胶西北寺庄金矿床红化蚀变过程及其对金成矿贡献
发布时间：2022-01-01 08:35
胶东是我国最重要的金矿集区,其内金矿床均赋存于沿NE-NNE向断裂带展布的大规模红化蚀变带中;然而对红化蚀变是钾长石化还是赤铁矿-金红石化,及其对金成矿的贡献尚存争议。寺庄超大型金矿床的红化蚀变沿NE-NNE向焦家断裂带及其次级断裂-裂隙系统发育,占已探明资源储量70%的Ⅲ号矿体群即赋存于红化蚀变带内,是研究红化蚀变与金成矿关系的理想对象。本文以该金矿床红化蚀变花岗岩为研究对象,通过对比新鲜花岗岩与强、弱红化蚀变岩内矿物组合和地球化学组成,探讨红化蚀变对于金成矿的贡献。矿物学研究表明,弱红化蚀变岩内的蚀变发生在斜长石核部,以钠长石化为主,同时形成绢云母和少量热液钾长石,且赤铁矿在此阶段沉淀;而弱红化蚀变岩进一步水岩反应成为强红化蚀变岩的过程中出现大量热液钾长石。质量平衡计算表明,红化蚀变过程中SiO2、K2O迁入,而Na2O、CaO、Al2O3、FeOT、MgO迁出;红化流体由早期富Na向后期富K转变。岩石地球化学与氢氧同位素综合示踪显示,红化流体为高温、...
【文章来源】：岩石学报. 2020,36(05)北大核心EISCICSCD
【文章页数】：14 页
【部分图文】：
焦家金矿田地质简图(据Yang et al.,2016b)
胶东是一个主要由前寒武纪基底岩石和超高压变质岩块组成、中生代构造-岩浆作用发育的内生热液金矿集区(图1;杨立强等，2014,2019;Yang et al.,2017;Deng and Wang,2016;Deng et al.,2019,2020a,b;Zhang et al.,2019,2020a,b)，已探明储量超过4000吨，约占全国的1/3，现年产量超百吨，约占全国的1/4(Goldfarb and Santosh,2014;Yang et al.,2016b)。胶东地区进一步分为东、西两部分:东部即苏鲁地体北段，属秦岭-大别-苏鲁造山带;西部即胶北地体。胶北隆起位于胶北地体北部，区内变质岩建造由太古宇胶东群TTG、古元古界粉子山群和荆山群、以及新元古界蓬莱群变质沉积岩组成(Tang et al.,2007;Zhai and Santosh,2011;Tam et al.,2011;张良等，2014;Yang et al.,2014;Deng et al.,2011,2015b;Zhang et al.,2017)。中生代岩浆岩分布广泛，主要由晚侏罗世玲珑型花岗岩、早白垩世早期郭家岭型花岗岩、早白垩世晚期艾山型花岗岩以及大量中基性脉岩组成(Song et al.,2014;Gong et al.,2013,2015;Yang et al.,2016a;Deng et al.,2015b,2017,2019;Wang et al.,2015)。其中，玲珑型和郭家岭型花岗质岩是区内金矿床最主要的赋矿围岩，其赋存胶东95%以上的金资源储量(邓军等，2006;Deng et al.,2008;Goldfarb and Santosh,2014;杨立强等，2014)。玲珑型黑云母花岗岩呈NNE向带状分布于焦家断裂与招平断裂之间(图1)，侵位年龄为166～149Ma(Jiang et al.,2012;Yang et al.,2012);郭家岭型花岗质岩体主要由石英二长岩、二长花岗岩和花岗闪长岩组成，于126～132Ma侵入到玲珑型花岗岩体中(Hou et al.,2007;Yang et al.,2012;图1)。区域构造断裂主要呈NNE-NE向展布，自西向东依次为三山岛断裂、焦家断裂和招平断裂，与发育在玲珑型花岗岩体和郭家岭型花岗岩体中的较小规模的NNE-NE向断裂节理联合控制金矿床的分布(邓军等，2006;Deng et al.,2008;杨立强等，2014;Goldfarb and Santosh,2014)。焦家断裂带呈NE-NNE展布，长约60km，宽约50～2000m，控制带内已发现20多个金矿床(Yang et al.,2016c)，控制金矿床资源总量已超过1200t(Deng et al.,2015a)，该断裂也是寺庄金矿床主要控矿断裂。寺庄金矿床位于莱州市朱桥镇寺庄村一带，属于焦家金矿田最南端(图2)(卫清等，2018;刘向东等，2019)。矿区主要出露地层为太古宇胶东群，岩性为混合岩化黑云斜长变粒岩和斜长角闪岩，分布于矿区西部，焦家断裂带上盘。矿区内花岗岩出露广泛，分布于焦家断裂下盘，主要为玲珑黑云母花岗岩(图3)(冯建秋，2016;Wei et al.,2019)，是寺庄金矿床主要赋矿围岩。矿区内构造主要为焦家断裂及其下盘次级断裂。焦家断裂沿胶东群与玲珑黑云母花岗岩接触带发育，走向NNE，倾向NW，倾角30°～45°，上缓下陡，宽几十米至上百米。矿体主要分布在焦家断裂下盘黑云母花岗岩中，按照矿体赋存部位及地质特征可划分为3个矿体，编号为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号矿体，以网脉状、浸染状和团块状矿化为主。围岩热液蚀变强烈，分带明显，从主断裂带向外依次可划分为黄铁绢英岩化带、绢英岩化带和大规模的红化蚀变带。此外矿区还发育硅化、碳酸盐化和绿泥石化等围岩蚀变。
为讨论红化蚀变过程中元素变化规律，本文收集前人在该矿床的主量元素数据(表3)，采用(Grant,1986,2005)的方法对主量元素的活动性进行描述。但如何选择不活动元素是进行质量平衡计算的关键。在热液流体-岩石反应过程中，Al2O3和Ti O2通常被认为是不活动的(Condie and Sinha,1996)，但Al在变形变质作用过程中仍有一定的活动性(Ague,1994)，尤其是长石绢云母化过程中有部分析出(O"Hara,1988;O"Hara and Blackburn,1989)。寺庄金矿床红化蚀变过程中有绢云母和热液钾长石等矿物形成，导致Al不适合作为不活动组分。Ti在岩石中的含量低，而且其活动性小，在水岩反应以及岩石变形变质过程中相对稳定，因此可以作为理想参照元素(Condie and Sinha,1996;Ague,1997;Klammer,1997)。计算公式为:ΔCAi和ΔCoi分别代表蚀变岩石和新鲜岩石中元素Ti的含量，CATiO2和CATiO2分别代表蚀变岩石和未蚀变岩石中的Ti O2含量，ΔCi代表每100g样品中元素的带入带出量。将3个未蚀变花岗岩的数据取平均值作为ΔC0i,5个红化蚀变花岗岩的数据取平均值作为ΔCAi，投入Isocon图解上(图8)，穿过Ti O2的线作为Isocon线。
【参考文献】：
期刊论文
[1]巨型矿床形成与定位的构造控制:胶东金矿集区剖析[J]. 杨立强,邓军,宋明春,于学峰,王中亮,李瑞红,王偲瑞. 大地构造与成矿学. 2019(03)
[2]胶西北寺庄金矿床热液蚀变作用[J]. 刘向东,邓军,张良,林少一,周明岭,宋宇宙,徐晓磊,连琛芹. 岩石学报. 2019(05)
[3]胶东寺庄金矿热液蚀变作用与元素迁移规律[J]. 卫清,范宏瑞,蓝廷广,刘玄. 矿物岩石地球化学通报. 2018(02)
[4]World-class Xincheng gold deposit:An example from the giant Jiaodong gold province[J]. Liqiang Yang,Jun Deng,Ruipeng Guo,Lin’nan Guo,Zhongliang Wang,Binghan Chen,Xudong Wang. Geoscience Frontiers. 2016(03)
[5]西秦岭阳山金矿带安坝矿床热液蚀变作用[J]. 张志超,李楠,戢兴忠,韩忠,郭耀宇,李在春. 岩石学报. 2015(11)
[6]西秦岭温泉斑岩钼矿床岩浆-热液演化[J]. 邱昆峰,宋开瑞,宋耀辉. 岩石学报. 2015(11)
[7]胶东寺庄金矿床成因:流体包裹体与石英溶解度证据[J]. 卫清,范宏瑞,蓝廷广,刘玄,姜晓辉,文博杰. 岩石学报. 2015(04)
[8]胶东中生代金成矿系统[J]. 杨立强,邓军,王中亮,张良,郭林楠,宋明春,郑小礼. 岩石学报. 2014(09)
[9]胶东大尹格庄金矿床铅同位素地球化学[J]. 张良,刘跃,李瑞红,黄涛,张瑞忠,陈炳翰,李金奎. 岩石学报. 2014(09)
[10]The Kiloton Class Jiaojia Gold Deposit in Eastern Shandong Province and Its Genesis[J]. SONG Mingchun,DENG Jun,YI Pihou,YANG Liqiang,CUI Shuxue,XU Junxiang,ZHOU Mingling,HUANG Tailing,SONG Guozheng,SONG Yingxin. Acta Geologica Sinica（English Edition）. 2014(03)
博士论文
[1]焦家金矿带构造控矿模式[D]. 李瑞红.中国地质大学(北京) 2017
[2]山东招平金矿带构造—流体耦合成矿动力学[D]. 高帮飞.中国地质大学（北京） 2008
硕士论文
[1]胶东寺庄金矿床成矿流体特征及演化[D]. 冯建秋.中国地质大学(北京) 2016
本文编号：3562007
【文章来源】：岩石学报. 2020,36(05)北大核心EISCICSCD
【文章页数】：14 页
【部分图文】：
焦家金矿田地质简图(据Yang et al.,2016b)
胶东是一个主要由前寒武纪基底岩石和超高压变质岩块组成、中生代构造-岩浆作用发育的内生热液金矿集区(图1;杨立强等，2014,2019;Yang et al.,2017;Deng and Wang,2016;Deng et al.,2019,2020a,b;Zhang et al.,2019,2020a,b)，已探明储量超过4000吨，约占全国的1/3，现年产量超百吨，约占全国的1/4(Goldfarb and Santosh,2014;Yang et al.,2016b)。胶东地区进一步分为东、西两部分:东部即苏鲁地体北段，属秦岭-大别-苏鲁造山带;西部即胶北地体。胶北隆起位于胶北地体北部，区内变质岩建造由太古宇胶东群TTG、古元古界粉子山群和荆山群、以及新元古界蓬莱群变质沉积岩组成(Tang et al.,2007;Zhai and Santosh,2011;Tam et al.,2011;张良等，2014;Yang et al.,2014;Deng et al.,2011,2015b;Zhang et al.,2017)。中生代岩浆岩分布广泛，主要由晚侏罗世玲珑型花岗岩、早白垩世早期郭家岭型花岗岩、早白垩世晚期艾山型花岗岩以及大量中基性脉岩组成(Song et al.,2014;Gong et al.,2013,2015;Yang et al.,2016a;Deng et al.,2015b,2017,2019;Wang et al.,2015)。其中，玲珑型和郭家岭型花岗质岩是区内金矿床最主要的赋矿围岩，其赋存胶东95%以上的金资源储量(邓军等，2006;Deng et al.,2008;Goldfarb and Santosh,2014;杨立强等，2014)。玲珑型黑云母花岗岩呈NNE向带状分布于焦家断裂与招平断裂之间(图1)，侵位年龄为166～149Ma(Jiang et al.,2012;Yang et al.,2012);郭家岭型花岗质岩体主要由石英二长岩、二长花岗岩和花岗闪长岩组成，于126～132Ma侵入到玲珑型花岗岩体中(Hou et al.,2007;Yang et al.,2012;图1)。区域构造断裂主要呈NNE-NE向展布，自西向东依次为三山岛断裂、焦家断裂和招平断裂，与发育在玲珑型花岗岩体和郭家岭型花岗岩体中的较小规模的NNE-NE向断裂节理联合控制金矿床的分布(邓军等，2006;Deng et al.,2008;杨立强等，2014;Goldfarb and Santosh,2014)。焦家断裂带呈NE-NNE展布，长约60km，宽约50～2000m，控制带内已发现20多个金矿床(Yang et al.,2016c)，控制金矿床资源总量已超过1200t(Deng et al.,2015a)，该断裂也是寺庄金矿床主要控矿断裂。寺庄金矿床位于莱州市朱桥镇寺庄村一带，属于焦家金矿田最南端(图2)(卫清等，2018;刘向东等，2019)。矿区主要出露地层为太古宇胶东群，岩性为混合岩化黑云斜长变粒岩和斜长角闪岩，分布于矿区西部，焦家断裂带上盘。矿区内花岗岩出露广泛，分布于焦家断裂下盘，主要为玲珑黑云母花岗岩(图3)(冯建秋，2016;Wei et al.,2019)，是寺庄金矿床主要赋矿围岩。矿区内构造主要为焦家断裂及其下盘次级断裂。焦家断裂沿胶东群与玲珑黑云母花岗岩接触带发育，走向NNE，倾向NW，倾角30°～45°，上缓下陡，宽几十米至上百米。矿体主要分布在焦家断裂下盘黑云母花岗岩中，按照矿体赋存部位及地质特征可划分为3个矿体，编号为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号矿体，以网脉状、浸染状和团块状矿化为主。围岩热液蚀变强烈，分带明显，从主断裂带向外依次可划分为黄铁绢英岩化带、绢英岩化带和大规模的红化蚀变带。此外矿区还发育硅化、碳酸盐化和绿泥石化等围岩蚀变。
为讨论红化蚀变过程中元素变化规律，本文收集前人在该矿床的主量元素数据(表3)，采用(Grant,1986,2005)的方法对主量元素的活动性进行描述。但如何选择不活动元素是进行质量平衡计算的关键。在热液流体-岩石反应过程中，Al2O3和Ti O2通常被认为是不活动的(Condie and Sinha,1996)，但Al在变形变质作用过程中仍有一定的活动性(Ague,1994)，尤其是长石绢云母化过程中有部分析出(O"Hara,1988;O"Hara and Blackburn,1989)。寺庄金矿床红化蚀变过程中有绢云母和热液钾长石等矿物形成，导致Al不适合作为不活动组分。Ti在岩石中的含量低，而且其活动性小，在水岩反应以及岩石变形变质过程中相对稳定，因此可以作为理想参照元素(Condie and Sinha,1996;Ague,1997;Klammer,1997)。计算公式为:ΔCAi和ΔCoi分别代表蚀变岩石和新鲜岩石中元素Ti的含量，CATiO2和CATiO2分别代表蚀变岩石和未蚀变岩石中的Ti O2含量，ΔCi代表每100g样品中元素的带入带出量。将3个未蚀变花岗岩的数据取平均值作为ΔC0i,5个红化蚀变花岗岩的数据取平均值作为ΔCAi，投入Isocon图解上(图8)，穿过Ti O2的线作为Isocon线。
【参考文献】：
期刊论文
[1]巨型矿床形成与定位的构造控制:胶东金矿集区剖析[J]. 杨立强,邓军,宋明春,于学峰,王中亮,李瑞红,王偲瑞. 大地构造与成矿学. 2019(03)
[2]胶西北寺庄金矿床热液蚀变作用[J]. 刘向东,邓军,张良,林少一,周明岭,宋宇宙,徐晓磊,连琛芹. 岩石学报. 2019(05)
[3]胶东寺庄金矿热液蚀变作用与元素迁移规律[J]. 卫清,范宏瑞,蓝廷广,刘玄. 矿物岩石地球化学通报. 2018(02)
[4]World-class Xincheng gold deposit:An example from the giant Jiaodong gold province[J]. Liqiang Yang,Jun Deng,Ruipeng Guo,Lin’nan Guo,Zhongliang Wang,Binghan Chen,Xudong Wang. Geoscience Frontiers. 2016(03)
[5]西秦岭阳山金矿带安坝矿床热液蚀变作用[J]. 张志超,李楠,戢兴忠,韩忠,郭耀宇,李在春. 岩石学报. 2015(11)
[6]西秦岭温泉斑岩钼矿床岩浆-热液演化[J]. 邱昆峰,宋开瑞,宋耀辉. 岩石学报. 2015(11)
[7]胶东寺庄金矿床成因:流体包裹体与石英溶解度证据[J]. 卫清,范宏瑞,蓝廷广,刘玄,姜晓辉,文博杰. 岩石学报. 2015(04)
[8]胶东中生代金成矿系统[J]. 杨立强,邓军,王中亮,张良,郭林楠,宋明春,郑小礼. 岩石学报. 2014(09)
[9]胶东大尹格庄金矿床铅同位素地球化学[J]. 张良,刘跃,李瑞红,黄涛,张瑞忠,陈炳翰,李金奎. 岩石学报. 2014(09)
[10]The Kiloton Class Jiaojia Gold Deposit in Eastern Shandong Province and Its Genesis[J]. SONG Mingchun,DENG Jun,YI Pihou,YANG Liqiang,CUI Shuxue,XU Junxiang,ZHOU Mingling,HUANG Tailing,SONG Guozheng,SONG Yingxin. Acta Geologica Sinica（English Edition）. 2014(03)
博士论文
[1]焦家金矿带构造控矿模式[D]. 李瑞红.中国地质大学(北京) 2017
[2]山东招平金矿带构造—流体耦合成矿动力学[D]. 高帮飞.中国地质大学（北京） 2008
硕士论文
[1]胶东寺庄金矿床成矿流体特征及演化[D]. 冯建秋.中国地质大学(北京) 2016
本文编号：3562007
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