甘肅大水金礦地球化學(xué)特征研究進(jìn)展

(成都理工大學(xué) 四川 成都 610059)

一、地區(qū)地質(zhì)概況

大水金礦位于陜甘寧“金三角”邊緣地區(qū),大地構(gòu)造背景屬于西秦嶺南亞帶,研究區(qū)位于秦祁昆造山帶,東至南秦嶺褶皺帶,南與甘孜-松潘褶皺帶相接,以略陽一瑪曲斷裂為界。區(qū)內(nèi)出露的地層為石炭系、二疊系和三疊系等,金礦在三疊系內(nèi)較為發(fā)育。區(qū)域上巖漿活動不太發(fā)育,主要是燕山期巖漿侵位活動對成礦有著重要的作用。斷裂發(fā)育,主要為東西向和南北-南東走向斷裂。其中略陽—瑪曲逆沖斷裂組是控制金礦帶的一組主要斷裂。

二、礦床地質(zhì)特征

大水金礦床中格爾括礦區(qū)的Au品位最富，礦體規(guī)模最大。主要賦存于三疊系馬熱松多組碳酸鹽地層與巖脈的接觸帶內(nèi)。金礦體的產(chǎn)出明顯受斷裂構(gòu)造、中酸性巖脈及古巖溶構(gòu)造的控制。出露的格爾括合巖體規(guī)模較小，侵入巖很發(fā)育，多呈小巖株或巖脈產(chǎn)出，有的巖脈礦化蝕變成為礦體。

礦區(qū)NWW向主斷裂帶控制了巖漿巖的分布狀態(tài),也是本區(qū)的導(dǎo)礦和控礦構(gòu)造。礦體形態(tài)為似層狀、長條狀、透鏡狀。非金屬礦物主要有方解石、石英、長石等。礦石主要結(jié)構(gòu)為:隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu),斑狀結(jié)構(gòu),角礫狀結(jié)構(gòu)等。礦石構(gòu)造主要為:細(xì)脈一網(wǎng)脈狀構(gòu)造,塊狀構(gòu)造等。圍巖蝕變嚴(yán)格主要受斷裂破碎帶控制,以中低溫蝕變?yōu)樘卣?。硅化、赤鐵礦化和方解石化與成礦密切相關(guān)。

三、微量元素研究現(xiàn)狀

代文軍(2015)等對大水金礦區(qū)不同類型碳酸鹽巖(主要分為礦化和未礦化)的稀土元素含量進(jìn)行了測試。研究結(jié)果表明：未礦化碳酸鹽巖稀土元素總量∑REE在2.75×10-6～28.22×10-6之間，平均為10.16×10-6,LREE/HREE比值為0.08～0.64；樣品在北美頁巖標(biāo)準(zhǔn)化配分型式圖較一致略向左傾斜，且重稀土譜線呈鋸齒狀。由此得出結(jié)論：未礦化碳酸鹽巖輕、重稀土之間發(fā)生了較明顯的分餾作用，虧損輕稀土，富集重稀土。而礦化碳酸鹽巖稀土元素總量(∑REE)為6.74×10-6～54.89×10-6，平均為19.74×10-6，LREE/HREE比值為2.57～21.55，樣品在北美頁巖標(biāo)準(zhǔn)化配分型式圖上品呈較一致略向右傾斜的曲線。因此得出結(jié)論：礦化碳酸鹽巖中輕、重稀土之間也發(fā)生了明顯的分餾作用，富集輕稀土，虧損重稀土。[1]他們認(rèn)為大水金礦區(qū)未礦化碳酸鹽巖和礦化碳酸鹽巖的稀土組成的明顯差別，可能與流體中帶入稀土元素的方式、溫度、帶入稀土的礦物類型、流體性質(zhì)的差異等因素有關(guān)。

楊斌(2016)等對大水金礦床的大量礦石進(jìn)行了微量元素的測試。其將大水金礦床金礦石分為了富金礦石(w(Au)>3g/t)、貧金礦石(w(Au)<3g/t)。相關(guān)結(jié)果顯示：①其中的硅化灰?guī)rw(Au)最高達(dá)122.00μg/g，推測大水金礦Au的形成可能與硅化有關(guān)。②大水金礦富金礦石中Pb、Ni的含量低于貧金礦石，表明Au含量與Pb、Ni含量成負(fù)相關(guān);③在內(nèi)生、表生條件下生成的同一礦石中，Co、Ni含量不一致，大水金礦富金礦石w(Co)/w(Ni)值大于0.5，表明富金礦石的成礦物質(zhì)來源可能與深部熱液有關(guān)。[2]

四、同位素研究現(xiàn)狀

李紅陽(2007)等對礦區(qū)的深部閃長巖型礦石中的黃鐵礦進(jìn)行了S同位素的分析研究。結(jié)果表明：黃鐵礦的δ34S為-1.8‰～+4.1‰,平均為+2.4‰,變化范圍較窄,塔式分布特征明顯。黃鐵礦的硫同位素組成與超基性巖中的δ34S基本吻合(-1.3‰～+5.5‰,平均為1.2‰),或接近于幔源硫,說明大水金礦床硫同位素是深部來源。此外，他們還對方解石大脈中的方解石進(jìn)行了C、H、O同位素的研究,結(jié)果表明：它們的碳同位素組成相對較低,與巖漿巖的碳同位素組成接近,說明礦液中的碳以深源為主,主要由賦礦閃長巖提供。而H、O同位素的結(jié)果則反映了大水金礦區(qū)早期方解石中的成礦流體以巖漿水為主;晚期方解石中的成礦流體明顯有改造的大氣降水參與。[4]

楊斌(2014)等人測定了若干方解石樣品的氧同位素組成以及流體包裹體的碳、氫同位素組成。結(jié)果顯示：早期方解石δ13CPDB為-2.7‰～4.3‰,平均為1.75‰，晚期方解石δ13CPDB為-0.8‰～2.1‰,平均為3.8‰，說明早期方解石來自于地幔，早期成礦流體中的碳以深源為主，晚期方解石來自于海相碳酸鹽與其他儲碳庫，晚期方解石明顯與碳酸鹽溶解有關(guān)。[5]

趙煥強(2017)等研究發(fā)現(xiàn)：大水金礦區(qū)硅質(zhì)巖礦石、硅化灰?guī)r和圍巖碳氧同位素組成特征差別較明顯。從圍巖—硅化灰?guī)r—硅質(zhì)巖礦石，隨著蝕變礦化作用程度的加強，它們的δ13C值依次增高：0.9‰→1.3‰→1.4‰，而δ18O值則漸次降低：27.4‰→23.4‰→13.3‰。由此他們認(rèn)為成礦熱液本身富13C而貧18O。而由于海相碳酸鹽巖的δ18O值一般大于20‰，巖漿成因流體的δ18O值為較低的正值(5.0‰～10.5‰)，表生水(大氣降水或海水)的δ18O值多為較大的負(fù)值。所以上述氧同位素變化趨勢指示存在一種巖漿流體與海相碳酸鹽巖相互作用。[3]

五、結(jié)語及展望

前人主要在大水金礦地區(qū)進(jìn)行了傳統(tǒng)的地質(zhì)調(diào)查，以及運用地球化學(xué)手段進(jìn)行了針對礦石、圍巖等的研究，也運用了傳統(tǒng)同位素對方解石、硫化物等進(jìn)行了分析，對關(guān)于礦床成礦過程中的流體來源等方面進(jìn)行了部分有效地制約。目前對這些成果，學(xué)者們無較大爭議。但大水金礦成礦作用復(fù)雜，還有許多亟待解決的問題。隨著非傳統(tǒng)穩(wěn)定同位素的發(fā)展，我們可以嘗試用例如鐵同位素等對大水金礦進(jìn)行研究。有理由相信，隨著技術(shù)的進(jìn)步，大水金礦的研究程度會越來越高。其成礦機制，物質(zhì)來源等有會越來越清晰的認(rèn)識。