內蒙古板廟子金礦區金板廟子金礦區成礦階段劃分

吉林省樺甸市板廟子金礦區位于中國北方地臺北緣東段，大九子-甲溝nw向拱形構造帶西部中部。成礦地質條件較好,礦床(點)眾多,自西向東依次分布著大廟子、板廟子、援朝溝和菜搶子等金礦床(圖1)。前人對該礦區的成礦地質特征進行了較多的研究,將成礦階段劃分為5個:早期黃鐵礦—石英階段(Ⅰ)、晚期黃鐵礦—石英階段(Ⅱ)、金—多金屬階段(Ⅲ)、碳酸鹽—黃鐵礦階段(Ⅳ)、表生氧化階段(Ⅴ),并認為Ⅱ為弱含金階段,Ⅲ為金主要形成階段。本文利用地質和數學方法對礦區中的兩種主要礦石(含金黃鐵礦型、含金多金屬型)進行了研究,結果表明本礦區還存在金—黃鐵礦階段,該階段位于晚期黃鐵礦—石英階段(Ⅱ)之后,金—多金屬階段(Ⅲ)之前。1礦區巖漿巖充填巖帶礦區內地層不發育,主要為太古宙表殼巖殘片夾皮溝巖群三道溝巖組斜長角閃巖、斜長角閃片麻巖等組成。區內斷裂構造發育,并有多期活動的特點。大砬子—夾皮溝弧形斷裂帶縱貫全區,其兩側分布有多條次級斷裂構造,控制了本區礦化帶和脈巖的分布。礦區內巖漿巖主要出露有新太古代錦山村二長花崗巖、花崗閃長巖等。脈巖有輝綠巖、閃長玢巖、煌斑巖等,其形成時代為100～190Ma。2礦體特征2.1多金屬型礦床礦石類型主要為石英脈型,按硫化物類型可分為兩種:含金黃鐵礦型、含金多金屬型。前者主要由黃鐵礦和自然金組成;后者主要由黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦及方鉛礦、自然金等組成。兩種類型的礦石或呈單獨的礦體,或在一條礦體中同時出現,此時含金黃鐵礦型礦石一般在礦體中上部,而含金多金屬型礦石在礦體中下部,二者呈漸變過渡關系。礦石品位幾十至幾百克/噸,當含有少量黃銅礦等多金屬礦物時,品位較高;黃銅礦等礦物較多時,礦石品位一般<10×10-6。2.2礦物資源量、粒間金、黃鐵礦等礦物之間的關系野外及室內鏡下觀察表明,金主要呈包體金、裂隙金、粒間金出現,約85%與黃鐵礦有關,15%與黃銅礦等其他礦物有關(表1)。單礦物分析結果表明,黃鐵礦中金品位平均為240.10×10-6。2.3成礦期與礦化蝕變帶內水體的成分脈巖種類繁多且具有多期次活動的特點按脈巖與礦體形成時間的先后可分為成礦前脈巖、成礦期脈巖、成礦后脈巖。成礦前脈巖主要起容礦圍巖的作用,成礦后脈巖則多穿切礦體,起著破壞礦體的作用。成礦期脈巖則多與礦體相互平行,相互伴生,并不同程度地具有礦化蝕變現象。礦體類型不同,其相伴的脈巖有所不同,在礦化蝕變帶內,常見的礦體與脈巖的組合有:含金黃鐵礦礦體+輝綠巖。含金黃鐵礦礦體+輝綠巖+花崗斑巖。含金黃鐵礦礦體+煌斑巖+花崗斑巖。含金多金屬型礦體+輝綠巖+二長花崗斑巖。含金多金屬型礦體+閃長玢巖+二長花崗斑巖等。上述組合進一步明確了脈巖與礦體之間的空間關系,顯示出不同種類脈巖的成礦特點。3cu元素含量的變化本次工作共采集礦石樣品39件(含金黃鐵礦型20件,含金多金屬型19件),煌斑巖5件,輝綠巖12件,花崗斑巖8件,閃長玢巖9件,二長花崗斑巖11件,共分析Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Co、Ni、Bi、Rb、Sr、Ba11個元素。各元素在兩種類型礦石中的含量并沒有明顯差異。其中Cu元素的平均含量為1861×10-6,與地殼豐度相比,豐度系數為29.50,具有一定程度的富集。在礦石類型由含金黃鐵礦型到含金多金屬型的變化中Cu元素的含量是逐漸提高的,與二種類型礦石呈漸變過渡的地質現象吻合。礦石中Au、Bi元素的平均含量分別為33.11×10-6、90.622×10-6,豐度系數分別為8278.55、22655.59,說明二者的富集程度較高。隨著Cu元素含量的逐漸增高,Au、Bi元素的含量在兩種類型的礦石中均呈跳躍式隨機變化,與Cu的相關系數分別為0.0385、-0.0445,相關性差。Ag元素平均含量為9.30×10-6,豐度系數為116.27;Pb元素的平均含量為30.51×10-6,豐度系數為2.54;Zn元素的平均含量為48.36×10-6,豐度系數為0.51;Co元素的平均含量為68.74×10-6,豐度系數為2.75;Ni元素平均含量為67.15×10-6,豐度系數為0.75。Ag、Pb、Co元素有不同程度的富集。隨著Cu元素含量的逐漸增高,Ag、Pb、Zn、Co、Ni各元素的含量總的變化趨勢是逐漸升高的,與Cu的相關系數分別為0.8534、0.6477、0.9289、0.8378、0.5668,呈較強的正相關性。與同類巖石維氏值相比,煌斑巖、輝綠巖、花崗斑巖明顯富含Au、Bi元素,而樣品閃長玢巖、二長花崗斑巖則富含Ag、Pb、Zn等元素。Co/Ni含金多金屬型礦石、二長花崗斑巖介于4.49～4.90;輝綠巖、煌斑巖、含金黃鐵礦型礦石介于1.97～2.96。表明含金多金屬礦石和二長花崗斑巖同含金黃鐵礦礦石、輝綠巖、煌斑巖具有一定程度的親源關系。4成礦過程的組成元素R型聚類分析是一種多元統計方法,其原理是以變量之間的相似程度為基礎,將變量分成不同級別的類或點群。首先將礦石中微量元素的原始數據標準化,并分別計算各元素間的相關系數,反復計算合并變量最后分別得到以相關系數為依據的分類表表和分類譜系圖圖從表2、圖2中可以看出,若以相關系數r=0為標準,則礦石中微量元素分為Au+Bi+Ag+Zn+Cu+Co+Pb+Ni和Rb+Sr+Ba兩組,若以相關系數r=0.5為標準,則微量元素分為Au+Bi、Ag+Zn+Cu+Co+Pb+Ni、Rb+Sr+Ba三組。若將礦石中微量元素分為兩個大的群體,則分別為Ⅰ(Au+Bi+Ag+Zn+Cu+Co+Pb+Ni)和Ⅱ(Rb+Sr+Ba)。很顯然,群體Ⅰ中的Au元素是本礦床中的主要成礦元素,能構成有工業意義的礦體;Ag、Zn、Cu、Pb為次要成礦元素,沒有構成較具規模的有工業意義的獨立礦體,但這些元素能形成良好的地球化學暈;Bi元素為伴生元素,雖然沒有獨立礦物被發現,但其形成了具有一定規模的形態完整的地球化學暈;盡管這些元素的來源可能是不同的,但它們卻都發生了相對的遷移、富集作用,而它們的相關性則是這種成礦作用的結果和具體體現。群體Ⅱ中的三個元素在各巖石中普遍存在,反映了圍巖的成分,在成礦過程中雖然可能發生一定程度的活化,但特征性是不明顯的,因此可以認為它們是成礦過程中的惰性組分。群體Ⅰ又可分為Au+Bi、Ag+Zn+Cu+Co+Pb+Ni兩亞群,說明這些元素雖然都是在成礦作用中發生了相對富集和運移,但它們沉淀時的物化條件和生成先后是有差別的。Bi、Au是相對中高溫熱液環境的組成元素,Ag、Zn、Cu、Pb是相對中低溫熱液環境的組成元素。親鐵元素Co、Ni可能反映了黃鐵礦的存在,但、可能反映了黃鐵礦的存在,但野外觀察表明本礦區內黃鐵礦化是非常普遍的,所以其作用還有待于進一步研究。通過上述對微量元素分析認為,不同水平的元素,尤其是Au、Bi元素和Ag、Zn、Cu、Pb等兩組元素的關系表明,它們不是同一成礦階段的產物,反映本礦區多階段成礦的特點。5含金多金屬型礦體成礦作用Q型聚類分析也是以變量之間的相似程度為基礎,按適當原則將對象分成不同級別的類或點群。以Au、Ag、Cu等成礦(件生)元素為變量,對7種樣品(礦石及脈巖)進行Q型聚類分析。在對原始數據標準化基礎上,計算得到初始相關關系矩陣,由初始相關關系矩陣通過合并變量返復計算各樣品之間的相關關系,則可獲得樣品之間的相關關系分類表(表3)和相關關系譜系圖(圖3)。從表3、圖3中可以看出,7個樣品明顯分為兩群,群體Ⅰ(樣2、3、6、7)和群體Ⅱ(樣1、4、5)。群體Ⅰ包括含金黃鐵礦型礦體、煌斑巖、花崗斑巖、輝綠巖,且它們之間的相關系數很高,說明輝綠巖、煌斑巖、花崗斑巖這三種巖脈對含金黃鐵礦型礦體的形成起重要作用。但在Co、Ni元素特征上,花崗斑巖與輝綠巖、煌斑巖卻明顯不同,花崗斑巖Co/Ni高達7.46,遠高于輝綠巖、煌斑巖,也高于礦體,說明盡管這三種脈巖對成礦作用都起重要作用,但起的作用不同:輝綠巖、煌斑巖的Co/Ni較低,與礦體相近,說明這二種脈巖對成礦所起的作用主要是以提供黃鐵礦等金屬硫化物和成礦元素為主;而花崗斑巖對成礦所起的作用主要是以提供硅質氣水熱液為主。實際地質調查證實,盡管常見含金黃鐵礦型礦體+輝綠巖(煌斑巖)+花崗斑巖組合,但亦可見含金黃鐵礦型礦體+輝綠巖(煌斑巖)組合(此種組合常形成不含石英脈的塊狀硫化物型礦石,俗稱“晶體塊”),并未見有含金黃鐵礦型礦體+花崗斑巖組合。另外與輝綠巖相比,盡管偏堿性的煌斑巖可能更有利于成礦,但在本礦區無論是在規模、數量上,遠沒有輝綠巖發育,所以對成礦起主要作用的是輝綠巖脈。群體Ⅱ包括含金多金屬型礦體、二長花崗斑巖、閃長玢巖,它們之間的相關系數表明,含金多金屬型礦體與二長花崗斑巖脈之間關系最為密切,且在、元素特征上,/二者也相近,說明二長花崗斑巖脈對含金多金屬型礦體的成礦起重要作用,由于該類型礦體為含金黃鐵礦型礦體疊加多金屬礦化形成,因此與輝綠巖、煌斑巖的相關系數也很高。實際地質調查證實,含金黃鐵礦型礦體與含金多金屬型礦體往往呈連續過渡的關系。至于閃長玢巖與含金黃鐵礦型礦體的相關系數也較高,野外地質調查也見有含金多金屬型礦體+閃長玢巖組合,說明閃長玢巖對含金多金屬型礦體的形成也有一定的作用,但在Co、Ni元素特征上,Co/Ni與二長花崗斑巖、含金多金屬型礦體相差較大,且在規模與數量上,閃長玢巖都遠遜于二長花崗斑巖,所以其成礦作用還有待于進一步研究。由此可見本礦區隨著巖漿由中基性向酸性演化,成礦作用有由貴金屬向多金屬轉化的趨勢,并在空間上礦化產生疊加。6金型礦體成礦作用(1)R型