貴州金川縣某礦體圍巖二長(zhǎng)花崗巖成因分析

1雕刻巖的概念和命名原則1.1交代作用的概念長(zhǎng)期以來，在生產(chǎn)和科學(xué)研究的實(shí)踐中，發(fā)現(xiàn)了許多奇怪的現(xiàn)象，如“形象”、“殘留身體”、“清潔邊緣”、“攀爬英雄”和“反應(yīng)邊緣”。為了探討這些現(xiàn)象產(chǎn)生的過程和成因,人們做了大量的觀察和研究,終于在18世紀(jì)中葉紐曼(Nouman)首次提出一種特殊的地質(zhì)作用,稱之為交代作用(Metasomatism)。他把其定義簡(jiǎn)單地概括為:“是一種物質(zhì)置換的地質(zhì)作用”。而后V.M.戈?duì)柕率┟芴?、林格倫、愛斯科拉、霍姆奎斯?P.J.Holmquist)等做了闡述,并提出交代作用中著名的體積守恒定律。至1930年前蘇聯(lián)地質(zhì)學(xué)家柯爾仁茨基(Д.С.Коржчвскнй)提出了現(xiàn)代交代作用的定義:“在使巖石或礦物改變化學(xué)成分的置換作用過程中,舊礦物的溶失和新礦物的產(chǎn)生幾乎是同時(shí)產(chǎn)生的。整個(gè)反應(yīng)可以視為是在保持固態(tài)情況下進(jìn)行的,稱之為交代作用”。由交代作用形成的巖石稱為交代巖,形成的新礦物稱為交代礦物。交代巖與蝕變巖、交代礦物與蝕變礦物可以理解為同意語。在自然界中交代作用或蝕變作用受多因素的控制。主要因素有:被交代蝕變?cè)瓗r性質(zhì)及原礦物種類;交代蝕變作用性質(zhì)、強(qiáng)度及熱液流體的性質(zhì);控制交代蝕變作用的地質(zhì)因素(構(gòu)造性質(zhì)及強(qiáng)度規(guī)模等)。由于交代蝕變強(qiáng)度和置換完全程度不同因而使蝕變產(chǎn)物多種多樣,這樣就涉及到如何對(duì)蝕變巖的命名問題。1.2原巖及蝕變巖的命名根據(jù)上述有關(guān)蝕變巖或交代巖概念的討論,再結(jié)合海溝礦區(qū)近礦圍巖的蝕變特點(diǎn),擬采用如下命名原則:(1)由于交代蝕變生成的新礦物的數(shù)量增加或原礦物的數(shù)量減少引起原巖名稱改變的,可直接定為新名,新名后用小括號(hào)注明為交代巖或蝕變巖。如二長(zhǎng)花崗巖(交代巖或蝕變巖)。(2)交代形成的新礦物數(shù)量尚不足引起原巖名稱改變的,可定名為××化巖石,表示××化+原巖名稱。2雕刻巖石的類型、特征和分布規(guī)律2.1英二長(zhǎng)巖類依據(jù)上述命名原則,海溝金礦區(qū)的蝕變巖石可分為:(1)鉀長(zhǎng)石化石英閃長(zhǎng)巖、鉀長(zhǎng)石化石英斜長(zhǎng)巖及鉀長(zhǎng)石化石英二長(zhǎng)巖類;(2)二長(zhǎng)花崗巖(交代巖即蝕變巖)、鉀長(zhǎng)花崗巖(蝕變巖);(3)綠泥石化二長(zhǎng)花崗巖(蝕變巖);(4)絹云母化糜棱巖;(5)絹英片巖(蝕變巖);(6)綠泥石英片巖類(蝕變巖)等。本文側(cè)重研究鉀長(zhǎng)石化、硅化、黃鐵礦化的二長(zhǎng)花崗巖類、石英閃長(zhǎng)巖類。2.2雕刻巖石特征海溝金礦區(qū)內(nèi)與金礦成礦關(guān)系最密切的蝕變巖是由交代石英閃長(zhǎng)巖或石英斜長(zhǎng)巖等生成的二長(zhǎng)花崗巖。本文重點(diǎn)研究它的巖石特征。2.2.1中長(zhǎng)石及中低溫小石二長(zhǎng)花崗巖是由石英閃長(zhǎng)巖或石英斜長(zhǎng)巖經(jīng)強(qiáng)堿交代作用而形成的。其主要組成礦物有原巖中斜長(zhǎng)石的交代殘余,有交代生成的鉀長(zhǎng)石、鈉長(zhǎng)石和石英、磷灰石等礦物。斜長(zhǎng)石:它有兩種,一種為自形—半自形板柱狀斜長(zhǎng)石,具有凈邊結(jié)構(gòu),凈邊寬0.3~1.5mm。有的在鉀長(zhǎng)石中呈交代殘留存在,還有的被鉀長(zhǎng)石或鈉長(zhǎng)石以滲透方式交代殘留成云雜狀。測(cè)其突起為低正突起,⊥010晶帶上最大消光角Np′∧(010)=15°±,An為28~32的更中長(zhǎng)石。另一種為交代更中長(zhǎng)石而形成的新生鈉長(zhǎng)石。它有時(shí)為他形,有時(shí)呈斑晶形式出現(xiàn)。測(cè)得光軸角2∨=80°~88°,低負(fù)突起、表面較潔凈。Np′∧(010)=10°±,為Ab=5~7的鈉長(zhǎng)石。有序度0.3~1.0,為部分有序或有序,有序度變化較大,反映交代高溫成因的更中長(zhǎng)石的繼承性,屬低溫或中低溫過渡類型。鉀長(zhǎng)石:它亦有兩種,一種為殘余的原石英閃長(zhǎng)巖或石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖,中細(xì)粒、他形,它常與細(xì)粒他形石英組成不規(guī)則集合體分布于更中長(zhǎng)石構(gòu)成的間架中,反映為斜長(zhǎng)石先結(jié)晶出后的富硅鉀巖漿充填于更中長(zhǎng)石間架中結(jié)晶的特征。由于細(xì)而少,故沒有測(cè)到相應(yīng)的光學(xué)參數(shù)。另一種為交代成因的鉀長(zhǎng)石。它主要是交代斜長(zhǎng)石或滲透交代而成較大的交代斑晶(0.5~0.3cm),其中殘留有斜長(zhǎng)石殘?bào)w。多為顯微微斜長(zhǎng)石。其有序度0.5~0.9,為部分有序,三斜度0.2~0.4,為中三斜正長(zhǎng)石類,反映為中低溫過渡型正長(zhǎng)石。石英:它有3種,第1種為石英閃長(zhǎng)巖或石英斜長(zhǎng)巖中的原巖漿結(jié)晶的石英,為細(xì)微粒、他形呈不規(guī)則集合體形式存在于更中長(zhǎng)石板柱狀晶體構(gòu)成的間架中。較常見由于發(fā)生韌脆性變形而造成沿C軸拉長(zhǎng)的現(xiàn)象、波狀消光現(xiàn)象等。第2種為第3期交代生成的石英(硅化),亦為他形,但有時(shí)晶體較大,有時(shí)呈蠕蟲狀小細(xì)脈。新生成他形微粒石英(0.01~0.03mm)沿長(zhǎng)石或早期石英粒間或裂隙交代。石英含量明顯增多。第3種石英,呈脈狀產(chǎn)出,獨(dú)立呈脈狀或與鉀長(zhǎng)石共同組成脈狀,石英為他形粒狀,中細(xì)粒為主,早期石英脈呈白色,雜質(zhì)少,而晚期石英脈呈灰白色—灰色,細(xì)粒,是含金的石英脈。2.2.2堿交代作用對(duì)構(gòu)造的控制原石英閃長(zhǎng)巖或石英斜長(zhǎng)巖,具有典型的中細(xì)粒半自形柱粒狀結(jié)構(gòu),具有片麻狀構(gòu)造或塊狀構(gòu)造。而由于堿交代作用使其組構(gòu)發(fā)生明顯的變化。表現(xiàn)為片麻狀構(gòu)造消失而代之的為塊狀構(gòu)造,局部出現(xiàn)孔洞狀構(gòu)造。結(jié)構(gòu)變?yōu)橹写至５幕◢徑Y(jié)構(gòu)(他形粒狀結(jié)構(gòu))、變斑狀結(jié)構(gòu),局部出現(xiàn)變余的半自形柱粒狀結(jié)構(gòu),交代凈邊結(jié)構(gòu),交代假象結(jié)構(gòu),交代港灣狀結(jié)構(gòu),交代孤島狀結(jié)構(gòu),交代蠕蟲狀結(jié)構(gòu)。2.2.3堿組合巖石學(xué)資料海溝金礦的圍巖為海溝復(fù)式巖體,由于發(fā)生強(qiáng)蝕變作用,不僅使其礦物組成、組構(gòu)發(fā)生變化,而且化學(xué)成分也發(fā)生顯著變化,蝕變后形成二長(zhǎng)花崗巖、鉀長(zhǎng)花崗巖等交代巖。我們利用化學(xué)分析資料加以對(duì)比研究(表1)。從表1中可以看出在堿交代過程中SiO2、Na2O、K2O明顯增加,而Fe2O3、FeO、MgO、CaO減少。其中SiO2平均增加5.9%,K2O增加1.5%,Na2O增加1.77%。Fe2O3減少0.91%,FeO減少2.36%,MgO減少2.20%,CaO減少3.13%。巖石化學(xué)成分從中基性向酸堿性演化。2.3有典型的中帶特征為了查清蝕變巖類型及分布規(guī)律,對(duì)小海溝的0、1、3、4、5、6、7、8中段,大海溝的2、4、5中段做了較詳細(xì)地觀察和取樣鑒定。結(jié)果對(duì)上述幾種蝕變巖石可大致圈定它們發(fā)育的空間位置和范圍。總體上具有較明顯的分帶性。以含金石英脈為中心向外依次為內(nèi)帶(疊加綠泥石化的二長(zhǎng)花崗巖)、中帶(為發(fā)生強(qiáng)黃鐵礦化、鉀長(zhǎng)石化和硅化的塊狀二長(zhǎng)花崗巖)和外帶(為具片麻狀構(gòu)造的鉀長(zhǎng)石化石英閃長(zhǎng)巖類帶)。內(nèi)帶最窄,一般為1.0~3.0m,緊靠含金石英脈,淺綠至暗綠色,發(fā)生最晚期的綠泥石化,它可以作為找礦的近礦標(biāo)志。外帶發(fā)生第Ⅰ期鉀長(zhǎng)石化,改造原石英閃長(zhǎng)巖形成的蝕變巖石,具有片麻狀構(gòu)造。中帶最為重要,它與蝕變巖型金礦體關(guān)系最密切,即在該帶的局部就形成礦體。它本身的結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜。在小海溝28號(hào)脈的33-35線所見的中帶具有代表性,下面以1中段33-35線的中帶橫剖面為例,說明其特征(圖1)。該帶寬18.0m多,具有粗粒結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,顏色為鮮艷的紅色。鉀長(zhǎng)石化、黃鐵礦化和硅化都很強(qiáng),出現(xiàn)由紅色鉀長(zhǎng)石和石英組成的偉晶狀團(tuán)塊和由細(xì)粒黃鐵礦、石英、磷灰石、綠泥石、黑云母等組成的不規(guī)則暗色團(tuán)塊,大小在0.3~3.0cm,多數(shù)0.5~1.5cm,有的已被交代溶蝕成為空洞。鉀長(zhǎng)石晶體大,半自形—自形,粒度多在1.0cm左右,質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)80%。黃鐵礦化不甚均勻,總體上為細(xì)脈浸染狀,有時(shí)呈細(xì)粒集合體出現(xiàn),也有呈細(xì)脈、網(wǎng)脈狀出現(xiàn)的,脈長(zhǎng)不超過3.0cm,寬0.2cm。局部出現(xiàn)黃鐵礦細(xì)網(wǎng)脈帶。硅化主要表現(xiàn)為石英化,有的石英呈細(xì)粒集合體團(tuán)塊直徑0.2~0.5cm,有時(shí)呈石英細(xì)脈帶出現(xiàn),這種部位含金性好,多在1.0×10-6以上,有的達(dá)到工業(yè)品位,構(gòu)成礦體。在該帶取樣(4個(gè)組合樣)分析,H28-4含金3.65×10-6。除上述分布規(guī)律外,在小海溝金礦區(qū)南東部,即4-12線,在鉀長(zhǎng)石化石英閃長(zhǎng)巖類中(外帶)常見線狀石英綠泥片巖或綠泥石英片巖條帶,其展布方向亦為北東。也常見絹云母化糜棱巖、絹英片巖等,它們是在糜棱巖化帶基礎(chǔ)上發(fā)生的鉀交代。小海溝金礦區(qū)在走向上10-47線第2期鉀長(zhǎng)石化和硅化、稠密浸染狀黃鐵礦化蝕變強(qiáng)。在垂向上1、3、4、5、6中段強(qiáng),7中段有變?nèi)醯内厔?shì),至8中段已不見該期蝕變。從第5中段始見少量鉀長(zhǎng)石石英脈(偉晶狀脈),至8中段僅見3組寬約1.0~5.0cm的石英脈或鉀長(zhǎng)石英脈,晚期綠泥石化也不見了。故在7中段見到的含金石英脈在8中段有很弱的顯示。8中段所見細(xì)脈可能為7中段含金石英脈的尾部。但在單號(hào)線61-77號(hào)間8中段以下蝕變?nèi)院軓?qiáng),顯示28號(hào)脈向北東傾沒,8中段以下成礦條件有利。大海溝金礦區(qū)由于受工作環(huán)境的限制,只對(duì)2、4、5中段進(jìn)行了觀察研究。該礦區(qū)中鉀長(zhǎng)石化石英閃長(zhǎng)巖類普遍發(fā)育,而塊狀二長(zhǎng)花崗巖(交代巖)不發(fā)育,較常見的為線狀的絹云母化巖石和高嶺土化及水化巖石,這與位于晚期北東向大海溝斷裂及東西向斷裂的交叉部位有關(guān)。但沿538坑平巷往里觀察研究和附近老采坑均可見鉀長(zhǎng)石化、硅化加強(qiáng),局部地段出現(xiàn)具塊狀構(gòu)造的二長(zhǎng)花崗巖(交代巖)。3侵蝕類型和侵蝕周期3.1蝕變巖石結(jié)構(gòu)礦體圍巖主要為海溝復(fù)式巖體及侵入其中的輝綠玢巖、次安山巖等脈巖。另外還有少量元古宙的斜長(zhǎng)角閃巖等殘留體。礦體圍巖蝕變主要受被蝕變巖石和構(gòu)造等因素控制。小海溝28號(hào)金礦脈和大海溝38號(hào)金礦脈的圍巖蝕變類型主要有鉀長(zhǎng)石化、鈉長(zhǎng)石化、硅化、黃鐵礦化、絹英巖化(絹云母化)、綠泥石化等。上述蝕變從水平展布形式可分為面型蝕變、帶型蝕變和線型蝕變。同蝕變類型、不同蝕變類型都具有多期次、多次疊加的特點(diǎn);從縱向上具有環(huán)或套狀分布的特點(diǎn)?？傮w規(guī)律是線型蝕變疊加在帶型蝕變上、帶狀蝕變又疊加在面型蝕變上。3.2圍巖侵蝕世代2(1)鈉長(zhǎng)石對(duì)含金礦物的作用主要發(fā)育于海溝復(fù)式巖體內(nèi),有兩期,第1期鈉長(zhǎng)石化是海溝復(fù)式巖體成巖后,成礦前的一次面型堿交代蝕變作用。其特點(diǎn)是交代中酸性斜長(zhǎng)石,往往從邊部、解理縫、雙晶縫或裂隙開始交代。輕者斜長(zhǎng)石周圍形成潔凈的鈉長(zhǎng)石邊,中部則形成絹云母、綠簾石等礦物組成的渾濁核心,形成新的結(jié)構(gòu)(凈邊結(jié)構(gòu))。交代完全者則變成鈉長(zhǎng)石。第2期表現(xiàn)是疊加在面型的鈉長(zhǎng)石化、鉀長(zhǎng)石化上的帶狀蝕變,靠近含金石英脈兩側(cè)分布,鈉長(zhǎng)石以交代斑晶形式出現(xiàn)。但含量少,該期蝕變主要伴隨強(qiáng)鉀長(zhǎng)石化。(2)蝕變巖的主方面特征主要發(fā)育于海溝復(fù)式巖體內(nèi),鉀交代有3期。第1期鉀長(zhǎng)石化是海溝復(fù)式巖體成巖后第1期鈉長(zhǎng)石化后,成礦前的一次大規(guī)模的堿交代作用。其特點(diǎn)是富鉀質(zhì)熱液沿斜長(zhǎng)石晶體間隙或沿斜長(zhǎng)石之解理、微裂隙滲透交代形成中細(xì)粒的鉀長(zhǎng)石。這期鉀長(zhǎng)石常表現(xiàn)為定向或半定向排列,與巖石中的鎂鐵質(zhì)礦物構(gòu)成片麻狀構(gòu)造。該期蝕變半隨著第1期黑云母、角閃石等的綠泥石化。該期蝕變波及到海溝復(fù)式巖體之外的元古宙地層。第2期鉀長(zhǎng)石化空間分布較第1期鉀長(zhǎng)石化范圍大大縮小,呈似帶狀分布在含金石英脈的上下盤,厚度15~50m不等。主要表現(xiàn)為出現(xiàn)大量的鉀長(zhǎng)石斑晶,有時(shí)見鉀長(zhǎng)石與石英集合體組成的似偉晶巖團(tuán)塊,這種現(xiàn)象愈靠近礦體愈常見。這期鉀長(zhǎng)石化伴隨強(qiáng)的硅化和稠密浸染狀黃鐵礦化。此蝕變帶由于交代生成的鉀長(zhǎng)石和石英的增加,如按礦物含量比例定名,已把原石英閃長(zhǎng)巖或石英斜長(zhǎng)巖等改造成為二長(zhǎng)花崗巖了。因此礦區(qū)內(nèi)的許多研究者定的二長(zhǎng)花崗巖實(shí)際上是堿交代巖或稱蝕變巖。在該交代巖中出現(xiàn)較多的特別的暗色不定形團(tuán)塊(經(jīng)鑒定是由細(xì)粒他形石英、黃鐵礦、磷灰石、鐵質(zhì)和綠泥石等組成)。還見到罕見而典型的氣孔帶,寬3.0~6.0m,延深至少60m。氣孔帶的展布方向呈長(zhǎng)的不規(guī)則透鏡狀平行排列,氣孔壁凹凸不平,呈黑色,小的不足1.0cm,大者可達(dá)3.0cm,以1.0~2.0cm長(zhǎng)的居多,氣孔中有的完全空了,有的尚殘留有石英、黃鐵礦等礦物集合體。氣孔密度較大,每10cm2中有30~60個(gè)。這種特殊現(xiàn)象證明堿性溶液的堿性很強(qiáng),使暗色不規(guī)則團(tuán)塊中石英發(fā)生溶解去硅、黃鐵礦氧化分解去硫和鐵而出現(xiàn)空洞,第3期鉀長(zhǎng)石化較弱,表現(xiàn)為出現(xiàn)少數(shù)鉀長(zhǎng)石細(xì)脈和鉀長(zhǎng)石石英細(xì)脈或含鉀長(zhǎng)石的石英細(xì)脈,說明硅化更強(qiáng)了。沿2~3組不同方向的裂縫充填。在坑道中觀察,0-4中段少見,5-8中段較多。取樣分析Au含量大多能達(dá)1.0×10-6,少數(shù)規(guī)模相對(duì)大的脈可達(dá)3.0×10-6?？梢娾涢L(zhǎng)石化是形成含金石英脈的前奏,是成礦先導(dǎo),是促使礦化向成礦轉(zhuǎn)化的必要條件。(3)鉀長(zhǎng)石化蝕變的面型蝕變過程主要發(fā)育于海溝復(fù)式巖體斜長(zhǎng)角閃巖及閃長(zhǎng)玢巖中,主要硅化有6期。第1期發(fā)育于元古宙斜長(zhǎng)角閃巖類等殘留體中,它主要是由角閃石等蝕變分解而發(fā)生的硅化,同時(shí)伴隨綠泥石化、磁鐵礦化等,這種蝕變?cè)?-10線常見,它的展布與礦化帶常不一致,雖有晚期的蝕變疊加,但總體表現(xiàn)為最早的硅化和綠泥石化。第2期硅化與第1期鉀長(zhǎng)石化同時(shí)發(fā)生,此期還伴隨發(fā)生第2期綠泥石化,該期蝕變?yōu)槊嫘臀g變,弱至中等強(qiáng)度。第3期硅化強(qiáng),常與第2期鉀長(zhǎng)石化產(chǎn)生的鉀長(zhǎng)石共生組成偉晶狀團(tuán)塊或獨(dú)自為主組成團(tuán)塊,此期伴隨強(qiáng)的稠密浸染狀黃鐵礦化,呈帶狀分布于含金石英脈之上下盤。第4期硅化表現(xiàn)為出現(xiàn)含金石英脈,表明硅化達(dá)到最強(qiáng)程度、以至在擴(kuò)容帶富集成大石英脈。第5期硅化在中基性脈巖中發(fā)育。第6期出現(xiàn)鉀長(zhǎng)石石英細(xì)脈。此期的蝕變特點(diǎn)標(biāo)志鉀交代基本結(jié)束。(4)第2期黃鐵礦化為面型蝕變的充填料也是主要發(fā)育在海溝復(fù)式巖體內(nèi)。主要的有4期。第1期黃鐵礦化伴隨第1期與第2期綠泥石化發(fā)生,黃鐵礦化主要是吸收暗色礦物的綠泥石化析出的鐵而形成,此期黃鐵礦是呈立方體稀疏浸染狀分布,為面型蝕變;第2期黃鐵礦化與第2期鉀長(zhǎng)石化和第3期強(qiáng)硅化同時(shí)發(fā)生,表現(xiàn)為稠密浸染狀分布或與石英等共同組成不規(guī)則團(tuán)塊分布,第3期黃鐵礦化發(fā)育于含金石英脈中,常呈細(xì)粒集合體或短細(xì)脈不均勻分布于含金石英脈中,數(shù)量不多,平均不超過2%。第4期黃鐵礦化與成礦關(guān)系不密切,出現(xiàn)于晚期閃長(zhǎng)玢巖或輝綠玢巖的邊部,局部較多,均呈立方體晶形。(5)綠