淺談地球化學在八卦廟金礦床的應用

陸 葉，韋龍明 羅 瑞，馮經平 潘 燁

(桂林理工大學地球科學學院，廣西 桂林541004)

八卦廟金礦是20世紀90年代在秦嶺鳳縣-太白礦田發現的大型金礦，許多學者對該礦床進行了一系列的研究。而金礦床的研究，大致離不開以下幾個步驟：礦床類型的初步判斷，成礦年齡的卡定，礦源的研究，構造的控制，最終是找礦預測。地球化學在金礦研究中的運用，基本集中在成礦年齡的卡定、礦源的研究這兩方面。

1 金礦床的地球化學分類

金礦床的劃分有許多種，對于八卦廟金礦床，根據金礦床礦體形態分類[1]，屬于細脈浸染型礦床；按礦床的成礦溫度和深度分類[2]，則屬于淺成中溫礦床；若強調金礦床礦物組合的分類[3]，則歸為金-石英-硫化物細脈浸染礦石建造；以其他依據，還可劃分為內生礦床、含金石英-碳酸鹽礦脈型礦床、熱水沉積-構造改造型層控金礦床等等[4]。但建立在地質環境和地球化學環境基礎上的金礦分類，能最客觀地說明金礦產在哪些類型的巖石里和哪些構造環境中，把這點搞清楚后，結合礦床的地球化學情況，就可能確定金礦的成因。而更重要的是，就可以預測可能找到類似金礦的環境[5]。根據博伊爾(1917)提出的分類，可以把金礦分成以下9大類，八卦廟礦床應屬于地球化學金礦床分類的第6類：火成巖、侵入巖、火山巖和沉積巖中的浸染狀和網脈狀金-銀礦床。

2 成礦年齡的測定與分析

成礦年齡的測定，不僅是為了敲定金礦形成的準確時間，同時也是為了能更準確的在時間空間上，將其成礦作用與地質背景相聯系。

測定成礦年齡的方法非常多，同位素測年是重要的組成部分。目前，常用的方法有K-Ar法、U-Pb 法Rb-Sr法，后來又陸續推出了Sm-Nd法和Ar-Ar法[6-13]。由于礦床大部分存在多期疊加作用，因此上述一切測試方法和礦物的選取，都應該基于在野外細心觀察而劃定的期次上，確定各期次該采用何種方法。為了更科學合理的定年，各種測年方法之間應相互補充、相互驗證。

3 成礦地質體——來源的研究

對成礦物質的來源，主要是從物質成分的角度，通過測定礦石、脈石、圍巖及所假設礦源巖各自的成礦元素及硫、鉛、碳、氧、鍶等同位素、稀土元素、微量元素，以及所計算的各種元素對或元素組合比值、勾繪的稀土配分曲線的對比等，來進行分析和判斷[19-23]。

3.1 全巖化學分析

對八卦廟進行巖石化學全分析時，在所以元素整體把握的基礎上，通過對FeO的含量與鐵白云石的含量，標志元素B、F、Au、As、Sb進行進一步對比，并作出TFe2O3-MnO相關關系圖解、以及將樣品分別投影在Bostom(1983)提出的熱水沉積物與水成沉積物Fe-Mn-(Co+Ni+Cu)×10三角圖、現代海洋不同類型沉積物的P2O5(WB%) -Y (×10-6)圖解、Taylor,等(1985)的Th-Hf-Co三角判別圖進行分析研究，最終判斷八卦廟特大型金礦床的含礦建造為：發育在秦嶺微板塊伸展背景下的與同生伸展斷裂伴生的海底熱水噴流同生沉積形成的熱水混合沉積細碎屑巖建造。而巖石中的載金礦物，主要為鈉長石-中長石系列、黑云母、鐵云母、黃鐵礦、磁黃鐵礦等,表明金在沉積成巖過程中已得到了初始富集形成礦源層。

3.2 稀土元素分析

經專家學者的測試研究[15、23-24、26]，八卦廟稀土模式表現出以下主要特征：①八卦廟的圍巖的稀土模式與大陸地殼、北美頁巖非常相似，而且富輕稀土和具Eu負異常，表明圍巖性質以殼源為主，屬揚子地臺北緣被動大陸邊緣淺海相的沉積巖，而與活動大陸邊緣沉積特點有別。②本區圍巖和部分金礦石具Ce虧損，說明原巖形成于干燥氣候的淺海環境。③含金石英脈和含金硫化物為向右平緩過渡型，輕重稀土分異不顯著，說明是一種原始的深源產物。④酸性巖脈為右傾斜型，與地殼花崗巖平均值一致，具淺源性，可能對成礦只提供熱源。⑤地層中的黃鐵礦與圍巖相似，礦石的Py、Po含金與不含金有區別，Sm∶Nd<0.3，說明形成的深度較淺。

于學元等學者(1996)通過對八卦廟金礦床稀土元素在三角圖分布特征及稀土等位線計算分析得出結論為：金的成礦物質主要來自深部金的礦源層；圍巖也參與了金的成礦作用，但提供成礦物質的程度很小；巖脈在金的成礦過程中提供了熱源，促進了金的活化遷移。

3.3 同位素分析

八卦廟的同位素研究已經很全面了，氫、氧、碳、硫穩定同位素及鉛、硅同位素均有涉及，研究深度和解析都非常到位，在此就不累贅了。通過各學者的分析結果(見表1)進行比較可以得知，從穩定同位素認為八卦廟成礦流體具有深源特征，包裹體氫氧同位素組成業可以說明。成礦流體主要由大氣降水構成，并可能有部分深源熱流(或巖漿水)以及少量區域淺變質作用形成的變質水共同構成混合流體。

表1 八卦廟金礦床同位素分析結果一覽表

3.4 成礦流體

八卦廟在成礦流體方面的研究日漸深入，前人已經給了我們很多寶貴的資料和經驗：

(1)通過測試大致確定八卦廟金礦主成礦階段的流體溫度在260℃左右；流體壓力范圍33.4～50.7×106Pa；并推算出的成礦深度約1.3～2km。根據以上特征，說明八卦廟金礦屬于淺成中溫熱液礦床。

(2)成礦溫度換算的中性值約為5.6～5.8，礦床形成時的溶液屬于弱酸性。

(3)成礦流體是一種高硫逸度、低氧逸度、高鹽度、中溫、偏堿性的NaCl型成礦熱液。成礦流體由深部向淺部運移，從成礦深部到淺部，成礦流體具有由弱酸性到很弱的酸性或偏中性；由氧化環境到還原環境的變化趨勢。

對八卦廟金礦床流體包裹體的進一步研究，大致有兩方面：包裹體巖相學與有機氣體組分、成礦流體中有機物質與礦化劑等無機物質組成密切聯系起來研究，探討礦床形成過程有機-無機物質，特別是有機質和礦化劑對金元素的原始聚集、活化、遷移、分離、沉積、后生富集成礦的地球化學行為；通過流體包裹體研究和有機質、礦化劑在成礦流體演化，以及大規模成礦中的意義與作用探討，繼而揭示成礦流體大規模運移在形成超大型礦床中的作用過程中有機質和礦化劑的地球化學動力學模型[29-30]。

4 找礦方法與找礦標志

金在化探中過去并未廣泛作為指示元素應用，主要是因為在野外測定金很困難。因此，八卦廟金礦床在地化找礦方面不算活躍，在某些方面有待發現。但是，金是各自類型礦床極有用的標志，因此應得到更多的利用。韋龍明(2003)在前人土壤吸附烴找礦研究基礎上，首次開展巖石有機烴找礦研究，并取得重要成效；應用“遙感TM圖像礦化蝕變弱信息多層次分離提取技術”開展找礦研究，取得效果；嘗試性地開展八卦廟金礦區原生疊加暈研究，拓展了該找礦方法的運用領域。

最后必須強調的是，金礦床的研究，地化的作用是不可忽略，但必須與大地構造、地質背景等緊密結合，方可更全面更透徹的了解該礦床，更清晰的把握找礦方向，為找礦做出正確有效的指導。

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