论文部分内容阅读
摘要：四平山岩金矿是20世纪90年代发现的热泉型金矿，共探明金资源储量5.8吨，富矿脉体基本上沿热液通道分布。文章重点分析了四平山岩金矿热泉成矿的机制问题。
关键词：四平山；岩金矿；热泉成矿机制；氧同位素特征；火山作用
中图分类号：P618
文献标识码：A
文章编号：1009-2374(2011)22-0079-02
一、地质背景
四平山岩金矿区位于环太平洋金成矿带内侧，完达山一西锡霍特地槽褶皱系完达山优地槽褶皱带内；区域上处于密敦岩石圈断裂的东延部分——阿布沁河深断裂与北东向大和镇断裂所分割成的菱形地体的东部边缘，地质构造复杂。
二、含矿层位及其化学特征
区域内地层以晚三叠世一早侏罗世海相～陆相沉积岩和中侏罗世一晚白垩世火山岩较为发育，其中大塔山林场组(K2d)和四平山组(K2x)为主要含矿层位。
(一)大塔山林场组(K2d)
大塔山林场组厚度85.51～132.01m，四平山岩金矿I、Ⅱ号金矿体位于该组上段的流纹斑岩和流纹质角砾熔岩中，该组下段为流纹斑岩与震碎角砾岩互层。
1．流纹斑岩的岩石化学特征(表1)。
2．氧同位素特征。δ18O值在8.9％-15.4％，平均值10.9％，与华南地区花岗岩氧同位素相比，属浅源型。
3．火山作用特征。本区火山岩为一套酸性熔岩，其下部主要为震碎角砾岩、角砾熔岩，上部为流纹斑岩；火山活动从强至弱，为爆发相一喷溢相特征。
在四平山岩金矿区，火山作用具有继承性，在南大塔山组之后，火山作用沿早期火山通道继续进行裂隙式爆发一喷溢活动。
全岩阳离子分子数法矿物温度计测定参见表2。
由表2可看出，火山活动时岩浆温度为1039.93℃-1423.31℃。结合区域对比，该期火山活动为大陆边缘边部陆相裂隙式喷发产物。
该组岩石普遍绢云母化，在近四平山中心部位以硅化为主，尤其是矿区流纹斑岩顶部30-50m范围内为强硅化带。
硅化带内普遍发育有金矿化(下部含矿层位)，局部形成金矿体，前述矿区深部Ⅰ、Ⅱ号金矿体即位于该硅化带中。
(二)四平山组(K2X)
四平山组为一套热泉-盆地沉积物，主要为泉胶砾岩与泉胶砂岩，其顶部堆积了硅质泉华。
1．硅质岩的岩石化学特征。四平山组硅质泉华(上硅质岩)和底部顺层硅质脉(下硅质岩)具有热泉成因特征；因其形成环境为有水盆地，故同时具有正常沉积岩的成因特征。
在硅质岩中，SiO2含量较高，Fe2O2＜FeO(含量)，与海底热泉成因硅质岩类似；而Al2O3含量低，类似于正常生物化学沉积型硅质岩；其它组分Ti0，CaO、MgO、MnO、K2O、Na2O、P2O5等含量均较低，与正常海底沉积热泉型硅质岩相当。因此，岩石化学成分上具有热泉成因和正常沉积成因双重特征。
2．热泉沉积特征。硅质岩的构造特征、氧同位素和岩石特征具有热泉成因特征和正常沉积特征。泉胶砾岩砾石成分复杂，分选差，磨圆度一般，排列杂乱，成熟度低，并具有被交代和熔蚀现象，胶结物为硅质；具有热泉潜爆成因特征。
泉胶砾岩主要沉积于火山洼地，但亦堆积于由流纹斑岩形成的火山台地上，这一点不同于正常沉积环境下的沉积物。
该组地层岩石的矿物粒度在盆地边缘细、盆地中央粗，垂向上为上部粗下部细。在细砂岩、粉砂岩中见有炭化木、硅化木、细粒莓状黄铁矿等出现，说明当时沉积环境为封闭～半封闭的水盆地。该组地层中Au、As、Sb、Hg等元素异常较高，随硅质含量增加Au元素含量亦增高。
综合上述，在火山间歇期，盆地底部沉积的泥岩、粉砂岩成为了火山(热液)通道的盖层(阻挡层)；当火山活动时，上涌的热流体和气体冲破了盖层，在近地表处发生潜爆作用，使泥岩、流纹斑岩等成为角砾堆积于水盆地及火山台地上，并由热泉带上来的硅质物胶结了松散的角砾和碎屑，同时对砾石亦发生了交代和熔蚀作用。
泉胶砾岩成岩作用晚期，热泉沿着四平山组与大塔山林场组地层界面上涌，溢流到近地表而处而堆积成硅质泉华台地，在地层不整合界面上滞流凝固而成为顺层侵入硅质脉(下硅质岩)。
3．时代及矿化特征。四平山岩金矿床的中、上矿层产于四平山组地层中，在硅质泉华中产出上部含矿层、在泉胶砾岩中产出中部矿含矿层并见有零散矿化及富矿脉，因此，本组地层为矿区的主要含矿层位。
三、热泉成矿机制
通过对富矿脉的研究，发现富矿脉多为呈陡倾角产出的硅质脉，明显是含矿热液沿构造裂隙贯入的结果。结合矿区多年来的地质、物探、化探等成果，初步认定，以四平山为中心东北部金矿(化)体明显受环状断裂构造控制。由此可说明，该矿区火山口附近的环状断裂系统是矿区成矿的热液通道，是含矿热液上涌的主要途径。
以四平山组泉胶砾岩与大塔山林场组流纹斑岩问侵入的下硅质岩(硅质脉体)为标志，其热液通道存在的证据如下：
1．下硅质岩发育于泉胶砾岩与流纹斑岩接触的不整合面内，具有顺层侵入特征。
2．在下硅质岩上下边界上可见泉胶砾岩和流纹斑岩的捕虏体，并见上下围岩中侵入的硅质细脉与下硅质岩整体连通，说明具有热液侵入特征。
3．下硅质岩与上硅质岩在矿区东北部垂向上相距很近，而且位于上下硅质岩间的泉胶砾岩硅化较强，面貌全非，推测在此处的上、下硅质岩可能连通。
4．Au／Ag比值在上硅质岩和泉胶砾岩中均为0．48，在流纹斑岩中为0.47，而在下硅质岩中的Au／Ag比值为0.9999(接近1)，说明火山通道相中的Au／Ag比值较上、下围岩大1倍以上。
5．流纹斑岩(位于下硅质岩底部)的含金性与下硅质岩的含金性呈正相关。下硅质岩含金高的地段与流纹斑岩含金高地段的范围及展布方向大体一致。而且，流纹斑岩中金矿化品位自上而下降低，其原因应与流纹斑岩顶部裂隙发育程度较高有关。裂隙发育地段，下硅质岩含矿热液易于贯入，从而形成品位较高的矿体。
6．从氧同位素特征来看，黑色、灰黑色含金硅质脉的δ18O值远远低于上、下硅质岩。含金硅质脉的δ18O值在+10％-+12％之间，而上、下硅质岩在+12％-+15％之间，这表明前者(含金硅质脉)比后者温度高出50℃-100℃，含金硅质脉通常被认为是热泉充填产物。
从以上分析来看，基本可以确定该矿区今后深部找矿的目标和方向，如图1所示：
四、结语
综上所述，四平山岩金矿热泉成矿机制还有很多方面需要研究，因此，相关的工作人员还要加强自身的知识积累，多实践，以便更好的工作。
责任编辑 陈倩
关键词：四平山；岩金矿；热泉成矿机制；氧同位素特征；火山作用
中图分类号：P618
文献标识码：A
文章编号：1009-2374(2011)22-0079-02
一、地质背景
四平山岩金矿区位于环太平洋金成矿带内侧，完达山一西锡霍特地槽褶皱系完达山优地槽褶皱带内；区域上处于密敦岩石圈断裂的东延部分——阿布沁河深断裂与北东向大和镇断裂所分割成的菱形地体的东部边缘，地质构造复杂。
二、含矿层位及其化学特征
区域内地层以晚三叠世一早侏罗世海相～陆相沉积岩和中侏罗世一晚白垩世火山岩较为发育，其中大塔山林场组(K2d)和四平山组(K2x)为主要含矿层位。
(一)大塔山林场组(K2d)
大塔山林场组厚度85.51～132.01m，四平山岩金矿I、Ⅱ号金矿体位于该组上段的流纹斑岩和流纹质角砾熔岩中，该组下段为流纹斑岩与震碎角砾岩互层。
1．流纹斑岩的岩石化学特征(表1)。
2．氧同位素特征。δ18O值在8.9％-15.4％，平均值10.9％，与华南地区花岗岩氧同位素相比，属浅源型。
3．火山作用特征。本区火山岩为一套酸性熔岩，其下部主要为震碎角砾岩、角砾熔岩，上部为流纹斑岩；火山活动从强至弱，为爆发相一喷溢相特征。
在四平山岩金矿区，火山作用具有继承性，在南大塔山组之后，火山作用沿早期火山通道继续进行裂隙式爆发一喷溢活动。
全岩阳离子分子数法矿物温度计测定参见表2。
由表2可看出，火山活动时岩浆温度为1039.93℃-1423.31℃。结合区域对比，该期火山活动为大陆边缘边部陆相裂隙式喷发产物。
该组岩石普遍绢云母化，在近四平山中心部位以硅化为主，尤其是矿区流纹斑岩顶部30-50m范围内为强硅化带。
硅化带内普遍发育有金矿化(下部含矿层位)，局部形成金矿体，前述矿区深部Ⅰ、Ⅱ号金矿体即位于该硅化带中。
(二)四平山组(K2X)
四平山组为一套热泉-盆地沉积物，主要为泉胶砾岩与泉胶砂岩，其顶部堆积了硅质泉华。
1．硅质岩的岩石化学特征。四平山组硅质泉华(上硅质岩)和底部顺层硅质脉(下硅质岩)具有热泉成因特征；因其形成环境为有水盆地，故同时具有正常沉积岩的成因特征。
在硅质岩中，SiO2含量较高，Fe2O2＜FeO(含量)，与海底热泉成因硅质岩类似；而Al2O3含量低，类似于正常生物化学沉积型硅质岩；其它组分Ti0，CaO、MgO、MnO、K2O、Na2O、P2O5等含量均较低，与正常海底沉积热泉型硅质岩相当。因此，岩石化学成分上具有热泉成因和正常沉积成因双重特征。
2．热泉沉积特征。硅质岩的构造特征、氧同位素和岩石特征具有热泉成因特征和正常沉积特征。泉胶砾岩砾石成分复杂，分选差，磨圆度一般，排列杂乱，成熟度低，并具有被交代和熔蚀现象，胶结物为硅质；具有热泉潜爆成因特征。
泉胶砾岩主要沉积于火山洼地，但亦堆积于由流纹斑岩形成的火山台地上，这一点不同于正常沉积环境下的沉积物。
该组地层岩石的矿物粒度在盆地边缘细、盆地中央粗，垂向上为上部粗下部细。在细砂岩、粉砂岩中见有炭化木、硅化木、细粒莓状黄铁矿等出现，说明当时沉积环境为封闭～半封闭的水盆地。该组地层中Au、As、Sb、Hg等元素异常较高，随硅质含量增加Au元素含量亦增高。
综合上述，在火山间歇期，盆地底部沉积的泥岩、粉砂岩成为了火山(热液)通道的盖层(阻挡层)；当火山活动时，上涌的热流体和气体冲破了盖层，在近地表处发生潜爆作用，使泥岩、流纹斑岩等成为角砾堆积于水盆地及火山台地上，并由热泉带上来的硅质物胶结了松散的角砾和碎屑，同时对砾石亦发生了交代和熔蚀作用。
泉胶砾岩成岩作用晚期，热泉沿着四平山组与大塔山林场组地层界面上涌，溢流到近地表而处而堆积成硅质泉华台地，在地层不整合界面上滞流凝固而成为顺层侵入硅质脉(下硅质岩)。
3．时代及矿化特征。四平山岩金矿床的中、上矿层产于四平山组地层中，在硅质泉华中产出上部含矿层、在泉胶砾岩中产出中部矿含矿层并见有零散矿化及富矿脉，因此，本组地层为矿区的主要含矿层位。
三、热泉成矿机制
通过对富矿脉的研究，发现富矿脉多为呈陡倾角产出的硅质脉，明显是含矿热液沿构造裂隙贯入的结果。结合矿区多年来的地质、物探、化探等成果，初步认定，以四平山为中心东北部金矿(化)体明显受环状断裂构造控制。由此可说明，该矿区火山口附近的环状断裂系统是矿区成矿的热液通道，是含矿热液上涌的主要途径。
以四平山组泉胶砾岩与大塔山林场组流纹斑岩问侵入的下硅质岩(硅质脉体)为标志，其热液通道存在的证据如下：
1．下硅质岩发育于泉胶砾岩与流纹斑岩接触的不整合面内，具有顺层侵入特征。
2．在下硅质岩上下边界上可见泉胶砾岩和流纹斑岩的捕虏体，并见上下围岩中侵入的硅质细脉与下硅质岩整体连通，说明具有热液侵入特征。
3．下硅质岩与上硅质岩在矿区东北部垂向上相距很近，而且位于上下硅质岩间的泉胶砾岩硅化较强，面貌全非，推测在此处的上、下硅质岩可能连通。
4．Au／Ag比值在上硅质岩和泉胶砾岩中均为0．48，在流纹斑岩中为0.47，而在下硅质岩中的Au／Ag比值为0.9999(接近1)，说明火山通道相中的Au／Ag比值较上、下围岩大1倍以上。
5．流纹斑岩(位于下硅质岩底部)的含金性与下硅质岩的含金性呈正相关。下硅质岩含金高的地段与流纹斑岩含金高地段的范围及展布方向大体一致。而且，流纹斑岩中金矿化品位自上而下降低，其原因应与流纹斑岩顶部裂隙发育程度较高有关。裂隙发育地段，下硅质岩含矿热液易于贯入，从而形成品位较高的矿体。
6．从氧同位素特征来看，黑色、灰黑色含金硅质脉的δ18O值远远低于上、下硅质岩。含金硅质脉的δ18O值在+10％-+12％之间，而上、下硅质岩在+12％-+15％之间，这表明前者(含金硅质脉)比后者温度高出50℃-100℃，含金硅质脉通常被认为是热泉充填产物。
从以上分析来看，基本可以确定该矿区今后深部找矿的目标和方向，如图1所示：
四、结语
综上所述，四平山岩金矿热泉成矿机制还有很多方面需要研究，因此，相关的工作人员还要加强自身的知识积累，多实践，以便更好的工作。
责任编辑 陈倩