4 3 1 3 --3 2 4 [ 5 ]E s p e r a n c a S ，H o l l o wa y J R O n t h e嘶 g j 0 r I o f s o me mi c a - l a mp r o p h y r e s E x p e r i me n t a l e v i d e n c e f r o m a ma fi c m i n e t t e ．Co ． t． r i b M i n e r a lPe t r o 1 ． 1 9 8 7， 9 5 2 0 7 2 l 6 [ 6 ]Ta bo r W R，R o c k N M S - Gr o v e s D 【 ， e t a 1 ．A r c h e a n s h s h o n i t i c l a mp r o p h y r e s f r o m t h e Yd m B I o c k 。 we s t e lT m Au s t r a l i a Au a b u n d a n c e a n d a z 0 c i a t i o n wi t h s a d mi ne r a l i z a t i o n Ap p l Ge o ub e m。 1 9 9 4． 9 1 9 7 -- 2 2 2 [ 7 ]棣启东、 钟增球、 索书田、 齐先茂 ． 桐柏 一大 别地 区 中温热液金矿 床戚矿流体与沉淀机理 ， 矿 床地质． 1 9 9 5 ， 1 4 1 5 9 7 2 [ 8 ]罗天 明 ． 煌 斑 岩 与金 矿 的关 系 ． 黄 金科 技 动 态 ， 1 9 9 1 。 2 1 9 2 l [ 9 ]檀国平 ． 煌斑岩可以甩来我金 ． 黄金科技动态， 1 9 9 0 ． 2 2 4 2 5 [ 1 O ]倪师 军 ． 小秦岭 中基性 岩脉 与金 矿成 因关 系 新模 式 ． 成 都 西 南交 通 大 学 出版社 ． 1 9 9 4 ． 8 9 9 0 [ 1 1 ]Ro c k N M S - Gr o v e D I C a n[ a mp r o p h y r e s r e s o l v e t h e g e n e t i c c o n t r o v e r s y o v e r me a o t h e r ma l g o l d d e l x i t 7 ． Ge o l o g y， 1 9 8 8． 1 6 S 3 8 5 4 l [ 1 2 ]R o c k N M S ，Gr o v e s D 【 ．D o l a mp r o p h y r e s c a r r y g o l d a s we l l a ％ d i a mo n d s Na t u r e ． 1 9 8 8 - 3 3 2 2 5 3 2 s 5 [ 1 3 ]李献华、 孙贤秫 ． “ 煌斑岩 与金矿的实际观察与理论评述 ． 地质论评， 1 9 9 5 ， 4 1 3 2 5 2 --2 6 0 [ 1 4 ]R o c k N M S ． Th e n a t ma nd o r n o f e a l e - a l k a l i n e l a mp r o p h y r e a A n o v e r , d e w Ge o l s o c L o n d o n s p e c P u b ， 1 9 8 7 ． 3 0 1 9 l 一 2 26 维普资讯 第 2期 湖 北大 悟 白云 金矿 区煌 斑 岩 的元 素地 球化 学 特 征 1 5 GE0CHEM I CAL CHARACTERI S TI CS 0F LAM PR0PHYRES I N BA_ I YUN G0LD DEP0ST T DI S TRI CT I N DAW U。 HUBEI Zh o u Ha n we n Su o S h ut i a n。Z ho n g Z e n g q i u 。Xu Qi d o n g 。 ① C ,r m o ． n g z ．ZI n s t i t u t e o fG e o c h e mi s t r y ， C h i n e s e Ac a d e my s c ， 5 1 0 6 4 0 ② Ch i n a Un i v e r s i t y G e o s c i e a c e s． Wu h a n 4 3 0 0 7 4 Ab s t r ac t Th e o c c a r r e n L ． o f l a mp mp h y r i c d i k e s a n d g o l d b e a r i n g q u a r t z v e i n s i n B a i y u n g 0 】 d d ist ric t o f Hu b e i a r e c o n t ml hd b y b rit t l e f a u l t s s t r i k i n g n o r t h west ward s a nd n o r t h e a s t ward s ．Th e c o mp o n e n t s o f ma j o r e l e me n t s s h o w t h a t t h e l a mp mp h y r e s b e l o n g t o a l k a l i n e s e r i e s o r p o t a s s i e eal c a l k a ． 1 i n e ser i e s ． t h e y are e n ri c h e d i n RE E s e s p e c i a l l y L R E Es ，LI L E a n d E I F S E wi t h MOR8 ． n o r ma l i z e d L I L E d i s t r i b u t i o n p a t t e r n s b e i n g“ Nb Ta ． Ti ”n e g a t i v e a n o ma l y t y p e a n d p ri ma r y ma n fl n o r ma l i z e d d i s t r i b u t i o n p a t t e rn s o f t h e t r a n s i t i o n e l e me n t s b e i n g “ W t y p e ． wh i c h s u g g est s t h a t t h e l a mp r o p h y r e s we r e d e r i v e d f r o m t h e ma n t l e d a rin g t h e e x t e n s i o n a l s e t t i n g a f t e r c o l l i s i o n wh i c h r esu l t e d t he f o r ma t i o n o f t h e Da b i e o r o g e n i c b e l t ． Ke y wo r d s l a mp mp h y r e e l e me n t g e o c h e mi s t r y e xt e n s i o n a l set ti n g Baly u n g o l d d i s t ric t Hu b e i ，，If 维普资讯