蓬莱黑岚沟金矿区岩浆作用对成矿制约:岩石地球化学、年代学证据.pdf
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1、书书书 年第 期 第 卷黄金 黄 金 地 质 蓬莱黑岚沟金矿区岩浆作用对成矿制约:岩石地球化学、年代学证据收稿日期:;修回日期:基金项目:国家自然科学基金项目();山东省自然科学基金项目(,);山东省重点研发计划项目();山东省地勘基金项目(鲁勘字 号,鲁勘字 号)作者简介:刘强(),男,高级工程师,博士,从事地质矿产研究工作;:通信作者:张岩(),男,高级工程师,博士,从事地质矿产、矿床学研究工作;:刘强,李大鹏,张岩,尉鹏飞,蔡娜,张超,谢伟,(山东省地质科学研究院;自然资源部金矿成矿过程与资源利用重点实验室;山东省金属矿产成矿地质过程与资源利用重点实验室)摘要:黑岚沟金矿区位于胶北地区东
2、部,目前探明金储量占蓬莱地区的 以上。矿区内与成矿相关的侵入岩富硅、富碱、贫镁,(,平均值 )、质量分数小于 ,稀土元素球粒陨石标准化配分曲线具明显的右倾分配模式,具有弱的正 异常,()()值为 ,为 型花岗岩,具有低镁埃达克岩的特征。锆石 法测得侵入岩结晶年龄分别为()、()和(),均属中侏罗世早期岩浆活动产物。黑岚沟金矿区主要受下地壳和岩石圈地幔控制,成矿物质来源与地壳的部分熔融、岩石圈地幔和软流圈地幔上涌相关,属于壳幔混合来源。关键词:地球化学;锆石 法;同位素;黑岚沟;蓬莱;成矿物质来源中图分类号:文献标志码:开放科学(资源服务)标识码():文章编号:():黑岚沟金矿区位于胶北地区东部
3、、栖霞蓬莱金矿带北段,由多个石英脉型金矿床组成,主要包括黑岚沟矿段、初格庄矿段、齐家沟矿段、强家沟矿段和侯格庄矿段等,矿区目前探明金储量占蓬莱地区的 以上。前人对黑岚沟金矿区的地球物理特征、岩浆活动的构造背景、成矿物质来源、同位素年龄、成矿规律等 方面进行了初步研究。目前,该矿区内花岗岩类地球化学演化特征及其指示大地构造背景转化的系统研究成果缺失,制约了对岩浆活动的构造驱动机制和大规模金成矿机理的深入理解。本研究在细致野外地质调查工作基础上,采集黑岚沟金矿区内与成矿关系密切的侵入岩样品及典型矿石,开展岩相学、岩石地球化学和锆石 年代学等方面的研究,厘定侵入岩的成岩(矿)时代,揭示岩体起源及其形
4、成环境,探讨岩石成因与演化及其对成矿的制约,该研究对于进一步认识胶西北地区燕山晚期岩浆演化与金矿成因具有一定的科学意义。区域地质背景及矿床地质黑岚沟金矿床位于华北地台郯庐深大断裂带东侧,胶北隆起区的栖霞复背斜北翼东段,其成矿地质条件受控于所属成矿带的地层、构造、岩浆岩。矿区内地层出露较简单,构造运动较频繁,岩浆活动强烈(见图 )。矿区内矿体多位于岩体的构造破碎蚀变带内,石英脉多以充填为主,蚀变岩以热液交代为主。矿体总体呈脉状、网脉状、透镜状,产状受构造破碎蚀变带控制。矿体在构造破碎蚀变带中的赋存状态具有一定规律性,在构造膨胀部位围岩蚀变越强烈,则金矿化越明显。在构造膨胀部位存在上、下 个结构面
5、(断层面),夹持在结构面之间的蚀变体,是由几种碎裂和蚀变程度不同的蚀变岩石所组成。靠近上、下结构面,岩石破碎、裂隙密集,多穿插脉状或网脉状石英脉,形成夹石英脉的黄铁绢英岩,其构成了矿体的主体。样品及分析方法 样品采集及特征样品采集主要在黑岚沟矿段、齐家沟矿段和强家沟初格庄矿段的井下及岩芯中选择侵入岩样品及矿体围岩。共采集了侵入岩样品 件,矿石样品件。黄 金 地 质黄金 第四系 郭家岭序列罗家单元二长花岗岩 玲珑序列郭家店单元二长花岗岩 大柳行序列燕子夼单元二长花岗岩 石英闪长玢岩脉 煌斑岩脉 黄铁绢英岩蚀变带及编号 断裂图 黑岚沟金矿区地质简图黑岚沟金矿区与成矿作用相关的侵入岩主要为燕山早期的
6、侏罗世花岗岩(见图),在地表分布于矿区东部燕子夼磁山一带,井下大面积分布为中粗粒二长花岗岩。岩石呈灰白色、灰色,中粗粒结构,块状构造。主要矿物成分及占比为:钾长石 ,斜长石 ,石英 ,黑云母 。矿区矿石成分简单,金(见图 )赋存于石英脉中,金属矿物主要有自然金、银金矿、黄铁矿、方铅矿、闪锌矿,以及少量黄铜矿、磁黄铁矿;脉石矿物主要有石英、长石、绢云母、绿泥石、方解石等。自然金常与金属硫化物共生,由于部分颗粒较大,形成的明金肉眼可见,但分布不均,往往在矿石金品位很富的地方可见。分析方法全岩主量元素和微量元素分析测试工作在山东省地质科学研究院完成。主量元素测试采用 射线荧光光谱法(),使用仪器为
7、型 射线荧光光谱仪。微量元素和稀土元素测试分析采用电感耦合等离子体质谱法(),使用的仪器为 等离子体质谱仪。锆石分选工作在廊坊市峰泽源岩矿检测技术有限公司完成。样品靶的制作、透射光、反射光和阴极发光由北京锆年领航科技有限公司完成,锆石 、齐家沟矿段井下花岗岩照片 手标本照片、花岗岩镜下照片 黑云母 石英 钾长石 斜长石图 黑岚沟金矿井下围岩照片及其显微照片年龄测试分析在山东省地质科学研究院的激光剥蚀 多接收电感耦合等离子体质谱仪()上完成。锆石 测年数据处理采用 程序,年龄谐和图采用 软件绘制。结果及分析 岩石地球化学分析对黑岚沟金矿区侵入岩样品进行了岩石地球化学全分析,结果见表 。年第 期
8、第 卷黄 金 地 质 矿石手标本、碎裂状黄铁矿脉(反射光)黄铁矿内包裹的自然金(反射光)黄铁矿 金图 黑岚沟金矿区矿石显微照片表 黑岚沟金矿区侵入岩的主量元素、微量元素及稀土元素测试结果元素及参数 黄 金 地 质黄金表 (续)元素及参数 ()()()()注:主量元素单位为;微量元素及稀土元素单位为 。主量元素特征黑岚沟金矿区侵入岩石按 质量分数可以分为 类,一类样品 质量分数高,为 ,平均值 ;另一类 质量分数较低,仅有 。质量分数较低,为 ,平均值 ;质量分数 ,平均值 ;质量分数 ,平均值 ;烧失量较低。将样品进行碱 硅()图解投图,结果见图 。由图 可知:样品大多投在花岗岩区域内。从岩石
9、系列上看,样品落在了高钾钙碱性钙碱性系列区域内(见图 ),属于偏铝质过铝质岩石(见图 )。橄榄辉长岩 碱性辉长岩 亚碱性辉长岩 辉长闪长岩 闪长岩 花岗闪长岩 花岗岩 硅英岩 二长辉长岩 二长闪长岩 二长岩 石英二长岩 正长岩 副长石辉长岩 副长石二长闪长岩 副长石二长正长岩 副长石正长岩 副长石深成岩 霓方钠岩 磷霞岩 粗白榴岩图 黑岚沟金矿区花岗岩碱 硅()图解 图 黑岚沟金矿区花岗岩 ()()图解 岛弧花岗岩类 大陆弧花岗岩类 大陆碰撞花岗岩类 后造山花岗岩类 与裂谷有关的花岗岩类 与大陆造陆抬升有关的花岗岩类 大洋斜长花岗岩类图 黑岚沟金矿区花岗岩的 图解 稀土元素和微量元素特征稀土元
10、素()质量分数为 ,平均值 ,在稀土元素球 年第 期 第 卷黄 金 地 质 粒陨石标准化配分模式图(见图 )中具有相似的稀土配分特征,配分曲线显示为明显右倾到相对平坦,()(),()(),富集轻稀土元素,相对亏损重稀土元素,轻、重稀土元素分异现象较明显。矿石稀土元素大部分表现出弱的负 异常,少部分具有弱的正 异常,。花岗质围岩样品表现出较弱的负 异常,表明该岩体遭受了轻微的蚀变及风化作用。图 黑岚沟金矿区侵入岩稀土元素和微量元素模式图 在微量元素原始地幔标准化蛛网图(见图 )中,所有矿石样品均表现出明显的富集大离子亲石元素 、和高场强元素 、,具有高的 值(),平均值 )。锆石 年代学本次研究
11、选择了 件样品进行锆石 同位素测试分析,锆石阴极发光()图像(见图 )显示,锆石以长柱状、板柱状晶体为主,个别为短柱状,粒径多在 ,长宽比多为 ,少量为 。锆石晶体轮廓清晰,晶面多数光滑,内部结构清楚,振荡环带、核幔结构较发育,部分锆石颗粒发育裂隙,表现出典型的岩浆锆石特征。图 黑岚沟金矿区花岗岩锆石阴极发光图像样品测试数据见表 。齐家沟矿段花岗岩样品 (见图 )个测点的 年龄和谐,集中位于谐和线附近,其谐和年龄值为(),;加权平均年龄为(),。齐家沟矿段花岗岩样品 (见图 )个测点的 年龄和谐,集中于谐和线附近,其谐和年龄值为(),;加权平均年龄为(),。强家沟矿段花岗岩样品 (见图 )个测
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